JPS59197849A - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
- Publication number
- JPS59197849A JPS59197849A JP58074313A JP7431383A JPS59197849A JP S59197849 A JPS59197849 A JP S59197849A JP 58074313 A JP58074313 A JP 58074313A JP 7431383 A JP7431383 A JP 7431383A JP S59197849 A JPS59197849 A JP S59197849A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- change
- membrane
- hydrogen ion
- optical sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/80—Indicating pH value
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- Pathology (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光を検出して電気信号に変換する光センサに
関するものであるっ 従来よく用いられている元センサには色々の種類がある
が、その利用している物理現象は次のとおりであった。
関するものであるっ 従来よく用いられている元センサには色々の種類がある
が、その利用している物理現象は次のとおりであった。
（イ）光電子放出効果
光感応材料の仕事関数よりも大きなエネルギーを持つ光
がその材料に入射すると、電子が放出される。
がその材料に入射すると、電子が放出される。
（ロ）光導電効果
半導体の禁制帯幅よりも大きなエネルギーを持つ元を半
導体に照射すると、半導体中に電子−正孔対が形成され
、導電率が太きくなって素子の抵抗値が小さくなる。
導体に照射すると、半導体中に電子−正孔対が形成され
、導電率が太きくなって素子の抵抗値が小さくなる。
（ハ）光起電力効果
半導体のｐ−ｎ接合部に禁制帯幅より大きいエネルギー
を持つ元金照射すると、電子−正孔対が生成され、接合
部の電界によって電子ｌ−ｊ：ｎ側へ、正孔はｐ側へ流
れ込み、ｐ−ｎ間に電圧が発生する。
を持つ元金照射すると、電子−正孔対が生成され、接合
部の電界によって電子ｌ−ｊ：ｎ側へ、正孔はｐ側へ流
れ込み、ｐ−ｎ間に電圧が発生する。
に）焦電性結晶に赤外線が入射すると、その熱エネルギ
ーを吸収して結晶の自発分極が変化し、表面に電荷が誘
起される。
ーを吸収して結晶の自発分極が変化し、表面に電荷が誘
起される。
以」二の物理現象のうち（イ）を用いたセンサとしては
光電管と光電子増倍管があり、（ロ）を用いたセンサと
しては可視光用にＣｄＳ、赤外用にＰｂＳなどが。ちる
。１だ（ハ）を用いたセンサとしてはフォトダイオード
、フォトトランジスタなどがあり、に）の効果を有する
材料としてはＰｂＴｉＯ３，ＰＶＦ（ポリ弗什、ビニリ
デン）がある。
光電管と光電子増倍管があり、（ロ）を用いたセンサと
しては可視光用にＣｄＳ、赤外用にＰｂＳなどが。ちる
。１だ（ハ）を用いたセンサとしてはフォトダイオード
、フォトトランジスタなどがあり、に）の効果を有する
材料としてはＰｂＴｉＯ３，ＰＶＦ（ポリ弗什、ビニリ
デン）がある。
以」二述べた従来の光センサはいずれも、微弱な光入力
全検出でき、非接触計測が可能であり、かつ遠隔ｆｌｉ
制御が可能である等種々の長所を持っているか、他［川
、感度の周波数特性が人間の視感度の周波数特性と一致
しないという欠点がある。人間の視覚は波長５６０ ｎ
ｍ 全中心とした可視光領域に限定された視感度を持
っているが、たとえばシリコンフォトダイオードハ３６
０〜１１０００ｎ という広い波長帯に感度を持って
いる。このような感度の周波数特性の差は光センサの使
用目的によっては許容できない場合があり、そのような
場合は人間の視感度の周波数特性に適合したフィルタを
用いなければならないという欠点がろったつこの発明は
上記のような従来のものの欠点を除去するためになされ
たもので、いわゆる視物質と称せられる物質を光センサ
の材料として用いることにより、人間の視感度に類似し
た感度周波数特性を有する光センサを提供することを目
的としている。
全検出でき、非接触計測が可能であり、かつ遠隔ｆｌｉ
制御が可能である等種々の長所を持っているか、他［川
、感度の周波数特性が人間の視感度の周波数特性と一致
しないという欠点がある。人間の視覚は波長５６０ ｎ
ｍ 全中心とした可視光領域に限定された視感度を持
っているが、たとえばシリコンフォトダイオードハ３６
０〜１１０００ｎ という広い波長帯に感度を持って
いる。このような感度の周波数特性の差は光センサの使
用目的によっては許容できない場合があり、そのような
場合は人間の視感度の周波数特性に適合したフィルタを
用いなければならないという欠点がろったつこの発明は
上記のような従来のものの欠点を除去するためになされ
たもので、いわゆる視物質と称せられる物質を光センサ
の材料として用いることにより、人間の視感度に類似し
た感度周波数特性を有する光センサを提供することを目
的としている。
視物質とはロドプシンのようなもので、たとえば好塩菌
の細胞膜中に存在するバクテリオロドプシンはその一例
であるが、好塩菌は強い光の下で生存し、光エネルギー
を利用して生育しているが、バクテリオロドプシンは光
を受けると膜の両側で水素イオン濃度（ｐＨ）を変化さ
せる機能を持っている。光の情報がｐＨの値の変化に変
換されると、これ全電気量に変換することハ谷易であっ
て、この発明はこのような原理で動作する光センサを提
供するものである。
の細胞膜中に存在するバクテリオロドプシンはその一例
であるが、好塩菌は強い光の下で生存し、光エネルギー
を利用して生育しているが、バクテリオロドプシンは光
