JPH09264845A - Absorptiometer - Google Patents
AbsorptiometerInfo
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- JPH09264845A JPH09264845A JP7461496A JP7461496A JPH09264845A JP H09264845 A JPH09264845 A JP H09264845A JP 7461496 A JP7461496 A JP 7461496A JP 7461496 A JP7461496 A JP 7461496A JP H09264845 A JPH09264845 A JP H09264845A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、吸光光度計に関
し、詳しくは、呈色,退色,比色,沈降,懸濁,比濁な
どの分析を明るい所でも手軽に行える吸光光度計に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an absorptiometer, and more particularly to an absorptiometer capable of easily analyzing coloration, fading, colorimetry, sedimentation, suspension and turbidity even in a bright place.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、吸光光度計は、図5の基本ブロッ
ク図に示した如く、ハロゲンランプ等の光源と、この光
源からの光のうち特定波長域の光だけを選択して透過さ
せる光学フィルタと、この透過光を測定部位に在る試料
にだけ照射させる絞りと、シャッタを介して到達した照
射光を受け光電変換してその強度を検出する受光器と、
検出信号を増幅する増幅器と、検出・測定した光度・吸
光度を表示する表示器とを備えている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in the basic block diagram of FIG. 5, an absorptiometer is an optical device that selects a light source such as a halogen lamp and a light of a specific wavelength range from the light from the light source and transmits it. A filter, a diaphragm that irradiates the transmitted light only on the sample at the measurement site, and a photodetector that photoelectrically converts the irradiation light that has arrived through the shutter to detect its intensity,
An amplifier for amplifying the detection signal and a display for displaying the detected / measured light intensity / absorbance are provided.
【0003】また、これらの光学系等を収納して遮光す
るために暗箱となる筺体2を備えている。そして、連続
測定を行う吸光光度計では、図6の断面模式図に示した
如く、筺体2内を貫通する透明なチューブ1が光軸を通
過するように配設されており、このチューブ1に外から
試料液を流し込むことで、試料の吸光度検出を暗空間内
で行う。Further, there is provided a housing 2 which is a dark box for accommodating these optical systems and the like and shielding them from light. In the absorptiometer for continuous measurement, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, a transparent tube 1 penetrating the inside of the housing 2 is arranged so as to pass through the optical axis. The absorbance of the sample is detected in a dark space by pouring the sample solution from the outside.
【0004】さらに、多波長測定をサポートする吸光光
度計にあっては、光学系および測定系総てを複数組設け
て、各組並列に測光を行う。あるいは、少なくとも複数
の干渉フィルタを搭載した円形ターレットを回したりス
ライド形ターレットを滑動させたりするターレット切換
機構を設けて、時分割で測光を行う。Further, in an absorptiometer that supports multi-wavelength measurement, a plurality of optical systems and measurement systems are provided, and photometry is performed in parallel with each set. Alternatively, a turret switching mechanism that rotates a circular turret equipped with at least a plurality of interference filters or slides a sliding turret is provided, and photometry is performed in a time division manner.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の吸光光度計では、光源としてタングスタンハ
ロゲンランプや放電管が用いられることから、ランプ等
の寿命が短いことや、大出力の安定化電源が要ること等
の欠点がある。また、光学フィルタとしては干渉フィル
タ等が用いられるが、これは高価である。しかも、ラン
プと干渉フィルタとの組み合せは、光源が広がりを持つ
ため絞り・スリットやシャッタさらにはこれらと組み合
わせるレンズ系などが複雑で不安定なものとなりがちで
高剛性ボディを必要とする。特にセルが曲面を持ってい
てレンズ的にも作用する場合は設計上の制約・困難が増
える。さらに、ランプ発熱が大きいため、放熱設計が厳
しく、使用に際しては熱分布状態が安定するまで待たな
ければならないなどの種々の不都合がある。However, in such a conventional absorptiometer, since the Tungstan halogen lamp or the discharge tube is used as the light source, the life of the lamp or the like is short and the high output is stabilized. There are drawbacks such as the need for a power supply. An interference filter or the like is used as the optical filter, but this is expensive. Moreover, the combination of the lamp and the interference filter requires a high-rigidity body because the aperture / slit, the shutter, and the lens system combined with them tend to be complicated and unstable due to the widening of the light source. In particular, when the cell has a curved surface and acts like a lens, design restrictions and difficulties increase. Further, since the heat generated by the lamp is large, there are various inconveniences such as that the heat radiation design is strict and the heat distribution must be stabilized before use.
【0006】また、太陽や蛍光灯などからの外乱光の影
響を回避するために暗箱内で測光を行うが、試料導入出
口(2a,2b)や光源空冷用通気口(2c,2d)な
どを完全に遮光するのは困難である。さらに、光源や光
学フィルタ等からの迷光を無くするのも困難である。必
然的に、筺体は高剛性で、これに設けられた遮光機構は
複雑なものとなる。さらには、チューブやセルあるいは
プレート等の試料導入具についても、セッティングや交
換などの作業が厄介であり、チューブの径や形状等が制
約されるといった不都合がある。Further, in order to avoid the influence of ambient light from the sun or fluorescent lamps, photometry is carried out in a dark box, but the sample introduction outlets (2a, 2b), the light source air cooling vents (2c, 2d), etc. It is difficult to completely block light. Further, it is difficult to eliminate stray light from the light source, the optical filter and the like. Inevitably, the housing has high rigidity, and the light shielding mechanism provided therein is complicated. Further, with respect to sample introduction tools such as tubes, cells, plates, etc., it is troublesome to perform operations such as setting and replacement, and there is an inconvenience that the diameter and shape of the tube are restricted.
【0007】なお、ランプ及びフィルタに代えて半導体
レーザを用いることも考えられるが、これには、駆動電
流に対して波長が不規則に変化するいわゆるモード跳び
の現象や、発熱での共振器の膨張による周波数変動、さ
らには発振閾値のばらつき及び変動などの特有の現象が
あって、温度補償回路や電源安定化回路さらには制御回
路などが複雑となり、安定に動作させるのは厄介であ
る。しかも、利用可能な波長域が限られている上に、例
え利用可能であっても光ピックアップ用等の特定のもの
を除けばコスト面からの難がある。It is possible to use a semiconductor laser instead of the lamp and the filter, but this involves a so-called mode jump phenomenon in which the wavelength changes irregularly with respect to the driving current, and a resonator for heat generation. There are peculiar phenomena such as frequency fluctuations due to expansion, and fluctuations and fluctuations of oscillation thresholds, which complicates the temperature compensation circuit, the power supply stabilization circuit, and the control circuit, making it difficult to operate stably. Moreover, the usable wavelength range is limited, and even if it can be used, there is a cost difficulty except for a specific one for an optical pickup.
【0008】これに対し、元素分析を行うための分光光
度計とは異なって、呈色や懸濁などの分析を行う吸光光
度計の場合には、吸光試料種が予め判明していてその吸
収スペクトル幅が干渉フィルタや半導体レーザによる発
光スペクトル幅よりも幾分緩いことが多い。例えば過マ
ンガン酸カリウムの呈色溶液ではその吸収スペクトルに
おいて525nm及び545nmの吸収極大を含んだ6
0nm以上の幅に亘って十分な吸収を示す帯域が存在し
ている。On the other hand, unlike a spectrophotometer for elemental analysis, in the case of an absorptiometer for analyzing coloration, suspension, etc., the absorption sample type is known in advance and its absorption The spectrum width is often somewhat looser than the emission spectrum width of an interference filter or a semiconductor laser. For example, a coloring solution of potassium permanganate contained absorption maximums at 525 nm and 545 nm in its absorption spectrum.
