JPS62126327A - ポジシヨンセンサ及び該ポジシヨンセンサを使用した遠心分析器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ポ）／ヨンセンサの一方の位置に対してポジ
／ヨンセ／すの他方の位置を相対的に（多動させる部（
Ａの位置を検出するためのポジ／ヨンセンザ、遠心分析
器のロータの回転位置を検出するためのボ）／ヨ／セン
サ、該ポジ／ヨノセノサを取り付けるためのマウント装
置、及びこのポジ／ヨンセ／すを使用した遠心分析器に
関するものである。

従来の技術 相対的に可動な部月の相対位置を検出するためのボジシ
ョノセ／すは多くのものが知られている。例えば、測光
分析装置によってロータのキュベツト内に入れられた液
体を測光分析するための光通路に対してロークリキュベ
ツトの回転を同調させるために、遠心分析器のロータの
回転位置を検出するための、Ｉ？）／ヨンセンサが公知
である。

また遠心分析器は例えば、１９７１年ＩＪ］１２日に公
開された、ア／ダー：／　／（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　）に
よるアメリカ合衆国特許第３５５５２８４号明細書に開
示されている。この遠心分析器は、周方向に間隔を保っ
て配置された半径方向の液体通路を備えた円板形のロー
タを有している。

ロータが回転すると、液体サンプル及び試薬は遠心力の
影響を受けて前記各液体通路に沿って、これらの各液体
通路の半径方向外端部に設けられたキュベツトに達する
。これらのキュベノ１−は、ロータの回転１１１＋　ｍ
Ａに対して平行に延びるキュベツトを通る光通路を有す
る開口を備えている。これらのキュベノＩ・は、ロータ
の回転軸線と同心的に配置されているので、ロータが回
転すると、各キュベツトを通る光通路は、ロータの反対
側に設けられた光源及び側光セ／すに連続的に合致せし
められる。次いで、各キュベツトを通る光通路から測光
セ／すによって光の強さを検出することによって、液体
サンプルを有する試薬の光学的反応の範囲が明らかにな
り、反応した試薬と共に液体サンプルの成分の定量分析
が行なわれる。

各キュベツト内の液体サンプルを遠心分離によって分析
するためのボノションセ／すは、光源からキュベツトを
通って６１１光センサに通じる尤、ｊｆｉ路に、回転せ
しめられるキュベツトが連続的に合致させられるのを検
出する必要がある。

このような遠心分析器のポジ／ヨ／センサは、１９７０
年５月２６日に公開されたアンダーソン（Ａｎｄｅｒｓ
ｏｎ　）によるアメリカ合衆国特許第３５１４６１３号
明細１」トに開示されている。

連続的に配置されたキュベツトを通る光通路が遠心分析
器に設けられた光源及び測光セ／すに合致させられるの
を検出するための、別のボッ７ヨンセンサは、１９７１
年４月２７日に公開されたアダムスその他（Ａｄａｍｓ
　、　ｅ、ｔ　ａｔ　）によるアメリカ合衆国特許第３
５７６４４１号明細書に開示されている。この公知のポ
ジシヨンセンサにおいては、キュベツトを有するロータ
と共に回転する円板を貫通する、円周方向に間隔を保っ
て配置された半径方向に延びるスロットが設けられてお
り、また、この円板が回転せしめられると、連続的に配
置されたスロットを通る光通路の反対側端部に、光源及
び測光センサが設けられている。

このような形式の、透過式（又は中断部又はナイフェツ
ジ形反射器式）ポジ／ヨナルフオトセンサは非常に不市
確である。何故ならば、フォトセンサの位置を検出する
波形によれば、検出と非検出との間の十分明確な区別が
できないからである。その原因は例えば、スロット（又
は中断部）が光を通って回転せしめられ、一定のフル（
又はゼロ）の強さがスロットを横切ると、光が回折せし
められるからである。さらに、検出の具合は、実際の相
対速度と事実上のリミットを有する検出特性と光線の細
かさとに基づいている。

従って、前記アグムスその他によるアメリカ合衆国特許
第３５７６４４１号明細書に開示されているように、前
記ポジションセンサ回路にはしばしばスレ／ヨルドレベ
ル装置が設けられている。しかしながらこのスレ／ヨル
ルベル度が低１：せしめられる。また、前記アダムスそ
の１１ハによる特、−ト「明細」ｉに開示された、位置
を指示するスロットがキュベツトを有するロータをｒｌ
　Ｉｆｉする光通路から離れて別個に設けられている形
式の配置によれば、スロットとキュベツトとの１幾（成
約な整列許容誤差がある。

