JPH0359408A - 管とフロートとの間のギャップの測定装置及び方法 - 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、透明若しくは半透明の管と該管内にほぼ同軸
的に配置された円筒形のフロートとの間のギャップの半
径方向の寸法を測定するための装置及び方法に関する。

本発明は、また、肢管の軸に対して垂直に照準され且つ
肢管及びギャップを通過する光の楕円偏光ビームからの
光と、肢管及びフロートの組立体によって反射され且つ
屈折された偏光光線との関係にも関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）ギャッ
プの均−性及び半径方向寸法を測定するために、透明若
しくは半透明の管と該管内にほぼ同軸的に配置されたフ
ロートとの間のギャップの半径方向の寸法を測定するこ
とができることは、重要である。該ギャップが該組立体
の軸に沿って且つその周囲において不変の半径方向寸法
を有するように、高い正確度及び精度で測定することが
特に重要である。所定の半径方向寸法の均一なギャップ
は、該ギャップによって画定される空間内の物質の体積
及び体積比例パラメータの分析にとって重要である。

米国特許第３，９９４，５９９号には、管状のガラス製
品の壁厚及び同心性を測定するための方法及び装置が示
されている。この特許された方法及び装置は管状ガラス
製品に対して指向されたコヒーレントな光ビームを用い
、ビームの一部が管の内表面及び外表面によって反射さ
れると反射された部分が製品から離れた一点において集
光し、その離隔距離が壁厚に関係するようになされてい
る。

複数のこのようなビームが円周上の互いに離隔された点
に指向されると干渉縞ができ、該縞の間隔は、管の外表
面と内表面との同心性が欠如している各点において変化
する。この特許によるレーザービーム反射は、壁厚を測
定するために使用されているが、管と管内にほぼ同心的
に配置されたフロートとの間のギャップの半径方向寸法
を測定するｔ；めには使用されていない。壁厚を変える
ことは、軸に沿ったどこか一点若しくはいくつかの点で
のギャップ測定におけるほんの一つのファクターでしか
ない。

米国特許第３，３０７，４４６号には、管材料が引き抜
かれる際にガラス管の壁厚を測定するために使用される
光源及び光ピツクアップが示されている。この場合にも
、管の内壁及び外壁からの光反射の相対的な差異が測定
されて壁厚が与えられる。この技術は三角測量の原理に
基づくものであり、従って、該測定の分解能は、検知器
配列の空間分解能及び光源と検知器の間の夾角によって
制限を受ける。この技術において受は取ることができる
光信号は弱く、界面反射のみであり、従って不要な信号
が発生する可能性が高い。また、この技術は、測定され
ている管内の屈折率の変化から独立しＩ；ものではない
。

また、光源及び反射を利用して孔を測定することも知ら
れている（例えば、米国特許第３，８０６．２５２号及
び第４．６９０．５５６号を参照のこと）。後者の特許
は、平行にした光ビームを孔に沿って指向させる（該孔
の軸はビーム中心線に対して若干傾いている）ことによ
って、長い一般的に円筒形の孔の真直度を点検する方法
を示している。この孔の壁は、孔の端部を越えて出る反
射光からなる軸外のリング及び非反射光からなる軸上の
点を概して形成するいくらかの光ビームを反射する。反
射光が散乱することは、光を反射する孔の壁面が真直で
ないことを示す。複数の位置を通って該円筒形孔を回転
させることによって全周を点検することができる。

この方法は、孔の真直度、直径及び真円性のずれを点検
するために利用することができるけれども、この特許さ
れた装置及び方法においては、レーザービームが孔を通
って軸方向に指向され該軸に対して若干傾斜されること
が必要とされるので、管と肢管と実質的に同軸的に配置
されて該孔を満たすフロートとのギャップの測定のため
に使用することはできない。

円筒形のフロートを具備した透明の管内のギャップの寸
法測定は、定量バッフィコート遠心分析機での血液サン
プルの分析において科学的目的のために使用される精密
孔のガラス毛細管における重要な７アクタである。ニュ
ーシャーシー州フランクリンレイクス（Ｆｒａａｋｌｉ
ａ　Ｌａｋｅｓ、　ＮｅｖＪｅｒｓｅｙ）にあるベクト
ンディッキンソンアンドカンパニー（Ｂｅｃｔｏｎ　Ｄ
ｉｃｋｉｉｓｏｏ　ａａｄ　Ｃｏｍｐｉａｙ）によって
市販されているＱＢＣ（登録商標）という製品は、固体
の円筒形プラスチックのフロートを含む毛細管を有する
。この装置においては、患者の血液を管内に引き込み、
管の端部をプラスチックのキャップで密閉し、この管を
マイクロへマドクリット遠心分離機内で５分間回転する
。血漿の比重と赤血球の比重の中間の特定の比重を有す
るプラスチックフロートは、遠心分離中に赤血球の頂部
に浮き上がり、伸張したバッフイコートによって包囲さ
れる。該フロートは管の断面積の９０％以上を占め、従
って該バッフイコートは管の内壁とフロートの外径との
間のギャップ内において１０倍に広げられる。個々のバ
ッフィコート層は容易に測定することができる。米国特
許第４，５６７．７５４号及び第４，１９０，３２８号
は、定量バツフイコート管を開示しており、これらの特
許の背景はバツフイコートを読み取るために使用する工
程に対して有用なものである。

