JPH02147938A - 濃度測定用光源装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は濃度測定装置において用いられ、被測定面に光
を照射する濃度測定用光源装置に関し、特に詳細には、
１つの光源から発せられた光を複数の光ファイバーによ
り導き、複数の被測定面を照射する濃度測定用光源装置
に関するものである。

（従来の技術） 被検査液の中の特定の化学成分を定性的もしくは定量的
に分析することは様々な産業分野において一般的に行な
われている操作である。特に血液や尿等、生物体液中の
化学成分または有形成分を定量分析することは臨床生化
学分野において極めて重要である。

近年、被検査液の小滴を点着供給するだけでこの被検査
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
量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号、特開昭５５
−１８４３５Ｂ号等）実用化されている。これらの化学
分析スライドを用いると従来の湿式分析法に比して簡単
且つ迅速に被検査液の分析を行なうことができるため、
その使用は特に数多くの被検査液を分析する必要のある
医療機関、研究所等において好ましいものである。

このような化学分析スライドを用いて被検査液中の化学
成分等の分析を行なうには、被検査液を化学分析スライ
ドに計量点着させた後、これをインキュベータ（恒温機
）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）させ、次いで被検査液中の成分
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ｙ　４−
　ｑ３定するもので、これにより、上記化学成分等の定
量的な分析を行なう。さらに上記スライドのかわりに試
薬を含有させた長尺テープ状のテストフィルムを収容し
ておき、このテストフィルムを順次引き出して順に点着
、インキュベーション、測定を行なう装置も提案されて
いる（たとえば米国特許明細書３．５２Ｇ、４８０　）
。

上述した生化学分析装置において、上記化学分析スライ
ドや長尺テストフィルムといった被検査体の濃度の測定
は、濃度測定装置により行なわれ、かかる濃度測定装置
においては、上記化学分析スライド、テストフィルム等
の被測定面に対して濃度測定用の光を照射するために濃
度測定用光源装置が用いられる。上記光源装置としては
、光源と、光源から発せられる光を被測定面まで伝える
光ファイバーとからなるものが知られている。このよう
に光ファイバーを用いて光の照射を行なうと、光源や被
測定面を任意の場所に配することができ、装置の設計の
自由度が高まるといった利点がある。

また、１つの光源に対して複数の光ファイバーの入射端
面を近接させれば、これらの光ファイバーの射出端面を
複数の被測定面に対して近接させることにより上記複数
の被測定面に対する光の照射を同時に行なうことができ
る。

ところで上記光源装置の光源は、通常キセノンフラッシ
ュランプ、タングステンランプといった比較的広い波長
領域に亘る光を発するものが用いられている。これに対
して測定に有効な波長は、被検査物の測定が行なわれる
成分によって異なったものとなる。すなわち、ある測定
成分の濃度が変化した場合に上記被測定面からの反射光
等の光量が最も顕著に変化する波長の光は測定成分毎に
異なっている。例えばグルコースの測定に対しては５１
０ｎｍ前後の光が最も有効である。従って光源装置が被
測定面に上記特定波長の光のみを選択的に照射すれば、
測定成分の濃度を最も効果的に測定することができる。

