(57)【要約】【課題】  セル内に収容された試料からの被測定光をより正確に測定するための光検出装置を提供すること。【解決手段】  光検出装置１は、積分球２０と、積分球２０に対して着脱可能に取り付けられる試料ホルダを備えている。積分球２０は、励起光を導入するための励起光導入穴２０１と、第１試料ホルダ６０を導入するための第１試料導入穴２０５と、第２試料ホルダ４０を導入するための第２試料導入穴２０２とを有しており、第１試料ホルダ６０は、セルＣを保持する保持部と、第１係止部とを備え、第２試料ホルダ４０は、試料台と、第２係止部とを備え、第１試料導入穴２０５は、励起光導入穴２０１が形成されている位置および第２試料導入穴２０２が形成されている位置を両極とする子午線上であって、その両極から略等距離にある位置に形成されている。【選択図】  図２
2011081019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球と、この積分球に対して着脱可能に取り付けられる試料ホルダを備える光検出装置であって、
前記積分球は、前記励起光を導入するための励起光導入穴と、第１試料ホルダを導入するための第１試料導入穴と、第２試料ホルダを導入するための第２試料導入穴とを有しており、
前記第１試料ホルダは、試料を収容するためのセルを保持する保持部と、当該第１試料ホルダを前記積分球に係止するための第１係止部とを備え、
前記第２試料ホルダは、試料を載置するための試料台と、当該第２試料ホルダを前記積分球に係止するための第２係止部とを備え、
前記第１試料導入穴は、前記励起光導入穴が形成されている位置および前記第２試料導入穴が形成されている位置を両極とする子午線上であって、その両極から略等距離にある位置に形成されている、ことを特徴とする光検出装置。
【請求項２】
前記第１係止部は、前記セルに前記励起光が入射する際の入射面を前記励起光の光軸に垂直な面から傾斜するように前記セルを配置するための位置決め手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記試料台には試料を載置する載置面が、前記励起光の光軸に垂直な面から傾斜するように形成されており、
前記第２係止部は、前記載置面が前記積分球内において所定方向に方向付けされるように、当該第２試料ホルダを前記積分球に係止することを特徴とする請求項１又は２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記第１試料ホルダ及び前記第２試料ホルダの少なくとも一方における前記積分球内部に曝露される部位が拡散反射面となっている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記積分球は、２つの載置面を有するＬ字架台に取り付けられていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球とこの積分球に対して着脱可能に取り付けられる試料ホルダとを備える光検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被測定光が放射状に発生する場合にその被測定光の強度を測定するために積分球が用いられている。積分球は球状の本体内壁に高拡散反射粉末が塗布されていて、被測定光が放射状に発生すると、その高拡散反射粉末により多重拡散反射される。この拡散反射された光が光検出器に入射されて、その出力信号が光強度計に導かれて出射された被測定光の強度を測定することができる。そのような積分球は下記特許文献１〜３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５１７１０２号公報
【特許文献２】特許第２８１１５６５号公報
【特許文献３】特公昭５４−３５１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜３に開示されている積分球は、その内部にセルと呼ばれる反応管を配し、セル内に入れられた溶液からの被測定光を測定するためのものである。ところで、特許文献１〜３に例示するような従来の積分球において、セル内に入れられた溶液についての被測定光を測定すると、必ずしも正確に被測定光の強度が測定できない場合がある。
【０００５】
そこで本発明では、セル内に収容された試料からの被測定光をより正確に測定するための光検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、従来の積分球において必ずしも正確に被測定光の強度が測定できない原因について検討を重ねた。セル内に収容された試料に励起光を照射すると、試料から被測定光が発生する。この発生する被測定光は一般的には、励起光の反射成分及び励起光を吸収した試料から発生される成分の少なくとも一方の成分を含んでいる（例えば、いずれか一方の成分をフィルタリングすれば、他方の成分からなる）。