JP2012202930A - 結露検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出可能な結露量の最低値を調整可能で、結露の程度つまり結露量を高感度で検出可能とする。
【解決手段】結露検出面（例えば貫通孔１１ａの周面）を有する部材１１の結露検出面に沿って進む光束１２を発する光照射手段１３と、光束１２の径を変化させる手段１４と、前記結露検出面を通過した後の光束１２を受光する光検出器１５とを設け、この光検出器１５が出力する光検出信号に基づいて結露状態を検出する。光束１２の径をより大きくすればより少ない結露量で光の吸収、散乱が生じるようになり、検出可能な結露量の最低値をより小さく設定可能となる。反対に上記光束１２の径をより小さくすればより多くの結露量が無いと上記吸収、散乱が生じないので、検出可能な結露量の最低値をより大きく設定可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の部材における結露の有無や程度を検出する方法に関するものである。

また本発明は、そのような結露検出方法を実施するための装置に関するものである。

例えば分析チップを用いて生体由来物質や化学物質に関する測定や分析を行う装置においては、分析チップ等に結露が発生すると測定あるいは分析結果が不正なものになることがある。そこでその種の装置においては、分析チップ等が配置される雰囲気中で結露が発生しているかどうか、また場合によっては、結露がどの程度であるかを検出することが求められる。

より詳しく説明すると、測定や分析が例えばマイクロ流路を持つ微小分析チップにおける免疫反応や酵素反応等を利用するものである場合、それらの反応は温度依存性が大きいので、診断等のために高信頼性が求められる測定では、反応部を所定温度に正確に温度調節（温調）することが行われる。温調は加熱や冷却を行う温調部でなされるが、高温高湿環境下で冷却を行った場合、温調部表面に空気中の水滴が結露する現象が問題となる。特に、反応後に光学的検出を行う場合には、結露した水滴が検出用照射光を吸収、散乱させるので、測定値に影響が現れてしまう。そこで、結露がどの程度であるかを正確に検出することが求められている。

またそれに限らず、例えば自動車のワイパーを自動的に作動開始させるために、フロントガラスにおける結露や液滴付着を検出することもなされている。

従来、結露や液滴付着を検出する代表的な装置として、例えば特許文献１〜３に示されるものが公知となっている。例えば特許文献１には、自動車のフロントガラスに室内側から光を照射し、フロントガラスと空気との界面で全反射する光量を光検出器によりモニタし、ガラス表面に結露や液滴付着が発生すると全反射光量が低下することを利用して結露や液滴付着を検出する装置が示されている。

また特許文献２には、コア周面を露出させた光ファイバに光を伝搬させた上で、光ファイバ終端から出射する光をモニタし、コア周面に結露や液滴付着が発生するとそこで伝搬損が生じてモニタ光量が低下することを利用して結露や液滴付着を検出する装置が示されている。

また特許文献３には、光源から発せられた光をミラー表面で反射させ、その反射光量を光検出器によりモニタし、ミラー表面に結露や液滴付着が発生すると反射光量が低下することを利用して結露や液滴付着を検出する装置が示されている。

特許第４５１３６８１号公報 特開昭５９−１３７８４４号公報 実公昭６２−５６４２号公報

前述した測定や分析を行う装置において、結露に対する許容度は、求められる測定精度だけではなく、光学系によっても異なる。例えば、全反射光学系と落射光学系では、全反射光学系の方が高感度であるために、わずかな結露に対しても影響を受けるが、落射光学系では感度が低いために、結露の許容度が高い。また、微小分析チップの検出部に照射する光の経路によっても、許容度は異なる。例えば、分析チップと温調部が接触している近傍に光の経路があるならば、温調部の結露により照射光が受ける影響は大きくなる。それに対して、分析チップと温調部の接触面と反対側の表面近傍に光の経路があるならば、照射光が受ける結露の影響は前者より小さくなる。

以上の通り、測定精度、光学系、想定される環境温湿度に応じて、検出すべき結露の状態は大きく異なる。このような状況下で結露検出に求められる性能は、検出可能な結露量の最低値を自在に変えられる自由度を持ち、そして検出可能範囲では高感度で大きな信号を得ることである。

