JPS5930203B2 - 光センサ - Google Patents
光センサInfo
- Publication number
- JPS5930203B2 JPS5930203B2 JP12728678A JP12728678A JPS5930203B2 JP S5930203 B2 JPS5930203 B2 JP S5930203B2 JP 12728678 A JP12728678 A JP 12728678A JP 12728678 A JP12728678 A JP 12728678A JP S5930203 B2 JPS5930203 B2 JP S5930203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod lens
- optical
- light
- convergent rod
- convergent
- 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.)
- Expired
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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
- G01N21/8507—Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光センサに係り、特に自動化学分析装置の比
色測定に用いられる光センサに関する。
色測定に用いられる光センサに関する。
自動化学分析装置においては、恒温液槽に浸漬された多
数の反応容器内に収容されている試料中に吸引チューブ
を浸漬し、試料を順次吸引してフローセルに導き、試料
がフローセル内にある間に光を透過せしめて比色測定を
行なう方法が一般的であつた。しかしながら、この方法
では試料を反応容器からフローセルに移して測定を行な
うために、フローセル内での試料の温度を所定の値に保
つことが難しいこと、また測定毎にフローセル内部の洗
浄を行なう必要があるなどの種々の問題点があつた。こ
のため、フローセルを用いないで、試料を反応容器内に
収容したまま比色測定を行なう直接測定方法が考えられ
ている。この場合、測定部の少なくとも一部分は反応容
器内の試料に浸漬させる必要があるので、できるだけ小
型化されたものが望まれている。この発明は、上記事情
に鑑みて為されたものであり、その目的は上記のような
直接測定に適した小型化された光センサを提供するにあ
る。
数の反応容器内に収容されている試料中に吸引チューブ
を浸漬し、試料を順次吸引してフローセルに導き、試料
がフローセル内にある間に光を透過せしめて比色測定を
行なう方法が一般的であつた。しかしながら、この方法
では試料を反応容器からフローセルに移して測定を行な
うために、フローセル内での試料の温度を所定の値に保
つことが難しいこと、また測定毎にフローセル内部の洗
浄を行なう必要があるなどの種々の問題点があつた。こ
のため、フローセルを用いないで、試料を反応容器内に
収容したまま比色測定を行なう直接測定方法が考えられ
ている。この場合、測定部の少なくとも一部分は反応容
器内の試料に浸漬させる必要があるので、できるだけ小
型化されたものが望まれている。この発明は、上記事情
に鑑みて為されたものであり、その目的は上記のような
直接測定に適した小型化された光センサを提供するにあ
る。
この発明の一実施例を第１図に示す。
１が光センサ本体であり、この部分が測定すべき試料中
に浸漬される。
に浸漬される。
測定の際は、この本体１を試料（図示せず）中に浸漬し
た状態で光源２からの光をレンズ３、光ファイバー４を
介して本体１に供給する。この光は本体１の空隙部５に
おいて試料中を透過した後光ファイバー６を介して光検
知器Ｔに達して受光される。第２図は本体１の断面図を
示す。
た状態で光源２からの光をレンズ３、光ファイバー４を
介して本体１に供給する。この光は本体１の空隙部５に
おいて試料中を透過した後光ファイバー６を介して光検
知器Ｔに達して受光される。第２図は本体１の断面図を
示す。
同図において符号１１、１２は同一中心軸上に一定距離
ｄだけ隔てて配置されたそれぞれ長さｉｌ、１２の収束
形ロッドレンズである。これらの収束形ロッドレンズ１
１、１２は支持用のステンレス線１３、１４によりー定
キヨリｄをおいて結合されている。収束形ロッドレンズ
１１の上部端面１１１にはこの端面の中心から適当な距
離だけずれ、かつ互いに中心に対して点対称な位置に光
フアイバ一４及び６の一端が配置される。また収束形ロ
ツドレンズの上部にはステンレスチユーブ１５が装着さ
れ、接着剤部１６によつて光フアイバ一４及び６の位置
を固定している。収束形ロツドレンズ１２の下端面には
光学的反射膜として用いられるアルミニウム蒸着膜１７
が形成されている。また収束形ロツドレンズ１１，１２
はテフロンチユーブ１８，１９によつて被覆されている
〇ここで収束形ロツドレンズは棒（ＲＯｄ）状のレンズ
であり、例えば第３図に波形２０で示すような屈折率が
中心で最も高く周辺部に行くにつれて半径の２乗に逆比
例して低下するものである。
ｄだけ隔てて配置されたそれぞれ長さｉｌ、１２の収束
形ロッドレンズである。これらの収束形ロッドレンズ１
１、１２は支持用のステンレス線１３、１４によりー定
キヨリｄをおいて結合されている。収束形ロッドレンズ
１１の上部端面１１１にはこの端面の中心から適当な距
離だけずれ、かつ互いに中心に対して点対称な位置に光
フアイバ一４及び６の一端が配置される。また収束形ロ
ツドレンズの上部にはステンレスチユーブ１５が装着さ
れ、接着剤部１６によつて光フアイバ一４及び６の位置
を固定している。収束形ロツドレンズ１２の下端面には
