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WO2019160072A1 - 流路デバイスおよび計測装置 - Google Patents

流路デバイスおよび計測装置 Download PDF

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WO2019160072A1
WO2019160072A1 PCT/JP2019/005501 JP2019005501W WO2019160072A1 WO 2019160072 A1 WO2019160072 A1 WO 2019160072A1 JP 2019005501 W JP2019005501 W JP 2019005501W WO 2019160072 A1 WO2019160072 A1 WO 2019160072A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
groove
flow path
pair
light
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2019/005501
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄治 増田
将史 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Priority to US16/963,577 priority patent/US20210055206A1/en
Priority to JP2020500574A priority patent/JPWO2019160072A1/ja
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    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/534—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke by measuring transmission alone, i.e. determining opacity

Definitions

  • the present invention relates to a flow channel device and a measuring device.
  • Such a measuring device is required to improve measurement accuracy.
  • the flow path device of the present disclosure has a pair of first main surfaces, and includes a groove including an opening located on one of the pair of first main surfaces and an opening located on the other of the pair of first main surfaces.
  • a first substrate having a first recess including the groove and overlapping the groove, and a pair of second main surfaces, wherein one of the pair of second main surfaces is the pair of first main surfaces of the first substrate.
  • a second substrate disposed so as to close the opening of the groove.
  • the measuring device of the present disclosure includes the above-described flow channel device and an optical sensor facing the flow channel device.
  • measurement accuracy can be improved in the concentration measurement of fine particles using the flow path device.
  • an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) is defined and the positive side in the Z-axis direction is set to the upper side, but in the present invention, any direction may be set to the upper side or the lower side.
  • FIG. 1 is a top view of the measuring device 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the measuring device 1 taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the measuring device 1 taken along the line BB shown in FIG.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining a measurement mechanism.
  • the measuring device 1 can measure specific particles (fine particles) in the fluid.
  • the measuring device 1 includes an optical sensor 2 and a flow path device 3.
  • the channel device 3 has a channel 4 inside, and a fluid (liquid) flows through the channel 4.
  • the optical sensor 2 is disposed so as to face the flow channel device 3, and can irradiate the fluid flowing through the flow channel 4 with light and receive the light that has passed through the fluid. As a result, the number or concentration of particles in the fluid can be estimated and measured based on the output of the optical sensor 2.
  • a calibration curve showing the relationship between the sample whose particle number or concentration is known and the amount of light attenuation is prepared in advance, and the fluid obtained from the calibration curve and the specimen containing the specific particle to be measured.
  • the number or concentration of specific particles can be measured by comparing the light intensity at.
  • the flow path device 3 is a device having a measurement flow path 4 for measuring the first particles in the first fluid.
  • the flow path 4 of the flow path device 3 includes a first flow path 5 and a second flow path 6.
  • a first fluid containing particles to be measured flows through the first flow path 5.
  • a fluid not containing the first particles flows through the second flow path 6.
  • the first flow path 5 is a measurement flow path
  • the second flow path 6 is a calibration flow path.
  • the first fluid is a specimen, and may be a fluid obtained by extracting specific fine particles such as white blood cells from blood, for example.
  • the second fluid is a calibration fluid, and for example, physiological saline can be used.
  • the optical sensor 2 can sense the first particle.
  • the optical sensor 2 includes a light emitting element 7 and a light receiving element 8. At the time of measurement, the optical sensor 2 irradiates each of the first flow path 5 and the second flow path 6 with light from the light emitting element 7, and each light that has passed through the first flow path 5 and the second flow path 6. Is received by the light receiving element 8.
  • the measuring device 1 compares the intensity of the light (first light) that has passed through the first flow path 5 obtained by the optical sensor 2 and the intensity of the light (second light) that has passed through the second flow path 6 by:
  • the number or concentration of the first particles can be measured. That is, the measuring device 1 calculates the intensity difference between the first light and the second light, and compares the intensity difference between the first light and the second light with a calibration curve, thereby determining the number or concentration of the first particles. It can be measured.
  • the optical sensor 2 measures the intensity of light in the non-reflective region R0 and outputs a reference signal S1.
  • the optical sensor 2 measures the intensity of light passing through the second flow path 6 (in this disclosure, reflected light from the mirror member 53 disposed above the second flow path 6), and outputs a calibration signal S2.
  • the optical sensor 2 measures the intensity of light passing through the first flow path 5 (in this disclosure, reflected light from the mirror member 53 disposed above the first flow path 5), and outputs a measurement signal S3. To do.
  • a measurement value R (S2 ⁇ S1) ⁇ (S3) obtained by subtracting the difference (S3 ⁇ S1) between the measurement signal S3 and the reference signal S1 from the difference (S2 ⁇ S1) between the calibration signal S2 and the reference signal S1.
  • the measurement value R is calculated by comparing the measurement value R with a calibration curve prepared in advance.
  • the number or concentration of the first particles can be estimated and measured.
  • the optical element light emitting element 7, light receiving element 8) is not affected by deterioration, Measurement accuracy can be improved.
  • the flow-path device 3 of this indication may have the non-reflective area
  • the non-reflective region R ⁇ b> 0 is a portion of the flow channel device 3 where the first flow channel 5 and the second flow channel 6 are not present, and is a region where the mirror member 53 is not disposed when viewed from above.
  • the non-reflective region R0 can be used as a reference during measurement by the optical sensor 2. By using the light intensity in the non-reflective region R0 as a reference, it is possible to reduce the influence of noise generated when the optical sensor 2 is used.
  • a non-reflective cloth may be installed as the non-reflective region R0.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the same viewpoint as FIG. 2 and shows the optical sensor 2 in an enlarged manner.
  • 5 and 6 are cross-sectional views in which a part of the optical sensor 2 shown in FIG. 4 is further enlarged.
  • the optical sensor 2 has the light emitting element 7 and the light receiving element 8 as described above, and can emit light by the light emitting element 7 and receive light by the light receiving element 8.
  • the light emitting element 7 can emit light when a current flows.
  • the light emitting element 7 may be, for example, a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED).
  • the light receiving element 8 can receive light and convert the optical signal into an electric signal.
  • the light receiving element 8 may be, for example, a phototransistor (PT) or a photodiode (PD).
  • the light emitting element 7 of this indication is LED
  • the light receiving element 8 of this indication is PD.
  • the light emitting element 7 is an LED, for example, interference of reflected light at the mirror member 53 can be reduced as compared with the case where the light emitting element 7 is an LD.
  • the light receiving element 8 of the present disclosure includes a substrate 9 and a pair of first electrodes 10 disposed on the surface of the substrate 9 as shown in FIG.
  • the substrate 9 of the present disclosure is a first conductivity type plate-like member partially including the second conductivity type second region R2.
  • the substrate 9 has a first conductivity type region (first region R1) and a second conductivity type region (second region R2) in contact with the first region R1.
  • first region R1 first region
  • second region R2 second conductivity type region
  • An electric signal can be taken out through the pair of first electrodes 10.
  • first conductivity type is “n-type”
  • second conductivity type is “p-type”.
  • first conductivity type is not limited to the “n-type”
  • first conductivity type may be the “p-type”.
  • second conductivity type is “n-type”.
  • Each of the first region R1 and the second region R2 of the present disclosure includes a part of the surface of the substrate 9.