There is a band showing sufficient absorption over a width of 0 nm or more.
【0009】このような場合は、測定波長のスペクトル
幅が狭いことよりも、光源等の光学系や駆動系などが安
定して高速に動作することの方が重要である。さらには
操作性やコストも重要視される。このため、この種の光
源等に代えて、長寿命であって安定性が高く且つ安価な
光源を採用するとともに、遮光に伴う困難等の無い又は
少ない測定技法をも駆使して、機構・回路が簡素であ
り、しかも周囲の明るさを気にすることなく手軽に使用
できる装置を開発することが課題となる。In such a case, it is more important that the optical system such as the light source, the driving system and the like operate stably and at high speed than the narrow spectral width of the measurement wavelength. Furthermore, operability and cost are also important. Therefore, instead of this type of light source, etc., a light source with long life, high stability and low cost is adopted, and by making full use of the measurement technique with no or little difficulty due to light shielding, the mechanism / circuit is The challenge is to develop a device that is simple and easy to use without worrying about the surrounding brightness.
【0010】また、多波長測定のためのターレット切換
機構を備えたりすることも、余分な駆動機構や制御回路
等を必要とするので、装置の複雑化の要因となり、さら
にはコストアップ要因ともなる。このため、簡素な構成
であっても多波長測定が安定して且つ手軽に行えるよう
な装置を案出することも、さらなる課題となる。Further, provision of a turret switching mechanism for multi-wavelength measurement also requires an extra drive mechanism, control circuit, etc., which becomes a factor of complicating the apparatus and further a factor of cost increase. . Therefore, it is a further problem to devise a device that can stably and easily perform multi-wavelength measurement even with a simple configuration.
【0011】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、明るくても手軽に安定して吸
光度測定を行える吸光光度計を簡素な構成で実現するこ
とを目的とする。また、本発明は、明るくても手軽に安
定して多波長測定を行える吸光光度計を簡素な構成で実
現することをも目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object thereof is to realize an absorptiometer capable of easily and stably measuring absorbance even if it is bright with a simple structure. Another object of the present invention is to realize an absorptiometer having a simple structure, which can easily and stably perform multi-wavelength measurement even if it is bright.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第1乃至第3の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。Means for Solving the Problems First to third solving means invented to solve such problems are as follows.
The configuration and operation and effect will be described below.
【0013】[第1の解決手段]第1の解決手段の吸光
光度計は(、出願当初の請求項1に記載の如く)、光源
からの光を試料に照射して透過光の光度を検出しこの検
出光度に基づいて前記試料の吸光度を求める吸光光度計
において、前記光源として設けられ発光波長が前記試料
の吸収波長域に対応した発光ダイオードと、測光に際し
て前記発光ダイオードからの光を光学的には直接に前記
試料へ照射させる照射機構と、所定周波数の交流成分を
含んだ駆動電流を前記発光ダイオードに供給する駆動回
路と、前記検出光度から前記所定周波数の該当成分を抽
出して出力するフィルタ回路とを備え、このフィルタ回
路の出力に基づいて前記試料の吸光度を求めることを特
徴とするものである。[First Solving Means] The absorptiometer of the first solving means (as described in claim 1 at the time of application) detects the luminous intensity of transmitted light by irradiating the sample with light from a light source. In an absorptiometer for determining the absorbance of the sample based on the detected light intensity, a light emitting diode provided as the light source and having an emission wavelength corresponding to the absorption wavelength range of the sample, and the light from the light emitting diode is optically measured at the time of photometry. An irradiation mechanism for directly irradiating the sample, a drive circuit for supplying a drive current containing an AC component of a predetermined frequency to the light emitting diode, and an extraction and output of the corresponding component of the predetermined frequency from the detected luminous intensity. A filter circuit is provided, and the absorbance of the sample is obtained based on the output of the filter circuit.
【0014】ここで、上記の「発光波長が試料の吸収波
長域に対応」としては、発光ダイオード(LED)の発
光スペクトルにおけるピーク波長が試料の吸収スペクト
ルにおける吸収極大に一致していることや、複数吸収極
大に囲まれていること、これらの近傍にあることなどが
挙げられる。また、「光学的には直接に」とは、検出波
長域において意識的にスペクトル分布を変化させる物す
なわち光学フィルタの如きを介することなくという意味
であり、単に汚れや破損から装置を守るための透明保護
膜等の介在までも除外する訳ではない。さらに、「所定
周波数」は、太陽光の変化する周波数や蛍光灯の明滅の
周波数よりも弁別可能な程度に高い周波数であればよい
が、高速処理等の観点からは数KHz以上で、回路簡素
化等の観点からは数MHz以下が望ましい。「その該当
成分」は、バンドパスフィルタ等で分離抽出される狭い
帯域の成分の他に、外光や別途検出の周波数成分と混同
しなければハイパスフィルタ等で分離抽出され高調波を
含んでいるようなものであってもよい。Here, "the emission wavelength corresponds to the absorption wavelength region of the sample" means that the peak wavelength in the emission spectrum of the light emitting diode (LED) coincides with the absorption maximum in the absorption spectrum of the sample. It may be surrounded by a plurality of absorption maxima or in the vicinity of these maxima. In addition, "optically directly" means not through an object such as an optical filter that intentionally changes the spectral distribution in the detection wavelength range, and simply protects the device from dirt and damage. The inclusion of a transparent protective film or the like is not excluded. Further, the “predetermined frequency” may be a frequency that is high enough to be discriminated from the frequency of changing sunlight and the frequency of blinking of a fluorescent lamp, but from the viewpoint of high-speed processing, it is several KHz or more, and the circuit is simple. From the standpoint of compatibility, several MHz or less is desirable. The "corresponding component" includes not only narrow band components that are separated and extracted by a bandpass filter, etc., but also harmonics that are separated and extracted by a highpass filter, etc. unless they are confused with the frequency components of external light or separately detected. It may be something like this.
【0015】このような第1の解決手段の吸光光度計に
あっては、試料測定時に、照射機構によって発光ダイオ
ードからの光が直接的に照射される位置に試料が置か
れ、LEDからこの試料に対して、その吸収波長域に対
応した光が照射される。このとき、発光ダイオードには
所定周波数の交流成分を含んだ駆動電流が駆動回路によ
って供給される。そこで、試料への照射光は強度が所定
周波数で変化する。そして、LEDからの透過光の強度
が検出されるが、これも同じ周波数で変化する。一方、
太陽光や蛍光灯からの外乱光はそれより低い周波数で緩
やかに変化するが、検出光度としては、これら総ての光
が纏めて検出される。In the absorptiometer of the first means as described above, the sample is placed at a position where the light from the light emitting diode is directly irradiated by the irradiation mechanism at the time of measuring the sample, and the sample is emitted from the LED. Is irradiated with light corresponding to the absorption wavelength range. At this time, the drive circuit supplies a drive current including an AC component of a predetermined frequency to the light emitting diode. Therefore, the intensity of the irradiation light on the sample changes at a predetermined frequency. Then, the intensity of the transmitted light from the LED is detected, which also changes at the same frequency. on the other hand,
The ambient light from the sunlight and the fluorescent lamp changes gently at a frequency lower than that, but as the detected luminosity, all of these lights are collectively detected.