ギュベノト内の内容物を分析するために、光源と測光セ
ッサとの間の光通路に位置決めされる各キュベツトの位
置を検出する際の電気的及び機械的な困難は、最新の複
雑な遠心分析器になればなるほど、いくつかの理由によ
り大きなものになる。それぞれの分析を行なうために必
要な液体す／ゾルのｉｌｌを多くシ、できるだけ多くの
キュベツトをロータの外周部付近に設けることができる
ように、キュベツト及びひいてはこのキュベツトに形成
された、分析光通路を規定する開口は非常に小さく構成
しなければならない。例えば、各キュベツトは直径１．
５ミリメートルの開口を有しているのが望ましい。より
正確な位置検出を行なうためには、より小さい開口が要
求される。

分析中に、重力及び毛細管現象（例えば、これは回転速
度が遅いと液体をキュベツトから外へ出すように作用す
る）に抗して分析しようとする液体全キュベツト内で遠
心力によって護持するためには、分析器ロータを約７０
　Ｏｒｐｍの高速で回転させるのが望ましい。またこの
ような高速度は、できるだけ迅速に連続分析するために
も望ましい。これは、それぞれの液体サンプルを異なる
波長で連続分析する場合に特に重要である。より正確な
位置検出を行なうためには高速回転が要求される。

また、液体が測光分析の用のキュベツトに達する前に反
応又は潜伏時間を与えるために、流れ抵抗混合特性、液
体サンプルにいくらかの試薬を連続的に加えるだめの特
性及び、キュベツトへ流れる液体サンプルの遠心力によ
る流れの停止又は減速のだめの特性は、キュベツトへ通
じる液体す／ゾルのだめの比較的長い通路を必“皮とす
る。

Ｍ述のように各キュベツトを通る光学通路の開口を小さ
クシ、回転速度及び回転半径を犬きくすると、各キュベ
ツトの開口は、分析を行なうために光通路を約１０　秒
の速度で横切る。

こ、のように分析時間は著しく短かいので、最新式で複
雑な遠ノシー分析器の内容物を測光分析するためにキュ
ベツトが光通路を通る形式のものでは、各キュベツトの
回転位置をより正確に検出する必要性が強調される。

しかしながら最近では正確な位置検出を行なうためによ
り高い正確さがＵ求されている。何故ならば、測光分析
用の光通路に光を通すためにフラノ／ニラメゾを使用す
ると有利だからである。フラノツユラップ照明は、十分
な強さを有する光で十分広いス被り］・ルを得るために
、及びもちろん、測光分析用の光通路にキュベノ命を延
ばすために有利である。従って、より正確な位置検出が
要求されている最新の複雑な遠心分析器においては、測
光分析を行なうためにフラノンニラ／プを同調させるこ
とが望ましい。

また最新の複雑な遠心分析器では、液体通路及びキュベ
ツトを有する１吏い捨てテストエレメントが必要とされ
ている。このような使い捨てテストエレメントは例えば
、１９８５年５月７日に公開されたクローゼその他（Ｋ
ｌｏｓｅ　、　ｅｔａｌ　）によるアメリカ合衆国特許
第４５１５８８９号明細書に開示されている。しかしな
がらこの公知の使い捨てテストエレメントは、分析器の
ロータの位置検出装置に整列させる際にまだ機械的な許
容誤差が生じる。だがこれは、例えばアダムスその他に
よる前記アメリカ合衆国特許第３５７６４４１号明細書
に開示された、分析器ロータから別個に配置された位置
検出装置の付加的な機械的許容誤差を取り除くので、こ
のアグムスその他のものよりも有利である。

最近の複雑な遠心分析器のために望まれている小さい寸
法の開口を有するキュベツトは、ロータの回転’Ｉｌｌ
　線から半径方向で整列するように配慮されている。液
体通路及び遠心分析器のキュベツトの温度はコントロー
ルされるが、装置の別の部分、例えば測光検出７ステム
及び取り付けｒｆ＆造部の温度をコントロールすること
はできない。従って、訓）ｔ　／ステム内で変化する温
度は、側光分析を行なうだめの光通路の半径方向整列を
ずらすのに十分な程度、／ステムを膨張又は収縮せしめ
、これによって分析結果に悪影響を及ぼす。

例えば、最近の複雑な遠心分析器のロータの回転軸線と
光学的分析を行なうための環状に配置されたキュベツト
との間の間隔は、前記理由により約１５ｃｒｎであって
、分析器を製造するための代表的な金属、例えばアルミ
ニウムは、２３．６Ｘ１０−６に−１の熱膨張率を有し
ており、さらに、周囲温度は少なくともｄＴ＝１２°に
で変化することが予測される。温度変化による光学／ス
テムのずれは約０．０４　ａｍに達し、これは前記光学
／ステムの許容できる誤差の２倍である。

