WO2017043623A1 - 滴下検出装置 - Google Patents

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WO2017043623A1
WO2017043623A1 PCT/JP2016/076596 JP2016076596W WO2017043623A1 WO 2017043623 A1 WO2017043623 A1 WO 2017043623A1 JP 2016076596 W JP2016076596 W JP 2016076596W WO 2017043623 A1 WO2017043623 A1 WO 2017043623A1
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light
light receiving
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PCT/JP2016/076596
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平田　篤彦
靖浩 近藤
弘治 宮林
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株式会社村田製作所
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    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3306—Optical measuring means

Definitions

  • the present invention relates to a drip detection device.
  • Patent Document 1 discloses a drip monitor device that detects a droplet dropped in a light-transmitting drip tube using a light emitting element and a light receiving element, and calculates the number of drops and a drop interval. Is disclosed.
  • a light emitting element and a light receiving element are arranged side by side on one side of an infusion tube, and light having a directivity angle is output from the light emitting device to form droplets in the infusion tube.
  • the reflected scattered light is detected by the light receiving element to catch the droplet dripping.
  • the detection sensitivity is low because the scattered light is detected by the light receiving element.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a drip detection device capable of accurate detection even when a drip tube is tilted due to a patient's movement or the like, and light traveling straight from a light emitting element falls off without hitting a droplet. With the goal.
  • a photon having a cylindrical drip tube in which a nozzle is inserted from above and receives a droplet dropped from the lower end of the nozzle, one or more light emitting elements that emit light, and two or more light receiving elements that receive the light An interrupter, wherein the one or more light emitting elements and the two or more light receiving elements are disposed opposite or substantially opposite to each other with the drip tube interposed therebetween, and the one or more light emitting elements and the two or more light emitting elements Two or more optical paths connecting the light receiving elements are a drop detection device located below the lower end of the nozzle.
  • the drip tube is the drip detection device according to [4], which is disposed between the light emitting element and the light receiving element and on a side close to the light receiving element.
  • the element is the drip detection device according to any one of [1] to [7], which is disposed at a position facing or substantially facing across the drip tube.
  • one or more light-emitting elements and two or more light-receiving elements are provided, and droplet dropping is reliably detected by a photo-interrupter disposed at a position facing or substantially facing each other across an infusion tube. can do.
  • FIG. 1A is a schematic plan view schematically showing the schematic configuration of the drip detection apparatus according to the first embodiment with the nozzle removed and the illustration of a liquid reservoir omitted.
  • FIG. 1B is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the drop detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic plan view schematically showing the schematic configuration of the drip detection apparatus according to the second embodiment with the nozzle removed and illustration of the liquid reservoir omitted.
  • FIG. 2B is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 3A is a schematic plan view schematically showing the schematic configuration of the drip detection apparatus according to the third embodiment with the nozzle removed and the illustration of the liquid reservoir omitted.
  • FIG. 3B is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic plan view schematically showing the schematic configuration of the drip detection apparatus according to the fourth embodiment with the nozzle removed and the illustration of the liquid reservoir omitted.
  • FIG. 4B is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic plan view schematically illustrating the schematic configuration of the drip detection apparatus according to the fifth embodiment with the nozzle removed and the illustration of the liquid reservoir omitted.
  • FIG. 5B is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional explanatory view for schematically explaining the effect obtained in the dropping detection apparatus according to the sixth embodiment.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional explanatory view for schematically explaining the effect obtained in the dropping detection apparatus according to the seventh embodiment.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional explanatory view for schematically explaining the effect obtained in the dropping detection apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the ninth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the tenth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic front view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic plan view schematically showing the schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the twelfth embodiment with the nozzle removed and the illustration of the liquid reservoir omitted.
  • FIG. 13 is a partial front cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a dropping detection apparatus according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 14 is a partial front sectional view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view for schematically explaining the effect obtained in the dripping detection apparatus according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram for schematically explaining the effect obtained in the dropping detection apparatus according to the thirteenth embodiment in plan view.
  • FIG. 13 is a partial front cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a dropping detection apparatus according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 14 is a partial front sectional view schematically showing a schematic configuration of the dropping detection apparatus according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 17A is an explanatory diagram illustrating an example in which a light receiving element and a resistor are connected in series with respect to the circuit configuration of the drop detection device according to the present invention.
  • FIG. 17B is an explanatory diagram illustrating another example in which a light receiving element and a resistor are connected in series with respect to the circuit configuration of the drop detection device according to the present invention.
  • FIG. 17C is an explanatory diagram illustrating an example in which the resistors are further connected in series after all the light receiving elements are connected in series with respect to the circuit configuration of the drop detection device according to the present invention.
  • the drop detection device 1 As shown in FIGS. 1A and 1B, the drop detection device 1 according to the first embodiment has a cylindrical drip tube in which a nozzle 12 is inserted from above and receives a droplet 13 dropped from the lower end of the nozzle 12. 11 and one or more light emitting elements 52 for irradiating light and a photointerrupter 5 having two or more light receiving elements 51 for receiving the light.
  • a tube 15 that discharges the droplet 13 dropped into the drip tube 11 from the drip tube 11 is provided.
  • the drip tube 11 is disposed in the middle of an infusion line extending from an infusion bag suspended on a stand at a position higher than the human body to the human body.
  • the upper end of the nozzle 12 is connected to a tube 16 constituting the infusion line on the infusion bag side.
  • the inside of the nozzle 12 communicates with the inside of the drip tube 11.
  • a liquid reservoir 14 in which an infusion (chemical solution) is accumulated is formed at the lower part of the drip tube 11.
  • the lower end of the drip tube 11 is connected to the tube 15 which comprises the human body side infusion line.
  • the infusion in the infusion bag flows downward in the tube 16 due to gravity and reaches the inside of the nozzle 12. Then, an infusion droplet 13 grows at the lower end of the nozzle 12 and drops into the infusion tube 11 when the droplet 13 reaches a predetermined size. Since the drip tube 11 transmits visible light and infrared light, the growing droplet 13 can be visually confirmed from the outside. Infrared light from the infrared LED is not blocked.
  • the photo interrupter 5 includes one or more light emitting elements 52 that emit light and one or more light receiving elements 51 that receive the light.
  • the one or more light emitting elements 52 and the two or more light receiving elements 51 are arranged at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 in between. Further, two or more optical paths 53 connecting the one or more light emitting elements 52 and the two or more light receiving elements 51 are located below the lower end of the nozzle 12.
  • the light emitting element 52 is, for example, a light emitting diode and has a light emitting portion, and irradiates light from the light emitting portion toward the droplet 13 (and the light receiving element 51) being dropped.
  • the light receiving element 51 is, for example, a phototransistor and has a light receiving portion. In this light receiving portion, it is detected whether or not the light emitted from the light emitting element 52 is blocked by the droplet 13 being dropped.
  • the light receiving element 51 may have a configuration in which the light receiving unit detects that the light emitted from the light emitting element 52 changes its light amount by transmitting the droplet being dropped.
  • the light source of the light emitting element 52 is not particularly limited, and examples thereof include an infrared LED and a visible light laser. When the infrared LED is used, even when the patient is instilled at night or the like, the light emitting element 52 is not concerned about blinking or lighting.
  • the photo interrupter 5 detects that dripping has occurred (the liquid droplet 13 has moved away from the lower end of the nozzle 12) on the basis of detecting light blockage or light quantity change in the light receiving portion of the light receiving element 51; The number of drops can be counted.
  • the optical path 53 specifically refers to a light path connecting the light emitting portion of the light emitting element 52 and the light receiving portion of the light receiving element 51.
  • the light emitted from the light emitting element 52 spreads as it travels, and only the light connecting the light emitting part of the light emitting element 52 and the light receiving part of the light receiving element 51 is referred to as an optical path 53.
  • the optical path 53 is represented by a one-dot chain line in the drawings attached to the present application.
  • the optical path 53 is represented by a solid line.
  • the drop detection device 1 has two or more light receiving elements 51. Specifically, as shown in FIG. 1A, three light receiving elements 51 are provided. At least one of the optical paths 53 toward the respective light receiving elements 51 is not parallel to the other optical paths 53 in plan view. Further, as shown in FIG. 1B, at least one of the optical paths 53 toward the respective light receiving elements 51 is not parallel to the other optical paths 53 in the front view. In the present embodiment, one light emitting element 52 is provided.
  • one of the three light receiving elements 51 arranged at a position facing or substantially facing the light emitting element 52 and the drip tube 11 is given a depression angle or an elevation angle.
  • a depression is attached among the three light receiving elements 51 arranged in the same direction in a row in the depth direction, the light receiving element 52 and the central light receiving element 51 facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween.
  • One light emitting element 52 and the light receiving portions of the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 are arranged on the same plane.
  • the optical paths 53 directed to the light receiving elements 51 at both ends extend horizontally in front view.
  • the optical path 53 toward the central light receiving element 51 with a depression angle does not extend horizontally in the front view, and is in a non-parallel relationship with the other two optical paths 53 in the front view.
  • the central light receiving element 51 has a depression angle, the light receiving part does not directly look at the light emitting part of the light emitting element 52.
  • the light-emitting portion of the light-emitting element 52 is “directly looking” means that the angle formed by the optical path 53 and the surface of the light-emitting portion is a right angle, and the light-receiving portion of the light-receiving element 51 is “directly looking” The angle formed by 53 and the surface of the light receiving portion is a right angle.
  • the optical path 53 toward the center light receiving element 51 extends right and left in the plan view.
  • the optical paths 53 directed to the light receiving elements 51 at both ends are inclined to the left and right in plan view, and are in a non-parallel relationship with the optical paths 53 directed to the central light receiving element 51 in plan view.
  • the light receiving elements 51 at both ends are substantially opposed to the light emitting element 52 with the drip tube 11 interposed therebetween, but are not opposed to each other. Therefore, these light receiving parts do not directly look at the light emitting part of the light emitting element 52.
  • none of the light receiving portions of the three light receiving elements 51 directly looks at the light emitting portion of the light emitting element 52.
  • the central light receiving element faces the light emitting element and is directly viewed. It will be.
  • the light receiving element at the center can recognize that the light emitted from the light emitting element is blocked even if the droplet intersects the optical path when the light received by the light receiving unit is excessive and saturated. In some cases, the dripping cannot be detected. Further, if the light quantity of the light emitting element is reduced in consideration of this and the light quantity received by the light receiving parts of the central light receiving element is not saturated, the light quantity received by the light receiving parts of the light receiving elements at both ends becomes too small. At this time, the light receiving elements at both ends recognize that the liquid droplets are always blocking the light emitted from the light emitting elements, and there is a case where the dropping of the liquid droplets cannot be accurately detected.
