(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から光が入射される受光窓と、
前記受光窓から入射された入射光を検出する受光素子と、
前記受光窓と前記受光素子との間に配設され、前記受光窓から入射された入射光の所定波長の光をカットする干渉フィルタと、
前記受光窓と前記受光素子との間に配設され、前記受光素子の受光軸に対して平行に入射された入射光を前記受光素子の素子面に集光させる集光レンズと、
前記受光素子と前記集光レンズとの間に配設され、前記集光レンズによる集光領域以外へ至る入射光が前記受光素子側へ通過することを防ぐ絞り部材と、
軸線が前記受光素子の受光軸に沿うように延びる筒部材であり、一端側に前記集光レンズが収容されるとともに、他端側に前記受光素子と前記絞り部材が収容され、外部からの電磁ノイズを遮断するシールド部材と、
前記シールド部材の内部に配設され、前記集光レンズと前記絞り部材とを所定間隔をもって位置決めするスペーサと
を備えることを特徴とする蛍光検出器。
【請求項２】
前記絞り部材を、前記受光素子の前記素子面と所定間隔をあけて配設したことを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出器。
【請求項３】
前記干渉フィルタを前記受光窓と前記集光レンズとの間に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光検出器。
【請求項４】
前記干渉フィルタを前記受光素子と前記絞り部材との間に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光検出器。
【請求項５】
前記干渉フィルタを、前記受光窓と前記集光レンズとの間、および、前記受光素子と前記絞り部材との間に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光検出器。
【請求項６】
前記受光素子の前記受光窓側に、透光性を有するシールドシートからなるシールド部材を更に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の蛍光検出器。
【請求項７】
前記受光素子の受光軸を中心として、同一波長または波長が異なる励起光を照射する複数の発光素子を周方向に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の蛍光検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を照射することにより発生した蛍光を測定する蛍光検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海洋、河川、湖沼、ダム等では、人為起源の富栄養化によって植物プランクトンが増加し、赤潮が発生する。この場合、植物プランクトンが生成する毒素によって漁業被害が生じるだけでなく、上下水道管理のコスト増加や、自然生態系破壊が顕在化する。そのため、特に人間が活動する地域に近接する水圏においては、植物プランクトンの観測が普遍的に実施されている。
【０００３】
特許文献１には、植物プランクトンが有する色素組成に依存した蛍光を測定する蛍光検出器が記載されている。この蛍光検出器は、検出器本体に対して周方向に所定間隔をもって複数の送光窓が設けられ、その内部に発光素子がそれぞれ配設されている。また、これら送光窓で囲まれた中央には受光窓が設けられ、その内部に受光素子が配設されている。そして、発光素子から照射した励起光により植物プランクトン体内の蛍光物質が発光し、その蛍光を受光素子により検出する。この検出値をデータ処理装置へ出力し、データ処理装置によって植物プランクトンの現存量を解析する。
【０００４】