【0016】そして、この検出光度からフィルタ回路に
よって所定周波数の該当成分が抽出され、この該当成分
に基づいて試料の吸光度が求められる。このとき、外乱
光は周波数が異なることから、フィルタ回路で取り除か
れる。これにより、太陽光や蛍光灯からの外乱光がLE
Dからの光と共に検出されても、LEDの光だけに基づ
いて、試料の吸光度が求まる。そこで、暗箱や遮光機構
等を省いたり極簡略化した場合でも、白日の下であって
も、手軽に、しかも正確に吸光度測定を行うことができ
る。Then, a filter circuit extracts a corresponding component of a predetermined frequency from the detected light intensity, and the absorbance of the sample is obtained based on the corresponding component. At this time, the ambient light has a different frequency and is removed by the filter circuit. As a result, the ambient light from sunlight and fluorescent lamps is LE
Even if it is detected together with the light from D, the absorbance of the sample can be obtained based on only the light of the LED. Therefore, the absorbance can be measured easily and accurately even when the dark box, the light-shielding mechanism, or the like is omitted or extremely simplified, or even under a bright day.
【0017】また、LEDは、一般にピーク波長を中心
にして±20〜30nmの広がりを持った略単一波長の
発光源であり、紫外線から可視領域を超えて赤外線まで
の広い波長範囲に亘って安価な市販品が供給されてい
る。そこで、干渉フィルタ等を用いなくても所望の波長
の測定光を得ることが可能である。しかも、発生した光
のエネルギーが総て測定に有効利用されるので、無駄な
発熱がない。The LED is a light source of a substantially single wavelength having a spread of ± 20 to 30 nm with a peak wavelength as a center, and extends over a wide wavelength range from ultraviolet rays to visible rays to infrared rays. Inexpensive commercial products are supplied. Therefore, it is possible to obtain the measurement light of a desired wavelength without using an interference filter or the like. Moreover, since all the energy of the generated light is effectively used for measurement, there is no wasteful heat generation.
【0018】これにより、ハロゲンランプ等に起因する
熱の問題や干渉フィルタ等に起因する不安定性等の問題
は皆無となり又は大幅に抑制されて、吸光度測定を安定
して行うことができる。しかも、レンズ系や放熱機構が
簡素なものとなり、ひいては剛性も小さくて済む。さら
に、LED自体が小さな点光源であることから、試料セ
ルが曲面を持っていても、これらを近づけるだけで容易
に、十分な集光等を行うことができる。As a result, the problem of heat caused by the halogen lamp or the like and the problem of instability caused by the interference filter or the like are eliminated or greatly suppressed, and the absorbance measurement can be stably performed. Moreover, the lens system and the heat dissipation mechanism are simple, and the rigidity is low. Further, since the LED itself is a small point light source, even if the sample cell has a curved surface, sufficient focusing can be easily performed simply by bringing them close to each other.
【0019】さらに、LEDは、発光波長が比較的安定
していて、寿命も長い。さらには、駆動電流に対する出
力の大きさや発光範囲が安定している。そこで、正弦波
を重畳させただけのシンプルな波形の駆動電流を与える
でけで容易に、安定した発光を行わせることができる。
高調波等の歪成分も少ない。これにより、駆動回路や受
光・検出回路を簡易なもので済ませることができる。し
かも、温度補償回路や電源安定化回路さらには制御回路
なども簡易なもので済む。Further, the LED has a relatively stable emission wavelength and a long life. Furthermore, the magnitude of the output with respect to the drive current and the light emission range are stable. Therefore, stable light emission can be easily performed by providing a drive current having a simple waveform in which only a sine wave is superimposed.
There are few distortion components such as harmonics. As a result, the drive circuit and the light receiving / detecting circuit can be simple. Moreover, the temperature compensating circuit, the power source stabilizing circuit, and the control circuit can be simple.
【0020】したがって、この発明によれば、明るくて
も手軽に安定して吸光度測定を行える吸光光度計を簡素
な構成で実現することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an absorptiometer having a simple structure, which can easily and stably measure the absorbance even if it is bright.
【0021】[第2の解決手段]第2の解決手段の吸光
光度計は(、出願当初の請求項2に記載の如く)、上記
の第1の解決手段の吸光光度計であって、前記駆動回路
を収納した本体部と、この本体と別に設けられ少なくと
も前記照射機構を含む探体部と、前記本体部と前記探体
部との間に介在し少なくとも前記駆動回路から前記発光
ダイオードへの駆動電流の伝達を行う可撓性コードとを
備えたことを特徴とするものである。[Second Solving Means] The absorptiometer of the second solving means (as described in claim 2 at the beginning of the application) is the absorptiometer of the first solving means described above. A main body portion housing a drive circuit, a probe portion provided separately from the main body and including at least the irradiation mechanism, and interposed between the main body portion and the probe portion and at least from the drive circuit to the light emitting diode. And a flexible cord for transmitting a drive current.
【0022】このような第2の解決手段の吸光光度計に
あっては、探体部が可撓性コードを介在させて本体とは
別に設けられているので、吸光度測定に当たって、探体
部を自由に動かすことが可能である。また、駆動回路等
は本体部に収納され、発光ダイオードはコードを介して
駆動電流の供給を受けるので、探体部は小型になる。そ
こで、このような探体部には、試料チューブ等にセット
するに際しての場所や,向き,広さ等の制約がほとんど
ない。そして、チューブ等を本体にセットする代わり
に、探体部を試料チューブ等にセットすることで、吸光
度測定が行われる。In the absorptiometer of the second means as described above, the probe section is provided separately from the main body with the flexible cord interposed, and therefore the probe section is used for measuring the absorbance. It can be moved freely. Further, since the drive circuit and the like are housed in the main body and the light emitting diode is supplied with the drive current through the cord, the probe unit is downsized. Therefore, such a probe has almost no restrictions on the place, direction, width, etc. when it is set on a sample tube or the like. Then, instead of setting the tube or the like on the main body, the probe unit is set on the sample tube or the like, whereby the absorbance measurement is performed.
【0023】これにより、チューブ等を本体にセットす
る面倒や制約から解放される。また、硬いチューブや太
いチューブに対しても容易に適合させることができる。
そこで、手軽に吸光度測定を行うことができる。なお、
探体部が外光に曝されても上述したようなLED光の所
定周波数での電気的・電子的変調に基づく吸光度測定に
より吸光度測定は正確になされる。As a result, the trouble of setting a tube or the like on the main body and restrictions are released. Also, it can be easily adapted to a hard tube or a thick tube.
Therefore, the absorbance can be easily measured. In addition,
Even if the probe unit is exposed to external light, the absorbance measurement can be accurately performed by the absorbance measurement based on the electric / electronic modulation of the LED light at the predetermined frequency as described above.
【0024】したがって、この発明によれば、明るくて
も一層手軽に安定して吸光度測定を行える吸光光度計を
簡素な構成で実現することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an absorptiometer having a simple structure, which is capable of stably measuring the absorbance even if it is bright.
