JPH08285775A - 化学物質の分析測定のための光学的検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保守・管理及び製造が容易且つ安価で、小形
で移動使用可能であり、複数を複合化することにより、
一度の測定で化学物質中の複数の成分を測定し得る化学
物質の分析測定のための光学検出器を提供する。 【解決手段】 図１の光学検出器において、励起光ガイ
ド（１１）は放射光ガイド（１２）に接続されており、
それにより、二つの光ガイド（１１，１２）が、蛍光変
換体（４）に対面し、二つの前記光ガイド（１１，１
２）の境界面のうちの一つに実質的に物理的に相当し、
且つ光源（１０）からの励起光ガイド（１１）を通る光
のための光学的放射面及び蛍光変換体（４）から来る放
射光のための光学的入射面の両方を実質的に成す端面
（１４）を有する構造ユニットを実質的に形成する光学
検出器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学物質の分析測
定のための、光学的検出器及び相当する光学的検出装置
及び相当する光学的分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物質の定性的及び定量的な化学的分析の
ための多数の測定器が、当業者に知られている。特に、
少量の試料の分析のために、例えば、電気泳動又はクロ
マトグラフィーに基づく技術、或いは、予め分離される
ことなく物質が分光学的に測定される技術が、最近使用
される。両方の場合において、成分の検出は非常に頻繁
に光学的方法により行われ、それ故、分析分野における
測定の改良に関する新規な光学的検出器の発展には非常
な重要性が伴っている。光学的検出器は、中でも、吸光
度測定、屈折率測定及び蛍光測定のための集成装置を包
含する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】代表的な光学的検出器
は、それぞれの構成要素が固定されている光学的ベンチ
からなり、それぞれの構成要素は通常、広汎な異なる物
理的性質（例えば、熱膨張率，屈折率，弾性定数）を有
する材料からなる。それ故、ノイズ、及び使用された材
料の熱膨張率により生じる変動効果、振動、並びに光源
から始まって光電子センサーで終わる光学的光路内のか
げろう効果(schlieren effect)により、前記システムの
感度及び分解能は通常制約を受ける。ノイズ及び変動の
主因は、反射現象及び屈折現象が起こる異なる光学密度
の領域の間の種々の遷移（後記本文中では、“光学的遷
移”と記載される）である。散乱光に加えて、光源の強
度の揺らぎも、揺らぎはそれ自体、蛍光及び背景ノイズ
の両方に現れるので、特に蛍光測定において悪影響を有
している。

【０００４】蛍光測定のための公知の集成装置におい
て、分析すべき物質は蛍光剤に接触され、励起が蛍光の
変化（例えば、蛍光の強度変化）を生じさせることによ
り、蛍光剤は蛍光を生じ、これは光電子センサーにより
記録される。構成要素との接触に由来して自身の蛍光を
変化させる性質を有する蛍光剤は、後記本文中で、“蛍
光変換体”としで記載される。

【０００５】代表的な光学的検出器の上述の不都合を解
消する一つの可能な方法は、例えば、ＥＰ−Ａ−０６１
６２１１に開示されている。ＥＰ−Ａ−０６１６２１１
中の基礎概念は、光源と光電子センサーとの間の光学的
遷移の数を最小にすることである。この事は、光源によ
り放射された励起光を、屈折率勾配を有する特別な光ガ
イドを介して前記物質を含むキャピラリーチューブを通
過させ、次いでキャピラリーチューブから来る放射光
を、別の光ガイドを介して光電子センサーを通過させる
ことにより達成される。個々の光学的要素の間の全ての
遷移領域において、キャピラリーチューブの壁材の屈折
率に実質的に相当する屈折率を有する指数−適合性媒体
が存在する。加えて、前記指数−適合性媒体は、機械的
に安定な方法で、それぞれの光学的要素に接触する。こ
の概念は、キャピラリーチューブの内側に係わらず、励
起光及び放射光は常に、実質的に一定な光学密度を有す
る媒体内を進行するという利点を有する。その結果、散
乱光が減少される。機械的に安定な配置は、振動が光学
的な光路と干渉しないという利点を有する。光ガイド及
びキャピラリーチューブは等しい熱膨張率を有し、そし
て個々の要素は指数−適合性媒体を介して互いに熱的接
触状態にあるので、何れかの熱的原因に由来する干渉効
果は、好都合なことに全く存在しない。光が最小限の屈
折及び反射を伴って進行するように、並びに種々の光学
的要素が可能な限り機械的に安定な構成で配置され且つ
熱的平衡の達成を容易にするために互いに直接接触する
状態にあることに基づいて光学的な光路を形成する前記
手法は、“ピグテーリング(pigtailling) ”として文献
に一般的に記載されている〔例えば、エイ．イー．ブル
ーノ(A. E. Bruno) 他，分析化学における趨勢(Trends
in analytical chemistry)，Vol.１３，No. ５，１９０
（１９９４）参照〕。

【０００６】強い揺らぎの問題は、光源として発光ダイ
オード（ＬＥＤｓ）を使用することにより、ＥＰ−Ａ−
０６１６２１１において解決されている。安定化された
電圧源により給電されるＬＥＤｓは、強度水準が、レー
ザー又は慣用の光源よりも光強度に関して一層安定であ
る。それらは好都合なことに、強い揺らぎを全く示さな
い。

【０００７】中でもＥＰ−Ａ−０６１６２１１に記載さ
れた種類の光学的検出装置は、代表的には、キャピラリ
ー電気泳動（ＣＥ）において、ミクロカラムを使用する
クロマトグラフィーにおいて、キャピラリークロマトグ
ラフィーにおいて、及び特に、高速液体クロマトグラフ
ィー(HPLC)において、用いられる。しかしながら、前記
装置は、その製造が非常に高価である。励起光ガイド及
び放射光ガイドの両方は非常に正確に寸法決めされなけ
らばならず、そして、各々は、それぞれに、試料の照射
を可能な限り効率的に行うために、及び光電子センサー
に適合させるために放射光の強度を最適化するために、
キャピラリーチューブ上に正確に位置決めされなければ
ならない。

【０００８】試験すべき物質を変える場合には、全体的
な光学的配置は通常再設定されるべきであり、且つそれ
ぞれの光学的要素はリセットされるべきである。

【０００９】蛍光変換体が物質の成分の検出のために使
用される場合には、フォトブリーチング（とりわけ、充
分に強い蛍光のためにしばしば望まれる、高い励起光強
度でのフォトブリーチング）も、前記の装置の寿命を相
当に短くする。フォトブリーチングは、照射時間の増大
に伴って蛍光剤がその蛍光性を失うという効果である。
前記効果は通常、高い励起光強度において即座に現れ
る。したがって、検出のために必要とされる蛍光変換体
は、時間と共に使用不能になる。前記の場合にも、全体
的な光学的配置は再設定され、且つ光学的要素はリセッ
トされる。

【００１０】それ故、前記の光学的検出装置は、分解効
果の結果として又は測定すべき物質の変性の結果として
の何れかにより、物質及び蛍光変換体を含む部分が使用
不能になるやいなや、全体としての光学的部分も、労働
的な時間のかかる方法で取り替えなければならないとい
う制約を有している。

【００１１】前記制約は、前記の光学的検出装置が、例
えば、最新の分析及び研究実験室以外の広汎な用途分野
における移動使用のために、小形で機械的に耐性があり
且つ取り扱いが容易な形態で利用可能であることを妨げ
る。