しかしながら、蛍光検出器の受光窓には、蛍光以外に懸濁物質等による励起光の散乱光や反射光等の迷光が入射する。受光窓に入射する迷光は、光学フィルタを用いてカットする。光学フィルタは、迷光を確実にカットするため、波長選択性が優れている干渉フィルタが使用される。ここで、迷光はあらゆる方向から入射する。そのうち、受光軸と平行な方向から入射する迷光は、干渉フィルタによってカットされる。しかし、それ以外の方向から入射する迷光は、一部が干渉フィルタを通過してしまう。そのため、蛍光検出器の検出精度が悪くなっていた。これを防ぐためには、受光窓の開口を小さくしたり、受光窓と受光素子との間にコリメーターを配設することにより、遮断することが考えられる。しかし、これらの場合には、受光面積が小さくなったり、受光窓から受光素子までの光路長が長くなるため、受光信号が減少または減衰し、検出に必要な感度に達しない場合がある。特に、植物プランクトン群集が希薄な環境において、種組成を正確かつ高感度に測定するためには十分な感度が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６１９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、迷光を遮断して蛍光の検出精度および検出感度を向上できる蛍光検出器を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の蛍光検出器は、外部から光が入射される受光窓と、前記受光窓から入射された入射光を検出する受光素子と、前記受光窓と前記受光素子との間に配設され、前記受光窓から入射された入射光の所定波長の光をカットする干渉フィルタと、前記受光窓と前記受光素子との間に配設され、前記受光素子の受光軸に対して平行に入射された入射光を前記受光素子の素子面に集光させる集光レンズと、前記受光素子と前記集光レンズとの間に配設され、前記集光レンズによる集光領域以外へ至る入射光が前記受光素子側へ通過することを防ぐ絞り部材と、軸線が前記受光素子の受光軸に沿うように延びる筒部材であり、一端側に前記集光レンズが収容されるとともに、他端側に前記受光素子と前記絞り部材が収容され、外部からの電磁ノイズを遮断するシールド部材と、前記シールド部材の内部に配設され、前記集光レンズと前記絞り部材とを所定間隔をもって位置決めするスペーサとを備える。
なお、前記絞り部材は、前記受光素子の前記素子面と所定間隔をあけて配設することが好ましい。
【０００８】
この蛍光検出器では、植物プランクトンが励起されて発生した蛍光が受光窓を通して入射される。また、受光窓からの入射光には、蛍光の他に懸濁物質等による励起光の散乱光や反射光等の迷光が含まれている。そのうち、受光素子の受光軸に対して平行に入射された入射光は、所定波長以外の第１迷光が干渉フィルタによってカットされ、所定波長の蛍光だけが集光レンズにより集光され、絞り部材を通過して受光素子の素子面に至る。また、受光素子の受光軸に対して斜めに入射される第２迷光は、干渉フィルタによってカットされるが、一部は通過してしまう。そして、干渉フィルタを通過した第２迷光は、集光レンズを通過すると集光領域以外の領域に屈折することにより、絞り部材によって遮断される。
【０００９】
このように、本発明の蛍光検出器は、受光窓からの入射光のうち、迷光を遮断し、検出対象の蛍光だけを受光素子によって検出することができる。よって、懸濁物質濃度が高い湖沼やダム、上下水道設備等での測定を可能とし、広い用途で使用することができる。また、受光窓の開口を小さくする必要はないうえ、受光窓から受光素子までの光路長が長くなることもないため、これらの方法と比較して高感度の測定を実現できる。また、蛍光検出器は、受光素子への外部からの電磁ノイズをシールド部材によって遮断できるため、受光素子による検出の感度を高めることができる。よって、正確かつ高感度な測定を実現できる。
【００１０】
前記干渉フィルタは、前記受光窓と前記集光レンズとの間に配置することが好ましい。
または、前記干渉フィルタは、前記受光素子と前記絞り部材との間に配置することが好ましい。
または、前記干渉フィルタは、前記受光窓と前記集光レンズとの間、および、前記受光素子と前記絞り部材との間に配置することが好ましい。
このようにした蛍光検出器は、確実に目的の波長の蛍光を検出することができる。
【００１１】
