JP2022030836A - Optical element, light detection device and fluorescence detector - Google Patents
Optical element, light detection device and fluorescence detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022030836A JP2022030836A JP2020135120A JP2020135120A JP2022030836A JP 2022030836 A JP2022030836 A JP 2022030836A JP 2020135120 A JP2020135120 A JP 2020135120A JP 2020135120 A JP2020135120 A JP 2020135120A JP 2022030836 A JP2022030836 A JP 2022030836A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- region
- optical element
- optical
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 234
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 53
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 claims description 30
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 17
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 17
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学素子、光検出装置、及び蛍光検出装置に関する。 The present invention relates to an optical element, a photodetector, and a fluorescence detector.
特許文献1には、励起光源と試料との間において、励起光源から出射された励起光を選択的に通過させる励起光源用フィルタと、試料と検出器との間において、試料から発せられた蛍光を選択的に通過させる検出器用フィルタと、を備える食品状態評価装置が記載されている。特許文献1に記載の食品状態評価装置は、励起光源用フィルタと試料との間に配置された偏光板と、試料と検出器用フィルタとの間に配置された偏光板と、を更に備えている。この一対の偏光板は、一方の偏光板の透過軸の方向が他方の偏光板の透過軸の方向に垂直となるように配置されている。これにより、蛍光の波長が励起光の波長に近接しており、検出器用フィルタのみによっては励起光が完全に遮断されない場合であっても、一対の偏光板によって励起光が遮断され、試料から発せられた蛍光が検出器に入射する。
ところで、所定の波長範囲内の光を選択的に通過させる光学フィルタとして、誘電体多層膜を含むものが用いられる場合がある。誘電体多層膜を含む光学フィルタでは、誘電体多層膜に入射する光の入射角が大きくなると、所定の波長範囲外の光が誘電体多層膜を通過するおそれがある。そのため、誘電体多層膜を含む光学フィルタを適切に機能させるためには、誘電体多層膜に入射する光の入射角を小さくする必要がある。 By the way, as an optical filter that selectively passes light within a predetermined wavelength range, a filter including a dielectric multilayer film may be used. In an optical filter including a dielectric multilayer film, if the incident angle of light incident on the dielectric multilayer film is large, light outside a predetermined wavelength range may pass through the dielectric multilayer film. Therefore, in order for the optical filter including the dielectric multilayer film to function properly, it is necessary to reduce the incident angle of the light incident on the dielectric multilayer film.
本発明は、様々な入射角で光が入射した場合に10°以下の入射角で入射した光を選択的に通過させることができる光学素子、並びに、そのような光学素子を備える光検出装置及び蛍光検出装置を提供することを目的とする。 The present invention comprises an optical element capable of selectively passing light incident at an incident angle of 10 ° or less when light is incident at various incident angles, and a photodetector including such an optical element. It is an object of the present invention to provide a fluorescence detection device.
本発明の光学素子は、第1表面、所定の方向において第1表面に対向する第2表面、及び、それぞれが上記方向に沿って延在する複数の光通過部を有する光学部材を備え、複数の光通過部のそれぞれは、第1表面に位置する第1領域、第2表面に位置する第2領域、及び、第1表面と第2表面との間の周面に形成された光減衰領域を含み、第1領域の最大幅及び第2領域の最大幅のうち大きい幅をaとし、第1領域と第2領域との距離をbとすると、複数の光通過部のそれぞれは、90°-tan-1(b/a)≦10°を満たしている。 The optical element of the present invention includes a first surface, a second surface facing the first surface in a predetermined direction, and an optical member each having a plurality of light passing portions extending along the above direction. Each of the light passing portions of is a first region located on the first surface, a second region located on the second surface, and a light attenuation region formed on the peripheral surface between the first surface and the second surface. When the maximum width of the first region and the maximum width of the second region is a, and the distance between the first region and the second region is b, each of the plurality of light passing portions is 90 °. -Tan -1 (b / a) ≤ 10 ° is satisfied.
この光学素子では、複数の光通過部のそれぞれが90゜-tan-1(b/a)≦10゜を満たすように構成されており、複数の光通過部のそれぞれの周面に光減衰領域が形成されている。これにより、複数の光通過部のそれぞれにおいて第1領域及び第2領域のいずれを光入射領域として機能させた場合にも、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光が周面に当たって減衰されやすくなり、10゜以下の入射角で光通過部に入射した光が周面に当たらずに(すなわち、減衰されずに)光通過部を通過しやすくなる。よって、この光学素子によれば、様々な入射角で光が入射した場合に10°以下の入射角で入射した光を選択的に通過させることができる。 In this optical element, each of the plurality of light passing portions is configured to satisfy 90 ° -tan -1 (b / a) ≤ 10 °, and a light attenuation region is formed on the peripheral surface of each of the plurality of light passing portions. Is formed. As a result, even when either the first region or the second region functions as the light incident region in each of the plurality of light passing portions, the light incident on the light passing portion at an incident angle exceeding 10 ° hits the peripheral surface. It becomes easy to be attenuated, and the light incident on the light passing portion at an incident angle of 10 ° or less easily passes through the light passing portion without hitting the peripheral surface (that is, without being attenuated). Therefore, according to this optical element, when light is incident at various angles of incidence, the light incident at an incident angle of 10 ° or less can be selectively passed.
本発明の光学素子では、光減衰領域は、上記方向から見た場合に環形状を有するように形成されていてもよい。これによれば、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光をより確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the light attenuation region may be formed so as to have a ring shape when viewed from the above direction. According to this, the light incident on the light passing portion can be more reliably attenuated at an incident angle exceeding 10 °.
本発明の光学素子では、光減衰領域は、周面において環状に連続するように形成されていてもよい。これによれば、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光をより確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the light attenuation region may be formed so as to be continuous in an annular shape on the peripheral surface. According to this, the light incident on the light passing portion can be more reliably attenuated at an incident angle exceeding 10 °.
本発明の光学素子では、光減衰領域は、周面の全域にわたって形成されていてもよい。これによれば、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光をより確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the light attenuation region may be formed over the entire peripheral surface. According to this, the light incident on the light passing portion can be more reliably attenuated at an incident angle exceeding 10 °.
本発明の光学素子では、複数の光通過部のそれぞれは、上記方向に沿って延在する貫通孔であり、第1領域は、第1表面に位置する第1開口であり、第2領域は、第2表面に位置する第2開口であってもよい。これによれば、光学部材の構造を単純化することができる。 In the optical element of the present invention, each of the plurality of light passing portions is a through hole extending along the above direction, the first region is a first opening located on the first surface, and the second region is. , It may be a second opening located on the second surface. According to this, the structure of the optical member can be simplified.
