液位检测装置的制作方法

本实用新型涉及光学地检测管部件内的液体的液位的液位检测装置。

背景技术：

专利文献1公开了以往的液位检测装置的一个例子。液位检测装置被构成为检测储存在罐体内的液体的液位是否到达基准水位。具体而言，液位检测装置包括：投光部；与该投光部对置配置的收光部。在投光部与收光部之间配置有配管，该配管与罐体下部连通，且从罐体下部向上方延伸设置。配管中的投光部与收光部之间的部分为透明，从投光部发出的光通过配管，被收光部接收。而且，液位检测装置基于投光部的投光量和收光部的收光量，检测位于投光部与收光部之间的光轴上的配管内是否存在液体。由此，液位检测装置根据其检测结果，判定罐体内的液体的液位是否到达基准水位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-5726号公报

技术实现要素：

本实用新型欲解决的问题

在液位检测装置中，例如在配管中的投光部与收光部之间的部分粘贴了具有透光性的标签的情况下，由于标签会使光扩散，收光部的收光量会降低，担心由于光量不足而导致误检测。在这样的状况下，如何更多确保收光部的收光量成为探讨问题。

本实用新型是为解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种液位检测装置，能够更多确保收光元件的收光量，提高检测精度。

用于解决问题的方案

本实用新型申请的一个侧面的液位检测装置在粘贴有具有透光性的标签的管部件检测作为检测对象被容纳的液体的液位，包括：投光部，照射光；收光部，与所述投光部对置配置，接收从所述投光部照射的光，在所述投光部与所述收光部之间形成用于配置所述检测对象的配置空间，所述收光部包括：至少1个收光元件，接收从所述投光部照射的光；聚光部件，具有将从所述投光部照射的光向所述至少1个收光元件聚光的凹状的聚光面。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件的聚光面包括圆环状的凹状面，所述凹状面的截面具有直线形状。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件的聚光面包括圆环状的凹状面，所述凹状面的截面具有抛物线形状。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件包括与所述至少1个收光元件相比靠近所述投光部配置的树脂部件，所述聚光面是在所述树脂部件的与所述投光部对置的面形成的孔的内周面，所述聚光面优选的是由金属蒸镀而镜面化。

在所述构成中，所述聚光部件包含与所述至少1个收光元件相比靠近所述投光部配置的金属板材，所述金属板材包括：在所述金属板材的与所述投光部对置的面形成的开口；与该开口连通的筒部，所述聚光面是所述筒部的内周面。

在所述构成中，作为所述检测对象而容纳在管部件的液体包括容纳在试验管的血液，优选的是，所述液位检测装置被构成为检测将该血液分离为多层时的各层的界面。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件的聚光面形成为沿着与所述管部件的长边方向垂直方向长的形状。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件的聚光面形成为与沿着所述管部件的长边方向垂直方向的长度相同的长度。

在所述构成中，优选的是所述聚光部件被构成为能在所述收光部的主体的外侧装拆。

实用新型的效果

根据本实用新型的液位检测装置，能够更多确保收光元件的收光量，能够提高检测精度。

附图说明

图1是示出一个实施方式的液位检测装置的概要构成的立体图。

图2是一个实施方式的液位检测装置的概要构成图。

图3是变形例的液位检测装置的概要构成图。

图4是一个实施方式的液位检测装置的收光部的分解立体图。

图5是变形例的液位检测装置的收光部的分解立体图。

图6是示出一个实施方式的液位检测装置的效果的图表。

具体实施方式

下面，说明一个实施方式的液位检测装置10。

如图1所示，液位检测装置10检测作为检测对象的例如玻璃制的透明试验管50内的血液51，详细而言，液位检测装置10检测血液51被离心分离等分离方法(也可以是除此以外的方法)分离之后的血液51的成分的各层的液位(界面位置)。成分分离后的血液51大致区分的话被分离为三层，具体而言，从下层到上层依次被分离为包含血球的第1层51a；包含血小板的第2层51b；包含血清的第3层51c。在该情况下，液位检测装置10相对于试验管50相对地移动，光学地检测试验管50的第1～第3层51a～51c的界面位置。液位检测装置10也能够基于该检测结果，检测各层51a～51c的高度(量)。