サンプル内の各成分の相対的な量はギャップの体積若し
くは半径方向寸法の関数であるので、毛細管の孔とフロ
ートとの間のギャップは特定の用途においては重要であ
る。従って、バツフイコートを分析すべく使用される特
定の管及びフロートを規制することは、基本的な問題で
ある。過去においては、管材料の孔径の精度（通常は完
成品の精度）を測定する技術が製造中に制御できる唯一
のパラメータであったので、ギャップの許容誤差は無視
しなければならなかった。最近の米国特許出願第１９４
，６１４号は、不変の孔径の管材料の測定及び製作技術
を提案している。管材料の内壁とフロートの外側との間
に捕らえられた材質の広がりが予期した通りであること
を点検するために、毛細管材料及びそれの各フロートの
寸法は、製造中に標準寸法規制液によって点検される。

この工程は煩わしく、緩慢で且つ正確に行うことが困難
である。管の引き抜き工程中に精密孔毛細管の内径の正
確な読みを与えるために、レーザーによって提供される
ような光源を使用することができることは重要である。

（課題を解決するための手段） 本発明の装置は、透明若しくは半透明な管と該管内に実
質的に同心的に配置された円筒形フロートとの間のギャ
ップの半径方向寸法を測定するものである。単色光源に
よって、管とギャップの材料が透明若しくは半透明であ
るような波長で楕円偏光光ビームが光軸Ｃに沿って提供
される。管の材料の屈折率は、ギャップ内の物質の屈折
率よりも大きい。光軸と一直線に配置された光ビーム集
光手段は、該光ビームを一平面内の光の線に変換するた
めの偏光光ビームを受は取る。

管と円筒形フロートとの組立体の並進及び回転手段は、
該組立体の長手軸に直角な光の線を有する平面を通って
管と円筒形フロートとの組立体を並進させ且つ回転させ
る。該組立体の並進は長手軸に沿ったものであり、一方
、該組立体の回転は長手軸を中心とするものであり、該
光の線によって該組立体の少なくとも一部分からの照明
を該平面内に形成する。光軸に沿って該組立体を越えた
位置に配置された濾光手段は、組立体によって反射され
且つフロート、管及び管とフロートとの間のギャップに
よって屈折された照明からの光を遮断し、管及び管とフ
ロートとの間のギャップによって屈折された照明からの
光を透過させる。

光軸に沿って濾光手段を越えた位置に配置されＩ；光検
知手段は、濾光手段によって透過された光を受ける。光
検知手段は受けた光に応じた信号を発生する。前記光検
知手段と結合された信号処理手段は光検知手段からの信
号を処理する。

単色光源は、好ましくは光軸Ｃに沿って直線偏光光ビー
ムを第１波長板に対して提供するレーザーダイオードで
あってもよく、この第１波長板は直線偏光ビームの偏光
状態を回転させて楕円状として楕円偏光光ビームを提供
する。第１波長板は好ましくは３／８波長板であり、直
線偏光ビームの状態が４５″回転されて楕円偏光ビーム
を形成し、その結果、楕円偏光の長軸が該組立体の長手
軸に対して直角に配向される。

濾光手段は、その中に、フロート、管及び管とフロート
との間のギャップからの焦点に向かう屈折光を遮断する
ための空間フィルタを有してもよい。該空間フィルタの
材質は、焦点において該照明を遮断し且つ吸収すべく非
反射性で不透明であるのが最も好ましい。好ましい実施
例においては、光ヒーム集光手段は、光軸と同軸の集光
軸を有する円柱レンズである。信号処理手段は、光検知
手段によって受は取られた光の強度変化を記録し且つ解
析する。

もう一つの実施例における光ビーム集光手段は、最初に
楕円偏光光ビームを平面内のスポット光にするために光
軸と同軸の集光軸を有する球面レンズと、次いで光の線
を発生する該組立体の長手軸に対して横方向の平面内で
スポット光を往復させるための走査手段とを含んでもよ
い。該スポット光は照明の強度を時間の関数として変化
せしめ、その結果、光検知手段が受けた光によって、ス
ポット光が管とフロートとの間のギャップを横切る毎に
高い照度を有するパルス状の信号が発生する。