本発明の光学素子では、光減衰領域は、凹凸領域を含んでいてもよい。これによれば、光減衰領域の構造を単純化しつつも、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光を確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the light attenuation region may include an uneven region. According to this, it is possible to reliably attenuate the light incident on the light passing portion at an incident angle exceeding 10 ° while simplifying the structure of the light attenuation region.
本発明の光学素子では、凹凸領域は、複数の凸部を含み、複数の凸部のそれぞれの高さをcとし、光通過部に入射する光の最大波長をλとすると、凹凸領域は、(2π×(c/2))/λ≧1を満たしていてもよい。これによれば、凹凸領域に光が入射すると散乱が生じやすくなるため、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光をより確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the uneven region includes a plurality of convex portions, the height of each of the plurality of convex portions is c, and the maximum wavelength of the light incident on the light passing portion is λ. (2π × (c / 2)) / λ ≧ 1 may be satisfied. According to this, when light is incident on the uneven region, scattering is likely to occur, so that the light incident on the light passing portion can be more reliably attenuated at an incident angle exceeding 10 °.
本発明の光学素子では、凹凸領域は、上記方向において隣り合う凸部を含む複数の凸部を含み、複数の凸部のそれぞれの幅は、第1領域の最大幅及び第2領域の最大幅のそれぞれよりも小さく、隣り合う凸部の間の距離は、第1領域の最大幅及び第2領域の最大幅のそれぞれよりも小さくてもよい。これによれば、10゜を超える入射角で光通過部に入射した光が周面で正反射されるのを抑制することができるため、当該光をより確実に減衰させることができる。 In the optical element of the present invention, the uneven region includes a plurality of convex portions including the convex portions adjacent to each other in the above direction, and the width of each of the plurality of convex portions is the maximum width of the first region and the maximum width of the second region. The distance between adjacent convex portions may be smaller than each of the maximum width of the first region and the maximum width of the second region. According to this, it is possible to suppress the specular reflection of the light incident on the light passing portion at an incident angle of more than 10 ° on the peripheral surface, so that the light can be attenuated more reliably.
本発明の光学素子では、上記方向において光学部材の一方の側又は他方の側に配置され、上記方向に対して10°以下の入射角で入射した光のうち所定の波長範囲内の光を選択的に通過させる光学フィルタを更に備えてもよい。例えば、光路上において光学部材の前段に光学フィルタが配置された場合において、所定の波長範囲内の光及び所定の波長範囲外の光が様々な入射角で光学フィルタに入射したときには、所定の波長範囲内の光が10°以下の入射角で光学部材に入射しやすくなり、所定の波長範囲外の光が10°を超える入射角で光学部材に入射しやすくなる。このとき、光学部材では、10°以下の入射角で入射した光が選択的に通過させられるため、結果として、所定の波長範囲内の光及び所定の波長範囲外の光から所定の波長範囲内の光を抽出することができる。また、例えば、光路上において光学部材の後段に光学フィルタが配置された場合において、所定の波長範囲内の光及び所定の波長範囲外の光が様々な入射角で光学部材に入射したときには、所定の波長範囲内の光及び所定の波長範囲外の光が10°以下の入射角で光学フィルタに入射しやすくなる。このとき、光学フィルタでは、10°以下の入射角で入射した光のうち所定の波長範囲内の光が選択的に通過させられるため、結果として、所定の波長範囲内の光及び所定の波長範囲外の光から所定の波長範囲内の光を抽出することができる。 In the optical element of the present invention, light within a predetermined wavelength range is selected from the light incident on one side or the other side of the optical member in the above direction and incident at an incident angle of 10 ° or less with respect to the above direction. An optical filter may be further provided. For example, when an optical filter is arranged in front of an optical member on an optical path, when light within a predetermined wavelength range and light outside a predetermined wavelength range are incident on the optical filter at various incident angles, the predetermined wavelength is used. Light within the range is likely to be incident on the optical member at an incident angle of 10 ° or less, and light outside the predetermined wavelength range is likely to be incident on the optical member at an incident angle of more than 10 °. At this time, in the optical member, the light incident at an incident angle of 10 ° or less is selectively passed, and as a result, the light within the predetermined wavelength range and the light outside the predetermined wavelength range are within the predetermined wavelength range. Light can be extracted. Further, for example, when an optical filter is arranged after the optical member on the optical path, when light within a predetermined wavelength range and light outside the predetermined wavelength range are incident on the optical member at various incident angles, the predetermined value is obtained. Light within the wavelength range and light outside the predetermined wavelength range are likely to be incident on the optical filter at an incident angle of 10 ° or less. At this time, the optical filter selectively passes light within a predetermined wavelength range among the light incident at an incident angle of 10 ° or less, and as a result, light within a predetermined wavelength range and light within a predetermined wavelength range. Light within a predetermined wavelength range can be extracted from outside light.
本発明の光検出装置は、上記光学素子と、光学素子を通過した光を検出する光検出器と、を備える。 The photodetector of the present invention includes the above optical element and a photodetector that detects light that has passed through the optical element.
この光検出装置によれば、10°以下の入射角で入射した光を選択的に検出することができる。 According to this photodetector, it is possible to selectively detect light incident at an incident angle of 10 ° or less.
本発明の光検出装置では、光学素子は、上記方向に対して10°以下の入射角で入射した光のうち所定の波長範囲内の光を選択的に通過させる光学フィルタを更に備え、光学フィルタは、上記方向において光学部材の一方の側又は他方の側に配置されていてもよい。これによれば、所定の波長範囲内の光を選択的に検出することができる。 In the optical detection device of the present invention, the optical element further includes an optical filter that selectively passes light within a predetermined wavelength range among the light incident at an incident angle of 10 ° or less with respect to the above direction, and is an optical filter. May be arranged on one side or the other side of the optical member in the above direction. According to this, light within a predetermined wavelength range can be selectively detected.
本発明の光学素子及び光検出装置では、光学フィルタは、誘電体多層膜を含んでもよい。これによれば、所定の波長範囲内の光の選択的な通過を高精度で実現することができる。 In the optical element and photodetector of the present invention, the optical filter may include a dielectric multilayer film. According to this, it is possible to realize the selective passage of light within a predetermined wavelength range with high accuracy.