【0025】[第3の解決手段]第3の解決手段の吸光
光度計は(、出願当初の請求項3に記載の如く)、上記
の第1又は第2の解決手段の吸光光度計であって、前記
発光ダイオードは、前記試料についての異なる吸収波長
域に対応したそれぞれの発光波長で発光する複数のLE
Dチップが、一体的に組み込まれたものであり、前記駆
動回路は、前記発光ダイオードの駆動に際し、それぞれ
他の駆動電流に含ませられた交流成分の周波数とは異な
る周波数の交流成分を含んだ複数の駆動電流を生成し、
それぞれの駆動電流を前記複数のLEDチップのそれぞ
れに供給するものであり、前記フィルタ回路は、前記検
出光度から前記複数の周波数の該当成分を弁別して抽出
するものであることを特徴とするものである。[Third Solving Means] The absorptiometer of the third solving means (as described in claim 3 at the beginning of the application) is the absorptiometer of the above first or second solving means. The light emitting diode includes a plurality of LEs that emit light at respective emission wavelengths corresponding to different absorption wavelength ranges of the sample.
The D chip is integrally incorporated, and the driving circuit includes an AC component having a frequency different from the frequency of the AC components included in the other driving currents when driving the light emitting diode. Generate multiple drive currents,
Each driving current is supplied to each of the plurality of LED chips, and the filter circuit discriminates and extracts corresponding components of the plurality of frequencies from the detected luminous intensity. is there.
【0026】このような第3の解決手段の吸光光度計に
あっては、異なる発光波長で発光する複数のLEDチッ
プが一体的に組み込まれているので、吸光度測定に当た
っては、複数の発光波長の光が同時に同一測定部位の試
料に照射される。しかも、駆動回路によって、それぞれ
の発光波長の光はそれぞれ異なる周波数で変調される。
そして、単一の受光器によって透過光の強度が検出さ
れ、フィルタ回路によってそれぞれの変調周波数ごとに
弁別して該当成分の光度が抽出される。In the absorptiometer of the third means as described above, a plurality of LED chips which emit light with different emission wavelengths are integrally incorporated, and therefore, in measuring the absorbance, there are a plurality of emission wavelengths. Light is simultaneously applied to the sample at the same measurement site. Moreover, the drive circuit modulates the light of each emission wavelength at a different frequency.
Then, the intensity of the transmitted light is detected by a single light receiver, and the filter circuit discriminates each modulation frequency to extract the luminous intensity of the corresponding component.
【0027】このように電気的・電子的処理に基づいて
周波数変調・多重化を行うことにより、分光等の光学的
処理によらずに、それぞれの発光波長ごとに区別して光
度を検出することができる。しかも、外光すなわち外乱
光に影響されることなく、他の発光波長の影響を受ける
こともなく、並列に、異なる吸収波長域における試料の
吸光度を測定することができる。さらに、それぞれの吸
収波長域ごとに受光器等を設ける必要がないので、回路
規模が小さくて済む。By performing frequency modulation / multiplexing based on electrical / electronic processing in this manner, it is possible to detect the luminous intensity separately for each emission wavelength without depending on optical processing such as spectroscopy. it can. Moreover, the absorbance of the sample in different absorption wavelength ranges can be measured in parallel without being affected by external light, that is, ambient light, or being affected by other emission wavelengths. Furthermore, since it is not necessary to provide a light receiver or the like for each absorption wavelength region, the circuit scale can be small.
【0028】これにより、機械的動作を伴うターレット
切換機構等が無くても、簡易な構成で済む駆動回路およ
びフィルタ回路に基づき、並行して、被検体の複数の吸
収波長域における吸光度を測定することができる。Thus, even if there is no turret switching mechanism or the like that involves mechanical operation, the absorbance in a plurality of absorption wavelength regions of the subject is measured in parallel based on the drive circuit and the filter circuit that can be simply constructed. be able to.
【0029】したがって、この発明によれば、明るくて
も手軽に安定して多波長測定を行える吸光光度計を簡素
な構成で実現することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an absorptiometer having a simple structure which can easily and stably perform multi-wavelength measurement even if it is bright.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】このような第1乃至第3の解決手
段で達成された本発明の吸光光度計について、これを実
施するための形態を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A mode for carrying out the absorptiometer of the present invention achieved by the first to third means for solving the problems will be described.
【0031】[第1の実施の形態]本発明の第1の実施
形態にあっては、上述した第1の解決手段を実施するた
めに、第1の解決手段の吸光光度計であって、複数の測
定部位を持った試料や、複数の測定部位に分けられた試
料について吸光度を測るために、前記発光ダイオード
は、それぞれの発光波長が前記複数の測定部位における
各試料の吸収波長域に対応した複数個が設けられ、測光
状態に置かれた前記複数の測定部位のそれぞれに対して
前記複数の発光ダイオードそれぞれの発光面が対向する
ような位置に前記複数の発光ダイオードを保持する発光
素子保持機構と、前記複数の発光ダイオードのうちから
前記駆動回路による駆動電流供給対象の発光ダイオード
を順次に選択して切り換える発光素子切換回路とを備え
たことを特徴とするものである。[First Embodiment] In the first embodiment of the present invention, an absorptiometer of the first solving means for carrying out the above-mentioned first solving means, In order to measure the absorbance of a sample having a plurality of measurement sites or a sample divided into a plurality of measurement sites, each of the light emitting diodes has an emission wavelength corresponding to the absorption wavelength range of each sample at the plurality of measurement sites. A plurality of light emitting elements are provided, and the light emitting element holding device holds the plurality of light emitting diodes at positions such that the light emitting surfaces of the plurality of light emitting diodes face the plurality of measurement sites placed in the photometric state. A mechanism and a light emitting element switching circuit for sequentially selecting and switching a light emitting diode to which a drive current is to be supplied by the drive circuit from among the plurality of light emitting diodes. Than it is.
【0032】このような第1の実施形態の吸光光度計に
あっては、複数の発光ダイオードが発光素子保持機構に
保持されていて、測光時には、各発光ダイオードの発光
面が被検体の複数の測定部位のそれぞれに対向する。そ
こで、発光ダイオードからの光は対向位置の試料へ直接
的に照射される。また、発光素子切換回路によって、複
数の発光ダイオードのうちから駆動電流供給対象の発光
ダイオードが順次に選択して切り換えられる。そして、
駆動回路によって駆動電流の供給された発光ダイオード
からそれぞれの測定部位における試料の吸収波長域に対
応した波長の光であって電気的・電子的に周波数変調さ
れた光が出される。そこで、発光素子が複数の場合も互
いに影響することなく外光等に曝されていてもそれぞれ
の測定部位の試料についての測定を行うことができる。In the absorptiometer of the first embodiment as described above, a plurality of light emitting diodes are held by the light emitting element holding mechanism, and at the time of photometry, the light emitting surfaces of the respective light emitting diodes are a plurality of objects of the subject. Oppose each of the measurement sites. Therefore, the light from the light emitting diode is directly applied to the sample at the facing position. In addition, the light emitting element switching circuit sequentially selects and switches the light emitting diode to which the drive current is to be supplied from the plurality of light emitting diodes. And
Light having a wavelength corresponding to the absorption wavelength range of the sample at each measurement site, which is electrically and electronically frequency-modulated, is emitted from the light emitting diode to which the drive current is supplied by the drive circuit. Therefore, even when there are a plurality of light emitting elements, it is possible to perform measurement on the sample at each measurement site without being affected by each other even when exposed to external light or the like.