  • the light emitting element is not arranged on the same plane as the light receiving element as described above, the height of the light emitting element is shifted, and the light quantity received by the central light receiving element is adjusted so as not to saturate the light receiving element. The amount of light received by the element is still too small. For this reason, even in this case, there is a case where the dropping of the droplet cannot be accurately detected.
  • the light receiving element 51 and the light emitting element 52 are not directly viewed based on the above configuration, and the angle of the depression angle attached to the center light receiving element 51 is adjusted, so that the light emitting element 52
  • the three light receiving elements 51 can receive substantially the same amount of light.
  • the central light receiving element 51 can receive light by adjusting the angle of depression to which the light receiving element 51 at both ends receives approximately the same amount of light.
  • all the light receiving elements 51 can receive moderate light quantity. Therefore, the drop of the droplet 13 can be detected by the light receiving element 51 at any position regardless of the center or both ends.
  • the optical path 53 toward the light receiving element 51 passes through different positions in the horizontal direction and the vertical direction inside the drip tube 11 due to the above configuration. Therefore, even when the dropping path of the droplet 13 in the drip tube 11 does not extend from the lower end of the nozzle 12 due to inclination or vibration, the droplet 13 intersects with any one of the optical paths 53, The dripping can be accurately detected. Furthermore, in the present embodiment, since the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are arranged at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween, it is possible to reliably detect the dropping of the droplet 13.
  • the amount of light that passes through the drip tube 11 from the light emitting element 52 and is received by the light receiving element 51 not only changes due to light shielding and refraction by the falling droplet, but also adheres to the inner wall surface of the drip tube 11. It also changes greatly when the droplet interferes with the optical path 53.
  • the amount of light received by the light receiving element 51 also varies greatly when the amount of sunlight reaching the light receiving element changes due to changes in weather, changes in sunshine over time, room brightness, and the like. Therefore, in the present embodiment, the determination unit that detects a falling droplet (also referred to as “dropping”) determines that the dropping has been detected based on whether or not the output voltage of the light receiving element 51 exceeds a single threshold value. Without any change, it is determined that a drop has been detected when the voltage value instantaneously drops significantly with respect to the average value of the output voltages of the most recent light receiving elements 51.
  • Such a configuration can be realized, for example, by converting the output voltages of two or more light receiving elements into digital data by an AD converter, taking them into a calculation unit, and calculating them.
  • the above configuration can also be realized by an analog circuit.
  • the output voltages of two or more light receiving elements are temporally averaged by a low-pass filter, the difference between the averaged voltage value and the current voltage value is output by a subtraction circuit, the output value and a predetermined threshold value
  • a comparator it can be determined that a drop has been detected (the light shielding state and the light transmitting state are distinguished). For this reason, when the data determined or discriminated is taken into the controller by digital I / O, it is possible to realize an accurate drop detection determination even by an analog circuit.
  • At least one of the two or more optical paths 53 can be used for detecting the liquid level of the liquid reservoir 14 inside the drip tube 11. That is, as will be described in detail in a thirteenth embodiment to be described later, when the light receiving portion of the light receiving element 51 exceeds a predetermined time or detects a light shielding or a change in light quantity through the predetermined time, It is recognized that the liquid level is abnormal. Accordingly, a function as a liquid level sensor for detecting that the liquid level of the liquid reservoir 14 has reached or is at risk of reaching the optical path 53 as well as a function of detecting the dropping of the droplet 13 with respect to the optical path 53. Can be granted.
  • the inner wall surface of the drip tube 11 is applied as a method for avoiding a large change in the amount of light received by the light receiving element 51 due to interference between the liquid droplets adhering to the inner wall surface of the drip tube 11 and the optical path 53. It is exemplified that a hydrophilic treatment is performed. In this case, since the droplets adhering to the inner wall surface spread out with a small contact angle, it does not remain as a droplet on the inner wall surface of the drip tube 11, which is preferable.
  • the drop detection device 1 according to the second embodiment differs from the first embodiment in a front view in which the center light receiving element 51 of the three light receiving elements 51 is arranged as shown in FIGS. 2A and 2B. Is different from the height in front view where the light receiving elements 51 at both ends are arranged. Specifically, the height of the center light receiving element 51 in the front view is higher than the height of the light receiving elements 51 at both ends in the front view. Also, the center light receiving element 51 is different from the first embodiment in that no depression angle or elevation angle is given. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 extend horizontally in front view.
  • the optical path 53 toward the light receiving element 51 at the center is inclined without extending horizontally in the front view, and has a non-parallel relationship with the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends in the front view.
  • the light receiving part of the central light receiving element 51 is different from the light emitting element 52 in height when viewed from the front, so that the light emitting part of the light emitting element 52 is not directly viewed.
  • the optical path 53 toward the central light receiving element 51 extends right and left in the left and right in a plan view.
  • the optical paths 53 directed to the light receiving elements 51 at both ends are inclined to the left and right in plan view, and are in a non-parallel relationship with the optical paths 53 directed to the central light receiving element 51 in plan view.
  • the light receiving elements 51 at both ends are substantially opposed to the light emitting element 52 with the drip tube 11 interposed therebetween, but are not opposed to each other. Therefore, these light receiving parts do not directly look at the light emitting part of the light emitting element 52.
  • none of the light receiving portions of the three light receiving elements 51 directly looks at the light emitting portion of the light emitting element 52.
  • the light receiving portion of any light receiving element 51 can receive substantially the same amount of light from the light emitting element 52. For this reason, by adjusting the light quantity of the light emitting element 52, all the light receiving elements 51 can receive an appropriate light quantity. Thereby, the drop of the droplet 13 can be detected by the light receiving element 51 at any position regardless of the center or both ends. Furthermore, since the optical paths 53 toward the respective light receiving elements 51 pass through different positions in the horizontal direction and the vertical direction inside the drip tube 11, the liquid droplets 13 always intersect with any one of the optical paths 53, and the dripping is accurately performed. Can be detected. Further, since the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are disposed at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween, it is possible to reliably detect the dropping of the droplet 13.
  • the difference from the first embodiment is that the light receiving portions of the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 are provided with the drip tube 11 as shown in FIG.
  • the light emitting element 52 is substantially inward so as to face in a direction close to the light emitting portion of the light emitting element 52 substantially opposed to the light emitting element 52.
  • the light receiving portions of the light receiving elements 51 at both ends do not directly view the light emitting elements 52.
  • a depression angle or an elevation angle is added to the central light receiving element 51 as in the first embodiment.
  • Other configurations of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 extend horizontally in front view.
  • the optical path 53 toward the center light receiving element 51 with a depression angle is not horizontally extended in the front view, and is not parallel to the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends in the front view.
  • the central light receiving element 51 has a depression angle, the light receiving part does not directly look at the light emitting part of the light emitting element 52.
  • the optical path 53 toward the center light receiving element 51 among the three light receiving elements 51 extends right and left in the plan view.
  • the optical paths 53 directed to the light receiving elements 51 at both ends are inclined to the left and right in plan view, and are in a non-parallel relationship with the optical paths 53 directed to the central light receiving element 51 in plan view.
  • the light receiving elements 51 at both ends are substantially opposed to the light emitting element 52 with the drip tube 11 in between, and are directed in a direction closer to the light emitting part of the light emitting element 52, but these light receiving parts emit light as described above.
  • the light emitting part of the element 52 is not directly viewed.
  • none of the light receiving portions of the three light receiving elements 51 directly looks at the light emitting portion of the light emitting element 52.
  • the light receiving portion of the element 51 can receive substantially the same amount of light from the light emitting element 52. For this reason, by adjusting the light quantity of the light emitting element 52, all the light receiving elements 51 can receive an appropriate light quantity. Thereby, the drop of the droplet 13 can be detected by the light receiving element 51 at any position regardless of the center or both ends.
  • the liquid droplets 13 since the optical paths 53 toward the respective light receiving elements 51 pass through different positions in the horizontal direction and the vertical direction inside the drip tube 11, the liquid droplets 13 always intersect with any one of the optical paths 53, and the dripping is accurately performed. Can be detected. Further, since the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are disposed at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween, it is possible to reliably detect the dropping of the droplet 13.
  • the degree of directing the light receiving elements 51 at both ends in a direction closer to the light emitting portion of the light emitting element 52 is adjusted together with the depression angle or the elevation angle attached to the central light receiving element 51, thereby each light receiving element 51.
  • the amount of light received by can be made very close to the same amount. For this reason, the dropping of the droplet 13 can be detected more accurately.
  • the configuration in which the number of light receiving elements 51 is three has been described as an example.
  • the number of light receiving elements is not limited to three. That is, the number of light receiving elements can be determined as appropriate as long as a relationship is established in which a plurality of light receiving elements can receive substantially the same amount of light from one or more light emitting elements. In addition, it is preferable that the number of light receiving elements is 3 or more in consideration of preventing the drop detection device from becoming large.
  • the drop detection device 1 according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that three light emitting elements 52 are arranged as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the height of the central light emitting element 52 in the front view is different from the height of the light emitting elements 52 at both ends in the front view.
  • the height of the light emitting elements 52 at both ends in the front view is higher than the height of the central light emitting element 52 in the front view.
  • the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 are directed in a direction close to the light emitting portion of the light emitting element 52 and are slightly inwardly arranged as in the third embodiment.
  • the central light receiving element 51 is provided with a depression angle or an elevation angle as in the first embodiment.
  • the light receiving portion of the central light receiving element 51 with the depression angle is opposed to the central light emitting element 52 across the drip tube 11.
  • the light receiving portions of the light receiving elements 51 at both ends face the light emitting elements 52 at both ends with the drip tube 11 in between, and directly view the light emitting portions.
  • the three light emitting elements 52 are arranged close to each other, and are in a more dense form than the arrangement of the three light receiving elements 51. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends of the three light receiving elements 51 extend horizontally in front view.
  • the optical path 53 toward the center light receiving element 51 with a depression angle is not horizontally extended in the front view, and is not parallel to the optical paths 53 toward the light receiving elements 51 at both ends in the front view.
  • the optical path 53 toward the center light receiving element 51 extends sideways in the right and left in a plan view.
  • the optical paths 53 directed to the light receiving elements 51 at both ends are inclined to the left and right in plan view, and are in a non-parallel relationship with the optical paths 53 directed to the central light receiving element 51 in plan view.
