JPS62245143A - 反射濃度測定ヘツド - Google Patents

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】 （発明の分野） 本発明は、資料を収容してなる化学分析スライドの測定
面に照射光を照射し、該測定面から反射された反射光を
光センサで受光して該測定面の反射濃度の測定を行なう
反射濃度測定ヘッドに関し、特に詳細には、バンドルフ
ァイバーを介して光源に接続された、移動可能な反射濃
度測定ヘッドに関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 近年、例えば血液や味等の試料液の小滴を点着供給する
だけで該試料液中に含まれている特定の化学成分または
有形成分を定」分析することのできるドライタイプの化
学分析スライドが開発され（特公昭５３−２１６７７＠
、特開昭５５−１６４３５６８等）、実用化されている
。

このような化学分析スライドを用いる試料液中の化学成
分等の分析は、試料液を化学分析スライドに点着供給し
た後、これをインキュベータ（恒温１）内で所定時間恒
温保持（インキュベーション）して呈色反応（色素生成
反応）ざぜ、その呈色光学濃度を光学的に測定し、即ち
、試料液中の被測定成分と化学分析スライドの試薬層に
含まれる試薬との組み合わせにより予め選定された波長
を含む測定用照射光をこの化学分析スライドに照射して
その反射光学濃度を測定し、これにより主として比色法
の原理により被測定物質の含有量を定量分析することに
より行なわれる。

上記反射光学ｍ度の測定は反射ＩＩ度測測定装置より行
なわれる。かかる反射濃度測定装置は、上記化学分析ス
ライドを収納可能なインキュベータ、およびこのインキ
ュベータ内の化学分析スライドの測定面に対向する位置
に配されることの可能な反射濃度測定ヘッドからなり、
装置内の上記インキュベータに化学分析スライドを収納
してインキュベーションを行なった後、上記測定面に対
向して測定ヘッドを配し、この測定ヘッドにより、化学
分析スライドの測定面に、測定ヘッド内の照射用レンズ
を通過した測定用の照射光を照射し、該測定面から反射
された反射光を測定ヘッド内の光センサで受光すること
により該測定面の反射濃度の測定か行なわれる。

この場合、特に医療機関、研究所等における分析では、
数多くの試料の分析を行なう必要がおり、この分析を連
続的に行なえるようにするのが望ましい。このようなこ
とから、上記化学分析スライドを複数個用いて連続的に
試料の分析を行なえるようにした化学分析装置が種々提
案されている。

上記のような連続的な分析を行なうことのできる化学分
析装置は、複数の化学分析スライドと反射濃度測定用ヘ
ッドの少なくとも一方を、測定用ヘッドが全てのスライ
ドに対向することが可能なように移動させることにより
実現される。この場合移動を行なう部材はできるだけ小
型かつ軽量であることが望ましいので、保持面上に載置
された複数のスライドに対して、光源に光ファイバーを
介して接続されてなる、光源を内蔵しない軽量小型の測
定ヘッドが移動するような装置が実現されれば極めて好
都合でおる。しかしながら、上記のように光ファイバー
に測定ヘッドを接続することは、正確な分析を行なう上
で以下に述べるような問題がある。

すなわち、光源から射出した光を十分に測定ヘッドに伝
えるためには比較的太い径の光ファイバーを用いること
が必要であるが、単一の太い径の光ファイバーは曲げに
よる光伝達の損失が大きいので、反射濃度測定装置に用
いられるには不適当であるという問題がある。これに対
して比較的細い径の光ファイバーを束ねて全体として大
径のファイバーとされたバンドルファイバーは、曲げに
よる光の伝達の損失が小さいという利点を有する。