【0033】これにより、上述したようなLED光の電
気的・電子的な周波数変調に基づく明るくても手軽に安
定した吸光度測定が可能なことに加えて、光路に対して
試料等を移動させるXY移動機構や光路をガルバノメー
タ等で振るXY走査機構が共に無くても、電子的な発光
素子切換に基づいて被検体の複数の測定部位を測定する
ことができる。電子的な切換回路は、機械的動作を伴う
移動・走査機構よりも、高速で信頼性も高く、さらに構
成も簡易である。As a result, it is possible to easily and stably measure the absorbance even when it is bright based on the electrical / electronic frequency modulation of the LED light as described above, and in addition, to move the sample or the like with respect to the optical path. Even if neither the moving mechanism nor the XY scanning mechanism for swinging the optical path with a galvanometer is used, it is possible to measure a plurality of measurement sites of the subject based on electronic light emitting element switching. The electronic switching circuit is faster and more reliable than the moving / scanning mechanism involving mechanical operation, and has a simple structure.
【0034】したがって、この発明によれば、明るくて
も手軽に安定して多点測定を行える吸光光度計を簡素な
構成で実現することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an absorptiometer having a simple structure which can easily and stably perform multipoint measurement even if it is bright.
【0035】[第2の実施の形態]本発明の第2の実施
形態にあっては、上述した第1の実施形態の吸光光度計
であって、前記被検体の前記複数の測定部位がマトリク
ス状に(又はライン状に)配設されていることに対応し
て、前記複数の発光ダイオード(又は前記複数の発光ダ
イオード及びこれらとそれぞれ対の複数の(フォトダイ
オードやフォトトランジスタ等の)受光素子)が、前記
発光素子保持機構(又は前記発光素子保持機構及びこれ
と対の受光素子保持機構)においてマトリクス状に(又
はライン状に)配設されていることを特徴とする。[Second Embodiment] In a second embodiment of the present invention, the absorptiometer of the first embodiment described above is used, in which the plurality of measurement sites of the subject are matrix-shaped. The plurality of light-emitting diodes (or the plurality of light-emitting diodes and a plurality of light-receiving elements (such as photodiodes and phototransistors) paired with the light-emitting diodes corresponding to the light-emitting elements arranged in a line (or in a line) ) Are arranged in a matrix (or in a line) in the light emitting element holding mechanism (or the light emitting element holding mechanism and the light receiving element holding mechanism paired therewith).
【0036】[0036]
[第1実施例]本発明の吸光光度計の第1実施例につい
て、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図
1は、その要部のブロック図であり、図2は、その探体
部としての挟持体の外形図である。[First Embodiment] A specific configuration of the first embodiment of the absorptiometer of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part thereof, and FIG. 2 is an outline view of a sandwiching body as a probe section thereof.
【0037】この吸光光度計は、光源としてのLED3
2からの光を透明なチューブ1の試料に照射しフォトダ
イオード34で透過光量を検出してこの試料の吸光度を
連続的に測るものであるが、被検体としてのチューブ1
を装置外に置いたままで手軽に測光を行えるようにする
ために、本体20と、一対のLED32及びフォトダイ
オード34が装着された探体部としての挟持体30と、
これらの間に介在するフレキシブルなコード31,33
とから構成されている。This absorptiometer has an LED 3 as a light source.
The light from the transparent tube 1 is radiated to the sample of the transparent tube 1, the amount of transmitted light is detected by the photodiode 34, and the absorbance of the sample is continuously measured.
In order to easily perform photometry with the device placed outside the device, the main body 20, the sandwiching body 30 as a probe unit to which the pair of LEDs 32 and the photodiode 34 are mounted,
Flexible cords 31, 33 interposed between these
It is composed of
【0038】LED32は、例えば試料が過マンガン酸
カリウムの呈色溶液の場合であれば発光波長のピークが
535nmに近いAlP製のものが用いられ、発光波長
がチューブ1内の試料の吸収波長域に対応したものとな
っている。なお、チューブ1はこの発光波長を含む波長
域で透明であり、フォトダイオード34はこの発光波長
を含む波長域の光を検出可能なものである。For example, when the sample is a colored solution of potassium permanganate, the LED 32 is made of AlP whose emission wavelength peak is close to 535 nm, and the emission wavelength is in the absorption wavelength range of the sample in the tube 1. It corresponds to. The tube 1 is transparent in the wavelength range including this emission wavelength, and the photodiode 34 can detect light in the wavelength range including this emission wavelength.
【0039】本体20には、LED32の駆動用の発振
回路21と、フォトダイオード34を用いた光度検出用
のアンプ22とバンドパスフィルタ23と検波回路24
とアンプ25とが収納されており、さらに、表示器26
も付設されている。In the main body 20, an oscillation circuit 21 for driving the LED 32, an amplifier 22 for detecting light intensity using a photodiode 34, a bandpass filter 23, and a detection circuit 24.
And an amplifier 25 are stored, and a display 26
Is also attached.
【0040】発振回路21は、発振波形が正弦波であっ
て発振周波数が20KHzでありピーク電圧が0.7V
〜5Vである発振回路であり、その電圧発振信号は、図
示しないバッファアンプで電流信号に変換され、電流制
限抵抗を経た後、コード31を介してLED32に送出
される。これにより、この吸光光度計は、所定周波数の
交流成分を含んだ駆動電流を発光ダイオードに供給する
駆動回路と、この駆動回路から発光ダイオードへの駆動
電流の伝達を行う可撓性コードとを備えたものとなって
いる。The oscillation circuit 21 has an sine wave as an oscillating waveform, an oscillating frequency of 20 KHz, and a peak voltage of 0.7 V.
It is an oscillating circuit of ˜5 V, and its voltage oscillation signal is converted into a current signal by a buffer amplifier (not shown), passed through a current limiting resistor, and then sent to the LED 32 via the code 31. As a result, this absorptiometer includes a drive circuit that supplies a drive current containing an AC component of a predetermined frequency to the light emitting diode, and a flexible cord that transmits the drive current from the drive circuit to the light emitting diode. It has become a thing.
【0041】バンドパスフィルタ23は、中心周波数を
20KHzとする狭帯域の成分のみを通過させるフィル
タである。そして、このフィルタ23周りの検出系は、
フォトダイオード34で光電変換されて検出された光度
の信号が、コード33を介してアンプ22に入力され、
アンプ22による増幅後にバンドパスフィルタ23によ
って20KHz成分のみにされ、さらに検波回路24に
よって包絡線検波され、最後にアンプ25で増幅されて
から、表示器26に表示されるようになっている。な
お、図示は割愛したが、アンプ25の前または後には、
呈色,退色,比色,沈降,懸濁,比濁などの分析の種類
に応じて吸光度やその2次情報などを算出する演算手段
も設けられている。これにより、この吸光光度計は、検
出光度から所定周波数の該当成分を抽出して出力するフ
ィルタ回路を備えるとともに、このフィルタ回路の出力
に基づいて試料の吸光度を求めるものとなっている。The band-pass filter 23 is a filter that passes only a narrow band component having a center frequency of 20 KHz. The detection system around the filter 23 is
A light intensity signal photoelectrically converted and detected by the photodiode 34 is input to the amplifier 22 via the code 33,
After amplification by the amplifier 22, only the 20 KHz component is converted by the bandpass filter 23, envelope detection is further performed by the detection circuit 24, and finally amplified by the amplifier 25, and then displayed on the display 26. Although illustration is omitted, before or after the amplifier 25,
There is also provided computing means for calculating the absorbance and its secondary information according to the type of analysis such as coloration, fading, colorimetry, sedimentation, suspension, and turbidity. As a result, this absorptiometer is provided with a filter circuit that extracts and outputs a corresponding component of a predetermined frequency from the detected light intensity, and obtains the absorbance of the sample based on the output of this filter circuit.