従ってこのような問題点を克服するためには、熱膨張率
の低い材料で分析器を製造することが提案されている。

このような材料は例えば、ｌ−レードマークＩＮＶＡＲ
で市販されている合金である。その他の熱膨張率の低い
材料は一般に弱く及び／又はもろく及び／又は要求され
た精、度で製造するのが困難である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら最近の複雑な遠心分析器のための材料はさ
らに強いものが要求されている。何故ならば遠心分析器
のロータは例、えば３．５０Ｏｒｐｍまでの非常に高回
転数で回転させる必要があり、また例えば前記のような
混合及び流れ制（財）特性を得るために非常に迅速な加
速及び減速を有する、回転速度の可変プログラムで回転
させる必要があるからである、　さらにこれらすべての
作業は、ロータの回転軸線に対する測光ビームの正確な
放射に不都合な影響を与えることなしに行なわれなけれ
ばならない。さらに、ノイズ及びその他の問題を避ける
ために装置の主フレームの振動を可能な限り抑制しなけ
ればならない。このようなノイズ及びその他の問題は、
装置の振動によって生ぜしめられて装置の各部が故障し
たり、ロータに配置される使い捨てテストエレメントに
流れ込む液体の流れが妨げられたりすることであり、こ
のために構造の強さ及び組み立て正確さが要求される。

このためにまた、熱膨張又は収縮を避けるための、測光
分析器及び位置決めフォトセンサな取り付けるその他の
手段が要求される。

従って本発明の課題は、正確なポジションセンサを提供
し、しかもそのために特に適した、遠心分析器用のマウ
ント装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決した本発明のポジションセンサは、光
を放射するためのフォトセンサ部と、この放射された光
が反射した時に光の強さに応答するフォトセンサ部と、
このフォトセンサ部に向かって突起する凸状の、光を反
射させる面を備えた部材とを有しており、該部材が、光
がこの部利に掃過反射して前記光の強さに応答するフォ
トセンサ部を通過するようにこのフォトセンサ部に対し
て相対的に可動である。凸状面を備えた、光を反射させ
る部材が凸状平面で、光の強さに応答するフォトセンサ
部に対し、て少なくとも最も大きく相対運動する際に、
光な反射させる部材によって掃過して（かすめて）反射
せしめられた光はフォトセンサ部を通過するようになっ
てし・る。

作用 反射面が凸状になっていることによって、フォトセンサ
部と凸状の光反射部材との相対運動よりも早く、光は凸
状面で掃過せしめられて光の強さに応答するフォトセン
サ部を通過する。

このために、反射面の凸状形状は、掃過反射せしめられ
て光に応答する一方のフォトセンサ部ケ通過する光の速
度が他方のフォトセンサ部に設けられた光ビームの幅に
関連して、光の強さに対する連続的な曲線状の応答が得
られるように選定されている。

本発明の凸状の反射面と、従来のナイフェツジ形反射器
を使用した。ｌ？ノショソ／／センサとは、例えば拡大
解釈してナイフエッ、ノ形反射器が湾曲されていると解
釈しても技術的に異なっている。何故ならばこの凸状と
いう言葉は普通の、意味で悦覚的に凸状に見える構造を
意味しているからである。またこれとは逆のことは、不
完全平面又はレベルアイ１ミラー（１ｅｖｅｌ　−ｅｙ
ｅｄ　ｍ１ｒｒｏｒ →→抽−す叶）等のやや湾曲された反射面にも当てはま
る。

本発明の凸状の反射面による掃過される光の反射作用及
びこの時に生ぜしめられる光の強さに対する連続的な曲
線状の応答作用は従来のものに対する構造的な大きな違
いを強調する。つまり、ナイフェツジ形又はやや湾曲さ
れた反射器は、本発明の凸状の反射面のように光をかす
めるように（掃過）反射させるのではなく、ナイフェツ
ジから瞬間的に又はやや湾曲された反射器からほぼ扁平
に反射させる。つまり、ナイフェツジ形又はやや湾曲さ
れた反射器から得られる、光の強さに対する応答は連続
的な曲線状ではな（、十分な正確さが不連続的にしか得
られない、不連続的な位置検出を伴なう不連続的な曲線
状である。

凸状の反射面によってこの反射面をかすめるように反射
せしめられた光は、凸状の反射面と光：て応答するフォ
トセンサとの間の相対運動よりも早（この光に応答する
フォトセンサを通過するので、連続的な曲線を描く、光
に対する応ン　　− 答は、ポジ７ヨ礼ス冬センサのために十分な正確さを提
供する。

実施態様 しかしながら、例えば非常に正確な位置検出が要求され
る遠心分析器にポ、ジショニングセンサを使用する、本
発明の有利な実施態様においては、連続する応答曲線の
勾配のゼロ交差点からのピークを規定するために、連続
する応答曲線はピークセンサで第１次微分される。従っ
てこの有利な実施態様は、位置を指示するピーク時作用
を直接束ぜしめるために、連続的な曲線状の位１行応答
の電気的なピークを間接的に検出することが有利である
という考え方に基づいている。

