(57)【要約】この分光装置では、透過波長帯域が異なる複数の干渉フィルタ３１，３２・・・を、特定の干渉フィルタ３１で反射された光が次段の干渉フィルタ３２に入射するように順次配置し、それぞれの干渉フィルタを透過した光が入射する位置に光検出素子４１，４２・・・を設けてなる分光装置において、この分光装置における初段の干渉フィルタ３１の光入射面側に厚さ２０〜２００ｎｍの銀薄膜３１ａを設けることとした。
2004076997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体多層膜からなり透過波長帯域が異なる複数の干渉フィルタを、特定の干渉フィルタで反射された光が次段の干渉フィルタに入射するように順次配置し、それぞれの前記干渉フィルタを透過した光が入射する位置に光検出素子を設けてなる分光装置において、この分光装置における初段の前記干渉フィルタの光入射面側に厚さ２０〜２００ｎｍの銀薄膜を設けたことを特徴とする分光装置。
【請求項２】
前記銀薄膜を前記干渉フィルタと共に挟む光透過性保護部材を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の分光装置。
【請求項３】
前記光透過性保護部材はガラスからなり、前記銀薄膜を前記光透過性保護部材上に堆積した後に、前記銀薄膜を前記干渉フィルタに光学的に結合させてなることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の分光装置。
【請求項４】
前記銀薄膜が前記干渉フィルタに密着するよう前記光透過性保護部材を前記干渉フィルタ側に押さえ付ける押付部材を更に備えることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の分光装置。
【請求項５】
前記銀薄膜は前記干渉フィルタ上に直接堆積されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の分光装置。
【請求項６】
光源と前記初段の干渉フィルタとの間の光路内に試料セルを配置したことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の分光装置。
【請求項７】
前記光源、前記試料セル、前記干渉フィルタ、前記光検出素子を収容する筐体を備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の分光装置。
【請求項８】
前記銀薄膜の厚さは、６０〜１００ｎｍであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の分光装置。
【請求項９】
前記初段の干渉フィルタへの光の入射角θは０°よりも大きく１０°以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の分光装置。
【請求項１０】
第２段目の干渉フィルタへの光の入射角θは０°よりも大きく１０°以下であることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の分光装置。
【請求項１１】
前記光源から前記試料セルに光を入射させるレンズを備え、前記初段の干渉フィルタは、このレンズの光軸の延長線上からは外れた位置にあることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば血液検査に使用される分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  分光装置は、光源からの光を検査試料に照射し、検査試料を透過した光／反射した光の強度を電気信号に変えることにより、検査試料の吸光度／反射率を測定する装置であり、多方面に応用されている。分光装置を例えば色測定や血液検査に応用する場合、検査試料を透過した光のうち波長の異なる複数の光成分、すなわち多波長の各々について吸光度が測定される。