JP2015059801A

JP2015059801A - 分析装置及びこれに用いられる検出装置

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Publication number: JP2015059801A
Application number: JP2013192866A
Authority: JP
Inventors: 佳澄横田; Kasumi Yokota
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-03-30

Abstract

【課題】無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる分析装置及びこれに用いられる検出装置を提供する。【解決手段】親機１から無線で送電される電力を検出装置２により受電して蓄電部２２に蓄電し、当該蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を動作させて検出を行う。このとき、検出部２３の動作中は親機１の送電部１１からの電力の送電を行わないように、送電切替指示送信部２４１から親機１に送電切替指示を送信する。これにより、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、親機から検出装置に電力を供給して分析を行う分析装置及びこれに用いられる検出装置に関するものである。

例えば真空中や放射性物質汚染環境のような隔離環境に検出部を配置する場合には、気密端子を用いたハーメチックシールと呼ばれる気密構造により、隔離環境の内部と外部とを隔離する場合がある。ハーメチックシールを用いることにより、気密性を維持しつつ、隔離環境の内部と外部との間で電力や信号を伝送することができる。

しかしながら、ハーメチックシールの固定や気密性の維持には注意が必要であり、気密端子に外力が加わった場合などには、気密性が低下してしまうおそれがある。また、気密端子へのはんだ付けや圧接などの加工が必要であり、加工が不十分な場合には、隔離環境の内部と外部との間で電力や信号を良好に伝送できないおそれがある。

例えば、ガラスで隔離された部分にハーメチックシールを適用する際には、コバール金属などで形成された気密端子をガラスに貫通させる場合がある。この場合、気密端子に外力が加わったときに、ガラスが破損したり、ガラスと気密端子との間に隙間が生じたりすることにより、気密性が低下しやすいという問題がある。また、コバール金属などのガラスに馴染みやすい材料で形成された気密端子は、はんだが表面に付着しにくく、表面を粗くするなどの加工を施さなければ、はんだ付けが不十分になりやすいという問題がある。

そこで、ハーメチックシールを用いずに、無線により、隔離環境の内部と外部との間で電力や信号を伝送するような構成が考えられる。例えば、下記特許文献１には、電磁誘導を用いて検出部に電力を供給することができるような構成が提案されている。

特表２００８−５４５９６８号公報

しかしながら、電磁誘導を用いて電力供給を行う場合には、上記特許文献１の図７に例示されるように、送電側のコイルと受電側のコイルとが同じ方向を向いた状態でなければ、良好に電力を供給することができない。そのため、例えば分光光度計などの分析装置において、検出部を移動させることができるような構成を採用する場合には、送電側のコイルと受電側のコイルとが同じ方向を向いた状態を維持することが難しく、良好な電力供給を常時行うことが困難になるおそれがある。

そこで、本願発明者は、送電側のコイルと受電側のコイルとの位置関係の自由度が高い、いわゆる、磁界共鳴方式による無線電力伝送を用いて、検出部に電力を供給するような構成を考えるに至った。しかし、磁界共鳴方式を用いた場合には、電力伝送に際して数ＭＨｚ以上の周波数成分を有する電源が使用されるため、その周波数において検出信号にノイズが生じるという問題がある。

特に、分光光度計などの分析装置の中には、微弱な光を用いて分析を行うような構成が採用されているものが多いため、検出時に生じる僅かなノイズであっても、検出結果に悪影響を及ぼすおそれがある。このような電力供給時に生じるノイズの問題は、磁界共鳴方式による無線電力伝送の場合に限らず、他の方式により無線で電力供給を行う場合であっても、同様に生じる可能性がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる分析装置及びこれに用いられる検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、安定した検出を行うことができる分析装置及びこれに用いられる検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る分析装置は、親機から検出装置に電力を供給して分析を行う分析装置であって、前記親機は、無線で電力を送電する送電部を備え、前記検出装置は、前記送電部から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記検出部の動作状態に応じて、前記送電部からの電力の送電状態を切り替えるための情報を前記親機に伝達する送電切替情報伝達部とを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、親機から無線で送電される電力を検出装置により受電して蓄電部に蓄電し、当該蓄電部に蓄電されている電力により検出部を動作させて検出を行うことができる。このとき、例えば検出部の動作中は親機の送電部からの電力の送電を行わないように、送電切替情報伝達部から親機に情報を伝達すれば、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

