JP2019219367A - Liquid component detection system - Google Patents

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崇史 奥戸
Takashi Okuto
崇史 奥戸
大樹 芳野
Daiki Yoshino
大樹 芳野
慎一 岸本
Shinichi Kishimoto
慎一 岸本
正彦 大林
Masahiko Obayashi
正彦 大林
境 浩司
Koji Sakai
浩司 境
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Abstract

To provide a liquid component detection system capable of detecting a plurality of components of liquid while attaining downsizing.SOLUTION: A liquid component detection system 1 comprises a light guide 2, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 alternately repeats total reflection at the interface between a second main surface 22 and a liquid 10 and total reflection at the interface between a first main surface 21 and a medium 9, to guide infrared light incident on an incident prism 23, and then emits the light from an emission prism 24. The infrared radiation source 3 emits infrared light toward the incident prism 23. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24. In the liquid component detection system 1, a plurality of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and each comprise the incident prism 23 and the emission prism 24. At least one of the infrared radiation source 3 and the light guide 2 is shared for forming the plurality of infrared light paths 6.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、一般に液体成分検出システムに関し、より詳細には、液体の成分を検出する液体成分検出システムに関する。   The present disclosure relates generally to liquid component detection systems, and more particularly, to liquid component detection systems that detect components of a liquid.

従来、液体の成分を検出する液体成分検出システムとして、液体クロマトグラフと赤外吸収スペクトル装置とを結合した分析装置が知られている(特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid component detection system for detecting a component of a liquid, an analyzer in which a liquid chromatograph and an infrared absorption spectrum device are combined is known (Patent Document 1).

特許文献1に記載された分析装置では、液体クロマトグラフ用赤外分光セルの外部に赤外用多重反射プリズムを取り付けるか、若しくは赤外用多重反射プリズムを窓としてある。   In the analyzer described in Patent Document 1, an infrared multiple reflection prism is attached to the outside of a liquid chromatograph infrared spectroscopic cell, or an infrared multiple reflection prism is used as a window.

特開平7−20046号公報JP-A-7-20046

特許文献1に記載された分析装置においては、液体の複数の成分を検出するためには、成分毎に光路長の異なる複数の赤外用多重反射プリズムが必要となり、コストが高くなってしまう。   In the analyzer described in Patent Literature 1, in order to detect a plurality of components of a liquid, a plurality of multiple reflection prisms for infrared rays having different optical path lengths for each component is required, which increases costs.

本開示の目的は、小型化を図りつつ液体の複数の成分を検出することが可能な液体成分検出システムを提供することにある。   An object of the present disclosure is to provide a liquid component detection system capable of detecting a plurality of components of a liquid while reducing the size.

本開示の一態様に係る液体成分検出システムは、液体の成分を検出する。前記液体成分検出システムは、導光体と、赤外線放射源と、複数の受光素子と、を備える。前記導光体は、媒質に接する第1主面及び前記液体に接する第2主面を有する。前記導光体は、前記第1主面に形成されている入射用プリズム及び前記第1主面に形成されている出射用プリズムを有する。前記導光体は、前記入射用プリズムに入射した赤外線を、前記第2主面と前記液体との界面での全反射と、前記第1主面と前記媒質との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して前記出射用プリズムから出射する。前記赤外線放射源は、前記入射用プリズムに向けて赤外線を放射する。前記複数の受光素子は、前記出射用プリズムから出射された赤外線を受光する。前記液体成分検出システムは、複数の赤外線光路が形成されている。前記複数の赤外線光路は、前記複数の受光素子に一対一に対応し、それぞれ前記入射用プリズムと前記出射用プリズムとを通る。前記赤外線放射源と前記導光体との少なくとも一方が、前記複数の赤外線光路の形成に共用されている。   A liquid component detection system according to an embodiment of the present disclosure detects a component of a liquid. The liquid component detection system includes a light guide, an infrared radiation source, and a plurality of light receiving elements. The light guide has a first main surface in contact with a medium and a second main surface in contact with the liquid. The light guide has an incidence prism formed on the first main surface and an emission prism formed on the first main surface. The light guide is configured to perform total reflection at an interface between the second main surface and the liquid and total reflection at an interface between the first main surface and the medium with respect to infrared light incident on the incident prism. The light is alternately and repeatedly guided to exit from the exit prism. The infrared radiation source emits infrared light toward the incident prism. The plurality of light receiving elements receive infrared light emitted from the emission prism. The liquid component detection system has a plurality of infrared light paths. The plurality of infrared light paths correspond to the plurality of light receiving elements on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism and the emission prism, respectively. At least one of the infrared radiation source and the light guide is shared for forming the plurality of infrared light paths.

本開示の一態様に係る液体成分検出システムは、小型化を図りつつ液体の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system according to an aspect of the present disclosure can detect a plurality of components of a liquid while reducing the size.

図1Aは、実施形態1に係る液体成分検出システムにおける導光体の平面図である。図1Bは、同上の液体成分検出システムを示し、図1AのX1−X1線断面に対応する要部断面図である。図1Cは、同上の液体成分検出システムを示し、図1AのX2−X2線断面に対応する要部断面図である。FIG. 1A is a plan view of a light guide in the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line X1-X1 of FIG. 1A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 1C is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line X2-X2 of FIG. 1A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. 同上の液体成分検出システムの全体構成図である。It is a whole block diagram of a liquid component detection system same as the above. 図3Aは、実施形態2に係る液体成分検出システムにおける導光体の平面図である。図3Bは、同上の液体成分検出システムを示し、図3AのX1−X1線断面に対応する要部断面図である。FIG. 3A is a plan view of a light guide in the liquid component detection system according to the second embodiment. FIG. 3B is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line X1-X1 of FIG. 3A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. 図4Aは、実施形態3に係る液体成分検出システムにおける導光体の平面図である。図4Bは、同上の液体成分検出システムを示し、図4AのX−X線断面に対応する要部断面図である。図4Cは、同上の液体成分検出システムを示し、図4AのY−Y線断面に対応する要部断面図である。FIG. 4A is a plan view of a light guide in the liquid component detection system according to the third embodiment. FIG. 4B is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line XX of FIG. 4A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 4C is a sectional view of a principal part corresponding to a section taken along line YY of FIG. 4A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. 図5Aは、実施形態4に係る液体成分検出システムにおける導光体の平面図である。図5Bは、同上の液体成分検出システムを示し、図5AのB−B線断面に対応する要部断面図である。図5Cは、同上の液体成分検出システムを示し、図5AのC−C線断面に対応する要部断面図である。図5Dは、同上の液体成分検出システムを示し、図5AのD−D線断面に対応する要部断面図である。図5Eは、同上の液体成分検出システムを示し、図5AのE−E線断面に対応する要部断面図である。FIG. 5A is a plan view of a light guide in the liquid component detection system according to the fourth embodiment. FIG. 5B is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line BB of FIG. 5A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 5C is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross-section taken along line CC of FIG. 5A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 5D is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line DD of FIG. 5A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 5E is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line EE of FIG. 5A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. 図6Aは、実施形態5に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図6Bは、同上の液体成分検出システムの要部断面図である。図6Cは、図6A及び6Bの入射用プリズムを含む要部拡大断面図である。図6Dは、図6A及び6Bの出射用プリズムを含む要部拡大断面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view of a main part of a liquid component detection system according to Embodiment 5. FIG. 6B is a cross-sectional view of a main part of the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 6C is an enlarged sectional view of a main part including the incidence prism of FIGS. 6A and 6B. FIG. 6D is an enlarged sectional view of a main part including the emission prism of FIGS. 6A and 6B. 図7Aは、実施形態6に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図7Bは、図7Aの入射用プリズムを含む要部拡大断面図である。図7Cは、図7Aの出射用プリズムを含む要部拡大図である。FIG. 7A is a cross-sectional view of a main part of a liquid component detection system according to Embodiment 6. FIG. 7B is an enlarged sectional view of a main part including the incident prism of FIG. 7A. FIG. 7C is an enlarged view of a main part including the emission prism of FIG. 7A. 図8Aは、実施形態7に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図8Bは、図8Aの入射用プリズムを含む要部拡大断面図である。図8Cは、図8Aの出射用プリズムを含む要部拡大図である。FIG. 8A is a sectional view of a main part of a liquid component detection system according to a seventh embodiment. FIG. 8B is an enlarged sectional view of a main part including the incident prism of FIG. 8A. FIG. 8C is an enlarged view of a main part including the exit prism of FIG. 8A. 図9Aは、実施形態8に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図9Bは、同上の液体成分検出システムの要部断面図である。図9Cは、図9A及び9Bの入射用プリズムを含む要部拡大断面図である。図9Dは、図9A及び9Bの出射用プリズムを含む要部拡大断面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view of a main part of a liquid component detection system according to Embodiment 8. FIG. 9B is a cross-sectional view of a main part of the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 9C is an enlarged sectional view of a main part including the incidence prism of FIGS. 9A and 9B. FIG. 9D is an enlarged sectional view of a main part including the emission prism of FIGS. 9A and 9B. 図10Aは、実施形態9に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図10Bは、図10Aの入射用プリズムを含む要部拡大断面図である。図10Cは、図10Aの出射用プリズムを含む要部拡大図である。FIG. 10A is a main-portion cross-sectional view of the liquid component detection system according to Embodiment 9. FIG. 10B is an enlarged sectional view of a main part including the incident prism of FIG. 10A. FIG. 10C is an enlarged view of a main part including the emission prism of FIG. 10A. 図11Aは、実施形態10に係る液体成分検出システムにおける導光体の平面図である。図11Bは、同上の液体成分検出システムを示し、図11AのX1−X1線断面に対応する要部断面図である。図11Cは、同上の液体成分検出システムを示し、図11AのX2−X2線断面に対応する要部断面図である。FIG. 11A is a plan view of a light guide in the liquid component detection system according to the tenth embodiment. FIG. 11B is a cross-sectional view of a principal part corresponding to a cross section taken along line X1-X1 of FIG. 11A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. FIG. 11C is a sectional view of a principal part corresponding to the section taken along line X2-X2 of FIG. 11A, illustrating the liquid component detection system according to the first embodiment. 図12Aは、実施形態11に係る液体成分検出システムの要部断面図である。図12Bは、同上の液体成分検出システムの要部断面図である。FIG. 12A is a main-portion cross-sectional view of the liquid component detection system according to Embodiment 11. FIG. 12B is a cross-sectional view of a main part of the liquid component detection system according to the first embodiment. 図13は、変形例に係る液体成分検出システムの回路ブロック図である。FIG. 13 is a circuit block diagram of a liquid component detection system according to a modification.

下記の実施形態において説明する図1A〜12は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。   1A to 12 described in the following embodiments are schematic diagrams, and the ratio of the size and thickness of each component in the drawings does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. .

(実施形態1)
以下では、実施形態1に係る液体成分検出システム1について、図1A〜1C及び2に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the liquid component detection system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1C and 2.

液体成分検出システム1は、液体10の成分を検出する。液体10は、例えば、ガソリン等である。液体10がガソリンの場合、液体10の成分は、例えば、トルエン、エタノール、ベンゼン等である。液体10では、成分毎に、赤外線の特定波長が異なり、特定波長の赤外線の吸光度が異なる。   The liquid component detection system 1 detects a component of the liquid 10. The liquid 10 is, for example, gasoline or the like. When the liquid 10 is gasoline, the components of the liquid 10 are, for example, toluene, ethanol, benzene, and the like. In the liquid 10, the specific wavelength of the infrared light differs for each component, and the absorbance of the infrared light of the specific wavelength differs.

液体成分検出システム1は、導光体2と液体10との界面で全反射する赤外線を受光するATR(Attenuated Total Reflection)方式の液体成分検出システムである。   The liquid component detection system 1 is an ATR (Attenuated Total Reflection) type liquid component detection system that receives infrared rays totally reflected at an interface between the light guide 2 and the liquid 10.

液体成分検出システム1は、導光体2と、赤外線放射源3と、複数(例えば、2つ)の受光素子4と、を備える。なお、図1B及び1C中の矢印付きの破線は、赤外線放射源3から放射されて導光体2で導光され、受光素子4に受光される赤外線の進行経路を模式的に示している。   The liquid component detection system 1 includes a light guide 2, an infrared radiation source 3, and a plurality (for example, two) of light receiving elements 4. The broken lines with arrows in FIGS. 1B and 1C schematically show the traveling paths of infrared rays emitted from the infrared radiation source 3, guided by the light guide 2, and received by the light receiving element 4.

導光体2は、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。媒質9は、例えば、空気である。導光体2は、第1主面21に形成されている入射用プリズム23及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24を有する。導光体2は、入射用プリズム23に入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24から出射する。   The light guide 2 has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The medium 9 is, for example, air. The light guide 2 includes an incidence prism 23 formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 formed on the first main surface 21. The light guide 2 converts the infrared light incident on the incident prism 23 into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is guided alternately and repeatedly, and is emitted from the emission prism 24.

赤外線放射源3は、入射用プリズム23に向けて赤外線を放射する。赤外線放射源3から放射される赤外線に対する屈折率に関し、導光体2の屈折率は、液体10の屈折率及び媒質9の屈折率よりも大きい。   The infrared radiation source 3 emits infrared light toward the incident prism 23. Regarding the refractive index for infrared rays emitted from the infrared radiation source 3, the refractive index of the light guide 2 is larger than the refractive index of the liquid 10 and the refractive index of the medium 9.

液体成分検出システム1は、出射用プリズム24を複数(例えば、2つ)備える。要するに、液体成分検出システム1は、複数の受光素子4に一対一に対応する複数の出射用プリズム24を備える。複数の受光素子4は、対応する出射用プリズム24から出射された赤外線を受光する。   The liquid component detection system 1 includes a plurality of (for example, two) exit prisms 24. In short, the liquid component detection system 1 includes a plurality of emission prisms 24 corresponding to the plurality of light receiving elements 4 one-to-one. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the corresponding emission prism 24.

液体成分検出システム1は、例えば、複数の受光素子4の各々の出力信号から液体10の互いに異なる複数の成分を検出する。ここにおいて、液体成分検出システム1は、複数(2つ)の受光素子4に一対一に対応する複数(2つ)の光学フィルタ5を更に備える。複数の光学フィルタ5は、互いに異なる透過特性を有する。   The liquid component detection system 1 detects, for example, a plurality of different components of the liquid 10 from output signals of the plurality of light receiving elements 4. Here, the liquid component detection system 1 further includes a plurality (two) of optical filters 5 corresponding to the plurality (two) of the light receiving elements 4 on a one-to-one basis. The plurality of optical filters 5 have transmission characteristics different from each other.

液体成分検出システム1は、複数の受光素子4の各々の出力信号から液体10の互いに異なる成分を検出する。ここにおいて、液体成分検出システム1は、複数の受光素子4の各々の出力信号を信号処理する処理回路8を更に備える。   The liquid component detection system 1 detects different components of the liquid 10 from output signals of each of the plurality of light receiving elements 4. Here, the liquid component detection system 1 further includes a processing circuit 8 that performs signal processing on output signals of the plurality of light receiving elements 4.

液体成分検出システム1は、液体10が通るパイプ7を更に備えていてもよい。パイプ7は、液体10の入口71と出口72との間において開口部73を有する。導光体2は、パイプ7の開口部73を覆うように配置される。これにより、導光体2では、第2主面22がパイプ7の内部の液体10と接することができ、第1主面21がパイプ7の外部の媒質(例えば、空気等)と接することができる。   The liquid component detection system 1 may further include a pipe 7 through which the liquid 10 passes. The pipe 7 has an opening 73 between the inlet 71 and the outlet 72 of the liquid 10. The light guide 2 is arranged so as to cover the opening 73 of the pipe 7. Thereby, in the light guide 2, the second main surface 22 can be in contact with the liquid 10 inside the pipe 7, and the first main surface 21 can be in contact with the medium (for example, air) outside the pipe 7. it can.

液体成分検出システム1の各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。   Each component of the liquid component detection system 1 will be described in more detail below.

液体成分検出システム1は、上述のように、赤外線放射源3と、導光体2と、2つの受光素子4と、を備える。   As described above, the liquid component detection system 1 includes the infrared radiation source 3, the light guide 2, and the two light receiving elements 4.

赤外線放射源3は、熱放射により赤外線を放射するように構成されている。ここにおいて、赤外線放射源3は、駆動回路から通電されることによって、熱放射により赤外線を放射する。赤外線放射源3は、例えば、赤外線放射素子を含む。赤外線放射素子は、半導体基板と、絶縁層と、赤外線放射層と、を備える。半導体基板は、第1主面及び第2主面を有し、厚み方向に貫通した孔を有する。絶縁層は、半導体基板の第1主面側において孔を塞ぐように半導体基板の第1主面上に形成されている。赤外線放射層は、絶縁層上に形成されている。赤外線放射層は、通電されることにより発熱し、熱放射により赤外線を放射する。赤外線放射層の材料は、例えば、白金、窒化タンタル等である。赤外線放射素子は、例えば、MEMS(micro electro mechanical systems)の製造技術等を利用して製造することができる。   The infrared radiation source 3 is configured to emit infrared light by thermal radiation. Here, the infrared radiation source 3 radiates infrared rays by thermal radiation when energized by a drive circuit. The infrared radiation source 3 includes, for example, an infrared radiation element. The infrared radiating element includes a semiconductor substrate, an insulating layer, and an infrared radiating layer. The semiconductor substrate has a first main surface and a second main surface, and has a hole penetrating in the thickness direction. The insulating layer is formed on the first main surface of the semiconductor substrate so as to close the hole on the first main surface side of the semiconductor substrate. The infrared emitting layer is formed on the insulating layer. The infrared radiation layer generates heat when energized, and emits infrared radiation by heat radiation. The material of the infrared radiation layer is, for example, platinum, tantalum nitride, or the like. The infrared radiation element can be manufactured using, for example, MEMS (micro electro mechanical systems) manufacturing technology or the like.