  • the surface of the substrate 9 is the first region R1 or the second region R2.
  • One of the pair of first electrodes 10 of the light receiving element 8 is located on the first region R1, and the other is located on the second region R2.
  • first region R1 and the second region R2 of the present disclosure include the upper surface of the substrate 9, and the pair of first electrodes 10 are disposed on the upper surface of the substrate 9 via the insulating layer 11.
  • the insulating layer 11 is disposed on the upper surface of the substrate 9 in order to route the pair of first electrodes 10. Then, a short circuit between the pair of first electrodes 10 can be prevented.
  • the light receiving element 8 of the present disclosure can receive light incident from the second region R ⁇ b> 2 on the upper surface of the substrate 9.
  • the part of the substrate 9 of the present disclosure is the second region R2, and the other part is the first region R1.
  • the substrate 9 may have a region that is neither the first region R1 nor the second region R2, as long as it has a pn junction and functions as the light receiving element 8.
  • the substrate 9 may be made of, for example, a semiconductor material.
  • the substrate 9 of the present disclosure may be a substrate made of, for example, silicon (Si). Further, the substrate 9 according to the present disclosure is formed by doping the Si wafer with the n-type impurity to form the first region R1, and doping a part of the region with the p-type impurity to form the second region R2. Good. As a result, the n-type first region R1 and the p-type second region R2 are formed on the substrate 9.
  • the n-type impurity is, for example, phosphorus (P) or nitrogen (N).
  • the p-type impurity is, for example, boron (B) or zinc (Zn).
  • the substrate 9, the first electrode 10 and the insulating layer 11 can be formed by a conventionally known method.
  • the light-emitting element 7 of the present disclosure includes a plurality of semiconductor layers 12 disposed on the upper surface of the substrate 9 and a pair of second electrodes 13 disposed on the plurality of semiconductor layers 12. As a result, by applying a voltage to the plurality of semiconductor layers 12 through the pair of second electrodes 13, a part of the plurality of semiconductor layers 12 can be made to emit light.
  • the plurality of semiconductor layers 12 and the second electrode 13 can be formed by a conventionally known method.
  • the optical sensor 2 may further include a wiring board 14 as shown in FIG.
  • the wiring board 14 is electrically connected to the light emitting element 7 and the light receiving element 8 and an external circuit, and can supply electricity to the light emitting element 7 and the light receiving element 8.
  • the light emitting element 7 and the light receiving element 8 may be mounted on the wiring substrate 14 via the substrate 9 with, for example, bonding wires.
  • the wiring board 14 may be formed in a rectangular shape, for example.
  • a resin substrate or a ceramic substrate can be used as the wiring substrate 14, for example.
  • the wiring substrate 14 of the present disclosure is a resin substrate.
  • the resin substrate refers to a substrate in which the insulating material in the wiring substrate 14 is made of a resin material.
  • the ceramic substrate refers to a substrate in which the insulating material in the wiring substrate 14 is made of a ceramic material.
  • the wiring board 14 can be formed by, for example, alternately laminating insulating layers and wirings by a conventionally known method.
  • the optical sensor 2 further includes a light shield 15 and a lens member 16 as shown in FIG.
  • the light shield 15 can block stray light so that the light receiving element 8 does not receive unintended light from the outside.
  • the lens member 16 can guide light from the light emitting element 7 to the flow path 4 (mirror member 53) and guide light reflected by the mirror member 53 to the light receiving element 8.
  • the light shield 15 and the lens member 16 can be formed by a conventionally known method.
  • the light shield 15 is arranged so as to cover a frame-like wall portion 17 surrounding the light emitting element 7 and the light receiving element 8 and an area provided on the inner surface of the wall portion 17 and surrounded by the wall portion 17.
  • a lid 18 That is, the light emitting element 7 and the light receiving element 8 are accommodated in a region surrounded by the inner surface of the wall portion 17 and the lower surface of the lid portion 18. Moreover, it has the some light passage part 19 through which the light of the light emitting element 7 passes. Note that the light passing portion 19 of the present disclosure is formed by a plurality of holes.
  • the light shielding body 15 is disposed between the plurality of light passage portions 19 and extends from the lower surface of the lid portion 18 toward the region between the light emitting element 7 and the light receiving element 8 on the upper surface of the substrate 9. 20 may be further included.
  • the light shielding wall 20 can reduce the possibility that the light from the light emitting element 7 is directly incident on the light receiving element 8.
  • the light shielding body 15 is made of, for example, general-purpose plastic such as polypropylene resin (PP) or polystyrene resin (PS), engineering plastic such as polyamide resin (PA) or polycarbonate resin (PC), super engineering plastic such as liquid crystal polymer, or aluminum ( It can be formed of a metal material such as Al) or titanium (Ti).
  • general-purpose plastic such as polypropylene resin (PP) or polystyrene resin (PS)
  • engineering plastic such as polyamide resin (PA) or polycarbonate resin (PC)
  • super engineering plastic such as liquid crystal polymer, or aluminum
  • aluminum It can be formed of a metal material such as Al) or titanium (Ti).
  • the lens member 16 specifically includes a lens portion 21 through which light passes and a support portion 22 that supports the lens portion 21.
  • the lens member 16 of the present disclosure is fitted into a region surrounded by the inner surface of the wall portion 17 of the light shielding body 15 and the upper surface of the lid portion 18 via the support portion 22.
  • the lens member 16 can be formed of a translucent material.
  • the lens member 16 can be formed of, for example, a thermosetting resin such as a silicone resin, a urethane resin, and an epoxy resin, or a plastic such as a thermoplastic resin such as a polycarbonate resin and an acrylic resin, or sapphire and inorganic glass.
  • the lens unit 21 can collect and guide the emitted light from the light emitting element 7 and the reflected light from the object.
  • the lens unit 21 includes a first lens 23 that condenses the emitted light from the light emitting element 7 and a second lens 24 that condenses the reflected light from the object.
  • a convex lens, a spherical lens, or an aspheric lens can be used.
  • the support part 22 can hold the lens part 21.
  • the support portion 22 can be formed in a plate shape, for example.
  • the support portion 22 may be formed integrally with the lens portion 21 to hold the lens portion 21, or the first portion 23 and the second lens 24 of the lens portion 21 are fitted into the support portion 22.
  • the lens unit 21 may be held.
  • the optical sensor 2 is movably installed along the first direction (D1) corresponding to the direction of the Y-axis direction of the plane with respect to the surface of the flow path device 3.
  • the measuring apparatus 1 can sequentially irradiate the first flow path 5 and the second flow path 6 while moving the optical sensor 2, and measures the intensity of each light. be able to.
  • the optical sensor 2 of the present disclosure is located below the flow path device 3.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the flow path device 3 taken along the line BB shown in FIG.
  • FIG. 8 is a top view of the first substrate 25 when viewed from above.
  • FIG. 9 is a bottom view of the first substrate 25 when viewed from below.
  • FIG. 10 is a top view of the second substrate 26 as viewed from above.
  • FIG. 11 is a bottom view of the first substrate 26 when viewed from below.
  • the flow channel device 3 is a device that functions as a measurement flow channel.
  • the flow channel device 3 has translucency in order to measure the first particles by the optical sensor 2.
