JPS5892841A - 濃度計 - Google Patents

濃度計

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JPS5892841A
JPS5892841A JP56191599A JP19159981A JPS5892841A JP S5892841 A JPS5892841 A JP S5892841A JP 56191599 A JP56191599 A JP 56191599A JP 19159981 A JP19159981 A JP 19159981A JP S5892841 A JPS5892841 A JP S5892841A
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Shimazu Seisakusho KK
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/5907Densitometers
    • G01N21/5911Densitometers of the scanning type
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/90Plate chromatography, e.g. thin layer or paper chromatography
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は濃度針、特Ic1i体イメージ検出器と分光器
とを組み合わせた濃度針に関するものである。
近年固体イメージ検出II!(イメージセンサ)として
、例えば7オトダイオードアレイ略が開発されているが
、これは濃度針にも利用されている。
第1図、第2WJは従来の濃度針の概略構成を示。
す図で、第1図は透過光を測定する例、第2図は反射光
を測定する例をそれぞれ示す。図中同一符号は対応する
要素を示す。
第1図において、1は光源、2は集光レンズ、3は特定
波長な遍択透過させるフィルタ、番は例えば薄層クロマ
トグラフ(TLO)プレートで、このプレート上には試
料Sが展開されている。5はフォトダイオードアレイ等
のイメージセンナであ−る。この構成においては、フィ
ルタ3で選択された波長の試料濃度に依存する吸収特性
がイメージセンサで検出される。
第2図においては、TLOプレート4の試料からの反射
光は集光レンズ2′、フィルタ3を通過してイメージセ
ンサ5で検出される。
上記従来の構成にあっては、イメージセンサは単にフィ
ルタで選択された波長の光を電気信号として検出する程
度の作用を行なうのみで、その機能が十分に利用されて
いない?が実情であった。
本発明はこの点にかんがみイメージセンサの特徴、例え
ば受光素子が微小であること、直線状にまたμ(および
)面状に受光素子を配列できること1応答が早いことな
どの特徴と、演算処理を含むコンピュータ、さらには分
光機構等とを組み合わせて多機能をもつ濃度針を提供せ
んとするものである。
第一の発明は照射された光に基づく試料の像が形成され
る入口スリットと、このスリットを通過した光を分光す
る分光素子と、分光された単色光を検出するために前記
スリット高さ方向に合せて配置された固体イメージセン
サと、このイメージセンサを構成する各素子の出力を演
算処理する演算処理部と、この演算処理部による処理信
号の表示部とからなることを特徴とする。
第二の発明は照射さ−れた光に基づく試料の像が形成さ
れる入口スリットと、このスリットを通過した光を分光
する分光素子と、分光された単色光を検出するために前
記スリットの高さ方向に合せた高さをそれぞれ有し面状
に配置された複数個め固体イメージセンサと1各イメー
ジ七ンサ毎の出力を選択して演算処理する演算処理部と
、この演算処理部による処理信号の表示部とからなるこ
とを特徴とする。
また、第三の発明は光源と試料を相対的に移動可能に保
持する機構と、前記光源から照射された光に基やく前記
試料の像が形成される入口スリットと、このスリットを
通過した光を分光する分光素子と、分光された単色光を
検出するために前記スリットの高さ方向に合わせて配置
された1個または複数個の固体イメージセンサと、イメ
ージセンサの出力を演算処理する演算処理部と、この演
算処理部による処理信号の表示部とからなることを特徴
とする。
以下図示実施例を詳細に説明する。
第3図は本発明の一実施例の構成の概略を示したもので
、11は白色光の光源、12は集光レンズで、光源11
からの光はレンズ12によす、例えばTLOプレート1
4上に展開された試料スポット8の一つの上に集光照射
される。光源11とレンズ12は透過用のものであるが
、その代りに反射用光源11/とレンズ12/を設ける
構成とすることも、あるいは透過用・反射用を共に設け
る構成とすることもできる。
試料からの透過光あるいは反射光(スポット8の像)は
結像レンズ15により分光器の入口スリット16上に結
像される。スポット8の像の測定対象部分の光は入口ス
