JPH0258587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はキユベツト内の情報を正しく直接測光
方式により測光する自動分析装置の光学系に関す
るものである。

［発明の技術的背景］ 自動分析装置は、近年反応液をフローセルに吸
引して測光する方式から、微量でクロスコンタミ
ネーシヨン（相互汚染）が小さいという利点があ
る直接測光方式（キユベツト内の反応液を直接測
光する方式）が多く採用されるようになつた。

この方式の光学系は、光源（一般的にはハロゲ
ンタングステンランプ）からの光をレンズ系で集
光し若しくは平行光とし、これをキユベツトに対
する入射光線とするとともにその透過光である出
射光線を再びレンズ系で集光して分光器に導くよ
うにしたものが主流である。この方式を「後分光
方式」と称する。

キユベツトの入射側は光源からの光を直接受け
る光学系として最近では光源に対する断熱、装置
のコンパクト化、サービス向上を考慮し、光フア
イバを用いた光ガイド方式の光学系が注目されて
いる。

上述した直接測光方式は、キユベツトを含む光
学ノイズに弱いという欠点がある。理想的にはレ
ーザ光線のようなビーム径の小さい光線をキユベ
ツトに入射させて測光する方式が望まれるが、光
源としては連続波長光（白色光）を有するものが
必要とされるため、光学ノイズに対する対策につ
いて技術的に苦慮しているのが現状である。

［背景技術の問題点］ 従来の直接測光方式の光学系を、第１図ａ，ｂ
に示す。

第１図ａに示す光学系においては、光源１から
の光線がレンズ２で集光されて光源側の光フアイ
バ３に入射し、この光フアイバ３によりガイドさ
れた後レンズ４ａにより集光され恒温水槽（図示
せず）の透光ウインド５ａを透過して反応液７を
収容したキユベツト６の中心部に結像する。

そして、この光線は透光ウインド５ｂを透過し
た後レンズ４ｂにより集光されて分光器（図示せ
ず）側の光フアイバ８の端面に結像し、キユベツ
ト６内の測光情報を分光器に伝送する。この光学
系を２枚レンズを用いた１対１の光学系と称す
る。尚、レンズ４ａ，４ｂの焦点距離をＬとす
る。

一方、第１図ｂに示す光学系は第１図ａに示す
ものと同一機能を有するものに同一符号を付して
示すものであり、この光学系においては、光フア
イバ３から放射した光線がレンズ９ａにより平行
光とされ、透光ウインド５ａ、キユベツト６及び
透光ウインド５ｂを平行光のままで透過した後レ
ンズ９ｂに入射し、このレンズ９ｂにより集光さ
れて光フアイバ８の端面に結像し、キユベツト６
内の測光情報を分光器に伝送する。この光学系を
２枚レンズを用いたコリメート系と称する。

尚、レンズ９ａ，９ｂの焦点距離をL′とする。

上述した１対１の光学系の特徴は、キユベツト
６の中心部に光線を集光できることである。

すなわち、第２図ａ，ｂにそれぞれ平面及び側
面を概略的に示すように角型状でかつ反応液７を
収容したキユベツト６を理想光線１０が透過した
場合、この理想光線１０はキユベツト６の曲率を
有するコーナー部分にかからないことと、反応液
７の気泡の影響を受けないことが要求されるが、
上記１：１の光学系はこのような条件を満足す
る。

しかしながら、この光学系はキユベツト入射面
が角度を有する場合にはフレネル反射を受け易
く、また、第３図ａに示すように光フアイバ３の
端面からこの光学系の光軸に対し平行に放射され
る光線（矢印を付して示す）は、等しい焦点距離
Ｌ（焦点をｆで示す）を有するレンズ４ａ、キユ
ベツト中心Ｃ、レンズ４ｂを透過し光フアイバ８
の端面に入射するが、この光線は同図から明らか
なように光軸に平行とならず光フアイバ８の開口
角の影響を受け易い。

さらに、このような光線のうちの一部はレンズ
４ｂを透過しない場合があり、キユベツト６内の
測光情報を正確に伝送することができない。

一方、コリメート系においては光線がキユベツ
ト６の入射面にほぼ直角に入射するため、フレネ
ル反射の影響は小さく、反応液やキユベツト６に
おける屈析率差に基づく光学ノイズを小さくする
ことができる。

しかしながら第１図ｂ及び第３図ｂに示すよう
にキユベツト６を透過する光束が大きくなること
から、前述した理想光線１０を得ることができな
い。仮に理想光線１０のような光線を得ようとす
ると、光路内にマスクを設けてビームを細くする
必要があるが、このことは光量低下を意味し最近
の紫外領域でのレイト（RATE）分析において
著しい測光精度の低下を来す。