赤外線放射源3は、熱放射により赤外線を放射するように構成されているから、赤外発光ダイオードに比べて広い波長域の赤外線を放射することができる。赤外線放射源3は、液体10の複数の成分それぞれの吸収波長を含む広帯域の赤外線を放射することができる。赤外線放射源3から放射される赤外線の波長域は、液体10の複数の成分それぞれに固有の吸収波長を含んでおり、例えば、2μm〜15μmである。これにより、液体成分検出システム1では、液体10の複数の成分を各別に検出することができる。   Since the infrared radiation source 3 is configured to emit infrared light by heat radiation, it can emit infrared light in a wider wavelength range than an infrared light emitting diode. The infrared radiation source 3 can emit broadband infrared light including the absorption wavelength of each of a plurality of components of the liquid 10. The wavelength range of the infrared radiation emitted from the infrared radiation source 3 includes an absorption wavelength specific to each of the plurality of components of the liquid 10, and is, for example, 2 μm to 15 μm. Thereby, the liquid component detection system 1 can detect a plurality of components of the liquid 10 separately.

赤外線放射源3は、導光体2の入射用プリズム23に向けて赤外線を放射するように配置されている。ここにおいて、赤外線放射源3は、第1方向D1において入射用プリズム23から離れている。これにより、入射用プリズム23には、赤外線放射源3から放射された赤外線が入射する。入射用プリズム23は、赤外線放射源3からの赤外線を屈折させ、第2主面22へ向かわせる。なお、赤外線放射源3は、第1方向D1に対して傾いた方向に配置されていてもよい。   The infrared radiation source 3 is arranged to emit infrared light toward the incident prism 23 of the light guide 2. Here, the infrared radiation source 3 is separated from the incidence prism 23 in the first direction D1. Thereby, the infrared radiation emitted from the infrared radiation source 3 is incident on the incidence prism 23. The incidence prism 23 refracts infrared light from the infrared radiation source 3 and directs the infrared light toward the second main surface 22. Note that the infrared radiation source 3 may be disposed in a direction inclined with respect to the first direction D1.

導光体2は、板状である。導光体2の厚さ方向から見た導光体2の外周形状は、例えば、矩形状である。ここにおいて、導光体2は、矩形板状である。導光体2の第1主面21及び第2主面22は、導光体2の厚さ方向に平行な第1方向D1に直交する。導光体2では、第2主面22は、第1方向D1において第1主面21の反対側に位置している。以下では、導光体2の長手方向に平行な方向を第2方向D2として説明する。   The light guide 2 has a plate shape. The outer peripheral shape of the light guide 2 viewed from the thickness direction of the light guide 2 is, for example, a rectangular shape. Here, the light guide 2 has a rectangular plate shape. The first main surface 21 and the second main surface 22 of the light guide 2 are orthogonal to the first direction D1 parallel to the thickness direction of the light guide 2. In the light guide 2, the second main surface 22 is located on the opposite side of the first main surface 21 in the first direction D1. Hereinafter, a direction parallel to the longitudinal direction of the light guide 2 will be described as a second direction D2.

入射用プリズム23は、第1主面21から突出している。入射用プリズム23は、入射した赤外線を第1の所定方向(第2主面22のうち入射用プリズム23と出射用プリズム24との間の領域へ向かう一方向)へ屈折させる入射面230を有している。入射面230は、第1主面21に対して傾斜している。   The incidence prism 23 protrudes from the first main surface 21. The incident prism 23 has an incident surface 230 that refracts the incident infrared light in a first predetermined direction (one direction toward a region between the incident prism 23 and the output prism 24 of the second main surface 22). are doing. The entrance surface 230 is inclined with respect to the first main surface 21.

導光体2の材料は、シリコンである。導光体2は、シリコン基板を加工することによって形成されている。導光体2の第1主面21は、例えば、(100)面である。導光体2の入射用プリズム23は、シリコン基板のエッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成されている。したがって、入射用プリズム23の入射面230は、{111}面である。入射面230と第1主面21とのなす角度(内角)は、54.7°である。したがって、導光体2では、入射面230から入射した赤外線が導光体2の第2主面22と液体10との界面において全反射される。なお、異方性エッチングを行うときのエッチング液は、例えば、所定温度(例えば、85℃)に加熱したTMAH溶液である。エッチング液は、TMAH溶液に限らず、他のアルカリ系溶液(例えば、KOH溶液など)を用いてもよい。   The material of the light guide 2 is silicon. The light guide 2 is formed by processing a silicon substrate. The first main surface 21 of the light guide 2 is, for example, a (100) plane. The incidence prism 23 of the light guide 2 is formed by anisotropic etching utilizing the crystal plane orientation dependence of the etching rate of the silicon substrate. Therefore, the incidence surface 230 of the incidence prism 23 is a {111} surface. The angle (inner angle) between the incident surface 230 and the first main surface 21 is 54.7 °. Therefore, in the light guide 2, the infrared light incident from the incident surface 230 is totally reflected at the interface between the second main surface 22 of the light guide 2 and the liquid 10. The etchant used for performing the anisotropic etching is, for example, a TMAH solution heated to a predetermined temperature (for example, 85 ° C.). The etching solution is not limited to the TMAH solution, and another alkaline solution (for example, a KOH solution) may be used.

入射用プリズム23は、第1方向D1と第2方向D2とに直交する第3方向D3において、入射用プリズム23の長さは、複数の出射用プリズム24それぞれの長さよりも長い。   In the third direction D3 orthogonal to the first direction D1 and the second direction D2, the length of the incidence prism 23 is longer than the length of each of the plurality of emission prisms 24.

2つの出射用プリズム24の各々は、第1主面21から突出している。2つの出射用プリズム24の各々は、導光体2の長手方向に平行な第2方向D2において入射用プリズム23から離れている。複数の出射用プリズム24は、第2方向D2において入射用プリズム23と重なっている。   Each of the two exit prisms 24 protrudes from the first main surface 21. Each of the two exit prisms 24 is separated from the entrance prism 23 in a second direction D2 parallel to the longitudinal direction of the light guide 2. The plurality of exit prisms 24 overlap the entrance prism 23 in the second direction D2.

2つの出射用プリズム24の各々は、導光体2内で全反射を繰り返して入射した赤外線を第2の所定方向(第1方向D1に平行な方向であって、第1主面21の法線に平行な方向)へ出射させる出射面240を有している。出射面240は、第1主面21に対して傾斜している。ここにおいて、導光体2の出射用プリズム24は、シリコン基板のエッチング速度の結晶面方位依存性を利用した異方性エッチングにより形成されている。したがって、出射用プリズム24の出射面240は、{111}面である。出射面240と第1主面21とのなす角度(内角)は、54.7°である。導光体2内から出射面240へ入射した赤外線は、出射用プリズム24と媒質9との界面において屈折される。出射面240と第1主面21とのなす角度(内角)は、入射面230と第1主面21とのなす角度(内角)と同じである。   Each of the two exit prisms 24 transmits the infrared light that has been repeatedly reflected in the light guide 2 and is incident on the second main surface 21 in a second predetermined direction (a direction parallel to the first direction D <b> 1). (In a direction parallel to the line). The emission surface 240 is inclined with respect to the first main surface 21. Here, the exit prism 24 of the light guide 2 is formed by anisotropic etching utilizing the crystal plane orientation dependence of the etching rate of the silicon substrate. Therefore, the exit surface 240 of the exit prism 24 is a {111} plane. The angle (inner angle) between the light exit surface 240 and the first main surface 21 is 54.7 °. Infrared light that has entered the emission surface 240 from inside the light guide 2 is refracted at the interface between the emission prism 24 and the medium 9. The angle (inner angle) between the exit surface 240 and the first main surface 21 is the same as the angle (inner angle) between the incident surface 230 and the first main surface 21.

液体成分検出システム1では、赤外線が導光体2と液体10との界面(導光体2の第2主面22)で全反射される際にエバネッセント波が液体10中に潜り込み、液体10で吸収されて減衰する。したがって、液体成分検出システム1では、赤外線の減衰量を検出することで液体10の成分を検出することができる。赤外線の減衰量は、導光体2と液体10との界面で全反射される回数が多いほど大きくなる。   In the liquid component detection system 1, when infrared rays are totally reflected at the interface between the light guide 2 and the liquid 10 (the second main surface 22 of the light guide 2), the evanescent wave enters the liquid 10 and Absorbed and attenuated. Therefore, the liquid component detection system 1 can detect the component of the liquid 10 by detecting the amount of attenuation of infrared rays. The attenuation of infrared rays increases as the number of times of total reflection at the interface between the light guide 2 and the liquid 10 increases.

2つの出射用プリズム24は、第1出射用プリズム241と、第2出射用プリズム242と、を含む。液体成分検出システム1では、入射用プリズム23と第1出射用プリズム241との距離が、入射用プリズム23と第2出射用プリズム242との距離よりも長い。これにより、入射用プリズム23に入射して第1出射用プリズム241から出射する赤外線が全反射される回数は、入射用プリズム23に入射して第1出射用プリズム241から出射する赤外線が全反射される回数よりも多くなる。液体成分検出システム1では、第1出射用プリズム241から出射される赤外線の減衰量に基づいて、液体10の複数の成分のうち相対的に吸光度の小さな成分を検出する。また、液体成分検出システム1では、第2出射用プリズム242から出射される赤外線の減衰量に基づいて、液体10の複数の成分のうち相対的に吸光度の大きな成分を検出する。したがって、液体成分検出システム1では、各成分それぞれの検出精度を向上させることが可能となる。   The two exit prisms 24 include a first exit prism 241 and a second exit prism 242. In the liquid component detection system 1, the distance between the incident prism 23 and the first output prism 241 is longer than the distance between the incident prism 23 and the second output prism 242. Thus, the number of times that the infrared light that enters the incident prism 23 and exits from the first exit prism 241 is totally reflected is the number of times that the infrared light that enters the incident prism 23 and exits from the first exit prism 241 is totally reflected. More times than is done. The liquid component detection system 1 detects a component having a relatively small absorbance among a plurality of components of the liquid 10 based on the attenuation of the infrared light emitted from the first emission prism 241. Further, the liquid component detection system 1 detects a component having a relatively large absorbance among a plurality of components of the liquid 10 based on the attenuation amount of the infrared light emitted from the second emission prism 242. Therefore, in the liquid component detection system 1, it is possible to improve the detection accuracy of each component.

導光体2では、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242とは、入射用プリズム23から見て同じ側に位置している。より詳細には、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242とは、第2方向D2において入射用プリズム23から見て同じ側に位置している。   In the light guide 2, the first exit prism 241 and the second exit prism 242 are located on the same side as viewed from the entrance prism 23. More specifically, the first exit prism 241 and the second exit prism 242 are located on the same side as viewed from the entrance prism 23 in the second direction D2.

液体成分検出システム1では、導光体2が第1主面21から突出する入射用プリズム23及び出射用プリズム24を備えているので、導光体2の第1主面21と第2主面22との間の厚さを薄くすることができ、赤外線が全反射する回数を多くすることができる。これにより、液体成分検出システム1では、液体10の成分の検出精度が向上する。また、液体成分検出システム1では、赤外線が全反射する回数を増やすことができるので、入射用プリズム23と出射用プリズム24との直線距離を短くすることが可能となり、液体成分検出システム1の小型化を図ることが可能となる。   In the liquid component detection system 1, since the light guide 2 includes the incidence prism 23 and the emission prism 24 protruding from the first main surface 21, the first main surface 21 and the second main surface of the light guide 2 are provided. 22 can be reduced, and the number of times that infrared rays are totally reflected can be increased. Thereby, in the liquid component detection system 1, the detection accuracy of the components of the liquid 10 is improved. In addition, in the liquid component detection system 1, since the number of times of total reflection of infrared rays can be increased, the linear distance between the incident prism 23 and the output prism 24 can be shortened. Can be achieved.

2つの受光素子4は、一対一に対応する2つの出射用プリズム24と、導光体2の厚さ方向において離れている。2つの受光素子4の各々は、対応する出射用プリズム24から出射される赤外線を受光できる位置に配置されている。これにより、2つの受光素子4の各々は、対応する出射用プリズム24から出射された赤外線を受光する。2つの受光素子4の各々は、赤外線を受光して光電変換した出力信号を発生することができる。2つの受光素子4の各々は、例えば、焦電素子であり、出力信号として電流信号を出力する。   The two light receiving elements 4 are separated from the two emission prisms 24 corresponding to each other in the thickness direction of the light guide 2. Each of the two light receiving elements 4 is arranged at a position where infrared light emitted from the corresponding emission prism 24 can be received. Thereby, each of the two light receiving elements 4 receives the infrared light emitted from the corresponding emission prism 24. Each of the two light receiving elements 4 can receive an infrared ray and generate an output signal obtained by photoelectric conversion. Each of the two light receiving elements 4 is, for example, a pyroelectric element, and outputs a current signal as an output signal.

液体成分検出システム1は、例えば、液体10における検出対象の成分の数を、受光素子4の数によって変えることができる。液体成分検出システム1は、2つの受光素子4に一対一に対応する2つの光学フィルタ5を備えている。2つの光学フィルタ5は、対応する受光素子4(の受光面)の前方に配置されている。2つの光学フィルタ5は、互いに異なる波長の赤外線を透過させる。2つの光学フィルタ5の各々は、液体10の測定対象(検出対象)の成分のうちいずれか1つの成分が吸収する固有の吸収波長を含む通過帯域を有する光学バンドパスフィルタである。   The liquid component detection system 1 can change, for example, the number of components to be detected in the liquid 10 according to the number of the light receiving elements 4. The liquid component detection system 1 includes two optical filters 5 corresponding to the two light receiving elements 4 on a one-to-one basis. The two optical filters 5 are arranged in front of (the light receiving surface of) the corresponding light receiving element 4. The two optical filters 5 transmit infrared rays having different wavelengths from each other. Each of the two optical filters 5 is an optical bandpass filter having a pass band including a specific absorption wavelength that is absorbed by any one of components of the liquid 10 to be measured (detected).

なお、液体成分検出システム1は、赤外線放射源3と、各々が対応する受光素子4と光学フィルタ5とを含む複数(2つ)の受光部45と、が実装されている回路基板11(図2参照)を更に備えている。複数の受光部45の各々は、受光素子4と光学フィルタ5とを保持しているパッケージを有している。   The liquid component detection system 1 includes a circuit board 11 on which an infrared radiation source 3 and a plurality of (two) light receiving units 45 each including a corresponding light receiving element 4 and an optical filter 5 are mounted (see FIG. 2). Each of the plurality of light receiving units 45 has a package holding the light receiving element 4 and the optical filter 5.

以下では、説明の便宜上、2つの受光素子4のうち第1出射用プリズム241に対応する受光素子4を第1受光素子41と称し、第2出射用プリズム242に対応する受光素子4を第2受光素子42と称することもある。また、2つの光学フィルタ5のうち第1受光素子41に対応する光学フィルタ5を第1光学フィルタ51と称し、第2受光素子42に対応する光学フィルタ5を第2光学フィルタ52と称することもある。   Hereinafter, for convenience of explanation, of the two light receiving elements 4, the light receiving element 4 corresponding to the first emission prism 241 is referred to as a first light receiving element 41, and the light receiving element 4 corresponding to the second emission prism 242 is referred to as a second light receiving element. It may be referred to as a light receiving element 42. The optical filter 5 corresponding to the first light receiving element 41 among the two optical filters 5 is referred to as a first optical filter 51, and the optical filter 5 corresponding to the second light receiving element 42 is referred to as a second optical filter 52. is there.

第1光学フィルタ51の透過波長域は、液体10の検出対象の第1成分の吸収波長(以下、第1の特定波長ともいう)の赤外線を透過するように決められている。また、第2光学フィルタ52の透過波長域は、液体10の検出対象の第2成分の吸収波長(以下、第2の特定波長ともいう)の赤外線を透過するように決められている。液体10がガソリンの場合、第1成分は、例えば、トルエンであり、第2成分は、例えば、エタノールである。第1の特定波長と第2の特定波長とは互いに異なる。第1光学フィルタ51の透過波長域と、第2光学フィルタ52の透過波長域とは互いに重複しないように決められている。   The transmission wavelength range of the first optical filter 51 is determined so as to transmit infrared light having an absorption wavelength of a first component of the liquid 10 to be detected (hereinafter, also referred to as a first specific wavelength). The transmission wavelength range of the second optical filter 52 is determined so as to transmit infrared light having an absorption wavelength of a second component of the liquid 10 to be detected (hereinafter, also referred to as a second specific wavelength). When the liquid 10 is gasoline, the first component is, for example, toluene, and the second component is, for example, ethanol. The first specific wavelength and the second specific wavelength are different from each other. The transmission wavelength range of the first optical filter 51 and the transmission wavelength range of the second optical filter 52 are determined so as not to overlap with each other.