液位检测装置10包括投光部11和收光部21。投光部11与收光部21对置配置，与收光部21仅离开预定间隔(例如30～50mm的间隔)。投光部11和收光部21的相互的位置关系是不动的。在检测试验管50内的血液51的情况下，试验管50在投光部11与收光部21之间配置为从投光部11向收光部21的光轴与试验管50的轴线交叉。即，在投光部11与收光部21之间形成用于配置容纳作为检测对象的血液51的试验管50的配置空间。投光部11和收光部21相对于试验管50相对地在上下方向利用未图示的驱动装置移动，以检测配置的试验管50内的从上层到下层的血液51。

投光部11包含投光元件12。投光部11基于电源供给，使投光元件12发光。从投光元件12发出的光朝向收光部21。

收光部21接收来自投光部11(投光元件12)的光。在投光部11与收光部21之间配置了容纳检测对象即血液51的试验管50的情况下，收光部21接收通过了该试验管50的光。

如图2和图3所示，收光部21包括收光元件22、聚光部件23。聚光部件23与收光元件22相比靠近投光部11设置，将来自投光部11的光朝向收光元件22聚光。聚光部件23更多确保进入到收光元件22的光(收光量)。聚光部件23具有凹状面，随着靠近投光部11而扩大，且随着靠近收光元件22而缩小。例如，聚光部件23作为凹状面可以如图2所示，具有以截面直线形状构成圆环状的聚光面23a，作为凹状面可以如图3所示，具有以截面抛物线形状构成圆环状的聚光面23b。例如，聚光部件23包括与投光部11对置的第1端部。在聚光部件23的第1端部形成有具有作为聚光面23a发挥功能的内周面的孔。孔的直径从朝向投光部11开口的开口部随着靠近收光元件22而减小。在该情况下，孔的内周面相对于光轴倾斜或者弯曲。孔的直径可以比孔的深度大，或者可以与孔的深度相同。在其他实施方式中，收光元件22也可以配置在孔的内部。优选的是收光元件22配置在孔的深度方向的中间位置。在该情况下，孔可以是从聚光部件23的第1端部到与第1端部对置的第2端部贯通的贯通孔，或者可以是朝向投光部11凹陷的凹部。在一个例子中，收光部21包括控制部，该控制部基于由收光元件22接收的收光量，特定试验管50的在光透过的部分所容纳的液体的成分。该控制部的位置没有限定。例如，控制部可以设置在与收光部21不同的装置。

此处，考虑一般设置有聚光透镜(凸透镜)并确保收光元件22的收光量。然而，聚光透镜(凸透镜)适于将与连接投光元件12和收光元件22的光轴平行的光(图2和图3的实线X1箭头)向收光元件22聚光，但相对于光轴倾斜前进的光(图2和图3的虚线X2箭头)从收光元件22偏离，难以预计收光量增加。

特别是在容纳血液51的试验管50的外侧面多有粘贴由用于记载血液51相关的信息的纸等标签52，标签52会使透过的光扩散。即，透过标签52的光会散射，相对于光轴倾斜前进的光会增加。所以，本实施方式的收光部21使用具有图2所示的聚光面23a或者图3所示的聚光面23b的聚光部件23，不仅与光轴平行的光，而且相对于光轴倾斜前进的光也向收光元件22聚光。换言之，设定聚光面23a、23b的面形状，使得与光轴平行的光、相对于光轴倾斜前进的光更多聚光在收光元件22(与使用聚光透镜相比增多)。