図５は、先に説明した引用文献１〜３に示された装置における、結露検出面での結露量（結露の程度）と、それに対応した光検出信号の減少量との関係を示している。特許文献１や２に記載された装置における関係は基本的に、同図に曲線ａで示すようなものとなる。すなわちこの種の装置においては、フロントガラスあるいはコアの表面に結露が生じていると、全反射光量が顕著に低下して光検出信号が大きく減少するため、結露の有無を明確に検出可能となっている。しかしその半面、結露が少しでも有るとそれが直ちに光検出信号の顕著な減少につながるので、検出可能な結露量の最低値を調整することは困難である。またこれらの装置においては、結露検出に伴う光検出信号の減少は大きいものの、直ちに飽和してしまうので、結露量を正確に検出することは困難になっている。

一方、特許文献３に記載された装置における関係は基本的に、同図に曲線ｂで示すようなものとなる。すなわちこの種の装置においても、検出可能な結露量の最低値を調整することは困難である。またこれらの装置においては、一般に結露検出の感度が低くなっている。この感度を高めるために、ミラーに照射する光のスポット径を大きくすることも考えられるが、そのようしてもミラー上の単位面積当たりの光強度が低下するので、結局、感度を効果的に高めることは難しい。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、検出可能な結露量の最低値を調整可能で、結露の程度つまり結露量を高感度で検出することができる結露検出方法を提供することを目的とする。

また本発明は、そのような方法を実施することができる結露検出装置を提供することを目的とするものである。

本発明による第１の結露検出方法は、
結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、
前記光束の径を変化可能としておき、
前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、
この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出することを特徴とするものである。

なお、上述の「結露検出面」とは、結露する可能性が有って、結露検出に供される面を意味するものである。また、「結露検出面に沿って光束を進行させ」ということは、結露検出面の延びる方向と光束の進行方向が平行である場合だけでなく、それら２つの方向が互いに角度をなしている場合も含むものである（以下、同様）。

また、本発明による第２の結露検出方法は、
結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、
前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動可能としておき、
前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、
この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出することを特徴とするものである。

一方、本発明による第１の結露検出装置は、上述した第１の結露検出方法を実施するためのものであり、
結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、
前記光束の径を変化させる手段と、
前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有することを特徴とするものである。

また、本発明による第２の結露検出装置は、上述した第２の結露検出方法を実施するためのものであり、
結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、
前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動させる移動手段と、
前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有することを特徴とするものである。

なお、上記第２の結露検出装置においては、
前記部材が、それぞれの結露検出面側から前記光束を間に挟むように１対設けられ、
前記移動手段が、前記１対の部材を、それら両者の間隔が変化する方向に移動させるものであることが望ましい。

また上記第２の結露検出装置においては、
前記部材が、前記光束を取り囲む筒状の結露検出面を有するものであり、
前記移動手段が、前記結露検出面の内径が変わるように前記部材を変形させるものであってもよい。

さらに上記第２の結露検出装置においては、
前記部材が、前記光束を取り囲む筒状の結露検出面を、互いに内径が異なるものとして複数有するものであり、
移動手段が、前記複数の結露検出面のうちの１つを選択的に光束が通過するように、前記部材と光照射手段とを複数の結露検出面の並び方向に相対移動させるものであってもよい。

なお、上記複数の結露検出面は、光束の進行方向の長さが互いに異なるものとされていることがより望ましい。

また本発明による第１および第２の結露検出装置においては、前記部材が例えば伸縮自在とされて、前記光束の進行方向の結露検出面長さを変え得るように形成されていることが好ましい。

本発明による第１の結露検出方法は、結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、前記光束の径を変化可能としておき、前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出するようにしたので、結露検出面に結露が生じたときに光束の一部が結露液滴により吸収あるいは散乱されて検出光量が低下することを利用して、結露が生じたことを高感度で検出可能となる。また、検出光量の低下の程度は結露量の増大に応じてより大きくなるので、この検出光量に基づいて結露量も知ることができる。

そしてこの第１の結露検出方法においては、光束の径を変化可能としたので、この光束径をより大きくすればより少ない結露量で上記吸収、散乱が生じるようになり、そこで、検出可能な結露量の最低値をより小さく設定可能となる。反対に上記光束径をより小さくすればより多くの結露量が無いと上記吸収、散乱が生じないので、検出可能な結露量の最低値をより大きく設定可能となる。

また本発明による第２の結露検出方法は、結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動可能としておき、前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出するようにしたので、この方法でも、結露検出面に結露が生じたときに光束の一部が結露液滴により吸収あるいは散乱されて検出光量が低下することを利用して、結露が生じたことを高感度で検出可能となる。また、検出光量の低下の程度は結露量の増大に応じてより大きくなるので、この検出光量に基づいて結露量も知ることができる。