また、このコリメート系においては第３図ｂに
示すように前述した１対１の光学系の場合と同様
光フアイバ３からの光線を光フアイバ８において
十分保持することが難しく、光フアイバ８にとつ
て開口角上鋭感（センシテイブ）なものとなり光
学ノイズの原因となる。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、光源からの光線を受光側で十分に保持するこ
とが可能で測光情報を漏らさず正確に伝送するこ
とがでる自動分析装置の光学系を提供することを
目的とするものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、反
応液を収容したキユベツトに光源からの光線をレ
ンズ系を介して入射し、その出射光線をレンズ系
を介して分光器に導くことにより前記反応液を直
接測光するようにした自動分析装置の光学系にお
いて、前記入射側及び出射側のレンズ系がキユベ
ツト中心に焦点を有し、かつキユベツト近くに対
称配置された各レンズの入射側及び出射側にはそ
れぞれ平行光が生ずるように複数のレンズを配置
したことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例を第５図を参照して説明
する。尚、同図に示す光学系において第１図ａに
示すものと同等の機能を有するものには同一の符
号を付し、その詳細な説明は省略する。

同図に示す光学系が第１図ａにに示すものと相
違する点は、光源側のレンズ４ａの代りに、光フ
アイバ３と透光ウインド５ａとの間に２枚の同一
焦点距離Ｌを有するレンズ１１ａ，１１ｂを配置
し、かつ、光フアイバ３の端面とレンズ１１ａ
間、レンズ１１ｂとキユベツト中心Ｃ間のそれぞ
れの距離を焦点距離Ｌとし、両レンズ１１ａ，１
１ｂ間の距離を2Lとしたこと、さらに分光器側
のレンズ４ｂの代りに、透光ウインド５ｂと光フ
アイバ８との間に２枚の同一の焦点距離Ｌを有す
るレンズ１１ｃ，１１ｄを配置し、光源側と同
様、キユベツト中心Ｃとレンズ１１ｃ間、レンズ
１１ｄと光フアイバ８間の距離をＬとし、両レン
ズ１１ｃ，１１ｄ間の距離を2Lとしたことであ
る。このようにして、キユベツト中心Ｃの光源側
及び分光器側に対称配置の光学系を形成する。

この配置方法を共焦点配置法と称する。

次に、上記構成の光学系の作用を説明する。

光フアイバ３から放射される光源１からの光線
はレンズ１１ａで平行光とされ、レンズ１１ｂを
介し、かつ透光ウインド５ａを透過してキユベツ
ト中心Ｃに結像する。

そして、さらに透光ウインド５ｂを透過後レン
ズ１１ｃで平行光とされた後レンズ１１ｄにより
光フアイバ８の端面に結像する。つまり、この光
学系はキユベツト中心Ｃに焦点を有し、かつキユ
ベツト近くに対称配置された各レンズ１１ｂ及び
１１ｃの入射側及び出射側の光がそれぞれ平行光
となるように各レンズが配置されている。

このように第４図に示す光学系は光源からの光
線をキユベツト中心Ｃに小さく集光させるため、
キユベツト形状に基づく光学ノイズを小さくする
ことができる。

また第５図に示すように、光フアイバ３から光
軸と平行に放射される光線（矢印を付して示す）
は、キユベツト中心Ｃを通過するときも、また、
光フアイバ８に入射するときもともに光軸に平行
となり、したがつて光フアイバ８における開口角
による入射角依存性が小さく、かつ、キユベツト
入射面でのフレネル反射による損失も一定とな
り、キユベツト６を通過した光線を漏らすことな
く正確に伝送することができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。

例えば、上述した実施例では同一の焦点距離を
有するレンズを用いたが、キユベツトの光源側、
分光器側にそれぞれ異なる焦点距離を有する２枚
ずつのレンズを配置してもキユベツト中心を含む
配置が共焦点であれば上述の実施例と同様に実施
できる。

また、光源側、分光器側に配置するレンズの個
数は２個ずつに限定されるものではなく、３個ず
つでもまたそれ以上であつてもよい。

さらに、光フアイバを用いず、光源から直接レ
ンズに光線を入射し、分光器側のレンズから直接
分光器の入射スリツトにキユベツト通過後の光線
を入射させる共焦点配置でもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、レンズ系をキユ
ベツト中心に対し共焦点配置としたことによつ
て、光学ノイズが小さく、測光情報を漏らさず正
確に伝送することができる自動分析装置の光学系
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはそれぞれ従来の自動分析装置の
光学系を示す説明図、第２図ａはキユベツトに対
する理想光線の透過状態を示す平面図、第２図ｂ
は同上の側面図、第３図ａは第１図ａに示す光学
系における光線の光路を示す拡大説明図、第３図
ｂは第１図ｂに示す光学系における光線の光路を
示す拡大説明図、第４図は本発明の実施例を示す
説明図、第５図は第４図に示す光学系における光
線の光路を示す拡大説明図である。 １……光源、６……キユベツト、７……反応
液、１１ａ，１１ｂ……レンズ、１１ｃ，１１ｄ
……レンズ、ｆ……焦点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応液を収容したキユベツトに光源からの光
   線をレンズ系を介して入射し、その出射光線をレ
   ンズ系を介して分光器に導くことにより前記反応
   液を直接測光するようにした自動分析装置の光学
   系において、前記入射側及び出射側のレンズ系が
   キユベツト中心に焦点を有し、かつキユベツト近
   くに対称配置された各レンズの入射側及び出射側
   にはそれぞれ平行光が生ずるように複数のレンズ
   を配置したことを特徴とする自動分析装置の光学
   系。 ２ 前記レンズ系は入射側、出射側ともそれぞれ
   ２〜３個のレンズで構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の自動分析装置の光学
   系。