(57)【要約】【課題】簡易な構成で高精度の吸光度測定が行なえる受光デバイスを提供すること。【解決手段】アレイ状に配置されたフォトダイオード（ＰＤ）２２群によって液体試料を透過する分光光を波長ごとに受光する受光デバイス２において、ＰＤ２２群の受光面側にＰＤ２２群の配列方向に沿って複数連結され、ＰＤ２２群との間にＰＤ２２群の劣化を防止するガスを密封するとともに各ＰＤ２２が受光する所定の波長以外の光をそれぞれ遮断する光学フィルタ２３群と、光学フィルタ２３群の外周面と各光学フィルタ２３群が連結される接触面とに設けられた光吸収部材２１と、を備える。【選択図】        図２
2007278935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配置された受光素子群によって液体試料を透過する分光光を波長ごとに受光する受光デバイスにおいて、
前記受光素子群の受光面側に前記受光素子群の配列方向に沿って複数連結され、前記受光素子群との間に該受光素子群の劣化を防止するガスを密封するとともに各受光素子が受光する所定の波長以外の光をそれぞれ遮断する光学フィルタ群と、
前記光学フィルタ群の外周面と各光学フィルタ群が連結される接触面とに設けられた光吸収部材と、
を備えたことを特徴とする受光デバイス。
【請求項２】
前記光吸収部材は、各受光素子の受光面に入射する分光光を遮らない高さまで延ばしたことを特徴とする請求項１に記載の受光デバイス。
【請求項３】
前記光吸収部材は、黒色のガラス、黒色の石英、または黒色のプラスティックであることを特徴とする請求項１または２に記載の受光デバイス。
【請求項４】
前記光吸収部材は、凹凸形状のある非光沢面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ状に配置された受光素子群によって液体試料を透過する分光光を波長ごとに受光する受光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体試料に関する分析を行う場合、光源から出射された光を生体試料に照射し、生体試料によって吸収された光強度を波長ごとに測定する吸光度測定装置が用いられている。光源から出射された光は、グテイティング等によって単色光に分光され、生体試料を透過した後、アレイ状に配置されたフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）等の複数の受光素子を有する受光デバイスによって波長ごとの光強度が測定される。ところで、ＰＤＡの受光面は、大気に曝すと酸化反応により劣化するため不活性ガスが光学フィルタ等によって密封されている。光学フィルタは、所定の波長以外の波長の光を遮断するが、この遮断機能は完全ではなく、生体試料を照射する光源からの外光が光学フィルタに直接入射する場合があり、このような外光は、迷光となってＰＤＡに入射し、高精度測定の妨げの原因となる。そこで、光学フィルタのＰＤＡの境界に対応する部位に遮光部を設け、迷光がＰＤＡに入射するのを防止する技術が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に光学フィルタは、ガラス等によって実現されるが、このガラスは所定の厚さを有し、この厚さ部分が光学フィルタの側面部となる。そして、この側面部からも外光が入射する場合があり、この側面部から入射した光は、光学フィルタ内で迷光となって、ＰＤＡに入射し、高精度の吸光度測定を妨げるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で高精度の吸光度測定が行なえる受光デバイス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】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる受光デバイスは、アレイ状に配置された受光素子群によって液体試料を透過する分光光を波長ごとに受光する受光デバイスにおいて、前記受光素子群の受光面側に前記受光素子群の配列方向に沿って複数連結され、前記受光素子群との間に該受光素子群の劣化を防止するガスを密封するとともに各受光素子が受光する所定の波長以外の光をそれぞれ遮断する光学フィルタ群と、前記光学フィルタ群の外周面と各光学フィルタ群が連結される接触面とに設けられた光吸収部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる受光デバイスは、上記の発明において、前記光吸収部材は、各受光素子の受光面に入射する分光光を遮らない高さまで延ばしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる受光デバイスは、上記の発明において、前記光吸収部材は、黒色のガラス、黒色の石英、または黒色のプラスティックであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる受光デバイスは、上記の発明において、前記光吸収部材は、凹凸形状のある非光沢面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる受光デバイスは、ＰＤＡの劣化を防止する不活性ガスを密封する連結された複数の光学フィルタの外周および各光学フィルタの接触面とに光吸収層を形成することによって、光学フィルタの側面部から入射する外光を吸収して遮断するとともに光学フィルタに入射して光学フィルタ内を遊走する光を吸収して遮断し、ＰＤＡに所定の波長の光のみを入射させ高精度の測定ができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる受光デバイスの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、この発明の実施の形態にかかる受光デバイス２を備えた吸光度測定装置１の概要を示す斜視図である。図１に示すように、この吸光度測定装置１は、光を出射する光源８と、光源８から出射された光を単色光に分光するグレイティング７と、グレイティング７で分光された光の光束を絞るスリット６と、スリット６を通過した光を反射するミラー５と、ミラー５で反射し、キュベット３に収容された液体４を透過した透過光の光強度を光電変換して測定する受光デバイス２とを有する。受光デバイス２は、受光した光を光電変換し、アレイ状に配置された複数のフォトダイオード（ＰＤ）２２と、複数のＰＤ２２を格納するケース２０と、ＰＤ２２表面の劣化を防止する不活性ガスを密封する複数の光学フィルタ２３と、複数の光学フィルタ２３の側面全体と各光学フィルタ２３の接触面とに設けられ、光を吸収して遮断する光吸収層２１とを有する。