を受けると膜の両側で水素イオン濃度（ｐＨ）を変化さ
せる機能を持っている。光の情報がｐＨの値の変化に変
換されると、これ全電気量に変換することハ谷易であっ
て、この発明はこのような原理で動作する光センサを提
供するものである。
以下、この発明の実施例を図によって説明する。
；：（’１図はこの発明の一実施例を示すブロック図で
、（１）は光センサ本体、（２）は水素イオン感応セン
サ、１３１ ｔ０バクテリオロドプシン固定化膜、（４
）は水槽、（５）は透明カバー、（６）は光源、（７）
は増幅器、（８）は記録器であるっ 好ＲＡ 閑（１１−１ａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕ ｈａｌ
ｏｂｉｕｍ ）からバクテリオロドプシン金抽出する方
法は、たとえばＭｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌ
ｏｇｙ ｂｙ Ｄ、 Ｑｅｓｔｅｒｈｅｌｔ ａｎｄＷ
、 ５ｔｏｃｋｅｎｉｕｓ、 １９７４ ”に説明され
ているような＋ｌｆｉ、常の方法を用い、ゲルを用いた
固定化法によって水素イオン感応センサ（２）の感応部
に装着した。
、（１）は光センサ本体、（２）は水素イオン感応セン
サ、１３１ ｔ０バクテリオロドプシン固定化膜、（４
）は水槽、（５）は透明カバー、（６）は光源、（７）
は増幅器、（８）は記録器であるっ 好ＲＡ 閑（１１−１ａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕ ｈａｌ
ｏｂｉｕｍ ）からバクテリオロドプシン金抽出する方
法は、たとえばＭｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌ
ｏｇｙ ｂｙ Ｄ、 Ｑｅｓｔｅｒｈｅｌｔ ａｎｄＷ
、 ５ｔｏｃｋｅｎｉｕｓ、 １９７４ ”に説明され
ているような＋ｌｆｉ、常の方法を用い、ゲルを用いた
固定化法によって水素イオン感応センサ（２）の感応部
に装着した。
光＋ｉｉ １Ｇ）によって膜（３）に光が照射されると
、膜中で水、々、イオン濃度が変化し、その変化を水素
イオン感応センサ（２）が検出する。
、膜中で水、々、イオン濃度が変化し、その変化を水素
イオン感応センサ（２）が検出する。
省・２図れ１バクプリオロトプシンの吸収特性（実線２
）と人間の視感度（点線）とを比較した特性曲線で４）
って、可視波長領域においてよく一致していえ）ことを
示す。すなわち、光源（６）からの光の強さを人間が感
じるのと同じ＠波数特性で光合吸収し、その光の吸収損
に応じたｐＨの変化を発生させるので、人間の視感度に
相当する感度周波数特性ヲ不する光センサが構成できる
のであるっ水素イオン感応センサ（２）の出力は増幅器
（７）で増幅され、記録器（８）で記録されるっ第３図
は第１図の装置において光源（６）の光をオン、オフし
たときの水素イオン濃度変化の過渡応答を示す図で、ｐ
ｕの変化幅は約０．５ｐｔｌである。第４図は光強度に
対するｐＨの変化幅を示す図でＯ〜１０ ｌｕｘの範
凹でｐｕの変化幅は光強度の対数と線形な関係があるこ
とが認められた。
）と人間の視感度（点線）とを比較した特性曲線で４）
って、可視波長領域においてよく一致していえ）ことを
示す。すなわち、光源（６）からの光の強さを人間が感
じるのと同じ＠波数特性で光合吸収し、その光の吸収損
に応じたｐＨの変化を発生させるので、人間の視感度に
相当する感度周波数特性ヲ不する光センサが構成できる
のであるっ水素イオン感応センサ（２）の出力は増幅器
（７）で増幅され、記録器（８）で記録されるっ第３図
は第１図の装置において光源（６）の光をオン、オフし
たときの水素イオン濃度変化の過渡応答を示す図で、ｐ
ｕの変化幅は約０．５ｐｔｌである。第４図は光強度に
対するｐＨの変化幅を示す図でＯ〜１０ ｌｕｘの範
凹でｐｕの変化幅は光強度の対数と線形な関係があるこ
とが認められた。
すなわち、第１図に示す光センサは、人間の視感度と同
様な感度周波数特性を有し、かつ良好な精度で光の強さ
を測定できることがわかる。
様な感度周波数特性を有し、かつ良好な精度で光の強さ
を測定できることがわかる。
なお、上記実施例ではバクテリオロドプシンを固定化し
た膜と、水素イオン感応センサの組合せを示したが、バ
クテリオロドプシンでなく、好塩菌をそのまま装着して
もよい。また吸収波長が異なる視物質を用いれば、その
視物質に特徴的な感度周波数特性を有する光センサ全得
ることができる。
た膜と、水素イオン感応センサの組合せを示したが、バ
クテリオロドプシンでなく、好塩菌をそのまま装着して
もよい。また吸収波長が異なる視物質を用いれば、その
視物質に特徴的な感度周波数特性を有する光センサ全得
ることができる。
以上のようにこの発明によれ（ば、バクテリオロドプシ
ン全固定化し、この固定化膜と水素イオン感応センサを
糾合せて光センサを構成したので、人間の視感度と同４
］テな感度周波数特性を持ち、かつ光ｒｙｈ ｕ３ニの
変化に対する応答性に優れた光センサをイ！！ることが
で会るっ
ン全固定化し、この固定化膜と水素イオン感応センサを
糾合せて光センサを構成したので、人間の視感度と同４
］テな感度周波数特性を持ち、かつ光ｒｙｈ ｕ３ニの
変化に対する応答性に優れた光センサをイ！！ることが
で会るっ
４１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はバクテリオロドプシンの吸収特性と人間の視感度と全
比較した特性図、第３図は第１図の装（１＜（の過渡応
答を示す図、第４図は４１図の装置の感ｆリー特性を示
す図である。 （２）・−水素イオン感応センサ、（３）・・・バクテ
リオドブシン固定膜。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 □ バクテリオロトプシン ーーーーー視感度 第３図 Ｏ］ ２ ３ 時間（ｒｎｉｎ） 第４図 ７［：甥度 手続補正書（自発） ；３ 補止をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代１刊区丸の内二丁目２番３閃
