JPH0316057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は１個の光源により各チヤンネルの同一
検体に多数の種類の波長の光を順次照射出来るよ
うに成した化学分析装置に関する。

［従来の技術］ 化学分析装置の検体分析の為の光学系は、大き
く分けて前分光方式と後分光方式がある。前分光
方式は、光源と検体の収容されたセルの間に、波
長の異なつた数種類の干渉フイルタを有するフイ
ルタ板を配置し、該フイルタ板を回転させる事に
よつて、該検体に順次波長の異なつた光を照射
し、夫々の透過光の検出信号を処理して検体の各
波長光による分析を行なつている。又、後分光方
式は、光源とフイルタ板又はグレーテイングの間
にセルを置き、セルからの透過光をフイルタ板又
はグレーテイングによつて複数の波長に分光し、
各分光した透過光の検出信号を処理して検体の各
波長光による分析を行なつている。

所で、順次光照射位置に異つた検体（S₁₁，
S₁₂，S₁₃，S₁₄，……）を移動させ、各検体に対
し異なつた波長光（例えば、λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，…
…）を順次照射し分析する系を１チヤンネル方式
の化学分析装置と称するが、該１チヤンネル方式
では単位時間当りの分析処理検体数が少ないの
で、複数チヤンネル設けて、同時に各チヤンネル
の各検体に対し同一波長の光を照射すると共に、
順次この波長をλ₁，λ₂，λ₃，λ₄，……と切換えて
分析する多チヤンネル方式の化学分析装置があ
る。しかし、前記前分光方式においても後分光方
式においても各チヤンネルに１個の光源及びフイ
ルタ板等の光学系が必要となり、全体が複雑、大
型化してしまう。

そこで、この様な問題を解決する事を目的とし
た装置が考えられている。

第４図はその様な化学分析装置の要部である光
学系の概略図を示したものである。図中１はハロ
ゲンタングステンランプの如き光源、２はレン
ズ、３は入射スリツト、４は反射鏡、５は前記入
射スリツトを通過し前記反射鏡４によつて反射さ
れた前記光源１からの光を330nm〜850nmの波長
の光に分光するグレーテイングである。６は該グ
レーテイングによつて分光された光から、回転に
より340nm，410nm，505nm，540nm，570nm，
600nm，660nm，690nm，750nm，800nmの波長
の光を取り出す波長切換用円板スリツトである。
前記グレーテイングで分光された330nm〜850nm
の波長光が光軸に対し垂直な平面上で一直線方向
に分布するので、第５図に示す様に、該円板スリ
ツト６には回転中心Ｏから半径方向に順に
340nm，410nm，505nm，540nm，570nm，
600nm，660nm，690nm，750nm，800nmの波長
光取り出し用スリツトSL₁，SL₂，SL₃，SL₄，
SL₅，SL₆，SL₇，SL₈，SL₉，SL₁₀が開けられて
いる。但し、互いに隣接した波長光の影響が無い
様に、回転方向から、340nm，600nm，410nm，
660nm，505nm，690nm，510nm，750nm，
540nm，800nm様のスリツトの順になつており、
隣接する波長の取り出し用スリツトの間は出来る
だけ広く取つている。又、１検体の測定時間を
50msec、タイムラグを50ｍsecに走定すれば、円
板スリツト６が100ｍsecで１回転するようにし、
前記スリツトの全ては円板スリツト６のどちらか
半分の部分に開けられる。尚、回転中心Ｏからス
リツトSL₁の端部に至る半直線Ｕが円周と交差す
る位置に切欠きＫが設けられており、図示しない
がこの切欠きＫを光学的に検出し、該検出の直ぐ
後に取り出された光の波長が340nmである事を検
知している。７はライトガイドであり、該ライト
ガイドの一端側は、多数（例えば63本）の光フア
イバーを束ねたフアイバー体10本（L₁，L₂，L₃，
L₄，L₅，L₆，Ｌ，₇，L₈，L₉，L₁₀）から成り、各
フアイバー体は順に、前記グレーテイング５によ
る340nm，410nm，505nm，540nm，570nm，
600nm，660nm，690nm，750nm，800nmの波長
の各分光位置に対向して配置されている。前記ラ
イトガイド７の他端側は、前記各フアイバー体中
の光フアイバーを９本ずつ、合計90本を束ねる事
により７本（L₁′，L₂′，L₃′，L₄′，L₅′，L₆′，L₇
′）
のフアイバー体に分岐されている。この分岐数は
チヤンネル数に対応している。該各ライトガイド
のフアイバー体L₁′，L₂′，L₃′，L₄′，L₅′，L₆′，
L₇′の光出射位置には夫々１〜７チヤンネルのセ
ルが配置されている。該各チヤンネルには夫々多
数のセルが設けられており、一定時間毎に各セル
が前記光出射位置に移動され、ここで所定の時間
（分析時間に相当）停止するように成されている。
第４図では各ライトガイドのフアイバー体L₁′，
L₂′，L₃′，L₄′，L₅′，L₆′，L₇′の光出射位置には
夫々１チヤンネル〜７チヤンネルの最初のセル
S₁₁，S₂₁，S₃₁，S₄₁，S₅₁，S₆₁，S₇₁が配置されて
いる。尚、前記各フアイバー体から出射された光
は各セルに照射され、各セルを透過した光は検出
器（図示せず）に検出され、各セルに収容された
検体の濃度に応じた信号に変換される。而して、
光源１からの光はグレーテイング５によつて
300nm〜850nmの波長の光に分光される。円板ス
リツト６は100ｍsecで１回転しているので、50ｍ
secの間に、該円板スリツトは前記分光された光
の中から順次340nm，505nm，410nm，540nm，
660nm，570nm，690nm，600nm，750nm，
800nmの波長の光をライドガイド７のフアイバー
体L₁，L₃，L₂，L₄，L₆，L₅，L₈，L₉，L₁₀に順次
入射させる。従つて、該ライトガイドの出射側の
フアイバー体L₁′，L₂′，L₃′，L₄′，L₅′，L₆′，
L₇′の各々から順次340nm，505nm，410nm，
540nm，660nm，570nm，690nm，600nm，
750nm，800nmの波長の光が各チヤンネル夫々の
最初の光学的測定位置にあるセルS₁₁，S₂₁，S₃₁，
S₄₁，S₅₁，S₆₁，S₇₁に順次照射される。従つて、
各極短時間（例えば５ｍsec）毎にセルS₁₁，S₂₁，
S₃₁，S₄₁，S₅₁，S₆₁，S₇₁の各々から順次340nm，
505nm，410nm，540nm，660nm，570nm，
690nm，600nm，750nm，800nmの波長光照射に
よる光学的強度が得られる。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、この様な装置には次の様な問題
点がある。