本発明の別の有利な実施態様によれば、フォトセンサ及
び遠心分析器の測光センサの半径方向位僅な維持するた
めに使用される温度の影響を受けないマウントが設けら
れている。このマウントは、低い熱膨張係数を有する材
料から成る部材が別の材料より成る部材に、１箇所の基
準固定点を除℃・て情動可能に支持されている複合構造
である。低い熱膨張係数を有する材料は、取り付けよう
とする構造部、有利な実施態様では位置を検出するフォ
トセンサ及び測光センサな基準点から間隔を保って支持
する。従ってこの基準点からの間隔は、情動可能に支持
されているために、低い熱膨張係数を有する材料の熱変
化に応じて変化するが、この低い熱膨張係数を有する一
方の材料は、他方の材料より成る支持しようとする部材
のために構造的な強さ及び形状な°与える必要はな（・
０ 低い熱膨張係数を有する材料は、しばしば高価で、十分
な強さを有してはおらず（例えばもろい）、支持構造部
を製造するのは困難である。

従って複合構造にすれば、故障を避けることのできる所
望の低い熱膨張係数が得られる。

実施例 次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図には、遠心分析器の円板形ロータ１０の一部が示
されている。この円板形ロータ１０は、円周に分配して
配置された半径方向溝１２を有している。これらの半径
方向溝１２はそれぞれ使い捨てテストエレメント１４（
１つだけ示されている）を受容するように構成されてい
る。使い捨てテストエレメントは端部１６で開口（図示
せず）を有しており、この端部１６は、分析しようとす
る液体サンプルを受容するための半径方向溝１２０１つ
にテストエレメントが収容された時に半径方向で一番内
側に来る。ロータが回転すると、液体は遠心力によって
前記端部１６に設けられた開口からテストエレメント１
４内に形成された通路（図示せず）に沿ってキュイツト
１９に達する。このキュベツト１９は、テストエレメン
ト１４がロータ１０の半径方向溝１２内にある時に前記
通路を半径方向外側で終らせている。キュベツト１９は
１７寸の開口１８を有しており、この１対の開口１６は
、液体を測光分析するための、キュベツト１９を通る光
通路を形成している。つまり、１種類又はそれ以上の試
薬がテストエレメント１４内にあらかじめ入れられてい
て、この試薬が遠心力によって通路に沿って押しやられ
てキュベツト１９に達し、ここで遠心力によって保持さ
れて液体と混ぜられており、この試薬が反応することに
よって測光分析される。テストエレメントの有利な実施
例の詳細はクローゼその他（Ｋｌｏｓｅ　ｅｔ　ａｌ、
　　）による前記アメリカ合衆国特許第４５１５８８９
号明細書に記載されている。

各半径方向溝１２内には円筒形のピン２０が配置されて
おり、この−ン２０は、キュベツト１９を有する側のテ
ストエレメント１４の端部に設けられた１字形状部２２
０半径方向及び周方向の位置決め面と協働する。この−
ン２０とＬ字形状部２２とは協働して、各半径方向／ｐ
Ｊ　１２内で、開口１８によって形成されたキュベツト
１９を通る光通路を開口２４（第２図参照）に整列させ
、テストエレメント１４を位置決めし、ひいてはキュ４
ツト１９を通る光通路をビア２０に対して相対的に整列
させる。ロータ１０に設けられた開口２４は、位置的な
不正確さを調節するために拡大することができるが、第
２図に関連して述べられているようにピンによってトリ
ガーされる測光分析装置に対して、キュベツトを通る光
通路の位置を正確に決めることが重要である。

キュベツト１９内の液体を分析するための測光分析装置
（第２図参照）の光通路に対して相対的に回転せしめら
れるロータに設けられたテストエレメントのキュベツト
１９を通る光通路の回転位置を決めるために、ピン２０
０区分がテストエレメント１４を位置決めし、ひいては
このテストエレメント１４の光通路を、フォトセンサ２
６と協働するロータに対して位置決めする。フォトセン
サ２６は光を放射する部分を有している。この放射され
た光は、ピンがフォトセンサの手前を通って回転する時
にピンの位置を検出するために、ピン２０に反射してフ
ォトセンサに戻される（矢印２７参照）。円筒形のピン
の外周面は凸状如なっているので、フォトセンサに反射
される光をこの凸状前でかすめて、ロータの回転よりも
早くフォトセンサの応答部分を通過するように作用する
。しかしながら符号２８で示されているように、光の強
さに応じた、フォトセンサからの連続的な曲線状の応答
が形成される。反射される光の、より迅速な掃過によっ
て、フォトセンサにおけるほぼ市確なピンの位置検出が
得られる。