また、蓄電部が十分な容量を有していれば、親機の送電部からの電力の送電が行われていない間も、蓄電部に蓄電されている電力により検出部を良好に動作させることができるため、安定した検出を行うことができる。

前記送電切替情報伝達部は、前記検出部の動作状態に応じて、前記送電部からの電力の送電状態を切り替えるための送電切替指示を前記親機に送信する送電切替指示送信部を含んでいてもよい。この場合、前記親機は、前記送電切替指示送信部から受信した送電切替指示に基づいて、前記送電部からの電力の送電状態を制御する送電制御部を備えていてもよい。

このような構成によれば、検出部の動作状況に応じて送電切替指示送信部から親機に送信される送電切替指示に基づいて、親機の送電部からの電力の送電状態を確実に制御することができる。したがって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを確実に防止することができる。

前記送電切替情報伝達部は、前記検出部の動作状態に応じて、前記検出装置における電力負荷を変動させる電力負荷変動部を含んでいてもよい。この場合、前記親機は、前記検出装置における電力負荷の変動を検出する電力負荷検出部と、前記電力負荷検出部による検出結果に基づいて、前記送電部からの電力の送電状態を制御する送電制御部とを備えていてもよい。

このような構成によれば、検出部の動作状況に応じて変動する検出装置における電力負荷を親機の電力負荷検出部で検出し、その検出結果に基づいて親機の送電部からの電力の送電状態を確実に制御することができる。したがって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを確実に防止することができる。

また、本発明に係る分析装置は、親機から検出装置に電力を供給して分析を行う分析装置であって、前記親機は、無線で電力を送電する送電部を備え、前記検出装置は、前記送電部から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記送電部からの電力の送電状態に応じて、前記検出部の動作を制御する検出制御部とを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、親機から無線で送電される電力を検出装置により受電して蓄電部に蓄電し、当該蓄電部に蓄電されている電力により検出部を動作させて検出を行うことができる。このとき、例えば送電部からの電力の送電中は検出部の動作を行わないように、検出制御部が検出部の動作を制御すれば、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

前記検出装置は、前記検出部の動作状態に応じて、前記検出部における測定データを無線で送信する測定データ送信部を備えていてもよい。

このような構成によれば、検出部における測定データを無線で送信することにより、電力及び測定データの伝送をいずれも無線で行うことができるため、親機と検出装置との位置関係の自由度を高くすることができる。また、例えば検出部の動作中は測定データを送信しないようにすれば、無線での測定データの送信により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

前記送電部は、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いて電力を送電することが好ましい。

このような構成によれば、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いて、無線での電力供給を良好に行うことができる。すなわち、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いた場合には、送電側のコイルと受電側のコイルとの位置関係の自由度が電磁誘導方式と比較して高いため、検出部を移動させることができるような構成などであっても、良好な電力供給を常時行うことができる。

また、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いた場合には、電磁誘導方式の無線電力伝送と比較して高い周波数で駆動させる必要があるため、受電側に駆動に際する高周波に伴うノイズが生じることとなるが、検出部の動作中は親機の送電部からの電力の送電を行わないような構成、又は、送電部からの電力の送電中は検出部の動作を行わないような構成であれば、磁界共鳴方式の無線電力伝送により生じる高周波の周波数において検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

前記分析装置は、分光光度計であることが好ましい。

このような構成によれば、検出器そのものにおける電力の消費量が比較的少ない分光光度計において、親機から無線で送電される電力を検出装置により受電して蓄電部に蓄電し、当該蓄電部に蓄電されている電力により検出部を動作させて検出を行うことができる。これにより、親機の送電部からの電力の送電が行われていない間も、蓄電部に蓄電されている電力により検出部を良好に動作させることができるため、安定した検出を行うことができる。

