JP4521241B2 - 濃度測定装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態に係る濃度測定装置を示す斜視図、図2は濃度測定装置の使用方法を示す分解斜視図、図3は図2のA−A断面図を示している。
図2および図3に示すように、装置ブロック2は略台状の構造を有する金属ブロックで形成されている。具体的には、装置ブロック2の外形は、長方形状の上面5と、この上面5に対して平行をなす長方形状の下面6と、図中に矢印yで示す方向の両側に位置する、台形状で互いに平行をなす一対の側面7と、図中に矢印xで示す方向の両側に位置する一対のテーパ面8、9と、を備えている。
図3に示すように、光源モジュール3は、半導体レーザ15、コリメートレンズ16、半導体レーザ15を固定するスリーブ17A、スリーブホルダ17B、レンズホルダ19などを備えている。
検出器4は、受光素子として、入射光に基づき光電変換を行うフォトダイオードが用いられている。この検出器4は、装置ブロック2における光入射通路13のテーパ面9における開口端13Aに、受光面が臨むように固定されている。
図2に示すように、光導波路基板としてのガラスチップ40は、長方形状のガラス基板であり、例えばホウケイ酸ガラスなどの光透過性のある材料からなる。そして、図4に示すように、ガラスチップ40の上面中央には、被測定物を収容するサンプル配置部41が形成されている。このサンプル配置部41は、例えばABS樹脂でなる突堤42で囲まれたものであり、内側の凹部に、被測定物としての例えばタンパク質などを含む液体を収容するようになっている。
図2に示すように、チップキャリア50は、複数の(本実施の形態では、8枚)のガラスチップ40を載置する矩形状のフレームである。このチップキャリア50は、互いに平行な一対の横フレーム51,51と、これら横フレーム51同士の端部同士を連結する互いに平行な一対の縦フレーム52,52と、からなる。横フレーム51同士の互いに対向する内側縁部には、間にガラスチップ40を配置して、ガラスチップ40の幅方向の位置決めを行う位置決めリブ53が等間隔に形成されている。互いに隣接する位置決めリブ53同士の間は、切り欠き54が形成され、この切り欠き54の両側縁54Aの上にガラスチップ40の端部が載るように形成されている。チップキャリア50の上に載置されたガラスチップ40は、位置決めリブ53にて幅方向の移動のみが規制されている。
図2および図3に示すように、チップホルダ30Aは、チップキャリア50の一方の側部を保持すると共に、ガラスチップ40を長手方向および表面に対して垂直方向に付勢する機能を有している。具体的には、チップホルダ30Aは、チップキャリア50の横フレーム51とほぼ同じ長さの細長いプレート状のホルダ本体32と、ホルダ本体32に組み込まれた付勢用ブロック33と、付勢用ブロック33に取り付けられた撓み反発性を有する押圧片34と、付勢用ブロック33を付勢するコイルバネ35と、を備えている。なお、押圧片34は、ガラスチップ40の上面に対して、100gf以下の加重で押圧されるように設定されている。
保持部材30Bは、装置ブロック2における突堤20から矢印x方向の光源モジュール3側に延在する台座部20A上を基板載置領域11の長手方向(矢印x方向)に沿ってスライド可能となるように長穴38Aが形成された位置決め片38と、この位置決め片38を装置ブロック2に固定する固定ボルト39と、から構成されている。このため、台座部20A上に載置された位置決め片38は、固定ボルト39を緩めることにより、基板載置領域11の長手方向に沿って進退移動が可能となる。
装置ケース60は、上面に矩形状の開口部61が形成されている。装置ケース60内には、上述の装置ブロック2が内蔵され、装置ブロック2の上面の複数の基板載置領域11が形成された領域を開口部61で露出させるようになっている。
まず、本実施の形態に係る濃度測定装置1を用いて被測定物の濃度を測定する手順を説明する。
本実施の形態に係る濃度測定装置1では、光源モジュール3および検出器4が、削り出しの金属ブロック単体からなる装置ブロック2の表面に、それぞれ固定された構造であるため、光源モジュール3から出射される光の光軸の設定精度を高めると共に、温度変動や衝撃、振動などの要因によって設定後に光軸がずれることを抑制できる。このため、本実施の形態では、光出射通路12内を出射する光がガラスチップ40の下面に入射させる所定の入射角度θに対して、±0.2度以内の精度で光をガラスチップ40に繰り返し当てることが可能となる。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る濃度測定装置について図5を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る濃度測定装置1Aは、上述の第1の実施の形態の濃度測定装置1とほぼ同様の構成を有するものである。本実施の形態の説明では、構成の異なる部分のみ説明し、構成の同様な部分には同様の符号を付して説明は省略する。
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
Claims (6)
- 光導波路基板上に配置された被測定物に、前記光導波路基板中を通る光を照射し、前記光導波路基板からの戻り光を受光することによって濃度測定を行う濃度測定装置であって、
前記光導波路基板を載置して前記光導波路基板と対向する基板載置面を有するブロックと、前記光を出射する光源を備える光源モジュールと、前記戻り光を受光する検出器と、
を備え、
前記光源モジュールと前記検出器とが前記ブロックに固定され、前記光源から出射される光が前記ブロックに載置された前記基板に規定の入射角度で入射するように設定され、前記光導波路基板から出射される光を受ける位置に前記検出器の受光面が配置され、
前記ブロックの内部には、前記光源から出射する光を通過させる光出射通路と、前記検出器に前記光導波路基板側から入射する光を通過させる光入射通路と、が形成され、
前記基板載置面には、前記光出射通路の一端である出射開口部と、前記光入射通路の一端である入射開口部とが形成され、前記光出射通路の他端周縁には前記光源モジュールが取り付けられる光源取付面が設けられ、前記光入射通路の他端周縁には前記検出器の光電変換面が対向して設けられる検出器取付面が設けられ、
前記基板載置面の前記出射開口部と前記入射開口部との間には、前記出射開口部から出射された光が前記光導波路基板に入射して反射された光のうち濃度測定に用いられない成分が入射する迷光除去通路の一端である迷光入射開口部が形成されていることを特徴とする濃度測定装置。 - 前記光源モジュールは、光源と集光レンズとを備えてなり、前記光源と前記集光レンズは、前記ブロックの前記光源取付面に取り付け可能な取付基準面を有するホルダにより保持され、このホルダによって前記光源と前記集光レンズは、光軸方向の距離と、光軸と垂直な面方向の相対位置との調整が可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の濃度測定装置。
- 前記ブロック内の前記光出射通路に、前記光源の光軸と前記基板載置面側に載置された光導波路基板とのなす角度が調整可能な光学部材が設けられたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の濃度測定装置。
- 前記光出射通路にアパーチャを配置し、前記アパーチャが、前記光源から出射される光のビーム径をより小さくすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
- 前記光導波路基板を載置する位置と検出器との間にレンズが配置され、前記光導波路基板上の被測定物を通過した光の全てもしくはその一部を検出器の受光面に入射されるように設定可能としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
- 前記基板載置面および前記光源から前記検出器までの光の経路に臨む前記ブロックの壁面が他の表面に比して光吸収性を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
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