【0042】挟持体30は、切欠を有しLED32が発
光面を切欠側に向けて切欠低部の穿孔内に挿着された挟
持片35と、やはり切欠を有しフォトダイオード34が
受光面を切欠側に向けて切欠低部の穿孔内に挿着された
挟持片36と、それぞれの切欠にチューブ1を挟んだと
きに挟持力を発生するように一端が挟持片35に連結さ
れ他端が挟持片36に連結されたスプリング37と、挟
持片35,36間の距離を調整して並行状態を確保可能
とするために挟持片36を螺合貫通して先端が挟持片3
5に当接したネジ38とからなる。そして、LED32
から発した光がチューブ1及び試料を通ってフォトダイ
オード34に至るようになっている。The holding body 30 has a notch, and the LED 32 is inserted into the perforation of the lower portion of the notch with the light emitting surface of the LED 32 facing the notch side, and also the notch has a notch and the photodiode 34 has the light receiving surface. The sandwiching pieces 36 inserted into the perforations of the cutout lower portion toward the cutout side, and one end connected to the sandwiching piece 35 so that a sandwiching force is generated when the tube 1 is sandwiched in each cutout, and the other end In order to adjust the distance between the spring 37 connected to the sandwiching piece 36 and the sandwiching pieces 35, 36 so that a parallel state can be ensured, the sandwiching piece 36 is screwed and penetrated, and the tip end of the sandwiching piece 3 is formed.
5 and the screw 38 that abuts on 5. And the LED 32
The light emitted from the light source passes through the tube 1 and the sample and reaches the photodiode 34.
【0043】このようにコード31,32を介在させて
本体20と別に設けられた挟持体30は、測光に際して
発光ダイオードからの光を光学的には直接に試料へ照射
させる照射機構を含んだものとなっている。なお、LE
D32,フォトダイオード34は、チューブ1の径や試
料の屈折率によってLED光の焦点位置が変化してもそ
の焦点位置にフォトダイオード34の受光面を一致させ
ることができるように、図示しないネジを操作すること
で穿孔内における挿着位置が調節可能なものとなってい
る。The holding body 30 provided separately from the main body 20 with the cords 31 and 32 interposed in this way includes an irradiation mechanism for optically irradiating the light from the light emitting diode directly to the sample at the time of photometry. Has become. In addition, LE
D32 and the photodiode 34 are provided with screws (not shown) so that the light receiving surface of the photodiode 34 can be aligned with the focal position of the LED light even if the focal position of the LED light changes depending on the diameter of the tube 1 or the refractive index of the sample. The insertion position in the hole can be adjusted by operation.
【0044】かかる構成の吸光光度計について、その動
作及び使用態様を説明する。The operation and use mode of the absorptiometer having such a configuration will be described.
【0045】先ず、挟持片35,36を開いてこれらの
切欠間にチューブ1を挟み込み、スプリング37の引張
り力によってチューブ1が挟持された状態で、ネジ38
を回して挟持片35,36を並行にさせる。そして、本
体20の電源を投入する。すると、LED32からフォ
トダイオード34に向けて光が照射されるので、可視光
の場合は目視等に基づいて、不可視の場合は表示器26
への表示値等に基づいて、フォトダイオード34が照射
光を十分に受光できるように、フォトダイオード34の
位置等の調整を行う。これで、連続測定の準備が調う。
消灯や戸締めは要らない。First, the clamping pieces 35 and 36 are opened, the tube 1 is clamped between these notches, and the screw 38 is clamped while the tube 1 is clamped by the pulling force of the spring 37.
To rotate the clamping pieces 35 and 36 in parallel. Then, the main body 20 is turned on. Then, light is emitted from the LED 32 toward the photodiode 34. Therefore, in the case of visible light, it is based on visual inspection or the like, and in the case of invisible light, the display 26
The position and the like of the photodiode 34 are adjusted so that the photodiode 34 can sufficiently receive the irradiation light based on the display value and the like. Now you are ready for continuous measurement.
No need to turn off lights or close doors.
【0046】次に、チューブ1に試料液を継続的に流
す。この状態で、装置のスタートキー等を操作して、装
置に測定を開始させる。そうすると、発振回路21の発
振信号に応じてLED32が20KHzの周波数で明滅
し、その光がチューブ1の試料に一部吸収され、透過光
だけが外光と共にフォトダイオード34に到達する。Next, the sample solution is continuously flown into the tube 1. In this state, the start key or the like of the device is operated to cause the device to start measurement. Then, the LED 32 blinks at a frequency of 20 KHz according to the oscillation signal of the oscillator circuit 21, the light is partly absorbed by the sample of the tube 1, and only the transmitted light reaches the photodiode 34 together with the external light.
【0047】そして、到達光の検出光度のうち周波数2
0KHzの成分だけがバンドパスフィルタ23を通過す
る。太陽光や蛍光灯からの外光成分は、周波数が異なる
ので、除去される。あるいはその周波数成分が有っても
極めて僅かなので、無視可能なまで低減される。そこ
で、透過光だけの光度に基づいて吸光度が求められる。
周囲の状態が明るくても暗くても明暗変化しても、安定
して、吸光度が求まる。その結果値やグラフは表示器2
6に表示される。The frequency of the detected light intensity of the reaching light is 2
Only the 0 KHz component passes through the bandpass filter 23. The external light components from the sunlight and the fluorescent lamp have different frequencies and are removed. Alternatively, even if the frequency component is present, it is extremely small, and is reduced to a negligible level. Therefore, the absorbance is calculated based on the luminous intensity of only the transmitted light.
Absorbance can be stably obtained regardless of whether the surroundings are bright, dark or light. The resulting values and graphs are displayed on the display 2.
6 is displayed.
【0048】こうして、試料を流している間は、連続し
て試料の吸光度が測定され、試料液の状態変化がリアル
タイムで表示される。したがって、この吸光光度計を使
用すれば、チューブ1を流れる試料液について、明るく
ても手軽に安定して吸光度測定を行うことができる。Thus, while the sample is flowing, the absorbance of the sample is continuously measured and the state change of the sample solution is displayed in real time. Therefore, by using this absorptiometer, the absorbance of the sample liquid flowing through the tube 1 can be easily and stably measured even if it is bright.
【0049】[第2実施例]本発明の吸光光度計の第2
実施例について、その具体的な構成を、図面を引用して
説明する。図3は、その要部の構成を示すブロック図で
あり、図4は、そのLEDの構造を示す一部断面図であ
る。なお、この第2実施例の吸光光度計は第1実施例の
ものが一部2重化されたものなので、以下、その相違点
を中心に説明する。[Second Embodiment] The second embodiment of the absorptiometer of the present invention.
A specific configuration of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the main part, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the structure of the LED. The absorptiometer of the second embodiment is a partially duplicated version of the absorptiometer of the first embodiment, and therefore the differences will be mainly described below.
