JP3063697B2 - 蛍光検出装置 - Google Patents

蛍光検出装置

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JP3063697B2
JP3063697B2 JP9229903A JP22990397A JP3063697B2 JP 3063697 B2 JP3063697 B2 JP 3063697B2 JP 9229903 A JP9229903 A JP 9229903A JP 22990397 A JP22990397 A JP 22990397A JP 3063697 B2 JP3063697 B2 JP 3063697B2
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浩人 武末
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蛍光検出装置に
し、特に蛍光の検出によって物質の存在を確認する蛍光
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在一般に市販されているこの種の蛍光
測定装置(センサ)は、水中の植物性プランクトン(ク
ロロフィル)や水面の油等を検知対象としている。した
がって、そのプローブ先端の構成は、励起光照射及び蛍
光の集光を同一平面の窓材を介して行うもの、又は励起
光の照射方向に対して集光部を垂直に配置したものが一
般的である。
【0003】また、被測定物質の特定表面に対する付着
量を測定する付着量測定装置の例である、特開昭62−
240809号公報(文献1)記載の蛍光X線付着量測
定装置は、各種基板表面に形成された被膜金属の厚みを
蛍光X線分析で測定するものである。
【0004】このように、従来の被測定対象物質への光
照射によって生じる物質からの蛍光を検知することによ
って物質の存在を検知する手法は、各種フィールド(海
洋、湖沼、河川、各種プラント施設等)において適用さ
れているが、その検知対象領域(空間)としては、検知
器の光出射・入射面からある距離を隔てた領域を設定し
ている。
【0005】実際のフィールドでは、上記光出射・入射
面に直接蛍光物質が付着することも起こり得るにも関わ
らず、従来の蛍光測定装置ではそのような事態は想定さ
れていない。
【0006】例えば、一般に市販されている植物プラン
クトン及び油の蛍光測定装置は、励起光の照射を受ける
特定の領域で生じる蛍光を検知するものであり、励起光
の出射面に付着した物質からの蛍光を測定することは考
慮していない。したがって、励起光出射面に測定対象物
質が付着した場合には、付着部位から生じた蛍光を殆ど
感知しないか検知したとしてもその検知効率すなわち集
光系による蛍光の集光効率は極めて低い。特に油の検知
に関しては、非接触による検知を前提としている場合で
も使用環境よってはプローブへの油の付着が容易に起こ
り得る。さらに土壌中での油検知等を蛍光検知によって
行なう場合には光出射面に直接油が付着することが予想
されるが、従来の蛍光測定装置ではこれらの蛍光を効率
よく検知することはできない。
【0007】また文献1記載の蛍光X線付着量測定装置
のような付着物の蛍光検知は特定の基板上に形成された
物質を測定対象とするものであり、ここで問題としてい
る励起光(ここではX線に相当)の出射面に付着するよ
うな物質の蛍光検知は対象外である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の蛍光検
出装置は、検知器の光出射・入射面からある距離を隔て
た領域を設定した非接触による検知を前提としているた
め、上記光出射・入射面に直接蛍光物質が付着した場合
はこれらの蛍光を効率よく検知することはできないとい
う欠点があった。
【0009】本発明の目的は、励起光が外部に出射され
る際に透過する境界面(又は窓材)に付着した物質の蛍
光を効率よく集光・検知することができる蛍光検出装
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の蛍光検出装置
は、励起光を放射する励起光源と、蛍光を検知する光検
出素子と、前記励起光の出射用の第1の窓材と、前記蛍
光の集光用の第2の窓材とを備え、前記励起光の入射に
応答して発生する測定対象物からの蛍光を検知する蛍光
検出装置において、一方の面側に前記第1,第2の窓材
を配置し他方の面を開口面として前記測定対象物に向け
前記励起光の照射領域及び前記光検知素子の検知対象領
域が前記開口面において重なりを有するよう配置した第
3の窓材を備え 前記第3の窓材が、前記一方の面側に
前記第1,第2の窓材を接するように配置し前記励起光
の照射領域及び前記光検知素子の検知対象領域が前記開