例如，收光部21所使用的聚光部件23如图4所示，由树脂块30构成。聚光部件23也可以如图5所示，由金属屏蔽板40构成。

在图4所示的例子中，收光部21包括：具有与投光部11对置的安装面的收光部主体21a；安装在收光部主体21a的安装面的收光元件22；在收光部主体21a的安装面覆盖收光元件22地安装的金属屏蔽板31；在收光部主体21a的安装面覆盖金属屏蔽板31地安装的树脂块30。即，树脂块30与收光元件22相比靠近投光部11配置。金属屏蔽板31具有开口31a，开口31a限定在与投光部11对置的面的收光元件22对应的位置所形成的预定范围。树脂块30具有在与金属屏蔽板31的开口31a对应的位置、即与收光元件22对应的位置所形成的聚光孔30a。聚光孔30a的内周面30b是如图2所示的直线形状的聚光面23a、或者如图3所示的抛物线形状的聚光面23b，利用铝等金属蒸镀实施有镜面加工。

在图5所示的例子中，收光部21包括：具有与投光部11对置的安装面的收光部主体21a；安装在收光部主体21a的安装面的收光元件22；在收光部主体21a的安装面覆盖收光元件22地安装的金属屏蔽板40。即，金属屏蔽板40与收光元件22相比靠近投光部11配置。金属屏蔽板40具有开口，该开口在与投光部11对置的面的收光元件22对应的位置形成。例如，金属屏蔽板40的开口是被拉深加工为筒状的聚光孔40a。该聚光孔40a的内周面40b作为如图2所示的直线形状的聚光面23a、或者如图3所示的抛物线形状的聚光面23b发挥功能。换言之，金属屏蔽板40包括具有内周面40b的筒部，内周面40b与投光部11所对置的面的开口连通且作为聚光面23a或者聚光面23b发挥功能。由于聚光孔40a与金属屏蔽板40一体形成，因此，也可以特别省略利用金属蒸镀的镜面加工。另外，也可以省略图4的形态中使用的树脂块30。

这样在本实施方式的收光部21中，构成为将树脂块30、金属屏蔽板40所形成的聚光孔30a、40a的内周面30b、40b作为聚光面23a、23b，能够更多确保进入到收光元件22的光(收光量)，从图6所示的仿真结果可知，与使用和聚光孔30a、40a同径的聚光透镜(凸透镜)的构成的比较例1相比，收光量增加。另外，如比较例2所示，为了在从检测对象起的预定距离得到与本实施方式等同的收光量，需要采取将聚光透镜(凸透镜)的透镜直径放大的措施，这会导致收光部21大型化。换言之，本实施方式的收光部21即使是小型的也能够更多确保收光量。

接下来，记载本实施方式的特征效果。

(1)通过使用具有用于向收光元件22聚光的凹状的聚光面(23a、23b)的聚光部件23，与一般使用的聚光透镜(凸透镜)相比，凹状的聚光面(23a、23b)更能够有效聚光散射光。即，使用了该聚光部件23能够更多确保收光元件22的收光量，在由于存在于光轴上的标签52使光扩散的状况下，也能够提高检测装置10的检测精度。在本实施方式中，能够高精度地进行使试验管50内的血液51成分分离时的血液成分各层51a～51c的界面检测。

(2)用以如图2所示截面直线形状构成圆环状的凹状面来构成聚光部件23的聚光面23a，能够容易形成聚光效率较佳的聚光面。另外，用以如图3所示截面抛物线形状构成圆环状的凹状面来构成聚光部件23的聚光面23b，也能够容易形成聚光效率较佳的聚光面。

(3)如图4所示对树脂块30的孔30a的内周面30b实施利用金属蒸镀的镜面加工，构成聚光部件23的聚光面(23a、23b)，能够容易使用树脂材料来实现。另外，如图5所示即使将在金属屏蔽板40形成为筒状的孔40a的内周面40b作为聚光部件23的聚光面(23a、23b)，也能够容易使用金属板材来实现。另外，由于金属屏蔽板40作为收光元件22周围的屏蔽板发挥功能，因此，能够有助于通过元件通用而减少元件数量。