液体成分検出システム1は、複数(2つ)の赤外線光路6が形成されている。2つの赤外線光路6は、2つの受光素子4に一対一に対応しており、それぞれ入射用プリズム23と出射用プリズム24とを通る。赤外線光路6は、赤外線放射源3と受光素子4との間に形成される、赤外線の光路である。図1B及び1Cでは、赤外線光路6を矢印付の破線で示してある。2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。液体成分検出システム1では、赤外線放射源3と導光体2との両方が、2つの赤外線光路6の形成に共用されている。2つの赤外線光路6は、赤外線の光路長が互いに異なる。   In the liquid component detection system 1, a plurality (two) of infrared light paths 6 are formed. The two infrared light paths 6 correspond to the two light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism 23 and the emission prism 24, respectively. The infrared light path 6 is an infrared light path formed between the infrared radiation source 3 and the light receiving element 4. 1B and 1C, the infrared light path 6 is indicated by a broken line with an arrow. The two infrared light paths 6 are formed between a first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41 and between the infrared radiation source 3 and the second light receiving element 42. A second infrared light path 62. In the liquid component detection system 1, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2 are shared for forming two infrared light paths 6. The two infrared light paths 6 have different infrared light path lengths.

処理回路8は、2つの受光素子4の各々の出力信号を信号処理することによって、液体10の互いに異なる成分を検出する。処理回路8は、2つの受光素子4の各々の出力信号に基づいて液体10の2つの成分の濃度を求める。処理回路8は、例えば、第1電流電圧変換回路と、第1増幅回路と、第2電流電圧変換回路と、第2増幅回路と、内部処理回路と、を含む。第1電流電圧変換回路は、第1受光素子41の出力信号を電流−電圧変換して出力する。第1増幅回路は、第1電流電圧変換回路の出力信号を増幅する。第2電流電圧変換回路は、第2受光素子42の出力信号を電流−電圧変換して出力する。第2増幅回路は、第2電流電圧変換回路の出力信号を増幅して出力する。内部処理回路は、第1増幅回路の出力信号に基づいて液体10の第1成分の濃度を求め、第2増幅回路の出力信号に基づいて液体10の第2成分の濃度を求める。内部処理回路の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、1又は複数のコンピュータを有している。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における内部処理回路の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ(磁気ディスク)等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。   The processing circuit 8 detects different components of the liquid 10 by performing signal processing on output signals of the two light receiving elements 4. The processing circuit 8 determines the concentrations of the two components of the liquid 10 based on the output signals of the two light receiving elements 4. The processing circuit 8 includes, for example, a first current-to-voltage conversion circuit, a first amplification circuit, a second current-to-voltage conversion circuit, a second amplification circuit, and an internal processing circuit. The first current-voltage conversion circuit performs current-voltage conversion on the output signal of the first light receiving element 41 and outputs the converted signal. The first amplification circuit amplifies an output signal of the first current-voltage conversion circuit. The second current-voltage conversion circuit performs current-voltage conversion on the output signal of the second light receiving element 42 and outputs the converted signal. The second amplifier circuit amplifies and outputs an output signal of the second current-voltage conversion circuit. The internal processing circuit obtains the concentration of the first component of the liquid 10 based on the output signal of the first amplifier circuit, and obtains the concentration of the second component of the liquid 10 based on the output signal of the second amplifier circuit. The execution subject of the internal processing circuit includes a computer system. The computer system has one or more computers. The computer system mainly has a processor and a memory as hardware. When the processor executes a program recorded in the memory of the computer system, a function as an execution subject of the internal processing circuit in the present disclosure is realized. The program may be recorded in the memory of the computer system in advance, or may be provided through an electric communication line, or may be provided in a non-temporary storage medium such as a memory card, an optical disk, or a hard disk drive (magnetic disk) readable by the computer system. May be provided by being recorded on a dynamic recording medium. A processor of a computer system includes one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large-scale integrated circuit (LSI). A plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be provided separately on a plurality of chips. A plurality of chips may be integrated in one device, or may be provided separately in a plurality of devices.

(効果)
実施形態1に係る液体成分検出システム1は、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1は、導光体2と、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2は、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2は、第1主面21に形成されている入射用プリズム23及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24を有する。導光体2は、入射用プリズム23に入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24から出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23に向けて赤外線を放射する。複数の受光素子4は、出射用プリズム24から出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1は、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23と出射用プリズム24とを通る。赤外線放射源3と導光体2との少なくとも一方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態1に係る液体成分検出システム1では、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。
(effect)
The liquid component detection system 1 according to the first embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1 includes a light guide 2, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2 includes an incidence prism 23 formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 formed on the first main surface 21. The light guide 2 converts the infrared light incident on the incident prism 23 into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is guided alternately and repeatedly, and is emitted from the emission prism 24. The infrared radiation source 3 emits infrared light toward the incident prism 23. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24. In the liquid component detection system 1, a plurality of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism 23 and the emission prism 24, respectively. At least one of the infrared radiation source 3 and the light guide 2 is shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, the liquid component detection system 1 according to the first embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

また、実施形態1に係る液体成分検出システム1では、出射用プリズム24を複数備える。赤外線放射源3と導光体2との両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。複数の出射用プリズム24は、第1出射用プリズム241と、第2出射用プリズム242と、を含む。入射用プリズム23と第1出射用プリズム241との距離が、入射用プリズム23と第2出射用プリズム242との距離よりも長い。これにより、実施形態1に係る液体成分検出システム1では、相対的に吸光度の低い成分の検出に第1出射用プリズム241から出射される赤外線を検出する受光素子4(第1受光素子41)の出力信号を利用し、相対的に吸光度の高い成分の検出に第2出射用プリズム242から出射される赤外線を検出する受光素子4(第2受光素子42)の出力信号を利用することにより、吸光度の異なる複数の成分の検出精度を向上させることが可能となる。   The liquid component detection system 1 according to the first embodiment includes a plurality of exit prisms 24. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2 are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. The plurality of exit prisms 24 include a first exit prism 241 and a second exit prism 242. The distance between the incidence prism 23 and the first emission prism 241 is longer than the distance between the incidence prism 23 and the second emission prism 242. Accordingly, in the liquid component detection system 1 according to the first embodiment, the light receiving element 4 (first light receiving element 41) that detects infrared light emitted from the first emission prism 241 for detecting a component having relatively low absorbance is used. By using the output signal and using the output signal of the light receiving element 4 (second light receiving element 42) for detecting the infrared ray emitted from the second emission prism 242 for detecting a component having a relatively high absorbance, the absorbance is reduced. It is possible to improve the detection accuracy of a plurality of components different from each other.

また、実施形態1に係る液体成分検出システム1では、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242とは、入射用プリズム23から見て同じ側に位置している。これにより、実施形態1に係る液体成分検出システム1では、導光体2の小型化を図ることが可能となる。   In the liquid component detection system 1 according to the first embodiment, the first exit prism 241 and the second exit prism 242 are located on the same side as viewed from the entrance prism 23. Thereby, in the liquid component detection system 1 according to the first embodiment, the size of the light guide 2 can be reduced.

(実施形態2)
以下、実施形態2に係る液体成分検出システム1aについて、図3A及び3Bを参照して説明する。実施形態2に係る液体成分検出システム1aに関し、実施形態1に係る液体成分検出システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the liquid component detection system 1a according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. Regarding the liquid component detection system 1a according to the second embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

実施形態2に係る液体成分検出システム1aは、実施形態1に係る液体成分検出システム1の導光体2の代わりに導光体2aを備えている。実施形態2に係る液体成分検出システム1aでは、赤外線放射源3と導光体2aとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。実施形態2に係る液体成分検出システム1aでは、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242とは、入射用プリズム23から見て互いに反対側に位置している。より詳細には、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242とは、第2方向D2において入射用プリズム23から見て互いに反対側に位置している。これにより、実施形態2に係る液体成分検出システム1aでは、実施形態1に係る液体成分検出システム1と比べて、複数の出射用プリズム24(第1出射用プリズム241及び第2出射用プリズム242)の各々の出射面240の面積を大きくすることが可能となる。よって、実施形態1に係る液体成分検出システム1と比べて、検出精度の向上を図ることが可能となる。   The liquid component detection system 1a according to the second embodiment includes a light guide 2a instead of the light guide 2 of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment. In the liquid component detection system 1a according to the second embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2a are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6. In the liquid component detection system 1a according to the second embodiment, the first exit prism 241 and the second exit prism 242 are located on opposite sides of the entrance prism 23. More specifically, the first exit prism 241 and the second exit prism 242 are located on opposite sides of the entrance prism 23 in the second direction D2. Thus, in the liquid component detection system 1a according to the second embodiment, the plurality of exit prisms 24 (the first exit prism 241 and the second exit prism 242) are different from the liquid component detection system 1 according to the first embodiment. It is possible to increase the area of each emission surface 240. Therefore, the detection accuracy can be improved as compared with the liquid component detection system 1 according to the first embodiment.

(実施形態3)
以下、実施形態3に係る液体成分検出システム1bについて、図4A〜4Cを参照して説明する。実施形態3に係る液体成分検出システム1bに関し、実施形態2に係る液体成分検出システム1aと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the liquid component detection system 1b according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. Regarding the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1a according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

実施形態3に係る液体成分検出システム1bは、実施形態2に係る液体成分検出システム1a(図3A及び3B参照)の導光体2aの代わりに導光体2bを備えている。実施形態3に係る液体成分検出システム1bでは、赤外線放射源3と導光体2bとの両方が、複数(4つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1b according to the third embodiment includes a light guide 2b instead of the light guide 2a of the liquid component detection system 1a according to the second embodiment (see FIGS. 3A and 3B). In the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2b are shared for forming a plurality (four) of infrared light paths 6.

実施形態3に係る液体成分検出システム1bでは、導光体2bは、1つの入射用プリズム23bと、複数(4つ)の出射用プリズム24と、を有する。複数(4つ)の出射用プリズム24は、第3出射用プリズム243と、第4出射用プリズム244と、を更に含む。入射用プリズム23bは、四角錐状である。第3出射用プリズム243と第4出射用プリズム244とは、入射用プリズム23bから見て互いに反対側に位置している。より詳細には、第3出射用プリズム243と第4出射用プリズム244とは、第3方向D3において入射用プリズム23bから見て互いに反対側に位置している。第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242との並んでいる方向は、第3出射用プリズム243と第4出射用プリズム244との並んでいる方向と交差する。より詳細には、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242との並んでいる方向が第2方向D2に平行な方向であり、第3出射用プリズム243と第4出射用プリズム244との並んでいる方向が第3方向D3に平行な方向なので、第1出射用プリズム241と第2出射用プリズム242との並んでいる方向は、第3出射用プリズム243と第4出射用プリズム244との並んでいる方向と直交するが、必ずしも直交していなくてもよい。   In the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, the light guide 2b has one incident prism 23b and a plurality (four) of exit prisms 24. The plurality (four) of exit prisms 24 further include a third exit prism 243 and a fourth exit prism 244. The incidence prism 23b has a quadrangular pyramid shape. The third exit prism 243 and the fourth exit prism 244 are located on opposite sides of the entrance prism 23b. More specifically, the third exit prism 243 and the fourth exit prism 244 are located on opposite sides of the entrance prism 23b in the third direction D3. The direction in which the first emission prism 241 and the second emission prism 242 are arranged crosses the direction in which the third emission prism 243 and the fourth emission prism 244 are arranged. More specifically, the direction in which the first emission prism 241 and the second emission prism 242 are arranged is a direction parallel to the second direction D2, and the third emission prism 243, the fourth emission prism 244, Are parallel to the third direction D3, the direction in which the first emission prism 241 and the second emission prism 242 are aligned is the third emission prism 243 and the fourth emission prism 244. Are orthogonal to the direction in which are arranged, but need not necessarily be orthogonal.

実施形態3に係る液体成分検出システム1bでは、液体10の4つの成分それぞれの検出精度を向上させることが可能となる。   In the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, it is possible to improve the detection accuracy of each of the four components of the liquid 10.

以下では、説明の便宜上、4つの受光素子4のうち第3出射用プリズム243に対応する受光素子4を第3受光素子43と称し、第4出射用プリズム244に対応する受光素子4を第4受光素子44と称することもある。また、4つの光学フィルタ5のうち第3受光素子43に対応する光学フィルタ5を第3光学フィルタ53と称し、第4受光素子44に対応する光学フィルタ5を第4光学フィルタ54と称することもある。   In the following, for convenience of description, of the four light receiving elements 4, the light receiving element 4 corresponding to the third emission prism 243 is referred to as a third light receiving element 43, and the light receiving element 4 corresponding to the fourth emission prism 244 is referred to as a fourth light receiving element. It may be referred to as a light receiving element 44. Further, among the four optical filters 5, the optical filter 5 corresponding to the third light receiving element 43 is referred to as a third optical filter 53, and the optical filter 5 corresponding to the fourth light receiving element 44 is referred to as a fourth optical filter 54. is there.

実施形態3に係る液体成分検出システム1bでは、4つの赤外線光路6が形成されているので、4つの赤外線光路6のうち1つの赤外線光路6を参照波長の赤外線の光路として利用して、液体10の3つの成分の濃度を検出してもよい。この場合、実施形態1に係る液体成分検出システム1の処理回路8の代わりに設ける処理回路では、例えば、参照波長の赤外線を透過する光学フィルタ5(例えば、第4光学フィルタ54)に対応する受光素子4(第4受光素子44)の出力信号と、検出対象の成分に対応した吸収波長の赤外線を透過する光学フィルタ5(例えば、第1〜3光学フィルタ51〜53のいずれか)に対応する受光素子4(例えば、第1〜3受光素子41〜43のいずれか)の出力信号との差分又は比に基づいて各成分の濃度を検出することができる。ここにおいて、参照波長の赤外線とは、赤外線放射源3から放射される赤外線のうち、液体10に吸収されにくい波長の赤外線である。より詳細には、参照波長の赤外線とは、液体10の検出対象の成分に吸収されない或いは特定波長の赤外線と比べて吸収されにくい波長の赤外線である。これにより、実施形態3に係る液体成分検出システム1bでは、各成分の濃度をより高精度に検出することが可能となる。   In the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, since four infrared light paths 6 are formed, one of the four infrared light paths 6 is used as the light path of the infrared light of the reference wavelength, and the liquid 10 is used. The concentrations of the three components may be detected. In this case, in the processing circuit provided in place of the processing circuit 8 of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment, for example, the light reception corresponding to the optical filter 5 (for example, the fourth optical filter 54) that transmits the infrared light of the reference wavelength. The output signal of the element 4 (the fourth light receiving element 44) corresponds to the optical filter 5 (for example, any of the first to third optical filters 51 to 53) that transmits infrared light having an absorption wavelength corresponding to the component to be detected. The concentration of each component can be detected based on the difference or ratio with the output signal of the light receiving element 4 (for example, any of the first to third light receiving elements 41 to 43). Here, the infrared light of the reference wavelength is an infrared light of a wavelength that is hardly absorbed by the liquid 10 among the infrared light emitted from the infrared radiation source 3. More specifically, the infrared light having the reference wavelength is an infrared light having a wavelength that is not absorbed by the component to be detected in the liquid 10 or is hardly absorbed as compared with the infrared light having the specific wavelength. Thus, the liquid component detection system 1b according to the third embodiment can detect the concentration of each component with higher accuracy.

(実施形態4)
以下、実施形態4に係る液体成分検出システム1cについて、図5A〜5Eを参照して説明する。実施形態4に係る液体成分検出システム1cに関し、実施形態1に係る液体成分検出システム1(図1A〜2参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, the liquid component detection system 1c according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. Regarding the liquid component detection system 1c according to the fourth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment (see FIGS. 1A and 2) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態4に係る液体成分検出システム1cは、実施形態1に係る液体成分検出システム1の導光体2の代わりに導光体2cを備えている。実施形態4に係る液体成分検出システム1cでは、赤外線放射源3と導光体2cとの両方が、複数(8つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1c according to the fourth embodiment includes a light guide 2c instead of the light guide 2 of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment. In the liquid component detection system 1c according to the fourth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2c are shared for forming a plurality (eight) of infrared light paths 6.

液体成分検出システム1cでは、導光体2cが、1つの入射用プリズム23cと、複数(8つ)の出射用プリズム24cと、を備える。入射用プリズム23cは、円錐状である。液体成分検出システム1cでは、第1方向D1において赤外線放射源3の中心と入射用プリズム23cの中心とが一直線上に並んでいる。   In the liquid component detection system 1c, the light guide 2c includes one incident prism 23c and a plurality of (eight) exit prisms 24c. The incidence prism 23c has a conical shape. In the liquid component detection system 1c, the center of the infrared radiation source 3 and the center of the incident prism 23c are aligned in the first direction D1.

8つの出射用プリズム24cは、入射用プリズム23cを囲むように配置されている。8つの出射用プリズム24cは、円錐状の入射用プリズム23cの底面の径方向において互いに重ならないように配置されている。8つの出射用プリズム24cは、導光体2cの厚さ方向から見て、入射用プリズム23cを中心とする8との同心円状において中心角が略同じとなる扇形の円弧状に形成されている。導光体2cは、例えば、金型を用いて形成してもよいし、切削加工により形成してもよい。   The eight exit prisms 24c are arranged so as to surround the entrance prism 23c. The eight exit prisms 24c are arranged so as not to overlap each other in the radial direction of the bottom surface of the conical entrance prism 23c. The eight exit prisms 24c are formed in a fan-shaped arc shape in which the center angles are substantially the same in a concentric circle with the entrance prism 23c as viewed from the thickness direction of the light guide 2c. . The light guide 2c may be formed using, for example, a mold or may be formed by cutting.

