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技術 超高感度光検出装置

出願人 日本分光株式会社
発明者 名越利之深沢亮一
出願日 1992年5月6日 (27年6ヶ月経過) 出願番号 1992-142133
公開日 1994年10月7日 (25年1ヶ月経過) 公開番号 1994-281499
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査、分析 測光及び光パルスの特性測定
主要キーワード 印加電圧線 円形フィルター 光検出データ 光強度範囲 次光透過率 強度分析 円形プレート 電子増倍型
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年10月7日)のものです。
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図面 (4)

構成

光検出手段14の検出面14a近傍に配置され、光透過率の異なる複数のフィルター部28を有する調光手段16と、光検出手段14への入射光強度に応じて、該入射光強度が光検出手段14の許容範囲となるように調光手段16を制御し、所定のフィルター部28を前記光検出手段14の検出面14a前面に位置させる制御手段20と、光検出手段14の検出面14a前面に位置したフィルター部28の光透過率に応じて、前記光検出手段14からの出力を補正する演算手段とを備えた超高感度光検出装置

効果

光検出手段14を常に安定した状態に維持し、しかも光検出手段の破損を生じてしまうことがない。

概要

背景

近年、分析技術の進展に伴い、例えば化学発光生物発光あるいは蛍光光量測定スペクトル分析が極めて重要な手法となっている。これらの発光量あるいは蛍光量は極微弱であり、このため極微弱光検出用超高感度光検出装置が用いられており、その検出器としては光電子増倍型検出器あるいは光子計数型の一次元もしくは二次元のマルチチャンネル検出器等が高感度なものとして汎用される。

ところで、このような超高感度光検出装置においては、通常環境下における弱い光であっても、光電子増倍型検出器の受光許容限度を越えてしまい、検出器内部の光電面や光電子増倍部を損傷してしまう恐れがある。そこで従来、例えば超高感度光検出装置が用いられる化学発光測定装置では、試料試料室内に設置する時には超高感度光検出器シャッターを閉じ、試料設置後、試料室暗室とし、前記超高感度光検出器のシャッターを開ける構成のものが周知である。

しかしながら、このようなシャッター機構を用いた超高感度光検出装置では、光量自体の調整はできないため、外界からの光入射による超高感度光検出装置の破損は防止できるが、過剰発光あるいは試料室内への漏光による破損は防止できないものであった。一方、例えば光電子増倍管への印加電圧を光入射強度に応じて調整し、光電子増倍型検出器の出力が過剰とならないように調整する機構も用いられている。

概要

光検出手段14の検出面14a近傍に配置され、光透過率の異なる複数のフィルター部28を有する調光手段16と、光検出手段14への入射光強度に応じて、該入射光強度が光検出手段14の許容範囲となるように調光手段16を制御し、所定のフィルター部28を前記光検出手段14の検出面14a前面に位置させる制御手段20と、光検出手段14の検出面14a前面に位置したフィルター部28の光透過率に応じて、前記光検出手段14からの出力を補正する演算手段とを備えた超高感度光検出装置。

光検出手段14を常に安定した状態に維持し、しかも光検出手段の破損を生じてしまうことがない。

目的

しかしながら、前述したような高電子増倍型検出器への印加電圧調整機構を用いた場合には、その印加電圧が頻繁に変更されるため、光電子増倍管の安定性に影響を与え、その出力がなまってしまうという課題があった。本発明は前記従来技術の課題に鑑がみなされたものであり、その目的は超高感度光検出装置の出力精度を維持したまま広範囲の光強度分析を行うことができる超高感度光検出装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

微弱光を検出可能に形成されている光検出手段と、光検出手段の検出面近傍に配置され、光透過率の異なる複数のフィルター部を有する調光手段と、光検出手段への入射光強度に応じて、該入射光強度が光検出手段の許容範囲となるように調光手段を制御し、所定のフィルター部を前記光検出手段の検出面前面に位置させる制御手段と、光検出手段の検出面前面に位置したフィルター部の光透過率に応じて、前記光検出手段からの出力を補正する演算手段と、を備えたことを特徴とする超高感度光検出装置