また、前記受光素子の前記受光窓側に、透光性を有するシールドシートからなるシールド部材を更に配設することが好ましい。このようにした蛍光検出器は、受光素子による検出の感度を高めることができるため、更に正確かつ高感度な測定を実現できる。
【００１２】
また、前記受光素子の受光軸を中心として、同一波長または波長が異なる励起光を照射する複数の発光素子を周方向に配設することが好ましい。同一波長の励起光を照射する発光素子を複数配設した場合には、励起光を強くすることができるため、より高感度の検出が可能となる。また、波長が異なる励起光を照射する発光素子を複数配設した場合には、異なる励起光による蛍光を受光素子によって確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の蛍光検出器では、受光軸に対して平行に入射される所定波長以外の第１迷光を干渉フィルタによりカットするとともに、受光軸に対して斜めに入射され、干渉フィルタを通過した第２迷光を集光レンズと絞り部材により遮断できるため、蛍光の検出精度を向上できる。そして、この蛍光検出器は、受光窓の開口を小さくしたり、受光窓から受光素子までの光路長を長くしたりする方法と比較して高感度の測定を実現できる。しかも、受光素子への外部からの電磁ノイズをシールド部材によって遮断し、受光素子による検出の感度を高めることができるため、更に正確かつ高感度な測定を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の蛍光検出器を示す断面図である。
【図２】蛍光検出器の底面図である。
【図３】第２実施形態の蛍光検出器を示す断面図である。
【図４】検出精度に関する効果を示すグラフである。
【図５】検出感度に関する効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係る蛍光検出器１０を用いた蛍光測定装置を示す。この蛍光測定装置は、本発明の蛍光検出器１０と、変換ユニット１と、データ処理装置２とで構成される。
【００１７】
変換ユニット１は、発光素子３０Ａ〜３０Ｉを動作させる駆動回路１ａと、受光素子２０からの入力を検出する検出回路１ｂと、データ処理装置２と通信可能に接続する通信回路１ｃとが内蔵されている。データ処理装置２は例えばパーソナルコンピュータが適用可能であり、変換ユニット１を介して蛍光検出器１０から入力された検出値を数学的に解析することにより、植物プランクトンの現存量を測定する。また、波長が異なる複数の励起光により測定対象の蛍光励起スペクトルを得て、数学的に解析することにより植物プランクトンの種組成（珪藻、緑藻、藍藻等）を測定する。
【００１８】
蛍光検出器１０は、カバー１１の内部に水密に密閉されたハウジング１２を備える。ハウジング１２には、中心に受光ユニット配設部１３が貫通して設けられ、この受光ユニット配設部１３を中心として周方向に所定間隔をもって複数（９個）の発光ユニット配設部１６が設けられている（図２参照）。受光ユニット配設部１３の先端には、外部から光が入射される受光窓１５が設けられ、これら受光ユニット配設部１３と受光窓１５との間には受光用干渉フィルタ２３Ａが配設されている。発光ユニット配設部１６は、その軸線が受光ユニット配設部１３の軸線に交差するように、所定角度で傾斜して設けられている。この発光ユニット配設部１６の先端には、励起光を外部へ照射するための送光窓１８が設けられ、これら発光ユニット配設部１６と送光窓１８との間には送光用干渉フィルタ３２が配設されている。
【００１９】
受光窓１５と送光窓１８とは、エポキシ樹脂等の透明な樹脂を充填することにより形成され、これにより各配設部１３，１６が水密に閉塞される。また、受光窓１５と送光窓１８とは、受光ユニット配設部１３を構成する隔壁の先端部からなる遮光壁部１９により、光が透過不可能な状態に区画されている。
【００２０】
受光ユニット配設部１３内に配設する受光ユニットは、受光素子２０と、受光用干渉フィルタ２３Ａ，２３Ｂと、集光レンズ２４と、絞り部材２５とを備える。そのうち、受光用干渉フィルタ２３Ａを除く各部品は、円筒状をなすシールド部材２７の内部に配設される。また、集光レンズ２４と絞り部材２５とは、スペーサ２９によって所定間隔をもって位置決めされている。