しかしながらフォトセンサ２６の、光の強さに応じた応
答２８は連続的な曲線を描くので、ビークセンサ３０の
第１次微分はライン３１を介して、符号３２で示されて
いるようにライン３３でより正確な位置指示を表示する
。この・Ｑシス３２の所で、微分された連続する曲線関
数はＯと交差する（つまりサインが変わる）。フオドセ
ッサ２６に対するビ゛ン２０の非常に正確な位置検出及
びひいては、ピンによって規定されたテストエレメント
の通路を通る光通路の位置が得られる。

ロータ１０の各半径方向溝１２内に設けられたフランジ
３５は、協働するピン２０及び１字形状部を正確に位置
決めするために、遠心力及びばね力を利用して各半径方
向溝１２内でテストエレメント１４の１字形状部２２０
半径方向及び周方向整列面をピン２０に対して保持する
ように配置されている。このフランジ３５の詳細は、ヨ
ーロッパ特許出願公開第０１３２５１０号明細書に開示
されている。

第２図には、フォトセンサ２６の有利な実施例及び、こ
れを遠心分析器に使用した状態が示されている。フォト
センサは回転時の各ピノ２０（第２図では１つだけ図示
されている）の位置を検出する。つまりこの位置で、ロ
ータ１０に配置されたテストエレメント１４の孔１９を
通る光ｊＴ＋路がビ／２０と協働すると、フランンユラ
ンプ３４から測光センサ３６へ通じる、遠心分析器の光
通路と合致してテストエレメント１４のキュベツト１９
の光通路を通過する光の強さに応答してこのキュベツト
１９内に入れられた液体を分析する。前記フラッシュラ
ンプ３牛から測光センサ３６に通じる光通路は光学ユニ
ット３８を通って延びている。この光学ユニット３８に
はやはり位置を検出するフォトセンサ２６が設けられて
いる。フラノンエランプδ生から発する光は２つのミラ
ー牛○に反射されてテストエレメント１４のキュベツト
１９の光通路を通って測光センサ３６に達する。２つの
ミラー牛○の間の光通路に設けられたビームスシリツタ
−４２は、比較を行なうために、フラッシュランプ３４
からの光の一部を測光センサの別の部分４４に向ける。

フラッシュランプ３牛から測光センサへ通じる光通路に
は種々のレンズ及び色彩装置が配置されており、波長を
規定するフィルター（図示せず）が、キュベツト１９内
の液体を分析するために適した波長の光を透過せしめる
。

ロータ１０は、軸線４６を中心にして回転させるために
（第２図、矢印参照）＠受けに取り付けられている。各
ビ／２０は、ロータの回転軸線に対して平行な軸線を有
する円筒形に形成されている。フォトセンサの側方かも
ピン２０に向けて発せられた光（第２図参照）が、ロー
タ及びひいてはピンが回転する際にピンに当たってフォ
トセンサの前記と同じ側に掃過反射する時の、−ン２０
とフォトセンサ２６との相対的な位置が第２図に示され
ている。

ロータ１０がその軸線４６を中心にして回転してピノ２
０がフォトセンサ２６に十分近づけられると、フォトセ
ンサによってほぼロータの１ｌｌＩ線４６に向けて発せ
られた光がピンに当って、合計反射角「ｇ」（以下の式
参照）でピン２０によって反射せしめられる。

ｇ＝２［Ａｒｃｔａｎ（Ｍ）＋Ａｒｃｔａｎ（Ｙ　−ｖ
（）、／’Ｘ−ｘＱ）］この式中、ｇはピンに入射する
光とピンによって反射された光との間の内角、Ｍはロー
タ回転軸線における原点を有するカーテンアン座標のＸ
軸線に対する入射光の角度のタンジェント、Ｘ（）　、
　Ｙ（）　Ｉｄ円筒形のピンの軸線のカーテンアン座標
、Ｘ、Ｙはピン表面の、光が反射されろポイントのカー
テシアン座標である。

以上の式により分るようにピンの曲率半径に応じて、ロ
ータの回転速度よりも早く検出するために、フォトセン
サから発せられてピンによって掃過反射された光はフォ
トセンサの光の強さに応答部分を通過する。例えば、ピ
ンの軸υがロータの回転軸線から１４０ミリメートル離
れていて、ピンの半径が２ミリメートルであってロータ
が７５Ｏｒｐｍ　　で回転するものとすれば、反射され
た光は約１８σで掃過せしめられ、従ってフォトセンサ
を、ロータ回転角度の１°よりも小さい角度で約０．１
８　ミ’Ｊセンドで通過する。従って、第１図で符号２
８で示され゛た応答関数の幅は、１８０°のセグメント
に基づいて、フォトセンサ２６の光の強さに応答部分が
応答する光の掃過幅よりも狭い。