【００１２】したがって本発明の目的は、従来技術を越
えるために、上述のピグテーリングの利点を示し、且つ
光学的要素が、光学的要素の全てを取り替えることなく
及びリセットすることなく、物質と蛍光変換体とからな
る部分が交換され得るように構造的に配置されている光
学的検出器を提供することにある。前記光学的検出器は
製造及び組み立てが容易且つ安価であるべきであり、そ
して多数の用途において移動使用のために適するべきで
ある。前記検出器は、物質が複数の成分について測定さ
れ得る光学検出装置を形成するために、多数の前記検出
器が複合され得るように小形でもあるべきである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記問題を解決する化学
物質の分析測定のための光学的検出器は、物質（３）の
ための試料容器（２）；物質（３）により接触され得る
蛍光変換体（４）；励起光を放射するための光源（１
０）；蛍光変換体（４）から来る放射光のための光電子
センサー（１３）；蛍光変換体（４）の少なくとも一部
に当たるように、光源（１０）によって放射された励起
光を実質的に案内する励起光ガイド（１１）；及び、光
電子センサー（１３）に当たるように、蛍光変換体
（４）によって放射された光を実質的に案内する放射光
ガイド（１２）からなり、少なくとも励起光ガイド（１
１）は、該励起光ガイド（１１）内の光の主な進行方向
に対して実質的に垂直方向の屈折率勾配を有する材料か
らなる、物質（３）の分析測定のための光学的検出器
（１）であって、ここで、励起光ガイド（１１）は放射
光ガイド（１２）に接続されており、それにより、二つ
の光ガイド（１１，１２）が、蛍光変換体（４）に対面
し、二つの前記光ガイド（１１，１２）の境界面のうち
の一つに実質的に物理的に相当し、且つ光源（１０）か
らの励起光ガイド（１１）を通る光のための光学的放射
面及び蛍光変換体（４）から来る放射光のための光学的
入射面の両方を実質的に成す端面（１４）を有する構造
ユニットを実質的に形成する、物質（３）の分析測定の
ための光学的検出器（１）である。それ故、本発明に基
づいて、励起光ガイドは放射光ガイドに接続されてお
り、それにより、二つの光ガイドは、蛍光変換体に対面
する端面を有する構造ユニットを実質的に形成する。前
記端面は二つの前記光ガイドの境界面のうちの一つに実
質的に物理的に相当する。

【００１４】

【発明の実施の形態】前記構成手段の結果として、本発
明の検出器は、代表的には以下の二つの部分に分割され
る：少なくとも光源、光ガイド及び光電子センサーから
なり、且つ永続的使用のために設計された光学的部分、
並びに、少なくとも蛍光変換体、試料容器及び物質から
なり、且つ容易に交換され得る機械的部分。したがっ
て、交換可能な部材のみを、必要な場合に、前記端部か
ら離れた励起光が少なくとも部分的に蛍光変換体に当た
るように、他の部材により交換すべきである。加えて、
光学的部分の操作は、全く変更する必要がない。したが
って、本発明の検出器は、交換可能な部材が、例えば、
一度のみ使用されるように設計され得るので、特に、経
済的な大量生産のために適している。結果として、フォ
トブリーチングに伴う問題も全くない。

【００１５】本発明の検出器の別の利点は、光学的部分
は交換可能な部材とは独立して繰り返し使用可能であ
り、それ故、より長い寿命を有するので、光学的部分が
高品質で製造され得るということである。

【００１６】構造ユニットを形成するために、指数−適
合性媒体により励起光ガイドと放射光ガイドとを接続す
ることは、その結果、界面における反射及び屈折が最小
となるので、特に好都合である。

【００１７】特に好ましくは、本発明の検出器の光源は
発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、発光ダイオードは安
定化された電圧源により給電され、他の慣用の光源にお
ける場合よりも一層安定な光強度を明確に与える。この
事は、励起光の強度の揺らぎ（これは、とりわけ、蛍光
測定のために考慮すべき一事項である）の問題を解決す
る。

【００１８】本発明の検出器は更に、蛍光変換体又は試
料容器が一面のみを介して光学的に接触可能であること
を必要とするという利点を有し、前記一面は、光ガイド
の境界面のうちの一つ（換言すれば、二つの光ガイドの
共通の端面）に実質的に物理的に相当し、そして、例え
ばＥＰ−Ａ−０６１６２１１に開示された如く、少なく
とも二つを介するものではない。この事は、空間の大き
な節約を意味し、これは特に、小形設計のために都合が
良い。前記の小形形態の結果として、光学的検出装置を
形成するために、本発明の光学的検出器を多数、そして
好ましくは６個、組み合わせることが可能である。本発
明の前記装置は、例えば、全ての励起光ガイド及び放射
光ガイドが、保持体内の対をなす収納口内に設けられる
ように配置されていてよい。加えて、全ての試料容器は
通常の測定チャンバーから形成されていてよい。更に、
蛍光変換体を通常の支持要素上に設けることも可能であ
る。前記支持要素は次いで、各々の励起／放射光ガイド
が、それぞれの蛍光変換体に接続され、蛍光変換体は、
該蛍光変換体に接続された励起光ガイドからの励起光の
みが実質的に当たるように支持体に接続される。蛍光変
換体は、測定チャンバー内に保持された物質の種々の成
分に対して感受性であってよいので、本発明の前記装置
は、物質の幾つかの成分が前記装置を用いて検出され得
るという利点を与える。加えて、機械的部分（これは、
少なくとも蛍光変換体を含む）、測定チャンバー及び物
質は、光学的部分（これは、少なくとも励起／放射光ガ
イド、光源及び光電子センサーを含む）を交換又はリセ
ットする必要なしに、簡単に取り替えることができる。
したがって、本発明の装置は、小形形態を有し、使用が
容易であり、安価に製造され、且つそれ故、多くの用途
において移動使用のために適している。

【００１９】本発明の検出器及び本発明の装置の他の都
合が良い手段及び好ましい態様は、本従属請求項から明
らかであろう。

【００２０】以下に、実施例及び図面に基づいて、本発
明を詳細に説明する。模式図に関しては、模式図は尺度
によらない。図１は、本発明の検出器の第一実施例の断
面図を示し、図２は、本発明の検出器の第一実施例の一
変形の光学部分の断面図を示し、図３は、本発明の検出
器の第二実施例の光学部分の断面図を示し、図４は、本
発明の検出器の第三実施例の光学部分の断面図を示し、
図５は、本発明の検出器の第四実施例の光学部分の断面
図を示し、図６は、本発明の光学的検出装置の一実施例
の斜視図（前面は断面図で示す）を示し、図７は、本発
明の光学的検出装置の蛍光変換体を伴う支持要素の一実
施例の平面図を示し、そして図８は、本発明の光学的検
出器又は本発明の光学的検出装置を含む、本発明の光学
的分析装置の一実施例のブロックダイアグラムを示す。

【００２１】

【実施例及び発明の効果】下記の、図面に基づく好まし
い実施例の説明において、同一又は機能的に等価な部分
は、同一の参照数を与えられている。図１は、本発明の
光学的検出器の第一実施例の断面図を模式的に示す。前
記光学的検出器は、その全体が１で示される。本発明の
前記検出器は、代表的には、物質３のための試料容器
２、物質３により接触され得る蛍光変換体４、励起光を
放射するための光源１０、蛍光変換体４から来る励起光
のための光電子センサー１３（例えば、フォトダイオー
ド）、及び二つの光ガイド（換言すれば、励起光ガイド
１１及び放射光ガイド１２）からなる。第一実施例にお
いて、二つの光ガイド１１，１２は各々、屈折率が一定
ではないが、しかし、光ガイド内の光の主な進行方向に
対して実質的に垂直方向の屈折率勾配を有する材料から
なる。光の主な進行方向は、光学軸Ｏ１及びＯ２により
決定される。