  • the flow path device 3 should just be translucent at least the part required for the measurement of the 1st flow path 5 and the 2nd flow path 6, and all the flow path devices 3 do not need to be translucent. .
  • the flow path device 3 includes a first substrate 25 and a second substrate 26 disposed below the first substrate 25.
  • the first substrate 25 has a groove 27 on the lower surface, and the second substrate 26 is disposed so as to close the groove 27 of the first substrate 25 on the upper surface, thereby forming the flow path 4.
  • the flow path 4 is formed by the inner surface of the groove 27 of the first substrate 25 and the surface (upper surface) of the second substrate 26.
  • the groove 27 of the present disclosure has a first groove 28 that becomes the first flow path 5 and a second groove 29 that becomes the second flow path 6.
  • the first substrate 25 and the second substrate 26 may be connected via an adhesive, for example.
  • an adhesive for example, a UV curable adhesive or a thermosetting adhesive can be used.
  • the first substrate 25 may be a flat plate member, for example.
  • the first substrate 25 has a pair of first main surfaces 30 as upper and lower surfaces.
  • the first main surface 30 positioned in the positive direction of the Z-axis is defined as the first upper surface 31 (the other of the pair of first main surfaces 30), and the negative direction of the Z-axis.
  • the first main surface 30 positioned at the first position is defined as a first lower surface 32 (one of a pair of first main surfaces 30).
  • the groove 27 of the first substrate 25 has an opening 33 located on one of the pair of first main surfaces 30 (first lower surface 32).
  • the material of the first substrate 25 may be, for example, glass, acrylic resin, polycarbonate resin, or polydimethylsiloxane (PDMS) resin.
  • the material of the first substrate 25 of the present disclosure is PDMS.
  • the refractive index of the first substrate 25 is set to 1.4 or more and 1.6 or less, for example.
  • the width of the first groove 28 (first flow path 5) of the first substrate 25 may be, for example, 500 ⁇ m or more and 4000 ⁇ m or less.
  • channel 28 (1st flow path 5) should just be 100 micrometers or more and 1000 micrometers or less, for example.
  • the first substrate 25 and the first groove 28 can be formed by a conventionally known method.
  • the thickness (depth) from the bottom surface of the first groove 28 of the first substrate 25 is set to 0.5 mm or more and 1 mm or less, for example.
  • the width and depth of the first groove 28 of the first substrate 25 are the same as the width and height of the flow path 4 (first flow path 5).
  • the second substrate 26 may be a flat plate member, for example.
  • the second substrate 26 has a pair of second main surfaces 34 as upper and lower surfaces.
  • the second main surface 34 positioned in the positive direction of the Z-axis is defined as a second upper surface 35 (one of the pair of second main surfaces 34), and the negative direction of the Z-axis.
  • the second main surface 34 located at the second side is defined as a second lower surface 36 (the other of the pair of second main surfaces 34).
  • the second substrate 26 is disposed such that the second upper surface 35 faces the first lower surface 32 of the first substrate 25.
  • the second substrate 26 closes the opening 33 of the groove 27 of the first substrate 25.
  • the material of the second substrate 26 may be, for example, glass, acrylic resin, polycarbonate resin, or polydimethylsiloxane (PDMS) resin.
  • the refractive index of the second substrate 26 is set to 1.4 or more and 1.6 or less, for example.
  • the material of the second substrate 26 of the present disclosure is glass.
  • the second substrate 26 can be formed by a conventionally known method.
  • the thickness of the second substrate 26 is set to, for example, 0.5 mm or more and 1 mm or less.
  • the thickness of the second substrate 26 is set smaller than the thickness of the first substrate 25.
  • any of the first substrate 25 and the second substrate 26 may be positioned on the upper side. However, in the flow path device 3 of the present disclosure, the first substrate is disposed on the upper surface (second upper surface 35) of the second substrate 26. 25 are arranged.
  • the first groove 28 can function as the first flow path 5. That is, at least the first fluid flows into the first groove 28.
  • the first substrate 25 and the second substrate 26 have a plurality of first through holes 37 connected to the first groove 28.
  • the plurality of first through holes 37 can function as an inlet for the first fluid to flow into the first flow path 5 and an outlet for the first fluid to flow out of the first flow path 5.
  • the first groove 28 is formed in a band shape, and extends along a second direction (D2) corresponding to the direction of the plane in the X-axis direction.
  • the first groove 28 includes a first plane part 38 connected to the first through hole 37, a second plane part 39 connected to the first plane part 38 and having a width larger than that of the first plane part 38. , May further be included.
  • the connecting portion between the first plane portion 38 and the second plane portion 39 is gradually widened.
  • the irradiation area of the light emitting element 7 of the optical sensor 2 is the second plane portion 39.
  • the second groove 29 can function as the second flow path 6. That is, at least the second fluid flows into the second groove 29.
  • the first substrate 25 and the second substrate 26 have a plurality of second through holes 40 connected to the second groove 29.
  • the plurality of second through holes 40 can function as an inlet for the second fluid to flow into the second flow path 6 and an outlet for the second fluid to flow out of the second flow path 6.
  • the second groove 29 is formed in a band shape and extends along a second direction (D2) corresponding to the direction of the X-axis direction of the plane.
  • the second groove 29 includes a third plane part 41 connected to the second through hole 40, a fourth plane part 42 connected to the third plane part 41 and having a width larger than that of the third plane part 41. , May further be included.
  • the connection part of the 3rd plane part 41 and the 4th plane part 42 becomes gradually wide.
  • the irradiation area of the light emitting element 7 of the optical sensor 2 is the fourth plane portion 42.
  • the fourth flat portion 42 of the second groove 29 may have the same shape as the second flat portion 39 of the first groove 28. Further, the positions of the fourth plane portion 42 and the second plane portion 39 in the thickness direction of the first substrate 25 may be the same position.
  • the second flow path 6 may not be the same shape and the same position as the first flow path 5 as long as it can function as a calibration flow path.
  • the second groove 29 is located next to the first groove 28 in the Y-axis direction. Specifically, the second groove 29 is disposed away from the first groove 28 in the first direction D1.
  • the distance between the second groove 29 and the first groove 28 may be larger than, for example, the spot diameter of the light emitting element 7.
  • the distance between the second groove 29 and the first groove 28 may be smaller than the spot diameter of the light emitting element 7, for example.
  • the width of the first groove 28 and the second groove 29 of the present disclosure may be larger than the spot diameter of the light of the light emitting element 7 incident on the first groove 28 and the second groove 29. Further, the depth, width, and length of the first groove 28 and the second groove 29 of the present disclosure may be the same. The width and length of the first groove 28 and the second groove 29 may be different.
  • the first substrate 25 further includes a first recess 44 having an opening 43 located on the first upper surface 31.
  • the first recess 44 is located on the first upper surface 31 of the first substrate 25 corresponding to the first groove 28 and the second groove 29.
  • the first groove 28, the second groove 29, and the first recess 44 overlap each other when the first substrate 25 is seen through the plane.
  • measurement of, for example, a fingerprint or the like when the flow path device 3 is handled Adhesion to the region can be reduced, and measurement accuracy can be improved.
  • the bottom surface of the first recess 44 may be parallel to the bottom surface of the groove 27 (first groove 28, second groove 29).
  • the first recess 44 only needs to be positioned at least in the measurement region of the flow path 4.