入射用プリズム23cは、円錐状に限らず、円錐台状であってもよい。また、出射用プリズム24cの数は、8つに限らず、5〜7、9以上でもよい。要するに、出射用プリズム24の数は、5つ以上であればよい。   The incidence prism 23c is not limited to a conical shape, and may be a truncated conical shape. The number of the exit prisms 24c is not limited to eight, but may be 5 to 7, 9 or more. In short, the number of exit prisms 24 may be five or more.

実施形態4に係る液体成分検出システム1cは、実施形態1に係る液体成分検出システム1と比べて、液体10のより多くの成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1c according to the fourth embodiment can detect more components of the liquid 10 than the liquid component detection system 1 according to the first embodiment.

(実施形態5)
以下、実施形態5に係る液体成分検出システム1dについて、図6A〜6Dを参照して説明する。実施形態5に係る液体成分検出システム1dに関し、実施形態1に係る液体成分検出システム1(図1A〜2参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
(Embodiment 5)
Hereinafter, a liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. Regarding the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment (see FIGS. 1A to 2) are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be appropriately omitted.

実施形態5に係る液体成分検出システム1dは、実施形態1に係る液体成分検出システム1の導光体2の代わりに導光体2dを備えている。実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、赤外線放射源3と導光体2dとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment includes a light guide 2d instead of the light guide 2 of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment. In the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2d are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2dは、導光体2の入射用プリズム23及び出射用プリズム24の代わりに、入射用プリズム23d及び出射用プリズム24dを有する。   The light guide 2d has an input prism 23d and an output prism 24d instead of the input prism 23 and the output prism 24 of the light guide 2.

入射用プリズム23dは、赤外線放射源3からの赤外線が入射する複数(2つ)の入射面230dを有する。2つの入射面230dは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なる。2つの入射面230dは、隣り合っている。2つの入射面230dは、第1方向D1から見て(赤外線放射源3から見て)第2方向D2において隙間なく並んでいる。図6A及び6Cでは、2つの入射面230dのうち一方の入射面230d(231d)の第1主面21に対する角度をθ1とし、他方の入射面230d(232d)の第1主面21に対する角度をθ2としてある。ここにおいて、入射用プリズム23dは、θ1>θ2の関係を満たしている。   The incident prism 23d has a plurality of (two) incident surfaces 230d on which infrared rays from the infrared radiation source 3 are incident. The two incident surfaces 230d have different angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21). The two incident surfaces 230d are adjacent to each other. The two incident surfaces 230d are arranged without a gap in the second direction D2 when viewed from the first direction D1 (when viewed from the infrared radiation source 3). 6A and 6C, the angle of one incident surface 230d (231d) of the two incident surfaces 230d with respect to the first principal surface 21 is θ1, and the angle of the other incident surface 230d (232d) with respect to the first principal surface 21 is θ1. θ2. Here, the incident prism 23d satisfies the relationship of θ1> θ2.

出射用プリズム24dは、赤外線放射源3からの赤外線を出射する複数(2つ)の出射面240dを有する。2つの出射面240dは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なる。2つの出射面240dは、隣り合っている。2つの出射面240dは、第1方向D1から見て第2方向D2において隙間なく並んでいる。これに対して2つの受光素子4は、第2方向D2において並んでいる。複数の入射面230dと複数の出射面240dとは一対一に対応しており、対応する入射面230dと出射面240dとでは第1主面21に対する角度が同じである。このため、図6A及び6Dでは、2つの出射面240dのうち一方の出射面240d(241d)の第1主面21に対する角度をθ1とし、他方の出射面240d(242d)の第1主面21に対する角度をθ2としてある。ここにおいて、出射用プリズム24dは、θ1>θ2の関係を満たしている。   The exit prism 24d has a plurality (two) of exit surfaces 240d for emitting infrared rays from the infrared radiation source 3. The two exit surfaces 240d have different angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21). The two emission surfaces 240d are adjacent to each other. The two emission surfaces 240d are arranged without a gap in the second direction D2 when viewed from the first direction D1. On the other hand, the two light receiving elements 4 are arranged in the second direction D2. The plurality of entrance surfaces 230d and the plurality of exit surfaces 240d correspond one-to-one, and the angles of the corresponding entrance surfaces 230d and exit surfaces 240d with respect to the first main surface 21 are the same. For this reason, in FIGS. 6A and 6D, the angle of one of the two emission surfaces 240 d (241 d) with respect to the first main surface 21 is θ1, and the other of the two emission surfaces 240 d (242 d) is the first main surface 21. Is set to θ2. Here, the exit prism 24d satisfies the relationship of θ1> θ2.

実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、2つの受光素子4が、第2方向D2において並んで隣り合っている。   In the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, the two light receiving elements 4 are adjacent to each other in the second direction D2.

実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、入射用プリズム23dの入射面231dに入射する赤外線と、入射用プリズム23dの入射面232dに入射する赤外線と、で導光体2dと液体10との界面での全反射が起こる周期が異なる。これにより、実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、第1赤外線光路61の光路長と第2赤外線光路62の光路長とを異ならせることができる。   In the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, the two infrared light paths 6 include a first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41, A second infrared light path 62 formed between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 42. In the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, the infrared light incident on the incident surface 231d of the incident prism 23d and the infrared light incident on the incident surface 232d of the incident prism 23d cause the light guide 2d and the liquid 10 to intersect each other. The period at which total reflection occurs at the interface is different. Thereby, in the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, the optical path length of the first infrared optical path 61 and the optical path length of the second infrared optical path 62 can be made different.

実施形態5に係る液体成分検出システム1dは、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1dは、導光体2dと、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2dは、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2dは、第1主面21に形成されている入射用プリズム23d及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24dを有する。導光体2dは、入射用プリズム23dに入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24dから出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23dに向けて赤外線を放射する。複数の受光素子4は、出射用プリズム24dから出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1dは、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23dと出射用プリズム24dとを通る。赤外線放射源3と導光体2dとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1d includes a light guide 2d, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 d has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2 d has an incident prism 23 d formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 d formed on the first main surface 21. The light guide 2d converts the infrared light incident on the incident prism 23d into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is alternately and repeatedly guided to be emitted from the emission prism 24d. The infrared radiation source 3 radiates infrared rays toward the incident prism 23d. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24d. In the liquid component detection system 1d, a plurality of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the entrance prism 23d and the exit prism 24d, respectively. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2d are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Accordingly, the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

また、実施形態5に係る液体成分検出システム1dでは、1つの入射用プリズム23dと1つの出射用プリズム24dとを利用して液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   Further, in the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment, it is possible to detect a plurality of components of the liquid 10 using one incident prism 23d and one exit prism 24d.

(実施形態6)
以下、実施形態6に係る液体成分検出システム1eについて、図7A〜7Cを参照して説明する。実施形態6に係る液体成分検出システム1eに関し、実施形態5に係る液体成分検出システム1d(図6A〜6D参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
Hereinafter, a liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. Regarding the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment (see FIGS. 6A to 6D) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態6に係る液体成分検出システム1eは、実施形態5に係る液体成分検出システム1dの導光体2dの代わりに導光体2eを備えている。実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、赤外線放射源3と導光体2eとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment includes a light guide 2e instead of the light guide 2d of the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment. In the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2e are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2eは、導光体2dの入射用プリズム23及び出射用プリズム24の代わりに、入射用プリズム23e及び出射用プリズム24eを有する。導光体2dの入射用プリズム23及び出射用プリズム24が第1主面21から突出している凸部であるのに対し、導光体2eの入射用プリズム23e及び出射用プリズム24eは、第1主面21から凹んでいる凹部(溝)である。   The light guide 2e has an entrance prism 23e and an exit prism 24e instead of the entrance prism 23 and the exit prism 24 of the light guide 2d. The input prism 23 and the output prism 24 of the light guide 2d are convex portions protruding from the first main surface 21, whereas the input prism 23e and the output prism 24e of the light guide 2e are the first prism. The recess (groove) is recessed from the main surface 21.

入射用プリズム23eは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線が入射する複数(2つ)の入射面230eを有する。図7A及び7Bでは、2つの入射面230eのうち一方の入射面230e(231e)の第1主面21に対する角度をθ1eとし、他方の入射面230e(232e)の第1主面21に対する角度をθ2eとしてある。ここにおいて、入射用プリズム23eは、θ1e≠θ2eの関係を満たしている。また、入射用プリズム23eでは、θ1e<θ2eとなっている。   The incident prism 23e has a plurality of (two) incident surfaces 230e at which angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21) are different from each other and on which infrared rays from the infrared radiation source 3 are incident. . 7A and 7B, the angle of one of the two incident surfaces 230e (231e) with respect to the first principal surface 21 is θ1e, and the angle of the other incident surface 230e (232e) with respect to the first principal surface 21 is two. θ2e. Here, the incident prism 23e satisfies the relationship of θ1e ≠ θ2e. In the incident prism 23e, θ1e <θ2e.

出射用プリズム24eは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線を出射する複数(2つ)の出射面240eを有する。複数の入射面230eと複数の出射面240eとは一対一に対応しており、対応する入射面230eと出射面240eとでは第1主面21に対する角度が同じである。このため、図7A及び7Cでは、2つの出射面240eのうち一方の出射面240e(241e)の第1主面21に対する角度をθ1eとし、他方の出射面240e(242e)の第1主面21に対する角度をθ2eとしてある。ここにおいて、出射用プリズム24eは、θ1e≠θ2eの関係を満たしている。また、出射用プリズム24eでは、θ1e<θ2eとなっている。   The emission prism 24e has a plurality of (two) emission surfaces 240e that differ in angle with respect to the first main surface 21 (angle with respect to a plane parallel to the first main surface 21) and emit infrared light from the infrared radiation source 3. . The plurality of entrance surfaces 230e and the plurality of exit surfaces 240e correspond one-to-one, and the angles of the corresponding entrance surfaces 230e and exit surfaces 240e with respect to the first main surface 21 are the same. For this reason, in FIGS. 7A and 7C, the angle of one of the emission surfaces 240e (241e) of the two emission surfaces 240e with respect to the first main surface 21 is θ1e, and the other of the other emission surfaces 240e (242e) is the first main surface 21. Θ2e. Here, the exit prism 24e satisfies the relationship of θ1e ≠ θ2e. In the emission prism 24e, θ1e <θ2e.

実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、2つの受光素子4が、第2方向D2において並んで隣り合っている。   In the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, the two light receiving elements 4 are adjacent to each other in the second direction D2.

実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、入射用プリズム23eの入射面231eに入射する赤外線と、入射用プリズム23eの入射面232eに入射する赤外線と、で導光体2eと液体10との界面での全反射が起こる周期が異なる。これにより、実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、第1赤外線光路61の光路長と第2赤外線光路62の光路長とを異ならせることができる。   In the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, the two infrared light paths 6 include a first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41, a first infrared light path 3 A second infrared light path 62 formed between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 42. In the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, the infrared light incident on the incident surface 231e of the incident prism 23e and the infrared light incident on the incident surface 232e of the incident prism 23e cause the light guide 2e and the liquid 10 to communicate with each other. The period at which total reflection occurs at the interface is different. Accordingly, in the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, the optical path length of the first infrared optical path 61 and the optical path length of the second infrared optical path 62 can be made different.

実施形態6に係る液体成分検出システム1eは、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1eは、導光体2eと、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2eは、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2eは、第1主面21に形成されている入射用プリズム23e及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24eを有する。導光体2eは、入射用プリズム23eに入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24eから出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23eに向けて赤外線を放射する。複数の受光素子4は、出射用プリズム24eから出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1eは、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23eと出射用プリズム24eとを通る。赤外線放射源3と導光体2eとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1e includes a light guide 2e, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 e has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2 e has an incidence prism 23 e formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 e formed on the first main surface 21. The light guide 2e converts the infrared light incident on the incident prism 23e into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is alternately and repeatedly guided to be emitted from the emission prism 24e. The infrared radiation source 3 radiates infrared rays toward the incident prism 23e. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24e. In the liquid component detection system 1e, a plurality of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism 23e and the emission prism 24e, respectively. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2 e are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

また、実施形態6に係る液体成分検出システム1eでは、1つの入射用プリズム23eと1つの出射用プリズム24eとを利用して液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment, it is possible to detect a plurality of components of the liquid 10 using one incident prism 23e and one exit prism 24e.

(実施形態7)
以下、実施形態7に係る液体成分検出システム1fについて、図8A及び8Bを参照して説明する。実施形態7に係る液体成分検出システム1fに関し、実施形態6に係る液体成分検出システム1e(図7A〜7C参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 7)
Hereinafter, a liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. Regarding the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment (see FIGS. 7A to 7C) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態7に係る液体成分検出システム1fは、実施形態6に係る液体成分検出システム1eの導光体2eの代わりに導光体2fを備えている。実施形態7に係る液体成分検出システム1fでは、赤外線放射源3と導光体2fとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment includes a light guide 2f instead of the light guide 2e of the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment. In the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2f are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2fは、導光体2eの入射用プリズム23e及び出射用プリズム24eの代わりに、入射用プリズム23f及び出射用プリズム24fを有する。   The light guide 2f has an incident prism 23f and an output prism 24f instead of the incident prism 23e and the output prism 24e of the light guide 2e.

入射用プリズム23fは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線が入射する複数(2つ)の入射面230fを有する。図8A及び8Bでは、2つの入射面230fのうち一方の入射面230f(231f)の第1主面21に対する角度をθ1fとし、他方の入射面230f(232f)の第1主面21に対する角度をθ2fとしてある。ここにおいて、入射用プリズム23fは、θ1f≠θ2fの関係を満たしている。また、入射用プリズム23fでは、θ1f>θ2fとなっている。   The incident prism 23f has a plurality of (two) incident surfaces 230f at which angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21) are different from each other, and into which infrared rays from the infrared radiation source 3 are incident. . 8A and 8B, the angle of one of the two incident surfaces 230f (231f) with respect to the first principal surface 21 is θ1f, and the angle of the other incident surface 230f (232f) with respect to the first principal surface 21 is two. θ2f. Here, the incident prism 23f satisfies the relationship of θ1f ≠ θ2f. In the incident prism 23f, θ1f> θ2f.

出射用プリズム24fは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線を出射する複数(2つ)の出射面240fを有する。複数の入射面230fと複数の出射面240fとは一対一に対応しており、対応する入射面230fと出射面240fとでは第1主面21に対する角度が同じである。このため、図8A及び8Cでは、2つの出射面240fのうち一方の出射面240f(241f)の第1主面21に対する角度をθ1fとし、他方の出射面240f(242f)の第1主面21に対する角度をθ2fとしてある。ここにおいて、出射用プリズム24fは、θ1f≠θ2fの関係を満たしている。また、出射用プリズム24fでは、θ1f>θ2fとなっている。   The exit prism 24f has a plurality of (two) exit surfaces 240f that differ from each other in angle with respect to the first main surface 21 (angle with respect to a plane parallel to the first main surface 21) and emit infrared rays from the infrared radiation source 3. . The plurality of entrance surfaces 230f and the plurality of exit surfaces 240f correspond one-to-one, and the angles of the corresponding entrance surfaces 230f and exit surfaces 240f with respect to the first main surface 21 are the same. For this reason, in FIGS. 8A and 8C, the angle of one of the outgoing surfaces 240f (241f) with respect to the first main surface 21 of the two outgoing surfaces 240f is θ1f, and the first main surface 21 of the other outgoing surface 240f (242f) is set. Is set to θ2f. Here, the exit prism 24f satisfies the relationship of θ1f ≠ θ2f. In the emission prism 24f, θ1f> θ2f.

実施形態7に係る液体成分検出システム1fでは、2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。実施形態7に係る液体成分検出システム1fでは、入射用プリズム23fの入射面231fに入射する赤外線と、入射用プリズム23fの入射面232fに入射する赤外線と、で導光体2fと液体10との界面での全反射が起こる周期が異なる。これにより、実施形態7に係る液体成分検出システム1fでは、第1赤外線光路61の光路長と第2赤外線光路62の光路長とを異ならせることができる。   In the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, the two infrared light paths 6 include a first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41; A second infrared light path 62 formed between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 42. In the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, the infrared light incident on the incident surface 231f of the incident prism 23f and the infrared light incident on the incident surface 232f of the incident prism 23f cause the light guide 2f and the liquid 10 to communicate with each other. The period at which total reflection occurs at the interface is different. Thereby, in the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, the optical path length of the first infrared optical path 61 and the optical path length of the second infrared optical path 62 can be made different.

実施形態7に係る液体成分検出システム1fは、実施形態6に係る液体成分検出システム1eと同様、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23fと出射用プリズム24fとを通る。赤外線放射源3と導光体2fとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態7に係る液体成分検出システム1fでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment, a plurality of infrared light paths 6 are formed as in the liquid component detection system 1e according to the sixth embodiment. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the entrance prism 23f and the exit prism 24f, respectively. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2 f are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, the liquid component detection system 1f according to the seventh embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

(実施形態8)
以下、実施形態8に係る液体成分検出システム1gについて、図9A〜9Dを参照して説明する。実施形態8に係る液体成分検出システム1gに関し、実施形態5に係る液体成分検出システム1d(図6A〜6D参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 8)
Hereinafter, a liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9D. Regarding the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment (see FIGS. 6A to 6D) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態8に係る液体成分検出システム1gは、実施形態5に係る液体成分検出システム1dの導光体2dの代わりに導光体2gを備えている。実施形態8に係る液体成分検出システム1gでは、赤外線放射源3と導光体2gとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment includes a light guide 2g instead of the light guide 2d of the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment. In the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2g are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2gは、導光体2dの入射用プリズム23d及び出射用プリズム24dの代わりに、入射用プリズム23g及び出射用プリズム24gを有する。   The light guide 2g has an incident prism 23g and an output prism 24g instead of the incident prism 23d and the output prism 24d of the light guide 2d.