被測定面に特定の波長の光のみを選択的に照射するため
には、照射される光の光路上に干渉フィルター等上記特
定の波長の光のみを選択的に通過させる光学フィルター
を配することが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） ところで上述した複数の光ファイバーを備えた光源装置
においては、各光ファイバーにょる各光照射位置くチャ
ンネル）において任意の測定成分（項目）の測定を行な
えるようにしたいという要請がある。各チャンネルにお
いてＩＩＦＪ定項目を変える際には、光の光路上に設け
られる上述した光学フィルターを、測定を行ないたい項
目に適した波長の光のみを透過させるものにその都度変
える必要がある。しかしながら、光源から発せられる光
は波長毎に光量が異なっており、使用される光学フィル
ターの種類を変えると、該フィルターを透過して被測定
面に入射する光の光量が変動してしまう。−船釣には上
記光量の変動を相殺して濃度測定を安定して行なうため
には、光量の変動に対応して、反射光を検出して得られ
る信号を増幅する際の増幅率を予め変えておくことが考
えられるが、この場合にはチャンネル毎に増幅率が決め
られてしまうため、各チャンネルにおいて適宜光の波長
を変えて任意の項目を測定したいという要請には応じら
れなくなる。また比較的光量の少ない波長の光を用いる
先ファイバーを他の光ファイバーよりも光源の比較的発
光量の多い中央部寄りに配するといったことも考えられ
るが、この場合には各チャンネルにおいて使用できる波
長が決められてしまう。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、複数
の光ファイバーを用いて複数の被測定面に光を照射する
光源装置において、各チャンネルにおいて任意の項目を
精度よく測定することを可能にする濃度測定用光源装置
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段および作用）本発明の濃度
測定用光源装置は、上述した光源と複数の光ファイバー
とからなる光源装置でありで、各光ファイバーが、ファ
イバー接続部により接続された第１のファイバー部と第
２のファイバー部とからなり、前記ファイバー接続部が
、特定の波長の光のみを選択的に透過させる光学フィル
ターを第１のファイバー部と第２のファイバー部の間に
出入れ可能に収容するとともに、該ファイバー接続部が
、前記光の通過を制限して前記光学フィルターが透過さ
せる光の波長にかかわらず該ファイバー接続部を通過す
る前記光の光量を略−定とする光量調節手段を少なくと
も前記光学フィルター挿入時に具備していることを特徴
とするものである。

このように光量の調節を上記ファイバー接続部において
光ｊｌＸ１節手段により行なうようにすれば、被測定面
に照射される光の光量はその波長にかかわらず、常に略
一定となるので、反射光検出手段側は各チャンネルとも
信号の増幅率を一定にしておくことができ、各チャンネ
ルにおいて任意の項目を測定することができる。具体的
には、上記光量調節手段は光の通過を制限して光量調節
を行なうので、各光ファイバーから発せられる光の光量
は最も光量の少ない波長の光に合わせられる。従って検
出手段側の増幅率は上記最も光量の少ない波長の光にあ
わせて設定しておけばよい。なお、光量調節手段として
は、上記のように光量制限を行なえるものであれば、任
意の手段を用いることができ、例えば開口の大きさによ
り透過光量を調節する遮光リングや、ＮＤフィルター等
が好適に用いられる。またこれらの光ｆｆｌＸｌｌ節手
段は、前述した波長選択性を有する光学フィルターと一
体であっても別体であってもよい。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例による光源装置を備えた濃度
測定装置の概略図である。

図示の濃度測定装置は、前述したように試料液を収容し
、恒温保持された化学分析スライド等の複数の被測定面
６にそれぞれ光２を照射し、被測定面６上での光２の反
射光２ａを光検出器７により検出するものであり、本光
源装置は、光源であるキセノンフラッシュランプ１と、
該ランプから発せられた光をそれぞれ前記複数の被測定
面６に伝える、該被測定面と同数の光ファイバー５から
なヮている。上記キセノンフラッシュランプ１から発せ
られた光２は、コンデンサレンズ３を介して、上記複数
の光ファイバー５がその入射端面５ａを同一平面上に揃
えて一体的に束ねられているファイバー入射部４に効率
よく入射せしめられる。各光ファイバー５は、その射出
端面５ｂがそれぞれ上記被測定面６に対向して配設され
、各光ファイバー５に上記入射端面５ａから入射した光
２はファイバー内を伝えられて射出端面５ｂから射出さ
れ、被測定面６を照射する。なお、各光ファイバー５の
射出端面５ｂ上に設けられているレンズ８は、光ファイ
バー５から拡がった状態で射出させる光２を被測定面６
上で所定のビーム径に集束させるものである。また、上
記光検出器７は各披＃１Ｐ１定面６に対応してそれぞれ
１つずつ設けられており、光２の照射により各被測定面
６から生じる反射光２ａはそれぞれ光検出器７により検
出された後、図示しない増幅器によって増幅される。

とζろで上記光源装置における光ファイバー５は、それ
ぞれファイバー接続部１０により接続された第１のファ
イバー部５Ａと第２のファイバー部５Ｂとからなってお
り、前記キセノンフラッシュランプから発せられた広い
波長領域に亘る光２は、第１のファイバー部５Ａにより
伝えられた後、上記ファイバー接続部ｌＯを経ることに
よって、各被測定面６における測定項目に対応した特定
の波長の光のみが第２のファイバー部５Ｂに伝えられる
ようになっている。以下、第２図を参照して上記ファイ
バー接続部１０の構造について説明する。