【００２１】
受光素子２０は本実施形態ではフォトダイオードであり、シールド部材２７の端部に固定され、受光窓１５と反対側に位置するように受光ユニット配設部１３に配置される。この受光素子２０は、受光帯域が３２０〜１１００ｎｍであり、その帯域の光が素子面２１に入射されると、受光量に応じた電流を発生（検出）する。受光素子２０には、発生した電流を変換ユニット１に出力するためのシールド電線２２が接続されている。
【００２２】
受光用干渉フィルタ２３Ａ，２３Ｂは、受光素子２０の受光軸に対して直交方向に延びるように、受光素子２０に対して受光窓１５の側に位置するように配置されている。具体的には、第１の受光用干渉フィルタ２３Ａは、集光レンズ２４と受光窓１５との間に位置するように配設され、受光窓１５の形成により位置決め保持される。第２の受光用干渉フィルタ２３Ｂは、受光素子２０と絞り部材２５との間に挟み込むように配置されることにより、これらの間に位置決め保持される。これら受光用干渉フィルタ２３Ａ，２３Ｂは、６４０ｎｍ〜１１００ｎｍの入射光を透過し、他の波長の入射光をカットするもので、入射角０℃の入射光のカットオフ精度が高い。
【００２３】
集光レンズ２４は、受光素子２０と反対側に位置するようにシールド部材２７の先端側に配置されることにより、受光窓１５と受光素子２０との間に位置するように設けられる。この集光レンズ２４は、受光窓１５から受光素子２０の受光軸に沿って平行に入射された入射光を、受光素子２０の素子面２１に集光させるものである。本実施形態では、受光窓１５の側を素子面２１が焦点となる曲率とした平凸レンズを用いている。但し、集光レンズ２４は平凸レンズに限られず、フレネルレンズを用いてもよい。
【００２４】
絞り部材２５は円環部材からなり、受光素子２０と集光レンズ２４との間に位置するようにシールド部材２７内に配置される。この絞り部材２５の中心は、光を透過可能な透過孔２６であり、その直径は、薄墨を付して示す集光レンズ２４による集光領域（光束）の通過部分の直径より僅かに大きい。また、絞り部材２５の透過孔２６の外側は、光を透過不可能な遮光部であり、集光領域以外の遮断領域へ至る光、即ち、素子面２１（焦点）に向けて集束しない光が受光素子２０の側へ通過することを防ぐ。
【００２５】
シールド部材２７は、金属製の円筒部材からなり、受光素子２０の外周部から受光窓１５に向けて、軸線が受光素子２０の受光軸と一致するように延びる。このシールド部材２７の内部には、受光窓１５の側から順番に、集光レンズ２４、スペーサ２９、絞り部材２５、第２の受光用干渉フィルタ２３Ｂおよび受光素子２０が配設され、受光素子２０に加わる外部からの電磁ノイズを遮断する。なお、シールド部材２７には信号グランド接続用電線２８が接続されている。
【００２６】
スペーサ２９は、外径がシールド部材２７の内径と略同一のアルミニウム製の円筒部材からなる。このスペーサ２９は、受光素子２０の素子面２１と集光レンズ２４の焦点とが一致するように、受光素子２０と集光レンズ２４とを所定間隔に位置決めするものである。本実施形態では、集光レンズ２４と絞り部材２５との間に配置されることにより、集光レンズ２４を受光用干渉フィルタ２３Ａの側に位置決めするとともに、絞り部材２５および受光用干渉フィルタ２３Ｂを受光素子２０の側に位置決めする。
【００２７】
図１および図２に示すように、各発光ユニット配設部１６内に配設する発光ユニットは、発光素子３０Ａ〜３０Ｉと送光用干渉フィルタ３２とを備える。
【００２８】
発光素子３０Ａ〜３０Ｉは、送光窓１８を通して下方中央向きの光軸で励起光を照射するもので、電力供給用電線３１により変換ユニット１と接続されている。本実施形態ではＬＥＤ（発光ダイオード）が適用され、発光ユニット配設部１６毎にそれぞれ照射する励起光の波長が６１０ｎｍ未満で異なるものを用いている。本実施形態では、発光素子３０Ａは中心波長３７５ｎｍ、発光素子３０Ｂは中心波長４００ｎｍ、発光素子３０Ｃは中心波長４２０ｎｍ、発光素子３０Ｄは中心波長４３５ｎｍ、発光素子３０Ｅは中心波長４７０ｎｍ、発光素子３０Ｆは中心波長５０５ｎｍ、発光素子３０Ｇは中心波長５２５ｎｍ、発光素子３０Ｈは中心波長５７０ｎｍ、そして発光素子３０Ｉは中心波長５９０ｎｍの励起光を照射するものを用いている。