該別の実施例における信号処理手段は、光検知手段が受
けたパルスの幅の変化を記録する。操作手段は、並進及
び回転手段が該組立体を回転させる速度よりも速い周波
数でスポット光を往復運動させる。

透明若しくは半透明の管と該管内に実質的に同心的に配
置された円筒形のフロートとの間のギャップを測定する
ための方法もまた、本発明の一部である。該好ましい方
法は、・光軸に沿った楕円偏光された光の単色ビームを
、管と円筒形フロートとの組立体に送ることを含む工程
を有する。ここでは、該ビームは管及びギャップの物質
が透明か若しくは半透明であるような波長であり、管の
材料の屈折率はギャップ内の物質の屈折率よりも大きい
。この方法はまた、光ビームを平面内の光の線に変える
ために光軸に沿った光ビームを集光させる工程を有する
。

この方法はまた、該組立体を、該組立体の長手軸に直角
な光の線を有する該平面内で並進させ且つ該組立体を該
平面内で並進させながら長手軸を中心として回転させる
工程を更に有する。該方法は、該平面内にある該組立体
の少なくとも一部からの光の線を有する照明を形成する
もう一つの工程を有する。

該好ましい方法の次の工程は、該組立体からの照明を、
次のことを行うことによって濾光することである。すな
わち、該組立体によって反射された照明からの光を遮断
し、フロート、管及び管とフロートとの間のギャップに
よって屈折された照明からの光を遮断し、管及び管とフ
ロートとの間のギャップによって屈折された照明を透過
させることによってなされる。好ましい方法においては
、透過された光を検知し且つ受けた光に応じた信号を発
生する工程の後に、検知した光からの信号が処理される
。該方法は、長手軸の周囲に沿って複数箇所のギャップ
測定をする付加工程を有してもよく、この複数箇所の測
定は、ギャップの半径方向寸法の均一性を測定するため
に使用される。

（実施例） 本発明は多くの異なった形の実施例によって満足するこ
とができるけれども、本発明の幾つかの好ましい実施例
を図に示し且つ詳説する。そして、本開示は本発明の原
理の例示と考えられるべきものであり、本発明を、図示
した実施例に限定することを意図するものではない。本
発明の範囲は、添付した特許請求の範囲及びそれらに相
当するものによって判断されるであろう。

上記を念頭に入れて、第１図は、管１３と円筒形７０−
）１４との間のギャップ１１の半径方向寸法を測定する
ための好ましい装置１０の概略図であり、この装置にお
いては、管１３、フロート１４及びそれらの間のギャッ
プ１１によって楕円偏光光ビーム“Ａ”が屈折および反
射され、第２゜３．４及び５図の光路図に示すように“
Ｂ　Ｉ＋と名付けられた照明を作り出す。特に、そして
以下に詳しく説明するように、管１３、フロート１４及
びそれらの間のギャップ１１は光ビーム“Ａ　”を反射
及び屈折して特定の照明“Ｂ”を作り出す。

この特定の照明“Ｂ”とは、光検知手段１５及び信号処
理手段１６によるギャップ１１の半径方向寸法の測定の
ために使用される光のみを透過すべく濾光された照明“
Ｂ”である。

装置ｌＯは光軸″Ｃ”に沿って整列され、単色光源１７
が、管１３及びギャップ１１の材料が透明若しくは半透
明であるような波長で光軸Ｃに沿った楕円偏光光ビーム
Ａを提供するようになされている。管１３の材料の屈折
率は、ギャップ１１内の物質の屈折率よりも大きい。光
ビーム集光手段１Ｂすなわち光軸Ｃに対して一直線に配
置された円柱レンズは、光ビームを第１図の紙面である
平面“Ｅ”内の光線“Ｄ”に変換するための楕円偏光光
ビームＡを受ける。組立体１２の長手軸“Ｆ″に対して
直角な光線りを有する平面Ｅ内で組立体１２を並進及び
回転させる手段１９は、図中ではブロックとして図示し
ているが、これは、コレットによって組立体１２を同軸
上に保持する極めて細かいピッチの親ねじを駆動するス
テッピングモーターであってもよい。並進及び回転手段
１９は、組立体１２を長手軸Ｆを中心として回転させな
がら組立体１２を長手軸Ｆに沿って並進させて、平面Ｅ
内に組立体１２の少なくとも一部分２０からの光線りを
有する照明Ｂを作る。