入射用プリズム23gは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線が入射する複数(2つ)の入射面230gを有する。図9A〜9Dでは、2つの入射面230gのうち一方の入射面230g(231g)の第1主面21に対する角度をθ3とし、他方の入射面230g(232g)の第1主面21に対する角度をθ4としてある。ここにおいて、入射用プリズム23gは、θ3>θ4の関係を満たしている。   The incident prism 23g has a plurality of (two) incident surfaces 230g at which angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21) are different from each other and on which infrared rays from the infrared radiation source 3 are incident. . 9A to 9D, an angle of one of the two incident surfaces 230g (231g) with respect to the first main surface 21 is θ3, and an angle of the other incident surface 230g (232g) with respect to the first main surface 21 is two. θ4. Here, the incident prism 23g satisfies the relationship of θ3> θ4.

出射用プリズム24gは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線を出射する複数(2つ)の出射面240gを有する。複数の入射面230gと複数の出射面240gとは一対一に対応しており、対応する入射面230gと出射面240gとでは第1主面21に対する角度が同じである。このため、図9A〜9Dでは、2つの出射面240gのうち一方の出射面240g(241g)の第1主面21に対する角度をθ3とし、他方の出射面240g(242g)の第1主面21に対する角度をθ4としてある。ここにおいて、出射用プリズム24gは、θ3>θ4の関係を満たしている。   The exit prism 24g has a plurality of (two) exit surfaces 240g that differ from each other in angle with respect to the first main surface 21 (angle with respect to a plane parallel to the first main surface 21) and emit infrared rays from the infrared radiation source 3. . The plurality of entrance surfaces 230g and the plurality of exit surfaces 240g correspond one-to-one, and the angles of the corresponding entrance surfaces 230g and exit surfaces 240g with respect to the first main surface 21 are the same. For this reason, in FIGS. 9A to 9D, the angle of one emission surface 240 g (241 g) of the two emission surfaces 240 g with respect to the first main surface 21 is set to θ3, and the other emission surface 240 g (242 g) is set to the first main surface 21. Is defined as θ4. Here, the exit prism 24g satisfies the relationship of θ3> θ4.

液体成分検出システム1gでは、2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。実施形態8に係る液体成分検出システム1gでは、入射用プリズム23gの入射面231gに入射する赤外線と、入射用プリズム23gの入射面232gに入射する赤外線と、で導光体2gと液体10との界面での全反射が起こる周期が異なる。これにより、実施形態8に係る液体成分検出システム1gでは、第1赤外線光路61の光路長と第2赤外線光路62の光路長とを異ならせることができる。   In the liquid component detection system 1g, the two infrared light paths 6 include a first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41, and the infrared radiation source 3 and the second light receiving element 42. And a second infrared light path 62 formed between them. In the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment, the infrared light incident on the incident surface 231g of the incident prism 23g and the infrared light incident on the incident surface 232g of the incident prism 23g cause the light guide 2g and the liquid 10 to be in contact with each other. The period at which total reflection occurs at the interface is different. Thereby, in the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment, the optical path length of the first infrared optical path 61 and the optical path length of the second infrared optical path 62 can be made different.

実施形態8に係る液体成分検出システム1gは、実施形態5に係る液体成分検出システム1dと同様、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23gと出射用プリズム24gとを通る。赤外線放射源3と導光体2gとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態8に係る液体成分検出システム1gでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment has a plurality of infrared light paths 6 similarly to the liquid component detection system 1d according to the fifth embodiment. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the input prism 23g and the output prism 24g, respectively. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2g are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

(実施形態9)
以下、実施形態9に係る液体成分検出システム1hについて、図10A〜10Cを参照して説明する。実施形態9に係る液体成分検出システム1hに関し、実施形態8に係る液体成分検出システム1g(図9A〜9D参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 9)
Hereinafter, a liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. Regarding the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment (see FIGS. 9A to 9D) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態9に係る液体成分検出システム1hは、実施形態8に係る液体成分検出システム1gの導光体2gの代わりに導光体2hを備えている。実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、赤外線放射源3と導光体2hとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   The liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment includes a light guide 2h instead of the light guide 2g of the liquid component detection system 1g according to the eighth embodiment. In the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2h are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2hは、導光体2gの入射用プリズム23g及び出射用プリズム24gの代わりに、入射用プリズム23h及び出射用プリズム24hを有する。導光体2gの入射用プリズム23g及び出射用プリズム24gが第1主面21から突出している凸部であるのに対し、導光体2hの入射用プリズム23h及び出射用プリズム24hは、第1主面21から凹んでいる。   The light guide 2h has an input prism 23h and an output prism 24h instead of the input prism 23g and the output prism 24g of the light guide 2g. The entrance prism 23g and the exit prism 24g of the light guide 2g are convex portions protruding from the first main surface 21, whereas the entrance prism 23h and the exit prism 24h of the light guide 2h are the first prism. It is recessed from the main surface 21.

入射用プリズム23hは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線が入射する複数(2つ)の入射面230hを有する。図10Bでは、2つの入射面230hのうち一方の入射面230h(231h)の第1主面21に対する角度をθ3hとし、他方の入射面230h(232h)の第1主面21に対する角度をθ4hとしてある。ここにおいて、入射用プリズム23hは、θ3h≠θ4hの関係を満たしている。また、入射用プリズム23hでは、θ3h<θ4hとなっている。   The incident prism 23h has a plurality of (two) incident surfaces 230h at which angles with respect to the first main surface 21 (angles with respect to a plane parallel to the first main surface 21) are different from each other, and into which infrared rays from the infrared radiation source 3 are incident. . In FIG. 10B, the angle of one of the two incident surfaces 230h (231h) with respect to the first principal surface 21 is θ3h, and the angle of the other incident surface 230h (232h) with respect to the first principal surface 21 is θ4h. is there. Here, the incident prism 23h satisfies the relationship of θ3h ≠ θ4h. In the incident prism 23h, θ3h <θ4h.

出射用プリズム24hは、第1主面21に対する角度(第1主面21に平行な平面に対する角度)が互いに異なり赤外線放射源3からの赤外線を出射する複数(2つ)の出射面240hを有する。複数の入射面230hと複数の出射面240hとは一対一に対応しており、対応する入射面230hと出射面240hとでは第1主面21に対する角度が同じである。このため、図10Cでは、2つの出射面240hのうち一方の出射面240h(241h)の第1主面21に対する角度をθ3hとし、他方の出射面240h(242h)の第1主面21に対する角度をθ4hとしてある。ここにおいて、出射用プリズム24hは、θ3h≠θ4hの関係を満たしている。また、出射用プリズム24hでは、θ3h<θ4hとなっている。   The exit prism 24h has a plurality of (two) exit surfaces 240h that differ in angle with respect to the first main surface 21 (angle with respect to a plane parallel to the first main surface 21) and emit infrared rays from the infrared radiation source 3. . The plurality of entrance surfaces 230h and the plurality of exit surfaces 240h correspond one-to-one, and the angles of the corresponding entrance surfaces 230h and exit surfaces 240h with respect to the first main surface 21 are the same. For this reason, in FIG. 10C, the angle of one of the emission surfaces 240h (241h) of the two emission surfaces 240h with respect to the first main surface 21 is set to θ3h, and the angle of the other emission surface 240h (242h) with respect to the first main surface 21 is set. Is set to θ4h. Here, the exit prism 24h satisfies the relationship of θ3h ≠ θ4h. In the emission prism 24h, θ3h <θ4h.

実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、2つの受光素子4が、第2方向D2において並んで隣り合っている。   In the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, the two light receiving elements 4 are adjacent to each other in the second direction D2.

実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、2つの赤外線光路6は、赤外線放射源3と第1受光素子41との間に形成されている第1赤外線光路61と、赤外線放射源3と第2受光素子42との間に形成されている第2赤外線光路62と、を含む。実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、入射用プリズム23hの入射面231hに入射する赤外線と、入射用プリズム23hの入射面232hに入射する赤外線と、で導光体2hと液体10との界面での全反射が起こる周期が異なる。これにより、実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、第1赤外線光路61の光路長と第2赤外線光路62の光路長とを異ならせることができる。   In the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, the two infrared light paths 6 include the first infrared light path 61 formed between the infrared radiation source 3 and the first light receiving element 41, and the infrared radiation source 3 and the second infrared light path. A second infrared light path 62 formed between the first light receiving element 42 and the second light receiving element 42. In the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, the infrared light incident on the incident surface 231h of the incident prism 23h and the infrared light incident on the incident surface 232h of the incident prism 23h cause the light guide 2h and the liquid 10 to communicate with each other. The period at which total reflection occurs at the interface is different. Thus, in the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, the optical path length of the first infrared optical path 61 and the optical path length of the second infrared optical path 62 can be made different.

実施形態9に係る液体成分検出システム1hは、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1hは、導光体2hと、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2hは、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2hは、第1主面21に形成されている入射用プリズム23h及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24hを有する。導光体2hは、入射用プリズム23hに入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24hから出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23hに向けて赤外線を放射する。複数の受光素子4は、出射用プリズム24hから出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1hは、複数の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23hと出射用プリズム24hとを通る。赤外線放射源3と導光体2hとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1h includes a light guide 2h, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 h has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2h includes an incident prism 23h formed on the first main surface 21 and an emission prism 24h formed on the first main surface 21. The light guide 2h converts the infrared light incident on the incident prism 23h into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is alternately and repeatedly guided to be emitted from the emission prism 24h. The infrared radiation source 3 radiates infrared light toward the incident prism 23h. The plurality of light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24h. In the liquid component detection system 1h, a plurality of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the input prism 23h and the output prism 24h. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2h are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, in the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, it is possible to detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

また、実施形態9に係る液体成分検出システム1hでは、1つの入射用プリズム23hと1つの出射用プリズム24hとを利用して液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   Further, in the liquid component detection system 1h according to the ninth embodiment, it is possible to detect a plurality of components of the liquid 10 using one incident prism 23h and one output prism 24h.

(実施形態10)
以下、実施形態10に係る液体成分検出システム1iについて、図11A〜11Cを参照して説明する。実施形態10に係る液体成分検出システム1iに関し、実施形態1に係る液体成分検出システム1(図1A〜2参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 10)
Hereinafter, a liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 11A to 11C. Regarding the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment (see FIGS. 1A and 2) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態10に係る液体成分検出システム1iは、実施形態1に係る液体成分検出システム1の導光体2の代わりに導光体2iを備えている。実施形態10に係る液体成分検出システム1iでは、赤外線放射源3と導光体2iとの両方が、複数(2つ)の赤外線光路6の形成に共用されている。   A liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment includes a light guide 2i instead of the light guide 2 of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment. In the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment, both the infrared radiation source 3 and the light guide 2i are shared for forming a plurality (two) of infrared light paths 6.

導光体2iは、導光体2の2つの出射用プリズム24の代わりに、1つの出射用プリズム24を有する。   The light guide 2 i has one emission prism 24 instead of the two emission prisms 24 of the light guide 2.

実施形態10に係る液体成分検出システム1iでは、複数(2つ)の受光素子4が第3方向D3に並んでいる。導光体2iは、1つの出射用プリズム24から2つの受光素子4へ向けて赤外線を出射できるように、第3方向D3における出射用プリズム24の長さを決めてある。実施形態10に係る液体成分検出システム1iでは、第3方向D3において出射用プリズム24の長さを入射用プリズム23の長さと同じとしてあるが、異なっていてもよい。   In the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment, a plurality (two) of the light receiving elements 4 are arranged in the third direction D3. The length of the emission prism 24 in the third direction D3 is determined so that the light guide 2i can emit infrared light from one emission prism 24 toward the two light receiving elements 4. In the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment, the length of the exit prism 24 in the third direction D3 is the same as the length of the entrance prism 23, but may be different.

実施形態10に係る液体成分検出システム1iは、反射膜15を更に備える。反射膜15は、導光体2iの第2主面22の一部を覆っている。反射膜15は、導光体2iの厚さ方向から見て入射用プリズム23と出射用プリズム24との間に位置している。第2方向D2における反射膜15の長さは、第2方向D2における入射用プリズム23と出射用プリズム24との距離よりも短い。反射膜15は、2つの赤外線光路6のうち1つの赤外線光路6(第2赤外線光路62)を導光される赤外線を反射する。これにより、導光体2iと液体10との界面での全反射の回数を減らすことができるから、エバネッセント波が液体10の成分に吸収される回数を減らすことができる。図11Bに示す赤外線光路6(第1赤外線光路61)と図11Cに示す赤外線光路6(第2赤外線光路62)とでは、導光体2iと液体10との界面での赤外線の全反射の回数が異なる。反射膜15の材料は、例えば、金、アルミニウム、アルミニウム合金等である。反射膜15は、液体10の検出対象の成分に固有の特定波長の赤外線に対する反射膜15の吸収率は、検出対象の成分での特定波長の赤外線(エバネッセント波)の吸収率よりも小さい。反射膜15の上記吸収率は、略ゼロであり、理想的にはゼロである。   The liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment further includes a reflection film 15. The reflection film 15 covers a part of the second main surface 22 of the light guide 2i. The reflection film 15 is located between the entrance prism 23 and the exit prism 24 when viewed from the thickness direction of the light guide 2i. The length of the reflection film 15 in the second direction D2 is shorter than the distance between the entrance prism 23 and the exit prism 24 in the second direction D2. The reflection film 15 reflects infrared light guided through one infrared light path 6 (second infrared light path 62) of the two infrared light paths 6. Accordingly, the number of times of total reflection at the interface between the light guide 2i and the liquid 10 can be reduced, so that the number of times that evanescent waves are absorbed by components of the liquid 10 can be reduced. In the infrared light path 6 (first infrared light path 61) shown in FIG. 11B and the infrared light path 6 (second infrared light path 62) shown in FIG. 11C, the number of total reflections of infrared light at the interface between the light guide 2i and the liquid 10 is performed. Are different. The material of the reflection film 15 is, for example, gold, aluminum, an aluminum alloy, or the like. The reflective film 15 has an absorptivity of the reflective film 15 for infrared light of a specific wavelength specific to the component of the liquid 10 to be detected, which is smaller than an absorptivity of infrared light (evanescent wave) of the specific wavelength for the component to be detected. The absorptance of the reflective film 15 is substantially zero, and ideally is zero.

実施形態10に係る液体成分検出システム1iは、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1iは、導光体2iと、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2iは、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2iは、第1主面21に形成されている入射用プリズム23及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24を有する。導光体2iは、入射用プリズム23に入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24から出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23に向けて赤外線を放射する。複数(2つ)の受光素子4は、出射用プリズム24から出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1hは、複数(2つ)の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23と出射用プリズム24とを通る。赤外線放射源3と導光体2iとの両方が、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態10に係る液体成分検出システム1iでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1i includes a light guide 2i, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 i has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2 i has an incidence prism 23 formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 formed on the first main surface 21. The light guide 2i converts the infrared light incident on the incident prism 23 into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is guided alternately and repeatedly, and is emitted from the emission prism 24. The infrared radiation source 3 emits infrared light toward the incident prism 23. The plurality of (two) light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24. In the liquid component detection system 1h, a plurality (two) of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism 23 and the emission prism 24, respectively. Both the infrared radiation source 3 and the light guide 2i are shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, in the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment, it is possible to detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

また、実施形態10に係る液体成分検出システム1iは、反射膜15を備えているので、入射用プリズム23及び出射用プリズム24を1つずつとしても液体10の複数の成分を精度良く検出することができる。   Further, since the liquid component detection system 1i according to the tenth embodiment includes the reflection film 15, it is possible to accurately detect a plurality of components of the liquid 10 even if the input prism 23 and the output prism 24 are each one. Can be.

反射膜15は、複数の赤外線光路6のうち少なくとも1つの赤外線光路6を導光される赤外線を反射するように配置されていればよい。   The reflective film 15 only needs to be disposed so as to reflect infrared light guided through at least one infrared light path 6 among the plurality of infrared light paths 6.