口面において重なりを有するよう調整した光路厚さを有
する光学材料の平面板を備えて構成されている。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
の構成を断面図で示す図1を参照すると、この図に示す
本実施の形態の蛍光検出装置は、励起光12を放射する
励起光源3と、油1からの蛍光2を検知する光検出素子
4と、励起光12の所定スペクトルのみ通過させるバン
ドパスフィルタ5と、励起光12の出射用の窓材6と、
蛍光2の所定スペクトルのみ通過させるバンドパスフィ
ルタ7と、蛍光2の集光用の窓材8と、裏面に窓材6,
8を接するよう配置し表面すなわち開口面11を測定対
象に向け励起光12の照射領域及び光検知素子4の検知
対象領域が開口面11において重なりを有するよう厚さ
を調整した窓材10とを備える。
【0013】次に、図1を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、本実施の形態の測定対象は水面2
0に浮遊している油1の油膜に由来する蛍光2である。
まず、光源3から発せられた励起光12はバンドパスフ
ィルタ5と窓材6及び窓材10を経由して外部に照射さ
れる。水面20に油1が存在する場合には、油1による
油膜からの蛍光2は窓材10,8及びバンドパスフィル
タ7を経由して光検出素子4に到達し、光検出素子4は
これを検知する。
【0014】従来の蛍光測定装置では、窓材10を備え
ていないため、水面20の乱れによって飛散した油1が
窓材6又は窓材8に付着した場合にはそこから生じる蛍
光は光検出素子4では検知できない。しかしながら、窓
材10を設けておけばその先端に付着した油からの蛍光
は光検出素子4に集光することが可能になる。
【0015】窓材10の開口面の位置は励起光源3から
照射される励起光12の照射領域及び光検知素子4の検
知対象領域が窓材10の開口面11において重なりを有
する範囲内で設定する。
【0016】また、窓材6,8,及び10のなかで材質
が同一でも問題無いものがあればそれらを一体化しても
よいし、窓材6,8及び10の全てが同一の材質であれ
ば1枚の窓材を設置するだけでもよい。
【0017】次に、本発明の第2の実施の形態を図1と
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
に同様に断面図で示す図2を参照すると、この図に示す
本実施の形態の前述の第1の実施の形態との相違点は、
窓材6,8と分離して配置した窓材10Aを備えること
である。
【0018】すなわち、励起光照射領域と検知対象領域
とが重なりを有する位置に窓材10の開口面11を配置
すれば、窓材10と窓材6,8とは必ずしも接している
必要はないので、このような配置が可能となる。
【0019】また、窓材10はレンズ(集光)の機能を
有していてもよい。
【0020】次に、本発明の第3の実施の形態を図1と
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
に同様に断面図で示す図3を参照すると、この図に示す
本実施の形態の前述の第1の実施の形態との相違点は、
励起光12及び蛍光2の伝送を光ファイバ15,16を
介して行なっていることである。
【0021】プローブ側先端は一本の励起光12の照射
用の光ファイバ15の周辺に複数の蛍光2の集光用のフ
ァイバ16を配置した構成を有している。さらにこのプ
ローブ側先端には単一基板で形成された窓材10Bを設
置している。
【0022】次に、図3を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、光ファイバ15から出射された励
起光12は、窓材10Bを経由して外部に照射され、外
部に蛍光物質が存在する場合にはその物質から発せられ
る蛍光2は窓材10Bを経由して光ファイバ16で集光
・検知される。窓材10Bの厚さは、励起光12の照射
領域及び蛍光2の集光領域(それぞれファイバ15,1
6の各々の開口角に相当)が窓材10Bの外側端面すな
わち開口面11において重なりを有する範囲内で設定す
る。上記重なりを有することによって、窓材から離れた
領域で生じる蛍光だけでなく窓材に直接付着した蛍光物
質からの蛍光も容易に検知することが可能になる。
【0023】次に、本発明の第4の実施の形態を図3と
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
に同様に断面図で示す図4を参照すると、この図に示す
本実施の形態の前述の第3の実施の形態との相違点は、
光ファイバ15,16と分離して配置した窓材10Cを
備えることである。
【0024】すなわち、上述の第1の実施の形態に対す
る第2の実施の形態と同様に、窓材10Cの開口面11