本発明の蛍光検出装置は、上記光検出装置と、試料に照射するための励起光を出射する光源と、を備え、光学素子は、試料と光検出器との間の光路上に配置されており、光検出装置は、試料から発せられた蛍光を、光学素子を介して検出し、励起光は、所定の波長範囲外の光であり、蛍光は、所定の波長範囲内の光である。 The fluorescence detection device of the present invention includes the light detection device and a light source that emits excitation light for irradiating the sample, and the optical element is arranged on an optical path between the sample and the light detector. The light detection device detects the fluorescence emitted from the sample via the optical element, the excitation light is light outside a predetermined wavelength range, and the fluorescence is light within a predetermined wavelength range.
この蛍光検出装置によれば、上記光学素子を備えるため、励起光及び蛍光が光学素子に入射した場合にも、蛍光を選択的に検出することができる。 Since this fluorescence detection device includes the above optical element, it is possible to selectively detect fluorescence even when excitation light and fluorescence are incident on the optical element.
本発明によれば、様々な入射角で光が入射した場合に10°以下の入射角で入射した光を選択的に通過させることができる光学素子、並びに、そのような光学素子を備える光検出装置及び蛍光検出装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, an optical element capable of selectively passing light incident at an incident angle of 10 ° or less when light is incident at various incident angles, and a photodetector provided with such an optical element. It becomes possible to provide an apparatus and a fluorescence detection apparatus.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
[蛍光検出装置の構成]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[Configuration of fluorescence detection device]
図1に示されるように、蛍光検出装置1は、光源2と、光検出装置3と、を備えている。蛍光検出装置1は、光源2から出射された励起光ELを試料Sに照射し、試料Sから発せられた蛍光FLを光検出装置3により受光することにより、蛍光強度を測定する。これにより、蛍光検出装置1は、試料S中の物質の濃度を測定する。
As shown in FIG. 1, the
光源2は、試料Sに照射するための励起光ELを出射する。光源2は、例えばLED等で構成されている。光源2は、試料Sに対して、励起光ELを照射する。試料Sは、例えば、植物プランクトンを含む海水を収容している透明な水槽である。
The
光検出装置3は、光源2から試料Sに至る光路と直交(交差)する方向において、試料Sに対向するように配置されている。光検出装置3は、励起光ELが試料Sに照射されることにより試料Sから発せられた蛍光FLを受光する。以下の説明では、試料Sと光検出装置3とが対向する方向をZ方向(所定の方向)、Z方向に垂直な水平方向の一方向をX方向、Z方向及びX方向に垂直な方向をY方向という。
The
光検出装置3は、光学素子10と、光検出器6と、パッケージ7と、を有している。光検出器6は、Z方向において試料Sに対向するように配置されている。光学素子10は、試料Sと光検出器6との間の光路上(Z方向において試料Sと光検出器6との間)に配置されている。
The
光学素子10の全体、及び光検出器6の一部(後述する受光部61及び各リードピン62の一部)は、パッケージ7内に配置されている。パッケージ7は、例えば、円筒状の部材である。パッケージ7は、Z方向において光学素子10を挟んで光検出器6とは反対側に受光面7aを有している。一例として、パッケージ7のうち、受光面7aの部分は、透明なガラスからなり、その他の部分は金属からなる。パッケージ7の受光面7a、並びにパッケージ7内に配置された光学素子10及び光検出器6は、Z方向において、試料Sに対向するように配置されている。
The entire
光検出器6は、励起光ELが照射されることにより試料Sから発せられた蛍光FLを受光する。光検出器6は、受光部61と、複数のリードピン62と、を含んでいる。受光部61は、励起光EL及び蛍光FLに感度を有している。受光部61は、例えば、シリコンフォトダイオードである。複数のリードピン62は、パッケージ7との間で電気絶縁性及び気密性が維持された状態で、パッケージ7を貫通している。複数のリードピン62は、信号処理回路(図示せず)に接続されている。これにより、受光部61と信号処理回路とが電気的に接続されている。受光部61が光を受光すると、受光面に入射した光の光量に応じた電流を受光部61が発生させ、信号処理回路が、光検出器6により発生した電流を電圧に変換して外部に出力する。
The
光学素子10は、様々な入射角で光Lが入射した場合に所定の波長範囲内の光を選択的に通過させる。光Lは、試料S側から光検出器6側に進行する光であって、励起光EL及び蛍光FLを含んでいる。光Lのうち、蛍光FLは、所定の波長範囲内の光である。所定の波長範囲内の光は、蛍光検出装置1の測定対象の波長を含む波長範囲の光である。すなわち、蛍光FLは、光検出器6の受光部61に入射させるべき光である。一方、励起光ELは、所定の波長範囲外の光である。すなわち、励起光ELは、光検出器6の受光部61に入射させるべきではない光である。光学素子10は、光学部材4と、光学フィルタ5と、を含んでいる。
The
光学部材4は、パッケージ7内において受光面7aと隣り合うように配置されている。光学部材4は、様々な入射角で光Lが入射した場合に10°以下の入射角で入射した光Lを選択的に通過させる。「10°以下の入射角で入射した光Lを選択的に通過させる」とは、10°以下の入射角で入射した光Lを90%以上通過させ、且つ10°を超える入射角で入射した光Lを90%以上遮断することを意味する。具体的には、光学部材4には励起光EL及び蛍光FLが様々な入射角で入射する。光学部材4は、励起光EL及び蛍光FLのうち10°以下の入射角で入射した励起光EL及び蛍光FLを選択的に通過させる。
The
光学部材4は、光吸収材料を含んでいる。本実施形態では、光学部材4は、光吸収材料を含んだ構成材料、或いは光吸収材料によって着色された構成材料からなる。構成材料の例としては、アクリル、PLA、ABS、エポキシ、ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂、シリコンゴム等の弾性材料、ポリアセタール、石膏、及び金属等が挙げられる。なお、光学部材4は、光吸収材料とは異なる材料からなる部材がレゴリス等の天然材料を含む塗料によって塗装されることにより形成されてもよい。光学部材4は、例えば、円板状を呈している。光学部材4の直径は、例えば、20mmであって、光学部材4の厚さは、例えば、10mmである。光学部材4の詳細については後述する。