このようなものとして、例えば、特開昭５９−１３１１２４号公報に開示された回転板方式の分光装置がある。この分光装置は、検出したい波長の光成分を透過するフィルタが、光路中に位置するように回転板を機械的に回すことにより、多波長の検出を可能にしている。【０００３】  しかし、回転板方式の分光装置は回転板を機械的に回すことにより、フィルタを選択しているので、多波長の検出には時間がかかる。血液検査は多サンプルかつ多項目の検査を迅速にすることが要求されるが、回転板方式の装置ではこの要求を満たすことができない。【０００４】  この要求を満足するものとして、例えば、特開平１１−６７６６号公報、特開昭５９−１７０７３４号公報に開示されたハーフミラー方式の分光装置がある。これらの分光装置は、複数のハーフミラー及び複数の受光素子により多波長を検出する構造を有する。ハーフミラー方式の分光装置は、各ハーフミラーにおいて入射光を透過光と反射光とに分割し、透過光を次の順番に位置するハーフミラーの入射光とすることにより多波長を検出している。このため、機械的に波長を選択して多波長を検出する上記回転板方式の分光装置に比べて多波長を高速に検出することができる。
【発明の開示】
【０００５】  しかしながら、ハーフミラー方式の分光装置によれば、一つのハーフミラーにより光束が二分の一に分割される。よって、後の順番に位置する受光素子では入射光が極度に弱まるのでＳ／Ｎ比が低下し、これにより光成分の検出感度である検出効率が悪くなる。例えば、ハーフミラーを８個設け、９種類の波長を検出する場合、第８ハーフミラーを透過した光の強度は最初に比べて、（１／２）８＝１／２５６となり、その波長の光成分の検出効率が極めて悪くなる。これに対応するためには光源からの光量を増大させなければならないが、これにより消費電力が増大することになる。
【０００６】  本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、波長の異なる複数の光成分を高い検出効率で検出することが可能な分光装置を提供することを目的とする。
【０００７】  本発明に係る分光装置は、誘電体多層膜からなり透過波長帯域が異なる複数の干渉フィルタを、特定の干渉フィルタで反射された光が次段の干渉フィルタに入射するように順次配置し、それぞれの干渉フィルタを透過した光が入射する位置に光検出素子を設けてなる分光装置において、この分光装置における初段の干渉フィルタの光入射面側に厚さ２０〜２００ｎｍの銀薄膜を設けたことを特徴とする。
【０００８】  この分光装置では、干渉フィルタの透過波長帯域が異なるので、異なる波長の光がそれぞれの干渉フィルタを透過して光検出素子で検出され、分光が行われることとなる。干渉フィルタの反射光強度は後段になるほど減衰する傾向がある。したがって、後段側の光検出素子においても十分な光を検出するため、本分光装置では、光源から数えて初段の干渉フィルタの光入射面側に、厚さ２０ｎｍ以上の銀薄膜が設け、その反射特性を向上させると共に、この干渉フィルタ自身を透過する光の強度が減衰しないように銀薄膜の厚さを２００ｎｍ以下にすることとした。これにより、波長の異なる複数の光成分を高い検出効率で検出することができる。
【０００９】  本発明に係る分光装置は、銀薄膜を干渉フィルタと共に挟む光透過性保護部材を備えることを特徴とする。銀薄膜は、傷つきやすいため、光透過性保護部材を設けることにより、銀薄膜を保護することができる。光透過性保護部材を透過した目的波長の光は銀薄膜及び干渉フィルタを透過して光検出素子に至る。