  • the light receiving portions of the three light receiving elements 51 are in direct view with the light emitting portions of the three light emitting elements 52, the light receiving portions of any of the light receiving elements 51 can be adjusted by adjusting the amount of light from the light emitting elements 52. It is possible to receive an appropriate amount of light with substantially the same amount of light. Therefore, the drop of the droplet 13 can be detected by the light receiving element 51 at any position regardless of the center or both ends. Furthermore, since the optical paths 53 toward the respective light receiving elements 51 pass through different positions in the horizontal direction and the vertical direction inside the drip tube 11, the liquid droplets 13 always intersect with any one of the optical paths 53, and the dripping is accurately performed. Can be detected. Since the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are disposed at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 in between, the dropping of the droplet 13 can be reliably detected.
  • the light receiving portions of the three light receiving elements 51 are directly viewed with the light emitting portions of the three light emitting elements 52. Therefore, by adjusting the amount of light emitted by each light emitting element 52, the amount of light received by each light receiving element 51 can be made very close to the same amount, and the dropping of the droplet 13 can be detected more accurately. it can. Further, as described above, the three light emitting elements 52 show a mode in which they are close to each other as compared with the arrangement of the three light receiving elements 51. For this reason, the three optical paths 53 connecting the three light emitting elements 52 and the three light receiving elements 51 have a narrow distance between the optical paths 53 in a plan view, so that the liquid droplets 13 pass between the optical paths 53 and 53. It is possible to prevent a case from slipping through.
  • the drop detection device 1 according to the fifth embodiment differs from the first embodiment in that three light emitting elements 52 are arranged as in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B. is there. Further, the height of the central light emitting element 52 in the front view is different from the height of the light emitting elements 52 at both ends in the front view. Specifically, the height of the central light emitting element 52 in front view is higher than the height of the light emitting elements 52 at both ends in front view.
  • the three light emitting elements 52 face the same direction.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the height of the center light receiving element 51 in the three light receiving elements 51 in the front view is different from the height in the front view of the light receiving elements 51 at both ends. It is a point. Specifically, the height of the center light receiving element 51 in the front view is higher than the height of the light receiving elements 51 at both ends in the front view.
  • the three light receiving elements 51 face the same direction. Since the three light receiving elements 51 and the three light emitting elements 52 are arranged close to each other like the three light emitting elements 52 in the fourth embodiment, the three optical paths 53 are arranged between the optical paths 53 in a plan view. The distance is narrow. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the light emitting part of the central light emitting element 52 faces the central light receiving element 51 with the drip tube 11 interposed therebetween, and the light receiving part is directly viewed.
  • the light emitting portions of the light emitting elements 52 at both ends face the light receiving elements 51 at both ends with the drip tube 11 in between, and the light receiving portions are directly viewed. Since the light receiving portions of the three light receiving elements 51 and the light emitting portions of the three light emitting elements 52 are in direct view, the light receiving portions of any of the light receiving elements 51 are adjusted by adjusting the amount of light from the light emitting elements 52. However, it is possible to receive a moderate amount of light with almost the same amount of light.
  • the light receiving element 51 it is possible to detect the dropping of the droplet 13 by the light receiving element 51 at any position regardless of the center or both ends. Furthermore, the droplet 13 always crosses any one of the optical paths 53, and the dripping can be accurately detected. Further, the three optical paths 53 connecting the three light emitting elements 52 and the three light receiving elements 51 have a narrow distance between the optical paths 53 in a plan view, so that the liquid droplet 13 passes between the optical paths 53 and 53. Cases can be prevented from occurring. In addition, since the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are disposed at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween, it is possible to reliably detect the dropping of the droplet 13.
  • the mode in which the three light receiving elements 51 and the three light emitting elements 52 are arranged is not limited to the mode illustrated in the fourth embodiment or the fifth embodiment. As long as the light-receiving portions of the three light-receiving elements or the light-emitting portions of the three light-emitting elements can be directly viewed, these arrangements can adopt appropriate modes.
  • the drop detection device includes a cylindrical drip tube in which a nozzle is inserted from above and receives a droplet dropped from the lower end of the nozzle, one or more light emitting elements that emit light, and the light. And a photo interrupter having one or more light receiving elements for receiving light.
  • the drop detection device includes a photo interrupter 5 including three light emitting elements 52 and five light receiving elements 51, and the light emitting elements 52 and the light receiving elements 51 are It is arranged at a position facing or substantially facing across the infusion tube 11.
  • An optical path 53 connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51 is located below the lower end of the nozzle.
  • the five light receiving elements 51 are arranged in the same direction in a line in the vertical direction on the same plane.
  • the three light emitting elements 52 are also arranged in the same direction in a row in the vertical direction on the same plane.
  • the five light receiving elements 51 and the three light emitting elements 52 exist on the same plane in the sixth embodiment.
  • the positional relationship between the light receiving element and the light emitting element may be a relationship that exists in the same plane as long as the light receiving element and the light emitting element are arranged at positions facing each other or substantially facing each other, and the heights are different. It may be an existing relationship.
  • the number of light emitting elements constituting the dropping detection apparatus is one.
  • a plurality of small light receiving elements 51 are preferably arranged close to each other. As a result, the droplet 13 always crosses any one of the optical paths 53 passing through the inside of the drip tube 11, so that the drip of the droplet 13 can be accurately detected even when the drip tube 11 is tilted. .
  • the drop detection device includes a cylindrical drip tube in which a nozzle is inserted from above and receives a droplet dropped from the lower end of the nozzle, one or more light emitting elements that emit light, and the A photo interrupter having one or more light receiving elements for receiving light.
  • the drop detection device includes a photo interrupter 5 including one light emitting element 52 and five light receiving elements 51.
  • the light emitting element 52 and the light receiving element 51 are It is arranged at a position facing or substantially facing across the infusion tube 11.
  • Five light receiving elements 51 and one light emitting element 52 exist on the same plane.
  • the five light receiving elements 51 are arranged in the same direction in a line in the vertical direction on the same plane.
  • the positional relationship between the light-receiving element and the light-emitting element may be a relationship that exists in the same plane as long as the light-receiving element and the light-emitting element are arranged to face each other or substantially face each other with the drip tube interposed therebetween. It may be an existing relationship.
  • the drip tube 11 is disposed between one light emitting element 52 and five light receiving elements 51 and closer to the five light receiving elements 51.
  • an area defined by an optical path 53 connecting one light emitting element 52 and the light receiving elements 51 at both ends of the five light receiving elements 51 and the inner surface of the drip tube 11 is as follows.
  • the area of the region increases as the drip tube 11 is arranged very close to the five light receiving elements 51. That is, when the drip tube 11 is arranged on the side close to the five light receiving elements 51, the range R inside the drip tube 11 that can detect the dropping of the droplet 13 also increases, so that even when the drip tube 11 is tilted, it is accurate. Thus, it is possible to detect the dropping of the droplet 13.
  • the position at which the drip tube 11 is disposed is preferably between the light emitting element 52 and the light receiving element 51 and closer to the light receiving element 51.
  • the drip tube 11 is between one light emitting element 52 and five light receiving elements 51 and closer to one light emitting element 52. It differs from the seventh embodiment in that it is arranged. Further, a light shielding plate B for preventing ambient light from entering the light receiving element 51 is provided, and the drip tube 11, the light emitting element 52, and the light receiving element 51 are surrounded by the light shielding plate B. However, a gap is provided in a part of the light shielding plate B so that a part of the side surface of the drip tube 11 can be seen by a human.
  • the distance from the gap provided in the light shielding plate B to the light receiving element 51 becomes longer as the drip tube 11 is arranged very close to one light emitting element 52, so that disturbance light is received by the light receiving element. It is possible to prevent the light from entering 51. Thereby, since the shadow of the droplet 13 is obtained as a high contrast by the light receiving element 51, the dropping of the droplet 13 can be detected more stably.
  • the five optical paths 53 connecting the five light receiving elements 51 and the one light emitting element 52 have a narrow distance between the optical paths 53 in plan view, so that the droplet 13 is formed between the optical paths 53 and 53. Can be prevented from slipping through. Therefore, the position at which the drip tube 11 is disposed is preferably between the light emitting element 52 and the light receiving element 51 and closer to the light emitting element 52.
  • the difference from the first embodiment is that, as shown in FIG. 9, one light emitting element 52 and three light receiving elements 51 arranged in a line in the depth direction are drip tubes. At least one (three in the ninth embodiment) of the three optical paths 53 that are disposed opposite to or substantially opposite to each other and sandwich the light emitting element 52 and the light receiving element 51 is provided in the nozzle 12. This is a point that intersects the growing droplet 13 at the lower end. Furthermore, the height of the light emitting element 52 in the front view is different from the height of the light receiving element 51 in the front view. Specifically, the height of the light emitting element 52 in the front view is higher than the height of the light receiving element 51 in the front view.
  • the drop detection device 1 according to the ninth embodiment is different from the first embodiment in that it includes an imaging unit and an illumination unit.
  • a camera 21 serving as an imaging unit that captures the growing droplet 13 at the lower end of the nozzle 12 and a camera 21 that is opposed or substantially opposed to each other with the drip tube 11 interposed therebetween.
  • the lighting fixture 22 as an illumination part is provided. Further, the camera 21 and the light receiving element 51 are disposed at positions facing or substantially facing each other with the drip tube 11 interposed therebetween.
  • one light emitting element 52 and three light receiving elements 51 are opposed to each other with the infusion tube 11 interposed therebetween.
  • the camera 21 and the light receiving element 51 are also opposed to each other with the drip tube 11 in between.
  • the camera 21 and the lighting fixture 22 are also facing each other.
  • the position where the light receiving element and the light emitting element are arranged, the position where the imaging unit and the light receiving element are arranged, and the position where the imaging unit and the illumination unit are arranged satisfy a desired function, and Each can be appropriately selected as long as they are arranged at positions facing or substantially facing each other across the drip tube.
  • the camera 21 (for example, a two-dimensional image sensor) is installed close to the side surface of the drip tube 11 so that the angle of view of the camera 21 includes a space near the lower end of the nozzle 12.
  • the camera 21 can capture the growing droplet from the beginning of the growth until it falls at the lower end of the nozzle 12 at a plurality of time points, and obtain it as a plurality of image data (for example, a series of moving images).
  • “Growing” means a state in which a droplet is growing at the lower end of the nozzle, that is, a state in which the droplet is gradually growing in a state of being attached to the lower end of the nozzle.
  • the lighting fixture 22 is provided at a position facing the camera 21 with the drip tube 11 in between.
  • the luminaire 22 can illuminate the growing droplet 13 at least at the lower end of the nozzle 12. Thereby, even when there is disturbance light, the droplet 13 can be reliably imaged by illumination. Even when there is vibration or the like, the shutter speed of one image can be increased by illumination, and an image with less blur can be obtained.
  • the camera 21 has sensitivity to the wavelength irradiated from the lighting fixture 22.