【００２２】光源１０、励起光ガイド１１及び蛍光変換
体４は、光源１０により放射された励起光が励起光ガイ
ド１１に入り、次いで励起光ガイド１１により実質的
に、励起光が蛍光変換体４の少なくとも一部に当たるよ
うに、互いに関して配置されている。蛍光変換体４、放
射光ガイド１２及び光電子センサー１３は、蛍光変換体
４から来る放射光の少なくとも一部が、実質的に放射光
ガイド１２により案内されて、光電子センサー１３に当
たるように、互いに関して配置されている。

【００２３】励起光は、蛍光変換体４内に蛍光を生じさ
せる。このようにして放射された放射光は光電子センサ
ー１３に当り、次いで光電子センサー１３により電気信
号に変換され、前記電気信号は次いで別の工程及び評価
のために、通常の方法で利用可能である。物質３の特定
の構成成分（これに対して、蛍光変換体４は感受性であ
る）が蛍光変換体４に接触する場合には、放射光の変化
（例えば、強度の変化）が結果として起こり、これは、
光電子センサー１３により記録される。このようにし
て、化学物質の分析測定を行うことができる。

【００２４】前記種類の蛍光変換体は従来技術の状態の
ものであり、そして多くが当業者に公知である。したが
って、それらは、何らかの更なる説明を必要としない。
特定の構成成分に関して物質３を測定するために、各々
の場合に、前記特定の構成成分に感受性の蛍光変換体を
選択することが勿論必要である。

【００２５】本発明に基づいて、励起光ガイド１１は放
射光ガイド１２に接続され、それにより、前記二つの光
ガイドは、蛍光変換体に対面する端面１４を有する構造
ユニットを実質的に形成する。本発明に基づいて、端面
１４は更に、二つの光ガイド１１，１２の境界面のうち
の一つに実質的に物理的に相当し、そして端面１４は、
光源１０からの励起光ガイド１１を通る光のための光学
的放射面及び蛍光変換体４から来る放射光のための光学
的入射面の両方を実質的に形成する。光学的放射面は、
それを通って、蛍光変換体４に当たる励起光が、励起光
ガイド１１及び放射光ガイド１２により形成された構造
ユニットを出る表面である。光学的放射面は、励起光ガ
イド１１の境界面のうちの一つに相当してよいが、しか
し、相当しなければならないわけでない。光学的入射面
は、それを通って、光電子センサー１３に当たる放射光
が、励起光ガイド１１及び放射光ガイド１２により形成
された構造ユニットに入る表面である。光学的入射面
は、放射光ガイド１２の境界面のうちの一つに相当して
よいが、しかし、相当しなければならないわけではな
い。

【００２６】二つの光ガイド１１，１２が、指数−適合
性媒体２０により一体に固着されていることは都合が良
い。指数−適合性媒体２０は、二つの光ガイド１１，１
２の屈折率に相当する屈折率（実質的に±２０％以内）
を有する透明接着剤である。適する接着剤は、例えば、
商標名アラルダイト(Araldite)ＸＷ３９６及びＸＷ３９
７としてチバ−ガイギ(Ciba-Geigy)社から入手し得るよ
うな２成分接着剤である。指数−適合性媒体として、適
するエネルギー形態（通常、紫外線）に暴露することに
より硬化され得る透明接着剤を使用するのが特に都合が
良い。前記手段の結果として、最終的な調整が容易に行
われる。前記接着剤は、二つの光ガイド１１，１２の相
対的な位置決めを補正した後に、接着剤が適するエネル
ギー形態に暴露されるまでは硬化しない。

【００２７】図１に示す本発明の検出器の好ましい実施
例において、励起光ガイド１１は光学的フィルター１５
（この機能は、後記本文中で説明されている）、及び光
学的勾配指数要素〔これは、特に好ましくは、グリン(G
RIN)レンズである〕からなる。前記グリンレンズは従来
技術ものであり〔例えば、エイ．イー．ブルーノ(A.E.
Bruno) 他，分析化学における趨勢(Trends in analytic
al chemistry)，Vol.１３，No. ５，１９０（１９９
４）参照〕、そして例えば、日本板硝子株式会社から商
標名セルフォック(SELFOC)として入手し得る。グリンレ
ンズは基本的に、放物状の屈折率分布を有するシリンダ
ー状ロッドである。その屈折率は、シリンダーの軸（こ
れは、光学軸Ｏ１に相当する）に沿って増大し、次いで
シリンダーの軸の増加に伴って垂直距離に対して減少す
る。前記の屈折率勾配は、レンズに入る光ビームＡ１，
Ａ２が前記ロッド内で正弦路を取ることを保証する。前
記グリンレンズの長さは通常、単位“ピッチ(pitch) ”
で与えられる。長さ１ピッチのロッドにおいて、光ビー
ムは正弦波の一周期で正確に通過する。例えば、点光源
が、０．５ピッチグリンレンズの平坦な境界面のうちの
一つにおいて光学軸上に設けられている場合には、前記
光源の画像は、同様に光学軸上の反対側の境界面上に設
けられるであろう。同一の配置において、グリンレンズ
が０．２５ピッチを有するものである場合には、光は平
行光として前記レンズを出るであろう。０．５ピッチよ
りも長さが短いグリンレンズが使用される場合には、レ
ンズの平坦な境界面から一定の距離に設けられた点光源
は、同様に再度一点に焦点を結ぶであろうが、しかしな
がら、この場合は、それはレンズの外側にある。

【００２８】したがって、グリンレンズを使用すると、
同一の光学的画像化が、典型的な球面レンズが使用され
る場合と本質的に同一の画像化則に基づいて行われ得、
そして、使用される表現（例えば、焦点、基準面のよう
な表現）も、典型的な幾何学的光学体に由来する表現に
相当する。グリンレンズは大きな利点を有するけれど
も、しかし、他の要素に固着されているグリンレンズ
は、それらのレンズの性質に干渉しない。これは典型的
なレンズ（この場合、光学的画像化性は、二つの曲げら
れた境界面での屈折に依存する）と異なる事である。し
たがって、グリンレンズは、特に、ピグテーリングの概
念を実行するために適している。

【００２９】ピグテーリングの概念に関連して、光学繊
維もしばしば使用される。しかしながら、光学繊維の端
部からの光放射は常に散開するという制約の問題があ
る。光学繊維と比較して、グリンレンズは、これを用い
て、ピッチ長さを適切に選択することにより、光放射は
平行又は散開の何れかにされ得るか、或いは、焦点を結
ばせることもできるという利点を有する。

【００３０】第一実施例における放射光ガイド１２は、
図１に示される如く、第二光学フィルター１６（この機
能は、後記本文中で説明されている）、及び光学的勾配
指数要素（これは、特に好ましくは、グリンレンズであ
る）からなる。二つの光ガイド１１，１２は、一緒に接
合され、特に好ましくは、指数−適合性媒体２０により
一体に固着され、実質的に、放射光ガイド１２及び励起
光ガイド１１が、光学軸Ｏ１，Ｏ２により決定された光
の主な進行方向が互いに斜角であるように、互いに相対
的に傾けられているような構造ユニットを形成する。前
記手段は、蛍光変換体４の領域内で反射により生じた散
乱光は、非常に減衰された形態においてのみ、光電子セ
ンサー１３に到達するという利点を与える。信号対ノイ
ズ比が散乱光により全く決定的に影響されるということ
は、蛍光測定において明らかである。二つの光ガイド１
１，１２の互いの傾斜角配置に応じて、励起光は、放射
光ガイド１２の光学軸Ｏ２に対して、例えば、二つの光
ガイド１１，１２が平行に配置されている場合よりも大
きな角度で、蛍光変換体４に当たる。その結果として、
蛍光変換体４の領域内で反射された光も、放射光ガイド
１２の光学軸Ｏ２に対して、一層傾けられる。しかしな
がら、グリンレンズにおける光の傾斜角が一定の限界を
越える場合には、光はもはや、全くグリンレンズに入る
ことができない。前記理由のために、二つの光ガイド１
１，１２の互いの傾斜角配置は、光電子センサー１３に
到達する散乱光の強度を減少させる。