そして、励起光を積分球内に導入して試料に照射し、その照射に応じて発生する被測定光が、ある条件下においては励起光入射用に積分球に設けられた穴に戻ってしまうことを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明に係る光検出装置は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球と、この積分球に対して着脱可能に取り付けられる試料ホルダを備える光検出装置であって、積分球は、励起光を導入するための励起光導入穴と、第１試料ホルダを導入するための第１試料導入穴と、第２試料ホルダを導入するための第２試料導入穴とを有しており、第１試料ホルダは、試料を収容するためのセルを保持する保持部と、当該第１試料ホルダを積分球に係止するための第１係止部とを備え、第２試料ホルダは、試料を載置するための試料台と、当該第２試料ホルダを積分球に係止するための第２係止部とを備え、第１試料導入穴は、励起光導入穴が形成されている位置および第２試料導入穴が形成されている位置を両極とする子午線上であって、その両極から略等距離にある位置に形成されている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１試料ホルダ及び第２試料ホルダを備えると共に、第１試料導入穴を励起光導入穴と第２試料導入穴との間に設けているので、励起光導入穴と第２試料ホルダとの間に第１試料ホルダを配置することができる。従って、第２試料ホルダを積分球に取り付けたまま第１試料ホルダを配置して、当該第１試料ホルダが保持する試料による被測定光を観測することができる。また、第１試料ホルダを積分球に取り付けたまま第２試料ホルダを配置して、当該第２試料ホルダが保持する試料による被測定光を観測することができる。
【０００９】
また本発明においては、第１係止部が、セルに励起光が入射する際の入射面を励起光の光軸に垂直な面から傾斜するようにセルを配置するための位置決め手段を有することも好ましい。励起光の光軸に垂直な面から傾斜するようにセルを配置しているので、励起光導入穴に励起光が戻ることを抑制できる。
【００１０】
また本発明においては、試料台には試料を載置する載置面が、励起光の光軸に垂直な面から傾斜するように形成されており、第２係止部は、載置面が積分球内において所定方向に方向付けされるように、当該第２試料ホルダを積分球に係止することも好ましい。励起光の光軸に垂直な面から傾斜するように載置面が形成されているので、励起光導入穴に励起光が戻ることを抑制できる。
【００１１】
また本発明においては、第１試料ホルダ及び第２試料ホルダの少なくとも一方における積分球内部に曝露される部位が拡散反射面となっている、ことも好ましい。第１試料ホルダ及び第２試料ホルダの積分球内に暴露される部位が拡散反射剤で覆われているので、第１試料ホルダ及び第２試料ホルダを積分球に取り付けた状態で一方の試料ホルダが保持する試料を観測する際に、他方の試料ホルダの拡散反射剤で覆われている部分を積分球内壁の一部として機能させることができる。
【００１２】
また本発明においては、積分球は、２つの載置面を有するＬ字架台に取り付けられていることも好ましい。Ｌ字架台に積分球を取り付けているので、積分球を保持する角度を９０度変えることができ、積分球の縦置き及び横置きが可能となる。従って例えば、第２試料ホルダを使用する場合には縦置きにし、第１試料ホルダを使用する場合には横置きにするといったことも可能となる。
【００１３】
また、光検出装置は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球とこの積分球に対して着脱可能に取り付けられる試料ホルダとを備える光検出装置であって、積分球は、励起光を導入するための励起光導入穴と、試料ホルダが保持するセルを導入するための試料導入穴とを有しており、試料ホルダは試料導入穴に係止されていると共に、試料を収容するためのセルを保持する保持部と、セルに励起光が入射する際の入射面を励起光の光軸に垂直な面から傾斜するようにセルを配置するための位置決め手段と、を有していても良い。
【００１４】
上記構成によれば、試料が収容されるセルの入射面を励起光の光軸に傾斜させて配置可能な試料ホルダを積分球に対して着脱可能に備えているので、励起光の光軸に対してセルの形状に応じた角度にセルを保持できる。従って、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を励起光導入穴に戻らないように設定することが可能となる。
【００１５】
また、上記構成では、保持部はセルを把持する把持部を有し、把持部はセルと接する部分に緩衝部材を有していることも好ましい。セルと接する部分に緩衝部材を有する把持部がセルを保持するので、セルに傷をつけずに保持できる。
【００１６】
また、上記構成では、位置決め手段が、試料ホルダを積分球に係止するための係止部であることも好ましい。試料ホルダを積分球に係止する位置決めピンといった係止部が、セルに励起光が入射する際の入射面を励起光の光軸に垂直な面から傾斜するようにセルを配置する位置決め手段として機能するので、試料ホルダの着脱が容易になる。
【００１７】
また、試料ホルダ用治具は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球の内部に導入されるセルと、積分球に設けられている試料導入穴に着脱可能に取り付けられ、セルを保持するための試料ホルダと、の相対的な位置関係を調整するための試料ホルダ用治具であって、セルに沿って延びる本体部と、本体部に形成され、試料ホルダを保持するためのホルダ保持部と、本体部に形成され、セルに励起光が入射する際の入射面を試料ホルダに対して所定方向に方向付ける角度付け手段と、を備えていても良い。