【００２９】
送光用干渉フィルタ３２は、発光素子３０Ａ〜３０Ｉの照射方向に対して直交方向に延びるように、発光素子３０Ａ〜３０Ｉと送光窓１８との間に配設され、送光窓１８の形成により位置決め保持される。これら送光用干渉フィルタ３２は、それぞれ対応する発光素子３０Ａ〜３０Ｉが照射する励起光の波長以外の波長をカットするものを用いている。
【００３０】
このように構成した蛍光検出器１０は、変換ユニット１を介してデータ処理装置２に接続され、このデータ処理装置２の指示に従って動作する。
【００３１】
例えば、データ処理装置２の指示に従って所定の発光素子３０Ａ〜３０Ｉが動作され、所定波長の励起光を送光用干渉フィルタ３２および送光窓１８を通してハウジング１２から外部に照射する。これにより、水中の植物プランクトンが励起されて蛍光を発し、この蛍光が受光窓１５を通してハウジング１２内に入射される。この際、送光窓１８から照射した励起光は、遮光壁部１９により遮断されるため受光窓１５から直接入射されることはない。
【００３２】
受光窓１５を透過する入射光は、植物プランクトンによる蛍光と、励起光の散乱光や反射光等の迷光を含む。また、入射光は、図１に示すように、受光素子２０の受光軸に対して平行な平行入射光と、受光軸に対して交差する方向の斜行入射光を含む。そのうち、平行入射光は、所定波長以外の第１迷光が干渉フィルタ２３Ａによってカットされ、所定波長の蛍光だけが透過される。また、第２迷光である斜行入射光は、基本的には干渉フィルタ２３Ａによってカットされるが、一部は干渉フィルタ２３Ａを透過してしまう。
【００３３】
受光用干渉フィルタ２３Ａを透過した蛍光を含む平行入射光は、集光レンズ２４によって受光素子２０の素子面２１に集束するように屈折される。これにより、集光レンズ２４を透過すると、絞り部材２５の透過孔２６を通過した後、受光用干渉フィルタ２３Ｂによって検出対象外の波長の迷光がカットされて、受光素子２０に入射される。
【００３４】
一方、受光用干渉フィルタ２３Ａを透過した第２迷光である斜行入射光は、集光レンズ２４によって集光領域以外の遮断領域に至る光路で屈折される。これにより、集光レンズ２４を透過すると、絞り部材２５により遮断される。
【００３５】
絞り部材２５および受光用干渉フィルタ２３Ｂを透過した蛍光は、受光素子２０の素子面２１に入射されると、受光素子２０に電流を発生させる。そして、その電流を検出値として変換ユニット１を介してデータ処理装置２に出力し、データ処理装置２にて解析を行う。なお、データ処理装置２は、波長が異なる全ての発光素子３０Ａ〜３０Ｉで測定を行うことにより、その水圏での植物プランクトンの現存量や種組成を測定することが可能である。
【００３６】
また、蛍光検出器１０による検出時には、受光素子２０の受光窓１５の側は、シールド部材２７にて受光素子２０への外部からの電磁ノイズが遮断される。よって、受光素子２０による検出の感度を高めることができるため、植物プランクトン群集が希薄な環境でも高感度な測定を実現できる。特に５７０ｎｍ〜５９０ｎｍ付近を中心波長に持つ発光素子３０Ｈ，３０Ｉは、一般的に暗いため、蛍光の検出感度が低くなる。そのため、電磁ノイズの影響により検出が困難であった。しかし、本実施形態では、この波長帯においても確実に検出することができる。
【００３７】
しかも、本実施形態の蛍光検出器１０は、受光窓１５からの入射光のうち、迷光を遮断し、検出対象の蛍光だけを受光素子２０によって検出することができる。よって、懸濁物質濃度が高い湖沼やダム、上下水道設備等での測定を可能とし、広い用途で使用することができる。また、受光窓１５の開口を小さくする必要はないうえ、受光窓１５から受光素子２０までの光路長が長くなることもないため、これらの方法と比較して高感度の測定を実現できる。
【００３８】