【００３１】励起光ガイド１１及び放射光ガイド１２か
らなる構造ユニットは、例えば、励起光ガイド１１及び
放射光ガイド１２からなる二つのグリンレンズのうちの
一つを、それらの各々の光学軸Ｏ１又はＯ２に対して、
傾斜角（実施例の場合には、約４５°）で切断し、次い
で切断面を研磨することにより製造される。二つのグリ
ンレンズは次いで、指数−適合性媒体２０により一体に
固着される。

【００３２】励起及び放射光ガイド１１，１２からなる
二つのグリンレンズの寸法は、二つの光ガイド１１，１
２により形成された構造ユニットの節線が、蛍光変換体
の領域内に実質的に横たわるような寸法である。節線
は、励起光ガイド１１の焦点を放射光ガイド１２の焦点
に接続させている直線である。節線が点に減少されてい
る場合（換言すれば、励起及び放射光ガイド１１，１２
が共通の焦点Ｂを有する場合）が特に都合が良い。

【００３３】励起光ガイド１１は更に、本発明の第一実
施例においては、光学フィルター１５（これは、好まし
くは干渉フィルターである）を含む。光学フィルター１
５により、蛍光変換体４に当たる励起光の波長（類）を
選択又は制限することが可能である。放射光ガイド１２
は、第二光学フィルター１６（これは、好ましくは干渉
フィルターである）を含む。第二光学フィルター１６
は、光電子センサー１３に当たる放射光の波長（類）を
選択又は制限するために役立つ。蛍光として、放射光は
通常、蛍光を生じさせる励起光とは異なる波長を有する
ので、望ましくない散乱光の強度は、第二光学フィルタ
ー１６により更に減少され得、この事は、信号対ノイズ
比に関して都合が良い効果を有する。

【００３４】先の本文中で既に説明したように、光源１
０は特に好ましくは、干渉光又は非干渉光を放射する発
光ダイオード（ＬＥＤ）である。第一実施例において、
光源１０は、例えば、好ましくは、励起光ガイド１１及
び放射光ガイド１２からなる二つのグリンレンズを接続
する指数−適合性媒体２０に相当する接着剤により、光
学フィルター１５に固着されている。固着の前に、通常
ＬＥＤ結晶を取り囲んでいるプレキシガラスハウジング
は、光学フィルターをＬＥＤ結晶の隣接近位に配置し得
る程度に除去され得る。光学フィルター１５は、それに
対面する励起光ガイド１１のグリンレンズの境界面に、
好ましくは、指数−適合性媒体２０に相当する接着剤に
より同様に固着される。しかしながら、例えば、最初に
ＬＥＤ結晶を取り囲んでいるプレキシガラスハウジング
に孔を開けることも可能である。前記ハウジングにおけ
る前記孔の深さは、ＬＥＤ結晶の隣接近位まで伸びてお
り、その結果、光学フィルター１５及び励起光ガイド１
１のグリンレンズは、可能な限り高い励起光の効率を得
るために、可能な限りＬＥＤ結晶に接近して配置され得
る。光学フィルター１５及び励起光ガイド１１のグリン
レンズは、開けられた孔に挿入され、接着剤によりそれ
と接続される。特に好ましくは、指数−適合性媒体２０
に相当する接着剤が、ここで再度使用される。

【００３５】第二光学フィルター１６とそれに対面する
放射光ガイド１２のグリンレンズの境界面との間の接
続、並びに第二光学フィルター１６と光電子センサー１
３との間の接続は、例えば、接着剤（好ましくは、指数
−適合性媒体２０に相当するもの）により行われる。

【００３６】勿論、光源１０と励起光ガイド１１のグリ
ンレンズとの間、及び放射光ガイド１２と光電子センサ
ー１３との間には、１個よりも多くの光学フィルターが
存在してよい。

【００３７】図１に示される第一実施例において、励起
光ガイド１１及び放射光ガイド１２は、保持体１７内の
収納口内に設けられており、前記収納口は、互いに相対
的に傾けられている。本発明に基づいて二つの光ガイド
１１，１２により形成された構造ユニットの端面１４
は、保持体１７の物理的境界面のうちの一つと実質的に
同一平面にある。勿論、保持体１７内の収納口へのそれ
らの挿入後に、先の本文中に記載された二つの光ガイド
１１，１２の一体接続を行うことは、本構成においての
み可能である。

【００３８】本発明の第一実施例の検出器の機械的部分
は、物質３を保持する試料容器２、蛍光変換体４、及び
支持体５（これは、例えば、ガラス又はプラスチック材
料から作られている）からなる。支持体５が、二つの光
ガイド１１，１２の屈折率に対して実質的に±２０％以
内に相当する屈折率を有する材料からなると、その結
果、支持体５における励起光の反射が都合良く避けら
れ、且つこの場合、光電子センサー１３に到達する散乱
光が減少されるので、特に都合が良い。支持体５上に積
層されているもの（これは、例えば、約１００〜１５０
μｍの厚さを有する）は、蛍光変換体４（実施例の場合
には、〜１５μｍよりも薄い厚さの層の形態にある）で
ある。蛍光変換体４と一緒になった支持体５は実質的
に、蛍光変換体４が試料容器２の内側を向いており、且
つそれ故、物質３により接触され得るように、試料容器
２の一境界面を形成する。実施例の場合には、試料容器
２は実質的に立方形である。試料容器２の内側に、物質
３は満ちているか又は流れていてよい。試料容器２の内
側に物質３が流れている場合には、勿論、試料容器２は
更に、入口及び出口を有することが必要である。

【００３９】本発明の第一実施例の検出器において、端
面１４から照射される励起光が少なくとも部分的に蛍光
変換体４に当たるように、指数−適合性媒体２０によ
り、支持体５を端面１４及び保持体１７に簡単に係止す
ることにより、機械的部分と光学的部分（これは、少な
くとも光源１０、光ガイド１１，１２、及び光電子セン
サー１３からなる）との間で、接続が行われる。

【００４０】図１に示される実施例において、励起光ガ
イド１１及び放射光ガイド１２からなる構造ユニット
は、両方のグリンレンズが、蛍光変換体４の領域内に横
たわる通常の焦点Ｂを有する０．５ピッチレンズの形態
で存在する。何故に、図１において、前記焦点Ｂは蛍光
変換体４から幾分空間的に隔たっているのかという理由
は、図が正しい尺度で示されていないからである。実際
の具体的な数値は以下の通りである：指数−適合性媒体
２０の厚さ〜１μｍ；支持体５の厚さ〜１００μｍ；蛍
光変換体４の厚さ〜１μｍ。これらの数値は、焦点Ｂと
蛍光変換体４との間の距離が事実上無視し得ることを示
す。ビーム路は、図１において、励起光の光ビームＡ
１，Ａ２として、及び放射光の光ビームＰ１，Ｐ２とし
て示される。Ａ点から来る励起光は、励起光ガイド１１
のグリンレンズにより、焦点Ｂ点に集束され、次いで蛍
光変換体４の蛍光を励起する。Ｂ点から来る励起光の少
なくとも一部は、放射光ガイド１２のグリンレンズによ
り、Ｃ点に再び集束され、次いで、光電子センサー１３
上の第二光学フィルター１６を通過する。前記配列にお
いて、点Ａ，Ｂ，Ｃは実質的に光学的に等価であり、そ
の結果、一方では蛍光の良好な励起が、そして他方で
は、放射光の効率良い捕集が起こる。