此外，上述实施方式也可以变更如下。

上述形态是在聚光部件23的底部配置收光元件22，但也可以在聚光部件23的开口部与底部的中间位置配置收光元件22。通过这样，能够期待收光元件22的收光效率提高。此外，在该情况下，也可以用从聚光部件23的底部插入的基板来支持收光元件22。另外，也可以使用多个收光元件22。

聚光部件23的聚光面23a、23b为截面直线形状或者截面抛物线形状，但也可以使用其他适于聚光的形状。另外，聚光面23a、23b以截面直线形状或者截面抛物线形状构成圆环状，但也可以是圆环状以外的形状。

例如，聚光部件的聚光面可以是相对于管部件(试验管50)的长边方向垂直方向(宽度方向)长的横向较长形状。即，在为了使收光元件22的收光量更多而仅增大聚光部件的聚光面的措施中，由于检测管部件内的液体(血液51)的液位的情况下的液位(液面)沿着管部件的宽度方向，因此，若管部件的长边方向大，则聚光较多对液位检测无用的光，液位检测的精度可能下降。所以，在对管部件内的液体进行液位检测的情况下，优选的是聚光部件的聚光面为横向较长形状。

另外，虽然没有特别提及聚光部件的聚光面的大小，但聚光部件的聚光面(开口部)的特别是横向的长度优选的是与管部件(试验管50)的长边方向垂直方向(宽度方向)的长度相同。通过使用这样的聚光部件，能够最大限将通过了管部件的光聚光。换言之，能够尽可能排除未通过管部件的外部的光，将对检测有效的光更多地聚光。

另外，聚光部件也可以是在周向具有局部地聚光面的形状。例如，聚光部件如果是具有夹着收光元件22分别形成在上部和下部的2个聚光面，左右侧面为平面的形态的聚光部件，那么也可以构成为在左右方向薄的聚光部件。另外，如果是夹着收光元件22在左部和右部形成聚光面，上下表面为平面的形态的聚光部件，那么也可以构成为上下方向薄的聚光部件。

也可以构成为适当变更聚光部件23的形状，能相对于收光部21的主体外接的聚光部件。通过这样，能够将聚光部件更接近检测对象，可以使更多的光聚光。另外，如果聚光部件为能装拆，那么在聚光部件的聚光面污损时能够容易更换。另外，如果准备与不同宽度尺寸的管部件(试验管50)分别对应的聚光部件，对每个管部件的大小更换聚光部件，那么能够分别使收光效率提高。

检测对象为试验管50内的血液51，但也可以检测血液以外的液体的液位。另外，对成分分离后的血液成分各层51a～51c进行界面检测，但也可以包含血液51检测液体整体的液位。另外，也能够适用于液位检测以外的光电传感器。

接下来，将能够从上述实施方式及其他例子掌握的技术思想追记如下。

(a)一种光电传感器，在检测对象位于其间的形态下将投光部与收光部对置配置，使从所述投光部发出的光透过所述检测对象，由所述收光部接收，基于该收光量进行所述检测对象的检测，所述光电传感器的特征在于，

所述收光部被构成为包括：具有将光进行收光的收光元件；聚光部件，该聚光部件具有用于向该收光元件将光聚光的凹状的聚光面。

(b)一种光电传感器的收光部，在检测对象位于其间的形态下将投光部与收光部对置配置，使从所述投光部发出的光透过所述检测对象，由所述收光部接收，基于该收光量进行所述检测对象的检测，所述光电传感器的收光部的特征在于，

所述电传感器的收光部被构成为包括：具有将光进行收光的收光元件；聚光部件，所述聚光部件具有用于向该收光元件将光聚光的凹状的聚光面。