しかしなから、上記バンドルファイバーはその射出端に
おいて、細い径の複数の光ファイバーからそれぞれ照射
光が射出されるので、そのままの状態で照射光を測定面
に照射すると、測定面において光の分布にムラが生じる
という不都合がある。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、光源にバンドルファイバーを介して接続されてなる
反射濃度測定ヘッドにおいて、測定面における光の分布
をムラのない滑らかな分布にして、複数の化学分析スラ
イドの測定を連続的かつ正確に行なうことのできる反射
濃度測定ヘッドを提供することを目的とするものである
。

〈発明の構成） 本発明の反射濃度測定ヘッドは、バンドルファイバーの
射出端面に接＠され、内部に保持した照射用レンズを通
過した照射光を化学分析スライドの測定面に照射し、該
測定面から反射された反射光を光センサで受光するもの
であり、前記照射用レンズが、前記バンドルファイバー
の射出端面から該照射用レンズまでの距離が自身の焦点
距離よりも短くなる位置に配され、前記照射用レンズの
、化学分析スライドの測定面側近傍に第１のアパーチャ
が設けられ、該第１のアパーチャと、前記測定面が配置
される位置との間に第２のアパーチャが設けられたこと
を特徴とするものである。

すなわち、本発明の測定ヘッドにおいては、バンドルフ
ァイバーの射出端面から照射用レンズまでの距離が、照
射用レンズの焦点距離よりも短くなっているので、照射
用レンズから射出される照射光は発散光となる。従って
測定面において、バンドルファイバーを構成する小径の
光ファイバーに対応する光の分布ムラはほとんど生じな
くなる。

また、上記のように照射用レンズから射出される照射光
が発散光となると、この照射光が不特定な部分に当たっ
て散乱光となる、いわゆるフレアが生じ易くなる。そこ
で、本発明の測定ヘッドには上述のように少なくとも２
つのアパーチャか設けられており、これらのアパーチャ
により照射光の光束を規制するとともに、散乱光が所定
の照射光の光路内に戻ることを防止してフレアを低減さ
せるようになっている。

（実施態様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様について説明す
る。

第１図は本発明の一実施態様による反射濃度測定ヘッド
を備えた反−銅濃度測定装置の概要を示す概略側面図で
ある。

図示の装置は、試料液を収容してなる化学分析スライ１
−１を一例として４枚、同一平面上に収納可能なインキ
１ベータ２、このインキュベータ２の外方の所定位置に
固定され、前記化学分析スライド１の測定面１ａの反射
潤度測定に適した照射光を発する、ハロゲンランプ等の
光源３を備えてなり、この光源３に、バンドルファイバ
ー４を介してａ　！）ｔ　漠唄測定ヘッド１０か接続さ
れている。この測定ヘッド１０は、バンドルファイバー
４により伝えられた照射光を内蔵する照射用レンズ１１
を通過させて化学分析スライド１の測定面１ａに入射さ
せるとともに、この測定面１ａにより反射せられた反射
光をシリコンフォトダイオード等の光センサ１２により
受光する。図中５は光源３から発せられた照射光を効率
よくバンドルファイバー４に入射ざぜるだめの集光レン
ズである。

上記装置において、測定ヘッド１０は、インキ１ベータ
２内に収納された任意の化学分析スライド１に対向する
位置をとり得るように前記バンドルファイバー４を変形
させながら移動可能なものとなっており、測定ヘッド１
０は図中実線で示す位置から図中破線で示す位置の間を
矢印Ａで示す範囲に亘って移動する。また前記バンドル
ファイバー４は複数の比較的小径の光ファイバーが束ね
られてなるものであるので、大径の単一の光ファイバー
に比べ、曲げによる光伝達の損失を最小限に抑えること
ができるものである。

ところで、上記のように測定ヘッド１０はバンドルファ
イバー４に接続されているので、測定ヘッド１０内の前
記照射用レンズ１１が照射光を平行光等にするものであ
ると、第２図に示すようにバンドルファイバー４の射出
端面４ａから発せられた照射光は、化学分析スライド１
の測定面１ａ上において、バンドルファイバー４を構成
する小径の光ファイバーに対応する、光の分布ムラの生
じたものとなってしまう。そこで本実施態様の測定ヘッ
ド１０は、バンドルファイバーの射出端面４ａの位置を
調整することにより上記のような分布ムラを解消するよ
うになっている。