  • the lighting fixture 22 is a surface emitting infrared LED illumination
  • the camera 21 has sensitivity to infrared wavelengths.
  • the luminaire 22 is not dazzling even when the patient is infused at night.
  • the camera 21 may include an optical filter that can cut light having an unnecessary wavelength.
  • the droplet 13 growing at the lower end of the nozzle 12 is necessarily at least one of the three optical paths 53 (three in the ninth embodiment) connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51. Will intersect. For this reason, even when the drip tube 11 is tilted due to a patient's movement or the like, the light receiving element 51 can always detect the liquid droplet 13. Then, by detecting that the liquid droplet 13 has disappeared at the lower end of the nozzle 12, it is possible to detect that dripping has occurred.
  • the height of the light emitting element 52 in the front view is arranged higher than the height in the front view of the light receiving element 51, and the configuration of the photo interrupter 5 in which the optical path 53 connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51 is inclined in the front view. It is.
  • the camera 21 can be easily arranged so that the angle of view includes the space near the lower end of the nozzle 12 without the presence of the photo interrupter 5 becoming an obstacle.
  • the lighting fixture 22 can be easily disposed at a position facing the camera 21.
  • the camera 21 and the light receiving element 51 are arranged at positions facing each other with the infusion tube 11 in between. Thereby, since the lighting fixture 22 and the light receiving element 51 will be arrange
  • the volume of the droplet 13 can be obtained by arranging the camera 21 so that the angle of view includes a space near the lower end of the nozzle 12 and capturing the droplet 13 with a plurality of images or moving images. Furthermore, by specifying the number of drops per unit time by the photo interrupter 5 and multiplying it by the volume of the drop, the drop amount (flow rate) can be obtained. Therefore, according to the present embodiment, the photointerrupter 5 including the light emitting element 52 and the light receiving element 51 arranged as described above allows the droplet 13 to be dropped even when the drip tube 11 is tilted due to the movement of the patient or the like. It can be detected accurately. In addition, the camera 21 and the lighting fixture 22 can be easily added, and the amount of dripping can be accurately measured from the volume of the droplet 13 that can be calculated by this, regardless of the type of the droplet.
  • the photo interrupter 5 includes one light emitting element 52 and three light receiving elements 51.
  • One or more photo-interrupters are arranged as long as they are arranged so as to face or substantially face each other across the drip tube and at least one of the two or more optical paths intersects the growing droplet at the lower end of the nozzle.
  • a light emitting element and two or more light receiving elements can be used.
  • the number of light emitting elements and light receiving elements may be the same or different.
  • the difference from the first embodiment is that, as shown in FIG. 10, one light emitting element 52 and three light receiving elements 51 arranged in a line in the depth direction are drip tubes. At least one of the three optical paths 53 (one in the tenth embodiment) that is arranged at a position facing or substantially facing each other across 11 and connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51 is inside the infusion tube 11. This is for detecting the liquid level of the liquid reservoir 14.
  • the dripping detection device 1 when the liquid level of the liquid reservoir 14 inside the drip tube 11 reaches or is just before reaching the optical path 53.
  • One of the three optical paths 53 connecting 52 and the light receiving element 51 is refracted by the liquid surface of the liquid reservoir 14.
  • the light receiving portion of one light receiving element 51 for detecting the liquid level of the liquid reservoir 14 it is detected that the light from the light emitting element 52 exceeds a predetermined time or does not reach through the predetermined time (that is, It is detected that the amount of light from the light emitting element 52 has changed.
  • a function as a liquid level sensor of the liquid reservoir 14 can be given to the optical path 53.
  • the photo interrupter 5 includes one light emitting element 52 and three light receiving elements 51 .
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the photo interrupter is connected to one or more light-emitting elements and It can be configured with two or more light receiving elements.
  • the number of light emitting elements and light receiving elements may be the same or different.
  • the drop detection device differs from the ninth embodiment in that one or more light emitting elements 52 and two or more light receiving elements 51 (three light receiving elements 51 in FIG. Is arranged in a line in the depth direction) below the lower end of the nozzle 12 and at a position opposed or substantially opposed across the infusion tube 11.
  • a camera 21 that captures the growing droplet 13 at the lower end of the nozzle 12 and a position that faces or substantially faces the camera 21 with the drip tube 11 in between.
  • the lighting fixture 22 arranged in the.
  • the photo interrupter 5 may be in the form of the light emitting element 52 and the light receiving element 51 described in the first to eighth embodiments.
  • the light receiving element 51 can always detect the droplet 13.
  • the lighting fixture 22 and the light receiving element 51 are arrange
  • the camera 21 and the lighting fixture 22 can be easily added regardless of the presence of the photo interrupter 5, and from the volume of the droplet 13 that can be calculated thereby, the droplet is dropped regardless of the type of the droplet. The amount can be measured accurately.
  • the difference from the first embodiment is that a housing for housing a part of the drip tube 11, the light emitting element 52, and the light receiving element 51, as shown in FIGS. 31 is provided. Moreover, it differs from the first embodiment in that five light receiving elements 51 are arranged in a line in the depth direction. Other configurations can be the same as those in the first embodiment.
  • the drop detection device 1 according to the twelfth embodiment is configured such that a light receiving element 51, a light emitting element 52, and a part of the drip tube 11 are housed inside a housing 31. .
  • a pore 32 is formed in the housing 31.
  • the pore 32 is a hole through which an optical path 53 connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51 passes. Therefore, in the drop detection device 1 according to the twelfth embodiment, the light emitting element 52 and the five light receiving elements 51 are arranged such that the optical path 53 connecting them passes through the pore 32. For this reason, the optical path 53 is not blocked by the housing 31.
  • the housing 31 has a function of blocking the influence of disturbance light such as sunlight incident from the outside of the drop detection device 1, similarly to the light shielding plate B in the drop detection device of the eighth embodiment. Thereby, it can contribute to the more exact detection that the droplet by the photo interrupter 5 dripped.
  • the material of the housing 31 is not limited as long as the influence of the disturbance light can be blocked.
  • the housing 31 is preferably provided with a gap in a part so that a part of the side surface of the drip tube 11 can be seen by a human.
  • the difference from the eleventh embodiment is that, as shown in FIG. 14, one light-emitting element 52 and one light-receiving element 51 for detecting the liquid level of the liquid reservoir 14 are used.
  • the six light receiving elements 51 included are configured to be housed in the housing 31 as in the drop detection device 1 according to the twelfth embodiment.
  • the housing 31 also has a pore 32 through which an optical path 53 connecting the light emitting element 52 and the light receiving element 51 passes.
  • the drop detection device 1 according to the thirteenth embodiment has a function of blocking the influence of disturbance light such as sunlight incident from the outside of the drop detection device 1 by providing the housing 31 as in the twelfth embodiment. Can have.
  • the photo interrupter 5 can more accurately detect the dropping of the droplets, and more accurately detect the occurrence of an abnormality in the liquid level of the liquid reservoir 14.
  • FIG. 15 shows an example of the optical path 53 when the liquid level of the liquid reservoir 14 is detected as being high, middle, or low by the photo interrupter 5.
  • the light receiving element 51 that detects the dropping of the droplet and the light receiving element 51 for detecting the liquid level are arranged with a certain distance.
  • the material of the housing 31 is not limited as long as the influence of the disturbance light is incident, and a part of the side surface of the drip tube 11 is visually observed by a human or the like. It is preferable that a gap is provided in part so as to be able to.
  • the dripping detection device 1 shown in FIG. 15 recognizes that the light from the light emitting element 52 is incident on the light receiving element 51 for detecting the liquid level when the liquid level of the liquid reservoir 14 is high.
  • the drop detection device 1 according to the present embodiment has the optical path 53 for the light from the light emitting element 52. 14 refracts light in the plane direction so that it does not enter the light receiving element 51 for detecting the liquid level.
  • the dripping detection device 1 can detect an abnormality in the liquid level even when the liquid level of the liquid reservoir 14 is high as in the middle level.
  • FIG. 16 also shows the dropping detection device 1 when the liquid level of the liquid reservoir 14 is low (shown on the lower side). In this case, the light from the light emitting element 52 is transmitted through the liquid reservoir 14 in the optical path 53. The light enters the light receiving element 51 for detecting the liquid level without being refracted.
  • FIGS. 17A to 17C a preferable circuit configuration when three light receiving elements are arranged in the drop detecting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 17A to 17C.
  • a resistor 6 is connected in series to each light receiving element 51 and a circuit configuration for detecting the potential between the light receiving element 51 and the resistor 6 is adopted.
  • a circuit configuration for detecting the potential between the light receiving element 51 and the resistor 6 is adopted.
  • all three light receiving elements 51 are connected in series and then connected in series with the resistor 6 to have a circuit configuration for detecting a potential change in which the flowing current decreases.
  • the change in potential can be detected if at least the light receiving portion of the light receiving element 51 captures whether or not the light emitted from the light emitting element 52 is blocked by the droplet 13 being dropped. it can. Therefore, even with such a circuit configuration, it is advantageous because the droplet 13 can be detected very accurately.
  • the light emitting elements 52 when a plurality of light emitting elements 52 and light receiving elements 51 are arranged, the light emitting elements 52 emit light in order in a time-sharing manner, and light reception that is opposed or substantially opposed via the drip tube 11 so as to correspond thereto.
  • the element 51 is configured to detect the presence or absence of light shielding by the droplets 13 in order.
  • the three light emitting elements 52 are sequentially arranged at a frequency of several tens of kHz, for example. Irradiation is performed, and the light receiving element 51 facing them captures in order whether or not the irradiated light is blocked by the droplet 13 being dropped. Also in this case, it is possible to detect that the droplet 13 has been dropped very accurately.
  • the light receiving unit of the light receiving element does not drop the droplet even if the light emitted from the light emitting element transmits the droplet being dropped to catch the change in the amount of light. It can be detected accurately.