それは、50ｍsecで10波長の光を得る為に100ｍ
secに１回波長切換用円板スリツト６を回転させ
ているが、この様に円板にスリツトを高速回転さ
せる為には、該円板スリツトを回転させているモ
ータの回転速度を脅威的に高速にしなければなら
ない。この速度は、例えば、モータとしてパルス
モータを使用した場合、１秒間に2000パルス以上
のパルスを固定子巻線に送る速度である。しか
し、短時間に、この様な速度にもつていく事が出
来るモータは無い。

又、該円板スリツトを完全な平面に加工するの
は困難で、その為に、該円板スリツトから所定の
波長と異なつた波長の光が得られてしまう事があ
る。即ち、得られる波長の精度が悪い。

更に、該円板スリツトをモータの軸を中心とし
て回転させているが、中心精度を出す事は極めて
困難である。その為、得られる波長の精度が悪
い。

更に又、円板を使用しているので、光学系が必
要以上に大きくなつてしまう。

本考案は、この様な問題を解決する事を目的と
したもので、光源からの光を多数の種類の波長光
に分光し、されらを取り出す機構を改良した新規
な化学分析装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本案のこの様な機構は、光源からの光を多数の
波長光に分光する手段、該分光数に応じた数の液
晶スリツトから成り、各スリツトを電気的に開閉
させる事により該多数の種類の波長光の各々を選
択的に取り出す為の機構から成る。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例として示した化学分
析装置の要部である光学系の概略図である。図
中、前記第４図にて示した光学系と同一番号及び
記号を付したものは同一構成要素を表わす。

図中１０は、第２図に示す様に、グレーテイン
グ５によつて一直線方向に分光された330nm〜
850nmの波長光の内、340nm，410nm，505nm，
540nm，570nm，600nm，660nm，690nm，
750nm，800nmの波長の分光位置に配置されたス
リツト状の液晶E₁，E₂，E₃，E₄，E₅，E₆，E₇，
E₈，E₉，E₁₀を内蔵した液晶スリツト体である。
各スリツト状液晶E₁，E₂，E₃，E₄，E₅，E₆，E₇，
E₈，E₉，E₁₀の両端にはスイツチS₁，S₂，S₃，
S₄，S₅，S₆，S₇，S₈，S₉，S₁₀を介して直流電圧
源V₁，V₂，V₃，V₄，V₅，V₆，V₇，V₈，V₉，
V₁₀が繋がつている。そして、この液晶スリツト
体１０は制御装置１１の指令により作動する。即
ち、該液晶スリツト体の各スリツト状液晶の状態
が該各液晶のスイツチのオン、オフの動作に従つ
て透明、不透明の状態に変化し、該変化により、
ライトガイド７のフアイバ体内に入射させる波長
光のスイツチングを行なう。詳説すれば、スイツ
チがオフに指令された液晶には電圧が印加されて
いないので、該液晶は分子配列が規則正しくなつ
ているので、透明の状態にあり、スイツチがオン
に指令された液晶には電圧が印加されるので、液
晶は分子配列が乱れる事によつて光を散乱し不透
明な状態になる。