すなわち第３図の断面図に示すようにバンドルファイバ
ー４の射出端面４ａから照射用レンズ１１までの距離Ｂ
は、照射用レンズ１１の焦点距離よりも小さいものとな
っている。９Ａ出端面４ａと照射用レンズ１１との距離
が上記のように設定されていることにより、照射用レン
ズ１１を通過して射出される照射光は発散光となる。従
ってバンドルファイバー４を構成する小径の光ファイバ
ーに対応する各光束は互いに重なり合い、測定面１ａ上
において光の分布ムラはほとんど生じなくなる。

ところで上記のように照射光の分布ムラを解消するため
に照射光を発散光にすると、この発散した照射光が測定
ヘッド１０内の不特定部分により反射されて散乱するフ
レアが生じ易くなり、濃噴測定のｍ度が低下するという
問題がある。このようなフレアの問題を解消するために
、上記測定ヘッド１０には、ざらに、−例として３枚の
アパーチャが設けられている。すなわち、照射用レンズ
１１の光射出面１１ｂ側に第１のアパーチャ１３が、こ
の第１のアパーチャ１３と前記測定面１ａの配置位置の
間である前記光センサ１２近傍部分に第２のアパーチャ
１４が、ざらに第１のアパーチャ１３と第２のアパ−チ
ャ１４の間に第３のアパーチャ１５がそれぞれ形成され
ている。照９＝ｌ用レンズ１１は、前記第１のアパーチ
ャ１３により有効なレンズ径を規定され、レンズ径を規
定された照射用レンズ１１から射出される照射光は第３
の７パーチヤ１５および第２のアパーチャ１４によりビ
ーム径を調整されて所望のビーム径を有する光束となっ
て、測定面１ａと対向可能に設けられた透明なガラス板
１ｂを通過して測定面１ａに入射する。このようにビー
ム径を規定すれば、照射光はフレアの生じ難い光束へと
調整され、また生じたフレアは各アパーチャによりカッ
トされ、第２のアパーチャ１４から射出されるのは所望
のビーム径を有するムラのない滑らかな分布の光ビーム
となる。

また、第２のアパーチャ１４を通過した照射光の中に、
前記ガラス板１ｂ等により反射されて散乱光となる成分
がわずかに含まれていても、この散乱光は、照射用レン
ズ１１に向かって進み、ざらに照射用レンズ等により反
射されて測定面１ａに戻る間に第１〜第３の７パーチヤ
によりその多くがカットされるので、スライド１の反射
濃度測定に悪影響を及ぼすことがほとんどない。このよ
うに測定ヘッドの形状ヤ光センサの位置に応じて複数の
アパーチャを設け、これらのアパーチャにより照射光の
ビーム径を調整すればフレアのない良好な濃度測定か実
現されるＣなお、上記実＃Ａ態様においては黒用用レン
ズとして両面が凸のレンズを用いているが、照射用レン
ズを入射面１１ａが平坦な平凸レンズとすればフレア防
止効果を一１高めることができる。すなわち、上述のよ
うにガラス板１ｂにより反射された散乱光の一部は照射
用レンズ１１に達してその入射面１１ａ上で反射される
が、その際に入射面１１ａが凸面（散乱光に対しては凹
面）であると、入射面１１ａに反射された散乱光は照射
用レンズ１１の光軸方向に向かって反射され、再び各ア
パーチャを通過して測定面１ａ方向に射出し易くなる。

これに対して入射面１１ａを平坦にしておけば、入射面
１１ａで反射された散乱光が照射用レンズ１１の光軸方
向に向かい易くなるということはなくなるので、光路上
の各アパーチャによりカットされ、反射１度測定への影
響が低減する。