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Abstract

滴下検出装置（１）は、上方よりノズル（１２）が挿入され、ノズル（１２）の下端から滴下する液滴（１３）を内部で受ける筒状の点滴筒（１１）と、光を照射する１以上の発光素子（５２）、およびこの光を受光する２以上の受光素子（５１）を有するフォトインタラプタ（５）とを備え、１以上の発光素子（５２）と２以上の受光素子（５１）とは、点滴筒（１１）を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ１以上の発光素子（５２）と２以上の受光素子（５１）とを結ぶ２以上の光路（５３）は、ノズル（１２）の下端より下側に位置し、それぞれの受光素子（５１）へ向かう光路（５３）のうち少なくとも１つが、他の光路（５３）と平面視および正面視において非平行である。

Description

滴下検出装置
　本発明は、滴下検出装置に関する。
　従来から、点滴筒内のノズルの下端から滴下する液滴の数をカウントし、カウント数に応じて液滴の滴下量を制御する輸液システムが知られている。たとえば、特開２０１２－１２５４５０号公報（特許文献１）には、光透過性の点滴筒内を滴下する液滴を発光素子および受光素子によって検出し、滴下数、滴下間隔を算出する点滴モニタ装置が開示されている。
　特許文献１に開示された点滴モニタ装置では、発光素子と受光素子とを点滴筒の一側面に上下に並べて配置し、発光素子から指向角度を有する光を出力して点滴筒内の液滴に当て、反射した散乱光を受光素子で検出して液滴の滴下を捕える。これにより、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらずに外れる場合にも液滴の滴下を捕えることができ、発光素子と受光素子とを対面配置することで生じる不都合を解消したとされる。
特開２０１２－１２５４５０号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された点滴モニタ装置では、散乱光を受光素子で検出するので、検出感度が低い。
　したがって、発光素子と受光素子とを対面配置し、フォトインタラプタの仕組みを採用して滴下検出手段とすることが望まれる。その上で、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらないで外れる場合にも的確に液滴の滴下を捕えることができる滴下検出手段を達成する必要があった。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされ、患者の動きなどで点滴筒が傾き、発光素子から直進する光が液滴に当たらないで外れる場合にも的確な検出ができる滴下検出装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は、以下のとおりの特徴を有する。
　［１］
　上方よりノズルが挿入され、該ノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子および前記光を受光する２以上の受光素子を有するフォトインタラプタと、を備え、前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とを結ぶ２以上の光路は、前記ノズルの下端より下側に位置する、滴下検出装置である。
　［２］
　上記受光素子へ向かう上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の上記光路と平面視において非平行である、［１］に記載の滴下検出装置である。
　［３］
　上記受光素子へ向かう上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の上記光路と正面視において非平行である、［１］または［２］に記載の滴下検出装置である。
　［４］
　上記発光素子を１つ有する、［１］～［３］のいずれかに記載の滴下検出装置である。
　［５］
　上記点滴筒は、上記発光素子と上記受光素子との間であって上記受光素子に近い側に配置される、［４］に記載の滴下検出装置である。
　［６］
　上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、上記ノズルの下端で成長中の液滴とが交差する、［１］～［５］のいずれかに記載の滴下検出装置である。
　［７］
　上記２以上の光路のうち少なくとも１つが、上記点滴筒内部の液溜めの液位検知用である、［１］～［６］のいずれかに記載の滴下検出装置である。
　［８］
　上記ノズルの下端で成長中の液滴を撮影する撮像部と、上記撮像部と上記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部と、を備え、上記撮像部と上記受光素子とは、上記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される、［１］～［７］のいずれかに記載の滴下検出装置である。
　本発明によれば、１以上の発光素子と２以上の受光素子とを有し、これらが点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置されたフォトインタラプタにより確実に液滴の滴下を検出することができる。
図１Ａは、第１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図１Ｂは、第１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。 図２Ａは、第２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図２Ｂは、第２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。 図３Ａは、第３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図３Ｂは、第３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。 図４Ａは、第４実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図４Ｂは、第４実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。 図５Ａは、第５実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図５Ｂは、第５実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面図である。 図６は、第６実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。 図７は、第７実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。 図８は、第８実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面説明図である。 図９は、第９実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。 図１０は、第１０実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。 図１１は、第１１実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示す概略正面図である。 図１２は、第１２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を、ノズルを外し、液溜めを図示することを省略して模式的に示した概略平面図である。 図１３は、第１２実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面の一部断面図である。 図１４は、第１３実施形態に係る滴下検出装置の概略構成を模式的に示した概略正面の一部断面図である。 図１５は、第１３実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を模式的に説明する一部断面図である。 図１６は、第１３実施形態に係る滴下検出装置において得られる効果を平面視において模式的に説明する説明図である。 図１７Ａは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子と抵抗を直列に接続した一例を説明する説明図である。 図１７Ｂは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子と抵抗を直列に接続した他の例を説明する説明図である。 図１７Ｃは、本発明に係る滴下検出装置の回路構成に関し、受光素子をすべて直列で接続した上で、抵抗をさらに直列に接続した例を説明する説明図である。
　以下、本発明に係るいくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表す。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
　各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　［第１実施形態］
　＜滴下検出装置＞
　第１実施形態に係る滴下検出装置１は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、上方よりノズル１２が挿入され、このノズル１２の下端から滴下する液滴１３を内部で受ける筒状の点滴筒１１と、光を照射する１以上の発光素子５２およびこの光を受光する２以上の受光素子５１を有するフォトインタラプタ５とを備えている。また、点滴筒１１の内部に滴下した液滴１３を、点滴筒１１から排出するチューブ１５を備えている。
　＜点滴筒＞
　点滴筒１１は、例えば、人体より高い位置でスタンドに吊るされた輸液バッグから、人体に至る輸液ラインの途中に配置される。ノズル１２の上端は、この輸液バッグ側の輸液ラインを構成するチューブ１６に接続されている。ノズル１２の内部は、点滴筒１１の内部へ連通している。点滴筒１１の下部には一般に、輸液（薬液）が溜まる液溜め１４が形成される。そして、点滴筒１１の下端は、人体側の輸液ラインを構成するチューブ１５に接続されている。
　輸液バッグ内の輸液は、重力によってチューブ１６内を下方に向かって流れ、ノズル１２の内部に達する。そして、ノズル１２の下端において輸液の液滴１３が成長し、この液滴１３が所定の大きさに達すると点滴筒１１内へ滴下する。点滴筒１１は可視光および赤外光を透過するので、成長中の液滴１３を外部から目視で確認することが可能である。赤外ＬＥＤからの赤外光も遮らない。
　＜フォトインタラプタ＞
　フォトインタラプタ５は、光を照射する１以上の発光素子５２およびこの光を受光する１以上の受光素子５１を有する。１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される。さらに、１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１とを結ぶ２以上の光路５３は、ノズル１２の下端より下側に位置する。
　発光素子５２は、例えば、発光ダイオードであって発光部を有し、この発光部から滴下中の液滴１３（および受光素子５１）に向けて光を照射する。受光素子５１は、例えば、フォトトランジスタであって受光部を有する。この受光部において、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを検出する。また受光素子５１は、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴を透過することによって、その光量が変化することを受光部が検出する構成であってもよい。
　発光素子５２の光源としては、特に限定されないが、例えば、赤外ＬＥＤ、可視光のレーザなどを挙げることができる。赤外ＬＥＤを用いる場合、夜間などに患者に点滴を行う場合でも、発光素子５２の点滅または点灯が気になるということがない。
　フォトインタラプタ５は、受光素子５１の受光部において、光の遮断または光量の変化を検出することに基づき、滴下が起こったこと（液滴１３がノズル１２の下端から離れたこと）を検知し、滴下数を計数することができる。
　本明細書において光路５３とは、具体的には発光素子５２の発光部と受光素子５１の受光部とを結ぶ光の通り道をいう。ここで、発光素子５２から照射された光は、進むにつれて広がっていくが、この光のうち発光素子５２の発光部と受光素子５１の受光部とを結ぶもののみを光路５３というものとする。なお、本願に添付されている図面において一点鎖線で表されるのは、光路５３である。ただし、［図８］において光路５３は実線で表される。
　また本明細書において、ある１つの発光素子５２とある１つの受光素子５１とを結ぶ光路５３が、点滴筒１１の内部を通過する関係にあれば、当該発光素子５２と当該受光素子５１とは点滴筒１１を挟んで「略対向する」位置に配置されているというものとする。なかでも、ある１つの発光素子５２とある１つの受光素子５１とが、点滴筒１１を挟んで相互に正面で向かい合うような位置を占めているとき、当該発光素子５２と当該受光素子５１とは点滴筒１１を挟んで「対向する」位置に配置されているというものとする。
　第１実施形態に係る滴下検出装置１は、受光素子５１を２以上有している。具体的には、図１Ａに示すように、受光素子５１を３つ有している。それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３のうちの少なくとも１つは、他の光路５３と平面視において非平行である。また、図１Ｂに示すように、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３のうちの少なくとも１つは、他の光路５３と正面視においても非平行である。なお本実施形態において発光素子５２は、１つである。
　さらに、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される３つの受光素子５１のうちの１つの受光素子５１に、俯角または仰角が付されている。具体的には、図１Ｂに示すように、奥行き方向に一列に同じ向きで並んだ３つの受光素子５１のうち、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで対向する中央の受光素子５１に対し、俯角が付されている。また、１つの発光素子５２と、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１の受光部とは、同一平面上に配置されている。