【００１８】
上記構成によれば、試料ホルダを保持しつつ、その試料ホルダに対して所定方向に方向付けたセルを配置することができる。この配置状態において、試料ホルダによってセルを保持すれば、試料ホルダに対してセルを所定の位置関係で保持させることができる。従って、セルを保持した状態の試料ホルダを積分球に取り付けることができ、励起光の光軸に対してセルの入射面を所定の角度で保持できる。
【００１９】
また、上記構成では、角度付け手段は、本体部に交わるように延出するセル保持部に形成された、セルの断面形状と略同一形状の穴であることも好ましい。セルの断面形状と略同一形状の穴でセルを方向付けるので、簡便かつ的確に方向付けることができる。
【００２０】
また、上記構成では、角度付け手段は、セルを見通す所定の位置に設けられた印であることも好ましい。セルを見通す位置に印が設けられているので、セルの試料ホルダに対する角度を調整してその印に合わせて保持できる。
【００２１】
また、上記構成では、積分球内における励起光の光軸の位置と、セルにおける励起光の入射位置と、を合わせるための高さ調整手段を備えることも好ましい。励起光の光軸の位置とセルの入射位置とを合わせて保持できるので、セル内に収容される試料に的確に励起光を照射できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１試料ホルダ及び第２試料ホルダを備えると共に、第１試料導入穴を励起光導入穴と第２試料導入穴との間に設けているので、励起光導入穴と第２試料ホルダとの間に第１試料ホルダを配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る光検出装置を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る光検出装置を示す断面図である。
【図３】図１の拡大断面図である。
【図４】図２の拡大断面図である。
【図５】試料ホルダの分解斜視図である。
【図６】試料ホルダの載置面を示す平面図である。
【図７】載置面の変形例を示す平面図である。
【図８】試料台の変形例を示す断面図である。
【図９】図２における試料ホルダの斜視図である。
【図１０】本実施形態に係る試料ホルダ用治具の斜視図である。
【図１１】図１０の試料ホルダ用治具の使用方法を説明するための図である。
【図１２】本実施形態の試料ホルダ、及び試料ホルダ用治具を説明するための図である。
【図１３】本実施形態の変形例である試料ホルダ用治具の斜視図である。
【図１４】本実施形態の変形例である試料ホルダ用治具の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２５】
本発明の実施形態である光検出装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の光検出装置１の、励起光光軸Ｌに沿った断面を示す図である。図２は、励起光光軸Ｌに沿った断面であって、図１に示す断面と直交する断面を示す図である。図１は、励起光光軸Ｌが鉛直線と沿うように光検出装置１を立てて、試料ホルダ４０（第２試料ホルダ）に保持した試料を測定する場合を示している。一方、図２は、励起光光軸Ｌが水平線と沿うように光検出装置１を寝かせて、試料ホルダ６０（第１試料ホルダ）に保持した試料を測定する場合を示している。
【００２６】
光検出装置１は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球２０と、積分球２０に着脱可能に取り付けられ選択的に用いられる試料ホルダ４０，６０と、励起光を積分球２０内に導入するための励起光用光ファイバホルダ３０と、被測定光を取得するための光検出光用ファイバホルダ５０と、２つの載置面１０ａ、１０ｂを有するＬ字形の架台１０とを備えている。積分球２０は、取り付けねじ１０２によって架台１０に取り付けられている。
【００２７】
まず、図１を参照しながら、励起光光軸Ｌが鉛直線と沿うように、架台１０の載置面１０ａを下にして光検出装置１を立てて配置し、試料ホルダ４０に保持した試料を測定する場合の光検出装置１の構成について説明する。
ここで、試料ホルダ４０は、主として固形試料、粉末試料などの測定に使用され、これらの試料はガラス等の基板に塗布された形態で試料ホルダ４０に保持されても良いし、シャーレ等の容器に収容された形態で試料ホルダ４０に保持されても良い。
【００２８】
積分球２０には、励起光導入穴２０１と、試料導入穴２０２（第２試料導入穴）と、光検出器導入穴２０３とが形成されている。励起光導入穴２０１は、積分球２０と鉛直線（図１の状態における鉛直線）が交わる極の一方（図１中上方の極）に形成されている。試料導入穴２０２は、励起光導入穴２０１とは反対側の極（図１中下方の極）に形成されている。光検出器導入穴２０３は、励起光導入穴２０１が形成されている位置と、試料導入穴２０２が形成されている位置とを両極とする子午線上であって、その両極から等距離にある位置に形成されている。遮光板２０４は、試料導入穴２０２と光検出器導入穴２０３との間に形成されている。