光軸Ｃに沿って組立体１２を越えた位置に配置された濾
光手段２１は、組立体１２によって反射された照明Ｂか
らの光を遮断し且つフロート１４、管１３及び管１３と
フロー１−１４との間のギャップ１１によって屈折され
た照明Ｂからの光を遮断する。濾光手段２１は、管１３
及び管とフロートとの間のギャップ１１によって屈折さ
れた照明Ｂからの光を透過させる。光軸Ｃに沿って濾光
手段２１の先に配置された光検知手段１５は、濾光手段
２１によって透過された光を受ける。光検知手段１５は
受けた光に応じた信号を発生し、光検知手段１５と結合
した信号処理手段１６はそこからの信号を処理する。信
号処理手段１６は、光検知手段によって受けた光の強度
変化を記録し且つ解析する。　検知手段に入射する光の
強度は半径方向の寸法を測定するために使用されるので
、重要である組立体１２の部分における変化による影響
を最小にするために、回転された組立体１２の周りの平
面Ｅ内の照明Ｂの複数の読みを平均化することができる
。半径方向の寸法を計算する式は、分数の形の平均強度
の読みをインチのような寸法単位に変換するのに使用さ
れる定数を、ある分数に掛けたものに等しい。この分数
は、ギャップｌｌ内の物質の平均読みを、ギャップ１１
内の物質で満たされた（フロートを含まない）管１３の
読みの平均読みによって割ったものである。特に、管１
３内に同心的に配置されたフロー）１４がない場所にお
いてギャップ内の物質によって満たされた管１３につい
て読み取った平均読みは、半径方向寸法の測定には関係
のない強度のふらつき及びドリフトを補償する。

単色光源１７の好ましい実施態様は第１波長板２２に光
軸Ｃに沿った直線偏光光ビームを供給するレーザーダイ
オードであり、第１波長板２２は、線状ビームの偏光状
態を回転して楕円状にし楕円偏光光ビームＡを提供する
。好ましい第１波長板２２は３／８波長板であり、直線
偏光ビームの状態が４５度回転されて楕円偏光ビームＡ
が形成され、楕円偏光の長軸が組立体１２の長手軸Ｆに
対して直角に配向される。濾光手段２１の一部である偏
光器２３は、組立体１２によって反射された照明Ｂを遮
断し且つ管１３及び管１３とフロート１４との間のギャ
ップ１１によって屈折された照明Ｂを透過させる。偏光
器２３は直線偏光器である。濾光手段２１は、光軸Ｃ上
における組立体１２の先に、照明Ｂの偏光状態を回転さ
せるための第２波長板２４を含む。好ましい第２波長板
２４は、該照明の状態を回転させるための３／８波長板
である。

濾光手段２１は、７Ｏ−）１４、管１３及び管１３とフ
ロート１４との間のギャップ１１から焦点に達する屈折
された光を遮断する空間フィルタ２５を含む。空間フィ
ルター２５の材質は、焦点において照明Ｂを遮断若しく
は吸収するように非反射性で且つ不透明である。

装置１ｔｏのもう一つ別の実施例は、物理的事項の殆ど
が同じであるが、光検知手段１５によって発生された信
号の解析が強度変化である代わりに時間依存性であると
いう点で作用が異なる。第２図の部品を第１図から区別
するために、第１図の参照番号はダッシュがないのに対
して前者の装置１０’の参照番号はダッシュを含む。こ
の別の実施例に関して特にここで述べたこれらの部品は
、全てダッシュを有し、この別の実施例についての説明
の中にこれらの部品についての説明がない場合には、そ
れは第１図に関して述べたものと同じだからである。

第２図は、管１３’の組立体１２’　と円筒形フロート
１４′との間のギャップ１１″の半径方向寸法を測定す
るための好ましい装置１０’の概略図であり、この装置
においては、管１３′、７０１１４″及びそれらの間の
ギャップ１１″によって楕円偏光光ビーム″Ａ″′が屈
折および反射され、第３．４．５及び６図に示すように
“Ｂ′″′と名付けられた照明を作り出す。第１図の好
ましい実施例と同様に、管”３’％”　　ｌ”１４’及
びそれらの間のギャップ１１’は、光ビームＡ′を反射
及び屈折して特定の照明Ｂ゛を作り出す。

この特定の照明Ｂ″とは、光検知手段１５″及び信号処
理手段１６’によるギャップ１１’の半径方向寸法の測
定のために使用される光のみを透過すべく濾光された照
明Ｂ′である。この実施例内のこれらの構成要素は、全
て時間軸に基づく解析動作をするように設計されている
。

装置１０’は光軸“Ｃ″′に沿って整列され、単色光［
１７”が、管１３’及びギャップ１１’の材料が透明若
しくは半透明であるような波長で光軸Ｃ′に沿った楕円
偏光光ビームＡ′を提供するようになされている。管１
３′の材料の屈折率は、ギャップ１１’内の物質の屈折
率よりも大きい。