【００４１】図１に示される本発明の検出器の好ましい
実施例は、ピグテーリングの概念が、光源１０から光電
子センサー１３への全光路にわたって本質的に実行され
ているという更なる利点を与える。全ての光学的要素
は、機械的に安定な方法で指数−適合性媒体２０により
互いに接続されており、この結果、振動は光路に影響を
及ぼさない。更に、光学的遷移の数は最小に減少されて
いる。この結果、蛍光変換体４の領域以外では、励起光
及び放射光は常に、実質的に一定な光学密度の媒体内を
進行し、この事は、反射により生じる散乱光を減少させ
る。個々の光学的要素は同一の熱膨張率を有し且つ互い
に熱的に接触しているので、熱的原因による干渉も都合
が良いことに全くない。

【００４２】本発明の検出器の第一実施例の多数の変形
を以下に記載するが、下記の説明は限定的なものではな
い。

【００４３】光学的部分と機械的部分との間の接続は、
端面１４を支持体５に直接、光学的に接触させる（換言
すれば、それらの間に指数−適合性媒体がない）ことに
よっても行なわれ得る。この事は、例えば、光路の外側
で支持体５を保持体１７に係止することにより可能であ
る。他方、試料容器２を、試料容器２が蛍光変換体４と
一緒に支持体５を含み、そして試料容器２の壁が保持体
１７まで伸びており、これにより、それらが係止され得
るように構成することも可能である。端面１４と支持体
５とは、実質的に±２０％以内に相当する屈折率を有す
る材料から製造されるので、ピグテーリングの利点は、
端面１４と支持体５との間の直接接触の結果として除か
れない。

【００４４】試料容器２において、蛍光変換体４と支持
体５とを、物質３のためのキャピラリーチューブの形態
に構成することも更に可能である。この場合、キャピラ
リーチューブの壁は支持体５の機能を有するものである
と、そして、キャピラリーチューブの内側は試料容器２
の機能を有するものであると予想される。蛍光変換体４
は、この場合、キャピラリーチューブの内側に、例え
ば、内壁上の層として設けてもよいし、又は、キャピラ
リーチューブの内壁を、蛍光変換体として適する材料で
形成してもよい。

【００４５】図１の励起光ガイド１１及び放射光ガイド
１２の配置は、単なる実施例である。光源１０と励起光
ガイド１１とからなるユニットは、勿論、光電子センサ
ー１３と放射光ガイド１２とからなるユニットに相互変
換可能である。換言すれば、光電子センサー１３と一緒
になった放射光ガイド１２、並びに光源１０と一緒にな
った励起光ガイド１１も、放射光ガイド１２の光学軸Ｏ
２が端面１４に垂直であり、且つ励起光ガイド１１の光
学軸Ｏ１が端面１４に対して斜角であるように配置され
てよい。

【００４６】更に、励起光ガイド１１及び放射光ガイド
１２からなる構造ユニットを製造する場合に、端面１４
に垂直な光学軸を有するグリンレンズを切断することも
可能である。図２は、第一実施例の同様に好ましい変形
の光学的部分を示す。前記変形において、励起光ガイド
１１及び放射光ガイド１２は、放射光ガイド１２の光学
軸Ｏ２が端面１４に垂直であり、且つ励起光ガイド１１
の光学軸Ｏ１が端面１４に対して斜角であるように、保
持体１７内に配置されている。加えて、前記変形におい
て、端面１４に垂直な光学軸を有するグリンレンズ（換
言すれば、放射光ガイド１２のグリンレンズ）は切断さ
れ、且つ指数−適合性媒体２０により、励起光ガイド１
１のグリンレンズに係止されている。勿論、励起光ガイ
ド１１のグリンレンズに対する二つの光ガイド１１，１
２の配列も、端面１４に対面するその境界面が傾けられ
且つ研磨されていることが必要である。

【００４７】加えて、異なる長さのグリンレンズが励起
光ガイド１１のために及び／又は放射光ガイド１２のた
めに使用されてよく、そして、励起光ガイド１１のグリ
ンレンズ及び放射光ガイド１２のグリンレンズは、異な
るピッチ値を有していてもよい。例えば、実施例におい
ては、励起光ガイド１１のグリンレンズは、図１に示さ
れる如く、０．５ピッチの長さを有していてよく、そし
て、放射光ガイド１２のグリンレンズは、０．２５ピッ
チの長さを有していてよい。焦点Ｂから来る放射光の光
束は、その結果広げられ、そして、平行光として放射光
ガイド１２のグリンレンズから出る。結果として、光電
子センサー１３は通常、大きな表面積にわたって照射さ
れる。

【００４８】図３は、本発明の検出器の第二の好ましい
実施例の光学的部分を示す。第一実施例とは、励起光ガ
イド１１及び放射光ガイド１２からなる構成においての
み相違がある。他の要素（例えば、全体的な機械的部
分）に関する以下の記載は、第二実施例にも適用され、
この場合においても、記載された変形及び都合の良い手
段を使用することがとりわけ可能である。

【００４９】第二実施例において、励起光ガイド１１は
第一グリンレンズ３０、第二グリンレンズ３１及び光学
フィルター１５からなる。放射光ガイド１２は第三グリ
ンレンズ３２、第四グリンレンズ３３及び第二光学フィ
ルター１６からなる。四つのグリンレンズ３０，３１，
３２，３３は各々、０．２５ピッチレンズの形態にあ
り、その結果、励起光ガイド１１及び放射光ガイド１２
は、各々の場合、０．５ピッチレンズの形態にある。

【００５０】前記本文中に記載した如く、第一グリンレ
ンズ３０は所望により、光源１０に接続されている。光
源１０から離れて対面しているグリンレンズ３０の平坦
な境界面は光学フィルター１５に接続されており、そし
て光学フィルター１５は、第二グリンレンズ３１の平坦
な境界面に接続されている。特に好ましくは、励起光ガ
イド１１の内側の接続は、指数−適合性媒体２０に相当
する透明接着剤により行われる。同様の手段により、第
三グリンレンズ３２及び第四グリンレンズ３３は第二光
学フィルター１６に接続されており、そして放射光ガイ
ド１２は、光電子センサー１３に接続されている。

【００５１】上述の如く、励起光ガイド１１の第二グリ
ンレンズ３１又は放射光ガイド１２の第四グリンレンズ
３３の何れかが、その光学軸に対して節線で切断され、
そして切断面は次いで研磨される。励起光ガイド１１及
び放射光ガイド１２は、次いで、保持体１７内の収納口
に挿入され、次いで指数−適合性媒体２０により、構造
ユニットを形成するために一体に固着される。図３に示
される配置は勿論、単なる実施例である。光電子センサ
ー１３と一緒になった放射光ガイド１２及び光源１０と
一緒になった励起光ガイド１１は、放射光ガイド１２の
光学軸Ｏ２が端面１４に垂直であり、且つ励起光ガイド
１１の光学軸Ｏ１が端面１４に対して斜角であるよう
に、配置されてもよい。