【００２９】
励起光導入穴２０１には励起光用光ファイバホルダ３０が、試料導入穴２０２には試料ホルダ４０が、光検出器導入穴２０３には光検出用光ファイバホルダ５０が、それぞれ取り付けられている。
【００３０】
励起光用光ファイバホルダ３０のファイバ保持部３０１に取り付けられている光ファイバ（図示しない）は、図示しない励起光源に接続されている。励起光源（図示しない）から出射された励起光は光ファイバ（図示しない）を通って励起光用光ファイバホルダ３０のレンズ３０２に導かれる。その励起光は、光軸Ｌに沿って積分球２０内に導かれ、励起光用光ファイバホルダ３０と対向配置されている試料ホルダ４０に載置されている試料Ｓに照射される。
【００３１】
励起光を試料Ｓに照射すると、その励起光の反射成分と、その励起光を吸収した試料Ｓから発生される成分からなる被測定光が発生する。励起光が照射された試料Ｓからの被測定光は、積分球２０の内壁にコーティングされた硫酸バリウム等の拡散反射剤により多重拡散反射される。この拡散反射された被測定光は、光検出用光ファイバホルダ５０に取り付けられている光ファイバ５０１に入射される。光ファイバ５０１は光検出器、例えば、特に限定されないが、マルチチャンネル光検出器（図示しない）に接続されている。従って、光ファイバ５０１に入射した被測定光は光ファイバ５０１を通ってマルチチャンネル光検出器（図示しない）に導かれる。マルチチャンネル光検出器（図示しない）が検出した測定データはデータ処理装置（図示しない）に出力されてデータ処理され、被測定光の強度が測定される。なお、本実施形態では光検出器は光ファイバ５０１に接続して使用されるが、光電変換素子等の光検出器を光検出導入穴２０３に直接取り付ける構成としても良い。本明細書において、光検出器は、両形態を含むものとして使用される。
【００３２】
遮光板２０４は、試料Ｓからの被測定光が直接光ファイバ５０１に入射するのを防止するために設けられている。被測定光が直接光ファイバ５０１に入射すると、被測定光の強度データに著しい誤差が発生してしまうためである。なお、遮光板２０４は、好ましくは、励起光導入穴２０１が形成されている位置と、試料導入穴２０２が形成されている位置とを両極としたとき、光検出器導入穴２０３を通過する子午線上であって、光検出器導入穴２０３および試料導入穴２０２から略等距離にある位置に形成される。
【００３３】
続いて、試料ホルダ４０について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、図１における試料ホルダ４０付近の拡大断面図である。図４は、図２における試料ホルダ４０付近の拡大断面図である。
【００３４】
試料ホルダ４０は、試料台４１と、ハンドリング用つまみ４２と、ホルダ本体４３と、取付フランジ４４（係止部）とを備えている。試料台４１の載置面４１１には試料Ｓが載置されている。なお、積分球内部に曝露される載置面４１１は硫酸バリウム等の拡散反射剤でコーティングされているのが好ましく、これについては後述する。図３に示すように、載置面４１１は、励起光の光軸Ｌに垂直な面から傾斜するように形成されている。試料台４１は、ホルダ本体４３とハンドリング用つまみ４２との間に保持されている。試料台４１及びハンドリング用つまみ４２が取り付けられているホルダ本体４３は、取付フランジ４４に挿入されている。図４に示すように、取付フランジ４４には、架台１０から延びる固定突起１０１が挿入されると共に、その挿入されている部分と反対側には固定ねじ４５が設けられている。固定ねじ４５を締め付けると、固定突起１０１と固定ねじ４５との間にホルダ本体４３が挟まれて固定される。
【００３５】
試料ホルダ４０についてより詳細に説明する。図５は、試料ホルダ４０の分解斜視図である。ホルダ本体４３は、円筒状の筒部４３１と、その筒部４３１の一端に設けられている鍔部４３２とを有している。鍔部４３２には、位置決め切り欠き４３２ａが形成されている。鍔部４３２にはまた、ハンドリング用つまみ４２を取り付けるためのねじ穴４３２ｂが形成されている。筒部４３１の多端には図示しない折り返し部が形成されており、ハンドリング用つまみ４２との間で試料台４１を挟んで固定している。
【００３６】
ハンドリング用つまみ４２は、第一鍔部４２１と、第二鍔部４２２と、小径部４２３と、大径部４２４とを有している。小径部４２３は円筒状であって、第一鍔部４２１と第二鍔部４２２との間に形成されている。大径部４２４は円筒状であって、第二鍔部４２２から小径部４２３とは反対側に延出するように形成されている。第一鍔部４２１はホルダ本体４３との間で試料台４１を挟んで固定するための部分である。第二鍔部４２２には穴４２２ａが、ホルダ本体４３のねじ穴４３２に対応する位置に設けられている。従って、試料台４１を挟み込んでホルダ本体４３とハンドリング用つまみ４２とをねじ止めすると、試料台４１、ホルダ本体４３、及びハンドリング用つまみ４２を互いに固定することができる。また、試料台４１とハンドリング用つまみ４２との間にはＯリング４６が配されているので、試料台４１がハンドリング用つまみ４２に対して回動するのを防止できる。
【００３７】