そしてこの第２の結露検出方法においては、光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動可能としたので、この距離をより小さくすればより少ない結露量で上記吸収、散乱が生じるようになり、そこで、検出可能な結露量の最低値をより小さく設定可能となる。反対に上記距離をより大きくすればより多くの結露量が無いと上記吸収、散乱が生じないので、検出可能な結露量の最低値をより大きく設定可能となる。

一方、本発明による第１の結露検出装置は、結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、前記光束の径を変化させる手段と、前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有するものであるので、上述した本発明による第１の結露検出方法を実施可能となる。

また、本発明による第２の結露検出装置は、結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動させる移動手段と、前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有するものであるので、上述した本発明による第２の結露検出方法を実施可能となる。

なお、本発明による第１および第２の結露検出装置において、特に前記部材が、光束の進行方向の結露検出面長さを変え得るように形成されている場合は、結露検出の感度も調整可能となる。すなわち、結露の程度が一定の状況下では、この結露検出面長さがより長ければ、より多くの結露液滴によって前記光束の吸収、散乱が生じるので、結露検出の感度はより高くなる。それに対して上記結露検出面長さがより短ければ、結露の程度が一定でも、光束の吸収、散乱はより少ない結露液滴によってなされるので、結露検出の感度はより低いものとなる。

本発明の第１の実施形態による結露検出装置を示す概略斜視図 水の光吸収係数を波長毎に示すグラフ 図１の装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 図３の構造において結露が生じた状態を示す断面図 図１の装置における結露量と光検出信号の減少量との基本関係を、従来装置における関係と併せて示すグラフ 本発明の第２の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第３の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第４の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 図８の構造において結露が生じた状態を示す断面図 本発明の第５の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第６の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第７の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第８の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す断面図 本発明の第９の実施形態による結露検出装置における結露検出面近傍の構造を示す平面図

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による結露検出装置を概略的に示すものである。本実施形態の結露検出装置は一例として、マイクロ流路１０ａを持つ微小分析チップ１０を用い、そしてこの微小分析チップ１０の反応部の例えば着色変化等を光学検出する生体由来物質分析装置に適用されたものである。

この種の分析装置においては、例えばペルチェ素子に連結されたアルミブロック等からなる温調ブロック１１により微小分析チップ１０が所定温度に温度調節（温調）されるが、特に高温高湿環境下で冷却を行った場合、温調ブロック１１の表面に空気中の水分が結露する現象が生じる。すると、図示外の光学検出手段から発せられた測定光を、結露した水滴が吸収、散乱させて測定値に影響を及ぼすので、温調ブロック１１の表面の結露状態を正確に検出することが求められる。

この要求を満たすために設けられた本実施形態の結露検出装置は、光束１２の元になる光を発する半導体レーザ等の光源１３と、この光源１３から発散光状態で発せられた光を平行光化するコリメーターレンズや、平行光化された光のビーム径を調整可能なビームエクスパンダ等を含む光学系１４とを有している。すなわち本実施形態では、これらの光源１３および光学系１４により、平行光である光束１２を発する光照射手段が構成されている。

なお光束１２は、水に吸収されやすい波長のものであることが望ましい。図２には、光の波長に対する水の吸収係数を示すものであるが、ここに示される通り水の吸収係数は、可視光よりも赤外光に対する方が大きいので、光源１３としては例えば赤外光を発する半導体レーザが好適に用いられる。

また前記温調ブロック１１には、上記光束１２を通す貫通孔１１ａが形成されている。図３および図４は、貫通孔１１ａの円筒状の周壁面１１ｂを示している。この周壁面１１ｂは温調ブロック１１が冷却されるため結露が発生する可能性があり、そこで本実施形態ではこの周壁面が結露検出面１１ｂとされている。光源１３および光学系１４は、光束１２が貫通孔１１ａの中を該貫通孔１１ａと平行に、つまり結露検出面１１ｂが延びる方向に沿って、上向きに進行するように配置されている。

温調ブロック１１の上方には、貫通孔１１ａを通過した光束１２を受光する光検出器１５が配置されている。この光検出器１５は例えばＣＣＤエリアセンサ等からなるものであり、本実施形態では特に、微小分析チップ１０のマイクロ流路１０ａにおける検体液の流れを監視するために用いられるものが兼用されている。この光検出器１５の出力信号は判定回路１６に入力され、そしてこの判定回路１６の出力は例えば液晶表示装置等からなる表示手段１７に入力される。