　これにより、３つの受光素子５１のうち、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、他の２つの光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１は俯角が付されているので、その受光部が発光素子５２の発光部を直視することがない。なお、発光素子５２の発光部が「直視する」とは、光路５３と発光部の面とでなす角度が直角となることをいい、受光素子５１の受光部が「直視する」とは、光路５３と受光部の面とでなす角度が直角となることをいう。
　また、図１Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１もそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向するものの、対向するものではないため、これらの受光部は発光素子５２の発光部を直視することがない。要するに、本実施形態では、３つの受光素子５１の受光部のいずれもが、発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
　ここで、奥行き方向に一列に同じ向きに並んだ３つの受光素子うち、中央の受光素子が俯角または仰角を付して配置されない場合、中央の受光素子は発光素子と対向し、これを直視することになる。このとき中央の受光素子は、その受光部で受光する光量が過多となって飽和すると、液滴が光路と交差しても発光素子から照射された光が遮断されたことを認識することができなくなり、その滴下を検出できないケースが発生する。さらに、これを考慮して発光素子の光量を減じ、中央の受光素子の受光部で受光する光量が飽和しないようにすると、両端の受光素子の受光部で受光する光量が過少となる。このとき両端の受光素子は、発光素子から照射された光を液滴が常に遮光していると認識し、やはり液滴の滴下を的確に検出できないケースが発生してしまう。
　また発光素子を、上述のように受光素子と同一平面上に配置せず、その高さをずらして配置し、中央の受光素子が受光する光量を飽和しないように調整しても、両端の受光素子において受光する光量はやはり過少となる。このため、この場合でも液滴の滴下を正確に検出できないケースが発生してしまう。
　そこで本実施形態では、上記構成に基づいて受光素子５１と発光素子５２とが直視する関係とならないようにし、かつ、中央の受光素子５１に付す俯角の角度を調整することにより、発光素子５２からほぼ同程度の光量を、３つの受光素子５１それぞれで受光することができるようにした。すなわち、両端の受光素子５１が受光する光量とほぼ同程度の光量を、付する俯角の角度を調整することで、中央の受光素子５１で受光できるようにした。そして、発光素子５２の光量を調整することにより、すべての受光素子５１は適度な光量を受光することができる。したがって、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。
　また本実施形態では上記構成により、受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過する。したがって、傾斜または振動のために、点滴筒１１内の液滴１３の滴下経路がノズル１２の下端からその延長線上とならない場合でも、液滴１３がいずれかの光路５３と交差するようになり、その滴下を的確に検出することができる。さらに、本実施形態では、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
　滴下検出装置１では、発光素子５２から点滴筒１１を通過し、受光素子５１で受光する光量が、落下する液滴による遮光、屈折によって変化するだけでなく、点滴筒１１の内壁面に付着した液滴が光路５３と干渉することによっても大きく変化する。受光素子５１で受光する光量は、天気の変化、時間の経過による日照の変化、部屋の明るさなどにより受光素子に到達する太陽光の光量が変化することによっても大きく変化する。そこで本実施形態では、落下する液滴（「落滴」とも記す）を検知する判定部において、受光素子５１の出力電圧が単一の閾値を超えるか否かにより落滴を検出したと判断することなく、直近の受光素子５１の出力電圧の平均値に対し、瞬間的に電圧値が大きく低下したときに落滴を検出したと判断するものとする。
　このような構成は、たとえば２以上の受光素子の出力電圧を、ＡＤコンバータでデジタルデータに変化して演算部に取り込み、これを演算することにより実現することができる。また上記構成は、アナログ回路によっても実現することができる。たとえば、２以上の受光素子の出力電圧をローパスフィルタにより時間的に平均化し、その平均化された電圧値と現在の電圧値との差分を減算回路により出力し、その出力値と所定の閾値とをコンパレータを用いて比較することにより、落滴を検出したと判断（遮光状態と透光状態とを判別）することができる。このため、その判断または判別したデータをデジタルＩ／Ｏによりコントローラーに取り込むことにより、アナログ回路によっても正確な落滴の検出判断を実現することができる。
　さらに本実施形態は、２以上の光路５３のうち少なくとも１つを、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位検知用とすることができる。すなわち、後述する第１３実施形態で詳しく説明するように、受光素子５１の受光部において、所定の時間を超過し、または所定の時間を通して遮光、または光量の変化を検出したとき、これを液溜め１４の液位の異常であると認識するものである。これにより、光路５３に対し、液滴１３の滴下を検出する機能とともに、光路５３に至るまで液溜め１４の液位が達した、若しくは達する危険性があることを検知する液位センサとしての機能を付与することができる。
　なお、上述のように受光素子５１で受光する光量が点滴筒１１の内壁面に付着した液滴と光路５３とが干渉することによって大きく変化することを避ける方法として、点滴筒１１の内壁面に親水処理を施すことが例示される。この場合、内壁面に付着した液滴は小さい接触角で濡れ拡がるため、点滴筒１１の内壁面において滴として残存することがなくなるので好ましい。
　［第２実施形態］
　第２実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図２Ａ、図２Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１が配置される正面視における高さと、両端の受光素子５１が配置される正面視における高さとが相違している点である。具体的には、中央の受光素子５１の正面視における高さが、両端の受光素子５１の正面視における高さよりも高い。また、中央の受光素子５１に、俯角または仰角が付されていない点でも第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
　本実施形態は、図２Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうち両端の受光素子５１へ向かう光路５３がそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１の受光部は、発光素子５２と正面視における高さが異なるので、発光素子５２の発光部を直視することがない。
　さらに、図２Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びている。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１もそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向するものの、対向するものではないため、これらの受光部は発光素子５２の発光部を直視することがない。要するに、本実施形態においても、３つの受光素子５１の受光部はいずれも発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
　したがって本実施形態においても、中央の受光素子５１の正面視における高さを調整することで、いずれの受光素子５１の受光部でも、発光素子５２からほぼ同程度の光量を受光することができる。このため、発光素子５２の光量を調整することで、すべての受光素子５１で適度な光量を受光することができる。これにより、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。また、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
　［第３実施形態］
　第３実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図３Ａに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１の受光部が、点滴筒１１を挟んで略対向する発光素子５２の発光部に近い方向へ向くように少し内向きに配置されている点である。ただし、両端の受光素子５１の受光部は、発光素子５２を直視していない。なお、第３実施形態では、第１実施形態と同様、中央の受光素子５１に俯角または仰角が付されている。その他の第３実施形態の構成は、第１実施形態と同様である。
　本実施形態は、図３Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１へ向かう光路５３がそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、中央の受光素子５１は俯角が付されているので、その受光部が発光素子５２の発光部を直視することがない。
　さらに、図３Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。そして、両端の受光素子５１はそれぞれ、発光素子５２と点滴筒１１を挟んで略対向し、発光素子５２の発光部に近い方向へ向いているものの、これらの受光部は、上述のように発光素子５２の発光部を直視していない。要するに、本実施形態においても、３つの受光素子５１の受光部はいずれも発光素子５２の発光部を直視していないこととなる。
　したがって本実施形態においても、中央の受光素子５１に付す俯角の角度を調整すること、および両端の受光素子５１を発光素子５２の発光部に近い方向へ向ける程度を調整することで、いずれの受光素子５１の受光部でも、発光素子５２からほぼ同程度の光量を受光することができる。このため、発光素子５２の光量を調整することで、すべての受光素子５１で適度な光量を受光することができる。これにより、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。また、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
　特に本実施形態では、中央の受光素子５１に付する俯角または仰角の角度とともに、両端の受光素子５１を発光素子５２の発光部に近い方向へ向ける程度を調整することで、それぞれの受光素子５１が受光する光量を極めて同量に近づけることができる。このため液滴１３の滴下をより的確に検出することができる。
　第１実施形態～第３実施形態では、受光素子５１の数が３つである構成を例示して説明したが、本発明において受光素子の数は３つに限定されない。すなわち、複数の受光素子でそれぞれ、１以上の発光素子からほぼ同程度の光量を受光することが可能な関係を構築できる限り、受光素子の数を適宜決定することができる。なお、受光素子の数は、滴下検出装置が大型化にならないように配慮した上で、３以上であることが好ましい。
　［第４実施形態］
　第４実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、発光素子５２が３つ配置されている点である。この３つの発光素子５２において、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さと相違している。具体的には、両端の発光素子５２の正面視における高さが、中央の発光素子５２の正面視における高さよりも高い。また、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１は、第３実施形態と同様に、発光素子５２の発光部に近い方向へ向けられて、少し内向きに配置されている点で第１実施形態と異なる。なお、中央の受光素子５１は、第１実施形態と同様に俯角または仰角が付されている。
　そして、上記の３つの発光素子５２の配置および３つの受光素子５１の配置により、俯角が付された中央の受光素子５１の受光部は、点滴筒１１を挟んで中央の発光素子５２と対向し、その発光部を直視する。両端の受光素子５１の受光部はそれぞれ、点滴筒１１を挟んで両端の発光素子５２と対向し、その発光部を直視する。また、３つの発光素子５２は相互に近接して配置され、３つの受光素子５１の配置に比べて密集した態様となる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
　本実施形態は、図４Ｂに示すように、３つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ、正面視において水平に伸びる。これに対し、俯角が付された中央の受光素子５１へ向かう光路５３は、正面視において水平に伸びないで傾斜し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３と正面視において非平行の関係となる。また、図４Ａに示すように、３つの受光素子５１のうち、中央の受光素子５１へ向かう光路５３は平面視において左右に真横に伸びる。これに対し、両端の受光素子５１へ向かう光路５３はそれぞれ平面視において左右に傾斜して伸び、中央の受光素子５１へ向かう光路５３と平面視において非平行の関係となる。
　そして、３つの受光素子５１の受光部は３つの発光素子５２の発光部とそれぞれ直視する関係にあるので、発光素子５２からの光量が調整されることで、いずれの受光素子５１の受光部でもほぼ同程度の光量であって、かつ適度な光量を受光することができる。したがって、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、それぞれの受光素子５１へ向かう光路５３は、点滴筒１１内部で水平方向および鉛直方向に異なる位置を通過するため、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差し、その滴下を的確に検出することができる。発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
　特に本実施形態では、３つの受光素子５１の受光部が３つの発光素子５２の発光部と直視する関係にある。このため、それぞれの発光素子５２の発光する光量を調整することで、それぞれの受光素子５１が受光する光量を極めて同量に近づけることができ、液滴１３の滴下をより的確に検出することができる。また、上述のように、３つの発光素子５２は３つの受光素子５１の配置に比べて相互に近接した態様を示す。このため、３つの発光素子５２と３つの受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生することを防ぐことができる。