取付フランジ４４は、フランジ本体４４１と固定ねじ４５とを有している。フランジ本体４４１には位置決めピン４４１ｂが設けられている。位置決めピン４４１ｂは、ホルダ本体４３の位置決め切り欠き４３２ａに対応する位置に設けられている。従って、ホルダ本体４３の筒部４３１をフランジ本体４４１に挿入すると、位置決めピン４４１ｂが位置決め切り欠き４３２ａに挿入され、フランジ本体４４１に対するホルダ本体４３の位置決めがなされる。固定ねじ４５が設けられている位置と反対側には固定穴４４１ａが形成されている。固定穴４４１ａは上述した固定突起１０１が挿入される穴である。
【００３８】
試料台４１について図６を参照しながら説明する。図６は、試料台４１を載置面４１１側から見た平面図である。図６においては、図の上側が載置面４１１が高くなっている部分であり、図の下側が載置面４１１が低くなっている部分であるものとする。載置面４１１には、位置決め部４１２が四箇所に形成されている。四箇所に形成された位置決め部４１２よりも内側の載置面４１１には凹部４１３が形成されている。
【００３９】
位置決め部４１２は、円形の載置面４４１の外周近傍であって、互いに等間隔になるように配置されている。各位置決め部４１２は、凸部４１２ａ及びその凸部４１２ａに囲まれている凹部４１２ｂを有している。位置決め部４１２は、角柱状の突起を形成し、その角柱状の突起の中心に円柱状の穴をあけると共に、角柱状突起の一角を切り欠くことで形成される。各位置決め部４１２において切りかかれている部分は、載置面４１１の中心方向を向くように形成されている。
【００４０】
従って、試料Ｓが図示するような矩形のものである場合、試料Ｓの四隅が各位置決め部４１２の凹部４１２ｂに入り込み、凸部４１２ａによって保持される。また、円形のシャーレといった保持部材Ｓ２に試料を入れた場合には、矩形試料と同様に、四箇所に形成された位置決め部４１２によって保持される。
【００４１】
試料Ｓが矩形のガラス基板に発光材料を塗布したものである場合には、発光材料から放出された光子の一部はガラス基板を光導波路として伝播し、その端面から出射される。従って、本実施形態のような位置決め部４１２の形態を採用した場合には、試料Ｓと位置決め部４１２との接触部位を小さくすることができ、試料Ｓの端面から出射された光子をより高精度に測定できる。
【００４２】
また、試料Ｓの載置面４１１側に発光材料が付着しているような場合であっても、載置面４１１に凹部４１３が形成されているので、載置面４１１への発光材料の付着を抑制できる。また、位置決め部４１２にも凹部４１２ｂが設けられているので、位置決め部４１２への発光材料の付着も抑制できる。
【００４３】
位置決め部４１２の変形例を図７に示す。図７の（ａ）に示す試料台７１は、載置面７１１に一対の位置決め部４１２が形成されると共に、一つの突起７１２が形成されている。一対の位置決め部４１２と突起７１２とは、円形の載置面４４１の外周近傍であって、互いに等間隔になるように配置されている。
【００４４】
図７の（ｂ）に示す試料台７２は、載置面７２１に一対の位置決め部４１２が形成されている。この一対の位置決め部４１２は、図６の四箇所の位置決め部４１２の下二箇所に対応する位置に設けられている。載置面７２１は、図の上方が高く、図の下方が低くなるように傾斜しているので、試料Ｓ（保持部材Ｓ２）を二箇所の位置決め部４１２で保持することが可能となる。
【００４５】
また、図６を参照しながら説明したように載置面４１１に凹部４１３を形成する態様以外にも試料Ｓを載置面４１１に接触しないようにできる。その一例を図８を参照しながら説明する。図８はその一例を示すための試料台の断面図である。
【００４６】
図８の（ａ）に示す例は、図６を参照しながら説明した試料台４１の四箇所の位置決め部４１２の形状を変更した試料台８１を示している。尚、図８の（ａ）は、試料台８１の載置面８１１に形成された位置決め部８１２近傍の断面図である。図８の（ａ）に示すように、位置決め部８１２は、凸部８１２ａ及びその凸部８１２ａに囲まれている凹部８１２ｂを有している。凹部８１２ｂは、凸部８１２ａに対しては凹んだ状態となっているが、載置面８１１からは突出した状態となっている。従って、試料Ｓを各位置決め部８１２にかかるように配置した場合、試料Ｓは各位置決め部８１２の凹部８１２ｂに乗り上げた状態で保持され、載置面８１１との間に隙間ができる。
【００４７】
図８の（ｂ）に示す例は、図７の（ａ）を参照しながら説明した試料台７１の位置決め部４１２及び突起７１２の形状を変更した試料台８２を示している。尚、図８の（ｂ）は、試料台８１の載置面８２１に形成された突起８１３近傍（試料台８１の中心近傍）の断面図である。図８の（ｂ）に示すように、位置決め部８１２は図８の（ａ）で説明したのと同様な形状となっている。また、突起８１３は、載置面８２１を基準として、位置決め部８１２の凹部８１２ｂと同じ高さになるように形成されている。従って、試料Ｓを各位置決め部８１２にかかるように配置すると共に、突起８１３に乗り上げるように配置した場合、試料Ｓは各位置決め部８１２の凹部８１２ｂ及び突起８１３に乗り上げた状態で保持され、載置面８１１との間に隙間ができる。
【００４８】