以下、上記構成を有する本実施形態の結露検出装置の作用について説明する。ここでは、円筒状の結露検出面１１ｂの結露状態は、本来知りたい温調ブロック１１の表面の結露状態と同じになると考えて、この結露検出面１１ｂの結露を検出する。そのために、図３および４に示すように、結露検出面１１ｂに沿って前記貫通孔１１ａの中を通過した光束１２が、図１に示す光検出器１５に受光され、その光量が検出される。図３は、結露検出面１１ｂに結露が生じていない状態を示しており、このとき、光検出器１５が検出する光量は所定の最大値をとる。その状態から、図４に示すように結露検出面１１ｂに液滴Ｈが付着した結露状態になると、その液滴Ｈで光束１２が吸収、散乱されるので、その分、光検出器１５が検出する光量は低下する。この光量低下は、結露量が大であるほどより顕著となる。

つまり、光検出器１５が出力する光検出信号の値は、図５に曲線ｃで示すように、結露量の増大に伴ってより大きく減少することになる。また、光束１２の縁部と結露検出面１１ｂとの間には僅かの間隙が有るので、結露検出面１１ｂに極く少量の結露が生じたとき直ちに上記光検出信号の減少が始まる訳ではなく、結露量がある程度まで増大したところで光検出信号の減少が始まる。このように結露量に応じた値を示す光検出信号は、判定回路１６に入力される。

判定回路１６はこの光検出信号に基づいて、その値に応じた結露量を示す表示信号を表示手段１７に送り、表示手段１７ではこの表示信号に基づいて結露量を示す表示がなされる。この表示は、何段階かの結露の程度を選択的に示すようなものであってもよいし、あるいは、単位面積当たりの結露量を連続的に示すようなものであってもよい。そのような単位面積当たりの結露量と、光検出器１５が出力する光検出信号の値との対応は、実験に基づいて求めることができる。

上述した光検出信号の減少は、基本的に結露量が増大するにつれてより顕著となるので、図５に示した曲線ａのように結露検出後に直ちに飽和することがなく、よって結露量を広い範囲に亘って検出可能となる。また、上記光検出信号を減少させる結露液滴Ｈは、光束１２の進行方向に沿った長い部分に付着し得るので、結露状態が少し進行するだけで光検出信号は顕著に減少するようになり、よって高感度で結露量を検出可能となる。

また、光検出器１５が出力する光検出信号の減少が始まる結露量、つまり検出可能な結露量の最低値は、光束１２の縁部と結露検出面１１ｂとの間の間隙が小さいほどより小さくなる。そこで、光学系１４に含まれる前記ビームエクスパンダを操作することにより、光束１２の径をより大きくすれば検出可能な結露量の最低値をより小さく、またこの光束１２の径をより小さくすれば検出可能な結露量の最低値をより大きく設定することができる。以上のことを図５の特性で考えれば、曲線ｃの立ち上がり点が、グラフ中で横方向に移動することになる。

光検出器１５が出力する光検出信号は、上述のように結露の有無や結露量を表示するために用いる他、結露を検出したとき温調ブロック１１を一時的に加温して結露を除去するフィードバック制御に適用することもできる。そのような場合、結露の程度が余りに低いのにフィードバック制御が逐一掛かることは避けたい、という要求も存在する。本実施形態においては上述したようにして、検出可能な結露量の最低値を（つまりは不感帯を）自在に設定可能であるので、上述したフィードバック制御上の要求に応えることができる。

ここで、図４に示すように結露して生成された液滴Ｈは表面張力により結露検出面１１ｂに保持されるため、結露検出面１１ｂを垂直に形成しても液滴Ｈが容易に下方に流れ出してしまうことはない。また、結露検出面１１ｂの内径を充分小さく設定しておけば、液滴Ｈが成長して流れ落ちてしまう前に対向する液滴同士が結合するようになる。そこで結合した液滴Ｈが、表面張力によって結露検出面内の空間（前記貫通孔１１ａ内）に保持され、この空間を塞いで透過光量を最大限減少させる状態まで遷移することができる。また、後述する図６の構成のように、２枚の対向する板部材２０、２１の各内面を結露検出面とする場合は、上記のように円筒形の結露検出面１１ｂの内径を充分小さく設定する代わりに、それら２枚の板部材２０、２１の間隙を十分狭くしておけば、同じ作用、効果を得ることができる。