(実施形態11)
以下、実施形態11に係る液体成分検出システム1jについて、図12A及び12Bを参照して説明する。実施形態11に係る液体成分検出システム1jに関し、実施形態1に係る液体成分検出システム1(図1A〜2参照)と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 11)
Hereinafter, a liquid component detection system 1j according to Embodiment 11 will be described with reference to FIGS. 12A and 12B. Regarding the liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment, the same components as those of the liquid component detection system 1 according to the first embodiment (see FIGS. 1A and 2) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

実施形態11に係る液体成分検出システム1jでは、導光体2jが、複数(2つ)の赤外線光路6に共用されている。液体成分検出システム1jは、赤外線放射源3を複数(2つ)備える。以下では、説明の便宜上、2つの赤外線放射源3の一方を第1赤外線放射源31と称し、他方を第2赤外線放射源32と称することもある。なお、図12Aと図12Bとは同じ断面であり、図12Aでは、2つの赤外線光路6のうち一方の赤外線光路6(第1赤外線光路61)を破線で図示し、図12Bでは、他方の赤外線光路6(第2赤外線光路62)を破線で図示してある。   In the liquid component detection system 1j according to Embodiment 11, the light guide 2j is shared by a plurality (two) of infrared light paths 6. The liquid component detection system 1j includes a plurality (two) of infrared radiation sources 3. Hereinafter, one of the two infrared radiation sources 3 may be referred to as a first infrared radiation source 31 and the other may be referred to as a second infrared radiation source 32 for convenience of description. 12A and 12B are the same cross section. In FIG. 12A, one infrared light path 6 (first infrared light path 61) of the two infrared light paths 6 is shown by a broken line, and in FIG. The optical path 6 (second infrared optical path 62) is shown by a broken line.

実施形態11に係る液体成分検出システム1jでは、2つの赤外線放射源3の各々から入射用プリズム23に入射する赤外線の入射角が互いに異なる。ここにおいて、2つの赤外線放射源3は、図12Aに示すように第1赤外線放射源31から入射用プリズム23の入射面230に入射する赤外線の入射角と、図12Bに示すように第2赤外線放射源32から入射用プリズム23の入射面230に入射する赤外線の入射角と、が異なるように配置されている。第1赤外線放射源31の光軸は、第2赤外線放射源32の光軸に対して傾いている。第2赤外線放射源32の光軸は、第1方向D1に平行な方向である。   In the liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment, the incident angles of the infrared rays entering the incidence prism 23 from each of the two infrared radiation sources 3 are different from each other. Here, the two infrared radiation sources 3 are, as shown in FIG. 12A, an incident angle of the infrared ray incident on the incident surface 230 of the incident prism 23 from the first infrared radiation source 31 and a second infrared ray as shown in FIG. The incident angle of the infrared light incident on the incident surface 230 of the incident prism 23 from the radiation source 32 is different from the incident angle. The optical axis of the first infrared radiation source 31 is inclined with respect to the optical axis of the second infrared radiation source 32. The optical axis of the second infrared radiation source 32 is a direction parallel to the first direction D1.

また、実施形態11に係る液体成分検出システム1jでは、出射用プリズム24から複数の受光素子4の各々へ出射される赤外線の出射角が互いに異なる。ここにおいて、2つの受光素子4は、図12Aに示すように第1赤外線放射源31から入射用プリズム23の入射面230に入射して出射用プリズム24の出射面240から出射する赤外線の出射角と、図12Bに示すように第2赤外線放射源32から入射用プリズム23の入射面230に入射して出射用プリズム24の出射面240から出射する赤外線の出射角と、が異なる。2つの受光素子4のうち第1受光素子41は、第1赤外線放射源31からの赤外線を受光できるように配置され、第2受光素子42は、第2赤外線放射源32からの赤外線を受光できるように配置されている。第1受光素子41の光軸は、第2受光素子42の光軸に対して傾いている。第2受光素子42の光軸は、第1方向D1に平行な方向である。   In the liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment, the emission angles of the infrared light emitted from the emission prism 24 to each of the plurality of light receiving elements 4 are different from each other. Here, as shown in FIG. 12A, the two light receiving elements 4 emit the infrared light from the first infrared radiation source 31 to the incident surface 230 of the incident prism 23 and exit from the exit surface 240 of the exit prism 24. As shown in FIG. 12B, the emission angle of the infrared light that enters the incident surface 230 of the incident prism 23 from the second infrared radiation source 32 and exits from the exit surface 240 of the exit prism 24 is different. The first light receiving element 41 of the two light receiving elements 4 is arranged to receive infrared light from the first infrared radiation source 31, and the second light receiving element 42 can receive infrared light from the second infrared radiation source 32. Are arranged as follows. The optical axis of the first light receiving element 41 is inclined with respect to the optical axis of the second light receiving element 42. The optical axis of the second light receiving element 42 is a direction parallel to the first direction D1.

実施形態11に係る液体成分検出システム1jは、液体10の成分を検出する。液体成分検出システム1jは、導光体2jと、赤外線放射源3と、複数の受光素子4と、を備える。導光体2jは、媒質9に接する第1主面21及び液体10に接する第2主面22を有する。導光体2jは、第1主面21に形成されている入射用プリズム23及び第1主面21に形成されている出射用プリズム24を有する。導光体2jは、入射用プリズム23に入射した赤外線を、第2主面22と液体10との界面での全反射と、第1主面21と媒質9との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム24から出射する。赤外線放射源3は、入射用プリズム23に向けて赤外線を放射する。複数(2つ)の受光素子4は、出射用プリズム24から出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム1jは、複数(2つ)の赤外線光路6が形成されている。複数の赤外線光路6は、複数の受光素子4に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム23と出射用プリズム24とを通る。導光体2jが、複数の赤外線光路6の形成に共用されている。これにより、実施形態11に係る液体成分検出システム1jでは、小型化を図りつつ液体10の複数の成分を検出することが可能となる。   The liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment detects a component of the liquid 10. The liquid component detection system 1j includes a light guide 2j, an infrared radiation source 3, and a plurality of light receiving elements 4. The light guide 2 j has a first main surface 21 in contact with the medium 9 and a second main surface 22 in contact with the liquid 10. The light guide 2j has an incidence prism 23 formed on the first main surface 21 and an emission prism 24 formed on the first main surface 21. The light guide 2j converts the infrared light incident on the incident prism 23 into total reflection at the interface between the second main surface 22 and the liquid 10 and total reflection at the interface between the first main surface 21 and the medium 9. The light is guided alternately and repeatedly, and is emitted from the emission prism 24. The infrared radiation source 3 emits infrared light toward the incident prism 23. The plurality of (two) light receiving elements 4 receive the infrared light emitted from the emission prism 24. In the liquid component detection system 1j, a plurality (two) of infrared light paths 6 are formed. The plurality of infrared light paths 6 correspond to the plurality of light receiving elements 4 on a one-to-one basis, and pass through the incidence prism 23 and the emission prism 24, respectively. The light guide 2j is shared for forming a plurality of infrared light paths 6. Thus, the liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment can detect a plurality of components of the liquid 10 while reducing the size.

実施形態11に係る液体成分検出システム1jでは、複数の赤外線放射源3の各々は、熱放射により赤外線を放射する赤外線放射素子を含んでいるが、これに限らず、赤外線放射素子の代わりに、赤外発光ダイオードを含んでいてもよい。この場合、例えば、複数の赤外線放射源3が、互いに発光ピーク波長の異なる赤外発光ダイオードを含んでいればよい。   In the liquid component detection system 1j according to the eleventh embodiment, each of the plurality of infrared radiation sources 3 includes an infrared radiation element that emits infrared light by thermal radiation. However, the present invention is not limited to this. Instead of the infrared radiation element, An infrared light emitting diode may be included. In this case, for example, the plurality of infrared radiation sources 3 only need to include infrared light emitting diodes whose emission peak wavelengths are different from each other.

(変形例)
上記の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(Modification)
The above embodiments are merely one of various embodiments of the present invention. The above embodiment can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

例えば、液体10は、ガソリンに限らず、例えば、水、清涼飲料水等であってもよい。   For example, the liquid 10 is not limited to gasoline, but may be, for example, water, soft drink, or the like.

また、実施形態3に係る液体成分検出システム1bの処理回路の代わりに、図13に示す構成の処理回路(成分検出回路)8kを採用してもよい。   Further, instead of the processing circuit of the liquid component detection system 1b according to the third embodiment, a processing circuit (component detection circuit) 8k having a configuration shown in FIG. 13 may be employed.

処理回路8kは、信号処理部81と、制御部82と、マルチプレクサ83と、駆動回路84と、を備える。   The processing circuit 8k includes a signal processing unit 81, a control unit 82, a multiplexer 83, and a drive circuit 84.

信号処理部81は、第1電流電圧変換回路811(第1I/V変換回路811ともいう)と、第2電流電圧変換回路812(第2I/V変換回路812ともいう)と、第1増幅回路813と、第2増幅回路814と、減算器815と、を有する。また、信号処理部81は、ローパスフィルタ816と、A/D変換回路817と、演算部818と、を更に有する。また、処理回路8kでは、信号処理部81に温度センサ85が接続されているが、温度センサ85は必須の構成要素ではない。温度センサ85は、例えば、液体10の温度を測定し、測定温度に応じたアナログの出力信号を出力する。   The signal processing unit 81 includes a first current-voltage conversion circuit 811 (also referred to as a first I / V conversion circuit 811), a second current-voltage conversion circuit 812 (also referred to as a second I / V conversion circuit 812), and a first amplification circuit. 813, a second amplifier circuit 814, and a subtractor 815. In addition, the signal processing unit 81 further includes a low-pass filter 816, an A / D conversion circuit 817, and a calculation unit 818. In the processing circuit 8k, the temperature sensor 85 is connected to the signal processing unit 81, but the temperature sensor 85 is not an essential component. The temperature sensor 85 measures, for example, the temperature of the liquid 10 and outputs an analog output signal corresponding to the measured temperature.

第1I/V変換回路811は、例えばTIA(Trans Impedance Amplifier)であり、電流信号を電圧信号に変換する。第1I/V変換回路811は、第4光学フィルタ54を透過した参照波長の赤外線を受光する第4受光素子44の出力信号である電流信号が入力される。つまり、第1I/V変換回路811は、第4受光素子44の出力信号である電流信号を電圧信号に変換して第1増幅回路813に出力する。   The first I / V conversion circuit 811 is, for example, a TIA (Trans Impedance Amplifier) and converts a current signal into a voltage signal. The first I / V conversion circuit 811 receives a current signal which is an output signal of the fourth light receiving element 44 that receives infrared light having a reference wavelength transmitted through the fourth optical filter 54. That is, the first I / V conversion circuit 811 converts the current signal, which is the output signal of the fourth light receiving element 44, into a voltage signal and outputs the voltage signal to the first amplifier circuit 813.

第2I/V変換回路812は、例えばTIAであり、電流信号を電圧信号に変換する。第2I/V変換回路812には、マルチプレクサ83を介して、第1受光素子41〜第3受光素子43の出力信号が入力される。マルチプレクサ83は、第1受光素子41〜第3受光素子43の出力信号を択一的に第2I/V変換回路812に入力させる。したがって、第2I/V変換回路812には、第1受光素子41〜第3受光素子43のうち、いずれかの受光素子4の出力信号が入力される。第2I/V変換回路812は、第1受光素子41〜第3受光素子43のうちいずれかの受光素子4の出力信号である電流信号を電圧信号に変換して第2増幅回路814に出力する。   The second I / V conversion circuit 812 is, for example, a TIA, and converts a current signal into a voltage signal. The output signals of the first to third light receiving elements 41 to 43 are input to the second I / V conversion circuit 812 via the multiplexer 83. The multiplexer 83 selectively inputs the output signals of the first to third light receiving elements 41 to 43 to the second I / V conversion circuit 812. Therefore, the output signal of any one of the first to third light receiving elements 41 to 43 is input to the second I / V conversion circuit 812. The second I / V conversion circuit 812 converts a current signal, which is an output signal of any one of the first to third light receiving elements 41 to 43, into a voltage signal and outputs the voltage signal to the second amplifier circuit 814. .

第1増幅回路813は、例えばPGA(Programmable Gain Amplifier)であり、第1I/V変換回路811の出力信号を増幅して減算器815に出力する。   The first amplifier circuit 813 is, for example, a PGA (Programmable Gain Amplifier), and amplifies the output signal of the first I / V conversion circuit 811 and outputs the amplified signal to the subtracter 815.

第2増幅回路814は、例えばPGAであり、第2I/V変換回路812の出力信号を増幅して減算器815に出力する。   The second amplifier circuit 814 is, for example, a PGA, and amplifies the output signal of the second I / V conversion circuit 812 and outputs the amplified signal to the subtractor 815.

減算器815は、例えば差動増幅器であり、第1増幅回路813の出力信号と、第2増幅回路814の出力信号との差分に比例した出力信号を出力する。   The subtractor 815 is, for example, a differential amplifier, and outputs an output signal proportional to the difference between the output signal of the first amplifier circuit 813 and the output signal of the second amplifier circuit 814.

ローパスフィルタ816は、減算器815の出力信号から所定周波数以上の周波数成分を減衰させる。信号処理部81は、ローパスフィルタ816により、減算器815の出力信号のノイズを低減することができる。   The low-pass filter 816 attenuates a frequency component equal to or higher than a predetermined frequency from the output signal of the subtractor 815. The signal processing unit 81 can reduce noise of the output signal of the subtractor 815 by the low-pass filter 816.

A/D変換回路817は、ローパスフィルタ816を介して入力された減算器815のアナログの出力信号をアナログ−ディジタル変換し、ディジタルの出力信号を演算部818に出力する。また、A/D変換回路817には、温度センサ85の出力信号が入力される。A/D変換回路817は、温度センサ85の出力信号をアナログ−ディジタル変換し、演算部818に出力する。   The A / D conversion circuit 817 performs analog-to-digital conversion of an analog output signal of the subtracter 815 input via the low-pass filter 816, and outputs a digital output signal to the arithmetic unit 818. The output signal of the temperature sensor 85 is input to the A / D conversion circuit 817. The A / D conversion circuit 817 performs analog-to-digital conversion on the output signal of the temperature sensor 85 and outputs the signal to the arithmetic unit 818.

演算部818は、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラを主構成とし、メモリに格納されているプログラムをプロセッサで実行することにより、演算部としての機能を実現する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。   The arithmetic unit 818 mainly has a microcontroller having a processor and a memory, and executes a program stored in the memory by the processor to realize a function as the arithmetic unit. The program may be recorded in a memory in advance, may be provided through an electric communication line such as the Internet, or may be recorded in a recording medium such as a memory card and provided.

演算部818は、A/D変換回路817によってディジタル化された減算器815の出力信号に基づいて、液体10に含まれる検出対象の成分の濃度を演算する。具体的には、演算部818は、第4受光素子44の出力信号と第1受光素子41の出力信号との差分に応じたA/D変換回路817の出力信号に基づいて液体10の第1成分の濃度を演算する。また、演算部818は、第4受光素子44の出力信号と第2受光素子42の出力信号との差分に応じたA/D変換回路817の出力信号に基づいて液体10の第2成分の濃度を演算する。また、演算部818は、第4受光素子44の出力信号と第3受光素子43の出力信号との差分に応じたA/D変換回路817の出力信号に基づいて液体10の第3成分の濃度を演算する。処理回路8kは、演算部818での演算結果(濃度)を外部へ出力する出力部を備えていてもよい。   The calculation unit 818 calculates the concentration of the detection target component contained in the liquid 10 based on the output signal of the subtractor 815 digitized by the A / D conversion circuit 817. Specifically, the calculation unit 818 determines the first value of the liquid 10 based on the output signal of the A / D conversion circuit 817 according to the difference between the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal of the first light receiving element 41. Calculate the concentration of the component. Further, the arithmetic unit 818 calculates the concentration of the second component of the liquid 10 based on the output signal of the A / D conversion circuit 817 according to the difference between the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal of the second light receiving element 42. Is calculated. The calculating unit 818 also calculates the concentration of the third component of the liquid 10 based on the output signal of the A / D conversion circuit 817 according to the difference between the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal of the third light receiving element 43. Is calculated. The processing circuit 8k may include an output unit that outputs the calculation result (density) of the calculation unit 818 to the outside.

また、演算部818は、温度センサ85の出力信号に基づいて、演算結果の濃度を補正するように構成されているが、演算部818での濃度の補正は必須ではない。   In addition, although the calculation unit 818 is configured to correct the density of the calculation result based on the output signal of the temperature sensor 85, the correction of the density by the calculation unit 818 is not essential.

制御部82は、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコントローラを主構成とし、メモリに格納されているプログラムをプロセッサで実行することにより、光源制御部821、選択部822、及び駆動設定部823としての機能を実現する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。   The control unit 82 mainly includes a microcontroller having a processor and a memory, and executes a program stored in the memory by the processor, so that the control unit 82 functions as the light source control unit 821, the selection unit 822, and the drive setting unit 823. Realize. The program may be recorded in a memory in advance, may be provided through an electric communication line such as the Internet, or may be recorded in a recording medium such as a memory card and provided.

光源制御部821は、駆動回路84を制御することにより、駆動回路84により赤外線放射源3を駆動する。駆動回路84は、光源制御部821からの光源制御信号に基づいて、赤外線放射源3を駆動する。光源制御部821は、赤外線放射源3が間欠駆動されるように駆動回路84を制御する。上述した信号処理部81は、赤外線放射源3が駆動される毎に、液体10に含まれる検出対象の複数の成分のうちいずれか一つの成分の濃度を演算する。   The light source control unit 821 drives the infrared radiation source 3 by the drive circuit 84 by controlling the drive circuit 84. The drive circuit 84 drives the infrared radiation source 3 based on a light source control signal from the light source control unit 821. The light source control unit 821 controls the drive circuit 84 so that the infrared radiation source 3 is intermittently driven. Each time the infrared radiation source 3 is driven, the above-described signal processing unit 81 calculates the concentration of any one of a plurality of components to be detected contained in the liquid 10.