  • the first recess 44 may be at least larger than the spot diameter of the optical sensor 2.
  • the first recess 44 may have, for example, a planar shape and a cross-sectional shape that are rectangular.
  • the length of the first recess 44 in the moving direction of the optical sensor 2 may be larger than that of the first groove 28 and the second groove 29.
  • the second substrate 26 may further include a second recess 46 having an opening 45 located on the second lower surface 36.
  • the second recess 46 is located on the second lower surface 36 of the second substrate 26 corresponding to the first groove 28 and the second groove 29.
  • the first groove 28, the second groove 29, and the second recess 46 overlap each other.
  • the bottom surface of the second recess 46 may be parallel to the bottom surface of the groove 27 (first groove 28, second groove 29).
  • the second recess 46 only needs to be positioned at least in the measurement region of the flow path 4.
  • the second recess 46 may be at least larger than the spot diameter of the optical sensor 2.
  • the second recess 46 may have, for example, a planar shape and a cross-sectional shape that are rectangular.
  • the length of the second recess 46 in the moving direction of the optical sensor 2 may be larger than that of the first groove 28 and the second groove 29.
  • the first substrate 25 may further include a plurality of first protrusions 47 protruding from the first main surface 30 (first upper surface 31) toward the second substrate 26.
  • the plurality of first protrusions 47 may be arranged along the openings 33 of the first groove 28 and the second groove 29 of the first substrate 25.
  • the second substrate 26 may be disposed so that the second upper surface 35 is in contact with the plurality of first convex portions 47.
  • the plurality of first protrusions 47 only need to have a flat surface at the top. As a result, the connection between the first substrate 25 and the second substrate 26 can be stabilized.
  • the plurality of first protrusions 47 may have, for example, a planar shape in a band shape and a cross-sectional shape in a rectangular shape.
  • the plurality of first convex portions 47 may be, for example, 0.05 mm or more and 0.1 mm or less in height.
  • the width may be, for example, from 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the second substrate 26 may further include a second convex portion 48 protruding from the second main surface 34 (second upper surface 35) toward the first substrate 25.
  • the second convex portion 48 may be positioned so as to face the first groove 28 and the second groove 29 of the first substrate 25.
  • the second convex part 48 may be arranged so that a part thereof faces the first convex part 47.
  • the second convex portion 48 only needs to have a flat surface at the top. As a result, the connection between the first substrate 25 and the second substrate 26 can be stabilized. Further, the second convex portion 48 may have a larger width than the first groove 28 and the second groove 29.
  • the second protrusion 48 may have a planar shape in a band shape and a cross-sectional shape in a rectangular shape.
  • the second protrusion 48 may have a height of 0.05 mm to 0.1 mm.
  • the width may be 200 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less.
  • the second substrate 26 may be a plurality of second protrusions 48 that respectively face the plurality of first protrusions 47.
  • the surface roughness of the bottom surface of the first recess 44 may be smaller than that of the first upper surface 31. Further, the bottom surfaces of the first groove 28 and the second groove 29 may be smaller in surface roughness than the first lower surface 32. Further, the bottom surface of the second recess 46 may have a surface roughness smaller than that of the second lower surface 36. Further, the bottom surfaces of the first groove 28 and the second groove 29 may have a surface roughness smaller than that of the second upper surface 35.
  • the bottom surface of the first recess 44, the bottom surfaces of the first groove 28 and the second groove 29, and the bottom surface of the second recess 46 may be mirror surfaces.
  • the first substrate 25 may further include a plurality of third recesses 50 having openings 49 located on the first lower surface 32.
  • the plurality of third recesses 50 may be arranged along the first groove 28 and the second groove 29 while being separated from the first groove 28 and the second groove 29.
  • the second substrate 26 may further include a plurality of fourth recesses 52 having openings 51 located on the second upper surface 35.
  • the plurality of fourth recesses 52 may be arranged along the first groove 28 and the second groove 29 without facing the first groove 28 and the second groove 29.
  • the groove 27 of the present disclosure has a first groove 28 and a second groove 29, and the above configuration can be similarly applied to the first groove 28 and the second groove 29.
  • the flow path device 3 of the present disclosure may further include a mirror member 53 disposed on the first upper surface 31 of the first substrate 25.
  • the mirror member 53 may be disposed in the first recess 44 of the first upper surface 31.
  • the mirror member 53 can reflect the light that has passed through each of the first flow path 5 and the second flow path 6 out of the light emitted from the light emitting element 7 toward the light receiving element 8.
  • the mirror member 53 may be, for example, a thin film member.
  • the material of the mirror member 53 may be any material whose refractive index is different from that of the first substrate 25.
  • the material of the mirror member 53 can be formed of, for example, a metal material such as aluminum or gold, or a laminate of dielectric materials such as a dielectric multilayer filter.
  • the refractive index of the mirror member 53 is set to 1.4 or more and 1.6 or less, for example.
  • the mirror member 53 can be formed on the first upper surface 31 of the first substrate 25 by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the optical sensor 2 may be located at a position where it does not receive regular reflection light from the first lower surface 32 of the first substrate 25 with respect to the flow path device 3.
  • the plurality of first through holes 37 are two, one is located on the first substrate 25, and the other is located on the second substrate 26. Two may be located on the substrate 25, or two may be located on the second substrate 26.
  • the plurality of second through holes 40 are two, one is located on the first substrate 25, and the other is located on the second substrate 26. Two may be located on the second substrate 26, or two may be located on the second substrate 26.