【0050】その基本的な相違点は、図1のLED32
に代わるLEDが、2種の異なる波長で発光しうること
である。そのために、このLEDは、発光波長の異なる
2つのLEDチップ32a,32bが1素子内に埋設さ
れて構成されている(図4参照)。各チップは、それぞ
れの発光波長が試料の2種の吸収波長域に対応するよう
に、材質が選定されている。具体的には、脱酸素状態の
デオキシヘモグロビンが波長555nmの光を吸収する
のに対し酸素結合状態のオキシヘモグロビンが波長57
7nmの光を吸収することに基づいて、ヘモグロビンの
酸素結合率を測定するために、LEDチップ32aは発
光波長のピークが555nmにあるGaP製チップとさ
れ、LEDチップ32bは発光波長のピークが574n
mにあるInGaAlP/GaAs製チップとされたも
のである。The basic difference is that the LED 32 shown in FIG.
The alternative LED is capable of emitting at two different wavelengths. Therefore, the LED is configured by embedding two LED chips 32a and 32b having different emission wavelengths in one element (see FIG. 4). The material of each chip is selected so that the respective emission wavelengths correspond to the two kinds of absorption wavelength regions of the sample. Specifically, deoxyhemoglobin in a deoxygenated state absorbs light having a wavelength of 555 nm, while oxyhemoglobin in an oxygen-bound state has a wavelength of 57 nm.
In order to measure the oxygen binding rate of hemoglobin based on the absorption of light of 7 nm, the LED chip 32a is a GaP chip having an emission wavelength peak at 555 nm, and the LED chip 32b is an emission wavelength peak of 574n.
m is an InGaAlP / GaAs chip.
【0051】また、LEDの駆動側には、発振回路21
の発振信号を受けこれを1/2分周してLEDチップ3
2bの電流制限用抵抗に送出する分周回路210が設け
られている。これにより、LEDチップ32aは第1実
施例同様に周波数20KHzで変調・駆動されるが、L
EDチップ32bは、周波数10KHzで変調・駆動さ
れる。すなわち、発振回路21等からなる駆動回路は、
発光ダイオードの駆動に際しそれぞれ他の駆動電流に含
ませられた交流成分の周波数とは異なる周波数の交流成
分を含んだ複数の駆動電流を生成しそれぞれの駆動電流
を複数のLEDチップ32a,32bのそれぞれに供給
するものとなっている。On the driving side of the LED, the oscillation circuit 21
Of the LED chip 3
A frequency divider circuit 210 is provided for sending to the current limiting resistor 2b. As a result, the LED chip 32a is modulated and driven at a frequency of 20 KHz as in the first embodiment.
The ED chip 32b is modulated and driven at a frequency of 10 KHz. That is, the drive circuit including the oscillator circuit 21 is
When driving the light emitting diode, a plurality of drive currents containing an AC component having a frequency different from the frequency of the AC component contained in the other drive currents are generated, and the respective drive currents are respectively supplied to the plurality of LED chips 32a, 32b. Is to be supplied to.
【0052】さらに、光度検出側には、アンプ22の出
力を受けて10KHz成分を通過させるバンドパスフィ
ルタ230と、これの出力を包絡線検波する検波回路2
40とが、バンドパスフィルタ23及び検波回路24と
並列に設けられている。これにより、LEDチップ32
aからの透過光に対応する20KHz成分はバンドパス
フィルタ23によって分離抽出される一方、LEDチッ
プ32bからの透過光に対応する10KHz成分はバン
ドパスフィルタ230によって分離抽出される。すなわ
ち、これらのフィルタ回路は、検出光度の信号から複数
の周波数の該当成分を弁別して抽出するものとなってい
る。Further, on the light intensity detecting side, a bandpass filter 230 which receives the output of the amplifier 22 and passes the 10 KHz component, and a detection circuit 2 which envelope-detects the output of the bandpass filter 230.
40 is provided in parallel with the bandpass filter 23 and the detection circuit 24. As a result, the LED chip 32
The 20 KHz component corresponding to the transmitted light from a is separated and extracted by the bandpass filter 23, while the 10 KHz component corresponding to the transmitted light from the LED chip 32 b is separated and extracted by the bandpass filter 230. That is, these filter circuits discriminate and extract corresponding components of a plurality of frequencies from the detected light intensity signal.
【0053】そして、検波回路24,240に後続して
設けられた演算回路250によって、検出光度の信号に
含まれた20KHz成分と10KHz成分との割合が算
出され、この算出結果が表示器26に表示されるように
なっている。このような構成の採用により、この吸光光
度計は、フォトダイオード34等が共用されているの
で、波長555nmに対する系と波長574nmに対す
る系とを2重に設けた場合に較べて、小規模・簡素なも
のとなっている。Then, the arithmetic circuit 250 provided subsequent to the detection circuits 24 and 240 calculates the ratio of the 20 KHz component and the 10 KHz component included in the detected light intensity signal, and the calculated result is displayed on the display unit 26. It is supposed to be displayed. By adopting such a configuration, since the photodiode 34 and the like are commonly used in this absorptiometer, compared to the case where a system for wavelength 555 nm and a system for wavelength 574 nm are provided in duplicate, they are small-scale and simple. It has become.
【0054】かかる吸光光度計を使用して、チューブ1
に血液を流しながら吸光度測定を行うと、LEDチップ
32aから発した光は、周波数20KHzで明滅しなが
ら、チューブ1内の脱酸素状態のデオキシヘモグロビン
によって一部吸収された後に、フォトダイオード34,
アンプ22,バンドパスフィルタ23,検波回路24の
系によって検出される。Using such an absorptiometer, the tube 1
When the absorbance is measured while flowing blood through the LED chip 32a, the light emitted from the LED chip 32a blinks at a frequency of 20 KHz and is partially absorbed by the deoxyhemoglobin in the deoxygenated state in the tube 1, and then the photodiode 34,
It is detected by the system of the amplifier 22, the bandpass filter 23, and the detection circuit 24.
【0055】一方、これと並列に、LEDチップ32b
から発した光は、周波数10KHzで明滅しながら、チ
ューブ1内の酸素結合状態のオキシヘモグロビンによっ
て一部吸収された後に、フォトダイオード34,アンプ
22,バンドパスフィルタ230,検波回路240の系
によって検出される。そして、双方の系によって得られ
た吸光度の割合、すなわちデオキシヘモグロビンとオキ
シヘモグロビンとの割合が、演算回路250で演算され
て、表示器26に表示される。On the other hand, in parallel with this, the LED chip 32b is provided.
The light emitted from the flicker at a frequency of 10 KHz is partially absorbed by the oxygen-bonded oxyhemoglobin in the tube 1 and then detected by the system of the photodiode 34, the amplifier 22, the bandpass filter 230, and the detection circuit 240. To be done. Then, the ratio of the absorbances obtained by both systems, that is, the ratio of deoxyhemoglobin and oxyhemoglobin is calculated by the calculation circuit 250 and displayed on the display 26.
【0056】こうして、例えば透析中あるいは手術中の
看者等の血中酸素濃度をリアルタイムで監視することが
できる。しかも、透析装置等の改造なしで容易に行うこ
とができる。In this way, the blood oxygen concentration of the observer during dialysis or surgery can be monitored in real time. Moreover, it can be easily performed without modification of the dialysis machine or the like.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第1の解決手段の吸光光度計にあっては、LED光の
所定周波数での電気的・電子的変調に基づいて吸光度測
定を行うようにしたことにより、外光が混入しても、L
EDの光だけに基づいて吸光度が求められる。したがっ
て、明るくても手軽に安定して吸光度測定を行える吸光
光度計を簡素な構成で実現することができるという有利
な効果が有る。As is apparent from the above description, in the absorptiometer according to the first solution of the present invention, the absorbance is measured based on the electrical / electronic modulation of the LED light at a predetermined frequency. By doing so, even if external light is mixed, L
The absorbance is calculated based on only the ED light. Therefore, there is an advantageous effect that it is possible to realize an absorptiometer having a simple configuration, which can easily and stably measure the absorbance even if it is bright.