なお、光束１２は通常その径方向に強度分布を有するので、光束１２の「縁部」とは、その内側には光が存在し、その外側には全く光が存在しない、というように明確に存在するものではない。例えば光束１２がレーザ光である場合は、その１／ｅ^２径が結露検出面１１ｂ上に存在する程度に光束１２の径を設定すれば、前記不感帯を実用に適した状態に設定することができる。つまりその場合は、光束１２の縁部と結露検出面１１ｂとの間に、上記不感帯を作ることができる実質的な「間隙」が設定されることになる。

また本発明においては、光束１２として必ずしも赤外光を用いる必要はなく、適宜その他の可視光などを適用することも可能である。しかし、水による吸収が大きい赤外光を用いれば、結露が生じたときの光検出信号の減少が著しくなるので、検出感度を高める上でより有利である。

次に図６を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。なおこの図６において、図１〜４中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。また以下の実施形態については、光束および結露検出面の部分のみを図示、説明する。その他の構成については、基本的に第１実施形態におけるものが適用可能である。

この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と対比すると基本的に、円筒状の結露検出面１１ｂを有する温調ブロック１１に代えて、相対面する１対の板部材２０、２１が設けられ、また径が一定の光束１２を発する光源２３が用いられている点が異なるものである。上記１対の板部材２０、２１はそれぞれ内面、つまり向かい合う表面が結露検出面２０ａ、２１ａとされ、該結露検出面２０ａ、２１ａの間を光束１２が通過するように配置されている。そしてこれらの板部材２０、２１は移動手段２２により、光束１２の中心に対して近接、離間して、互いの間隔を変化させるように図中左右方向に移動自在とされている。

このように１対の板部材２０、２１が移動可能であれば、それらの間隔を変化させることにより、第１の実施形態において光束１２の径を変化させたのと同様にして、光束１２の縁部と結露検出面２０ａ、２１ａとの間の距離を変えることができる。そこでこの場合も、検出可能な結露量の最低値を（つまりは不感帯を）自在に設定可能となる。

次に図７を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、図６に示した第２の実施形態と対比すると、１対の板部材２０、２１のうち、一方の板部材２１が省かれた点が異なるものである。そしてこの構成でも、板部材２０は移動手段２２により、光束１２の中心との距離を変化させるように図中左右方向に移動自在とされている。そこでこの場合も、光束１２の縁部と結露検出面２０ａとの間の距離を変えて、検出可能な結露量の最低値を（つまりは不感帯を）自在に設定可能となる。

次に図８および９を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態は、図６に示した第２の実施形態と対比すると、光源２３として、一定の拡がり角を持つ発散光状態の光束１２を発する例えばＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられている点が異なるものである。なお、この構成においても、１対の板部材２０、２１は互いの間隔を変えるように図中左右方向に移動自在とされ、それにより既に述べた通りの作用、効果が得られるが、その点についての重複した説明は省略する。

以上の通り、光束１２は発散光であるのに対し、１対の板部材２０、２１は互いに平行に配置されているので、図８および９に示すように光束１２の縁部やそれに近い所を通る光線は、板部材２０、２１の各結露検出面２０ａ、２１ａに当たる状態になる。しかし、それよりも光束中心に近い位置を通る光束１２の光線、例えば両図において板部材２０、２１を上方に突き抜けた状態で示す光線や、それよりも光束中心側の光線は、結露が無い状態では図８のように結露液滴の影響を受けず、図９のように結露液滴Ｈが結露検出面２０ａ、２１ａに付着するとそれらにより吸収、散乱されるので、この場合も既述の実施形態におけるのと同様にして結露の発生、および結露量を検出可能である。

なお、光源２３として前述のＬＥＤが用いられる場合は、そこから半値角で出射する光線（つまり光束中心の光強度の１／２の強度となっている光線）が結露検出面２０ａ、２１ａの近傍を通過する状態にしておくと、良好な結露検出結果が得られる。

次に図１０を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態は、図８および９に示した第２の実施形態と対比すると、１対の板部材２０、２１が、発散光である光束１２の縁部に沿って各結露検出面２０ａ、２１ａが延びるように、斜めに配設されている点が異なるものである。このように板部材２０、２１が配設されていれば、図８および９に示したように光束１２の縁部やそれに近い所を通る光線が結露検出面２０ａ、２１ａに当たる状態が無くなるので、より多くの光量が結露検出に有効利用されて検出感度の向上につながる。