光学的反射膜として用いられるアルミニウム蒸着膜１７
が形成されている。また収束形ロツドレンズ１１，１２
はテフロンチユーブ１８，１９によつて被覆されている
〇ここで収束形ロツドレンズは棒（ＲＯｄ）状のレンズ
であり、例えば第３図に波形２０で示すような屈折率が
中心で最も高く周辺部に行くにつれて半径の２乗に逆比
例して低下するものである。
このため一端から供給された光は内部では破線２２で示
すように正弦波に伝ばんする。この正弦波の一周期長Ｐ
を光路ピツチと呼ぶ。したがつて収束形ロツドレンズの
長さｊを光路ピツチＰの半分（竪）の整数倍（？，Ｐ，
ＩＰ，・・・・・・）に選ぶことにより、端面Ａ上の光
点像は端面Ｂ上に結像する０ 、再び第２−を
参照すると、光フアイバ一４を介して端面１１１に入射
した光は、収束形ロツドレＰンズ１１の長さＩｊｌを上
述のようにΣ×ｎ（ｎは整数）としておくことにより端
面１１２上に結像する。
すように正弦波に伝ばんする。この正弦波の一周期長Ｐ
を光路ピツチと呼ぶ。したがつて収束形ロツドレンズの
長さｊを光路ピツチＰの半分（竪）の整数倍（？，Ｐ，
ＩＰ，・・・・・・）に選ぶことにより、端面Ａ上の光
点像は端面Ｂ上に結像する０ 、再び第２−を
参照すると、光フアイバ一４を介して端面１１１に入射
した光は、収束形ロツドレＰンズ１１の長さＩｊｌを上
述のようにΣ×ｎ（ｎは整数）としておくことにより端
面１１２上に結像する。
故に端面１１２からは光フアイバ一４から出力される場
合と同じように空隙部５（試料中）に光が放射される。
この光を収束形ロツドレンズ１２で受け、蒸着膜１７に
よつて反射し再び端面１１２に結像させる。 ゝこ
のようにして端面１１２から収束形ロツドレンズ１１に
再び入射した光は上述と同様にして端面１１１上に結像
され、これを光フアイバ一６を介して取り出す。
合と同じように空隙部５（試料中）に光が放射される。
この光を収束形ロツドレンズ１２で受け、蒸着膜１７に
よつて反射し再び端面１１２に結像させる。 ゝこ
のようにして端面１１２から収束形ロツドレンズ１１に
再び入射した光は上述と同様にして端面１１１上に結像
され、これを光フアイバ一６を介して取り出す。
このとき光が空隙部５を透過する間試料によつて減衰を
受けるので、光検出器７によつて光フアイバ一６から得
られる光の量を検知することにより試料の吸光度を知る
ことができる０ここで光フアイバ一４及び６の端部が端
面１１１の中心からずれた位置で互いに点対称の位置に
配置されている必要がある。
受けるので、光検出器７によつて光フアイバ一６から得
られる光の量を検知することにより試料の吸光度を知る
ことができる０ここで光フアイバ一４及び６の端部が端
面１１１の中心からずれた位置で互いに点対称の位置に
配置されている必要がある。
この理由を第４図を用いて説明する。いまレンズ３０を
用いて面３１上にある点ａの像を面３２上の点ｂに結像
させる〇更に面３２とレンズ３３のキヨリを適当に選べ
ば点ｂの像をレンズ３３を用いてレンズ３３に対して面
３２と線対称の面３４上の点ｃに結像させることができ
る。このときレンズ３３をその厚み方向に半分にしてそ
の切つた面に光学的反射膜を付けることによつて点ｂの
像は面３２上の点ｃ′に結像する。したがつて、この点
ｃ′の像はレンズ３０によつて面３１上の点ｄに結像す
る。このとき点ａと点ｄとは光軸に対して点対称の位置
にある。第４図においてレンズ３０を収束形ロツドレン
ズ１１で置換し、その長を１１を上述のように定ると、
収束形ロツドレンズ１１の端面１１，，１１２がそれぞ
れ面３１，３２に対応する。そこで光フアイバ一４によ
つて点ａに光を入射し、点ｄの光を光フアイバ一６によ
つて取り出せばよい。同様に収束形ロツドレンズ１２の
長さ１２は蒸着膜１９によつて反射された像が端面１１
２に結像するような長さに選ばれる。例えば、光路ピツ
チが３２１１１直径が２１１の収束形ロツドレンズを用
いて、間隔ｄ＝５１１としたときには１１１＝３２１１
！、１２＝２．９１！ｌである。以上のようにこの発明
によれば、小型かつ軽量なセンサを提供することができ
る。
用いて面３１上にある点ａの像を面３２上の点ｂに結像
させる〇更に面３２とレンズ３３のキヨリを適当に選べ
ば点ｂの像をレンズ３３を用いてレンズ３３に対して面
３２と線対称の面３４上の点ｃに結像させることができ
る。このときレンズ３３をその厚み方向に半分にしてそ
の切つた面に光学的反射膜を付けることによつて点ｂの
像は面３２上の点ｃ′に結像する。したがつて、この点
ｃ′の像はレンズ３０によつて面３１上の点ｄに結像す
る。このとき点ａと点ｄとは光軸に対して点対称の位置
にある。第４図においてレンズ３０を収束形ロツドレン
ズ１１で置換し、その長を１１を上述のように定ると、
収束形ロツドレンズ１１の端面１１，，１１２がそれぞ
れ面３１，３２に対応する。そこで光フアイバ一４によ
つて点ａに光を入射し、点ｄの光を光フアイバ一６によ
つて取り出せばよい。同様に収束形ロツドレンズ１２の
長さ１２は蒸着膜１９によつて反射された像が端面１１
２に結像するような長さに選ばれる。例えば、光路ピツ
チが３２１１１直径が２１１の収束形ロツドレンズを用
いて、間隔ｄ＝５１１としたときには１１１＝３２１１
！、１２＝２．９１！ｌである。以上のようにこの発明
によれば、小型かつ軽量なセンサを提供することができ
る。
またその洗浄や温度調節も簡単である。特に従来の直接
測定方法では試料中に照射される光の広がりが大きかつ
たために入射光の一部しか受光できなかつたのに対して
、この発明によれば光の利用効率が著しく改善されてほ
とんどの入射光を受光することがで＼きる０但し、収束
形ロツドレンズの収差によつて端面１１１上で光フアイ
バ一６が受光する実像が大きくなることがある。