さらに、発光素子３０Ａ〜３０Ｉの側に送光用干渉フィルタ３２を配設し、受光素子２０の側に一対の受光用干渉フィルタ２３Ａ，２３Ｂを配設しているため、確実に目的の波長の蛍光を検出することができる。しかも、複数の発光素子３０Ａ〜３０Ｉが照射する励起光の波長をそれぞれ異なるようにしている。これにより、植物プランクトンが有し、種組成の指標となる色素組成に依存した蛍光特性である蛍光励起スペクトルを色素抽出等の前処理を必要とせず、水中で連続して自動的に高感度で測定可能である。そして、測定した蛍光励起スペクトルをデータ処理装置２にて数学的に解析することにより、植物プランクトンの種組成や現存量を得ることが可能である。
【００３９】
図３は第２実施形態の蛍光検出器１０を示す。この第２実施形態では、受光素子２０への外部からの電磁ノイズを遮断するために、円筒部材からなるシールド部材２７の代わりに、シールドシートからなるシールド部材３３を受光素子２０の受光窓１５の側の端面に配設した点で、第１実施形態と相違する。
【００４０】
具体的には、ハウジング１２は、受光ユニット配設部１３の内径をスペーサ２９の外径と略同一に形成し、集光レンズ２４の焦点に受光素子２０を配設できる寸法で形成されている。
【００４１】
シールド部材３３は、受光素子２０と第２の受光用干渉フィルタ２３Ｂとの間に挟み込むように配置することにより、受光素子２０の受光窓１５側の面に重畳配置される。このシールド部材３３は、ワイヤメッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタル等の透光性を確保した金網部材を円板状としたものである。なお、シールド部材３３は金網部材に限られず、透光性を有する導電性透明フィルムにより構成してもよい。
【００４２】
このように構成した第２実施形態の蛍光検出器１０は、第１実施形態と同様に変換ユニット１を介してデータ処理装置２に接続され、このデータ処理装置２の指示に従って動作される。そして、所定の発光素子３０Ａ〜３０Ｉによって送光窓１８から励起光を照射し、蛍光および迷光を含む入射光が受光窓１５から入射されると、受光用干渉フィルタ２３Ａ、集光レンズ２４および絞り部材２５によって迷光を遮断し、蛍光だけを受光素子２０によって検出することができる。また、シールド部材３３により、受光素子２０への外部からの電磁ノイズを遮断できるため、受光素子２０による検出の感度を高めることができる。よって、第１実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００４３】
本発明者らは、本発明の蛍光検出器１０による検出精度と検出感度を確認するために２種類の実験を行った。
【００４４】
第１の実験では、第１実施形態に示す本発明品と、集光レンズ２４と絞り部材２５と第２の受光用干渉フィルタ２３Ｂを配設していない従来品とを用いた。そして、本発明品と従来品をローダミン水溶液で検定し、ホルマジン液（２００ＦＴＵ）中に本発明品と従来品とを入れてそれぞれの出力を測定した。その実験結果を図４に示す。
【００４５】
図４のグラフは、横軸が励起光波長ｎｍであり、縦軸が本発明品と従来品の出力値である。ここで、この実験で蛍光物質を測定した場合、各励起光によって励起された対象の蛍光強度が縦軸に示される。しかし、本実験で測定するホルマジン液は蛍光物質ではないため、縦軸には何も示されないはずである。そのため、このグラフでは出力値が高い程、濁りの影響を受けて、励起光の散乱光や反射光等の迷光を検出したことを意味する。そして、図示のように、従来品は、最も影響が少なかった波長でも５０であり、最も影響が多かった波長では９４であった。これに対して、本発明品は、最も影響が少なかった波長では０であり、最も影響が多かった波長でも１２であった。
【００４６】
第２の実験では、シールド部材２７を配設していない従来品（なし）と、第１実施形態に示す第１発明品（金属筒）と、第２実施形態に示す第２発明品（金網）と、第２実施形態の変形例である第３発明品（導電性透明フィルム）とを用いた。そして、同一対象を測定した時に、同等レベルの信号が得られるように調整した後、受光窓１５を遮蔽して、無信号時ノイズの標準偏差を測定した。その実験結果を図５に示す。