【００１０】  また、銀は空気による酸化によって反射率が劣化するので、本分光装置では、光透過性保護部材を防湿性のあるガラスから構成することとし、銀薄膜を光透過性保護部材上に堆積することで銀薄膜による反射界面を防湿すると共に、銀薄膜の形成後に、銀薄膜を干渉フィルタに光学的に結合させる。これにより、銀薄膜の劣化抑制と保護を同時に行うことができ、また、干渉フィルタとの光学的結合を行われているので、目的波長が光透過性保護部材、銀薄膜及び干渉フィルタを高効率で透過すると共に、目的外の波長が十分に反射される。
【００１１】  この光学的結合であるが、本発明の分光装置は、銀薄膜が干渉フィルタに密着するよう光透過性保護部材を干渉フィルタ側に押さえ付ける押付部材を更に備えており、密着度の向上によって光学的結合効率を高めることができる。
【００１２】  本発明に係る分光装置では、銀薄膜が干渉フィルタ上に直接堆積されていることとしてもよい。この場合、干渉フィルタと銀薄膜との光学的結合が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】  図１は第１実施形態に係る分光装置の模式図である。【００１４】  図２はフォトダイオード３１近傍の検出器の部分拡大図である。【００１５】  図３は上述の分光装置において、光検出素子４１〜４９として、光電子増倍管５１〜５９を用いた分光装置２の構成図である。【００１６】  図４は初段の光電子増倍管５１近傍の検出器の部分拡大図である。【００１７】  図５は銀薄膜を設けない場合の初段の干渉フィルタ（３４０ｎｍ）の波長（ｎｍ）に対する相対反射率（％）を示すグラフである。【００１８】  図６は銀薄膜を設けた場合の初段の干渉フィルタ（３４０ｎｍ）の波長（ｎｍ）に対する相対反射率（％）を示すグラフである。【００１９】  図７は分光装置における各チャンネル（Ｃｈ）毎のフォトダイオードからの出力値（ｎＡ）を示す表である。【００２０】  図８は図７の表の結果を示すグラフである。【００２１】  図９は試料セルにＢ−ＮＡＤＨ（ｃｈ１の透過波長（３４０ｎｍ）を吸収する物質）を入れた場合の初段の光検出器の出力値（ｎＡ）を示す表である。【００２２】  図１０は図９に示した出力値を吸光度に変換した表である。【００２３】  図１１は図１０の表の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、実施形態に係る分光装置について図面を用いて説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。【００２５】  図１は、第１実施形態に係る分光装置の模式図である。分光装置１は、９種類の波長の光成分を検出するものであり、例えば２０Ｗのヨウ素球を含む光源３と、光源３から若干広がりながら出射された光Ｌを集光する２枚のレンズ５，７と、レンズ５，７を透過した光Ｌが通るアパーチャ９と、アパーチャ９を通過しかつ検査試料（例えば血液）が収められた試料セルＳを透過した光Ｌを略平行光線にするレンズ１１と、レンズ１１で略平行光線にされた光Ｌが入射する分光部１３と、を備える。分光装置１を構成するこれらの要素は筐体（筒体）１５に収容されている。なお、略平行光線は、平行光に近い光線のことであり、実際にはレンズ１１の出力光は特定位置に結像する。このレンズ１１による結像位置は第１段目のフィルタ上に設定したり、或いは、フィルタ間位置に設定することができる。すなわち、この結像位置は、最終的に必要な情報が効率的に得られる位置に設定すればよい。【００２６】  レンズ５、レンズ７及びアパーチャ９は保持部１７により保持され、光Ｌの光路に沿って順にレンズ５、レンズ７、アパーチャ９が配置されている。レンズ５、レンズ７及びアパーチャ９により光Ｌが試料セルＳに入射するときの光Ｌの断面寸法を規定する。この断面は光Ｌの進行方向に対して９０度の角度に位置する断面であり、寸法は例えば縦３ｍｍ×横３ｍｍである。【００２７】  アパーチャ９とレンズ１１との間の光路中に試料セルＳの配置場所がある。この配置場所を挟むようにスリット１９，２１が配置されている。また、レンズ１１と分光部１３との間の光路中にはスリット２３が配置されている。