次に図１１を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。この第６の実施形態においては、例えば図１に示した温調ブロック１１と同様のブロック３０が、複数の結露検出面を有する部材とされている。すなわちこのブロック３０には、互いに内径が異なる複数（一例として３個）の貫通孔が形成され、それらの貫通孔の周壁も結露する可能性があるため結露検出面３０ａ、３０ｂ、３０ｃとされている。そして径が一定の光束１２を発する光源２３は、レール状のガイド部材３１に沿って移動する移動部材３２に搭載されている。なおガイド部材３１は、上記３個の貫通孔の並び方向に延びる状態に固定されている。

上記の構成においては、移動部材３２が移動指示に基づいてガイド部材３１上を移動し、上記３つの貫通孔のいずれかと整合する所定の停止位置で停止する。それにより、光源２３からの光束１２が、結露検出面３０ａ、３０ｂ、３０ｃを各々周面とする３つの貫通孔のいずれかを通過する状態となる。つまりその状態では光束１２の縁部が、３つの結露検出面３０ａ、３０ｂ、３０ｃのうちのいずれかに沿って進行することになる。

以上のように、移動部材３２の３つの停止位置のいずれかを選択することにより、光束１２の縁部と結露検出面との距離は、大、中、小の３通りに自在に切り替えられることになる。そこで、前述した検出可能な結露量の最低値を（つまりは不感帯を）最も大きく設定したい場合は結露検出面３０ａを周面とする貫通孔を光束１２が通過するようにし、上記最低値を最も小さく設定したい場合は結露検出面３０ｃを周面とする貫通孔を光束１２が通過するようにし、上記最低値を中間的な値に設定したい場合は結露検出面３０ｂを周面とする貫通孔を光束１２が通過するようにすれば、それぞれの要求に応えることが可能になる。

次に図１２を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。この第７の実施形態においては、例えば図１に示した温調ブロック１１と同様のブロック４０に加えて、そこに形成された貫通孔内で摺動自在とされた筒状部材４１が、結露検出面を有する部材とされている。すなわちこのブロック４０には、円筒形の結露検出面４０ａを周面とする貫通孔が形成され、この貫通孔内に、その長軸方向（ブロック４０の厚さ方向で、図中の上下方向）に摺動自在にして筒状部材４１が収められている。そしてこの筒状部材４１の内周面も結露する可能性があるため結露検出面４１ａとされている。

また上記筒状部材４１にはラック４２が連結され、このラック４２には平歯車（ピニオン）４３が噛合されている。この平歯車４３はモータ等の駆動手段４４によって回転され、それによりラック４２が上下動されて、筒状部材４１が図中実線で示す最高位置と図中破線で示す最低位置との間の所望位置で停止可能となっている。つまり本実施形態では光束１２の進行方向の結露検出面長さが、図中Ｌ１で示す最小長さと、図中Ｌ２で示す最大長さとの間で自在に変更可能とされている。

結露検出面４０ａおよび４１ａ上の結露の程度が同じ場合で考えると、上記の結露検出面長さがより長いほど結露液滴量は多くなるので、図１に示したような光検出器１５の出力信号の減少量はより顕著となり、結露の程度の変化をより高感度に検出可能となる。このように、筒状部材４１の上下方向停止位置を適宜選択することにより、結露の検出感度を自在に変えることが可能になる。

次に図１３を参照して、本発明の第８の実施形態について説明する。この第８の実施形態においては、図１１に示したブロック３０と類似したブロック５０が設けられ、このブロック５０には、それぞれ円筒面である結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃを周面とする３つの貫通孔が設けられている。これらの結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃの内径は、この順に従ってより小となるように、互いに異なったものとされている。そして光源２３が移動部材３２により図中左右方向に移動されて、結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃのうちのいずれか１つに沿って光束１２が進行するようになされているのも、図１１に示した装置におけるのと同様である。

その上で本実施形態においては、ブロック５０の上面が斜めに形成されたことにより、結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃの光束通過方向の長さは互いに異なるものとされている。したがって本実施形態においては、光源２３の図中左右方向停止位置を３つの中から選択することにより、図１１の装置と同様に検出可能な結露量の最低値を変えることができ、さらに図１２の装置と同様に結露の検出感度を変えることも可能になる。