測定方法では試料中に照射される光の広がりが大きかつ
たために入射光の一部しか受光できなかつたのに対して
、この発明によれば光の利用効率が著しく改善されてほ
とんどの入射光を受光することがで＼きる０但し、収束
形ロツドレンズの収差によつて端面１１１上で光フアイ
バ一６が受光する実像が大きくなることがある。
この場合には光フアイバ一６の直径を光フアイバ一４の
直径より大きくすることにより集光能率の低下を防げる
。なお、試料の分析を行なう場合には使用する光の波長
が特定されている場合がある。
直径より大きくすることにより集光能率の低下を防げる
。なお、試料の分析を行なう場合には使用する光の波長
が特定されている場合がある。
この場合、従来では光源２とレンズ３との間にフイルタ
一を挿入したり、光検出器７の前面にフイルタ一を挿入
する方法がとられていたが、この発明による光センサで
は、光学的反射膜としての蒸着膜１７を例えば誘電体多
層膜で形成することにより特定の波長の光のみを反射又
は透過させればよく、光学系の構成が簡単化される〇
一を挿入したり、光検出器７の前面にフイルタ一を挿入
する方法がとられていたが、この発明による光センサで
は、光学的反射膜としての蒸着膜１７を例えば誘電体多
層膜で形成することにより特定の波長の光のみを反射又
は透過させればよく、光学系の構成が簡単化される〇
第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は光セン
サ本体の断面図を示す図、第３図及び第４図はこの発明
の一実施例を説明するための図である。 １・・・・・・光センサ本体、４，６・・・・・・光フ
アイバ一、１１，１２・・・・・・収束形ロツドレンズ
、１７・・・・・・アルミニウム蒸着膜。
サ本体の断面図を示す図、第３図及び第４図はこの発明
の一実施例を説明するための図である。 １・・・・・・光センサ本体、４，６・・・・・・光フ
アイバ一、１１，１２・・・・・・収束形ロツドレンズ
、１７・・・・・・アルミニウム蒸着膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の集束形ロッドレンズと、この第１の収束形ロ
ッドレンズの一端から一定距離だけ隔てて同一中心軸に
配置された第２の収束形ロッドレンズと、この第２の収
束形ロッドレンズの前記第１の収束形ロッドレンズに対
して反対側端面に設けられた光学的反射膜と、前記第１
の収束形ロッドレンズの他端面上の中心より離れた位置
に光を入射する第１の光ファイバーと、この第１の光フ
ァイバーの光入射位置に対して前記他端面上の中心より
点対称の位置に得られる光を検出するための第２の光フ
ァイバーとを備えたことを特徴とする光センサ。 ２ 前記光学的反射膜が特定の波長の光のみを反射又は
透過させるものであ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。 ３ 前記第１の収束形ロッドレンズの長さが（Ｐ／２）
×ｎ（Ｐは光路ピッチ長、ｎは整数）であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光センサ。 ４ 前記第２の収束形ロッドレンズの長さが前記第１の
収束形ロッドレンズとのキヨリの半分の位置に焦点を持
つような長さであ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12728678A JPS5930203B2 (ja) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | 光センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12728678A JPS5930203B2 (ja) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | 光センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5555227A JPS5555227A (en) | 1980-04-23 |
| JPS5930203B2 true JPS5930203B2 (ja) | 1984-07-25 |
Family
ID=14956206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12728678A Expired JPS5930203B2 (ja) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | 光センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930203B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436059Y2 (ja) * | 1985-04-19 | 1992-08-26 | ||
| US5311283A (en) * | 1991-09-05 | 1994-05-10 | The Dow Chemical Company | Fiber optic probe and method for detecting optically active materials |
-
1978
- 1978-10-18 JP JP12728678A patent/JPS5930203B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5555227A (en) | 1980-04-23 |
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