本発明に係る検出装置は、親機から供給される電力により検出を行う検出装置であって、前記親機から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記検出部の動作状態に応じて、前記親機からの電力の送電状態を切り替えるための情報を前記親機に伝達する送電切替情報伝達部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る検出装置は、親機から供給される電力により検出を行う検出装置であって、前記親機から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記親機からの電力の送電状態に応じて、前記検出部の動作を制御する検出制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、検出部の動作状態に応じて送電部からの電力の送電状態が切り替えられ、又は、送電部からの電力の送電状態に応じて検出部の動作が制御されるため、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。また、本発明によれば、蓄電部に蓄電されている電力により検出部を良好に動作させることができるため、安定した検出を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。図１の検出装置における処理の一例を示したフローチャートである。図１の親機における処理の一例を示したフローチャートである。本発明の別の実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。図４の検出装置における処理の一例を示したフローチャートである。図４の親機における処理の一例を示したフローチャートである。本発明のさらに別の実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。図７の検出装置における処理の一例を示したフローチャートである。本発明に係る分析装置が分光光度計である場合の構成例を示した概略図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。この分析装置は、無線で電力を供給可能な親機１と、親機１から供給される電力により分析対象に対する検出を行う検出装置２とを備えている。

本実施形態では、磁界共鳴方式を用いて、親機１から検出装置２に電力を供給することができるようになっている。すなわち、親機１には、送電側のコイル及びコンデンサからなる送電側共振器（図示せず）が設けられ、検出装置２には、受電側のコイル及びコンデンサからなる受電側共振器（図示せず）が設けられており、これらの共振器を使用することで磁界共鳴方式による無線電力伝送を実現させて電力を送電することができるようになっている。

親機１には、例えば送電部１１、送電制御部１２、受信部１３及びデータ処理部１４が備えられている。送電部１１は、例えば上述の送電側共振器を備えており、無線で電力を送電することができる。送電制御部１２は、送電側共振器に含まれる送電側のコイルへの通電を制御することにより、送電部１１からの電力の送電状態を制御する。

受信部１３は、例えばアンテナ（図示せず）を備えており、検出装置２から無線でデータを受信する。データ処理部１４は、受信部１３で受信したデータに対する処理を行う。送電制御部１２及びデータ処理部１４は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、１つの制御部として一体的に構成することも可能である。なお、図１では図示していないが、親機１には、例えば検出装置２に制御信号を無線で送信する送信部が備えられていてもよい。

検出装置２には、例えば受電部２１、蓄電部２２、検出部２３、送信部２４及び記憶部２５が備えられている。受電部２１は、例えば上述の受電側共振器を備えており、親機１から無線で電力を受電する。蓄電部２２は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池又はリチウムイオン二次電池のような一般的な二次電池や、電気二重層コンデンサを含む大容量のコンデンサなどにより構成され、受電部２１により受電された電力を蓄電する。

検出部２３は、例えばフォトダイオード又は光電子増倍管のような試料からの透過光又は反射光を検出するための検出器を含み、蓄電部２２に蓄電されている電力により動作するようになっている。検出部２３による検出結果は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される記憶部２５に、測定データとして記憶される。

送信部２４は、例えばアンテナ（図示せず）を備えており、親機１に無線でデータを送信する。本実施形態では、送信部２４は、送電切替指示送信部２４１及び測定データ送信部２４２として機能するようになっている。なお、図１では図示していないが、検出装置２には、例えば親機１からの制御信号を無線で受信する受信部が備えられていてもよい。

送電切替指示送信部２４１は、検出部２３の動作状態に応じて、送電部１１からの電力の送電状態を切り替えるための送電切替指示を親機１に送信する。具体的には、検出部２３の動作中は、送電部１１からの電力の送電を行わず、検出部２３が動作していないときにのみ、送電部１１からの電力の送電を行うように、送電切替指示送信部２４１から親機１に送電切替指示が送信される。上記送電切替指示には、例えば送電部１１からの送電の停止を指示する送電停止指示と、送電部１１からの送電の開始を指示する送電開始指示とが含まれる。