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Abstract

本開示の流路デバイスは、一対の第１主面を有し、前記一対の第１主面の一方に位置した開口を含んだ溝および前記一対の第１主面の他方に位置した開口を含むとともに前記溝に重なる第１凹部を有した第１基板と、一対の第２主面を有し、前記一対の第２主面の一方が、前記第１基板の前記一対の第１主面の一方側に、前記溝の前記開口を塞ぐように配された第２基板と、を備えている。第２基板は、前記一対の第２主面の他方に位置した開口を含むとともに前記溝に重なる第２凹部をさらに有していることが好ましい。

Description

流路デバイスおよび計測装置
　本発明は、流路デバイスおよび計測装置に関する。
　従来、液体に含有させた微粒子の濃度を、流路デバイスを用いて計測することが知られている（例えば、特開2009－168487号公報を参照）。
　このような計測装置では、計測精度を向上させることが求められている。
　本開示の流路デバイスは、一対の第１主面を有し、前記一対の第１主面の一方に位置した開口を含んだ溝および前記一対の第１主面の他方に位置した開口を含むとともに前記溝に重なる第１凹部を有した第１基板と、一対の第２主面を有し、前記一対の第２主面の一方が、前記第１基板の前記一対の第１主面の一方側に、前記溝の前記開口を塞ぐように配された第２基板と、を備えている。
　本開示の計測装置は、上記の流路デバイスと、前記流路デバイスに対向した光学センサと、を備えている。
　本開示の流路デバイスおよび計測装置によれば、流路デバイスを用いた微粒子の濃度計測において計測精度を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る計測装置の例を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測方法の例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す下面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す上面図である。 本発明の実施形態に係る計測装置の例の一部を示す下面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る流路デバイスおよび計測装置の例について、図面を参照しつつ説明する。本開示では、便宜的に直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義してＺ軸方向の正側を上方とするが、本発明は、いずれの方向が上方または下方とされてもよい。
　（計測装置）
　図１～図３に、計測装置１の例を模式的に示す。図１は、計測装置１の上面図である、図２は、計測装置１を図１のＡ－Ａ線に沿って切断したときの断面図である。図３（ａ）は、計測装置１を図１に示すＢ－Ｂ線で切断した時の模式的な断面図である。図３（ｂ）は、計測の仕組みを説明する図である。
　計測装置１は、流体中の特定の粒子（微粒子）を計測することができる。計測装置１は、光学センサ２と流路デバイス３とを有している。流路デバイス３は内部に流路４を有しており、流路４には、流体（液体）が流れている。光学センサ２は、流路デバイス３に対向して配置され、流路４を流れる流体に光を照射し、流体を通過した光を受光することができる。その結果、光学センサ２の出力に基づいて、流体中の粒子の数または濃度を推定して計測することができる。
　より具体的には、光学センサ２から流路４を流れる流体に光を照射したときに、流体を通過する光は、流体中の成分によって散乱または吸収され、光の強度が低下する。従って、粒子の数または濃度が既知であるサンプルと光の減衰量との関係を示した検量線を予め準備しておき、この検量線と、計測したい特定の粒子を含む検体から得られた流体における光の強度とを比較することによって、特定の粒子の数または濃度を計測することができる。
　流路デバイス３は、第１流体中の第１粒子を計測するための、計測用の流路４を有するデバイスである。本開示の流路デバイス３の流路４は、第１流路５と第２流路６とを有している。第１流路５には、計測対象である粒子（第１粒子）を含む第１流体が流れる。第２流路６には、第１粒子を含まない流体（第２流体）が流れる。言い換えれば、第１流路５は、計測用の流路であり、第２流路６は、校正用の流路である。なお、第１流体は、検体であり、例えば血液などから白血球などの特定の微粒子を抽出した流体などであればよい。第２流体は、校正用流体であり、例えば生理食塩水などを利用することができる。
　光学センサ２は、第１粒子をセンシングすることができる。光学センサ２は、発光素子７と受光素子８とを有している。光学センサ２は、計測時に、第１流路５および第２流路６のそれぞれに、発光素子７から光を照射するとともに、第１流路５および第２流路６を通過したそれぞれの光を受光素子８で受光する。
　計測装置１は、光学センサ２によって得られる第１流路５を通過した光（第１光）の強度および第２流路６を通過した光（第２光）の強度を比較することによって、第１粒子の数または濃度を計測することができる。すなわち、計測装置１は、第１光と第２光との強度差を算出し、第１光と第２光との強度差を検量線と比較することによって、第１粒子の数または濃度を計測することができる。
　具体的には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、まず、光学センサ２は、非反射領域Ｒ０での光の強度を測定し、基準信号Ｓ１を出力する。次に、光学センサ２は、第２流路６の通過光（本開示では第２流路６の上方に配置されたミラー部材53からの反射光）の強度を測定し、校正信号Ｓ２を出力する。次に、光学センサ２は、第１流路５の通過光（本開示では第１流路５の上方に配置されたミラー部材53からの反射光）の強度を測定し、計測信号Ｓ３を出力する。次に、校正信号Ｓ２と基準信号Ｓ１との差（Ｓ２－Ｓ１）から計測信号Ｓ３と基準信号Ｓ１との差（Ｓ３－Ｓ１）を引き算した計測値Ｒ（＝（Ｓ２－Ｓ１）－（Ｓ３－Ｓ１）＝Ｓ２－Ｓ３）を算出する。そして、計測値Ｒと、予め準備している検量線とを比較することによって、第１粒子の数または濃度を推定して計測することができる。上記の通り、第１光と第２光との強度差から、第１粒子の数または濃度を計測していることから、光学素子（発光素子７、受光素子８）の劣化に左右されず、計測の精度を向上させることができる。
　なお、上記の通り、本開示の流路デバイス３は、非反射領域Ｒ０を有していてもよい。非反射領域Ｒ０とは、流路デバイス３のうち第１流路５および第２流路６が無い部分であり、かつ上面視したときにミラー部材53が配置されていない領域をいう。非反射領域Ｒ０は、光学センサ２による計測のときに基準として利用できるものである。非反射領域Ｒ０における光の強度を基準にすることによって、光学センサ２の使用時に発生するノイズの影響を低減することができる。また、光学センサ２の光学素子（発光素子７、受光素子８）の劣化による信号強度の変動の影響を低減することができる。なお、非反射領域Ｒ０としては、例えば、無反射布を設置すればよい。
　以下、各構成要件について、詳細に説明する。
　（光学センサ）
　図４～６に、計測装置１の一部である光学センサ２の例を模式的に示す。図４は、図２と同じ視点の断面図であり、光学センサ２を拡大して示している。図５および図６は、それぞれ図４に示す光学センサ２の一部をさらに拡大した断面図である。
　光学センサ２は、上記の通り、発光素子７および受光素子８を有しており、発光素子７で光を発し、受光素子８で光を受けることができる。発光素子７は、電流が流れることによって、光を発することができる。発光素子７は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）などであればよい。受光素子８は、光を受光して、光信号を電気信号に変換することができる。受光素子８は、例えば、フォトトランジスタ（ＰＴ）またはフォトダイオード（ＰＤ）などであればよい。なお、本開示の発光素子７はＬＥＤであり、本開示の受光素子８はＰＤである。発光素子７がＬＥＤである場合は、ＬＤである場合と比較して、例えばミラー部材53での反射光の干渉を低減することができる。