【００４７】
図５のグラフは、数値が高い程、電磁ノイズの影響を受けて、感度が悪くなっていることを意味する。また、このグラフは、波長が異なる全ての発光素子３０Ａ〜３０Ｉでの検出を行い、全ての検出器が共通して最も数値が高い中心波長が５７０ｎｍの発光素子３０Ｈについての検出のみを示している。そして、図示のように、従来品ではゼロ点ノイズの標準偏差が１２．２であり、電磁ノイズが非常に大きいため、検出に影響が及ぶことが解る。この従来品と比較して本発明品１〜３は、ゼロ点ノイズの標準偏差が２．２以下であり、電磁ノイズを大幅に遮断できるため、高感度の検出が可能であることが解る。特に本発明品３は、ゼロ点ノイズの標準偏差が１．３であり、従来品と比較すると電磁ノイズ約１／１０にすることができる。因みに、ゼロ点ノイズの標準偏差が最も低い波長の数値は、従来品が１．６、本発明品１が０．３、本発明品２が０．５、本発明品３が０．４であり、低影響の波長であっても、従来品と比較すると、本発明品１〜３の方が優れている。
【００４８】
これらの実験結果から本発明品は、従来品と比較して、懸濁物質の影響を大幅に少なくできるうえ、電磁ノイズを大幅に少なくでき、高精度かつ高感度の検出が可能であると言える。そのため、本発明品による蛍光測定装置は、地球科学や水産学等で必要とされる植物プランクトン種組成の広範囲なマッピングに寄与できる。そして、得られたデータは、水圏の炭素をはじめとした物質循環や水産管理の基礎データとなり、一般社会に還元できる。また、本実施形態の蛍光検出器１０を用いた蛍光測定装置は、特異な植物プランクトン種の発生初期段階に現れる微弱な蛍光励起スペクトル変化も検知できる。そのため、本装置は現場で発生する種組成変化の監視、予測の効果および効率を高めることができる。
【００４９】
なお、本発明の蛍光検出器１０は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００５０】
例えば、前記実施形態では、一対の受光用干渉フィルタ２３Ａ，２３Ｂを配設するようにしたが、いずれか一方だけ配設する構成としてもよい。また、受光素子２０と発光素子３０Ａ〜３０Ｉとは、同一のハウジング１２に配設する構成としたが、異なるハウジングに配設する構成としてもよい。さらに、発光素子３０Ａ〜３０Ｉおよび受光素子２０により照射および検出する波長と数は、希望に応じて変更が可能である。
【００５１】
また、前記実施形態では、照射する励起光の波長が異なる発光素子３０Ａ〜３０Ｉを搭載した多波長の蛍光検出器１０とし、蛍光励起スペクトル変化を検出可能な多波長の蛍光測定装置を例に挙げて説明したが、単一の波長のみとした単波長の蛍光検出器１０としてもよい。この場合、データ処理装置２は複雑な解析プログラムが不要である。また、単波長の蛍光検出器１０とする場合、同一波長の励起光を照射する複数の発光素子を周方向に配設することが好ましい。このようにすれば、励起光を強くすることができるため、より高感度の検出が可能となる。
【００５２】
さらに、第１実施形態では円筒状をなすシールド部材２７を用い、第２実施形態では円板状をなすシールド部材３３を用いて、受光素子２０への外部からの電磁ノイズを遮断する構成としたが、円筒状をなすシールド部材２７と円板状をなすシールド部材３３の両方を用いる構成としてもよい。また、スペーサ２９を金属製として、シールド部材の役割を兼ねる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…蛍光検出器
１５…受光窓
１８…送光窓
２０…受光素子
２１…素子面
２３Ａ，２３Ｂ…受光用干渉フィルタ
２４…集光レンズ
２５…絞り部材
２７…シールド部材
２９…スペーサ
３０Ａ〜３０Ｉ…発光素子
３２…送光用干渉フィルタ
３３…シールド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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