また、ピン２０とフォトセンサ２６との相対運動よりも
早く、フォトセンサに向かって突出する凸状の部材（例
えばピン２０）からフォトセンサに掃過（かすめ）反射
される光によって得られた正確さは十分なものであるが
、第２図に示した遠心分析器におけるキュベツト１９の
光通路は直径が約１．５咽、ロータ回転数が７５Ｑｒｐ
ｍ　　であるので、光は光通路を通って測光センサ３６
に約１０　　秒で掃過する。この時間は十分な正確さを
得るためには不十分である。

ピンによって反射された光は、ビ／の直径を小さくする
ことによってより早くフォトセンサを掃過させることが
できるが、本発明によればこれは以下の２つの理由によ
り行なわれていない。

第１に、ピン２０は、このような付加的な作用を行なう
ための付加的な部材の公差を補償するためにテストエレ
メント１４を位置決めして配置する働きをも有している
。つまり本発明の有利な実施態様によれば、ピア２０は
分析器のロータ１０を貫通して延びており、ロータ１０
の一方側から突出するピン端部によってテストエレメン
ト］４が位置決めされ、ロータｌ○の他方側から突出す
るピン端部で、テストエレメント１４に妨害されずに光
が反射される。位置決め作用のために機械的に十分な安
定性を得るために、ピン２０は小さすぎてはいけない。

第２図に、これはさらに重要なことであるが、本発明に
よれば、符号２８で示した連続する曲線の応答関数を微
分する可能性が得られろ。応答関数２８をより狭くする
ためにピン２０をより小さくすれば、フォトセンサの応
答時間及びその他の前記条件はミスを招くのに十分なも
のになってしまうが、このミスは本発明の有利な実施例
によれば連続する曲線関数を微分することによって避け
られる。

フォトセンサ２６は有利には例えばヒューレｙ　）　　
Ａツカ−Ｙ　（Ｈｅｗｌｅｔｔ　Ｐａｃｋａｒｄ　　）
によるモデルＨＥＤＳ−１０００等の市販されている光
放出及びセンサ装置である。このモデルＨＥＤＳ　−１
０００は、より正確な性能を得るために、フォトダイオ
ード（図示していないが第２図のフォトセンサ２６の右
側に設けられている）によってセンサするための、発射
された光とピンによって反射された光とを同時に集める
２つに分けられた非球面レンズ（図示していないが第２
図でフォトセンサ２６の左側に配置されている）を有し
ている。

フォトセンサは円筒形のマウントユニット牛７に取り付
けられており、このマウントユニット４フ自体は光学ユ
ニット３８の円筒形の室内に収容されている。このフォ
トセンサのためのマウントユニット４７は、検出しよう
とするピン２０の位置でフォトセンサを傾斜させるため
の位置決めねじ４８と、ピンに発射されここで反射され
た光を集めるためにフォトセンサをロータの回転軸線４
６に向かって及びこれから離れる方向に移動させるため
のねじ５ｏとを有している。これらのねじ４８．５０は
、フォトセンサの光学的特性及び、光学ユニットに設け
られたフォトセンサを支持する円筒形のマウントユニッ
トの表面とに関連して配置される。しかしながら、フォ
トセンサ２６のための各マウントユニット４７は、フラ
ッ／ユランプのタイミング連続及び測光センサ（図示し
ていないが公知形式で調節可能である）に関連してフォ
トセンサの円筒位置をセットするために、ロータ１００
周方向で位置決め調節する必要がある。

このために、ねじ５２を取り付はユニッ）４７にねじ込
んで、さらにこのねじ５２の区分５４（有利な実施例に
よれば直径が他の区分より小さい）を光学ユニット３８
の終端壁５５にねじ込む。区分５４以外の、マウントユ
ニットにねじ込まれる区分と、光学ユニットにねし込１
れる区分５４とは、それぞれ異なるピッチを有している
。従って、ねじ５２を回転させるとマウントユニット４
７は一方方向で移動し、ねじ５２は反対方向で異なる寸
法だけ移動する。異なる方向で異なる分だけ移動するこ
とによって、どちらか一方のねじ山だけ設けるよりも、
ねじ５２及びねじ区分５４に関連してより精確な位置決
めが得られる。

フォトセンサ２６は、テストエレメント１４のキュ４ツ
ト１９を通る光通路と測光セ／す３６の光通路とが一致
する周方向の位置を検出するが、ロータ１０の回転軸線
４６に対して半径方向で一致する位置は検出しない。し
かしながら半径方向の一致位置は、ロータ１０と光学ユ
ニット３８との間の湿度が異なっているために変化する
。このような温度の差は、遠心分析器が、ロータ１０に
対する間隔を維持するための及びひいては、周囲の状態
及び、光学ユニット３８の温度に作用するフラツ／ユラ
ンゾ３４からの熱とは異なる一定の温度で分析しようと
するテストエレメント１４のキュベツト内に収容された
液体に対する間隔を維持するための装置（図示せず）を
有していれば特に生じやすい。