この送電切替指示送信部２４１は、検出部２３の動作状態に応じて、送電部１１からの電力の送電状態を切り替えるための情報を親機１に伝達する送電切替情報伝達部を構成している。親機１のデータ処理部１４は、送電切替指示送信部２４１から受信した送電切替指示を送電制御部１２に与える。この送電切替指示に基づいて、親機１の送電制御部１２が送電部１１からの電力の送電状態を制御することにより、検出部２３が動作していないときにのみ検出装置２に電力を送電することができる。

測定データ送信部２４２は、検出部２３の動作状態に応じて、検出部２３における測定データを無線で送信する。具体的には、検出部２３の動作中は測定データが記憶部２５に記憶され、検出部２３が動作していないときに、記憶部２５に記憶されている測定データが測定データ送信部２４２から無線で送信されるようになっている。親機１のデータ処理部１４は、測定データ送信部２４２から受信した測定データに基づいて、その測定データを表示部（図示せず）に表示させる処理などを行う。

なお、送信部２４は、親機１の送電部１１から検出装置２への電力の送電状態を切り替えるための送電切替指示だけでなく、親機１の送信部（図示せず）から検出装置２への制御信号の無線送信を禁止するための無線送信禁止指示を親機１に送信するような構成であってもよい。例えば、検出装置２は、測定に先立ち親機１に無線送信禁止指示を送信し、親機１の無線送信が停止状態となったことを確認してから測定を開始するような構成となっていてもよい。この場合、測定が完了したときに、親機１に対して制御信号の無線送信の禁止を解除するための無線送信解除指示とともに、測定データが送信されるような構成であってもよい。

図２は、図１の検出装置２における処理の一例を示したフローチャートである。この検出装置２においては、例えば親機１から測定を指示するための制御信号を受信した場合に（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、送電部１１からの送電の停止を指示する送電停止指示を親機１に送信する（ステップＳ１０２）。このとき、制御信号の無線送信を禁止するための無線送信禁止指示が親機１に送信されてもよい。

その後、検出装置２は、検出部２３による測定を開始する（ステップＳ１０３）。検出装置２は、親機１から送電を停止した旨の信号（及び無線送信を停止した旨の信号）を受信した後に、検出部２３による測定を開始するような構成であってもよいし、送電停止指示（及び無線送信禁止指示）を送信してから所定時間が経過した後に、検出部２３による測定を開始するような構成であってもよい。

検出部２３による測定中は、蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３が動作し、測定データが記憶部２５に記憶される。そして、検出部２３による測定が終了すると（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、検出装置２は、記憶部２５に記憶されている測定データを親機１に送信するとともに（ステップＳ１０５）、送電部１１からの送電の開始を指示する送電開始指示を親機１に送信する（ステップＳ１０６）。このとき、制御信号の無線送信の禁止を解除するための無線送信解除指示が親機１に送信されてもよい。

図３は、図１の親機１における処理の一例を示したフローチャートである。親機１は、検出装置２からの送電開始指示又は送電停止指示に基づいて、送電部１１からの電力の送電状態を切り替える。

すなわち、検出装置２から送電開始指示を受信した場合には（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、送電部１１からの電力の送電を開始する（ステップＳ２０２）。このとき、検出装置２から無線送信解除指示を受信した場合には、制御信号の無線送信も可能な状態となる。

一方、検出装置２から送電停止指示を受信した場合には（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、送電部１１からの電力の送電を停止する（ステップＳ２０４）。このとき、検出装置２から無線送信禁止指示を受信した場合には、制御信号の無線送信も禁止された状態となる。

本実施形態では、親機１から無線で送電される電力を検出装置２により受電して蓄電部２２に蓄電し、当該蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を動作させて検出を行うことができる。このとき、検出部２３の動作中は親機１の送電部１１からの電力の送電を行わないようにすることによって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