【００１３】
図２は、この受光デバイス２の外観を示す斜視図である。図２に示すように、ケース２０の凹陥部にアレイ状に複数のＰＤ２２が配列され、ケース２０の凹陥部と複数の連結された光学フィルタ２３とによって形成された空間２４に不活性ガスが封入されている。複数の連結された光学フィルタ２３の側面全体と各光学フィルタ２３の接触面とには黒色塗料等によって実現される光吸収層２１が形成されている。なお、光吸収層２１は、黒色のガラス、黒色のプラスティック等によって形成してもよい。また、光学フィルタ２３の外周部分と各光学フィルタ２３との接触面とを別の部材によって形成してもよい。
【００１４】
図３は、ＰＤ２２の長手方向で受光デバイス２を切断した断面図である。図３に示すように、グレイティング７によって分光され、液体４を透過した透過光は、光学フィルタ２３に対してほぼ垂直方向から入射し、光学フィルタ２３を透過してＰＤ２２に入射する。ＰＤ２２に入射した透過光は、光強度に応じて光電変換され、ＰＤ２２から電気信号が出力される。一方、透過光以外の光、たとえば光源８等から漏れ出た光は、受光デバイス2に対して外光となり光学フィルタ２３の側面部から入射する。しかし、光学フィルタ２３の外周部に形成された光吸収層２１によって吸収されて遮断される。
【００１５】
図４は、ＰＤ２２の配列方向で受光デバイス２を切断した断面図である。図４に示すように、グレイティング７によって分光され、液体４を透過した透過光は、波長ごとに各ＰＤ２２に対してほぼ垂直方向から光学フィルタ２３に入射する。光学フィルタ２３の側面部から入射する光は、光吸収層２１によって吸収されて遮断される。また、外側の光吸収層２１によって遮断されずに各光学フィルタ２３表面に対して斜め方向から入射した光は、各光学フィルタ２３の接触面に配置された光吸収層２１によって吸収されて遮断される。
【００１６】
図５は、ＰＤ２２の配列方向で受光デバイス２を切断した断面図である。図５に示すように、この光学フィルタ２３は、厚さを厚くするとともに光吸収層２１の高さを最大限に高くしている。光吸収層２１の高さを高くするとＰＤ２２の透過光に対する見込み角θ1は、光吸収層２１の高さが低い場合の見込み角θ2に比して小さくなり、ＰＤ２２に入射する透過光の指向性は高くなる。透過光の入射を遮らない程度に吸収層２１の高さを高くすることによって、各ＰＤ２２は、Ｓ／Ｎ比の良い吸光度測定信号が出力できる。
【００１７】
また、図６は、光吸収層２１の表面を拡大した拡大断面図である。図６に示すように、光吸収層２１の表面を凹凸状に形成し、非光沢面（マット面）にすると、光吸収層２１に入射した光は、このマット面によって反射を繰返して減光され、確実に吸収される。
【００１８】
図７は、受光デバイス２の分解組立図である。図７に示すように、複数の光学フィルタ２３の側面に光吸収層２１を形成した後、各光学フィルタ２３を連結され、ケース２０とを組合わせることによって、この受光デバイス２が容易に組立てられる。なお、この実施例では、光学フィルタ２３の接触面の双方に光吸収層２１を形成しているが、いずれか一方でもよい。
【００１９】
この実施の形態では、複数の連結された光学フィルタ２３の外周に光吸収層２１を設けることによって、光学フィルタ２３の側面部から入射する光を吸収して遮断し、各光学フィルタ２３の接触面に光吸収層２１を設けることによって、光学フィルタ２３の表面に対して斜め方向から入射して遊走する光を吸収して遮断し、所定の波長の光以外の光を遮断できる。また、光吸収層２１の高さを所定の高さにすることで、ＰＤ２２に入射する透過光の指向性を高め、Ｓ／Ｎ比の良い高精度の吸光度測定ができる。
【００２０】
（変形例）
この実施の形態では、複数の連結された光学フィルタ２３がケース２０を被覆していたが、この変形例では、１枚の光学フィルタ２３Ａがケース２０を被覆し、不活性ガスの密閉性を高めるようにしている。図８は、受光デバイス２Ａの外観を示す斜視図である。図８に示すように、光学フィルタ２３Ａは、１枚の板部材によって形成され、この光学フィルタ２３Ａの外周部に光吸収層２１が形成されている。グレイティング７の分光精度を高めた場合、この光学フィルタ２３Ａの表面に対して斜めに入射する外光は減少し、光学フィルタ２３Ａの側面からの外光を遮断することにより、高精度の吸高度測定が行える。また光学フィルタ２３Ａの外周のみに光吸収部材２１を形成する場合、光吸収層２１の形成工程を簡略化できるとともに受光デバイス２Ａの製造工程も簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスを備えた吸光度測定装置の外観を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスの外観を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスの断面を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスの断面を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスの断面を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態にかかる光吸収層の拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態にかかる受光デバイスの分解組立図である。
【図８】この発明の実施の形態の変形例にかかる受光デバイスの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  吸光度測定装置
２，２Ａ  受光デバイス部
３  キュベット
４  液体
５  ミラー
６  スリット
７  グレイティング
８  光源
２０  ケース
２１  光吸収層
２２  ＰＤ
２３，２３Ａ  光学フィルタ
２４  空間
【図１】
2007278935.tif 000003
【図２】
2007278935.tif 000004
【図３】
2007278935.tif 000005
【図４】
2007278935.tif 000006
【図５】
2007278935.tif 000007
【図６】
2007278935.tif 000008
【図７】
2007278935.tif 000009
【図８】
2007278935.tif 000010