図示のファイバー接続部１０は、第１のファイバー部５
Ａの一端部を第１のファイバープラグ１１により保持し
、第２のファイバー部５Ｂの一端部を第２のファイバー
プラグ１２により保持するとともに、両プラグをプラグ
ホルダ１３に挿入させて保持することにより、両ファイ
バー部を接続するものである。上記第１のファイバープ
ラグ１１は、第１のファイバー部５Ａを保持する第１の
プラグ本体１１Ａと、第１のファイバー部５Ａの端面に
取り付けられ、第１のファイバー部５Ａから射出される
光を一旦平行光にするレンズＩＩＢからなり、第２のフ
ァイバープラグ１２は、第２のファイバー部５Ｂを保持
する第２のプラグ本体１２Ａと、第２のファイバー部５
Ｂの端面に取り付けられ、上記第１のファイバープラグ
から平行光として射出される光を第２のファイバー部５
Ｂに入射させるのに先立って集束させるレンズ１２Ｂか
らなっている。また上記プラグホルダ１３は、被測定面
６の測定項目に対応して予め選択された波長の光のみを
透過させる干渉フィルター２０を内部に着脱可能に収容
可能となっている。すなわち、該プラグホルダ１３は、
下方から第１のファイバープラグ１１を進入させる第１
のホルダ部１３Ａと、上方から第２のファイバープラグ
１２を進入させる第２のホルダ部１３Ｂとからなってお
り、第１のホルダ部１３Ａは上方に形成された凹部に上
記干渉フィルター２０を載置させるようになっている。

このようにファイバー接続部ｌＯ内に干渉フィルター２
０を配し、干渉フィルタを介して第１のファイバー部５
Ａと第２のファイバー部５Ｂの端面を対向させれば、第
１のファイバー部５Ａから射出された広い波長領域の光
は、所定の波長領域の光のみが干渉フィルタ２０を通過
して選択的に第２のファイバー部５Ｂに入射せしめられ
る。従って前述した被測定面６の濃度測定を行なう際に
、予め測定項目に応じた特性を存する干渉フィルタをフ
ァイバー接続部１０内に配設しておけば、光ファイバー
５の射出端面から射出される、所望の波長成分のみから
なる光を用いて所定の項目の測定を精度よく行なうこと
ができる。なお、ファイバー接続部１０内に干渉フィル
タ２０を配すると、第１のファイバー部５Ａの端面と第
２のファイバー部５Ｂの端面は必然的に離れてしまうの
で、必要な波長の光を良好に伝達するように、第１およ
び第２のファイバープラグ１１．１２には、上記のよう
にそれぞれレンズＩＩＢ、１２Ｂを取り付けておくこと
が望ましい。

ところで、前記キセノンフラッシュランプ１から発せら
れる光から干渉フィルター２０を経て取り出される光は
、波長によって光量が異なっている。

従って測定項目に応じて干渉フィルターを変換すると、
その都度光ファイバーの射出端面５ｂから射出される光
の光量が変動してしまうことが考えられる。そこで、上
記ファイバー接続部１０内には、波長に応じて前記干渉
フィルターを通過した光の一部を遮光して、第２のファ
イバー部５Ｂに入射する光の光量を常に略一定に保つ遮
光リングが装着可能となっている。すなわち、前記第２
のホルダ部１３Ｂの下端には上記遮光リング３０を収容
可能な凹部が形成されており、遮光リング３０はこの凹
部に収容されつつ前記第１のホルダ部１３Ａに下端面の
周辺部分を支持されてファイバー接続部１０内に保持さ
れる。遮光リング３０は、遮光性を有する材料により形
成されているとともに、中央部に所定の大きさの開口３
０ａを有しており、この開口３０ａの大きさによって第
２のファイバー部５Ｂに入射する光の光量を調整するよ
うになっている。この間口３０ａの大きさは、干渉フィ
ルター２０の特性に応じて決められており、干渉フィル
ター２０が交換される際には、この遮光リング３０も開
口３０ａの大きさの異なる他のリングに交換される。す
なわち、比較的光量の多い波長の光を透過させる干渉フ
ィルターが用いられる場合には、比較的小さい開口を有
する遮光リングが用いられ、反対に比較的光量の少ない
波長の光を透過させる干渉フィルターが用いられる場合
には、比較的大きい開口を有する遮光リングが用いられ
る。また最も光量の少ない波長の光を用いて濃度測定を
行なう場合には遮光リング３０は装着されない。また、
上述した各遮光リングは、いずれも開口を通過する光の
光量が上記量も光量の少ない波長の光と同等になるよう
に選択されて用いられる。本実施例におけるファイバー
接続部ＩＯは、図示のように第１のホルダ部１３Ａと第
２のホルダ部１３Ｂの周面がネジ切りされており、両ホ
ルダ部は互いに螺合されて一体化されているので、両ホ
ルダ部を回転させて螺合を解除すれば、干渉フィルター
２０および遮光リング３０の交換は容具に行なえる。