The
光学フィルタ5は、光学部材4と光検出器6との間の光路上(Z方向において光学部材4と光検出器6との間)に配置されている。光学フィルタ5は、Z方向に対して10°以下の入射角で入射した光Lから蛍光FLを、所定の波長範囲よりも低い波長範囲の光を通過させることなく(波長特性が短波長にシフトすることなく)選択的に通過させる。つまり、光学素子10は、光学部材4及び光学フィルタ5を含んでいることにより、10°以下の入射角で入射した蛍光FLを選択的に通過させる。
The
本実施形態では、光学フィルタ5は、光透過部材51と、誘電体多層膜52と、を含んでいる。一例として、光透過部材51は、シリコン、ガラス等の光透過性材料によって形成され、例えば円板状を呈している。誘電体多層膜52は、光透過部材51の表面に形成されている。誘電体多層膜52の例としては、TiO2、Ta2O5等の高屈折材料と、SiO2、MgF2等の低屈折材料との組合せからなる多層膜が挙げられる。光学フィルタ5は、誘電体多層膜52を含むことにより、10°以下の入射角で入射した光Lから蛍光FLを選択的に通過させる。
[光学部材の構成]
In the present embodiment, the
[Structure of optical member]
図2に示されるように、光学部材4は、第1表面4a、Z方向において第1表面4aに対向する第2表面4b、及び複数の貫通孔(複数の光通過部)4Aを有している。光学部材4では、第1表面4a及び第2表面4bの一方が、Z方向において試料Sと向かい合うように配置されることにより光入射面として機能し、第1表面4a及び第2表面4bの他方が、光出射面として機能する。本実施形態では、Z方向において試料Sと向かい合うように配置されている第1表面4aが光入射面として機能し、第2表面4bが光出射面として機能する。
As shown in FIG. 2, the
複数の貫通孔4Aは、例えば、Z方向から見て、平面三角格子状に配列されている。なお、複数の貫通孔4Aの配置関係は、これに限られず、例えば、四角格子状に配列されていてもよい。各貫通孔4Aは、Z方向に沿って延在している。複数の貫通孔4Aは、例えば、円柱状を呈している。なお、各貫通孔4Aの形状は、これに限られず、例えば、六角形状を呈していてもよい。
The plurality of through
図3は、1つの貫通孔4Aの模式的な断面図である。図2及び図3に示されるように、各貫通孔4Aは、第1開口(第1領域)R1、第2開口(第2領域)R2、及び光減衰領域41を含んでいる。第1開口R1は、第1表面4aに位置している。第2開口R2は、第2表面4bに位置している。本実施形態では、第1開口R1の大きさは、第2開口R2の大きさと等しい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one through
光学部材4では、第1開口R1及び第2開口R2の一方が、光入射領域として機能し、第1開口R1及び第2開口R2の他方が、光出射領域として機能する。本実施形態では、第1開口R1が光入射領域として機能し、第2開口R2が光出射領域として機能する。
In the
光減衰領域41は、第1表面4aと第2表面4bとの間の周面4cに形成されている。光減衰領域41は、凹凸領域42を含んでいる。本実施形態では、凹凸領域42は、周面4cにおいて環状に連続するように、且つ周面4cの全域にわたって形成されている。凹凸領域42は、複数の凸部42aを含んでいる。
The
複数の凸部42aは、Z方向に延在しており、第1表面4aから第2表面4bまで並ぶように配列されている。複数の凸部42aは、Z方向において隣り合っている。これにより、Z方向において隣り合う凸部42aの間には、空間が設けられている。本実施形態では、各凸部42aは、同一の形状を呈しており、Z方向において等間隔に配列されている。
The plurality of
各凸部42aは、Z方向から見た場合に、貫通孔4Aの中心に向かって突出するように形成されている。各凸部42aは、周面4cにおいて環状に連続するように形成されている。換言すれば、各凸部42aは、Z方向から見た場合に、円環状を呈している。X方向から見た各凸部42aの断面は、四角状を呈している。一例として、X方向から見た各凸部42aの断面は、矩形状を呈しており、各凸部42aは平面状の頂部を含んでいる。
Each
第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のうち大きい幅をaとし、第1開口R1と第2開口R2との距離をbとすると、各貫通孔4Aは、90°-tan-1(b/a)≦10°を満たしている。本実施形態では、第1開口R1の大きさは、第2開口R2の大きさと等しい。したがって、本実施形態では、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅はいずれも幅aとなる。距離bは、Z方向における貫通孔4Aの長さである。
Assuming that the larger width of the maximum width of the first opening R1 and the maximum width of the second opening R2 is a and the distance between the first opening R1 and the second opening R2 is b, each through
また、各凸部42aの高さをcとし、貫通孔4Aに入射する光Lの最大波長をλとすると、凹凸領域42は、(2π×(c/2))/λ≧1を満たしている。各凸部42aの高さcは、貫通孔4Aの周面4cを基準とした場合に、周面4cから貫通孔4Aの中心に向かう方向に沿った各凸部42aの頂部までの長さである。
Further, assuming that the height of each
各凸部42aの幅dは、第1開口R1の最大幅(幅a)及び第2開口R2の最大幅(幅a)のそれぞれよりも小さい。幅dは、Z方向における各凸部42aの幅である。また、隣り合う凸部42aの間の距離eは、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のそれぞれよりも小さい。距離eは、Z方向における隣り合う凸部42aの間の距離である。
The width d of each
光学部材4は、複数の薄板(図示せず)が組み合わせて構成されている。各薄板は、第1表面、第1表面に対向する第2表面、及び複数の孔を有している。各薄板は、円板状を呈している。各薄板は、同一の形状を呈している。各薄板の各孔は、薄板の厚さ方向に沿って延在している。各孔は、第1表面に位置する第1開口、及び第2表面に位置する第2開口を含んでいる。各孔は、第1開口及び第2開口の少なくとも一方側に拡幅された形状を呈している。一例として、各孔は、第1開口及び第2開口の一方側にステップ状に拡幅された形状を呈している。このような複数の孔が形成された複数の薄板が、積層されるように互いに固定されることにより、光学部材4が構成される。
The
なお、光学部材4は、互いに形状が異なる第1薄板及び第2薄板を含む複数の薄板が組み合わせて構成されてもよい。第1薄板及び第2薄板のそれぞれは、上述した各薄板と同様に、第1表面、第1表面に対向する第2表面、及び複数の孔を有している。第1薄板の各孔は、第2薄板の各孔と同心円状に設けられている。第1薄板の各孔の幅は、第2薄板の各孔の幅よりも小さい。このような第1薄板と第2薄板とを1枚ずつ交互に組み合わせた複数の薄板が、積層されるように互いに固定されることにより、光学部材4が構成される。