　本開示の受光素子８は、図６に示すように、基板９と、基板９の表面に配された一対の第１電極10とを有している。本開示の基板９は、一部に第２導電型の第２領域Ｒ２を含んだ、第１導電型の板状の部材である。言い換えれば、基板９は、第１導電型の領域（第１領域Ｒ１）と、第１領域Ｒ１に接した第２導電型の領域（第２領域Ｒ２）とを有している。その結果、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間にｐｎ接合を形成することができ、ｐｎ接合の界面に達した光を電気信号に変換することができる。そして、一対の第１電極10を介して、電気信号を取り出すことができる。
　なお、本明細書において、「第１導電型」は「ｎ型」とし、「第２導電型」は「ｐ型」とする。しかしながら、本発明において、「第１導電型」は「ｎ型」に限られず、「第１導電型」を「ｐ型」としても構わない。また、「第１導電型」を「ｐ型」としたとき「第２導電型」は「ｎ型」である。
　本開示の第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれは、基板９の表面の一部を含んでいる。言い換えれば、基板９の表面は、第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２である。受光素子８の一対の第１電極10の一方は第１領域Ｒ１上に位置しており、他方は第２領域Ｒ２上に位置している。
　また、本開示の第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２は、基板９の上面を含んでおり、一対の第１電極10は基板９の上面に絶縁層11を介して配されている。絶縁層11は、一対の第１電極10を引き回すために、基板９の上面に配されている。そして、一対の第１電極10同士の短絡を防止することができる。本開示の受光素子８は、基板９の上面の第２領域Ｒ２から入射した光を受光することができる。
　本開示の基板９は、一部が第２領域Ｒ２であり、その他の部分が第１領域Ｒ１である。しかしながら、基板９は、ｐｎ接合を有して受光素子８として機能すれば、第１領域Ｒ１でも第２領域Ｒ２でもない領域を有していてもよい。
　基板９は、例えば、半導体材料からなるものであればよい。本開示の基板９は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる基板であればよい。また、本開示の基板９は、Ｓｉのウェハにｎ型の不純物をドーピングして第１領域Ｒ１とし、かつ一部の領域にｐ型の不純物をドーピングして第２領域Ｒ２として、形成すればよい。その結果、基板９にｎ型の第１領域Ｒ１およびｐ型の第２領域Ｒ２が形成される。ｎ型の不純物は、例えば、リン（Ｐ）または窒素（Ｎ）などである。また、ｐ型の不純物は、例えば、ホウ素（Ｂ）または亜鉛（Ｚｎ）などである。基板９、第１電極10および絶縁層11は、従来周知の方法によって形成することができる。
　本開示の発光素子７は、基板９の上面に配された複数の半導体層12と、複数の半導体層12上に配された一対の第２電極13とを有している。その結果、一対の第２電極13を介して複数の半導体層12に電圧を印加することによって、複数の半導体層12の一部を発光させることができる。複数の半導体層12および第２電極13は、従来周知の方法によって形成することができる。
　光学センサ２は、図４に示すように、配線基板14をさらに有していてもよい。配線基板14は、発光素子７および受光素子８ならびに外部回路に電気的に接続されており、発光素子７および受光素子８に電気を供給することができる。なお、発光素子７および受光素子８は、基板９を介して、例えばボンディングワイヤなどで配線基板14に実装されていればよい。
　配線基板14は、例えば、矩形状に形成されてもよい。配線基板14は、例えば、樹脂基板またはセラミック基板などを使用することができる。本開示の配線基板14は、樹脂基板である。なお、本明細書中において、樹脂基板とは、配線基板14中の絶縁材料が樹脂材料からなる基板をいう。また、セラミック基板とは、配線基板14中の絶縁材料がセラミックス材料からなる基板をいう。
　配線基板14は、従来周知の方法によって、例えば、絶縁層と配線とを交互に積層して形成することができる。
　光学センサ２は、図４に示すように、遮光体15と、レンズ部材16とをさらに有している。遮光体15は、例えば、受光素子８が外部から意図しない光を受光しないように、迷光を遮断することができる。また、レンズ部材16は、発光素子７からの光を流路４（ミラー部材53）に誘導したり、ミラー部材53での反射光を受光素子８に誘導したりすることができる。
　なお、遮光体15およびレンズ部材16は、従来周知の方法によって形成することができる。
　遮光体15は、具体的には、発光素子７および受光素子８を取り囲んだ枠状の壁部17と、壁部17の内面に設けられて壁部17で囲んだ領域を覆うように配された蓋部18とを有している。すなわち、壁部17の内面と蓋部18の下面とに囲まれる領域に、発光素子７および受光素子８が収容されている。また、発光素子７の光が通過する複数の光通過部19を有している。なお、本開示の光通過部19は、複数の孔によって形成されている。
　また、遮光体15は、複数の光通過部19の間に配されて、蓋部18の下面から基板９の上面のうち発光素子７および受光素子８の間の領域に向かって伸びた遮光壁20を、さらに有していてもよい。遮光壁20は、発光素子７の光が受光素子８に直接入射する可能性を低減することができる。
　遮光体15は、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）またはポリスチレン樹脂（ＰＳ）などの汎用プラスチック、ポリアミド樹脂（ＰＡ）またはポリカーボネート樹脂（ＰＣ）などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチック、あるいはアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの金属材料などで形成することができる。
　レンズ部材16は、具体的には、光が通過するレンズ部21と、レンズ部21を支持する支持部22とを有している。そして、本開示のレンズ部材16は、支持部22を介して、遮光体15の壁部17の内面と蓋部18の上面とに囲まれる領域にはめ込まれている。
　レンズ部材16は、透光性の材料で形成することができる。レンズ部材16は、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂およびエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリカーボネート樹脂およびアクリル樹脂などの熱可塑性樹脂などのプラスチック、あるいはサファイアおよび無機ガラスなどで形成することができる。
　レンズ部21は、発光素子７からの出射光および被対象物での反射光を集光し誘導することができる。レンズ部21は、発光素子７からの出射光を集光する第１レンズ23と、被対象物からの反射光を集光する第２レンズ24とを有している。本開示の第１レンズ23および第２レンズ24のそれぞれには、例えば、凸レンズ、球面レンズまたは非球面レンズなどを使用することができる。
　支持部22は、レンズ部21を保持することができる。支持部22は、例えば、板状に形成することができる。支持部22は、レンズ部21と一体的に形成されることによってレンズ部21を保持してもよいし、支持部22にレンズ部21の第１レンズ23および第２レンズ24がはめ込まれることによってレンズ部21を保持してもよい。
　光学センサ２は、流路デバイス３の表面に対して、平面のＹ軸方向の向きに相当する第１方向（Ｄ１）に沿って移動可能に設置されている。その結果、計測装置１は、光学センサ２を移動させながら、第１流路５および第２流路６に対して順番に光を照射することができ、それぞれに対する個々の光の強度を測定することができる。なお、本開示の光学センサ２は、流路デバイス３の下側に位置している。
　（流路デバイス）
　図７～図11に、流路デバイス３の例を模式的に示す。図７は、図１に示したＢ－Ｂ線で流路デバイス３を切断したときの断面図である。図８は、第１基板25を上面視したときの上面図である。図９は、第１基板25を下面視したときの下面図である。図10は、第２基板26を上面視したときの上面図である。図11は、第１基板26を下面視したときの下面図である。
　流路デバイス３は、上記の通り、計測用の流路として機能するデバイスである。流路デバイス３は、光学センサ２で第１粒子を計測するために透光性を有している。なお、流路デバイス３は、少なくとも第１流路５および第２流路６の計測に必要な部分が透光性であればよく、流路デバイス３の全てが透光性である必要はない。
