(57)【要約】【課題】光を用いた分析装置において、光量を低下させることなく、光源のローカリティを軽減する。【解決手段】発光素子と、該発光素子からの光を、反応液を保持する反応容器に導く光路と、該反応容器を透過した光を受光する受光素子と、を備えた分析装置であって、少なくとも前記受光素子を用いて前記反応容器での反応を測定している間は、前記発光素子を、動かすための、発光素子動作機構を備えた分析装置。この構成で、発光素子を光軸回りに回転させて、透過光または散乱光強度の測定を行うことが好ましい。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
該発光素子からの光を、反応液を保持する反応容器に導く光路と、
該反応容器を透過した光を受光する受光素子と、
を備えた分析装置であって、
少なくとも前記受光素子を用いて前記反応容器での反応を測定している間は、前記発光素子を、動かすための、発光素子動作機構を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の分析装置において、
前記発光素子動作機構は、回転中心軸が発光素子の発光面内にあるように回転動作させることを特徴とする分析装置。
【請求項３】
請求項２記載の分析装置において、
前記発光素子動作機構は、前記発光素子が測定時間内に１回転以上することを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料に含まれる成分量を光を用いて分析する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料に含まれる成分量を分析する分析装置として、光源からの光を、試料、または試料と試薬とが混合した反応液に照射し、その結果得られる単一または複数の測定波長の透過光または散乱光を受光素子にて測定して吸光度または散乱光強度を算出し、吸光度または散乱光強度と濃度の関係から成分量を割り出す分析装置が広く用いられている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４４５１４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの装置においては、光源としてハロゲンランプや発光ダイオード（以下ＬＥＤ）が用いられているが、いずれも発光体は有限の大きさと形状を有している。
【０００５】
光を用いた分析装置における理想的な光源は点光源であり、対象物へ照射する光線は均一であることが理想であるが、実際の光源は有限の大きさを有しており点光源にはならない。よって分析装置の光源としてはレンズなどの形状も考慮すると完全な円形を成し、かつ面内においては光量が均一であること即ちローカリティがないことが望ましい。
【０００６】
しかしながら実際の光源はより複雑な形状をしている。例として一般的なＬＥＤの素子部分を図１に示す。ＬＥＤは半導体材料上に矩形に形成された発光部１が主として光を発するが、同じ半導体材料上に反射板２が形成されており、側方へ照射される光を前方へ反射させて光量を稼いでいる。また発光部１に電流を供給するための配線３も同一半導体材料上に形成されており、反射板２や発光部１の一部を占有して影を作る場合もあり、結果としてＬＥＤの発光部分の形状としては非常に複雑な形となっている。またハロゲンランプの発光部はコイル状に形成されている発光体であり、円形の光源ましてや点光源とは程遠い形状であり、光源のローカリティは非常に大きい。
【０００７】
この問題を解決する手段の一案として、図２に示すように照射側および受光側に積分球を使う方法が考えられる。図２は、ＬＥＤ光源で透過光の減衰を調べることにより所望の成分の定量を行う分析装置を想定しており、４は反応容器であり、内容物５は試料と試薬の混合液で測定対象である。６は光源であるＬＥＤであり、ここから照射された光は、積分球７内で反射を繰り返し、反応容器４および反応液５を透過して、積分球８に入り、この中で反射を繰り返して受光素子９にて検知される。
【０００８】
このように、積分球を用いることで光源のローカリティをなくす方法だと、光の減衰が発生し、照射側では実際の光源からの発光量に対し試料に照射される光量は大きく低下し、同様に受光側でも実際に積分球入口に届いた光に対し受光素子が受け取る光量は大きく低下してしまう。結果として分析装置の基本性能である検出感度は下がるため、商品価値は大きく失われる。また積分球の製造は、その形状と精度が高いレベルで要求されるばかりか内面の反射コーティングが高価なことから、コストおよび製造の容易さという点において、デメリットは非常に大きい。
【０００９】
また上記の他の本課題の解決策として、顕微鏡などに用いられるケーラー照明を使用する手法も考えられるが、この案も光源のローカリティは少なくなるが光量の低下は避けられず、検出感度などの性能に大きく影響してしまう。本発明が解決しようとする課題は、光を用いた分析装置において、光量を低下させることなく、光源のローカリティを軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【００１１】