第２図すなわちこの別の実施例の装置１０″における光
ビーム集光手段１８′は、光軸Ｃ′と同軸上にその焦点
軸を有するように配置された球面レンズである。光ビー
ム集光手段１８’　は、最初に、楕円偏光光ビームＡ″
を平面Ｅ′内のスポット光にし、走査手段２６は、組立
体１２′の長手ＭＦ’に対して横方向に平面Ｅ″内のこ
のスポット光を往復運動させて光線Ｄ′を作る。このス
ポット光は照明Ｂ°の強度を時間の関数として変化させ
、光検知手段１５″が受けた光は、第２図に示すパルス
状の信号を形成し、この信号は、スポット光が管１３″
　とフロート１４′との間のギャップ１１″を横切る毎
に高い照度を示す。信号処理手段１６’　は、光検知手
段１５′が受は取ったパルス２７の幅の変化を記録する
。走査手段２６は、並進及び回転手段１９″が組立体を
回転させる速度よりも早い周期でこのスポット光を往復
運動させる。

光軸Ｃ゛に沿って組立体１２’　を越えｌ：位置に配置
された濾光手段２１″は、組立体１２′によって反射さ
れた照明Ｂ′からの光を遮断し且つフロー）ｉ４’、管
１３’及び管１３″とフロート１４′との間のギャップ
１１’　によって屈折された照明Ｂ′からの光を遮断す
る。濾光手段２１’は、管１３″及び管１３″とフロー
ト１４′との間のギャップ１ｌｊｊこよって屈折された
照明Ｂ′からの光を透過させる。光軸Ｃ″に沿って濾光
手段２１′を越えた位置に配置された光検知手段１５′
は、濾光手段２１’によって透過された光を受ける。光
検知手段１５″は受けた光に応じた信号を発生し、光検
知手段１５″と結合した信号処理手段１６’は、光検知
手段１５’からの信号を処理する。信号処理手段１６’
は、光検知手段１５′が受けた照明パルスのパルス幅の
変化を記録し且つ解析する。

好ましい実施例においては単色光源１７″は、第１波長
板２２′に光軸Ｃ″に沿った直線偏光光ビームを供給す
るレーザーダイオードであり、第１波長板２２′は、線
状ビームの偏光状態を回転して楕円状にし楕円偏光光ビ
ームＡ′を提供する。

好ましい第１波長板２２′は３／８波長板であり、直線
偏光ビームの状態が４５度回転されて楕円偏光ビームＡ
″が形成され、楕円偏光の長軸が組立体の長手軸Ｆ′に
対して直角に配向される。濾光手段２１’の一部である
偏光器２３″は、組立体１２’によって反射された照明
Ｂ′を遮断し且つ管１３″及び管１３″　とフロート１
４′　との間のギャップ１１’によって屈折された照明
Ｂ′を透過させる。偏光器２３′は直線偏光器である。

濾光手段２１″は、光軸Ｃ′上に沿って組立体を越えた
位置に、照明Ｂ″の偏光状態を回転させるための第２波
長板２４′を含む。好ましい第２波長板２４″は、該照
明の状態を回転させるための３／８波長板である。

濾光手段２１′は、７０−１−１４’、管１３’及び管
１３’　とフロート１４′との間のギャップ１１″から
の焦点に向かう屈折光を遮断する空間フィルタ２５′を
含む。空間フィルター２５′の材質は、焦点において照
明゛Ｂ″を遮断若しくは吸収するように非反射性で且つ
不透明である。

本発明はまた、透明若しくは半透明な管１３及び管１３
内にほぼ同心的に配置された円筒形のフロート１４との
間のギャップ１１の半径方向寸法を測定する第１図の装
置ＩＯのための方法をも含む。この方法は、光軸Ｃに沿
った楕円偏光の単色ビームを管１３及び円筒形７０−）
１４の組立体に向けて送る工程を有し、ここで、このビ
ームＡは管１３及びギャップ１１の材料が透明若しくは
半透明の波長であり、管１３の材料の屈折率はギャップ
１１内の物質の屈折率よりも大きい。次の工程は、光軸
Ｃに沿った光ビームＡを集光させてこの光ビームを平面
Ｅ内の光線りに変換することである。この工程に引き続
いて、この組立体を、組立体１２の長手軸Ｆに対して直
角な光線りを有する平面Ｅを通って並進させる工程があ
る。この工程の後に、組立体１２を長手軸Ｆを中心にし
て回転させ且つ平面Ｅを通って並進させる工程が行われ
る。

照明Ｂは、組立体１２の少なくとも一部２０からの光線
りを有する平面内に作られる。照明Ｂは、組立体によっ
て反射された照明Ｂかもの光を遮断すること及びフロー
ト１４、管１３及び管１３とフロート１４との間のギャ
ップ１１によって屈折された照明Ｂからの光を遮断する
ことによって組立体１２から濾光される。また、照明Ｂ
は、管１３及び管１３とフロート１４との間のギャップ
ｌｌによって屈折された照明を透過させることによって
濾光される。光がひとたび濾光されると、透過された光
を検知する工程及び受けた光に応じた信号を発生する工
程が行われる。次いで、検知された光からの信号を処理
する工程によって半径方向寸法が与えられる。