[蛍光検出装置の動作]
The
[Operation of fluorescence detection device]
以上のように構成された蛍光検出装置1の動作の一例について説明する。まず、光源2から励起光ELがY方向に沿って出射されると、出射された励起光ELは、試料Sに照射される。そして、励起光ELが照射された試料Sから蛍光FLが発せられる。励起光EL及び蛍光FLを含む光Lは、様々な入射角で光学部材4に入射する。そして、光学部材4により、10°以下の入射角で入射した励起光EL及び蛍光FLが、選択的に通過させられ、光学フィルタ5に入射する。そして、10°以下の入射角で光学フィルタ5に入射した励起光EL及び蛍光FLのうち蛍光FLが選択的に通過させられる。その結果、蛍光FLが、受光部61の受光面に入射する。そして、受光部61は、受光面に入射した蛍光FLの光量に応じた電流を発生し、受光部61に電気的に接続された信号処理回路(図示せず)が、受光部61により発生した電流を電圧に変換して出力する。このようにして、蛍光検出装置1では、検出対象の蛍光FLの蛍光強度が測定される。
[作用及び効果]
An example of the operation of the
[Action and effect]
光学素子10では、各貫通孔4Aが90゜-tan-1(b/a)≦10゜を満たすように構成されており、各貫通孔4Aの周面4cに光減衰領域41が形成されている。これにより、各貫通孔4Aにおいて第1開口R1及び第2開口R2のいずれを光入射領域として機能させた場合にも、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lが周面4cに当たって減衰されやすくなり、10゜以下の入射角で貫通孔4Aに入射した光Lが周面4cに当たらずに(すなわち、減衰されずに)貫通孔4Aを通過しやすくなる。よって、この光学素子10によれば、様々な入射角で光Lが入射した場合に10°以下の入射角で入射した光Lを選択的に通過させることができる。
In the
特に、光学素子10では、光学素子10に入射した光LがZ方向に沿って延在する各貫通孔4Aを通過し、第1表面4aには、第1開口R1が位置しており、第2表面4bには、第2開口R2が位置している。これにより、光学部材4の構造を単純化することができる。
In particular, in the
光学素子10では、光減衰領域41が、周面4cにおいて環状に連続するように形成されている。これにより、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lをより確実に減衰させることができる。
In the
光学素子10では、光減衰領域41が、周面4cの全域にわたって形成されている。これにより、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lをより確実に減衰させることができる。
In the
光学素子10では、光減衰領域41が、凹凸領域42を含んでいる。これにより、光減衰領域41の構造を単純化しつつも、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lを確実に減衰させることができる。また、光減衰領域41の製造の容易化を図ることができる。
In the
光学素子10では、凹凸領域42が、複数の凸部42aを含み、複数の凸部42aのそれぞれの高さをcとし、貫通孔4Aに入射する光Lの最大波長をλとすると、凹凸領域42が、(2π×(c/2))/λ≧1を満たしている。これにより、凹凸領域42に光Lが入射すると散乱が生じやすくなるため、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lをより確実に減衰させることができる。
In the
光学素子10では、凹凸領域42が、Z方向において隣り合う凸部42aを含む複数の凸部42aを含み、複数の凸部42aのそれぞれの幅が、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のそれぞれよりも小さく、隣り合う凸部42aの間の距離が、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のそれぞれよりも小さい。これにより、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した光Lが周面4cで正反射されるのを抑制することができるため、当該光Lをより確実に減衰させることができる。
In the
光学素子10では、Z方向において光学部材4の後段に配置され、Z方向に対して10°以下の入射角で入射した光L(すなわち、励起光EL及び蛍光FL)のうち蛍光FLを選択的に通過させる光学フィルタ5を備えている。これにより、励起光EL及び蛍光FLが様々な入射角で光学部材4に入射したときには、励起光EL及び蛍光FLが10°以下の入射角で光学フィルタ5に入射しやすくなる。このとき、光学フィルタ5では、10°以下の入射角で入射した励起光EL及び蛍光FLのうち蛍光FLが選択的に通過させられるため、結果として、励起光EL及び蛍光FLから蛍光FLを抽出することができる。更に、光学素子10を有する光検出装置3では、励起光EL及び蛍光FLが光学素子10に入射した場合にも、蛍光FLを選択的に検出することができる。
In the
光学フィルタ5は、誘電体多層膜52を含んでいる。これにより、所定の波長範囲内の光Lの選択的な通過を高精度で実現することができる。
The
ここで、誘電体多層膜52を含む光学フィルタ5と光学部材4とを組み合わせて構成される光学素子10の効果について詳細に説明する。蛍光測定における前提として、一般的に、励起光の波長ピークと一般的な蛍光色素の波長ピークとの差は、例えば20nm程度しかなく、励起光の波長ピークと蛍光の波長ピークとは、近接している。そのため、波長分離特性が良く、蛍光色素の特性に合わせて、測定対象の波長を含む蛍光を透過させ、励起光を遮断することが可能な光学フィルタが必要とされる。
Here, the effect of the
このように透過する光及及び遮断する波長の特性を任意に設計できるフィルタとして、誘電体多層膜を含む光学フィルタが挙げられる。しかし、誘電体多層膜を含むフィルタは、10°を超える入射角で光が入射すると、所定の波長範囲よりも低い波長範囲の光を通過させる(波長特性が短波長にシフトする)性質があり、この性質を無くすことは困難である。したがって、光学フィルタには、10°以下の入射角で光を入射させるのが望ましい。 As a filter capable of arbitrarily designing the characteristics of the transmitted light and the blocking wavelength, an optical filter including a dielectric multilayer film can be mentioned. However, a filter containing a dielectric multilayer film has a property that when light is incident at an incident angle exceeding 10 °, light in a wavelength range lower than a predetermined wavelength range is passed (wavelength characteristics are shifted to a shorter wavelength). , It is difficult to eliminate this property. Therefore, it is desirable that light is incident on the optical filter at an incident angle of 10 ° or less.