【００５２】第二実施例において、光学フィルター１５
は実質的に励起光ガイド１１の中央に配置されているの
で、第一グリンレンズ３０は光源１０に接近して配置さ
れ得、その結果、光源１０により放射された光は一層効
率的に使用されるという利点を生じる。点Ａから来る励
起光（二つの光ビームＡ１，Ａ２により示される）は、
第一グリンレンズ３０により、平行光に変換される。こ
の事は、光ビームＡ１，Ａ２は、光学フィルター１５に
対面している第一グリンレンズ３０の平坦な境界面に垂
直に放射され、したがって、光学フィルター１５にも垂
直に当たることを意味する。前記理由のために、光学フ
ィルター１５内で分散効果が全く生じない。光学フィル
ター１５を通過した後、励起光は、平行な光束として同
様に垂直に第二グリンレンズ３１の平坦な境界面に当た
り、次いで、第二グリンレンズ３１により、焦点Ｂ上に
集光される。二つのグリンレンズ３０，３１の間で、励
起光は、光学軸の方向に進行する平行な光束の形態にあ
るので、光学フィルター１５の厚さ及び一つよりも多く
のフィルターが前記の点に設けられるかどうかは、励起
光ガイド１１の光学的な画像性にとって重要ではない。

【００５３】焦点Ｂから来る放射光の光路は、同様の進
路を取る。放射光は、二つの光ビームＰ１，Ｐ２によ
り、図３に模式的に示される。放射光は、平行な光束と
して同様に垂直に第二光学フィルター１６に当たり、そ
の結果、第二光学フィルター１６内で分散効果が全く生
じない。第三グリンレンズ３２は次いで、放射光を点Ｃ
上に、すなわち、図１とは対照的に、光電子センサー１
３上に直接、集光する。

【００５４】図４は、本発明の検出器の第三の好ましい
実施例の光学的部分を示す。先の二つの実施例とは光学
的部分においてのみ相違がある。他の要素（例えば、全
体的な機械的部分）に関する以下の記載は、第三実施例
にも適用され、この場合においても、記載された変形及
び都合の良い手段を使用することがとりわけ可能であ
る。第三実施例において、光学的部分は更に、対照光ガ
イド３５及び第二光電子センサー３６を含む。対照光ガ
イド３５は、対照光ガイド３５内の光の主な進行方向に
実質的に垂直な屈折率勾配を有する材料からなり、ここ
で主な進行方向は、光学軸０３により決定される。特に
好ましくは、対照光ガイド３５は、少なくとも一つの光
学的勾配率要素（とりわけグリンレンズ）からなる。

【００５５】対照光ガイド３５は、励起光ガイド１１及
び放射光ガイド１２からなる構造ユニットに、前記構造
ユニットと一緒にする接続に対して前記本文中に記載し
た方法と同様の方法で接続されている。図４に示される
実施例において、放射光ガイド１２は、その光学軸Ｏ２
が端面１４に対して垂直であるように配置されており、
励起光ガイド１１は、その光学軸Ｏ１が端面１４に対し
て斜角であるように配置されており、そして対照光ガイ
ド３５は、その光学軸Ｏ３が他の二つの光学軸Ｏ１及び
Ｏ２により決定される平面内に横たわっており、そして
更に、光学軸Ｏ２と共に、二つの光学軸Ｏ１及びＯ２の
間で形成された角度と実質的に同一の角度を形成する。

【００５６】対照光ガイド３５と第二光電子センサー３
６との間の接続は、例えば、接着剤、好ましくは、指数
−適合性媒体２０により行われる。図４に示される実施
例において、保持体１７には、対照光ガイド３５のため
の付加的な収納口が設けられている。

【００５７】対照光ガイド３５は、第二光電子センサー
３６と一緒になって、励起光における変化（例えば、強
度の揺らぎ）が検出され得るという付加的な利点を与え
る。励起光の一部は、蛍光変換体４の領域内で反射さ
れ、そして、放射光ガイド１２に対する対照光ガイド３
５及び励起光ガイド１１の実質的に対照的な配置の利点
により、対照光ガイド３５を通過して第二光電子センサ
ー３６に到達する。第二光電子センサー３６により記録
される信号（これは、励起光のための対照として役立
つ）を、光電子センサー１３内で励起光により生じた信
号と比較することにより、この場合、実際の測定精度は
一層増大され得る。

【００５８】図５に、本発明の検出器の同様に好ましい
第四実施例の光学的部分を示す。前記実施例において
は、グリンレンズ又は他の光学的勾配率要素は、励起光
ガイド内に設けられている。第二光学フィルター１６以
外は、放射光ガイド１２は全体として、指数−適合性媒
体２０からなり、換言すれば、放射光ガイド１２のため
の保持体１７内の収納口により、励起光ガイド１１と第
二光学フィルター１６との間に形成された空間は、指数
−適合性媒体２０により架橋されている。第二光学フィ
ルター１６は、勿論、本実施例においても、単に所望に
よるものである。第二光学フィルター１６が省略される
場合には、指数−適合性媒体２０は、励起光ガイド１１
を直接光電子センサー１３に接続する。

【００５９】前記の第四実施例は、励起光の強度が、放
射光ガイド１２の光学的集光性が省略され得る程に充分
に大きい場合に特に好ましく、それ故、他の実施例に比
べて、図５に示された実施例は基本的に、技術的な観点
から一層容易に且つ一層安価にも製造され得る。

【００６０】上記の変形及び手順は、例えば、機械的部
分の構成に関して、並びに励起光ガイド１１及び放射光
ガイド１２の配置に関して、勿論、第四実施例において
も同様に使用され得る。更に、付加的な対照光ガイド３
５をその中に設けることも可能である。

【００６１】本発明は、本発明の光学的検出装置を複
数、そして好ましくは６個使用する、物質の分析測定の
ための光学的検出装置にも関するものである。前記装置
は、機械的部分が簡単な方法で光学的部分から分離され
得るという利点も有するので、本発明の装置は、多数の
用途のために、特に物質（例えば、血液）が幾つかの成
分に関して試験される用途のために適する。本発明の検
出器の空間節約構成は、本発明の検出装置を非常に小形
の形態にし、その結果、本発明の検出装置は特に移動用
途に適する。

【００６２】本発明において、本光学的検出装置は、少
なくとも二つの前記本文中に記載した種類の本発明の光
学的検出器を含む。図６は、本発明の装置の好ましい実
施例の斜視図（前面は断面図で示す）を示す。前記実施
例において、装置は６個の光学的検出器を含む。参照数
４０は、前記図中において、光源１０，励起光ガイド１
１，放射光ガイド１２，励起光ガイド１１及び放射光ガ
イド１２に接続された指数−適合性媒体２０、並びに光
電子センサー１３からなる各々の光学的ユニットを示
す。光ガイド１１，１２は、勿論、所望により、光学フ
ィルター１５，１６を更に含んでもよい。

【００６３】光学的ユニット４０は、特に好ましくは、
保持体１７０内の収納口内に設けられており、ここで収
納口は対になって互いに傾けられている。試料容器２
は、物質３のための通常の測定チャンバー４１により形
成されている。実施例においては、測定チャンバー４１
は実質的に立方形である。蛍光変換体４は、通常の支持
体要素４２上に設けられており、特に好ましくは、光ガ
イド１１，１２の屈折率に対して±２０％以内に相当す
る屈折率を有する。蛍光変換体４と一緒になった支持体
要素４２は実質的に、蛍光変換体４が測定チャンバー４
１の内側に向けられており、そしてそれ故、物質３によ
り接触され得るように、測定チャンバー４１の境界面の
うちの一つを形成する。