【００２８】  分光部１３の構造を詳細に説明する。分光部１３は、９個の干渉フィルタ３１〜３９と、干渉フィルタ３１〜３９のそれぞれと対応し、対応する干渉フィルタ３１〜３９を透過した光成分を検出する９個のフォトダイオード４１〜４９と、を備える。フォトダイオード４１〜４９は光検出素子の一例である。本実施形態に用いることができるフォトダイオードとして例えばＳｉフォトダイオードがある。【００２９】  干渉フィルタ３１，３３，３５，３７，３９は、それぞれの入射面が一方向に並ぶように配置され、その状態で保持部２５により保持されている。保持部２５は、分光部１３に入射した光Ｌが所定角度で干渉フィルタ３１に入射するように配置されている。干渉フィルタ３１，３３，３５，３７，３９のそれぞれの光出射面にはフォトダイオード４１，４３，４５，４７，４９が取り付けられている。これにより、各フォトダイオードは対応する干渉フィルタを透過した光成分を検出する。【００３０】  干渉フィルタ３２，３４，３６，３８も同様にそれぞれの入射面が一方向に並ぶように配置され、その状態で保持部２７により保持されている。保持部２７は、分光部１３に入射した光Ｌが干渉フィルタ３１に入射するまでの光路を遮らない位置であって、かつ保持部２７に保持された干渉フィルタが保持部２５に保持された干渉フィルタと対向するように配置されている。【００３１】  干渉フィルタ３２，３４，３６，３８のそれぞれの光出射面にはフォトダイオード４２，４４，４６，４８が取り付けられている。これにより、各フォトダイオードは対応する干渉フィルタを透過した光成分を検出する。分光部１３には、フォトダイオード４１〜４９のそれぞれにより検出された光成分を増幅するアンプ等の電子回路（図示せず）が設けられている。分光部１３を構成するこれらの要素は筐体（筒体）２９に収容されている。【００３２】  干渉フィルタ３１〜３９は、それぞれの入射光を反射させる光成分と透過させる光成分とに分割する。保持部２５，２７を上記のように配置することにより、反射させる光成分が次の順番に位置する干渉フィルタの入射光となり、これにより光源３からの光Ｌが干渉フィルタ３１〜３９の番号順に伝達される。干渉フィルタ（誘電体多層膜）３１〜３９は帯域フィルタとしての機能を有し、それぞれが透過させる波長の光成分（透過波長帯域の中心波長）は以下の通りである。【００３３】  干渉フィルタ３１：３４０ｎｍ、干渉フィルタ３２：４０５ｎｍ、干渉フィルタ３３：４５０ｎｍ、干渉フィルタ３４：５０５ｎｍ、干渉フィルタ３５：５４６ｎｍ、干渉フィルタ３６：５７０ｎｍ、干渉フィルタ３７：６００ｎｍ、干渉フィルタ３８：７００ｎｍ、干渉フィルタ３９：８００ｎｍ。【００３４】  次に、分光装置１の動作について図１を用いて説明する。光源３から発生した光Ｌはレンズ５，７及びアパーチャ９によりその断面寸法が所定値に規定された後、スリット１９を通り、試料セルＳに入射する。光Ｌは試料セルＳを透過後、スリット２１を通過し、レンズ１１に入射する。光Ｌはレンズ１１により集光され、スリット２３を介して分光部１３に入射する。光Ｌ（特にレンズ１１以降）は、その成分のうち次段の素子に伝播される有効光を示す。【００３５】  なお、試料セルＳは、光源３と初段の干渉フィルタ３１との間の光路内に配置されており、試料セルＳ内の物質の情報が干渉フィルタ３１に伝達される。また、光源３、試料セルＳ、干渉フィルタ３１、光検出素子４１を収容する筐体１５を備えており、筐体１５は、内部温度や環境を一定に保持している。【００３６】  分光部１３に入射した光Ｌは、まず干渉フィルタ３１の入射面に入射し、干渉フィルタ３１により透過される光成分と反射される光成分Ｒ１に分けられる。透過される光成分は主に波長３４０ｎｍの光成分であり、フォトダイオード４１により検出される。【００３７】  干渉フィルタは、透過させる波長の光成分以外の光成分について反射する性質を有する。