　流路デバイス３は、第１基板25と、第１基板25の下側に配された第２基板26とを有している。第１基板25は、下面に溝27を有しており、第２基板26が、上面で第１基板25の溝27を塞ぐように配されていることによって、流路４を形成している。すなわち、第１基板25の溝27の内面および第２基板26の表面（上面）によって、流路４が形成されている。なお、本開示の溝27は、第１流路５となる第１溝28と、第２流路６となる第２溝29とを有している。
　第１基板25および第２基板26は、例えば接着剤を介して接続されていればよい。接着剤は、例えば、ＵＶ硬化型接着剤または熱硬化型接着剤を使用することができる。
　第１基板25は、例えば、平板状の部材であればよい。第１基板25は、一対の第１主面30を上下面として有している。本開示では、一対の第１主面30のうち、Ｚ軸の正方向に位置した第１主面30を第１上面31（一対の第１主面30の他方）とし、Ｚ軸の負方向に位置した第１主面30を第１下面32（一対の第１主面30の一方）とする。第１基板25の溝27は、一対の第１主面30の一方（第１下面32）に位置した開口33を有している。
　第１基板25の材料は、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂などであればよい。本開示の第１基板25の材料は、ＰＤＭＳである。第１基板25の屈折率は、例えば、1.4以上1.6以下に設定される。
　第１基板25の第１溝28（第１流路５）の幅は、例えば、500μｍ以上4000μｍ以下であればよい。第１溝28（第１流路５）の深さは、例えば、100μｍ以上1000μｍ以下であればよい。なお、第１基板25および第１溝28は、従来周知の方法によって形成することができる。第１基板25の第１溝28の底面からの厚み（深さ）は、例えば、0.5ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、本開示の流路デバイス３では、第１基板25の第１溝28の幅および深さは、流路４（第１流路５）の幅および高さと同じである。
　第２基板26は、例えば、平板状の部材であればよい。第２基板26は、一対の第２主面34を上下面として有している。本開示では、一対の第２主面34のうち、Ｚ軸の正方向に位置した第２主面34を第２上面35（一対の第２主面34の一方）とし、Ｚ軸の負方向に位置した第２主面34を第２下面36（一対の第２主面34の他方）とする。第２基板26は、第２上面35が、第１基板25の第１下面32に対向するように配されている。そして、第２基板26は、第１基板25の溝27の開口33を塞いでいる。
　第２基板26の材料は、例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）樹脂などであればよい。第２基板26の屈折率は、例えば、1.4以上1.6以下に設定される。本開示の第２基板26の材料は、ガラスである。なお、第２基板26は、従来周知の方法によって形成することができる。第２基板26の厚みは、例えば、0.5ｍｍ以上１ｍｍ以下に設定されている。なお、第２基板26の厚みは、第１基板25の厚みよりも小さく設定されている。
　なお、第１基板25および第２基板26は、何れが上側に位置していてもよいが、本開示の流路デバイス３では、第２基板26の上面（第２上面35）に第１基板25が配されている。
　第１溝28は、第１流路５として機能することができる。すなわち、第１溝28には、少なくとも第１流体が流れ込む。第１基板25および第２基板26には、第１溝28に接続した複数の第１貫通孔37を有している。複数の第１貫通孔37は、第１流路５に第１流体が流入するための流入口と、第１流路５から第１流体が流出するための流出口として機能することができる。
　第１溝28は、帯状に形成されており、平面のＸ軸方向の向きに相当する第２方向（Ｄ２）に沿って延びている。第１溝28は、第１貫通孔37に接続している第１平面部38と、第１平面部38に接続しているとともに第１平面部38よりも幅が大きい第２平面部39と、をさらに有していてもよい。第１平面部38および第２平面部39の接続部は、徐々に幅広になっている。なお、光学センサ２の発光素子７の照射領域は、第２平面部39である。
　第２溝29は、第２流路６として機能することができる。すなわち、第２溝29には、少なくとも第２流体が流れ込む。第１基板25および第２基板26には、第２溝29に接続した複数の第２貫通孔40を有している。複数の第２貫通孔40は、第２流路６に第２流体が流入するための流入口と、第２流路６から第２流体が流出するための流出口として機能することができる。
　第２溝29は、帯状に形成されており、平面のＸ軸方向の向きに相当する第２方向（Ｄ２）に沿って延びている。第２溝29は、第２貫通孔40に接続している第３平面部41と、第３平面部41に接続しているとともに第３平面部41よりも幅が大きい第４平面部42と、をさらに有していてもよい。第３平面部41および第４平面部42の接続部は、徐々に幅広になっている。なお、光学センサ２の発光素子７の照射領域は、第４平面部42である。
　第２溝29の第４平面部42は、第１溝28の第２平面部39と同一形状であってもよい。また、第４平面部42と第２平面部39との第１基板25における厚み方向の位置は、同一位置であればよい。なお、第２流路６は、校正用流路として機能することができれば、第１流路５と同一形状、同一位置でなくてもよい。
　第２溝29は、Ｙ軸方向において第１溝28の隣に位置している。具体的には、第２溝29は、第１溝28から第１方向Ｄ１へ離れて配されている。第２溝29と第１溝28との間の距離は、例えば発光素子７のスポット径よりも大きくてもよい。その結果、光学センサ２をスキャンしたときに第２溝29と第１溝28とを明確に認識することができ、測定位置を確認することができる。
　また、一方で、第２溝29と第１溝28との間の距離は、例えば発光素子７のスポット径よりも小さくてもよい。その結果、光学センサ２のスキャン距離を短くすることができるので、測定時間を短縮することができる。
　本開示の第１溝28および第２溝29の幅は、第１溝28および第２溝29に入射する発光素子７の光のスポット径よりも大きくてもよい。また、本開示の第１溝28および第２溝29の深さ、幅、長さは、同じであってもよい。なお、第１溝28および第２溝29の幅、長さは、異なっていても構わない。
　本開示の流路デバイス３では、第１基板25は、第１上面31に位置した開口43を有した第１凹部44を、さらに有している。そして、第１凹部44は、第１溝28および第２溝29に対応して第１基板25の第１上面31に位置している。言い換えれば、第１基板25を平面透視したときに、第１溝28および第２溝29と第１凹部44とは、重なっている。その結果、例えば、第１溝28および第２溝29と第１凹部44との重なっている領域を光の計測領域とすることで、流路デバイス３の取り扱いの際に、例えば指紋などの計測領域への付着を低減することができ、測定精度を向上させることができる。
　第１凹部44の底面は、溝27（第１溝28、第２溝29）の底面と平行であってもよい。第１凹部44は、少なくとも流路４の計測領域に位置していればよい。第１凹部44は、少なくとも光学センサ２のスポット径よりも大きくてもよい。第１凹部44は、例えば、平面形状および断面形状が矩形状であればよい。第１凹部44は、例えば、光学センサ２の移動方向における長さが、第１溝28および第２溝29よりも大きくてもよい。
　第２基板26は、第２下面36に位置した開口45を有した第２凹部46を、さらに有していてもよい。そして、第２凹部46は、第１溝28および第２溝29に対応して第２基板26の第２下面36に位置している。言い換えれば、第２基板26を平面透視したときに、第１溝28および第２溝29と第２凹部46とは、重なっている。その結果、例えば、流路デバイス３の取り扱いの際に、例えば指紋などの計測領域への付着を低減することができ、測定精度を向上させることができる。
　第２凹部46の底面は、溝27（第１溝28、第２溝29）の底面と平行であってもよい。第２凹部46は、少なくとも流路４の計測領域に位置していればよい。第２凹部46は、少なくとも光学センサ２のスポット径よりも大きくてもよい。第２凹部46は、例えば、平面形状および断面形状が矩形状であればよい。第２凹部46は、例えば、光学センサ２の移動方向における長さが、第１溝28および第２溝29よりも大きくてもよい。