そこで、例えば、光路上において試料と光学フィルタとの間に光学レンズを配置することが考えられる。光学レンズは、光学レンズの表面に対して垂直の入射角で入射した光を通過させ、それ以外の光(光学レンズの表面に対して斜め方向から入射した光)を遮断する。しかしながら、光学レンズによっては、光学レンズの表面に対して斜めから入射したすべての光を遮断することは困難である。また、光学レンズを用いると、小型化が困難且つ高コストになる問題がある。特に、従来の蛍光検出装置を顕微鏡に用いる場合においては、光学レンズの表面に対して斜め方向から入射した励起光が光学レンズを通過すると、顕微鏡の鏡筒で乱反射して光学フィルタに入射してしまう。その結果、励起光が光学フィルタを通過して光検出器に入射してしまうおそれがあった。 Therefore, for example, it is conceivable to arrange an optical lens between the sample and the optical filter on the optical path. The optical lens passes light incident on the surface of the optical lens at an incident angle perpendicular to the surface of the optical lens, and blocks other light (light incident on the surface of the optical lens from an oblique direction). However, depending on the optical lens, it is difficult to block all the light incident on the surface of the optical lens at an angle. Further, when an optical lens is used, there is a problem that it is difficult to reduce the size and the cost is high. In particular, when a conventional fluorescence detection device is used in a microscope, when excitation light incident on the surface of the optical lens from an oblique direction passes through the optical lens, it is diffusely reflected by the lens barrel of the microscope and incident on the optical filter. It ends up. As a result, the excitation light may pass through the optical filter and enter the photodetector.
そこで、蛍光測定において、光学レンズに代えて、光の入射角度に依存しない吸収型の光学フィルタを用いることが考えられる。吸収型の光学フィルタを用いることで、光学レンズを用いる場合と比較して小型化を図ることができるが、吸収型の光学フィルタには、色素の吸収の原理が用いられている。このため、蛍光色素の特性に合わせて、蛍光を透過させ且つ励起光を遮断することが難しい。また、多くの吸収型の光学フィルタは、光学フィルタ自体が蛍光性を有しているため、試料から発せられた蛍光とは異なる蛍光の誤検出につながるおそれもある。また、光学レンズに代えて、ファイバオプティックプレートを用いることが考えられる。しかしながら、ファイバオプティックプレートは、10°以上の入射角で入射した光を通過させてしまい、10°以下の入射角で入射した光のみを抽出することができない。したがって、ファイバオプティックプレートも、蛍光測定には不適である。 Therefore, in the fluorescence measurement, it is conceivable to use an absorption type optical filter that does not depend on the incident angle of light instead of the optical lens. By using an absorption-type optical filter, it is possible to reduce the size as compared with the case of using an optical lens, but the absorption-type optical filter uses the principle of dye absorption. Therefore, it is difficult to transmit fluorescence and block excitation light according to the characteristics of the fluorescent dye. Further, in many absorption-type optical filters, since the optical filter itself has fluorescence, there is a possibility that it may lead to erroneous detection of fluorescence different from the fluorescence emitted from the sample. Further, it is conceivable to use a fiber optic plate instead of the optical lens. However, the fiber optic plate allows light incident at an incident angle of 10 ° or more to pass through, and cannot extract only light incident at an incident angle of 10 ° or less. Therefore, fiber optic plates are also unsuitable for fluorescence measurements.
これに対して、光学素子10では、まず、励起光EL及び蛍光FLが様々な入射角で光学部材4に入射したとしても、10°以下の入射角で入射した励起光EL及び蛍光FLが光学部材4から選択的に通過させられる。その結果、光学フィルタ5によって、励起光ELのうちバックグラウンドとなる蛍光を良好に遮断し、蛍光FLのみを光学素子10から抽出することができる。特に、蛍光検出装置1を顕微鏡に用いる場合においては、蛍光FLを効率よく検出することができるため、従来と比較して、励起光ELを弱めて測定することが可能となる。その結果、励起光ELが試料Sに与えるダメージを低減することができる。また、光学素子10では、蛍光FLを効率よく検出することができるため、例えば、ウイルス検査等、試料Sが容器に収容される場合において、蛍光FLの検出に容器での光Lの散乱が与える影響を低減することができる。
On the other hand, in the
光学素子10は、複数の薄板が組み合わされて構成される。これにより、低コスト且つ小型に光学素子10を製造することができる。
The
蛍光検出装置1では、光学素子10が、試料Sと光検出器6との間の光路上に配置されており、光検出装置3は、試料Sから発せられた蛍光FLを、光学素子10を介して検出し、励起光ELは、所定の波長範囲外の光であり、蛍光FLは、所定の波長範囲内の光である。
In the
この蛍光検出装置1によれば、光学素子10を備えるため、励起光EL及び蛍光FLが光学素子10に入射した場合にも、蛍光FLを選択的に検出することができる。
[変形例]
Since the
[Modification example]
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、光学部材4が、複数の貫通孔4Aを有していたが、光学部材4は、複数の光通過部を有していればよい。その場合、光通過部は、第1領域及び第2領域を含んでもよい。第1領域は、第1表面4aに位置し、光入射領域として第2領域は、第2表面4bに位置してもよい。光学部材4では、第1領域及び第2領域の一方が、光入射領域として機能し、第1領域及び第2領域の他方が、光出射領域として機能してもよい。光通過部の例としては、例えば、光透過媒体が挙げられる。
The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, in the above embodiment, the
光学素子10では、光学フィルタ5は、Z方向において光学部材4の一方の側又は他方の側に配置されていればよく、例えば、光路上において光学部材4の前段に配置されていてもよい。図4に示される例では、光検出装置3は、光検出器6、光学素子10、及びパッケージ7を有している。光学フィルタ5は、試料Sと光検出器6との間の光路上(Z方向において試料Sと光検出器6との間)に配置されている。つまり、図4に示される例では、光学フィルタ5が光検出装置3の外(具体的には、光検出器6の前段)に配置されている。