よって、干渉フィルタ３１によって反射される光成分Ｒ１は、後の順番に位置する干渉フィルタ３２〜３９を透過させる波長の光成分を高い強度で含んでいる。反射される光成分Ｒ１は干渉フィルタ３２の入射面に入射し、干渉フィルタ３２により透過される光成分と反射される光成分Ｒ２とに分けられる。干渉フィルタ３２で透過される光成分は、主に波長４１５ｎｍの光成分であり、この光成分がフォトダイオード４２により検出される。反射光Ｒ２は、上記の説明と同様の理由により、後の順番に位置する干渉フィルタ３３〜３９を透過させる波長の光成分を高い強度で含んでいる。【００３８】  以下同様に、干渉フィルタ３３〜３９を���過した光成分がフォトダイオード４３〜４９で検出される。よって、分光装置１によれば、９種類の波長の光成分を検出することができる。【００３９】  なお、分光装置１に入射した光は、初段の光検出器（３１，４１）に対して入射角θで入射し、光検出器（３１，４１）で反射された光は次段の光検出器（３２，４２）に対して入射角θで入射し、光検出器（３２，４２）で反射された光はさらに次段の光検出器（３３，４３）に対して入射角θで入射する。すなわち、第１干渉フィルタ３１への光の入射角θは０°よりも大きく１０°以下であり、第２干渉フィルタ３２への光の入射角θは０°よりも大きく１０°以下である。本例では、θ＝８°とする。入射角θが１０°を超えると、干渉フィルタに入射した波長の透過率が低下し、且つ、波長シフトが生じるからである。【００４０】  上述のように、本実施形態の分光装置は、誘電体多層膜からなり透過波長帯域が異なる複数の干渉フィルタ３１〜３９を、特定の干渉フィルタ（例えば干渉フィルタ３１）で反射された光が次段の干渉フィルタ（例えば干渉フィルタ３２）に入射するように順次配置し、それぞれの干渉フィルタを透過した光が入射する位置にフォトダイオード４１〜４９を設けてなる。本形態においては、少なくとも初段の干渉フィルタ３１の光入射面側に厚さ２０〜２００ｎｍの銀薄膜３１ａが設けられている。【００４１】  この分光装置では、干渉フィルタ３１〜３９の透過波長帯域が異なるので、異なる波長の光がそれぞれの干渉フィルタを透過してフォトダイオード４１〜４９で検出され、分光が行われる。干渉フィルタ３１〜３９の反射光強度は後段になるほど減衰する傾向がある。【００４２】  したがって、後段側のフォトダイオード（例えばフォトダイオード４９）においても十分な光を検出するため、本分光装置では、光源３から数えて初段の干渉フィルタ３１の光入射面側に、厚さ２０ｎｍ以上の銀薄膜３１ａが設け、その反射特性を向上させると共に、この干渉フィルタ自身を透過する光の強度が減衰しないように銀薄膜３１ａの厚さを２００ｎｍ以下にすることとした。これにより、波長の異なる複数の光成分を高い検出効率で検出することができる。【００４３】  以下、詳説する。【００４４】  図２は、フォトダイオード３１近傍の検出器の部分拡大図である。【００４５】  本分光装置は、銀薄膜３１ａを干渉フィルタ３１と共に挟む光透過性保護部材３１ｂを備えている。銀薄膜３１ａは、光透過性保護部材３１ｂによって保護されている。光透過性保護部材３１ｂを透過した目的波長（３４０ｎｍ）の光は銀薄膜３１ａ及び干渉フィルタ３１を透過してフォトダイオード４１に至る。フォトダイオード４１は入射した光の強度に比例した電気信号を出力する。また、目的外の波長（入射光波長帯域−透過波長帯域）は、銀薄膜３１ａ及び干渉フィルタ３１によって反射される。【００４６】  光透過性保護部材３１ｂはガラスから構成される。ガラスは防湿性を有するので、この上に銀を堆積すれば、銀の酸化を抑制することができる。すなわち、銀は空気による酸化によって反射率が劣化するので、銀薄膜３１ａを光透過性保護部材３１ｂ上に堆積することで、銀薄膜３１ａと光透過性保護部材３１ｂとの間の反射界面���防湿している。【００４７】  銀薄膜３１ａの形成後に、銀薄膜３１ａは干渉フィルタ３１に光学的に結合させる。