本実施形態の試料ホルダ４０は、励起光の光軸Ｌに垂直な面から傾斜するように形成されている載置面４１１を有する試料台４１を備えると共に、載置面４１１が所定方向に方向付けされるように積分球２０に係止する取付フランジ４４を備えているので、載置面４１１に載置した試料Ｓを励起光の光軸Ｌに対して所定の角度を成すように配置できる。従って、励起光が試料Ｓに斜めに入射されることとなり、反射された被測定光が励起光導入穴２０１に戻ることがない。また、その所定の角度は載置面４１１の傾斜に依存するので、例えば所定の角度を変更して複数種類の試料を測定する場合には、試料台４１を変更することで対応できる。また、試料ホルダ４０は取付フランジ４４によって、載置面４１１が所定の方向に方向付けされるように固定されるので、試料Ｓによって反射された被測定光は常に積分球２０内の所定部位に照射されることになり、計測値の誤差を少なくすることが可能となる。
【００４９】
続いて、図２を参照しながら、励起光光軸Ｌが水平線と沿うように、架台１０の載置面１０ｂを下にして光検出装置１を寝かせて配置し（横置き）、試料ホルダ６０に保持した試料を測定する場合の光検出装置１の構成について説明する。
ここで、試料ホルダ６０は、主として色素等が溶解された液体試料の測定に使用され、試料は光学セルなどの容器に収容された形態で試料ホルダ６０に保持される。
【００５０】
励起光導入穴２０１、試料導入穴２０２、光検出器導入穴２０３のそれぞれの位置関係は上述した通りである。試料導入穴２０５（第１試料導入穴）は、積分球２０と鉛直線（図２の状態における鉛直線、励起光導入穴２０１、試料導入穴２０２、及び光検出器導入穴２０３それぞれの中心を通る平面の垂線）が交わる極の一方（図２中上方の極）に形成されている。試料導入穴２０５には試料ホルダ６０が取り付けられている。
【００５１】
上述したように、励起光源（図示しない）から出射された励起光は、光ファイバ（図示しない）を通って励起光用光ファイバホルダ３０のレンズ３０２に導かれる。その励起光は、光軸Ｌに沿って積分球２０内に導かれ、試料ホルダ６０によって保持されているセルＣ内の溶液試料に照射される。セルＣはガラス製であって、角柱部とその角柱部に接続されている枝管とから構成されている。本実施形態の場合、セルＣは光路長１０ｍｍのガラス角セルである。
【００５２】
励起光をセルＣ内に収容されている溶液試料に照射すると、その励起光の反射成分と、その励起光を吸収した溶液試料から発せられる成分からなる被測定光が発生する。励起光が照射されたセルＣ内の溶液試料からの被測定光は、積分球２０の内壁に塗布された高拡散反射剤により多重拡散反射される。この拡散反射された被測定光は、光検出用光ファイバホルダ５０に取り付けられている光ファイバ５０１に入射される。上述したように、光ファイバ５０１に入射した被測定光は光ファイバ５０１を通って光検出器、例えば、特に限定されないが、マルチチャンネル光検出器（図示しない）に導かれる。マルチチャンネル光検出器（図示しない）が検出した測定データはデータ処理装置（図示しない）に出力されてデータ処理され、被測定光の強度が測定される。
【００５３】
試料ホルダ６０は、取付フランジ７５と固定ねじ７０とによって積分球２０に着脱可能に取り付けられている。取付フランジ７５と積分球２０とは、位置決めピンといった係止手段で互いの位置関係が定められている。また、取付フランジ７５と試料ホルダ６０とも、位置決めピン（係止部、位置決め手段）といった係止手段で互いの位置関係が定められている。取付フランジ７５はリング状のフランジである。そのリング内部に試料ホルダ６０を挿入し、リング状の側面部分に設けられたねじ穴に螺入されている固定ねじ７０を締めこむと、試料ホルダ６０を積分球２０との間で挟んで係止することが可能となる。
【００５４】
取付フランジ７５には、固定ねじ８５によってカバー８０が取り付けられている。カバー８０は、取付フランジ７５、試料ホルダ６０、及び試料ホルダ６０によって保持されているセルＣを覆うように設けられており、外部から積分球内部への外乱光の入射を防止する。
【００５５】
続いて、図９を参照しながら、試料ホルダ６０についてより具体的に説明する。図９は、試料ホルダ６０の斜視図である。試料ホルダ６０は、略同一形状の二つの部品６２及び部品６４から構成されている。
【００５６】
部品６２，６４はそれぞれ、略円筒形状の円筒部６２１，６４１（保持部）と、略半円形状の一部を切除した形状の平板部６２２，６４２と、を有している。平板部６２２は、円筒部６２１の一端に凹部６２３を介して設けられている。同様に、平板部６４２は、円筒部６４１の一端に凹部６４３を介して設けられている。凹部６２３，６４３は、それぞれ円筒部６２１，６４１の外周に沿って設けられている。
【００５７】
部品６２と部品６４とが試料ホルダ６０として組み上げられる際に対向する部分には、それぞれ断面半円形状の凹部６２４（把持部）と凹部６４４（把持部）とが形成されている。凹部６２４は、平板部６２２から当該平板部６２２が設けられているのとは反対側の円筒部６２１の他端に至るまで形成されている。同様に、凹部６４４は、平板部６４２から当該平板部６４２が設けられているのとは反対側の円筒部６４１の他端に至るまで形成されている。従って、部品６２と部品６４とを組み上げると、凹部６２４及び凹部６４４によって形成される円筒穴にセルＣが挿入可能となる。セルＣを部品６２と部品６４とで挟み込んだ場合に、凹部６２４と凹部６４４がセルＣと当接する部分には緩衝部材（図３においては明示しない）が設けられている。
【００５８】