In the
本変形例による蛍光検出装置1によれば、励起光EL及び蛍光FLが様々な入射角で光学フィルタ5に入射したときには、蛍光FLが10°以下の入射角で光学部材4に入射しやすくなり、励起光ELが10°を超える入射角で光学部材4に入射しやすくなる。このとき、光学部材4では、10°以下の入射角で入射した蛍光FLが選択的に通過させられるため、本変形例によっても、励起光EL及び蛍光FLから蛍光FLを抽出することができる。また、本変形例の光検出装置3では、10°以下の入射角で入射した蛍光FLを選択的に検出することができる。また、本変形例による蛍光検出装置1によれば、光学フィルタ5が光検出装置3とは別体に設けられているため、光学フィルタ5を容易に交換することができる。
According to the
蛍光検出装置1は、光学レンズ8を更に備えていてもよい。図5に示される例では、光検出装置3が、光検出器6に代えて光検出器9を有している点、及び光学レンズ8を更に有している点で、図4に示される例と相違する。光検出器9は、受光部91と、複数のリードピン92とを含んでいる。光検出器9の受光面の面積は、上記実施形態の光検出器6の受光面の面積と比較して小さい。光学レンズ8は、光学部材4と光検出器9との光路上(Z方向において光学部材4と光検出器9との間)に配置されている。光学レンズ8の凸側の表面は、光検出器9と向かい合っている。本変形例による蛍光検出装置1によれば、蛍光FLが10°以下の入射角で光学レンズ8に入射しやすくなる。このとき、蛍光FLが、光学レンズ8によって光学レンズ8の凸部42aの頂点付近に向かって集光させられる。その結果、光学レンズ8を通過した蛍光FLは、光検出器9に入射しやすくなる。よって、本変形例の蛍光検出装置1によれば、面積が小さい受光面を含む光検出器9を有している場合であっても、蛍光FLを選択的に検出することができる。
The
また、図6に示される例では、蛍光検出装置1が、光学レンズ8を更に有している点で、図4に示される例と相違する。光学レンズ8は、試料Sと光学フィルタ5との光路上(Z方向において試料Sと光学フィルタ5との間)に配置されている。光学レンズ8の凸側の表面は、試料Sと向かい合っている。本変形例による蛍光検出装置1によれば、例えば励起光ELが照射されることにより試料Sから発せされる蛍光が弱い(蛍光の輝点が小さい)場合であっても、光学レンズ8によって適度に広がった且つ平行化された光Lが光学フィルタ5及び光検出装置3に入射しやすくなる。したがって、本変形例の蛍光検出装置1によれば、試料Sから発せされる蛍光FLが弱い場合であっても、蛍光FLを選択的に検出することができる。
Further, the example shown in FIG. 6 differs from the example shown in FIG. 4 in that the
第1領域の最大幅は、第2領域の最大幅と異なってもよい。その場合、第1領域の最大幅及び第2領域の最大幅のうち大きい幅が幅aとなる。各凸部42aの幅dは、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のそれぞれよりも大きくてもよい。また、隣り合う凸部42aの間の距離eは、第1開口R1の最大幅及び第2開口R2の最大幅のそれぞれよりも大きくてもよい。
The maximum width of the first region may be different from the maximum width of the second region. In that case, the width a is the larger of the maximum width of the first region and the maximum width of the second region. The width d of each
上記実施形態では、各凸部42aの断面が、矩形状を呈しており、各凸部42aが平面状の頂部を含んでいたが、各凸部42aの形状は、これに限られない。図7に示される例では、X方向から見た各凸部42aの断面が、三角状であって、各凸部42aの頂部において角部が形成されている。このような凹凸領域42を含む光学部材4は、以下のような複数の薄板の組合せによって構成されてもよい。各薄板は、上記実施形態の各薄板と同様に、第1表面、第2表面、及び複数の孔を有している。各孔は、第1開口及び第2開口の両側に拡幅された形状を呈している。一例として、各孔は、厚さ方向における薄板の中心を基準として、第1開口及び第2開口の両側に徐々に拡幅された形状を呈している。このような複数の孔が形成された複数の薄板が、積層されるように互いに固定されることにより、光学部材4が構成される。
In the above embodiment, the cross section of each
また、各凸部42aは、同一形状でなくてもよい。図8に示される例では、隣り合う凸部42aが互いに異なる形状を呈している。具体的には、X方向から見た各凸部42aの断面が、三角状であって、各凸部42aの頂部において角部が形成されている。また、凹凸領域42では、Z方向において隣り合う凸部42aの高さが互いに異なっている。また、図9に示される例では、X方向から見た各凸部42aの断面が、角部のない滑らかな形状(凸部42aの各点において接線の傾きが連続的に変化している形状)を呈している。
Further, each
また、凹凸領域42は、複数の溝の間に形成された突起状の複数の凸部42aを含んでいてもよいし、また、複数の壁状の複数の凸部42aを含んでいてもよい。また、複数の凸部42aは、規則的なパターンで形成されてもよいし、或いは、不規則なパターンで形成されてもよい。
Further, the
光減衰領域41は、凹凸領域42に限られず、光Lを減衰させる領域であればよい。光減衰領域41は、例えば、光吸収材料で構成された平面状の領域であってもよい。また、凹凸領域42とは異なる光減衰領域41が、周面4cにおいて環状に連続するように、且つ周面4cの全域にわたって形成されていてもよい。
The
また、光減衰領域41は、周面4cの全域にわたって形成されていなくてもよく、また、周面4cにおいて環状に連続するように形成されていなくてもよい。図10に示される例では、光減衰領域41が含む凹凸領域42が、周面4cの一部にわたって形成されている。具体的には、凹凸領域42は、Z方向において第1開口R1側と、第2開口R2側とに1つずつ形成されている。また、図11に示される例では、光減衰領域41が含む凹凸領域42が、Z方向において貫通孔4Aの中央付近に形成されている。図10に示される例、及び図11に示される例では、凹凸領域42は、例えば、周面4cにおいて環状に連続するように形成されている。なお、光減衰領域41は、周面4cにおいて環状に連続しておらず、Z方向から見た場合に環形状を有するように形成されていてもよい。例えば、光減衰領域41が含む凹凸領域42は、図10に示される例、及び図11に示される例において、周方向において端部を有しないように(環状に連続しないように)形成されていてもよい。これによっても、10゜を超える入射角で貫通孔4Aに入射した励起光ELをより確実に減衰させることができる。
Further, the
光学部材4は、上記実施形態とは異なる位置に配置されてもよい。例えば、光学部材4は、光源2と試料Sとの間の光路上(Y方向において光源2と試料Sとの間)に配置されていてもよい。
The
光学フィルタ5は、光吸収型のフィルタであってもよい。また、光検出器6は、光電子増倍管であってもよい。
The
1…蛍光検出装置、2…光源、3…光検出装置、4…光学部材、4a…第1表面、4A…貫通孔(光通過部)、4b…第2表面、4c…周面、5…光学フィルタ、6,9…光検出器、10…光学素子、41…光減衰領域、42…凹凸領域、42a…凸部、52…誘電体多層膜、EL…励起光、FL…蛍光、L…光、R1…第1開口(第1領域)、R2…第2開口(第2領域)、S…試料。 1 ... fluorescence detection device, 2 ... light source, 3 ... light detection device, 4 ... optical member, 4a ... first surface, 4A ... through hole (light passing portion), 4b ... second surface, 4c ... peripheral surface, 5 ... Optical filter, 6, 9 ... Optical detector, 10 ... Optical element, 41 ... Light attenuation region, 42 ... Concavo-convex region, 42a ... Convex portion, 52 ... Dielectric multilayer film, EL ... Excitation light, FL ... Fluorescence, L ... Light, R1 ... 1st opening (1st region), R2 ... 2nd opening (2nd region), S ... sample.