この形成には、蒸着法やスパッタリング法等の堆積法を用いる。以上の構成により、銀薄膜３１ａの劣化抑制と保護、及び干渉フィルタ３１との光学的結合を行うことができる。この検出器に入射した目的波長（３４０ｎｍ）は、光透過性保護部材３１ｂ、銀薄膜３１ａ及び干渉フィルタ３１を高効率で順次透過すると共に、目的外の波長が十分に反射される。なお、光透過性保護部材３１ｂの透過波長帯域は、全ての干渉フィルタの透過波長帯域を含むように設定されており、シリカガラスからなる。【００４８】  この分光装置は、銀薄膜３１ａが干渉フィルタ３１に密着するよう光透過性保護部材３１ｂを干渉フィルタ３１側に押さえ付ける押付部材３１ｃを更に備えており、密着度の向上によって光学的結合効率を高めることができる。押付部材３１ｃは、ホルダーの基部から立設すると共に、光透過性保護部材３１ｂの光入射面及び側面に係合している。押付部材３１ｃは、弾性力のある樹脂或いは金属から構成することができる。【００４９】  なお、銀薄膜３１ａと干渉フィルタ３１との間に、マッチングオイルを充填することもできる。また、銀薄膜３１ａは干渉フィルタ３１上に直接堆積されていることとしてもよい。この場合、干渉フィルタと銀薄膜との光学的結合が容易となる。堆積方法としては、蒸着法やスパッタリング法が挙げられる。【００５０】  また、光検出素子として、フォトダイオードに代えて光電子増倍管を用いることもできる。【００５１】  図３は、上述の分光装置において、光検出素子４１〜４９として、光電子増倍管５１〜５９を用いた分光装置２の構成図である。図３において図１に示す分光装置１の構成要素と同等の要素については同一符号を付すことによりその説明を省略する。【００５２】  分光装置２はフォトダイオード４１〜４９の代わりに光検出素子の一例である光電子増倍管５１〜５９を用い、各干渉フィルタ３１〜３９を透過した光成分を検出する。蛍光を構成する光成分のように極めて強度が小さい場合、フォトダイオード４１〜４９では検出が困難なので光電子増倍管５１〜５９により光成分を検出するのである。【００５３】  本例では、光源３からの光路を試料セルＳで９０度曲げている。光源３からの光Ｌの進行方向を試料セルＳで９０度変化させるのは、分光部１３に光源１３からの光Ｌが直接入射しないようにするためである。【００５４】  換言すれば、この分光装置は、光源３から試料セルＳに光を入射させるレンズ７を備えており、初段の干渉フィルタ３１は、このレンズ７の光軸の延長線上からは外れた位置にある。これにより、各光成分の検出の信頼性を向上させている。なお、分光装置２も分光装置１と同様の効果を有する。【００５５】  分光装置１，２によれば、異なる波長の光成分を透過させる干渉フィルタを９個設けることにより９種類の波長の光成分を検出している。しかしながら、本分光装置で検出される多波長の数はこれに限定されず、異なる波長の光成分を透過させる干渉フィルタの数を変えることにより、多波長の数を任意に設定することができる。【００５６】  また、分光装置１，２はレンズ１１に��り試料セルＳから出射した光を略平行光にして干渉フィルタに入射させているが、干渉フィルタの特定波長での吸光が大きい場合や、光源や試料から出射する光においてその特定波長の強度が小さい場合に、そのフィルタに焦点を合わせるようにすることで効率的な分光が可能となる。例えば、本実施形態においては、３４０ｎｍの干渉フィルタ３１に焦点を合わせることで検出光量を向上させることが可能となり、他の干渉フィルタで検出される光強度の差を小さくすることができる。【００５７】  本分光装置は、複数の干渉フィルタがそれぞれの入射光を反射させる光成分と透過させる光成分とに分け、反射させる光成分を次の順番に位置する干渉フィルタの入射光とし、光源からの光を複数の干渉フィルタに順番に伝達させることにより、多波長を検出している。