部品６２の平板部６２２には、切り欠き部６２２ａが設けられている。切り欠き部６２２ａは、平板部６２２の外周上であって略中央部分に形成されている。この切り欠き部６２２ａは、取付フランジ７５に取り付ける際に、取付フランジ７５に形成されている位置決めピン（図示しない）が入って位置決めするためのものである。
【００５９】
試料ホルダ６０を試料導入穴３０に取り付けた際に、積分球内部に曝露される円筒部６２１、６４１の端面６２５、６４５には、好適には、硫酸バリウム等の拡散反射剤がコーティングされている。
【００６０】
上記実施形態において、試料形態に応じて、試料ホルダ４０、６０に個別に試料が保持される光計測について説明した。試料ホルダ４０が試料を保持する場合、つまり図１のように、光検出装置１を架台１０の載置面１０ａを下にして立てて配置（縦置き）し、載置面４１１上の試料を測定する場合は、セルＣを保持しない試料ホルダ６０が試料導入穴２０５に取り付けられており、試料ホルダ６０の反射剤がコーティングされた端面６２５、６４５は積分球内壁の一部として被測定光を拡散反射する。また試料ホルダ６０が試料を保持する場合、つまり図２のように、光検出装置１を架台１０の載置面１０ｂを下にして寝かせて配置（横置き）し、セルＣ内の試料を測定する場合は、試料を保持しない試料ホルダ４０が試料導入穴２０２に取り付けられており、試料ホルダ４０の反射剤がコーティングされた載置面４１１は積分球内壁の一部として被測定光を拡散反射する。よって、本発明に係る光検出装置は、試料形態に応じて試料ホルダを使い分けられるので積分球を変更する煩わしさが無い。また各試料ホルダの積分球内部に曝露される領域（端面６２５および６４５、載置面４１１）が光拡散反射剤によりコーティングされているので、高精度な計測が可能となる。
【００６１】
なお、計測に使用されない試料導入穴は、本発明に係る試料ホルダに替えて、外部から積分球内部への外乱光の入射を防止するキャップ（図示せず）を取り付けても良い。積分球内部に曝露されるキャップの内側は、好適には、積分球内壁の一部として作用するように拡散反射剤がコーティングされる。
【００６２】
引き続いて、試料ホルダ用治具について説明する。試料ホルダ用治具は、試料に励起光を照射することによって発生する被測定光を観測する積分球２０の内部に導入されるセルＣと、積分球２０に設けられている試料導入穴２０５に着脱可能に取り付けられ、セルＣを保持するための試料ホルダ６０と、の相対的な位置関係を調整するための試料ホルダ用治具である。この試料ホルダ用治具を図１０に例示する。
【００６３】
図１０に示すように、試料ホルダ用治具９は、セルＣに沿って延びる本体部９２と、本体部９２に形成され、試料ホルダ６０を保持するためのホルダ保持部９２２と、本体部９２に形成され、セルＣに励起光が入射する際の入射面を試料ホルダ６０に対して所定方向に方向付ける穴９１１（角度付け手段）を有するセル保持部９１と、を備えている。
【００６４】
本体部９２は、セルＣに沿って延びる半円筒形状の部分である。本体部９２の内側には端面９２３から延びるホルダ保持溝９２２（ホルダ保持部）と、このホルダ保持溝９２２に繋がってセル保持部９１まで延びる凹部９２１とが形成されている。
【００６５】
ホルダ保持溝９２２は、試料ホルダ６０を保持するための溝であり、その断面形状は半円形であって、試料ホルダ６０の円筒部６２１，６４１の外周に沿うように形成されている。
【００６６】
凹部９２１の断面形状も半円形であり、その半径はホルダ保持溝９２２の半径よりも小さく、セルＣを収めることが可能な半径に設定されている。従って、ホルダ保持溝９２２に、試料ホルダ６０の円筒部６２１，６４１を収めると、平板部６２２，６４２は端面９２３に当接し、円筒部６２１，６４１の先端はホルダ保持溝９２２と凹部９２１との間の段差部分に当接する。
【００６７】
セル保持部９１は、本体部９２と交わるように延出する半円形上の平板部である。セル保持部９１の略中央部分には、穴９１１が形成されている。穴９１１は、セルＣの断面形状と略同一形状をなしており、セルＣを挿入可能なように形成されている。
【００６８】
ここで、試料ホルダ用治具９に、試料ホルダ６０及びセルＣを保持させた状態を図１１に示す。図１１を参照しながら、試料ホルダ用治具９の使用方法を説明する。
【００６９】
まず、セルＣの枝管Ｃ１を、試料ホルダ６０の部品６２及び部品６４で挟んで保持し、部品６２と部品６４とをねじで仮止めする。この際に、部品６２の凹部６２４と部品６４の凹部６４４との間に枝管Ｃ１を挟みこむ。
【００７０】
続いて、このように仮止めした試料ホルダ６０及びセルＣからなる組立体を、試料ホルダ治具９に取り付ける。具体的には、セルＣの角柱部Ｃ２をセル保持部９１に形成されている凹部９２１に収める。また、試料ホルダ６０をホルダ保持部９２２に収めると共に、試料ホルダ治具９の位置決めピン９２４が試料ホルダ６０の切り欠き部６２２ａに挿入されるように配置する。
【００７１】
続いて、部品６２と部品６４とを仮止めしているねじを緩め、セルＣの上下位置を調整してセルＣの角柱部Ｃ２を穴９１１に挿入する。セルＣの角柱部Ｃ２が挿入されている穴９１１は、角柱部Ｃ２の断面形状と略同一の形状をなしているので、セルＣは上下に移動可能である。
【００７２】