Claims (14)
前記複数の光通過部のそれぞれは、前記第1表面に位置する第1領域、前記第2表面に位置する第2領域、及び、前記第1表面と前記第2表面との間の周面に形成された光減衰領域を含み、
前記第1領域の最大幅及び前記第2領域の最大幅のうち大きい幅をaとし、前記第1領域と前記第2領域との距離をbとすると、前記複数の光通過部のそれぞれは、90°-tan-1(b/a)≦10°を満たしている、光学素子。 It comprises an optical member having a first surface, a second surface facing the first surface in a predetermined direction, and a plurality of light passages each extending along the direction.
Each of the plurality of light passing portions is formed on a first region located on the first surface, a second region located on the second surface, and a peripheral surface between the first surface and the second surface. Includes the formed light attenuation region
Assuming that the larger width of the maximum width of the first region and the maximum width of the second region is a and the distance between the first region and the second region is b, each of the plurality of light passing portions is An optical element satisfying 90 ° -tan -1 (b / a) ≤ 10 °.
前記第1領域は、前記第1表面に位置する第1開口であり、
前記第2領域は、前記第2表面に位置する第2開口である、請求項1~4のいずれか一項に記載の光学素子。 Each of the plurality of light passing portions is a through hole extending along the above-mentioned direction.
The first region is a first opening located on the first surface.
The optical element according to any one of claims 1 to 4, wherein the second region is a second opening located on the second surface.
前記複数の凸部のそれぞれの高さをcとし、前記光通過部に入射する光の最大波長をλとすると、前記凹凸領域は、(2π×(c/2))/λ≧1を満たしている、請求項6に記載の光学素子。 The uneven region includes a plurality of convex portions and includes a plurality of convex portions.
Assuming that the height of each of the plurality of convex portions is c and the maximum wavelength of the light incident on the light passing portion is λ, the uneven region satisfies (2π × (c / 2)) / λ ≧ 1. The optical element according to claim 6.
前記複数の凸部のそれぞれの幅は、前記第1領域の最大幅及び前記第2領域の最大幅のそれぞれよりも小さく、
前記隣り合う凸部の間の距離は、前記第1領域の最大幅及び前記第2領域の最大幅のそれぞれよりも小さい、請求項6又は7に記載の光学素子。 The uneven region includes a plurality of convex portions including adjacent convex portions in the direction.
The width of each of the plurality of convex portions is smaller than the maximum width of the first region and the maximum width of the second region, respectively.
The optical element according to claim 6 or 7, wherein the distance between the adjacent convex portions is smaller than the maximum width of the first region and the maximum width of the second region, respectively.
前記光学素子を通過した光を検出する光検出器と、を備える、光検出装置。 The optical element according to any one of claims 1 to 8.
A photodetector comprising a photodetector that detects light that has passed through the optical element.
前記光学フィルタは、前記方向において前記光学部材の一方の側又は他方の側に配置されている、請求項11に記載の光検出装置。 The optical element further includes an optical filter that selectively passes light within a predetermined wavelength range among light incident at an incident angle of 10 ° or less with respect to the direction.
The photodetector according to claim 11, wherein the optical filter is arranged on one side or the other side of the optical member in the direction.
試料に照射するための励起光を出射する光源と、を備え、
前記光学素子は、前記試料と前記光検出器との間の光路上に配置されており、
前記光検出装置は、前記試料から発せられた蛍光を、前記光学素子を介して検出し、
前記励起光は、前記所定の波長範囲外の光であり、
前記蛍光は、前記所定の波長範囲内の光である、蛍光検出装置。 The photodetector according to claim 12 or 13,
It is equipped with a light source that emits excitation light for irradiating the sample.
The optical element is arranged on an optical path between the sample and the photodetector.
The photodetector detects the fluorescence emitted from the sample via the optical element.
The excitation light is light outside the predetermined wavelength range, and is
The fluorescence is a light within the predetermined wavelength range, which is a fluorescence detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020135120A JP2022030836A (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Optical element, light detection device and fluorescence detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020135120A JP2022030836A (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Optical element, light detection device and fluorescence detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022030836A true JP2022030836A (en) | 2022-02-18 |
Family
ID=80324294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020135120A Pending JP2022030836A (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Optical element, light detection device and fluorescence detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022030836A (en) |
-
2020
- 2020-08-07 JP JP2020135120A patent/JP2022030836A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9377351B2 (en) | Angle of incidence selective band pass filter for implantable chemical sensor | |
JP5322922B2 (en) | Asymmetric capillary of capillary flow cytometer | |
KR20190042096A (en) | Limitation of noise on photodetectors using an aperture | |
JP5915921B1 (en) | Particle detection sensor, dust sensor, smoke detector, air cleaner, ventilation fan and air conditioner | |
JPS6177745A (en) | System for fluoro-optic measuring substance concentration insample | |
TW201728895A (en) | Optical sensing module | |
US20130037727A1 (en) | Fluorescence sensor | |
JP6916519B2 (en) | Fluorescence observation filter and fluorescence observation microscope | |
JP2018517141A (en) | Beam splitter and structure for inspecting samples excitable by electromagnetic radiation | |
JP2009150690A (en) | Reflection-type optical sensor | |
JP2022030836A (en) | Optical element, light detection device and fluorescence detector | |
JP5299241B2 (en) | Particle counter | |
US20240003803A1 (en) | Light collection from objects within a fluid column | |
JP4948624B2 (en) | Turbidity detector | |
JP7507384B2 (en) | Aerosol measuring device and aerosol measuring method | |
US6465802B1 (en) | Particle measurement apparatus flow cell useful for sample fluids having different refractive indexes | |
JP4763159B2 (en) | Flow cytometer | |
US20210373159A1 (en) | ToF DISTANCE SENSOR AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2008249363A (en) | Turbidimeter | |
JP4060483B2 (en) | Radiation detector | |
WO2017033501A1 (en) | Liquid sensor | |
US20170248795A1 (en) | Backscatter reductant anamorphic beam sampler | |
JP2013083528A (en) | Contact type optical line sensor device and method for identifying valuable page space | |
US11313798B2 (en) | Optical measuring device, light guide member, and optical measuring method | |
WO2015050066A1 (en) | Radiation detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230710 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240229 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240305 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240502 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240620 |