また、蓄電部２２が十分な容量を有していれば、親機１の送電部１１からの電力の送電が行われていない間も、蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を良好に動作させることができるため、安定した検出を行うことができる。

特に、本実施形態では、検出部２３の動作状況に応じて送電切替指示送信部２４１から親機１に送信される送電切替指示に基づいて、親機１の送電部１１からの電力の送電状態を確実に制御することができる。したがって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、検出部２３における測定データを無線で送信することにより、電力及び測定データの伝送をいずれも無線で行うことができるため、親機１と検出装置２との位置関係の自由度を高くすることができる。また、検出部２３の動作中は測定データを送信しないようにすることによって、無線での測定データの送信により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

さらに、本実施形態では、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いて、無線での電力供給を良好に行うことができる。すなわち、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いた場合には、送電側のコイルと受電側のコイルとの位置関係の自由度が電磁誘導方式と比較して高いため、検出部２３を移動させることができるような構成などであっても、良好な電力供給を常時行うことができる。

また、磁界共鳴方式の無線電力伝送を用いた場合には、受電側に駆動に起因する高周波が生じることとなるが、検出部２３の動作中は親機１の送電部１１からの電力の送電を行わないため、磁界共鳴方式の無線電力伝送により生じる高周波の周波数において検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

図４は、本発明の別の実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。この分析装置では、親機１に電力負荷検出部１５が備えられ、検出装置２に電力負荷変動部２６が備えられている点などが、上記実施形態とは異なっている。図４において、上記実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

検出装置２の電力負荷変動部２６は、検出部２３の動作状況に応じて、検出装置２における電力負荷を変動させる。具体的には、検出部２３の動作中は、スイッチ又は可変抵抗器などを用いて検出装置２を無負荷状態とし、検出部２３が動作していないときには、検出装置２を負荷状態とする。検出装置２が無負荷状態となった場合には、親機１の送電部１１からの電力の送電がほぼない状態となるため、この状態を親機１の電力負荷検出部１５で検出することにより、検出装置２における電力負荷の変動を検出することができる。この電力負荷変動部２６は、検出部２３の動作状態に応じて、送電部１１からの電力の送電状態を切り替えるための情報を親機１に伝達する送電切替情報伝達部を構成している。

親機の送電制御部１２は、電力負荷検出部１５による検出結果に基づいて、送電部１１からの電力の送電状態を制御する。すなわち、検出装置２が無負荷状態となったことを親機１の電力負荷検出部１５で検出した場合に、送電制御部１２が送電部１１からの電力の送電を停止させることにより、検出部２３が動作していないときにのみ検出装置２に電力を送電することができる。

ただし、検出装置２を完全に無負荷状態とするような構成に限らず、無負荷以外の所定の負荷に切り替えることにより、その負荷の変動を電力負荷検出部１５で検出するような構成であってもよいし、負荷を切り替えることにより生じるパルスを電力負荷検出部１５で検出するような構成であってもよい。また、蓄電部２２が満充電となったときに無負荷状態と検知されるのを防止するために、ダミー抵抗を設けることも可能である。

図５は、図４の検出装置２における処理の一例を示したフローチャートである。この検出装置２においては、例えば親機１から測定を指示するための制御信号を受信した場合に（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、電力負荷変動部２６が検出装置２を無負荷状態に切り替える（ステップＳ３０２）。このとき、制御信号の無線送信を禁止するための無線送信禁止指示が親機１に送信されてもよい。

その後、検出装置２は、検出部２３による測定を開始する（ステップＳ３０３）。検出装置２は、親機１から送電を停止した旨の信号（及び無線送信を停止した旨の信号）を受信した後に、検出部２３による測定を開始するような構成であってもよいし、無負荷状態への切替（及び無線送信禁止指示）を行ってから所定時間が経過した後に、検出部２３による測定を開始するような構成であってもよい。