該液晶スリツト体１０内のスリツト液晶の並び
に対応して、即ち、340nm，410nm，505nm，
540nm，570nm，600nm，660nm，690nm，
750nm，800nmの波長の分光位置に対向してライ
トガイド７のフアイバー体L₁，L₂，L₃，L₄，L₅，
L₆，L₇，L₈，L₉，L₁₀が順に配置されている。

斯くの如き装置において、光源１からの光はグ
レーテイング５によつて300nm〜850nmの波長の
光に分光される。この時、制御装置１１は、第３
図に示す様に、液晶スリツト体１０の各スリツト
状液晶E₁，E₂，E₃，E₄，E₅，E₆，E₇，E₈，E₉，
E₁₀のスイツチS₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，S₇，S₈，
S₉，S₁₀を順次５ｍsec間丈ONの状態にする。こ
れにより、50ｍsec毎に、340nm，410nm，
505nm，540nm，570nm，600nm，660nm，
690nm，750nm，800nmの波長光が切換えられて
ライトガイド７のフアイバー体L₁，L₃，L₂，L₄，
L₆，L₅，L₈，L₉，L₁₀の各々に５ｍsec毎に順次
入射させる。従つて、該ライトガイドの出射側の
フアイバー体L₁′，L₂′，L₃′，L₄′，L₅′，L₆′，
L₇′から順次340nm，505nm，410nm，540nm，
660nm，570nm，690nm，600nm，750nm，
800nmの波長の光が各チヤンネル夫々の最初の光
学的測定位置にあるセルS₁₁，S₂₁，S₃₁，S₄₁，
S₅₁，S₆₁，S₇₁に順次照射される。従つて、各極
短時間（例えば５ｍsec）毎にセルS₁₁，S₂₁，
S₃₁，S₄₁，S₅₁，S₆₁，S₇₁から順次340nm，
505nm，410nm，540nm，660nm，570nm，
690nm，600nm，750nm，800nmの波長光照射に
よる光学的強度が得られる。

尚、前記スリツト状液晶の切換えは、セルの透
過光を検出する検出器（図示せず）の応答性を考
慮して、切換え時点で前のスリツト状液晶のON
時と次のスリツト状液晶のON時が僅かに重なる
様にしている。

［考案の効果］ 本考案によれば、モータ駆動による円板スリツ
トを使用せずに、得ようとする各波長の分光位置
に配列させた複数のスリツト状液晶から成る液晶
スリツト体の各スリツト状液晶を適宜なタイミン
グを取つて切換える様に成しているので、簡単に
且つ高速に波長切換えが可能となつた。

従つて、円板スリツトが不要なので、円板スリ
ツトを完全な平面に加工する必要が無くなり、得
られる波長の精度が低下する事が無く、又、極め
て困難な中心精度を出す事も不要となり、得られ
る波長の精度が低下する事は無い。

更に又、円板を使用せず、液晶スリツト体を使
用している事から、光学系が小形化する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例として示した化学分
析装置の要部である光学系の概略図、第２図は液
晶スリツト体と制御装置の関係を示した図、第３
図は液晶スリツトの切換えの時間的タイミングを
表したもの、第４図は従来の化学分析装置の要部
である光学系の概略図、第５図は波長切換用円板
スリツトを示したものである。 １：光源、２：レンズ、３：入射スリツト、
４：反射鏡、５：グレーテイング、７：ライトガ
イド、１０：液晶スリツト体、１１：制御装置、
E₁，E₂，E₃，E₄，E₅，E₆，E₇，E₈，E₉，E₁：ス
リツト状液晶、₀S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，S₇，
S₈，S₉，S₁₀：スイツチ、V₁，V₂，V₃，V₄，V₅，
V₆，V₇，V₈，V₉，V₁₀：直流電圧源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検体に光を照射し、その透過光の検出信号を処
   理して検体を化学分析するように成した装置にお
   いて、光源からの光を多数の波長光に分光する手
   段、該分光数に応じた数の液晶スリツトから成
   り、各スリツトを電気的に開閉させる事により該
   多数の種類の波長光の各々を選択的に取り出す為
   の機構、多数の光フアイバーを束ねた一端に前記
   多数の種類の波長光が順次入射され、チヤンネル
   数に応じた数に分岐された他端各々から前記多数
   の種類の波長光を順次出射させ、チヤンネル数に
   対応して設けられた検体に照射するライトガイド
   を具備した化学分析装置。