この明細書の発明のための理論的原理は、その内側にほ
ぼ同心的に配置されたフロートを有する管に入射する楕
円偏光された光ビームが、管１３、フロート１４及び２
つの異なった焦点を有するしンズのようにふるまう管１
３と７０−１−１４との間のギャップ内の物質によって
反射及び屈折されるという概念によるものである。大部
分の光線は、それらを濾光して除く管１３のすぐ後ろに
集光する。関連する光線は、管１３の後ろの別の焦点に
集光する。

この関連する光線は、フロート１４によって屈折されず
ギャップ１１内のみを通過するので使用することができ
且つ重要である。光の異なった光路の光路図は、光が組
立体の中を通過するときに光に対して及ぼす影響を理解
する上で有用である。

第３図は、全てが管１３とギャップ１１との界面によっ
て反射されるような光の光路図であり、第４図は管１３
及びギャップ１１によって屈折された光の光路図である
。第５図は、管１３、ギャップ１１及びフロート１４に
よって屈折された光の光路図である。特に、管１３及び
ギャップｌｌ内の物質がこの光の波長に対して透明であ
るならば、反射及び屈折された光を選択的に使用してギ
ャップ１１の半径方向寸法を測定することができる。

管１３の組立体及び実質的に同心的に配置されたフロー
ト１４からの反射され且つ屈折された光の選択的な使用
は、濾光手段２１によって達成され、この濾光手段２１
は、光軸に沿って該組立体を越えた位置に配置され、（
１）組立体によって反射された照明からの光を遮断し、
（ｂ）　フロート１４、管１３及び管１３とフロート１
４との間のギャップ１１によって屈折された照明を遮断
し、（ｃ）管１３及び管１３とフロート１４との間のギ
ャップ１１によって屈折された照明からの光を透すよう
に調整されている。

第６図は、第３．４．５図に光路を示した光線の光路図
であり、濾光手段が関連する先組外の全ての光を遮断す
るように働くように互いに重ね合わされた光路を示して
いる。

開示された組立体のための管材料品質レベルを提供すべ
く、管１３の押出品及びフロート１４のための押出品（
これらは各々良好な製造法によって作られる）は通常十
分均一である。装置ｌＯ及びこの方法が測定しようとす
る精度レベルは、管１３内の何らかの欠陥が測定された
ギャップ１１を即刻及び大きく変化させて組立体１２が
典型的なものではないことを示すように、すなわち製造
上の欠陥の影響を受けないようなものである。管１３は
、実質的に同軸である比較的同心の壁を具備すべきであ
る。

ギャップ１１の半径方向寸法の正確な測定は、管１３若
しくはフロート１４と接触することなく測定することが
できる装置において有用である。

結局、ひとたび装置ｔｌＯが較正され且つ許容値の範囲
が規定されると、規定された値の範囲内でのギャップ１
１の測定は正しいと考えることができ、例えば、管１３
とフロート１４との間の空間の体積を軸方向の全長に亘
って正しく算出するために使用することができる。

各測定を製造工程において作られた組立体の各々のため
のギャップ１１の半径方向寸法の測定の均一性のために
使用することができるようにするために、該方法を長手
軸Ｆの周りのギャップ１１の複数の測定をするために使
用してもよい。更に、この方法は、ＱＢＣ管を測定する
ための装置１０を調整する較正技術として使用すること
ができる。

次に示すテスト結果の表には、遠心分離された血液サン
プルを有する７個のサンプルＱＢＣ管についてのデータ
が示されており、このデータ内では、血小板（ＰＬＴ）
と比較して白血球（ＷＢＣ）が測定され、これらの測定
は、特定の血液成分を表す区域すなわち層の長さを測定
することによるここで説明したような通常の方法でなさ
れたものである。この実験においては、次いで装置ｌＯ
を用いてギャップが測定され、この７個のサンプルの各
々についてのギャップの値を表に示した。