　［第５実施形態］
　第５実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図５Ａ、図５Ｂに示すように、第４実施形態と同様に３つの発光素子５２が配置されている点である。また、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さと相違している。具体的には、中央の発光素子５２の正面視における高さが、両端の発光素子５２の正面視における高さよりも高い。３つの発光素子５２は同じ方向を向いている。
　さらに、第５実施形態において第１実施形態と異なるのは、３つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１の正面視における高さと、両端の受光素子５１の正面視における高さとが相違している点である。具体的には、中央の受光素子５１の正面視における高さが、両端の受光素子５１の正面視における高さよりも高い。３つの受光素子５１は同じ方向を向いている。また、３つの受光素子５１および３つの発光素子５２は、第４実施形態における３つの発光素子５２と同様に相互に近接して配置されるので、３つの光路５３は平面視において各光路５３間の距離が狭い。なお、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
　このような３つの発光素子５２の配置および３つの受光素子５１の配置により、中央の発光素子５２の発光部は、点滴筒１１を挟んで中央の受光素子５１と対向し、その受光部を直視する。両端の発光素子５２の発光部はそれぞれ、点滴筒１１を挟んで両端の受光素子５１と対向し、その受光部を直視する。そして、３つの受光素子５１の受光部と３つの発光素子５２の発光部とはそれぞれ直視する関係にあるので、発光素子５２からの光量が調整されることで、いずれの受光素子５１の受光部でもほぼ同程度の光量であって、かつ適度な光量を受光することができる。
　したがって本実施形態においても、中央あるいは両端にかかわらず、いずれの位置の受光素子５１でも液滴１３の滴下を検出することができる。さらに、液滴１３がいずれかの光路５３と必ず交差することとなって、その滴下を的確に検出することができる。また、３つの発光素子５２と３つの受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生することを防ぐことができる。このほか、発光素子５２と受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されているので、確実に液滴１３の滴下を検出することができる。
　なお、本発明において、３つの受光素子５１および３つの発光素子５２を配置する態様に関し、第４実施形態または第５実施形態に例示した態様に限定されない。３つの受光素子の受光部または３つの発光素子の発光部が直視する関係を構築できる限り、これらの配置は適宜の態様を採用することができる。
　［第６実施形態］
　第６実施形態では、滴下検出装置を構成している発光素子が配置される好ましい個数について説明する。
　第６実施形態に係る滴下検出装置は、上方よりノズルが挿入され、このノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子およびこの光を受光する１以上の受光素子を有するフォトインタラプタとを備える。図６に示すように、第６実施形態に係る滴下検出装置は、３つの発光素子５２と５つの受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５を有し、これらの発光素子５２および受光素子５１が、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されている。また、これらの発光素子５２および受光素子５１を結ぶ光路５３は、ノズルの下端より下側に位置している。
　特に、５つの受光素子５１は、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。３つの発光素子５２も、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。５つの受光素子５１と３つの発光素子５２とは、第６実施形態において同一平面上に存在している。ただし、本発明において、受光素子と発光素子との位置関係は、点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、同一平面で存在する関係でもよいし、高さが相違して存在する関係でもよい。
　このような構成において、３つの発光素子５２のうちの中央の発光素子５２のみを発光させたとき、その光路５３と液滴１３とが交差すると、図６における実線で示される影が、５つの受光素子５１のうちの中央の受光素子５１へ向けて投影される。その影を、中央の受光素子５１は、液滴１３によって光路５３が遮断されたと捕らえて液滴１３の滴下を検出する。このとき、両端の発光素子５２が発光していないので、その影は、中央の受光素子５１において高いコントラストとして得られるようになる。
　その一方で、３つの発光素子５２をすべて発光させたときには、図６における実線で示されるような範囲に影が投影されるとともに、両端の発光素子５２から図６における破線で示されるような光が、中央の受光素子５１へ到達する。要するに、中央の受光素子５１が液滴１３によって光路５３が遮断されたことを捕らえようとしている状態で、両端の発光素子５２からの光が入射し、液滴１３の影が中央の受光素子５１において、高コントラストで得られなくなる。高いコントラストが得られなければ、液滴１３が滴下していることを中央の受光素子５１で検出できないケースが発生してしまう恐れがある。
　したがって、滴下検出装置を構成する発光素子の個数については、１つであることが好ましい。そして、小型の受光素子５１を互いに近接して複数配置することが好ましい。これにより、液滴１３は点滴筒１１内部を通過するいずれかの光路５３と必ず交差することとなるので、点滴筒１１が傾いた場合にも液滴１３の滴下を的確に検出することができる。
　［第７実施形態］
　第７実施形態では、滴下検出装置を構成する点滴筒が配置される好ましい位置について説明する。
　第７実施形態に係る滴下検出装置は、上方よりノズルが挿入され、このノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、光を照射する１以上の発光素子、およびこの光を受光する１以上の受光素子を有するフォトインタラプタとを備える。図７に示すように、第７実施形態に係る滴下検出装置は、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５を有し、これらの発光素子５２および受光素子５１は、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置されている。５つの受光素子５１と１つの発光素子５２とは、同一平面上に存在している。５つの受光素子５１は、同一平面上で縦方向に一列に同じ向きで並んでいる。また、これらの発光素子５２および受光素子５１を結ぶ光路５３は、ノズルの下端より下側に位置する。なお、本発明において、受光素子と発光素子との位置関係は、点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、同一平面で存在する関係でもよいし、高さが相違して存在する関係でもよい。
　第７実施形態では特に、点滴筒１１が１つの発光素子５２と、５つの受光素子５１との間であって、５つの受光素子５１に近い側に配置されている。
　図７に示すように、本実施形態において、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１のうちの両端の受光素子５１とを結ぶ光路５３、および点滴筒１１の筒内面で区画される領域が、液滴１３の滴下を検出できる点滴筒１１内部の範囲Ｒとなる。このため、点滴筒１１が５つの受光素子５１のごく近くに配置されるほど、当該領域の面積が大きくなることが理解される。すなわち、点滴筒１１が５つの受光素子５１に近い側に配置されると、液滴１３の滴下を検出できる点滴筒１１内部の範囲Ｒも大きくなるので、点滴筒１１が傾いた場合にも的確に液滴１３の滴下を検出することができるようになる。
　また、点滴筒１１が受光素子５１に近い側に配置されることにより、より少ない数の受光素子５１で、点滴筒１１内部のより広い範囲をカバーすることができる。したがって、点滴筒１１が配置される位置としては、発光素子５２と受光素子５１との間であって、受光素子５１に近い側であることが好ましい。
　［第８実施形態］
　第８実施形態では、滴下検出装置を構成する点滴筒が配置される他の好ましい位置について説明する。
　第８実施形態に係る滴下検出装置は、図８に示すように、点滴筒１１が、１つの発光素子５２と５つの受光素子５１との間であって、１つの発光素子５２に近い側に配置されている点で第７実施形態と異なる。また、外乱光が受光素子５１へ入射することを防ぐ遮光板Ｂが配設され、この遮光板Ｂによって点滴筒１１と発光素子５２と受光素子５１とが包囲されている構成である。ただし、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、遮光板Ｂの一部に間隙が設けられている。
　このような構成において、遮光板Ｂに設けられた間隙から受光素子５１までの距離が長くなるほど、この間隙から外乱光が入射しても、その外乱光が受光素子５１まで届きにくくなることが理解される。このため本実施形態では、点滴筒１１が１つの発光素子５２のごく近くに配置されるほど、遮光板Ｂに設けられた間隙から受光素子５１までの距離が長くなるので、外乱光が受光素子５１へ入射することを防ぐことが可能になる。これより、受光素子５１で液滴１３の影が高いコントラストとして得られるので、より安定して液滴１３の滴下を検出することができる。
　また上記構成により、５つの受光素子５１と１つの発光素子５２を結ぶ５つの光路５３は、平面視において各光路５３間の距離が狭くなるので、光路５３と光路５３との間を液滴１３がすり抜けるケースが発生するのを防ぐことができる。したがって、点滴筒１１が配置される位置としては、発光素子５２と受光素子５１との間であって、発光素子５２に近い側であっても好ましい。
　［第９実施形態］
　第９実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図９に示すように、１つの発光素子５２と奥行き方向に一列に並んだ３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ、この発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第９実施形態において３つ）が、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３と交差する点である。さらに、発光素子５２の正面視における高さと、受光素子５１の正面視における高さとが相違している点である。具体的には、発光素子５２の正面視における高さが、受光素子５１の正面視における高さよりも高い。
　また、第９実施形態に係る滴下検出装置１は、撮像部および照明部を備える点で第１実施形態と異なる。第９実施形態は、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３を撮影する撮像部としてのカメラ２１と、このカメラ２１に対して点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部としての照明器具２２とを備えている。また、カメラ２１と受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置される。
　本実施形態では特に、１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向している。カメラ２１と受光素子５１も点滴筒１１を挟んで対向している。カメラ２１と照明器具２２も対向している。なお、本発明において、受光素子と発光素子とが配置される位置、撮像部と受光素子とが配置される位置および撮像部と照明部とが配置される位置は、所望の機能を満たし、かつ点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される限り、それぞれ適宜選択することができる。
　＜カメラおよび照明器具＞
　カメラ２１（例えば、二次元イメージセンサ）は、ノズル１２の下端付近の空間をカメラ２１の画角が含むように、点滴筒１１の側面に近接して設置される。この状態においてカメラ２１は、ノズル１２の下端において成長の始まりから落下するまでの成長中の液滴を、複数の時点において撮影し、複数の画像データ（例えば、一連の動画）として取得することができる。なお「成長中」とは、液滴がノズルの下端で成長している途中、すなわち、液滴がノズルの下端に付着した状態で徐々に大きくなっている途中の状態を意味する。
　照明器具２２は、点滴筒１１を挟んでカメラ２１と対向する位置に設けられている。照明器具２２は、少なくともノズル１２の下端において成長中の液滴１３を照らすことができる。これにより外乱光がある場合でも、照明によって液滴１３を確実に撮像することができる。また、振動などがある場合でも、照明によって１画像のシャッター速度を早くすることができ、ブレの少ない画像を得ることができる。
　照明器具２２として、一定間隔で繰り返し発光するストロボスコープを用いることができる。カメラ２１は、照明器具２２から照射される波長に対して感度を有している。例えば、照明器具２２が面発光赤外ＬＥＤ照明である場合、カメラ２１は、赤外の波長に対して感度を有している。赤外ＬＥＤ照明を用いる場合、夜間などに患者に点滴を行う場合でも、照明器具２２がまぶしいということがない。また、カメラ２１は不要な波長の光をカットすることのできる光学フィルタを備えていてもよい。
　第９実施形態では、ノズル１２の下端で成長中の液滴１３が、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第９実施形態においては３つ）と必ず交差することとなる。このため、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても、受光素子５１で必ず液滴１３を検出することができる。そして、ノズル１２の下端に液滴１３が無くなったことを検出することで、滴下が発生したことを検出することができる。
　さらに、発光素子５２の正面視における高さが、受光素子５１の正面視における高さよりも高く配置され、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が正面視において傾斜するフォトインタラプタ５の構成である。このような構成により、フォトインタラプタ５の存在が障害となることなく、ノズル１２の下端付近の空間を画角が含むようにカメラ２１を容易に配置することができる。また、このカメラ２１と対向する位置に照明器具２２を容易に配置することができる。