技術分野

0001

本発明は超高感度光検出装置、特に入射光量調整機構の改良に関する。

背景技術

0002

近年、分析技術の進展に伴い、例えば化学発光生物発光あるいは蛍光光量測定スペクトル分析が極めて重要な手法となっている。これらの発光量あるいは蛍光量は極微弱であり、このため極微弱光検出用の超高感度光検出装置が用いられており、その検出器としては光電子増倍型検出器あるいは光子計数型の一次元もしくは二次元のマルチチャンネル検出器等が高感度なものとして汎用される。

0003

ところで、このような超高感度光検出装置においては、通常環境下における弱い光であっても、光電子増倍型検出器の受光許容限度を越えてしまい、検出器内部の光電面や光電子増倍部を損傷してしまう恐れがある。そこで従来、例えば超高感度光検出装置が用いられる化学発光測定装置では、試料試料室内に設置する時には超高感度光検出器シャッターを閉じ、試料設置後、試料室暗室とし、前記超高感度光検出器のシャッターを開ける構成のものが周知である。

0004

しかしながら、このようなシャッター機構を用いた超高感度光検出装置では、光量自体の調整はできないため、外界からの光入射による超高感度光検出装置の破損は防止できるが、過剰発光あるいは試料室内への漏光による破損は防止できないものであった。一方、例えば光電子増倍管への印加電圧を光入射強度に応じて調整し、光電子増倍型検出器の出力が過剰とならないように調整する機構も用いられている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、前述したような高電子増倍型検出器への印加電圧調整機構を用いた場合には、その印加電圧が頻繁に変更されるため、光電子増倍管の安定性に影響を与え、その出力がなまってしまうという課題があった。本発明は前記従来技術の課題に鑑がみなされたものであり、その目的は超高感度光検出装置の出力精度を維持したまま広範囲の光強度分析を行うことができる超高感度光検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

前記目的を達成するために本発明にかかる超高感度光検出装置は、光検出手段と調光手段と、制御手段と、演算手段とを備える。そして、前記光検出手段は、極微弱光を検出可能に形成されている。調光手段は、前記光検出手段の検出面近傍に配置され、光透過率の異なる複数のフィルター部を有する。前記制御手段は、光検出手段への入射光強度に応じて、該入射光強度が光検出手段の許容範囲となるように調光手段を制御し、所定のフィルター部を前記光検出手段の検出面前面に位置させる。前記演算手段は、光検出手段の検出面前面に位置したフィルター部の光透過率に応じて、前記光検出手段からの出力を補正する。

0007

本発明にかかる超高感度光検出装置は、前述したように光検出手段の検出面前方に位置するフィルター部を順次変更することにより、該光検出手段への入射光強度を調整するため、光検出手段が損傷してしまうことはない。一方、演算手段は、光検出手段の検出面前方に位置しているフィルター部の光透過率に応じて、光検出手段の出力を補正する。従って、光検出手段は常に安定した状態で維持され、しかも極めて広範囲な光強度範囲の分析を行うことが可能となる。

0008

以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。図1には本発明の一実施例にかかる超高感度光検出装置10が示されている。同図に示す超高感度光検出装置10は、暗箱を形成するハウジング12内に配置された光検出手段としての光電子増倍管14と、該光電子増倍管14の検出面14a前方に配置された調光手段16と、該調光手段16の裏面に配置されたステップモータ18に指示を与える制御手段20と、前記光電子増倍管14及び制御手段20の出力を受け、ディスプレイ22上に光検出結果を表示させる演算手段24と、を含む。

0009

そして、前記光電子増倍管14は、フィルター16を介して微弱発光試料26より光を受光する。本実施例において、調光手段16は円形プレート27上に配置された8個の円形フィルター部28a,28b,...28hを含む。そして、フィルター部28aは実質的に光を透過せず、28b,28c,...28gまで順次光透過率が向上し、フィルター部28hは実質的に光透過率が100%である。

0010

本実施例にかかる超高感度光検出装置10は、概略以上のように構成され、次にその作用について説明する。まず、スイッチをon状態とすると、光電子増倍管14の検出面14aに対向して、フィルター部28aが位置しており、この状態で図示を省略した試料設置扉を開け、微弱発光試料26を設置する。前述したようにフィルター部28aは実質的に光透過率が0%であるため、試料26設置の際に光電子増倍管14の検出面14aに光が入射することはない。そして、微弱発光試料26を設置したならば、制御手段20は光電子増倍管14よりの出力を受けつつ、ステップモータ18を回転駆動させる。