【0058】また、本発明の第2の解決手段の吸光光度
計にあっては、LED光の所定周波数での電気的・電子
的変調に基づいて吸光度測定を行うとともに、光度検出
用の探体部が可動な構成としたことにより、チューブ等
を本体にセットする面倒や制約から解放された。したが
って、明るくても一層手軽に安定して吸光度測定を行え
る吸光光度計を簡素な構成で実現することができるとい
う有利な効果を奏する。In the absorptiometer according to the second solution of the present invention, the absorbance is measured based on the electrical / electronic modulation of the LED light at a predetermined frequency, and the probe for detecting the luminosity is obtained. By making the part movable, the trouble of setting tubes etc. in the main body and the restrictions are released. Therefore, there is an advantageous effect that it is possible to realize an absorptiometer having a simple structure, which can perform stable and stable absorbance measurement even if it is bright.
【0059】さらに、本発明の第3の解決手段の吸光光
度計にあっては、電気的・電子的処理に基づいて周波数
変調および多重化を行うことにより、分光等の光学的処
理によらずに、複数の発光波長それぞれに区別して、外
光等に影響されることなく、並列に、異なる吸収波長域
における試料の吸光度を測定することができる。したが
って、明るくても手軽に安定して多波長測定を行える吸
光光度計を簡素な構成で実現することができるという有
利な効果が有る。Further, in the absorptiometer according to the third means of solving the problems of the present invention, frequency modulation and multiplexing are performed based on electrical / electronic processing so that optical processing such as spectroscopy does not occur. In addition, it is possible to measure the absorbances of the samples in different absorption wavelength ranges in parallel without being affected by external light or the like, by distinguishing each of the plurality of emission wavelengths. Therefore, there is an advantageous effect that it is possible to realize an absorptiometer having a simple configuration, which can easily and stably perform multi-wavelength measurement even if it is bright.
【図1】 この発明の吸光光度計の第1実施例につい
て、その要部の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a first embodiment of an absorptiometer of the present invention.
【図2】 その挟持体の外形図である。FIG. 2 is an outline view of the holding body.
【図3】 この発明の吸光光度計の第2実施例につい
て、その要部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of a second embodiment of the absorptiometer of the present invention.
【図4】 そのLEDの構造を示す一部断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the structure of the LED.
【図5】 従来の吸光光度計のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional absorptiometer.
【図6】 従来の吸光光度計の断面模式図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional absorptiometer.
1 チューブ(試料容器;測定部位;被検体) 2 筺体(ボディ;暗箱) 20 本体 21 発振回路 22,25 アンプ 23 バンドパスフィルタ(BPF) 24 検波回路 26 表示器 30 挟持体(探子;探触部;探体部;別体) 31,33 コード 32 LED(発光ダイオード;発光素子;発光体;光
源) 34 フォトダイオード(受光素子;受光器;検出素
子) 35,36 挟持片 37 スプリング 38 ネジ 210 分周回路 230 バンドパスフィルタ(BPF) 240 検波回路 250 演算回路 32a,32b LEDチップ1 tube (sample container; measurement site; subject) 2 housing (body; dark box) 20 body 21 oscillation circuit 22, 25 amplifier 23 bandpass filter (BPF) 24 detection circuit 26 indicator 30 sandwiching body (probe; probe part) ; Probe section; separate body 31, 33 Code 32 LED (light emitting diode; light emitting element; light emitting body; light source) 34 Photodiode (light receiving element; light receiver; detection element) 35, 36 Clamping piece 37 Spring 38 Screw 210 minutes Circular circuit 230 Bandpass filter (BPF) 240 Detection circuit 250 Operation circuit 32a, 32b LED chip
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 邦彦 東京都新宿区市谷加賀町1丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kunihiko Honda 1-1-1, Tanikaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Claims (3)
度を検出しこの検出光度に基づいて前記試料の吸光度を
求める吸光光度計において、前記光源として設けられ発
光波長が前記試料の吸収波長域に対応した発光ダイオー
ドと、測光に際して前記発光ダイオードからの光を光学
的には直接に前記試料へ照射させる照射機構と、所定周
波数の交流成分を含んだ駆動電流を前記発光ダイオード
に供給する駆動回路と、前記検出光度から前記所定周波
数の該当成分を抽出して出力するフィルタ回路とを備
え、このフィルタ回路の出力に基づいて前記試料の吸光
度を求めることを特徴とする吸光光度計。1. An absorptiometer which irradiates a sample with light from a light source to detect the luminous intensity of transmitted light and obtains the absorbance of the sample based on the detected luminous intensity. A light emitting diode corresponding to the absorption wavelength region, an irradiation mechanism for optically directly irradiating the light from the light emitting diode to the sample at the time of photometry, and a drive current containing an alternating component of a predetermined frequency are supplied to the light emitting diode. An absorptiometer, comprising: a drive circuit for driving the filter; and a filter circuit for extracting and outputting the corresponding component of the predetermined frequency from the detected light intensity, and determining the absorbance of the sample based on the output of the filter circuit.
体と別に設けられ少なくとも前記照射機構を含む探体部
と、前記本体部と前記探体部との間に介在し少なくとも
前記駆動回路から前記発光ダイオードへの駆動電流の伝
達を行う可撓性コードとを備えたことを特徴とする請求
項1記載の吸光光度計。2. A main body section accommodating the drive circuit, a probe section provided separately from the main body and including at least the irradiation mechanism, and at least the drive circuit interposed between the main body section and the probe section. The absorptiometer according to claim 1, further comprising a flexible cord for transmitting a drive current from the light emitting diode to the light emitting diode.
の異なる吸収波長域に対応したそれぞれの発光波長で発
光する複数のLEDチップが一体的に組み込まれたもの
であり、前記駆動回路は、前記発光ダイオードの駆動に
際しそれぞれ他の駆動電流に含ませられた交流成分の周
波数とは異なる周波数の交流成分を含んだ複数の駆動電
流を生成しそれぞれの駆動電流を前記複数のLEDチッ
プのそれぞれに供給するものであり、前記フィルタ回路
は、前記検出光度から前記複数の周波数の該当成分を弁
別して抽出するものであることを特徴とする請求項1又
は2に記載の吸光光度計。3. The light emitting diode is one in which a plurality of LED chips that emit light at respective emission wavelengths corresponding to different absorption wavelength ranges of the sample are integrally incorporated, and the drive circuit is configured to emit the light emission. When driving the diode, a plurality of drive currents containing alternating current components having frequencies different from the frequencies of the alternating current components included in the other drive currents are generated, and the respective drive currents are supplied to the respective LED chips. The absorptiometer according to claim 1 or 2, wherein the filter circuit discriminates and extracts the corresponding components of the plurality of frequencies from the detected light intensity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7461496A JPH09264845A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Absorptiometer |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7461496A JPH09264845A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Absorptiometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09264845A true JPH09264845A (en) | 1997-10-07 |
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ID=13552235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7461496A Pending JPH09264845A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Absorptiometer |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH09264845A (en) |
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