選択部822は、第1受光素子41〜第3受光素子43のうち第2I/V変換回路812に接続する受光素子4を選択する。選択部822は、選択した受光素子4が第2I/V変換回路812に接続されるようにマルチプレクサ83を制御する。演算部818は、第4受光素子44の出力信号と選択部822にて選択された受光素子4の出力信号とに基づいて、選択部822にて選択された受光素子4に対応する液体10の成分の濃度を演算する。   The selector 822 selects the light receiving element 4 to be connected to the second I / V conversion circuit 812 among the first light receiving element 41 to the third light receiving element 43. The selection unit 822 controls the multiplexer 83 so that the selected light receiving element 4 is connected to the second I / V conversion circuit 812. The calculating unit 818 determines the liquid 10 corresponding to the light receiving element 4 selected by the selecting unit 822 based on the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal of the light receiving element 4 selected by the selecting unit 822. Calculate the concentration of the component.

また、選択部822は、第1受光素子41〜第3受光素子43のうち第2I/V変換回路812に接続させる受光素子4を時間経過に伴って変更する。例えば、選択部822は、第1受光素子41、第2受光素子42及び第3受光素子43をこの順に時間経過に伴って繰り返し選択する。したがって、信号処理部81は、第1受光素子41の出力信号に関する信号処理と、第2受光素子42の出力信号に関する信号処理と、第3受光素子43の出力信号に関する信号処理と、を時分割で行うことができる。これにより、1つの信号処理部81において、第1成分、第2成分及び第3成分それぞれの濃度を演算することができる。   Further, the selection unit 822 changes the light receiving element 4 to be connected to the second I / V conversion circuit 812 among the first light receiving element 41 to the third light receiving element 43 over time. For example, the selection unit 822 repeatedly selects the first light receiving element 41, the second light receiving element 42, and the third light receiving element 43 in this order over time. Therefore, the signal processing unit 81 performs time-division processing of the signal processing on the output signal of the first light receiving element 41, the signal processing on the output signal of the second light receiving element 42, and the signal processing on the output signal of the third light receiving element 43. Can be done with Thus, one signal processing unit 81 can calculate the density of each of the first component, the second component, and the third component.

選択部822は、赤外線放射源3が1回駆動される度に第2I/V変換回路812に接続する受光素子4が切り替わるように受光素子4を選択するが、これに限らない。例えば、選択部822は、赤外線放射源3がn回(nは2以上の整数)だけ駆動される度に第2I/V変換回路812に接続する受光素子4が切り替わるように受光素子4を選択してもよい。この場合、演算部818は、n回の濃度演算の結果の平均値を出力部から出力させてもよい。   The selection unit 822 selects the light receiving element 4 such that the light receiving element 4 connected to the second I / V conversion circuit 812 switches every time the infrared radiation source 3 is driven once, but is not limited thereto. For example, the selection unit 822 selects the light receiving element 4 such that the light receiving element 4 connected to the second I / V conversion circuit 812 switches every time the infrared radiation source 3 is driven n times (n is an integer of 2 or more). May be. In this case, the calculation unit 818 may cause the output unit to output the average value of the results of the n density calculations.

処理回路8kでは、第1受光素子41〜第3受光素子43それぞれの出力信号の信号処理を行う回路を共通化して時分割で信号処理を行うことにより、液体10に含まれる複数の成分(第1成分〜第3成分)を検出する。これにより、処理回路8kでは、複数の成分ごとに処理回路を設ける場合と比べて、部品点数の削減、消費電力の低減などを図ることが可能となる。   In the processing circuit 8k, a circuit for performing signal processing on the output signals of the first to third light receiving elements 41 to 43 is shared, and the signal processing is performed in a time-division manner. (1st component to 3rd component) are detected. Thereby, in the processing circuit 8k, it is possible to reduce the number of components, reduce power consumption, and the like, as compared with the case where a processing circuit is provided for each of a plurality of components.

また、処理回路8kは、赤外線放射源3の駆動条件を設定する駆動設定部823を含んでいる。赤外線放射源3の駆動条件とは、赤外線放射源3の赤外線放射素子に印加される駆動電圧である。赤外線放射源3は、駆動電圧が大きくなるほど、赤外線の放射強度が強くなる。光源制御部821は、駆動設定部823が設定した駆動条件に基づいて、駆動回路84を制御する。つまり、光源制御部821は、駆動設定部823にて設定された駆動電圧が赤外線放射源3に印加されるように、駆動回路84を制御する。   Further, the processing circuit 8k includes a drive setting unit 823 for setting drive conditions of the infrared radiation source 3. The driving condition of the infrared radiation source 3 is a driving voltage applied to the infrared radiation element of the infrared radiation source 3. As the driving voltage of the infrared radiation source 3 increases, the radiation intensity of the infrared radiation increases. The light source control unit 821 controls the drive circuit 84 based on the drive conditions set by the drive setting unit 823. That is, the light source control unit 821 controls the drive circuit 84 so that the drive voltage set by the drive setting unit 823 is applied to the infrared radiation source 3.

駆動設定部823は、検出対象の成分(第1成分〜第3成分)の濃度が特定濃度下において、第1受光素子41〜第3受光素子43の出力信号のレベル差が所定値以下となるように、駆動条件を設定する。特定濃度とは、例えば、0%、10%、20%等である。駆動設定部823は、検出対象の第1成分〜第3成分それぞれに対応する赤外線放射源3の駆動条件(駆動電圧)を設定することにより、第1受光素子41〜第3受光素子43の出力信号のレベル差を所定値以下とする。検出対象の第1成分〜第3成分それぞれに対応する駆動条件(駆動電圧)は、予め決められており、メモリに格納されている。   The drive setting unit 823 determines that the level difference between the output signals of the first to third light receiving elements 41 to 43 is equal to or less than a predetermined value when the density of the detection target component (first to third components) is lower than the specific density. Drive conditions are set as described above. The specific concentration is, for example, 0%, 10%, 20%, or the like. The drive setting unit 823 sets the driving conditions (driving voltage) of the infrared radiation source 3 corresponding to each of the first to third components to be detected, so that the outputs of the first to third light receiving elements 41 to 43 are set. The signal level difference is set to a predetermined value or less. Driving conditions (driving voltage) corresponding to each of the first to third components to be detected are predetermined and stored in a memory.

駆動設定部823は、メモリを参照して、第1受光素子41〜第3受光素子43のうち選択部822にて選択される受光素子4に対応する駆動条件を設定する。光源制御部821は、駆動設定部823にて設定された駆動条件で赤外線放射源3が駆動されるように駆動回路を制御する。   The drive setting unit 823 refers to the memory and sets driving conditions corresponding to the light receiving element 4 selected by the selecting unit 822 among the first to third light receiving elements 41 to 43. The light source control unit 821 controls the driving circuit so that the infrared radiation source 3 is driven under the driving conditions set by the driving setting unit 823.

処理回路8kは、駆動設定部823において上述のように駆動条件が設定されるので、液体10の複数の成分それぞれを精度良く検出することができ、また、検出精度のばらつきを抑制することが可能となる。   Since the drive conditions are set in the drive setting unit 823 as described above, the processing circuit 8k can accurately detect each of the plurality of components of the liquid 10 and can suppress variations in detection accuracy. It becomes.

また、上述した例では、信号処理部81は、第4受光素子44の出力信号と、第1受光素子41〜第3受光素子43のいずれかの受光素子4の出力信号との差分に基づいて、検出対象の成分を検出していたが、これに限らない。信号処理部81は、第4受光素子44の出力信号と、第1受光素子41〜第3受光素子43のいずれかの受光素子4の出力信号との比に基づいて、検出対象の成分を検出してもよい。また、信号処理部81は、第1受光素子41〜第3受光素子43の出力信号のみに基づいて、検出対象の成分を検出してもよい。   Further, in the above-described example, the signal processing unit 81 determines the difference between the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal of any one of the first to third light receiving elements 41 to 43. Although the detection target component has been detected, the present invention is not limited to this. The signal processing section 81 detects a component to be detected based on a ratio between an output signal of the fourth light receiving element 44 and an output signal of any one of the first to third light receiving elements 41 to 43. May be. In addition, the signal processing unit 81 may detect a component to be detected based only on output signals of the first to third light receiving elements 41 to 43.

また、処理回路8kにおいて、第2I/V変換回路812の増幅率を構成できるように第2I/V変換回路812を構成してもよい。この場合、検知対象の成分の濃度が0%の状態での第4受光素子44の出力信号の増幅後の出力信号と第1受光素子41〜第3受光素子43それぞれの出力信号の増幅後の出力信号との差が所定値よりも小さくなるように、第2I/V変換回路812の増幅率を変化させてもよい。この場合、第2I/V変換回路812は、例えば、オペアンプと、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続される抵抗可変回路と、を含む。抵抗可変回路は、例えば、スイッチと抵抗との直列回路を複数含み、複数の直列回路が並列接続されており、制御部82によって抵抗可変回路の各スイッチのオンオフが制御される。   In the processing circuit 8k, the second I / V conversion circuit 812 may be configured so that the amplification factor of the second I / V conversion circuit 812 can be configured. In this case, the output signal after the amplification of the output signal of the fourth light receiving element 44 and the output signal after the amplification of the output signal of each of the first light receiving element 41 to the third light receiving element 43 when the concentration of the component to be detected is 0%. The amplification factor of the second I / V conversion circuit 812 may be changed so that the difference from the output signal is smaller than a predetermined value. In this case, the second I / V conversion circuit 812 includes, for example, an operational amplifier and a variable resistance circuit connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. The variable resistance circuit includes, for example, a plurality of series circuits of a switch and a resistance, and the plurality of serial circuits are connected in parallel, and the control unit 82 controls ON / OFF of each switch of the variable resistance circuit.

(まとめ)
以上説明した実施形態等から以下の態様が開示されている。
(Summary)
The following aspects are disclosed from the embodiments and the like described above.

第1の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)は、液体(10)の成分を検出する。液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)は、導光体(2;2a;2b;2c;2d;2e;2f;2g;2h;2i;2j)と、赤外線放射源(3)と、複数の受光素子(4)と、を備える。導光体(2;2a;2b;2c;2d;2e;2f;2g;2h;2i;2j)は、媒質(9)に接する第1主面(21)及び液体(10)に接する第2主面(22)を有する。導光体(2)は、第1主面(21)に形成されている入射用プリズム(23)及び第1主面(21)に形成されている出射用プリズム(24)を有する。導光体(2;2a;2b;2c;2d;2e;2f;2g;2h;2i;2j)は、入射用プリズム(23;23b;23c;23d;23e;23f;23g;23h)に入射した赤外線を、第2主面(22)と液体(10)との界面での全反射と、第1主面(21)と媒質(9)との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して出射用プリズム(24;24c;24d;24e;24f;24g;24h)から出射する。赤外線放射源(3)は、入射用プリズム(23;23b;23c;23d;23e;23f;23g;23h)に向けて赤外線を放射する。複数の受光素子(4)は、出射用プリズム(24;24c;24d;24e;24f;24g;24h)から出射された赤外線を受光する。液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)は、複数の赤外線光路(6)が形成されている。複数の赤外線光路(6)は、複数の受光素子(4)に一対一に対応し、それぞれ入射用プリズム(23;23b;23c;23d;23e;23f;23g;23h)と出射用プリズム(24;24c;24d;24e;24f;24g;24h)とを含む。赤外線放射源(3)と導光体(2;2a;2b;2c;2d;2e;2f;2g;2h;2i;2j)との少なくとも一方が、複数の赤外線光路(6)の形成に共用されている。   The liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the first embodiment detects a component of a liquid (10). The liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) comprises a light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f; 2g; 2i; 2j), an infrared radiation source (3), and a plurality of light receiving elements (4). The light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f; 2g; 2h; 2i; 2j) has a first main surface (21) in contact with the medium (9) and a second main surface in contact with the liquid (10). It has a main surface (22). The light guide (2) has an incidence prism (23) formed on the first main surface (21) and an emission prism (24) formed on the first main surface (21). The light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f; 2g; 2h; 2i; 2j) enters the incidence prism (23; 23b; 23c; 23d; 23e; 23f; 23g; 23h). The infrared rays thus obtained are alternately and repeatedly subjected to total reflection at the interface between the second main surface (22) and the liquid (10) and total reflection at the interface between the first main surface (21) and the medium (9). The light is guided and emitted from the emission prism (24; 24c; 24d; 24e; 24f; 24g; 24h). The infrared radiation source (3) radiates infrared rays toward the incident prisms (23; 23b; 23c; 23d; 23e; 23f; 23g; 23h). The plurality of light receiving elements (4) receive infrared rays emitted from the emission prisms (24; 24c; 24d; 24e; 24f; 24g; 24h). In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j), a plurality of infrared light paths (6) are formed. The plurality of infrared light paths (6) correspond to the plurality of light receiving elements (4) in a one-to-one correspondence, and each of the incident prism (23; 23b; 23c; 23d; 23e; 23f; 23g; 24c; 24d; 24e; 24f; 24g; 24h). At least one of the infrared radiation source (3) and the light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f; 2g; 2h; 2i; 2j) is used to form a plurality of infrared light paths (6). Have been.

第1の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)では、小型化を図りつつ液体(10)の複数の成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the first embodiment, a plurality of components of the liquid (10) are detected while miniaturizing the system. It is possible to do.

第2の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c)では、第1の態様において、出射用プリズム(24;24c)を複数備える。赤外線放射源(3)と導光体(2;2a;2b;2c)との両方が、複数の赤外線光路(6)の形成に共用されている。複数の出射用プリズム(24;24c)は、第1出射用プリズム(241)と、第2出射用プリズム(242)と、を含む。入射用プリズム(23;23b;23c)と第1出射用プリズム(241)との距離が、入射用プリズム(23;23b;23c)と第2出射用プリズム(242)との距離よりも長い。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c) according to the second embodiment, a plurality of exit prisms (24; 24c) are provided in the first embodiment. Both the infrared radiation source (3) and the light guide (2; 2a; 2b; 2c) are shared to form a plurality of infrared light paths (6). The plurality of exit prisms (24; 24c) include a first exit prism (241) and a second exit prism (242). The distance between the entrance prism (23; 23b; 23c) and the first exit prism (241) is longer than the distance between the entrance prism (23; 23b; 23c) and the second exit prism (242).

第2の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c)では、吸光度の異なる複数の成分の検出精度を向上させることが可能となる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c) according to the second aspect, the detection accuracy of a plurality of components having different absorbances can be improved.

第3の態様に係る液体成分検出システム(1)では、第2の態様において、第1出射用プリズム(241)と第2出射用プリズム(242)とは、入射用プリズム(23)から見て同じ側に位置している。   In the liquid component detection system (1) according to the third aspect, in the second aspect, the first exit prism (241) and the second exit prism (242) are viewed from the entrance prism (23). Located on the same side.

第3の態様に係る液体成分検出システム(1)では、導光体(2)の小型化を図ることが可能となる。   In the liquid component detection system (1) according to the third aspect, the size of the light guide (2) can be reduced.

第4の態様に係る液体成分検出システム(1a;1b)では、第2の態様において、第1出射用プリズム(241)と第2出射用プリズム(242)とは、入射用プリズム(23)から見て互いに反対側に位置している。   In the liquid component detection system (1a; 1b) according to the fourth aspect, in the second aspect, the first exit prism (241) and the second exit prism (242) are separated from the entrance prism (23). They are located on opposite sides of each other.

第4の態様に係る液体成分検出システム(1a;1b)では、第1出射用プリズム(241)及び第2出射用プリズム(242)それぞれの出射面(240)の面積をより大きくすることが可能となり、各成分それぞれの検出精度の向上を図れる。   In the liquid component detection system (1a; 1b) according to the fourth aspect, the area of the exit surface (240) of each of the first exit prism (241) and the second exit prism (242) can be increased. And the detection accuracy of each component can be improved.

第5の態様に係る液体成分検出システム(1b)では、第4の態様において、複数の出射用プリズム(24)は、第3出射用プリズム(243)と、第4出射用プリズム(244)と、を更に含む。第3出射用プリズム(243)と第4出射用プリズム(244)とは、入射用プリズム(23b)から見て互いに反対側に位置している。第1出射用プリズム(241)と第2出射用プリズム(242)との並んでいる方向は、第3出射用プリズム(243)と第4出射用プリズム(244)との並んでいる方向と交差する。   In the liquid component detection system (1b) according to the fifth aspect, in the fourth aspect, the plurality of exit prisms (24) include a third exit prism (243) and a fourth exit prism (244). . The third exit prism (243) and the fourth exit prism (244) are located on opposite sides of the entrance prism (23b). The direction in which the first emission prism (241) and the second emission prism (242) are arranged crosses the direction in which the third emission prism (243) and the fourth emission prism (244) are arranged. I do.

第5の態様に係る液体成分検出システム(1b)では、液体(10)の4つの成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1b) according to the fifth aspect, four components of the liquid (10) can be detected.

第6の態様に係る液体成分検出システム(1c)では、第1の態様において、赤外線放射源(3)と導光体(2c)との両方が、複数の赤外線光路(6)の形成に共用されている。液体成分検出システム(1c)は、出射用プリズム(24c)を5つ以上備える。入射用プリズム(23c)は、円錐状又は円錐台状である。5つ以上の出射用プリズム(24c)は、入射用プリズム(23c)を囲むように配置されている。   In the liquid component detection system (1c) according to the sixth aspect, in the first aspect, both the infrared radiation source (3) and the light guide (2c) are shared for forming a plurality of infrared light paths (6). Have been. The liquid component detection system (1c) includes five or more exit prisms (24c). The incidence prism (23c) has a conical or truncated conical shape. Five or more exit prisms (24c) are arranged so as to surround the entrance prism (23c).