が励起光12の照射領域及び蛍光2の集光領域とが重な
りを有する位置に設置されていれば、窓材10Cは必ず
しもファイバ15,16に接している必要はなく、その
場合、窓材10Cの厚さは任意に設定することができ
る。また、窓材10Cはレンズ機能を有していてもよ
い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光検出
置は、一方の面側に第1,第2の窓材を配置し他方の
面を開口面として測定対象物に向け励起光の照射領域及
び光検知素子の検知対象領域が上記開口面において重な
りを有するよう配置した第3の窓材を備えることによ
り、上記窓材に直接付着した物質の蛍光も効率よく検知
できるという効果がある。
【0026】また、土壌中に浸漬しているような蛍光物
質の検知にもそのまま適用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光検出装置の第1の実施の形態を示
す断面図である。
【図2】本発明の蛍光検出装置の第2の実施の形態を示
す断面図である。
【図3】本発明の蛍光検出装置の第3の実施の形態を示
す断面図である。
【図4】本発明の蛍光検出装置の第4の実施の形態を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 油 2 蛍光 3 励起光源 4 光検出素子 5,7 バンドパスフィルタ 6,7,10,10A,10B,10C 窓材 11 開口面 12 励起光 15,16 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/62 - 21/74 JICSTファイル(JOIS)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光を放射する励起光源と、蛍光を検
    知する光検出素子と、前記励起光の出射用の第1の窓材
    と、前記蛍光の集光用の第2の窓材とを備え、前記励起
    光の入射に応答して発生する測定対象物からの蛍光を検
    知する蛍光検出装置において、 一方の面側に前記第1,第2の窓材を配置し他方の面を
    開口面として前記測定対象物に向け前記励起光の照射領
    域及び前記光検知素子の検知対象領域が前記開口面にお
    いて重なりを有するよう配置した第3の窓材を備え 前記第3の窓材が、前記一方の面側に前記第1,第2の
    窓材を接するように配置し前記励起光の照射領域及び前
    記光検知素子の検知対象領域が前記開口面において重な
    りを有するよう調整した光路厚さを有する光学材料の平
    面板を備え ることを特徴とする蛍光検出装置。
  2. 【請求項2】 前記第3の窓材が、前記一方の面側に前
    記第1,第2の窓材を配置し前記励起光の照射領域及び
    前記光検知素子の検知対象領域が前記開口面において重
    なりを有するよう前記第1,第2の窓材から一定距離で
    配置したレンズを備えることを特徴とする請求項1記載
    の蛍光検出装置。
  3. 【請求項3】 励起光を放射する励起光源と、蛍光を検
    知する光検出素子と、前記励起光の出射用の第1の光フ
    ァイバと、前記蛍光の集光用の第2の光ファイバとを備
    え、前記第1及び第2の光ファイバを同軸状に束ねかつ
    各々の端面が同一平面上に揃うように配列した先端部分
    をプローブとして前記励起光の入射に応答して発生する
    測定対象物からの蛍光を検知する蛍光検知を行なう蛍光
    検出装置において、 前記プローブが、前記第1,第2の光ファイバ先端部分
    に設置され一方の面側を前記第1,第2の光ファイバの
    先端部分に対向させ他方の面を開口面として前記測定対
    象物に向け前記励起光の照射領域及び前記光検知素子の
    検知対象領域が前記開口面において重なりを有するよう
    配置した窓材を備え 前記窓材が、前記一方の面側に前記第1,第2の光ファ
    イバの先端部分を配置し前記励起光の照射領域及び前記
    光検知素子の検知対象領域が前記開口面において重なり
    を有するよう前記第1,第2の光ファイバの先端部分か
    ら一定距離で配 置した光学材料の板状窓材を備え ること
    を特徴とする蛍光検出装置。
  4. 【請求項4】 前記板状窓材が、レンズであることを特
    徴とする請求項3記載の蛍光検出装置。
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JP5627644B2 (ja) * 2012-06-19 2014-11-19 Jfeアドバンテック株式会社 蛍光検出器

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