このようにファイバー接続部ｌＯ内において光量を調節
し、濃度測定に用いられる光の波長にかかわらず各光フ
ァイバーの射出端面５ｂから射出される光の光量を一定
にすれば、各光検出器７に接続される増幅器の増幅率を
すべて均一にすることができるので、各光照射位置にお
いて任意の項目の測定を行なうことができる。なお、上
述した遮光リングは、光の光路上において干渉フィルタ
ーの手前に配置されてもよい。また、遮光リングの種類
は干渉フィルターの種類によって決められるので、干渉
フィルターと遮光リングは一体化されていてもよい。ま
た、光の通過を制限する光量調節手段としては遮光リン
グ以外に種々の部材を用いることができる。例えばＮＤ
フィルターを遮光リングの代りに取り付けてもよいし、
第１のファイバー部と第２のファイバー部のファイバー
接続部内での距離を変化させて光量調節を行なってもよ
い。後者の場合には両ファイバー部を相対的に移動させ
゛るための手段が光量調節手段となる。さらに前述した
干渉フィルターは、色ガラス等、波長選択性を有する他
の光学フィルターに置き換えられてもよい。また光源と
しては、上述したキセノンフラッシュランプ以外のもの
を用いることもできる。また本光源装置は、被測定面を
透過する光を検出する濃度Δｐ＋定装置において用いる
こともできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の濃度測定装置によ
れば、各光ファイバーをファイバー接続部により接続さ
れた第１のファイバー部と第２のファイバー部とからな
るものとし、上記ファイバー接続部内に、所定の波長の
光のみを選択的に透過させる光学フィルターを着脱自在
に保持させるとともに、光量調節手段を設けたことによ
り、光量を一定に保ちつつ任意の波長の光を任意のチャ
ンネルにおいて照射させることができる。従って本光源
装置を用いれば、各チャンネルにおける検出信号の増幅
率をすべて均一にして、任意のチャンネルで任意の項目
の測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光源装置を用いた濃度
測定装置の概略図、 第２図はファイバー接続部の断面図である。 １・・・キセノンフラッシュランプ ２・・・光　　　　　　３・・・コンデンサレンズ５・
・・光ファイバー　５Ａ・・・第１のファイバー部５Ｂ
・・・第２のファイバー部 ５ａ・・・入射端面　　　５ｂ・・・射出端面６・・・
被測定面　　　１０・・・ファイバー接続部２０・・・
干渉フィルター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、複数の光ファイバーとからなり、前記複数の光
   ファイバーの各入射端面を前記光源に近接させて該光源
   から発せられる光を前記複数の光ファイバーに入射させ
   るとともに、前記複数の光ファイバーの各射出端面を別
   々の被測定面にそれぞれ近接させて、該被測定面の濃度
   を測定するために該被測定面にそれぞれ前記光を照射す
   る濃度測定用光源装置において、 前記各光ファイバーが、ファイバー接続部により接続さ
   れた第１のファイバー部と第２のファイバー部とからな
   り、前記ファイバー接続部が、特定の波長の光のみを選
   択的に透過させる光学フィルターを第１のファイバー部
   と第２のファイバー部の間に出入れ可能に収容するとと
   もに、該ファイバー接続部が、前記光の通過を制限して
   、前記光学フィルターが透過させる光の波長にかかわら
   ず該ファイバー接続部を通過する前記光の光量を略一定
   とする光量調節手段を少なくとも前記光学フィルター挿
   入時に具備していることを特徴とする濃度測定用光源装
   置。