検出部２３による測定中は、蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３が動作し、測定データが記憶部２５に記憶される。そして、検出部２３による測定が終了すると（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、検出装置２は、記憶部２５に記憶されている測定データを親機１に送信するとともに（ステップＳ３０５）、無負荷状態から負荷状態に切り替えられる（ステップＳ３０６）。このとき、制御信号の無線送信の禁止を解除するための無線送信解除指示が親機１に送信されてもよい。

図６は、図４の親機１における処理の一例を示したフローチャートである。親機１は、検出装置２が負荷状態又は無負荷状態のいずれであるかに基づいて、送電部１１からの電力の送電状態を切り替える。

すなわち、検出装置２が負荷状態である場合には（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、送電部１１からの電力の送電を開始する（ステップＳ４０２）。このとき、検出装置２から無線送信解除指示を受信した場合には、制御信号の無線送信も可能な状態となる。

一方、検出装置２が無負荷状態である場合には（ステップＳ４０３でＹｅｓ）、送電部１１からの電力の送電を停止する（ステップＳ４０４）。このとき、検出装置２から無線送信禁止指示を受信した場合には、制御信号の無線送信も禁止された状態となる。

本実施形態においても、親機１から無線で送電される電力を検出装置２により受電して蓄電部２２に蓄電し、当該蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を動作させて検出を行うことができる。このとき、検出部２３の動作中は親機１の送電部１１からの電力の送電を行わないようにすることによって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

特に、本実施形態では、検出部２３の動作状況に応じて変動する検出装置２における電力負荷を親機１の電力負荷検出部１５で検出し、その検出結果に基づいて親機１の送電部１１からの電力の送電状態を確実に制御することができる。したがって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを確実に防止することができる。

図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る分析装置の構成例を示したブロック図である。この分析装置では、検出装置２に検出制御部２７が備えられている点などが、上記実施形態とは異なっている。図７において、上記実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

検出装置２の検出制御部２７は、送電部１１からの電力の送電状態に応じて、検出部２３の動作を制御する。具体的には、送電部１１からの電力の送電中は、検出部２３の動作を行わず、送電部１１からの電力の送電が行われていないときにのみ、検出部２３を動作可能とする。すなわち、親機１から測定を指示するための制御信号を受信した場合であっても、送電部１１からの電力の送電中であれば検出部２３の動作を直ちに開始せず、送電部１１からの電力の送電が終了してから検出部２３の動作を開始させるようになっている。

送電部１１から電力が送電されているか否かは、受電部２１における電力の受電の有無に基づいて判断することができる。ただし、このような構成に限らず、例えば送電部１１からの電力の送電を停止した旨を表す送電停止信号を検出装置２が親機１から受信した場合に、検出部２３の動作を開始させるような構成であってもよい。この場合、検出装置２から親機１に送電停止信号の送信を指示するような構成であってもよいし、親機１が自動的に送電部１１からの電力の送電を停止するとともに、その旨を表す送電停止信号を自動的に送信するような構成であってもよい。

図８は、図７の検出装置２における処理の一例を示したフローチャートである。この検出装置２においては、例えば親機１から測定を指示するための制御信号を受信した場合に（ステップＳ５０１でＹｅｓ）、その時点で送電部１１からの電力の送電が行われていなければ（ステップＳ５０２でＮｏ）、検出部２３による測定を開始する（ステップＳ５０４）。

一方、送電部１１から電力を送電中の場合には（ステップＳ５０２でＹｅｓ）、送電部１１からの電力の送電の停止を待ってから（ステップＳ５０３でＹｅｓ）、検出部２３による測定を開始する（ステップＳ５０４）。検出部２３による測定を開始する際には、制御信号の無線送信を禁止するための無線送信禁止指示が親機１に送信されてもよい。

検出部２３による測定中は、蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３が動作し、測定データが記憶部２５に記憶される。そして、検出部２３による測定が終了すると（ステップＳ５０５でＹｅｓ）、検出装置２は、記憶部２５に記憶されている測定データを親機１に送信する（ステップＳ５０６）。このとき、制御信号の無線送信の禁止を解除するための無線送信解除指示が親機１に送信されてもよい。