なお、前記第２の７パーチヤ１４は測定ヘッド１０の構
造により、第１のアパーチャ１３と測定面１ａの間の、
フレア防止に効果のある任意の位置に配されればよいが
、光センサ１２にできるだけ近接して配されているのが
光センサ１２に所定の照射光の反射光のみを入射させる
上で好ましい。また第３のアパーチャ１５は第１のアパ
ーチャ１３および第２のアパーチャ１４のみにより十分
なフレア防止効果が達成される場合には必ずしも設けら
れていなくてもよいユざらにアパーチャは必要に応じて
４つ以上設けてもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の反射ｍ度測定ヘッ
ド（よれば、照射用レンズから射出される照射光を弁数
光にするとともに、この照射用レンズと測定面の間に少
なくとも２枚のアパーチャを設置ブたことにより、測定
ヘッドがバンドルファイバーに接続されていることによ
る分布ムラをフレアを増大させることなく解消すること
ができる従って本発明の反射濃度測定ヘッドによれば、
バンドルファイバーを変位させつつヘッドを移動させて
複数の化学分析スライドに対する測定Ｓ一連続的に行な
い、かつ高い測定精度を保つことができ乞

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による反射濃度測定ヘッド
を備えた反射濃度測定装置の概要を示す概略側面図、 第２図はバンドルファイバーから射出される照射光の分
布ムラを説明するための概略図、第３図は上記実施態様
による反射濃度測定ヘッドを示す断面図である。 １・・・化学分析スライド　　１ａ・・・測　定　而３
・・・光　　　源　　　　５・・・バンドルファイバー
１０・・・反射濃度測定ヘッド　１１・・・照射用レン
ズ１２・・・光センサ　　　　　　１３・・・第１のア
パーチャ１４・・・第２のアバーチャ （自発）手続？甫正書 特許庁豫官　殿　　　　　　　　　　　昭和６１年７月
１４日特願昭６１−８７７１０号 ２、発明の名称 反射濃度測定ヘッド ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 性　所　　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　
　　　富士写真フィルム株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付　　　な　　し ６、補正により増加する発明の数　　　な　　し７、補
正の対象 明１１１ｍの「発明の詳細な説明」の欄および図面８、
補正の内容 １）明細間第９頁第１６〜１８行 「を調整することにより上記のような分布ムラを解消す
るようになっている。」を「が上記のような分布ムラを
解消するように配置されている。」と訂正する。 ２）同第１１頁第６行 「を調整されて」を「が決定されて」と訂正する。 ３）同第１２頁第１６〜１７行 ［１１定面１ａ方向に射出し易くなる。」を［ガラス板
１ｂで反射し、光センサに入射し易くなる。」と訂正す
る。 ４）同第１２頁第２０行〜第１３頁第１行［光路上の各
アパーチャによりカットされ、」を「ガラス板１ｂで反
射し、光センサに入射することはなくなり、」と訂正す
る。 ５）図面中筒３図を添付の通り補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 照射用の光を伝達する、複数の光ファイバーが束ねられ
   てなるバンドルファイバーの射出端面に接続されてなり
   、被測定物を収容してなる化学分析スライドの測定面に
   前記射出端から射出され、照射用レンズを通過した前記
   光を照射し、該測定面から反射された反射光を光センサ
   で受光して該測定面の反射濃度の測定を行なう反射濃度
   測定ヘッドにおいて、 前記照射用レンズが、前記バンドルファイバーの射出端
   面から該照射用レンズまでの距離が自身の焦点距離より
   も短くなる位置に配され、前記照射用レンズの、前記測
   定面側近傍に第１のアパーチャが設けられ、該第１のア
   パーチャと、前記測定面が配置される位置との間に第２
   のアパーチャが設けられたことを特徴とする反射濃度測
   定ヘッド。