　さらに、カメラ２１と受光素子５１とは、点滴筒１１を挟んで対向する位置に配置される。これにより、照明器具２２と受光素子５１とが同じ側に配置されることとなるため、照明器具２２からの発光が外乱光となって受光素子５１に入射することを防ぐことができる。
　本実施形態では、ノズル１２の下端付近の空間を画角が含むようにカメラ２１を配置し、液滴１３を複数の画像または動画で捕らえることにより、液滴１３の体積を求めることができる。さらに、フォトインタラプタ５によって単位時間当たりの滴下数を特定し、液滴の体積と掛け算することで、滴下量（流量）を求めることができる。したがって、本実施形態によれば、上述した配置の発光素子５２と受光素子５１とからなるフォトインタラプタ５により、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても液滴１３の滴下を的確に検出することができる。その上で、カメラ２１および照明器具２２を容易に付加することができ、これにより算出できる液滴１３の体積から、液滴の種類によらず滴下量を正確に測定することができる。
　なお、上記第９実施形態では、フォトインタラプタ５を１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とで構成した例を説明したが、この構成に限定されない。点滴筒を挟んで対向または略対向する位置であって、かつ２以上の光路のうち少なくとも１つがノズルの下端で成長中の液滴と交差するように配置される限り、フォトインタラプタを１以上の発光素子および２以上の受光素子とで構成することが可能である。また、１以上の発光素子と２以上の受光素子とで構成する限り、発光素子と受光素子との数は同じでもよく、異なっていてもよい。
　［第１０実施形態］
　第１０実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図１０に示すように、１つの発光素子５２と奥行き方向に一列に並んだ３つの受光素子５１とが点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち少なくとも１つ（第１０実施形態において１つ）が、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位検知用である点である。
　すなわち図１０に示すように、第１０実施形態に係る滴下検出装置１では、点滴筒１１内部の液溜め１４の液位が、光路５３に達した、若しくは達する直前の状態であるとき、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ３つの光路５３のうち１つが、液溜め１４の液面によって屈折する。これにより、液溜め１４の液位検知用とした１つの受光素子５１の受光部において、発光素子５２からの光が所定の時間を超過し、または所定の時間を通して届かないことが検出され（すなわち遮光され）、または発光素子５２からの光の光量が変化したことが検出される。これを受光素子５１の受光部が液溜め１４の液位の異常であると認識することにより、光路５３に液溜め１４の液位センサとしての機能を付与することができる。
　なお、第１０実施形態においても、フォトインタラプタ５を１つの発光素子５２と３つの受光素子５１とで構成した例を説明したが、この構成に限定されない。点滴筒を挟んで対向または略対向する位置であって、かつ２以上の光路のうち少なくとも１つが、点滴筒内部の液溜めの液位検知用である限り、フォトインタラプタを１以上の発光素子および２以上の受光素子とで構成することが可能である。また、１以上の発光素子と２以上の受光素子とで構成する限り、発光素子と受光素子との数は同じでもよく、異なっていてもよい。
　［第１１実施形態］
　第１１実施形態に係る滴下検出装置において、第９実施形態と異なるのは、図１１に示すように、１以上の発光素子５２と２以上の受光素子５１（図１１において３つの受光素子５１が奥行き方向に一列に並んでいる）とを、ノズル１２の下端よりも下側で、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置した点である。その上で、第１１実施形態は、第９実施形態と同様にノズル１２の下端で成長中の液滴１３を撮影するカメラ２１と、点滴筒１１を挟んでカメラ２１と対向または略対向する位置に配置された照明器具２２とを備えている。
　本実施形態において、フォトインタラプタ５は、第１実施形態から第８実施形態で説明した発光素子５２および受光素子５１の形態のものを用いることができる。これにより、患者の動きなどで点滴筒１１が傾いた場合であっても、受光素子５１で必ず液滴１３を検出することができる。そして、図１１に示すように、カメラ２１と受光素子５１とを、点滴筒１１を挟んで対向または略対向する位置に配置することが好ましい。これにより、照明器具２２と受光素子５１とが同じ側に配置されることになるので、照明器具２２からの発光が外乱光となって受光素子５１に入射することを防ぐことができる。
　さらに、本実施形態では、フォトインタラプタ５の存在に関わらず、カメラ２１および照明器具２２を容易に付加することができ、これにより算出できる液滴１３の体積から、液滴の種類によらず滴下量を正確に測定することができる。
　［第１２実施形態］
　第１２実施形態に係る滴下検出装置１において、第１実施形態と異なるのは、図１２および図１３に示すように、点滴筒１１の一部と発光素子５２と受光素子５１とを収容するハウジング３１を備えている点である。また、奥行き方向に一列に受光素子５１が５つ並んでいる点でも第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様とすることができる。
　すなわち第１２実施形態に係る滴下検出装置１は、図１２および図１３に示すように、ハウジング３１の内部に受光素子５１、発光素子５２および点滴筒１１の一部が収容されて構成されている。ハウジング３１には、細孔３２が形成されている。この細孔３２は発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が通る孔である。したがって第１２実施形態に係る滴下検出装置１において、発光素子５２と５つの受光素子５１とは、これらを結ぶ光路５３が細孔３２を通るように配置される。このため光路５３は、ハウジング３１によって遮断されるようなことがない。
　ハウジング３１は、上記第８実施形態の滴下検出装置における遮光板Ｂと同様に、滴下検出装置１の外部から入射する太陽光などの外乱光の影響を遮断する機能を有する。これによりフォトインタラプタ５による液滴が滴下したことのより正確な検知に寄与することができる。ハウジング３１は、上記外乱光が入射する影響を遮断することができる限り、その材質が限定されることがない。さらにハウジング３１は、遮光板Ｂと同様に、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、一部に間隙が設けられていることが好ましい。
　［第１３実施形態］
　第１３実施形態に係る滴下検出装置１において、第１１実施形態と異なるのは、図１４に示すように、１つの発光素子５２および液溜め１４の液位検知用とした１つの受光素子５１を含む６つの受光素子５１を、第１２実施形態に係る滴下検出装置１のようにハウジング３１に収容した構成とした点である。このハウジング３１にも、発光素子５２と受光素子５１とを結ぶ光路５３が通る細孔３２が形成されている。
　第１３実施形態に係る滴下検出装置１は、上記ハウジング３１を備えることにより、第１２実施形態と同様に、滴下検出装置１の外部から入射する太陽光などの外乱光の影響を遮断する機能を有することができる。これにより図１５に示すように、フォトインタラプタ５によって、液滴の滴下のより正確な検知とともに、液溜め１４の液位についても異常の発生をより正確に検知することができる。たとえば図１５においては、フォトインタラプタ５によって液溜め１４の液位が高位、中位または低位であるとして検知されるときの光路５３の例をそれぞれ示している。なお、液滴の滴下を検知する受光素子５１と液位検知用の受光素子５１とは一定の距離を有して配設されることが好ましい。これによって点滴筒１１内の液溜め１４に液滴が滴下される際に、液面から跳ね返った液滴を液位検知用の受光素子５１が誤って液位の異常として検知することを防ぐことができる。ハウジング３１は、第１２実施形態と同様に、上記外乱光が入射する影響を遮断することができる限り、その材質が限定されることがなく、点滴筒１１の側面の一部を人間などが目視できるように、一部に間隙が設けられていることが好ましい。
　さらに図１５において、液溜め１４の液位をフォトインタラプタ５によって検知するとき、本図が正面図であるがゆえに光路５３は上下方向の変化のみが現れている。このため図１５に表された滴下検出装置１は、液溜め１４の液位が高位であるとき、発光素子５２からの光が液位検知用の受光素子５１へ入射しているように把握される。しかしながら図１６の平面視による説明図に示すように、本実施形態に係る滴下検出装置１は液溜め１４の液位が高位であるとき、発光素子５２からの光は、その光路５３が液溜め１４によって平面方向に光が屈折するため液位検知用の受光素子５１へ入射しない。したがって本実施形態に係る滴下検出装置１は、液溜め１４の液位が中位の場合と同じく高位の場合であっても、その液位の異常を検知することができる。なお図１６においては、液溜め１４の液位が低位であるときの滴下検出装置１も示し（下側に図示）、その場合、発光素子５２からの光は、その光路５３が液溜め１４によって屈折することなく液位検知用の受光素子５１へ入射する。
　ここで、例えば、本発明に係る滴下検出装置において３つの受光素子を配置した場合の好ましい回路構成について、図１７Ａ～図１７Ｃを参照しつつ説明する。
　例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、それぞれの受光素子５１に抵抗６を直列に接続し、受光素子５１と抵抗６との間の電位をそれぞれ検出する回路構成とする。この場合、それぞれの受光素子５１の受光部において独立して、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕えることができる。このため、液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができるので有利である。
　また、図１７Ｃに示すように、３つの受光素子５１を全て直列に接続した上で抵抗６と直列に接続し、流れる電流が減少するという電位の変化を検出する回路構成とする。この場合、少なくともいずれかの受光素子５１の受光部において、発光素子５２から照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕えれば、上記電位の変化を検出することができる。したがって、このような回路構成であっても、液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができるので有利である。
　あるいは、発光素子５２と受光素子５１とをそれぞれ複数配置する場合、発光素子５２を時分割で順番に発光させ、これに対応するように、点滴筒１１を介して対向または略対向している受光素子５１で順番に液滴１３による遮光の有無を検出する構成とする。例えば、３個の発光素子５２と、３個の受光素子５１とを対向させている上記第４実施形態および第５実施形態では、３個の発光素子５２を例えば、数１０ｋＨｚの周波数で順番に照射させ、これらに対向する受光素子５１で順番に、照射された光が滴下中の液滴１３によって遮断されたか否かを捕らえるのである。この場合も液滴１３が滴下されたことを極めて的確に検出することができる。
　なお上述のように、受光素子の受光部は、発光素子から照射された光が滴下中の液滴を透過することによって、その光量が変化することを捕らえる構成であっても液滴の滴下を的確に検出することができる。
　以上、本発明の例示としていくつかの実施形態について説明を行なったが、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形したりすることも当初から予定している。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　滴下検出装置、１１　点滴筒、１２　ノズル、１３　液滴、１４　液溜め、１５　チューブ、１６　チューブ、２１　カメラ（撮像部）、２２　照明器具（照明部）、３１　ハウジング、３２　細孔、５　フォトインタラプタ、５１　受光素子、５２　発光素子、５３　光路、６　抵抗、Ｒ　液滴の滴下を検出できる点滴筒内部の範囲。

Claims (8)

  1. 　上方よりノズルが挿入され、該ノズルの下端から滴下する液滴を内部で受ける筒状の点滴筒と、
    　光を照射する１以上の発光素子および前記光を受光する２以上の受光素子を有するフォトインタラプタと、を備え、
    　前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置され、かつ前記１以上の発光素子と前記２以上の受光素子とを結ぶ２以上の光路は、前記ノズルの下端より下側に位置する、滴下検出装置。
  2. 　前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と平面視において非平行である、請求項１に記載の滴下検出装置。
  3. 　前記受光素子へ向かう前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、他の前記光路と正面視において非平行である、請求項１または請求項２に記載の滴下検出装置。
  4. 　前記発光素子を１つ有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
  5. 　前記点滴筒は、前記発光素子と前記受光素子との間であって前記受光素子に近い側に配置される、請求項４に記載の滴下検出装置。
  6. 　前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記ノズルの下端で成長中の液滴と交差する、請求項１～５のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
  7. 　前記２以上の光路のうち少なくとも１つが、前記点滴筒内部の液溜めの液位検知用である、請求項１～６のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
  8. 　前記ノズルの下端で成長中の液滴を撮影する撮像部と、
    　前記撮像部と前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置された照明部と、を備え、
    　前記撮像部と前記受光素子とは、前記点滴筒を挟んで対向または略対向する位置に配置される、請求項１～７のいずれか１項に記載の滴下検出装置。
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