なお、上述のように結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃの光束通過方向の長さを互いに変えた構成は、それらの結露検出面の内径が共通である場合に適用することもできる。そうした場合でも、光束１２の縁部が通過する結露検出面５０ａ、５０ｂ、５０ｃを選択することにより、結露の検出感度を変えることが可能である。

次に図１４を参照して、本発明の第９の実施形態について説明する。この図１４は、結露検出面を有する部材である板状部材６０を、その長さ方向から見た状態を示している。つまりこの板状部材６０は紙面に垂直な方向に延びる所定の長さを有し、図中に示されている一端が固定された上で巻回され、内部に円筒状の結露検出面６０ａを構成している。そして、この円筒状の結露検出面６０ａの中を光束１２が通過するように図示外の光照射手段が配置されている。

また上記板状部材６０の他端は移動手段６１の内部に収容され、この移動手段６１により板状部材６０の他端近傍部分が図中左右方向に移動されるようになっている。そこで、この他端近傍部分が図中左方に移動されて、移動手段６１から繰り出されるようになると、円筒状の結露検出面６０ａの内径がより大となり、反対に上記他端近傍部分が図中右方に移動されて、移動手段６１内に取り込まれると、円筒状の結露検出面６０ａの内径がより小となる。このようにして円筒状の結露検出面６０ａの内径を変化させれば、光束１２の径を変化させる場合と同様に光束１２の縁部と結露検出面６０ａとの距離が変化するので、検出可能な結露量の最低値を自在に調整可能となる。

以上、温調を行う分析装置に適用された本発明の実施形態について説明したが、本発明の結露検出装置はその種の分析装置に限らず、その他、自動車や住宅の窓ガラスにおける結露検出等、あらゆる結露検出に適用可能である。

１０ 微小分析チップ
１１ 温調ブロック
１１ｂ 結露検出面
１２ 光束
１３ 光源
１４ 光学系
１５ 光検出器
１６ 判定回路
１７ 表示手段
２０、２１ 板部材
２０ａ、２１ａ 結露検出面
２２ 移動手段
２３ 光源
３０、４０、５０ ブロック
３０ａ〜ｃ、４０ａ、４１ａ、５０ａ〜ｃ、６０ａ 結露検出面
３１ ガイド部材
３２ 移動部材
４１ 筒状部材
４１ａ 結露検出面
４２ ラック
４３ 平歯車
４４ 駆動手段
６０ 板状部材
６１ 移動手段
Ｈ 結露液滴

Claims (9)

1. 結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、
   前記光束の径を変化させる手段と、
   前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有することを特徴とする結露検出装置。
2. 結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って進む光束を発する光照射手段と、
   前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動させる移動手段と、
   前記結露検出面を通過した後の前記光束を受光する光検出器とを有することを特徴とする結露検出装置。
3. 前記部材が、それぞれの結露検出面側から前記光束を間に挟むように１対設けられ、
   前記移動手段が、前記１対の部材を、それら両者の間隔が変化する方向に移動させるものであることを特徴とする請求項２記載の結露検出装置。
4. 前記部材が、前記光束を取り囲む筒状の結露検出面を有するものであり、
   前記移動手段が、前記結露検出面の内径が変わるように前記部材を変形させるものであることを特徴とする請求項２記載の結露検出装置。
5. 前記部材が、前記光束を取り囲む筒状の結露検出面を、互いに内径が異なるものとして複数有するものであり、
   前記移動手段が、前記複数の結露検出面のうちの１つを選択的に光束が通過するように、前記部材と光照射手段とを複数の結露検出面の並び方向に相対移動させるものであることを特徴とする請求項２記載の結露検出装置。
6. 前記部材の複数の結露検出面が、前記光束の進行方向の長さが互いに異なるものとされていることを特徴とする請求項５記載の結露検出装置。
7. 前記部材が、前記光束の進行方向の結露検出面長さを変え得るように形成されていることを特徴とする特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の結露検出装置。
8. 結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、
   前記光束の径を変化可能としておき、
   前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、
   この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出することを特徴とする結露検出方法。
9. 結露検出面を有する部材の前記結露検出面に沿って光束を進行させ、
   前記光束の中心と結露検出面との距離を変えるように前記部材と光照射手段とを相対移動可能としておき、
   前記結露検出面を通過した後の前記光束の光量を検出し、
   この検出された光量に基づいて前記結露検出面における結露状態を検出することを特徴とする結露検出方法。

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