−名 称 （６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 １代月１人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号第
２図 波長 □バクテリオロドブノン 一一一一一視感度
はバクテリオロドプシンの吸収特性と人間の視感度と全
比較した特性図、第３図は第１図の装（１＜（の過渡応
答を示す図、第４図は４１図の装置の感ｆリー特性を示
す図である。 （２）・−水素イオン感応センサ、（３）・・・バクテ
リオドブシン固定膜。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 □ バクテリオロトプシン ーーーーー視感度 第３図 Ｏ］ ２ ３ 時間（ｒｎｉｎ） 第４図 ７［：甥度 手続補正書（自発） ；３ 補止をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代１刊区丸の内二丁目２番３閃
−名 称 （６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 １代月１人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号第
２図 波長 □バクテリオロドブノン 一一一一一視感度
Claims (1)
- （１）光を吸収し、吸収した光の強さに応じて水素イオ
ン濃度の変化を発生する視物質と、この視物Ｊｒの発生
した上記水素イオン濃度の変化を電気信号に変換する水
素イオン感応センサとを備えた光センサっ １２）″ｆＭ、物質としてロドプシンを用いること全特
徴とする特許１ｉｒｌ求の範囲第１項記載の光センサ。 （３＋ ＋ｎ物質として用いるロドプシンは好塩菌から
抽出したバクテリオロドプシンであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の光センサっ（４）視物質と
してバクテリオロドプシンを含む好塩菌の、ｌ＋ＩＩＩ
胞膜を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光センサっ ＋５１視物質全水累イオン感応センサのイオン感応部に
固定膜として袋層したことを特徴とする特許６１°１求
のｉｔ＋＋」、囲第１項記載の光センサっ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074313A JPS59197849A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074313A JPS59197849A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 光センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197849A true JPS59197849A (ja) | 1984-11-09 |
Family
ID=13543503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58074313A Pending JPS59197849A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197849A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63231337A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Canon Inc | 記録媒体及びそれを用いた画像形成方法 |
| US5107104A (en) * | 1989-10-18 | 1992-04-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Photoelectric transducer having photosensitive chromoprotein film, i.e. bacteriorhodopsin |
| WO1994002963A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-02-03 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. | Anordnung für bioelektrische anwendungen |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP58074313A patent/JPS59197849A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63231337A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Canon Inc | 記録媒体及びそれを用いた画像形成方法 |
| US5107104A (en) * | 1989-10-18 | 1992-04-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Photoelectric transducer having photosensitive chromoprotein film, i.e. bacteriorhodopsin |
| WO1994002963A1 (de) * | 1992-07-23 | 1994-02-03 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. | Anordnung für bioelektrische anwendungen |
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