本発明者によれば、干渉フィルタを構成する誘電体層は、干渉フィルタを透過する波長の光成分以外の波長の光成分について比較的良く反射する性質を有することが分かった。よって、後の順番に位置する干渉フィルタにも比較的高い強度の入射光が入射するので、高い検出効率で多波長を検出することができる。【００５８】  また、本分光装置によれば各干渉フィルタの入射光を、透過させる光成分と反射させる光成分とに分割し、反射させる光成分を次の順番に位置する干渉フィルタの入射光としているので、多波長の高速検出が可能となる。この分光方法によれば、高い検出効率でかつ高速に多波長を検出することが可能となる。【００５９】  また、上述の実施形態に係る分光装置は、光の速度で時系列に光が入射するように配置された複数の光検出器（光透過性保護部材、銀薄膜、干渉フィルタ、光検出素子）を備えており、これらの光検出器は、それぞれ、光電変換器と光電変換器の光入射側に固定された干渉フィルタとを有し、それぞれの干渉フィルタの透過波長と反射波長帯域とは異なり、且つ、後段の干渉フィルタの透過波長は前段の干渉フィルタの反射波長帯域に含まれている。ここで、干渉フィルタの透過波長に拘らず、その光入射面側にアパーチャを有する全反射ミラーを設けることもできる。【００６０】  図４は初段の光電子増倍管５１近傍の検出器の部分拡大図である。光電子増倍管５１は、ヘッドオン型の光電子増倍管であり、メタル側管の光入射側開口をガラス面板で封止し、ガラス面板の内面に光電面を形成し、側管内部にダイノード群と陽極を設けてなる。【００６１】  本分光装置においても、銀薄膜３１ａを干渉フィルタ３１と共に挟む光透過性保護部材３１ｂを備えている。銀薄膜３１ａは、光透過性保護部材３１ｂによって保護されている。光透過性保護部材３１ｂを透過した目的波長（３４０ｎｍ）の光は銀薄膜３１ａ及び干渉フィルタ３１を透過して光電子増倍管５１に至る。光電子増倍管５１は入射した光の強度に比例した電気信号を出力する。また、目的外の波長（入射光波長帯域−透過波長帯域）は、銀薄膜３１ａ及び干渉フィルタ３１によって反射される。【００６２】  この分光装置においても、銀薄膜３１ａが干渉フィルタ３１に密着するよう光透過性保護部材３１ｂを干渉フィルタ３１側に押さえ付ける押付部材３１ｃを更に備えており、密着度の向上によって光学的結合効率を高めることが��きる。押付部材３１ｃは、ホルダーの基部から立設すると共に、光透過性保護部材３１ｂの光入射面及び側面に係合している。押付部材３１ｃは、弾性力のある樹脂或いは金属から構成することができ、銀薄膜３１ａと干渉フィルタ３１との間に、マッチングオイルを充填することもできる。また、銀薄膜３１ａは干渉フィルタ３１上に直接堆積されていることとしてもよい。【００６３】  なお、上述の光検出器においては、初段の光検出器においてのみ銀薄膜及び光透過性保護部材を設けることとしたが、これらは他の段の光検出器においても、干渉フィルタの光入射面側に同様に配置することができる。【００６４】  また、複数の光検出器を円形に配置すれば、円形内部への空気流入経路が狭くなるため、空気の揺らぎに起因する光検出器の出力変動を抑制することができる。【００６５】  また、赤外線カットフィルタを光検出器の手前に配置すれば、赤外線に起因するノイズの発生を抑制することができ、光検出器を構成する筒体の内面を黒色とすれば、筒体内面反射に起因するノイズを抑制することができる。【００６６】  さて、上述の干渉フィルタは基板上に蒸着等により形成された所定の光学的厚さをもつ薄膜を多数層重ねて、その内部で生じる干渉を利用して、特定の波長域の光のみを透過または反射する光学フィルタである。多層の誘電体膜（例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＴｉＯ２）からなるものが一般的である。本発明者によれば、干渉フィルタを構成する誘電体膜は、その干渉フィルタが透過する波長の光成分以外の波長の光成分について、比較的高いパーセンテージ（例えば８０％以上）で反射する。