リット16から入射される。
17は回折格子で、入口スリット16から入射された光
を分光する。1フIは波長0駆動装置である。
18は検出器で、それぞれ高さがスリット16の高さに
一致し分光方向(横方向)に#接し、わん曲面上に配置
された複数個のイメージセンサ(例えば7オトダイオー
ドアレイ等) 18λ唱、18λ2・・・・・18λ、
からなる面状検出器であり、これらは回折格子で分光さ
れた波長λ1〜λnを検出するように対応して配置され
たものである。
面状に配置された各センナの出力は後述するイメージセ
ンサからの読み出し手段23を介してムーp変換器19
の入力となり、ディジタル信号に変換された信号は次段
のコンピュータ20で演算処理され、表示部21で“表
示され、または(および)記憶部22で記憶される。な
お、一般には吸光度測定の場合には、ム一り変換器の前
段に対数変換器(図示せず)を設は吸光度に変換してか
らムーD変換する。
第4図は上記の読み出し手段23の具体的な構成を示す
もので、18λ、1.18λ、2、・・・・・18λ1
mはイメージセンサを構成する受光素子で、これら鳳個
ノ素子でイメージセンサ−8λが構成されている。
唱 同じ様に18λ21.18λ22、・・・・・18λ2
I11もイメージセンサ−8λ2を構成するm個の受光
素子である。
24’ 、242、・・・・・24飄は各イメージセン
サ−8λ1.18λ2、・・・・・18λユの各受光素
子と各イメージセンサの読み出しり−F11125+、
252、Φ・・・・25n間との接続を行なう電子スイ
ッチで、これらの電子スイッチの動作はシフ)しシスタ
2フい272、・日−・27nによって制御される。こ
のシフトレジスタ27はコンピュータ等からのスターF
パルス28f s 2B2% @ * a−・28mで
スタートされ、パルス発生ti (li!!l示せず)
からのり田ツクパルス29により順次に電子スイッチの
開閉を行なう。その結果、各受光素子18λ♂ (但し
1lSRは1.2.3・・・・・)からの信号がリード
−25@、252、・・・・・25nを介してビデオ信
号としてピークホールド回路301 % 301 、・
・+1 @ @ 30Bに入力され、この回路によって
各イメージセンサ18λ1.18λ2、・・・・・18
λユを構成している受光素子中の最大の信号値(または
各受光素子の出力値、あるいは各受光素子の出力の平均
値)が保持される。
ついで、この保持さ−れた信号は対敵変換器311.3
12、・・・・・31ユで逐次吸光度信号として対敵変
換されこの出力が増@@32で増幅後人−D変換器19
の入力となり以後の演算処理が行なわれる。
このように波長λ1、A2、・・・・・−に対応したイ
メージセンサ18λ、118λ2、・・・・・ILjn
の出力を取り込み、かつ演算処理を行なうが、この演算
処理によって種々の出力を取り出し得、例えば特定の波
長に対応するイメ゛、−s)センナ2個の出力より周知
の2波長測定方法を実施できる。
また、演算処理の過程において、−状に配置されている
他のイメージセンサの出力を利用することにより、回折
格子で分光された他の波長の光も自由に適宜取り込むこ
ともできる0 以上の実施例はTLOプレートは固定したままでTLO
プレート上の試料スポットからの光を分光分析する方式
であるが、これに限らず5TLOプレートを一方向に移
動させてTLOプレート上に展開された複数の試料を順
次分光分析できることはもちろんである。
またイメージセンサは多数の受光素子によって構成され
ているので1この面状に配置されている各素子毎の出力
を読み出し演算処理して記録することにより地図上にお
ける等高線のごとく各試料スポット内における濃度分布
をも測定できる。
第5図ASBは他の測定方式の説明のための概略図で、
第5図ムンこお゛いて複数個の受光素子18λ11.1
8λ、2、・・・・・18λ1mで構成されている1個
のイメージセンサ18λ、のみを利用しTLOフ1z−
)14図のような関係におき、しかもセンナと試料を相
対、的に矢印の方向に移動させ試料スポットからの光(
あるいは特定光)をセンナ18λ、で受光させこのセン
ナの各受光素子18λ、1.18λ、2、・・◆・18
λ、mからの出力信号を各々独立に取り出すと第5図B
の立体図(鳥緻図)に示すような出力を得ることができ
、これによって1個の試料スポット内あるいは移動方向
に私闘している試料における濃度分布の相違等を知るこ
とができる。なお、第5図A1Bは共に各受光素子とス
ポット、あるNXは各受光素子とその出力信号を理解を
容易にするために対応させて図示したものである。
以上のように本発明は白色光で照明された物体(試料)
からの像を分光器入口スリット上に形成し、この物体像
の一部は入口スリットを通過した後、分光素子で単色光
とされた像を形成し、この像面上に一次元固体イメージ
センサの長さ方向を入口スリットの高さ方向に合せ°て
配置するように構成されている。そして、例えば物体を
等距離間燗゛で移動し、各位置で物体の移動方向と直角