本実施形態においても、親機１から無線で送電される電力を検出装置２により受電して蓄電部２２に蓄電し、当該蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を動作させて検出を行うことができる。このとき、送電部１１からの電力の送電中は検出部２３の動作を行わないように、検出制御部２７が検出部２３の動作を制御することによって、無線での電力供給により検出信号にノイズが生じるのを防止することができる。

図９は、本発明に係る分析装置が分光光度計１００である場合の構成例を示した概略図である。この分光光度計１００では、真空チャンバ１０１により形成される隔離環境内に検出装置２が配置されている。真空チャンバ１０１内には、検出部２３の他、分析対象となる試料Ｓが収容される試料室２８や、試料Ｓに光を照射するための光照射部２９なども配置されている。光照射部２９には、測定光を照射する光源の他、レンズ及び分光器などが含まれていてもよい。

真空チャンバ１０１の壁面の一部は、ガラス壁１０２により形成されている。当該壁面の一部は、ガラス壁１０２により形成された構成に限られるものではないが、親機１から検出装置２に電力を供給する際に電磁界の妨げとならないような材料で形成されていることが好ましい。

本実施形態では、ガラス壁１０２の内面に受電部２１が取り付けられており、受電部２１により受電した電力が、真空チャンバ１０１内に配置された蓄電部２２により蓄電されるようになっている。蓄電部２２に蓄電された電力は、検出部２３及び光照射部２９などに供給することができる。ただし、受電部２１は、ガラス壁１０２などの真空チャンバ１０１の内壁に取り付けられた構成に限らず、真空チャンバ１０１の内壁から離して配置された構成であってもよい。

検出部２３及び光照射部２９などの検出装置２の各部の動作は、制御部２０により制御される。制御部２０は、例えばＣＰＵを含み、上述の電力負荷変動部２６及び検出制御部２７などを構成することができる。また、制御部２０は、図示しないアンテナなどとともに、上述の送信部２４を構成することができる。検出部２３における検出結果は、真空チャンバ１０１内に配置された記憶部２５に測定データとして記憶され、送信部２４から送信される。

親機１の送電部１１は、ガラス壁１０２の外面に取り付けられており、当該送電部１１から無線で送電される電力が、ガラス壁１０２を介して真空チャンバ１０１内の受電部２１により受電されるようになっている。ただし、送電部１１は、ガラス壁１０２などの真空チャンバ１０１の外壁に取り付けられた構成に限らず、真空チャンバ１０１の外壁から離して配置された構成であってもよい。

送電部１１などの親機１の各部の動作は、制御部１０により制御される。制御部１０は、例えばＣＰＵを含み、上述の送電制御部１２、データ処理部１４及び電力負荷検出部１５などを構成することができる。また、制御部１０は、図示しないアンテナなどとともに、上述の受信部１３を構成することができる。

本実施形態では、検出装置２の各部を真空チャンバ１０１内に自由に配置することができるとともに、真空チャンバ１０１の気密性を維持しつつ、真空チャンバ１０１の内部と外部との間で電力や信号を無線で伝送することができるため、ハーメチックシールを用いる必要がない。

また、電力の消費量が比較的少ない分光光度計において、親機１から無線で送電される電力を検出装置２により受電して蓄電部２２に蓄電し、当該蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を動作させて検出を行うことができる。これにより、親機１の送電部１１からの電力の送電が行われていない間も、蓄電部２２に蓄電されている電力により検出部２３を良好に動作させることができるため、安定した検出を行うことができる。

ただし、上記のような構成に限らず、例えば試料室２８や光照射部２９が真空チャンバ１０１の外部に設けられた構成であってもよい。また、検出装置２が真空チャンバ１０１内に設けられた構成に限らず、他の隔離環境に検出装置２が配置された構成であってもよいし、検出装置２が隔離環境に配置されていないような構成であってもよい。この場合、真空状態に限らず、例えば各種不活性ガスのパージ状態などにおいて検出装置２が使用されるような環境であってもよい。