かかる干渉フィルタは各種メーカーから販売されている。【００６７】  図５は、銀薄膜を設けない場合の初段の干渉フィルタ（３４０ｎｍ）の波長（ｎｍ）に対する相対反射率（％）を示すグラフである。干渉フィルタへの入射角θは８°である。各社の干渉フィルタとも、目的の波長（３４０ｎｍ）は透過するものの、目的外の波長、例えば、４７０ｎｍの波長においては、反射率が低下しており、後段の光検出器では十分な光強度を検出できないことがわかる。なお、ＥＤ３４０ｎｍ、ＯＭＥ３４０ｎｍ、ＡＳ３４０ｎｍは、それぞれ、Ｅｄｍｕｎｄ社製、Ｏｍｅｇａ社製、朝日分光社製の干渉フィルタである。【００６８】  図６は、銀薄膜を設けた場合の初段の干渉フィルタ（３４０ｎｍ）の波長（ｎｍ）に対する相対反射率（％）を示すグラフである。干渉フィルタへの入射角θは８°である。銀薄膜を設けない場合（従来例：ＡＳ３４０ｎｍ）、波長４７０ｎｍ以上の反射率は大きく低下しているが、厚さ５０ｎｍ、１００ｎｍの銀薄膜を設けた場合（Ａｇ５０ｎｍ＋ＡＳ３４０ｎｍ、Ａｇ１００ｎｍ＋ＡＳ３４０ｎｍ）、波長４５０ｎｍ以上においても反射率は低下しない。したがって、上述の実施形態にかかる分光装置においては、後段の光検出器においても十分な光強度を検出できる。【００６９】  上述の分光装置１を試作し、その特性を評価した。干渉フィルタとしてはＡＳ３４０ｎｍを用い、試料セルは用いないで出力値の測定を行った。【００７０】  図７は、分光装置における各チャンネル（Ｃｈ）毎のフォトダイオードからの出力値（ｎＡ）を示す表である。この出力値は干��フィルタの透過光量に比例する。この表では、干渉フィルタに銀薄膜を設けない場合をバンドパスフィルタのみの従来例とし、銀薄膜の厚みを２０ｎｍ〜１００ｎｍで変化させた場合を実施例として示している。【００７１】  図８は、図７の表の結果を示すグラフである。干渉フィルタとしては、上述のＡＳ３４０ｎｍ（３４０ＡＳで示す）を用いており、グラフの括弧内の数字は銀薄膜の厚み（ｎｍ）を示す。このグラフに示すように、従来例では、波長４５０ｎｍ以上の領域（ｃｈ４、ｃｈ５）で、出力値（ｎＡ）が低下するのに対し、実施例に係る分光装置では、銀薄膜の厚み２０ｎｍ以上で出力値（ｎＡ）が増加している。また、銀薄膜の厚みが１００ｎｍにおいても、出力値（ｎＡ）の低下は見られないが、２００ｎｍを超えた場合には初段の光検出器（ｃｈ１）の出力が著しく低下する。【００７２】  図９は、試料セルにβ−ＮＡＤＨ（ｃｈ１の透過波長（３４０ｎｍ）を吸収する物質）を入れた場合の初段の光検出器の出力値（ｎＡ）を示す表、図１０は図９に示した出力値を吸光度に変換した表、図１１は図１０の表の結果を示すグラフである。β−ＮＡＤＨの濃度は０〜１００％まで変化させ、吸光度（Ａｂｓ）の変化をモニタした。【００７３】  β−ＮＡＤＨの濃度の増加と共に吸光度は増加するが、従来例の場合には濃度６０％以上において吸光度が飽和傾向となり、正確な吸光度測定が行われていないことが分かる。一方、銀薄膜の厚さが２０ｎｍの場合には吸光度の濃度に対する線形性は向上し、厚さ６０〜１００ｎｍでは更に線形性が向上している。【００７４】  以上、説明したように、上述の分光装置は、波長の異なる複数の光成分を高い検出効率で検出することができ、例えば血液検査のような多サンプルかつ多項目の検査に利用することができる。【００７５】  本発明の分光装置によれば、波長の異なる複数の光成分を高い検出効率で検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】  本発明は、例えば血液検査に使用される分光装置に利用することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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