発光素子と、該発光素子からの光を、反応液を保持する反応容器に導く光路と、該反応容器を透過した光を受光する受光素子と、を備えた分析装置であって、少なくとも前記受光素子を用いて前記反応容器での反応を測定している間は、前記発光素子を、動かすための、発光素子動作機構を備えた分析装置。この構成で、発光素子を光軸回りに回転させて、透過光または散乱光強度の測定を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による光源を用いれば、光量を低下させることなく、光源のローカリティを軽減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＬＥＤ光源の例。
【図２】本発明が解決しようとする課題の別の解決方法。
【図３】本発明による分析装置の構成を示す簡略図。
【図４】本発明による駆動部付光源の例。
【図５（ａ）】本発明による光源のローカリティ比較図。
【図５（ｂ）】本発明による光源のローカリティ比較図。
【図６】発光領域を最大にしたときの実施例。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図３は、本発明による分析装置の構成を示す一例であり、光源をＬＥＤと想定し、透過光もしくは散乱光を測定する分析装置を想定している。
【００１５】
反応容器４の一方にはＬＥＤが設けられているが、これはＬＥＤ素子を光軸回りに回転させる機構を有する回転駆動機構付ＬＥＤ１０である。反応容器４のもう一方には透過光を測定するための透過光測定用受光素子１１が設けられており、吸光度を測定して対象物の濃度を定量する。また場合によっては光軸に対してある角度を有する位置に散乱光測定用受光素子１２を設けてもよく、この場合は散乱光強度を測定することで、対象物の濃度を定量する。また場合によっては、透過光測定用受光素子１１と散乱光測定用受光素子１２を同時に設けてもよく、散乱光測定用受光素子１２は角度を変えて複数個設置してもよいし、光軸に対して上下左右方向いずれの方向でもよい。
【００１６】
図４に本発明による回転駆動機構付ＬＥＤ１０を詳細に説明する。１３は光源であるＬＥＤであり、ＬＥＤ保持具１４にて保持されており、ＬＥＤ保持具１４の一部には被動歯車１５が設けてある。１６はモータであり、軸先端には駆動歯車１７が設けられている。駆動歯車１７は被動歯車１５とかみ合っており、モータの回転をＬＥＤ保持具１４に伝え、光源であるＬＥＤ１３を光軸まわりに回転させる。ＬＥＤ１３の端子には、両極それぞれに金属性のスリップリング１８が設けられており、スリップリング１８に押し付けるようにしてばね状金属板であるスリッププレート１９が設けられ、ＬＥＤ１３がＬＥＤ保持具１４ともども回転していても、スリッププレート１９およびスリップリング１８を介してＬＥＤ１３に電流が供給される構造となっている。
【００１７】
本発明による効果を説明する。図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ光源は正面から見ると複雑な形状をしており、発光領域は発光部１と反射板２の部分だけで、加えて両者の間には発光していない部分もあるので、光源としてのローカリティが非常に大きい。その一方で、図５（ｂ）に示すように、この光源を回転させた場合の発光領域２０は、反射板の最外径で決まり、光源が１回転するのに要する時間より測光時の積分時間を長くすることで、ＬＥＤが停止している場合に比べて発光領域２０の内部のローカリティは格段に小さくなることは自明である。また本例の場合、反射板の最内径２１は、発光部の最外径２２よりも小さいため、発光部１と反射板２の間にあった発光していない部分はなくなるので、さらにローカリティは小さくなる。
【００１８】
また図５ではＬＥＤの回転中心を発光領域の図心と合わせた案を記載したが、発光領域内であれば回転中心はどこでもよい。その一例として発光領域の最外点を中心と外径にとった例を図６に示す。この場合、単位面積あたりの光量は落ちるが発光領域は最大となる。なお、ＬＥＤ保持具はアンバランスになるので実際の設計の際はカウンターウェイトが必要になる。また、発光素子の大きさによっては、発光素子を直線的に往復動作させることによりローカリティを低減することもできるし、円周状の経路に沿って、動かす（発光素子自体は回転しない）ようにしても良い。
【符号の説明】
【００１９】
１  発光部
２  反射板
３  配線
４  反応容器
５  反応液
６  発光素子（ＬＥＤ）
７  照射側積分球
８  受光側積分球
９  受光素子
１０  回転駆動機構付ＬＥＤ
１１  透過光測定用受光素子
１２  散乱光測定用受光素子
１３  ＬＥＤ
１４  ＬＥＤ保持具
１５  被動歯車
１６  駆動モータ
１７  駆動歯車
１８  スリップリング
１９  スリッププレート
２０  ＬＥＤ回転時の発光領域
２１  ＬＥＤ回転時の反射板の最内径
２２  ＬＥＤ回転時の発光部の最外径
２３  発光領域の最外点のひとつを中心
２４  発光領域の最外点の対角点を最外点
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６】
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