第6の態様に係る液体成分検出システム(1c)では、液体(10)のより多くの成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1c) according to the sixth aspect, it is possible to detect more components of the liquid (10).

第7の態様に係る液体成分検出システム(1d;1e;1f;1g;1h)では、第1の態様において、赤外線放射源(3)と導光体(2d;2e;2f;2g;2h)との両方が、複数の赤外線光路(6)に共用されている。入射用プリズム(23d;23e;23f;23g;23h)は、第1主面(21)に対する角度が互いに異なり赤外線放射源(3)からの赤外線が入射する複数の入射面(230d;230e;230f;230g;230h)を有する。出射用プリズム(24d;24e;24f;24g;24h)は、第1主面(21)に対する角度が互いに異なり赤外線放射源(3)からの赤外線を出射する複数の出射面(240d;240e;240f;240g;240h)を有する。複数の入射面(230d;230e;230f;230g;230h)と複数の出射面(240d;240e;240f;240g;240h)とは一対一に対応しており、対応する入射面(230d;230e;230f;230g;230h)と出射面(240d;240e;240f;240g;240h)とでは第1主面(21)に対する角度が同じである。   In the liquid component detection system (1d; 1e; 1f; 1g; 1h) according to the seventh aspect, in the first aspect, the infrared radiation source (3) and the light guide (2d; 2e; 2f; 2g; 2h). Are shared by a plurality of infrared light paths (6). The incident prisms (23d; 23e; 23f; 23g; 23h) have different angles with respect to the first main surface (21) and a plurality of incident surfaces (230d; 230e; 230f) on which infrared rays from the infrared radiation source (3) are incident. 230g; 230h). The exit prisms (24d; 24e; 24f; 24g; 24h) have a plurality of exit surfaces (240d; 240e; 240f) which differ in angle with respect to the first main surface (21) and emit infrared rays from the infrared radiation source (3). 240g; 240h). The plurality of incident surfaces (230d; 230e; 230f; 230g; 230h) and the plurality of exit surfaces (240d; 240e; 240f; 240g; 240h) correspond one-to-one, and the corresponding incident surfaces (230d; 230e; 230f; 230g; 230h) and the exit surface (240d; 240e; 240f; 240g; 240h) have the same angle with respect to the first main surface (21).

第7の態様に係る液体成分検出システム(1d;1e;1f;1g;1h)では、1つの入射用プリズム(23d;23e;23f;23g;23h)と1つの出射用プリズム(24d;24e;24f;24g;24h)とを利用して液体(10)の複数の成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1d; 1e; 1f; 1g; 1h) according to the seventh aspect, one incident prism (23d; 23e; 23f; 23g; 23h) and one exit prism (24d; 24e; 24f; 24g; 24h) to detect a plurality of components of the liquid (10).

第8の態様に係る液体成分検出システム(1i)では、第1の態様において、赤外線放射源(3)と導光体(2i)との両方が、複数の赤外線光路(6)に共用されている。液体成分検出システム(1i)は、反射膜(15)を更に備える。反射膜(15)は、導光体(2i)の第2主面(22)の一部を覆っており、複数の赤外線光路(6)のうち少なくとも1つの赤外線光路(第2赤外線光路62)を導光される赤外線を反射する。   In a liquid component detection system (1i) according to an eighth aspect, in the first aspect, both the infrared radiation source (3) and the light guide (2i) are shared by a plurality of infrared light paths (6). I have. The liquid component detection system (1i) further includes a reflection film (15). The reflection film (15) covers a part of the second main surface (22) of the light guide (2i), and at least one of the plurality of infrared light paths (6) (second infrared light path 62). The light that is guided reflects the infrared light.

第8の態様に係る液体成分検出システム(1i)では、入射用プリズム(23)及び出射用プリズム(24)を1つずつとしても液体(10)の複数の成分を精度良く検出することができる。   In the liquid component detection system (1i) according to the eighth aspect, a plurality of components of the liquid (10) can be detected with high accuracy even if the incidence prism (23) and the emission prism (24) are each one. .

第9の態様に係る液体成分検出システム(1j)では、第1の態様において、導光体(2j)が、複数の赤外線光路(6)に共用されている。液体成分検出システム(1j)は、赤外線放射源(3)を複数備える。複数の赤外線放射源(3)の各々から入射用プリズム(23)に入射する赤外線の入射角が互いに異なる。出射用プリズム(24)から複数の受光素子(4)の各々へ出射される赤外線の出射角が互いに異なる。   In a liquid component detection system (1j) according to a ninth aspect, in the first aspect, the light guide (2j) is shared by a plurality of infrared light paths (6). The liquid component detection system (1j) includes a plurality of infrared radiation sources (3). The incident angles of the infrared rays incident on the incidence prism (23) from each of the plurality of infrared radiation sources (3) are different from each other. The emission angles of the infrared light emitted from the emission prism (24) to each of the plurality of light receiving elements (4) are different from each other.

第9の態様に係る液体成分検出システム(1j)では、液体(10)の複数の成分を精度良く検出することができる。   The liquid component detection system (1j) according to the ninth aspect can accurately detect a plurality of components of the liquid (10).

第10の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)では、第1の態様において、複数の受光素子(4)の各々の出力信号から液体(10)の互いに異なる成分を検出する。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the tenth aspect, in the first aspect, each of the plurality of light receiving elements (4) The different components of the liquid (10) are detected from the output signal of.

第10の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)では、液体(10)の複数の成分を精度良く検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the tenth aspect, it is possible to accurately detect a plurality of components of the liquid (10). It becomes possible.

第11の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1g;1i;1j)では、第1〜10の態様のいずれか一つにおいて、入射用プリズム(23;23b;23c;23d;23g)及び出射用プリズム(24;24c;24d;24g)の各々は、導光体(2;2a;2b;2c;2d;2g;2i;2j)の第1主面(21)から突出している。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1g; 1i; 1j) according to the eleventh aspect, in any one of the first to tenth aspects, the incident prism (23; 23b; 23c; 23d; 23g) and the exit prism (24; 24c; 24d; 24g) each include a first main surface (21) of the light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2g; 2i; 2j). ).

第11の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1g;1i;1j)では、導光体(2;2a;2b;2c;2d;2g;2i;2j)の第1主面(21)と第2主面(22)との間の距離をより短くすることができ、赤外線が全反射される回数をより多くすることが可能となり、液体(10)の各成分の検出精度をより向上できる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1g; 1i; 1j) according to the eleventh aspect, the light guide (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2g; 2i; 2j) The distance between the first main surface (21) and the second main surface (22) can be reduced, the number of times that infrared rays are totally reflected can be increased, and each of the liquids (10) can be The component detection accuracy can be further improved.

第12の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)は、第1〜12の態様のいずれか一つにおいて、複数の受光素子(4)の各々の出力信号を信号処理する処理回路(8)を更に備える。   The liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the twelfth aspect is directed to any one of the first to twelfth aspects. It further includes a processing circuit (8) for performing signal processing on each output signal of the light receiving element (4).

第12の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)では、液体(10)の各成分をより精度良く検出することができる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the twelfth aspect, each component of the liquid (10) can be detected with higher accuracy. it can.

第13の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)は、第1〜13の態様のいずれか一つにおいて、液体(10)が通るパイプ(7)を更に備える。パイプ(7)は、液体(10)の入口(71)と出口(72)との間において開口部(73)を有する。導光体(2;2a;2b;2c;2d;2e;2f;2g;2h;2i;2j)は、開口部(73)を覆うように配置される。   The liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the thirteenth aspect provides the liquid component detection system according to any one of the first to thirteenth aspects. It further comprises a pipe (7) through which 10) passes. The pipe (7) has an opening (73) between the inlet (71) and the outlet (72) for the liquid (10). The light guides (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e; 2f; 2g; 2h; 2i; 2j) are arranged so as to cover the openings (73).

第13の態様に係る液体成分検出システム(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g;1h;1i;1j)では、パイプ(7)の中を流れている液体(10)の複数の成分を検出することが可能となる。   In the liquid component detection system (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j) according to the thirteenth aspect, the liquid (10) flowing through the pipe (7) is It becomes possible to detect a plurality of components.

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j 液体成分検出システム
2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j 導光体
21 第1主面
22 第2主面
23、23b、23c、23d、23e、23f、23g、23h 入射用プリズム
230d、230e、230f、230g、230h 入射面
24、24c、24d、24e、24f、24g、24h 出射用プリズム
240d、240e、240f、240g、240h 出射面
241 第1出射用プリズム
242 第2出射用プリズム
243 第3出射用プリズム
244 第4出射用プリズム
3 赤外線放射源
4 受光素子
5 光学フィルタ
6 赤外線光路
7 パイプ
71 入口
72 出口
73 開口部
8 処理回路
9 媒質
10 液体
D1 第1方向
D2 第2方向
D3 第3方向
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j Liquid component detection system 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j Light guide 21 First principal surface 22 Second principal surface 23, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f, 23g, 23h Incident prism 230d, 230e, 230f, 230g, 230h Incident surface 24, 24c, 24d, 24e, 24f, 24g, 24h Outgoing prism 240d, 240e, 240f, 240g, 240h Outgoing surface 241 First outgoing prism 242 Second outgoing prism 243 Third outgoing prism 244 Fourth outgoing prism 3 Infrared radiation source 4 Light receiving element 5 Optical filter 6 Infrared light path 7 Pipe 71 Inlet 72 Outlet 73 Opening 8 Processing circuit 9 Medium 10 Liquid D1 First Direction D2 the second direction D3 the third direction

Claims (13)

液体の成分を検出する液体成分検出システムであって、
媒質に接する第1主面及び前記液体に接する第2主面を有し、かつ前記第1主面に形成されている入射用プリズム及び前記第1主面に形成されている出射用プリズムを有し、前記入射用プリズムに入射した赤外線を、前記第2主面と前記液体との界面での全反射と、前記第1主面と前記媒質との界面での全反射とを交互に繰り返して導光して前記出射用プリズムから出射する導光体と、
前記入射用プリズムに向けて赤外線を放射する赤外線放射源と、
前記出射用プリズムから出射された赤外線を受光する複数の受光素子と、を備え、
前記複数の受光素子に一対一に対応し、それぞれ前記入射用プリズムと前記出射用プリズムとを通る、複数の赤外線光路が形成されており、
前記赤外線放射源と前記導光体との少なくとも一方が、前記複数の赤外線光路の形成に共用されている、
液体成分検出システム。
A liquid component detection system that detects a component of a liquid,
It has a first main surface in contact with a medium and a second main surface in contact with the liquid, and has an incident prism formed on the first main surface and an emission prism formed on the first main surface. Then, the infrared ray incident on the incidence prism is alternately and repeatedly subjected to total reflection at an interface between the second main surface and the liquid and total reflection at an interface between the first main surface and the medium. A light guide that guides light and exits from the exit prism;
An infrared radiation source that emits infrared radiation toward the incident prism,
A plurality of light receiving elements for receiving infrared light emitted from the emission prism,
Corresponding to the plurality of light receiving elements in a one-to-one manner, a plurality of infrared light paths are formed, each passing through the incidence prism and the emission prism,
At least one of the infrared radiation source and the light guide is shared to form the plurality of infrared light paths,
Liquid component detection system.
前記出射用プリズムを複数備え、
前記赤外線放射源と前記導光体との両方が、前記複数の赤外線光路の形成に共用されており、
前記複数の出射用プリズムは、第1出射用プリズムと、第2出射用プリズムと、を含み、
前記入射用プリズムと前記第1出射用プリズムとの距離が、前記入射用プリズムと前記第2出射用プリズムとの距離よりも長い、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
A plurality of the exit prisms,
Both the infrared radiation source and the light guide are shared to form the plurality of infrared light paths,
The plurality of exit prisms include a first exit prism and a second exit prism,
The distance between the incident prism and the first output prism is longer than the distance between the incident prism and the second output prism.
The liquid component detection system according to claim 1.
前記第1出射用プリズムと前記第2出射用プリズムとは、前記入射用プリズムから見て同じ側に位置している、
請求項2に記載の液体成分検出システム。
The first exit prism and the second exit prism are located on the same side as viewed from the entrance prism,
The liquid component detection system according to claim 2.
前記第1出射用プリズムと前記第2出射用プリズムとは、前記入射用プリズムから見て互いに反対側に位置している、
請求項2に記載の液体成分検出システム。
The first exit prism and the second exit prism are located on opposite sides of the entrance prism.
The liquid component detection system according to claim 2.
前記複数の出射用プリズムは、第3出射用プリズムと、第4出射用プリズムと、を更に含み、
前記第3出射用プリズムと前記第4出射用プリズムとは、前記入射用プリズムから見て互いに反対側に位置しており、
前記第1出射用プリズムと前記第2出射用プリズムとの並んでいる方向は、前記第3出射用プリズムと前記第4出射用プリズムとの並んでいる方向と交差する、
請求項4に記載の液体成分検出システム。
The plurality of exit prisms further include a third exit prism and a fourth exit prism,
The third exit prism and the fourth exit prism are located on opposite sides of the entrance prism,
The direction in which the first emission prism and the second emission prism are arranged intersects with the direction in which the third emission prism and the fourth emission prism are arranged.
The liquid component detection system according to claim 4.
前記赤外線放射源と前記導光体との両方が、前記複数の赤外線光路の形成に共用されており、
前記出射用プリズムを5つ以上備え、
前記入射用プリズムは、円錐状又は円錐台状であり、
前記5つ以上の出射用プリズムは、前記入射用プリズムを囲むように配置されている、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
Both the infrared radiation source and the light guide are shared to form the plurality of infrared light paths,
Comprising five or more exit prisms;
The incidence prism has a conical or truncated cone shape,
The five or more exit prisms are arranged so as to surround the entrance prism.
The liquid component detection system according to claim 1.
前記赤外線放射源と前記導光体との両方が、前記複数の赤外線光路の形成に共用されており、
前記入射用プリズムは、前記第1主面に対する角度が互いに異なり前記赤外線放射源からの赤外線が入射する複数の入射面を有し、
前記出射用プリズムは、前記第1主面に対する角度が互いに異なり前記赤外線放射源からの赤外線を出射する複数の出射面を有し、
前記複数の入射面と前記複数の出射面とは一対一に対応しており、対応する入射面と出射面とでは前記第1主面に対する角度が同じである、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
Both the infrared radiation source and the light guide are shared to form the plurality of infrared light paths,
The incidence prism has a plurality of incidence surfaces on which infrared rays from the infrared radiation source are incident at different angles with respect to the first main surface,
The emission prism has a plurality of emission surfaces that emit infrared rays from the infrared radiation source at different angles with respect to the first main surface,
The plurality of entrance surfaces and the plurality of exit surfaces correspond one-to-one, and the corresponding entrance surface and exit surface have the same angle with respect to the first main surface.
The liquid component detection system according to claim 1.
前記赤外線放射源と前記導光体との両方が、前記複数の赤外線光路に共用されており、
前記導光体の前記第2主面の一部を覆っており、前記複数の赤外線光路のうち少なくとも1つの赤外線光路を導光される赤外線を反射する反射膜を更に備える、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
Both the infrared radiation source and the light guide are shared by the plurality of infrared light paths,
The light guide further includes a reflective film that covers a part of the second main surface and reflects infrared light guided through at least one infrared light path among the plurality of infrared light paths.
The liquid component detection system according to claim 1.
前記導光体が、前記複数の赤外線光路に共用されており、
前記赤外線放射源を複数備え、
前記複数の赤外線放射源の各々から前記入射用プリズムに入射する赤外線の入射角が互いに異なり、
前記出射用プリズムから前記複数の受光素子の各々へ出射される赤外線の出射角が互いに異なる、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
The light guide is shared by the plurality of infrared light paths,
Comprising a plurality of the infrared radiation sources,
The incident angles of infrared rays incident on the prism for incidence from each of the plurality of infrared radiation sources are different from each other,
The emission angles of infrared rays emitted from the emission prism to each of the plurality of light receiving elements are different from each other,
The liquid component detection system according to claim 1.
前記複数の受光素子の各々の出力信号から前記液体の互いに異なる成分を検出する、
請求項1に記載の液体成分検出システム。
Detecting mutually different components of the liquid from output signals of each of the plurality of light receiving elements,
The liquid component detection system according to claim 1.
前記入射用プリズム及び前記出射用プリズムの各々は、前記導光体の前記第1主面から突出している、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の液体成分検出システム。
Each of the incidence prism and the emission prism protrudes from the first main surface of the light guide,
The liquid component detection system according to claim 1.
前記複数の受光素子の各々の出力信号を信号処理する処理回路を更に備える、
請求項1〜11のいずれか一項に記載の液体成分検出システム。
Further comprising a processing circuit for signal processing the output signal of each of the plurality of light receiving elements,
A liquid component detection system according to claim 1.
前記液体が通るパイプを更に備え、
前記パイプは、前記液体の入口と出口との間において開口部を有し、
前記導光体は、前記開口部を覆うように配置される、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の液体成分検出システム。
Further comprising a pipe through which the liquid passes;
The pipe has an opening between an inlet and an outlet of the liquid,
The light guide is arranged to cover the opening,
The liquid component detection system according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021152491A (en) * 2020-03-24 2021-09-30 株式会社Lixil Analyzer, toilet bowl device, wash stand, method and program

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