【００６４】図７は、単なる実施例として、支持体要素
４２を蛍光変換体４と一緒に構成するための可能な方法
を示す。種々の蛍光変換体４が、例えば、〜１５μｍ未
満の厚さを有する層の形態で、支持体要素４２上に積層
されている。図７に示される矩形の形状は、勿論、単な
る実施例である。蛍光変換体４は、実質的に円形の形状
を有していてもよい。例えば、蛍光変換体４を支持体要
素４２上に直接積層することも可能である。他の変形と
しては、蛍光変換体４の各々が支持体５のうちの一つの
上に最初に配置され、蛍光変換体４と一緒になった種々
の支持体５が互いに接続され、そしてそれ故、実質的に
支持体要素４２を形成するものがある。

【００６５】図６において、本発明の装置の機械的部分
（これは、少なくとも、物質３のための測定チャンバー
４１、及び蛍光変換体４と一緒になった支持体要素４２
からなる）は、光学的部分（これは、保持体１７０内の
光学的ユニット４０からなる）に、指数−適合性媒体２
０により接続されている。この接続は、種々の光学的ユ
ニット４０が各々、一つの蛍光変換体４に正確に接続さ
れるように行われる。この事は、図７に模式的に示され
るように、蛍光変換体４の各々が、光ガイド１１，１２
の端面１４のうちの一つに所望により接続されているこ
とを意味する。この事は、蛍光変換体４の各々が、蛍光
変換体４に接続された光学的ユニット４０の端面１４か
ら放射される励起光にのみ実質的に当てられ、そして、
同一の蛍光変換体４により放射された放射光が光学的ユ
ニット４０に接続された光電子センサー１３にのみ実質
的に当たるという利点を有する。別の利点は、種々の蛍
光変換体４が、物質３の種々の成分に感受性を有し得る
ということである。したがって物質３は、一つの測定操
作において、幾つかの成分について検査され得る。

【００６６】本発明の光学的検出器のための先に記載さ
れた種々の実施例、都合が良い手段及び変形は、勿論、
本発明の光学的検出装置のためにも同様に使用される。

【００６７】例えば、物質３は、測定チャンバー４１内
に満たされてもよいし、又は流動形態にあってもよい。

【００６８】例えば、本発明の装置の光学的部分と機械
的部分とを互いに直接、換言すれば、指数−適合性媒体
２０なしに、接続することも可能である。この事は、本
検出器のために先に記載された方法と同様の方法で行わ
れ得る。

【００６９】同様に本検出器と同じく、測定チャンバー
４１、及び蛍光変換体４と一緒になった支持体要素４２
は、物質３のためのキャピラリーチューブの形態であっ
てもよく、例えば、蛍光変換体４を伴うキャピラリーチ
ューブの異なる実質的に空間的に分離された領域が物質
３の異なる成分に感受性であるようなキャピラリーチュ
ーブの形態であってもよい。

【００７０】更に、別の光電子センサーを伴う対照光ガ
イド（図４において、参照数３５及び３６により定義さ
れた要素に相当する）が、光学的ユニット４０のうちの
少なくとも一つに付加的に設けられてよい。この場合
に、対照信号（これにより、励起光の変化が検出され得
る）も、本光学的検出装置において記録され得る。

【００７１】しかしながら、反対に、付加的な対照光ガ
イドの代わりに、対照信号を作るために、図６に示され
る光学的ユニットのうちの少なくとも一つを使用するこ
とも可能である。前記態様においては、光学的ユニット
４０のうちの五つは次いで物質の分析測定のために使用
され、そして、光学的ユニット４０のうちの一つは、対
照信号を作るために使用される。通常、全ての光源１０
は同一電源により給電されるので、前記配置により、例
えば、励起光の強度の揺らぎを検出することも可能であ
る。

【００７２】本発明は更に、物質の蛍光測定のための光
学的分析装置に関するものである。本分析装置は、蛍光
測定を行うための測定装置５０、測定装置５０に電流を
供給する給電及び制御ユニット９０、前記測定装置によ
り供給された信号を加工する電子的増幅及び評価手段８
０、並びに少なくとも測定装置５０内の物質３の温度を
安定化及び制御するための温度測定及び制御装置７０か
らなる。本発明に基づいて、測定装置５０は、本発明に
関するものであり且つ前記本文中に記載されている種類
の光学的検出装置又は光学的検出器である。

【００７３】本発明の分析装置の構成の好ましい形態
は、図８に模式的に示されている。測定装置５０は、６
個の光学的ユニット（ここで、光源１０はＬＥＤであ
る）を伴う光学的検出装置からなる。給電及び制御ユニ
ット９０は、安定化された電源（これは、ＬＥＤに電流
を供給する）からなる。電子的増幅及び評価手段８０
は、光電子センサー１３からの信号を受け取り、例え
ば、増幅器により更にそれを加工し、次いで正確な評価
のためにそれらを提供する。測定結果の正確な評価、表
示又は印刷打ち出しが次いで、電子的データ加工系１０
０（これは、全体の測定手順を制御し、そして例えば、
データを貯蔵するために使用されてもよい）により行わ
れ得る。

【００７４】前記態様において、温度は、測定装置５０
が良好な熱伝導率を有する材料からなるハウジング内に
保持されることにより、制御される。ハウジングの温度
に影響を及ぼし且つ該温度を安定化することも可能であ
り、そして、物質３を伴う測定装置５０の温度制御手段
が、ペルチエ要素(Peltier element) ６０として、そこ
に存在する。ペルチエ要素６０は給電され、そして温度
測定及び制御装置７０により制御される。したがって、
物質３は所望の安定化され得る温度で試験され得る。

【００７５】したがって、本発明の分析装置は、本発明
の検出器の利点、及び本発明の検出装置の利点を有す
る。本分析装置は、特に、測定装置の機械的部分が、測
定装置の光学的部分の操作を必要とすることなく、簡単
に交換され得るという利点を有する。結果として、光学
的部分（これは、繰り返し使用され得る）は高品質のも
のであってよく、そして機械的部分は一度のみ使用され
るものとして設計されてよい。前記理由のために、本発
明の分析装置は経済的に製造することができ、その使用
において非常に柔軟性があり、且つ最新の分析及び研究
室の外でも、非常に多数の用途のために適する。光学的
部分の機械的に安定な構成は、本分析装置を丈夫にし、
且つ衝撃及び振動に鈍感にする。本分析装置の簡単な操
作と相合って、本発明の分析装置は、それ故、特に移動
用途にも適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的検出器の第一実施例の断面図で
ある。

【図２】本発明の検出器の第一実施例の一変形の光学部
分の断面図である。

【図３】本発明の検出器の第二実施例の光学部分の断面
図である。

【図４】本発明の検出器の第三実施例の光学部分の断面
図である。

【図５】本発明の検出器の第四実施例の光学部分の断面
図である。

【図６】本発明の光学的検出装置の一実施例の斜視図
（前面は断面図で示す）である。

【図７】本発明の検出装置の蛍光変換体を伴う支持要素
の一実施例の平面図である。

【図８】本発明の光学的検出器又は本発明の光学的検出
装置を含む、本発明の光学的分析装置の一実施例のブロ
ックダイアグラムである。

【符号の説明】

１ 光学的検出器 ２ 試料容器 ３ 物質 ４ 蛍光変換体 ５ 支持体 １０ 光源 １１，１２，３５ 光ガイド １３，３６ 光電子センサー １４ 端面 １５，１６ 光学フィルター １７，１７０ 保持体 ２０ 指数−適合性媒体 ３０，３１，３２，３３ グリンレンズ ４０ 光学的ユニット ４１ 測定チャンバー ４２ 支持体要素 ５０ 測定装置 ６０ ペルチエ要素 ７０ 温度測定及び制御装置 ８０ 電子的増幅及び評価手段 ９０ 給電及び制御ユニット １００ 電子的データ加工系 Ａ，Ｂ，Ｃ 点 Ａ１，Ａ２，Ｐ１，Ｐ２ 光ビーム Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３ 光学軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュティーヴェン マーク バーナード スイス国，4057 バーゼル，エフリンゲル シュトラーセ ２／５ (72)発明者 マリゼル ロイリー スイス国，5073 ギプフ−オーベルフリッ ク，ミュリガース ７