第２図及び第３図では、測光セッサ３６をロータ１０の
回転軸線４６（第２図参照）及びひいては、テストエレ
メント１４の、一定温度に保たれるキュベツト１９（第
２図参照）を通る光通路とを半径方向で整列ＸｆＬ持さ
せるための装置が示されている。このために、ほぼ半径
方向に延びる互いに平行なレール５６．５８の一端部が
基準点（この実施例ではロータの回転軸線４６を直径方
向で横切るレール間の法線上に位置する）で締め付は部
材６２によって支持プレート６０に固定されている。レ
ール５６　、５８は、支持プレート６０よりも低い熱膨
張係数を有するアノ・２−などの材料より製造されてい
る。

レール５６．５８の他端部は、ロータの軸線４６のアー
チ状の移動運動に抗し、しかしながらこの軸線４６を横
切る方向で移動するように、スロット６４、ねじ及びば
ねワツ／ヤ締付は部材６６によってプレートに固定され
ている。こうして光学ユニット３８は、レール５６　、
５８の固定基準点から間隔を保ってレール５６，５８に
取り付けられている。従って、ロータの回転Ｉ軸線４６
に対する光学ユニット３８の半径方向の整列状態には、
レール５６．５８の下側でスライビする支持プレート６
０の膨張とは無関係にレール５６．５８の低い熱膨張係
数が作用する。しかしながらプレー口６０は、ロータ及
び光学ユニットを支持するのに十分な剛性を有している
。寸だ、レールの材料は、光学ユニットを支持するため
に要求される複雑な形状に構成されろ必要はない。しか
しながら光学ユニットには、少なくとも一方のレール（
この実施例ではレール５８）に清ってリッジ６８によっ
てのみ、横方向及び周方向の形状安定性が与えられてい
る。