また、本実施形態では、親機１側と検出装置２側とが完全に分離絶縁されているため、高電圧検出器の絶縁目的など、他の目的に使用することも可能である。例えば、親機１側では１００Ｖなどの一般的な電圧で電力を送電し、検出装置２側で高電圧検出器に印加するための高電圧（例えば３０ｋＶ）に変換するような構成であってもよい。この場合、高電圧部を含む検出装置２側を隔離することで、絶縁を容易に実現することが可能となる。

以上の実施形態では、検出装置２の検出部２３における測定データを親機１に送信するような構成について説明したが、このような構成に限らず、親機１以外の装置に測定データが送信されるような構成であってもよい。また、測定データは、無線ではなく有線で送信されるような構成であってもよい。

また、以上の実施形態では、磁界共鳴方式による無線電力伝送を用いて親機１から検出装置２に電力を送電するような構成について説明したが、このような構成に限らず、例えば太陽電池やフォトダイオードを用いた光電力伝送、又は、ゼーベック効果を利用した熱による電力伝送など、他の各種態様で電力を送電することが可能である。

さらに、以上の実施形態では、親機１及び検出装置２において、それぞれ電力伝送系とデータ伝送系とが別々に設けられた構成について説明したが、このような構成に限らず、電力伝送系とデータ伝送系とが一体的に構成されていてもよい。

１親機
２検出装置
１０制御部
１１送電部
１２送電制御部
１３受信部
１４データ処理部
１５電力負荷検出部
２０制御部
２１受電部
２２蓄電部
２３検出部
２４送信部
２５記憶部
２６電力負荷変動部
２７検出制御部
２８試料室
２９光照射部
１００分光光度計
１０１真空チャンバ
１０２ガラス壁
２４１送電切替指示送信部
２４２測定データ送信部
Ｓ試料

Claims

親機から検出装置に電力を供給して分析を行う分析装置であって、
前記親機は、無線で電力を送電する送電部を備え、
前記検出装置は、前記送電部から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記検出部の動作状態に応じて、前記送電部からの電力の送電状態を切り替えるための情報を前記親機に伝達する送電切替情報伝達部とを備えたことを特徴とする分析装置。
前記送電切替情報伝達部は、前記検出部の動作状態に応じて、前記送電部からの電力の送電状態を切り替えるための送電切替指示を前記親機に送信する送電切替指示送信部を含み、
前記親機は、前記送電切替指示送信部から受信した送電切替指示に基づいて、前記送電部からの電力の送電状態を制御する送電制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
前記送電切替情報伝達部は、前記検出部の動作状態に応じて、前記検出装置における電力負荷を変動させる電力負荷変動部を含み、
前記親機は、前記検出装置における電力負荷の変動を検出する電力負荷検出部と、前記電力負荷検出部による検出結果に基づいて、前記送電部からの電力の送電状態を制御する送電制御部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
親機から検出装置に電力を供給して分析を行う分析装置であって、
前記親機は、無線で電力を送電する送電部を備え、
前記検出装置は、前記送電部から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記送電部からの電力の送電状態に応じて、前記検出部の動作を制御する検出制御部とを備えたことを特徴とする分析装置。
前記検出装置は、前記検出部の動作状態に応じて、前記検出部における測定データを無線で送信する測定データ送信部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の分析装置。
前記送電部は、磁界共鳴方式による無線電力伝送を用いて電力を送電することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の分析装置。
前記分析装置は、分光光度計であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分析装置。
親機から供給される電力により検出を行う検出装置であって、
前記親機から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記検出部の動作状態に応じて、前記親機からの電力の送電状態を切り替えるための情報を前記親機に伝達する送電切替情報伝達部とを備えたことを特徴とする検出装置。
親機から供給される電力により検出を行う検出装置であって、
前記親機から無線で電力を受電する受電部と、前記受電部により受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電されている電力により動作する検出部と、前記親機からの電力の送電状態に応じて、前記検出部の動作を制御する検出制御部とを備えたことを特徴とする検出装置。