な方向(すなわち物体像ではスリット高さの方向)の光
″信号を固体イメージセンナの各エレメント信号として
取り出し、吸収、または螢光信号としてコンビュータで
演算処理することができるように構成されたものである
上記実施例にあっては、TLOプレート上に展開した試
料スポットを測定対象としたが、これに限らず例えば溶
液を分析対象とすることもでき条。
また分光器の分光素子としては凹面回折格子以外に平面
回折格子を使用することもできる。
また波長選択方式としては匠折格子を固定して得た単色
光像面上で1個のイメージセンサを移動させて選ぶ方法
、または実施例のごとく面状にイメージセンサを配置し
ておき波長に対応している任意のセンサの出力を演算処
理の段階で選択して取り出す方法、さらには分光器の回
折格−子を回転させて波長を選択する方法等を適宜使用
することができる。− また分光器スリット上の物体像を観察できるようにスリ
ット部を平面鏡に穴を□あけた形態とし反射鏡を接眼鏡
で観察することにより測定部位を観察できるようにして
もよいし、また眼で直接分大器スリット上の物体像を観
察し得るようにスリット面な白色のスクリーンにするこ
ともできる。
さらに測定対象とする試料スポットの一部を選定するた
めに分光器のスリットの大きさを可変に構成することも
できる。
従来、2次元状に分布した試料濃度を定量的に求めるた
めには分布鋏差を除くため、光束を小さ   ゛く絞っ
て、2次元的に走査する方法等が行なわれていたが、こ
の方法では時間がかかり、また光を絞るため87N比が
低くさらに機械的走査のための機構が複雑になるなどの
問題があったが、本発明ではこれらの問題を解決できる
とともにコンピュータ処理によって画像処理的特長を出
すことができる。
また試料に光をあててから分光する方式であるため、外
部光の影蕃を垂けに<<、このため従来試料室内に閉じ
込めて測定しなければならなかつ1□ま た制約を取り除くことができ測定対象が拡大するなどの
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、jl!2WJは従来の濃度針の概略構成図、第
3図は本発明の一実施例の概略構成図、第4図は第3w
Jの読み出し手段の詳細図、第5図cA)CB)は他の
実施例の説明図である。 1.11、ll/・・・光源、 2.2’、12.12/・・・集光レンズ13・・・フ
ィルター、 4.14・11e!LOプレート、 5・・・イメージセンサ、 15−−・結像レンズ、 16・・・入口スリット、 17・・・回折格子、  180・・検出器、19・・
・A−D変換器、 20−−・コンピュータ、21・・
・表示部、   22・O・記憶部、23・・・読み出
し手段。 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)照射された光に基づく試料の像が形成される入口
    スリットと、このスリットを通過した光を分光する分光
    素子と、分光された単色光を検出するために前記スリッ
    ト高さ方向に合せて配置された固体イメージセンサと、
    このイメージセンサを構成する各素子の出力を演算処理
    する演算処理部と、この演算処理部による処理信号の表
    示部とからなることを特徴とする濃度針。
  2. (2)照射された光に基づく試料の像が形成される入口
    スリットと、このスリットを通過した光を分光する分光
    素子と、分光された単色光を検出するために前記スリッ
    トの高さ方向に合せた高さをそれぞれ有し面状に配置さ
    □れた複数個の固体イメージセンサと、各イメージセン
    サ毎の出力を選択して演算処理する演算処理部と、この
    演算処理部による処理信号の表示部とからなることを特
    級とする濃度針。
  3. (3)光源と試料を相対的に移動可能に保持する機構と
    、前記光源から照射された光に基づく前記試料の像が形
    成される入口スリットと、このスリットを通過した光を
    分光する分光素子と、分光された単色光を検出するため
    に前記スリットの高さ方向に合わせて配置された1個ま
    たは複数個の固体イメージセンサと、イメージセンサの
    出力を演算処理する演算処理部と、この演算処理部によ
    る処理信号の表示部とからなることを特徴とする濃度計
JP56191599A 1981-11-28 1981-11-28 濃度計 Granted JPS5892841A (ja)

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DE8282110883T DE3272617D1 (en) 1981-11-28 1982-11-24 Densitometer
US06/444,703 US4544271A (en) 1981-11-28 1982-11-26 Densitometer

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