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物質（３）のための試料容器（２）；物
   質（３）により接触され得る蛍光変換体（４）；励起光
   を放射するための光源（１０）；蛍光変換体（４）から
   来る放射光のための光電子センサー（１３）；蛍光変換
   体（４）の少なくとも一部に当たるように、光源（１
   ０）によって放射された励起光を実質的に案内する励起
   光ガイド（１１）；及び、光電子センサー（１３）に当
   たるように、蛍光変換体（４）によって放射された光を
   実質的に案内する放射光ガイド（１２）からなり、少な
   くとも励起光ガイド（１１）は、該励起光ガイド（１
   １）内の光の主な進行方向に対して実質的に垂直方向の
   屈折率勾配を有する材料からなる、物質（３）の分析測
   定のための光学的検出器（１）であって、 ここで、励起光ガイド（１１）は放射光ガイド（１２）
   に接続されており、それにより、二つの光ガイド（１
   １，１２）が、 蛍光変換体（４）に対面し、二つの前記光ガイド（１
   １，１２）の境界面のうちの一つに実質的に物理的に相
   当し、且つ光源（１０）からの励起光ガイド（１１）を
   通る光のための光学的放射面及び蛍光変換体（４）から
   来る放射光のための光学的入射面の両方を実質的に成す
   端面（１４）を有する構造ユニットを実質的に形成す
   る、物質（３）の分析測定のための光学的検出器
   （１）。
2. 【請求項２】 放射光ガイド（１２）及び励起光ガイド
   （１１）が、指数−適合性媒体（２０）により一体に固
   着されている請求項１記載の検出器。
3. 【請求項３】 放射光ガイド（１２）及び励起光ガイド
   （１１）が、光学軸（Ｏ１，Ｏ２）により決定された、
   二つの光ガイド（１１，１２）内の光の主な進行方向
   が、互いに斜角であるように、互いに相対的に傾けられ
   ている請求項１又は２記載の検出器。
4. 【請求項４】 蛍光変換体（４）が、二つの光ガイド
   （１１，１２）の屈折率に対して実質的に±２０％以内
   に相当する屈折率を有する支持体（５）上に設けられ、
   且つ支持体（５）は、二つの光ガイド（１１，１２）の
   端面（１４）に、特に指数−適合性媒体（２０）によ
   り、光学的に接続されている請求項１ないし３のうちの
   何れか一つに記載の検出器。
5. 【請求項５】 励起光ガイド（１１）と放射光ガイド
   （１２）とにより形成された構造ユニットの節線が、蛍
   光変換体（４）の領域内に実質的に横たわっている請求
   項１ないし４のうちの何れか一つに記載の検出器。
6. 【請求項６】 励起光ガイド（１１）及び／又は放射光
   ガイド（１２）が、少なくと一つの光学的勾配率要素、
   特にグリン(GRIN)レンズ（３０，３１，３２，３３）を
   含む請求項１ないし５のうちの何れか一つに記載の検出
   器。
7. 【請求項７】 励起光ガイド（１１）が、励起光の波長
   領域を選択するための少なくとも一つの光学フィルター
   （１５）、特に干渉フィルターを含む請求項１ないし６
   のうちの何れか一つに記載の検出器。
8. 【請求項８】 放射光ガイド（１２）が、光電子センサ
   ー（１３）に適合する光の波長領域を選択するための少
   なくとも一つの第二光学フィルター（１６）、特に特に
   干渉フィルターを含む請求項１ないし７のうちの何れか
   一つに記載の検出器。
9. 【請求項９】 光源（１０）が、干渉光又は非干渉光を
   放射する発光ダイオードである請求項１ないし８のうち
   の何れか一つに記載の検出器。
10. 【請求項１０】 励起光ガイド（１１）及び放射光ガイ
    ド（１２）が、保持体（１７；１７０）内の収納口内に
    設けられており、前記収納口は互いに傾けられている請
    求項１ないし９のうちの何れか一つに記載の検出器。
11. 【請求項１１】 放射光ガイド（１２）が、所望により
    設けられる第二光学フィルター（１６）を除いて、実質
    的に指数−適合性媒体（２０）から作られている請求項
    １ないし１０のうちの何れか一つに記載の検出器。
12. 【請求項１２】 光学軸（０３）を有する対照光ガイド
    （３５）が、更に設けられており、対照光ガイド（３
    ５）は、三つの光ガイド（１１，１２，３５）の光学軸
    （Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３）が一平面内に横たわり且つ前記光
    学軸のうちの二つは第三の光学軸と実質的に各々同一角
    を形成するように、特に指数−適合性媒体（２０）によ
    り、励起光ガイド（１１）と放射光ガイド（１２）とか
    らなる構造ユニットに接続されており、そして更に、第
    二光電子センサー（３６）が、前記構造ユニットの端面
    （１４）に離れて対面している対照光ガイド（３５）の
    平坦な境界面に設けられている請求項１ないし１１のう
    ちの何れか一つに記載の検出器。
13. 【請求項１３】 各々、請求項１ないし１２のうちの何
    れか一つの記載に基づいて構成された少なくとも２個
    の、そして好ましくは６個の光学的検出器（１）からな
    る、物質の分析測定のための光学的検出装置。
14. 【請求項１４】 少なくとも全ての励起光ガイド（１
    １）及び放射光ガイド（１２）が、保持体（１７０）内
    の収納口内に設けられており、該収納口は、対になって
    互いに傾けられている請求項１３記載の装置。
15. 【請求項１５】 全ての試料容器（２）が通常の測定チ
    ャンバーから形成されている請求項１３又は１４記載の
    装置。
16. 【請求項１６】 蛍光変換体（４）が通常の支持要素
    （４２）上に設けられており、支持要素（４２）は、光
    ガイド（１１，１２）の屈折率に対して実質的に±２０
    ％以内に相当する屈折率を有し、且つ前記支持要素（４
    ２）は、前記光ガイドの端面に、特に指数−適合性媒体
    （２０）により、接続されている請求項１３ないし１５
    のうちの何れか一つに記載の装置。
17. 【請求項１７】 励起／放射光ガイド（１１，１２）
    が、それぞれの蛍光変換体（４）に接続されており、蛍
    光変換体（４）は、該蛍光変換体（４）に接続された励
    起光ガイド（１１）からの励起光のみが実質的に当たる
    請求項１３ないし１６のうちの何れか一つに記載の装
    置。
18. 【請求項１８】 蛍光変換体（４）が物質（３）の種々
    の成分に対して感受性である請求項１３ないし１７のう
    ちの何れか一つに記載の装置。
19. 【請求項１９】 蛍光試験のための測定装置（５０）、
    測定装置（５０）の種々の要素のための電流を供給する
    給電及び制御ユニット（９０）、前記測定装置により供
    給された信号を加工する電子的増幅及び評価手段（８
    ０）、並びに温度を安定化及び制御するための温度測定
    及び制御装置（７０）からなり、測定装置（５０）は、
    請求項１ないし１２のうちの何れか一つに記載の光学的
    検出器（１）、又は請求項１３ないし１８のうちの何れ
    か一つに記載の光学的検出装置からなる物質（３）の蛍
    光測定のための光学的分析装置。