0011

この結果、光電子増倍管14の検出面14aに対向するフィルター部28は、順次28a,28b,…と変更され、光透過率が向上する。そして、微弱発光試料26からの光がフィルター部28を介して光電子増倍管14に入射し、その光入射強度が光電子増倍管14の検出範囲に入ったならば、制御手段20はステップモータ18を停止させ、この状態で微弱発光検出が行われる。すなわち、光電子増倍管14の出力は前記制御手段20と共に演算手段24にも入力されており、該演算手段24は制御手段20よりその時点で検出面に対向しているフィルター部28の光透過率情報を得て、前記光電子増倍管14の出力を補正する。

0012

そして、該演算手段24は補正された光検出データをディスプレイ22上に表示する。ここで、微弱発光試料26の発光量が経時的に変化する場合にも、前記光電子増倍管14の出力は制御手段24により監視されているため、適切なフィルタ部28の選択が行われる。すなわち、例えば検出面14aへの入射光強度が過大となりそうな場合には、ステップモータ18に指示を与えプレート27を時計方向に回転させる。この結果、検出面14aに入射される光は、フィルター部28の光透過率が低下するためこれに伴い減少し、光電子増倍管14の検出限界を越えてしまうことはない。

0013

一方、微弱発光試料26の発光量が減少した場合には、制御手段20はプレート27を反時計回り方向に回転させ、受光面14aに対向するフィルター部28の光透過率を順次向上させる。この結果、光電子増倍管14は常にその検出範囲で微弱発光試料26からの光を検出し続けることができる。この際、光電子増倍管14の印加電圧は一定に維持されているため、該光電子増倍管14は極めて安定した状態に維持され、測定結果なまりを生じることはない。

0014

さらに、微弱発光試料26の交換を行う場合などには、例えば試料設置扉の開操作に同期して、直ちに検出面14aの対向位置にフィルター部28aが位置し、漏光などによる光電子増倍管14の損傷は確実に防止される。図3には本発明の第2実施例にかかる超高感度光検出装置に用いられる調光手段が示されており、前記図2と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。

0015

同図より明らかなように、本実施例においてはフィルター部128は円周方向に準じ透過率の異なる部分が形成された一枚のフィルターから構成されている。従って、該円形プレート127を回転駆動するステップモータに指示を与えることにより、無段階で光電子増倍管への入射光強度を調整することができる。図3には本発明の第3実施例にかかる超高感度光検出装置が示されており、前記図1と対応する部分には符号200を加えて示し説明を省略する。同図に示す超高感度光検出装置210は、調光手段としての円形プレート227と光電子増倍管214の間に分光器240を配置し、微弱発光試料226からの光はフィルター部及び分光器240を介して光電子増倍管214に入力される。

0016

従って、本実施例にかかる超高感度光検出装置によれば、微弱発光試料226の発光スペクトル分析を行うことが可能となる。なお、本発明においては調光手段として透過率の異なるフィルター部を予め設置した例について説明したが、例えば調光手段として液晶パネルを用い、該液晶パネルへの印加電圧線制御により光電子増倍管への入射光強度を調整するようにしても良い。

発明の効果

0017

以上説明したように本発明にかかる超高感度光検出装置によれば、光検出手段の検出面前方に位置するフィルター部の光透過率を順次変更することにより、光検出手段を常に安定した状態に維持し、しかも光検出手段の破損を生じてしまうことがない。

図面の簡単な説明

0018

図1本発明の第1実施例にかかる超高感度光検出装置の概略構成図である。
図2前記第1実施例に用いられる調光手段の説明図である。
図3本発明の第2実施例にかかる調光手段の説明図である。
図4 本発明の第3実施例にかかる超高感度光検出装置の説明図である。

--

0019

10,210超高感度光検出装置
14,214光電子増倍管(光検出手段)
16,216調光手段
20,220 制御手段
24,224演算手段
28,128フィルター部

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