試料番号ハエ　リ互　紅ｙｌ　　ＡＤＪ　ＰＬＴ　　Ａ
ＤＪ　ＷＢＣＩ　　　Ｈ７４，５ＩＮ　　　２目　　　
４．０２　　２７１　５．３　１０３　　２！Ｓ　　　
　４．４０３　　２４１　５．４　１１０　　２２０　
　　４．７９４　　１９４　４．１　０９　　２１７　
　　４．６０Ｓ　　　２１６　４．５　１２１　　　Ｈ
ｌ　　　　４．３９６　　１１？　　４．３　　Ｉ２１
　　１９３　　　４．４４７　　ムロ！　　３．９　　
目７　　１９７　　　４．６２これらのギャップの値は
測定単位ではなく相対的な数字すなわち半径方向のギャ
ップ寸法の変化量若しくは変化率を表している。各ギャ
ップの値は、ギャップの大きさ、従ってフロートと管と
の間にある血液サンプルの成分の厚み若しくはセグメン
トの変化を表示するものである。ギャップの値は多くの
異なった方法で利用することができ、例えば、表の中の
ギャップの値の平均値を計算することができ、この平均
値との差の百分率を決定することができる。この差の百
分率は次いでＷＢＣ若しくはＰＬＴの測定された読みを
調整するために使用してもよく、この方法及びこの装置
により１インチの百万分の１０のギャップの半径方向の
寸法変化を補正することができるので、これらの調整さ
れた値はより正確である。