本発明は図示の実施例のみに限定されるものではない。

作用 以上のように本発明によれば、従来のものより正確なポ
ジションセンサ及びこの正確なポジションセンサに適し
た、遠心分析器用のマウント装置が提供された９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による遠心分析器のロータの
一部及びキュベツトを有するテストエレメントの概略的
な斜視図及びフォトセンサの回路図、第２図は、第１図
の遠心分析器及びフォトセンサに使用した光学ユニット
の一部の概略的な縦断面図、第３図は、測光センサ３６
をロータ１０の回転軸線及びひいては、テストエレメン
ト１４のキュベツト１６に対して整列維持させるための
装置の一部を分解した概略的な斜視図である。 １０・・円板形ロータ、１２・・・半径方向溝、１牛パ
使い捨てテストエレメント、１５・・・端部。 １８・・・開口、１９・・・キュベツト、２０・・・ピ
ン、２２°°Ｌ字形状部、２４・・・開口、２６・・・
フオツトセンサ、２７・・・矢印、２８・・・光の強さ
に応じた応答、３ｏ・・・ピークセンサ、３１・・・ラ
イン、３２・・・・ξルス、３３・・・ライン、３４・
・・フラッシュランプ、３５・・・クランプ、３６・・
・測光センサ、３８・・光学ユニット、４０・・・ミラ
ー、４２・・・ビームスシリツタ−１４４・・・別の区
分、４６・・・軸線、４７゛・円筒形のマウントユニッ
ト、４８゜５０．５２・・・ねじ、５４・・・区分、５
５・・・終端壁、５６．５８・・レール、６０・・・支
持プレート、６２・・・締付は部材、６４・・・スロッ
ト、６６・・・ばねワッシャ締付は部材、６８・・・リ
ップ第３図 ４６・ロータの回転軸線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光を放射するための手段（３４）と、この放射され
   た光が反射した時に光の強さに応答する手段とを有する
   フォトセンサ（２６）が設けられており、該フォトセン
   サ（２６）に向かつて突起する凸状の、光を反射させる
   面を有する部材（２０）が設けられており、該部材（２
   ０）が、光の強さに対する連続的な曲線状の応答を得る
   ために、光がこの部材（２０）に掃過反射して前記フォ
   トセンサ（２６）を通過するようにこのフォトセンサ（
   ２６）に対して相対的に可動であることを特徴とする、
   ポジシヨンセンサ。 ２、フォトセンサ（２６）に向かつて凸状の、光を反射
   させる面を有する前記部材（２０）が、ほぼ円筒形のピ
   ンである、特許請求の範囲第１項記載のポジシヨンセン
   サ。 ３、前記部材（２０）が、遠心分析器のロータ（１０）
   に取り付けられていて、ロータ（１０）でテストエレメ
   ント（１４）を位置決めするための位置決め手段をも構
   成している、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のポ
   ジシヨンセンサ。 ４、前記部材（２０）が、ロータ（１０）を通つて延び
   るほぼ円筒形のピンより成つていて、ロータ（１０）の
   一方側で反射面を有しロータ（１０）の他方側で位置決
   め手段を有している、特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれか１項記載のポジシヨンセンサ。 ５、光に応答するフォトセンサの連続する応答曲線の勾
   配が交差するゼロ点を規定するためのピークセンサが設
   けられている、特許請求の範囲第１項から第４項までの
   いずれか１項記載のポジシヨンセンサ。 ６、フォトセンサに取り付けるためのマウントユニット
   と、２つの異なるピッチ及び向きを備えたねじ山区分を
   有するねじとが設けられており、該ねじの一方のピッチ
   及び向きを備えたねじ山区分が前記マウントユニットに
   ねじ込まれ、他方のピッチ及び向きを備えたねじ山区分
   が前記マウントユニットを支持するためのユニットにね
   じ込まれる、特許請求の範囲第１項から第６項までのい
   ずれか１項記載のポジシヨンセンサ。 ７、光を放射するための手段（３４）と、この放射され
   た光が反射した時に光の強さに応答する手段とを有する
   フォトセンサ（２６）が設けられており、該フォトセン
   サ（２６）に向かつて突起する凸状の、光を反射させる
   面を有する部材（２０）が設けられている形式のポジシ
   ヨセンサを使用した遠心分析 器において、遠心分析器のロータ（１０）を支持するた
   めの支持部材が設けられており、該支持部材の材料より
   も低い熱膨張係数を有する材料より成る、ロータ（１０
   ）の回転軸線（４６）から半径方向に延びるスライド部
   材が設けられており、該スライド部材が、遠心分析器の
   光学ユニット（３８）を支持するためにロータ（１０）
   の回転軸線（４６）に向けられた１箇所を除いて、前記
   支持部材に滑動可能に支持されていることを特徴とする
   、遠心分析器。 ８、前記支持部材がレール（５６、５８）であつて、さ
   らに、このレール（５６、５８）で支持される光学ユニ
   ット（３８）に横方向の位置安定性を与えるために、遠
   心分析器のほぼ半径方向で前記レール（５６、５８）に
   沿つて延びるリップ（６８）を有している、特許請求の
   範囲第７項記載の遠心分析器。 ９、光を放射するための手段（３４）と、この放射され
   た光が反射した時に光の強さに応答する手段とを有する
   光学ユニット（３８）を使用した遠心分析器であつて、
   該遠心分析器のロータ（１０）に、このロータ（１０）
   が光学ユニット（３８）に対して相対回転せしめられた
   時に光の強さに応答するフォトセンサから連続的な応答
   曲線を得るために、前記フォトセンサに光を掃過反射さ
   せるための凸状面を有するほぼ円筒形のピン（２０）が
   設けられていることを特徴とする、遠心分析器。 １０、前記ピン（２０）がロータ（１０）の軸線（４６
   ）に対して平行にロータ（１０）を貫通して延びており
   、ロータ（１０）の一方側に突出するピン（２０）の端
   部によつて光が反射され、ロータ（１０）の他方側に突
   出するピン（２０）の端部にロータ（１０）に設けられ
   たキュベツト（１９）が配属されている、特許請求の範
   囲第９項記載の遠心分析器。 １１、光に応答するフォトセンサの連続する応答曲線の
   勾配が交差するゼロを規定するためのピークセンサが設
   けられている、特許請求の範囲第９項又は第１０項記載
   の遠心分析器。 １２、フォトセンサに取り付けるためのマウントユニッ
   トと、２つの異なるピッチ及び向きを備えたねじ山区分
   を有するねじとが設けられており、該ねじの一方のピッ
   チ及び向きを備えたねじ山区分が前記マウントユニット
   にねじ込まれ、他方のピッチ及び向きを備えたねじ山区
   分がマウントユニットを光学ユニットに対して可動に支
   持するためにこの光学ユニットにねじ込まれる、特許請
   求の範囲第９項から第１１項までのいずれか１項記載の
   遠心分析器。 １３、支持部材（６０）にスライド可能に支持された１
   対のレール（５６、５８）が設けられており、該１対の
   レール（５６、５８）が、ロータ（１０）の回転軸線（
   ４６）から離れてほぼ半径方向にかつ互いに平行に延び
   ていて、光学ユニット（３８）を支持するために、ロー
   タ（１０）の回転軸線（４６）を交差する１対のレール
   （５６、５８）間の法線上の１点でのみ支持部材（６０
   ）に半径方向で固定されており、該１対のレール（５６
   、５８）が、支持部材（６０）の熱膨張係数よりも低い
   熱膨張係数を有する材料より成つている、特許請求の範
   囲第９項から第１２項までのいずれか１項記載の遠心分
   析器。