また、図１１のように配置した場合に、セルＣが試料ホルダ６０に対して適切な角度を成すように穴９１１が形成されている。尚、本実施形態の場合には、セルＣを保持した試料ホルダ６０が積分球２０に取り付けられた場合に、励起光の光軸ＬとセルＣの角柱部Ｃ２の入射面のなす角が１５°となるように設定されている。
【００７３】
位置決めが終了した段階で、部品６２と部品６４とをねじで固定する。このように互いに固定されたセルＣ及び試料ホルダ６０を図２示したように光検出装置１に取り付けて、励起光を照射する。
【００７４】
ここで、図１１の状態から、部品６２と部品６４とを固定しているねじを外し、部品６４及びセルＣを除去した状態を図１２に示す。図１２に示すように、セルＣの枝管Ｃ１が保持される部品６２の凹部６２４には緩衝部材６２４ａが配置されている。従って、セルＣの枝管Ｃ１を挟んだ状態で、部品６２と部品６４とをねじ固定した場合も、緩衝部材６２４ａの作用によりセルＣに損傷が発生することを抑制でき、またセルＣの摺動を抑制できる。
【００７５】
尚、試料ホルダ６０を構成する部品６２の先端面６２１ａ、部品６４の先端面６４１ａには、それぞれ反射材が塗布されていることも好ましい。
【００７６】
本実施形態の変形例を図１３及び図１４に示す。図１３に示す変形例は、角度付け手段として穴９１１の代わりにセル保持部９１に印Ｍ１を２箇所に設けた試料ホルダ用治具９ａを示したものである。印Ｍ１は、セルＣを見通す所定の位置に設けられている。
【００７７】
上述したのと同様の手法で、まずセルＣと試料ホルダ６０とを仮止めした状態で試料ホルダ用治具９ａに取り付ける。続いて、部品６２と部品６４とを仮止めしているねじを緩め、セルＣの角柱部Ｃ２の角を印Ｍ１に合うようにセルＣを回転させる。印Ｍ１は、セルＣが試料ホルダ６０に対して適切な角度を成すように形成されている。セルＣの位置決めが完了したら、部品６２と部品６４とをねじ止めし固定する。
【００７８】
また、図１３に示す変形例では、高さ調整手段としての印Ｍ２も設けられている。この印Ｍ２は、積分球２０内における励起光の光軸Ｌの位置と、セルＣにおける励起光の入射位置と、を合わせるためのものである。このように高さ調整を行うのは、量子収率測定の際に、リファレンスサンプルでの測定を行うため、リファレンスサンプルと測定試料との間で高さや角度や液面等が一致する必要があるためである。
【００７９】
図１４に示す変形例は、本体を円柱状に形成した試料ホルダ用治具９ｂである。試料ホルダ用治具９ｂを用いると、セルＣを覆った状態で試料ホルダ６０との位置関係を調整できる。
【００８０】
尚、上述した角柱型のセル以外にも、励起光の入射面と出射面とが並行であれば好適に適用可能である。また、チューブセルや円筒型セルといったセルも使用することは可能である。
【００８１】
本実施形態の作用効果について説明する。試料ホルダ６０に対してセルＣの角柱部Ｃ２を所定方向に方向付けて取り付けることが出来る。このように組み立てた試料ホルダ６０及びセルＣを積分球２０に取り付けると、励起光の光軸ＬとセルＣの入射面とが所定の角度（例えば１５°）をなすように取り付けることができる。この取付角度の再現性も向上できるので、リファレンスの計測と試料計測とを行う場合の測定精度をより効果的に向上できる。
【００８２】
ところで、セルＣの入射面はガラス板であるため光学的にフラットであり、入射面において入射する光の一部が入射方向と反対側に反射してしまうため、例えば入射面を励起光の光軸Ｌに垂直となるように配置した場合には、入射面で反射した光が励起光導入穴２０１に戻ってしまい、被測定光の強度を正確に測定できなくなってしまう。そこで、本実施形態のように、励起光の光軸Ｌに対して所定角度をなすようにセルＣを配置することで、反射した光が励起光導入穴２０１に戻ってしまうことを抑制し、積分球２０内壁に当てることが可能となる。
【００８３】
また、本実施形態のようにセルＣを試料ホルダ６０で保持すると、セルＣの枝管の部分のみを保持するので、被測定光に与える影響を低減できる。
【００８４】
また、粉体や薄膜といった試料に適した試料ホルダ４０と、溶液の試料に適した試料ホルダ６０及びセルＣとの双方を選択的に用いて計測できるので、一つの積分球２０で様々な試料の測定を行うことができる。
【符号の説明】
【００８５】
１…光検出装置、１０…架台、２０…積分球、３０…励起光用光ファイバホルダ、４０，６０…試料ホルダ、５０…光検出用光ファイバホルダ。
【図１】
2011081019.tif 000003
【図２】
2011081019.tif 000004
【図３】
2011081019.tif 000005
【図４】
2011081019.tif 000006
【図５】
2011081019.tif 000007
【図６】
2011081019.tif 000008
【図７】
2011081019.tif 000009
【図８】
2011081019.tif 000010
【図９】
2011081019.tif 000011
【図１０】
2011081019.tif 000012
【図１１】
2011081019.tif 000013
【図１２】
2011081019.tif 000014
【図１３】
2011081019.tif 000015
【図１４】
2011081019.tif 000016