ここでは特定のやり方について説明しているが、ここに
記載した装置はＱＢＣ管測定での使用のためのだけのも
のではない。本装置は、使用される光の波長に対して透
明な管とギャップを具備するあらゆる管とフロートの組
合わせのためのものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、管と円筒形フロートとの間のギャップを測定
するための好ましい装置であり、そこでは楕円偏光光ビ
ームが、管、フロート及びそれらの間のギャップによっ
て屈折され且つ反射されて、検知器及び信号処理装置に
よるギャップ測定のために使用される光のみを透過させ
るべく濾光された照明が形成されるような装置の概略図
であり、第２図は、半径方向寸法の時間軸解析を提供す
べく光学系を変更した、第１図に示す装置と類似の装置
の別の実施例を示す概略図であり、第３図は、管とギャ
ップにおける干渉によって全て内側において反射された
光の光路図であり、第４図は、管とギャップによって屈
折された光の光路図であり、 第５図は、管、ギャップ及びフロートによって屈折され
た光の光路図であり、 第６図は、第３．４．５図に軌跡を示した光線を互いに
重ねた光路図である。 管、　　１４．１４’−。 光検知手段、 信号処理手段、 単色光源、 光ビーム集光手段、 濾光手段、 第１波長板、 直線偏光器、 第２波長板、 空間フィルタ、 走査手段 フロート、 Ｆ／Ｇ−３ Ｆ／Ｇ−４ Ｆ／Ｇ−５ Ｆ／Ｇ−６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明若しくは半透明な管と前記管内に実質的に同軸
   的に配置された円筒形のフロートとの間のギャップの半
   径方向の寸法を測定するための装置であって、 前記管及びギャップの材料が透明若しくは半透明であり
   且つ前記管の材料の屈折率が前記ギャップ内の材料の屈
   折率より大きいのような波長で光軸に沿って楕円偏光光
   ビームを提供する単色光源と、 前記光軸と一直線に配置され、前記偏光光ビームを受け
   て前記光ビームを平面内の光の線に変えるための光ビー
   ム集光手段と、 前記管と前記円筒形のフロートとの組立体を、前記組立
   体の長手軸と直角な前記光の線を有する前記平面で並進
   及び回転させる手段であり、前記平面内に前記組立体の
   少なくとも一部からの前記光の線を有する照明を形成す
   るために、前記組立体を前記長手軸を中心に回転させつ
   つ前記長手軸に沿って並進させる手段と、 前記光軸に沿って前記組立体を越えた位置に配置され、
   前記組立体によって反射された前記照明からの光を遮断
   し、前記管、前記管とフロートとの間のギャップ及び前
   記フロートによって屈折された照明からの光を遮断し、
   前記管及び前記管とフロートとの間のギャップによつて
   屈折された照明からの光を透過するように調整された濾
   光手段と、 光軸に沿って前記濾光手段を越えた位置に配置され、前
   記濾光手段によって透過された光を受けるための光検知
   手段であり、受けた光に応じた信号を発生することがで
   きる光検知手段と、 前記光検知手段と結合され前記光検知手段からの信号を
   処理するための信号処理手段、とからなる装置。 ２、前記単色光源が、前記線状ビームの偏光状態を回転
   させて楕円として楕円偏光光ビームを提供する第１波長
   板に対して光軸に沿つた直線偏光光ビームを付与するレ
   ーザーダイオードであり、前記第１波長板は３／８波長
   板であり、前記直線偏光ビームの状態が４５゜回転され
   て楕円偏光が形成され、前記楕円偏光の長軸が前記組立
   体の長手軸に対して直角に配向される、第１請求項記載
   の装置。 ３、前記濾光手段が、前記照明の偏光状態を回転させる
   光軸に沿った第２波長板と、前記組立体によって反射さ
   れた照明を遮断し且つ前記管及び前記管と前記フロート
   との間のギャップによって屈折された照明を透過させる
   偏光器とを含む、第２請求項記載の装置。 ４、前記濾光手段が、前記照明の状態を回転させる３／
   ８波長板を有し、前記偏光器が直線偏光器であり、前記
   濾光手段が前記フロート、前記管及び前記管とフロート
   との間のギャップからの焦点に向かう屈折光を遮断する
   空間フィルタを含む、第３請求項記載の装置。 ５、前記空間フィルタの材質が、焦点において前記照明
   を遮断し且つ吸収すべく非反射性であり且つ不透明であ
   る、第４請求項記載の装置。 ６、前記光ビーム集光手段はその集光軸が光軸と同軸で
   あるように配置された円柱レンズであり、前記信号処理
   手段は、前記光検知手段が受けた光の強度変化を記録し
   且つ解析し、前記光ビーム集光手段は、その集光軸が光
   軸と同軸であるように配置された最初に前記楕円偏光光
   ビームを前記平面内のスポット光にする球面レンズと、
   次いで前記組立体の長手軸に対して横切る平面内で前記
   スポット光を往復させ前記光の線を発生する走査手段と
   を含む、第１請求項記載の装置。 ７、前記スポット光が前記照明の強度を時間の関数とし
   て変化させ、それにより前記光検知手段が受けた光が、
   前記スポット光が前記管とフロートとの間のギャップを
   横切る毎に高い照度のパルス信号を形成する、第６請求
   項記載の装置。 ８、前記信号処理手段は、前記光検知手段が受けたパル
   スの幅の変化を記録し、前記走査手段は、前記並進及び
   回転手段が前記組立体を回転させる速度より速い周波数
   で前記スポット光を往復させる、第７請求項記載の装置
   。 ９、透明若しくは半透明な管と前記管内に実質的に同軸
   的に配置された円筒形のフロートとの間のギャップの半
   径方向の寸法を測定するための方法であって、 前記管と円筒形フロートとの組立体に光軸に沿った楕円
   偏光された光の単色ビームを送ること、その際、前記ビ
   ームは前記管及びギャップの材料が透明若しくは半透明
   であり且つ前記管の材料の屈折率が前記ギャップ内の材
   料の屈折率より大きいのような波長であり、 前記光軸に沿った光ビームを集光させてこの光ビームを
   平面内の光の線に変えること、 前記組立体の長手軸に直角な前記光の線を有する平面を
   通って前記組立体を並進させること、前記組立体が前記
   平面を通って並進している間に、前記組立体を前記長手
   軸を中心に回転させること、 前記平面内に前記組立体の少なくとも一部からの光の線
   を有する照明を形成すること、 前記組立体によって反射された前記照明からの光を遮断
   し、前記フロート、前記管及び前記管とフロートとの間
   のギャップによって屈折された照明光を遮断し、前記管
   及び前記管とフロートとの間のギャップによって屈折さ
   れた照明光を透過することにより、前記組立体からの照
   明を濾光すること、 前記透過された光を検知すること及び受けた光に応じた
   信号を発生すること、並びに 前記検知された光からの信号を処理すること及び前記長
   手軸の周囲で複数のギャップの測定をすること、ここで
   該複数の測定は前記ギャップの半径方向寸法の均一性を
   測定するために使用する、からなる方法。 １０、透明若しくは半透明な管と該管内に実質的に同軸
   的に配置された円筒形のフロートとの間のギャップの半
   径方向の寸法を測定する装置であって、 レーザーダイオード及び前記管及びギャップの材料が透
   明若しくは半透明であり且つ前記管の材料の屈折率が前
   記ギャップ内の材料の屈折率より大きいような波長で光
   軸に沿つて楕円偏光光ビームを提供する３／８波長板と
   、 前記光軸と一直線に配置され、前記偏光光ビームを受け
   て前記光ビームを平面内の光の線に変えるための球面レ
   ンズと、 前記管と円筒形のフロートとの組立体を、前記組立体の
   長手軸と直角な前記光の線を有する前記平面で並進及び
   回転させる手段であり、前記平面内に前記組立体の少な
   くとも一部からの前記光の線を有する照明を形成するた
   めに、前記組立体を前記長手軸を中心に回転させつつ前
   記長手軸に沿って並進させる手段と、 前記光軸に沿って前記組立体を越えた位置に配置され、
   該組立体によって反射された該照明からの光を遮断し、
   前記管、前記管とフロートとの間のギャップ及び前記フ
   ロートによって屈折された照明からの光を遮断し、前記
   管及び前記管とフロートとの間のギャップによつて屈折
   された照明からの光を透過するように調整された空間フ
   ィルタ及び偏光器と、 光軸に沿つて前記空間フィルタ及び偏光器を越えた位置
   に配置され、これらによって透過された光を受けるため
   の光検知手段であり、受けた光に応じた信号を発生する
   ことができる光検知手段と、前記光検知手段と結合され
   前記光検知手段からの信号を処理するための信号処理手
   段、とからなる装置。