　第１基板25は、第１主面30（第１上面31）から第２基板26に向かって突出している複数の第１凸部47を、さらに有していてもよい。複数の第１凸部47は、第１基板25の第１溝28および第２溝29の開口33に沿って配されていてもよい。そして、第２基板26は、複数の第１凸部47に第２上面35が接するように配されていてもよい。その結果、第１基板25および第２基板26を、例えば接着剤を使用して接続する場合に、接着剤が流路４に侵入することを低減することができ、計測精度を向上させることができる。
　複数の第１凸部47は、頂部に平坦面を有していればよい。その結果、第１基板25および第２基板26の接続を安定させることができる。複数の第１凸部47は、例えば、平面形状が帯状であり、断面形状が矩形状であればよい。複数の第１凸部47は、例えば、高さが0.05ｍｍ以上0.1ｍｍ以下であればよい。幅が、例えば、0.1ｍｍ以上0.5ｍｍ以下であればよい。
　第２基板26は、第２主面34（第２上面35）から第１基板25に向かって突出している第２凸部48を、さらに有していてもよい。第２凸部48は、第１基板25の第１溝28および第２溝29に対向するように位置していてもよい。そして、第２凸部48は、一部が第１凸部47に対向するように配されていてもよい。その結果、第１基板25および第２基板26を、例えば接着剤を使用して接続する場合に、接着剤が流路４に侵入することを低減することができ、計測精度を向上させることができる。
　第２凸部48は、頂部に平坦面を有していればよい。その結果、第１基板25および第２基板26の接続を安定させることができる。また、第２凸部48は、第１溝28および第２溝29よりも大きな幅を有していてもよい。第２凸部48は、例えば、平面形状が帯状であり、断面形状が矩形状であればよい。第２凸部48は、例えば、高さが0.05ｍｍ以上0.1ｍｍ以下であればよい。幅が、例えば、200μｍ以上1500μｍ以下であればよい。なお、第２基板26は、複数の第１凸部47にそれぞれ対向した複数の第２凸部48であってもよい。
　第１凹部44の底面は、第１上面31よりも表面粗さが小さくてもよい。また、第１溝28および第２溝29の底面は、第１下面32よりも表面粗さが小さくてもよい。また、第２凹部46の底面は、第２下面36よりも表面粗さが小さくてもよい。また、第１溝28および第２溝29の底面は、第２上面35よりも表面粗さが小さくてもよい。
　第１凹部44の底面、第１溝28および第２溝29の底面、ならびに第２凹部46の底面は、鏡面であってもよい。
　第１基板25は、第１下面32に位置した開口49を有した複数の第３凹部50をさらに有していてもよい。そして、複数の第３凹部50は、第１溝28および第２溝29から離れつつ、第１溝28および第２溝29に沿って配されていてもよい。その結果、第１基板25および第２基板26を、例えば接着剤を使用して接続する場合に、接着剤が流路４に侵入することを低減することができ、計測精度を向上させることができる。
　第２基板26は、第２上面35に位置した開口51を有した複数の第４凹部52をさらに有していてもよい。そして、複数の第４凹部52は、第１溝28および第２溝29には対向せず、第１溝28および第２溝29に沿って配されていてもよい。その結果、第１基板25および第２基板26を、例えば接着剤を使用して接続する場合に、接着剤が流路４に侵入することを低減することができ、計測精度を向上させることができる。
　なお、本開示の溝27は、第１溝28および第２溝29を有しており、上記構成は、第１溝28および第２溝29に同じ様に適用することができる。
　本開示の流路デバイス３は、第１基板25の第１上面31に配されたミラー部材53を、さらに有していてもよい。本開示では、ミラー部材53は、第１上面31の第１凹部44に配されていてもよい。ミラー部材53は、発光素子７が出射した光のうち、第１流路５および第２流路６のそれぞれを通過した光を、受光素子８へ向けて反射することができる。
　ミラー部材53は、例えば、薄膜状の部材であればよい。ミラー部材53の材料は、屈折率が第１基板25の屈折率と異なる材料であればよい。ミラー部材53の材料は、例えば、アルミニウムまたは金などの金属材料、あるいは例えば誘電体多層膜フィルタなどの誘電体材料の積層体で形成することができる。ミラー部材53の屈折率は、例えば1.4以上1.6以下に設定される。ミラー部材53は、例えば、蒸着法またはスパッタリング法などの方法によって、第１基板25の第１上面31に形成することができる。
　本開示の計測装置１において、光学センサ２が、流路デバイス３に対して第１基板25の第１下面32での正反射光を受光しない位置にあってもよい。
　なお、本発明は上述した実施形態の例に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態の例における各構成要素は適宜組み合わせされてもよく、また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
　上述した実施形態の例では、複数の第１貫通孔37が２つあり、１つが第１基板25に位置し、もう１つが第２基板26に位置している例を説明したが、第１基板25に２つが位置していてもよいし、第２基板26に２つが位置していてもよい。
　上述した実施形態では、複数の第２貫通孔40が２つあり、１つが第１基板25に位置し、もう１つが第２基板26に位置している例を説明したが、第１基板25に２つが位置していてもよいし、第２基板26に２つが位置していてもよい。
１　　計測装置
２　　光学センサ
３　　流路デバイス
４　　流路
５　　第１流路
６　　第２流路
７　　発光素子
８　　受光素子
９　　基板
25　第１基板
26　第２基板
27　溝
28　第１溝
29　第２溝
30　第１主面
31　第１上面
32　第１下面
33　開口
34　第２主面
35　第２上面
36　第２下面
43　開口
44　第１凹部
45　開口
46　第２凹部
47　第１凸部
48　第２凸部
49　開口
50　第３凹部
51　開口
52　第４凹部

Claims (10)

  1. 　一対の第１主面を有し、前記一対の第１主面の一方に位置した開口を含んだ溝および前記一対の第１主面の他方に位置した開口を含むとともに前記溝に重なる第１凹部を有した第１基板と、
    一対の第２主面を有し、前記一対の第２主面の一方が、前記第１基板の前記一対の第１主面の一方側に、前記溝の前記開口を塞ぐように配された第２基板と、を備えている、流路デバイス。
  2. 　前記第２基板は、前記一対の第２主面の他方に位置した開口を含むとともに前記溝に重なる第２凹部をさらに有している、請求項１に記載の流路デバイス。
  3. 　前記第１基板は、前記第１主面から前記第２基板に向かって突出しているとともに前記溝に沿って配された複数の第１凸部を有しており、
    前記第２基板は、前記複数の第１凸部に前記一対の第２主面の一方が接するように配されている、請求項１または２に記載の流路デバイス。
  4. 　前記第２基板は、前記第２主面から前記第１基板に向かって突出しているとともに前記溝に沿って配された第２凸部を有しており、
    前記第２凸部は、前記複数の第１凸部に一部が対向するように配されている、請求項１～３のいずれかに記載の流路デバイス。
  5. 　前記一対の第１主面の他方の表面粗さは、前記第１凹部の底面の表面粗さよりも大きい、請求項１～４のいずれかに記載の流路デバイス。
  6. 　前記一対の第２主面の他方の表面粗さは、前記第２凹部の底面の表面粗さよりも大きい、請求項１～５のいずれかに記載の流路デバイス。
  7. 　前記第１基板および前記第２基板の間に配された接着剤をさらに備えており、
    前記接着剤は、前記第１主面の一方および前記第２主面の一方の間のみに位置している、請求項１～６のいずれかに記載の流路デバイス。
  8. 　前記一対の第１主面の一方に位置した開口を含むとともに前記溝に沿って配された一対の第３凹部をさらに有している、請求項１～７のいずれかに記載の流路デバイス。
  9. 　前記一対の第２主面の一方に位置した開口を含むとともに前記溝に沿って配された一対の第４凹部をさらに有している、請求項１～７のいずれかに記載の流路デバイス。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の流路デバイスと、
    前記流路デバイスに対向した光学センサと、を備えている、計測装置。
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