光量安定化光源装置
【課題】各々の光出射部の光量が異なり、かつ微弱な光量を安定して得ることができる複数の光出射部を備えた光量安定化光源装置を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤ２６Ｇから出射された光束をピンホール２８で絞り、光源部１６で積分し、更に出射ポート３２、及び拡散透過部材４４を介して分岐光出射部１８内で更に積分する。ＬＥＤ２６Ｇの光量は受光センサ３０でモニタされているので、安定した光量が得られる。分岐光出射部１８に形成した複数の発光窓４６Ｂ〜発光窓４６Ｅの内側に透過率の異なる第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４が貼り付けられており、発光窓４６Ａから出射される光の光量に対して、各発光窓４６Ｂから出射される光の光量が略１／１０づつ異なるように設定されている。これにより、各々発光窓において、各々の光量が異なり、かつ微弱な光量を安定して得ることができる。
【解決手段】ＬＥＤ２６Ｇから出射された光束をピンホール２８で絞り、光源部１６で積分し、更に出射ポート３２、及び拡散透過部材４４を介して分岐光出射部１８内で更に積分する。ＬＥＤ２６Ｇの光量は受光センサ３０でモニタされているので、安定した光量が得られる。分岐光出射部１８に形成した複数の発光窓４６Ｂ〜発光窓４６Ｅの内側に透過率の異なる第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４が貼り付けられており、発光窓４６Ａから出射される光の光量に対して、各発光窓４６Ｂから出射される光の光量が略１／１０づつ異なるように設定されている。これにより、各々発光窓において、各々の光量が異なり、かつ微弱な光量を安定して得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物発光や化学発光などの肉眼では不可視の微弱な光を測定するための光検出器、特にエリアセンサの感度やローカリティを点検し、校正する際に用いられる光量安定化光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物発光や化学発光等の、肉眼では不可視な微弱な光を測定するための光検出器、特にはエリアセンサの感度ローカリティを点検し、校正する際には、微弱な光を出射する光量安定化光源装置をエリアセンサの撮影領域内に配置し、光量安定化光源装置から出射した微弱な光を光検出器で検出する。
【０００３】
この種の光量安定化光源装置としては、例えば、特許文献１、２に開示されている光源装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８７９７６号公報
【特許文献２】特開平３−２６２９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の装置では、光を出射する光出射部が一つであるため、光検出器のダイナミックレンジを測定するには、光源の発光量を変化させて複数回の撮影をしなければならず、作業が煩雑となる。また、電気的に発光量を変化させることはある程度可能であるが、発光量を大きく異ならせると、微弱な光量を安定して得ることが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、光量が異なる複数の光出射部を備え、微弱な光量を安定して得ることができる光量安定化光源装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の光量安定化光源装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光束を絞るピンホールと、前記ピンホールからの光束を内部で多重反射させる積分素子と、光量をモニタするための受光センサと、前記受光センサでモニタした光量に基づいて前記光源を制御して光量を安定化させる制御手段と、前記積分素子に設けられ、前記積分素子の外部に光を出射させる開口と、前記開口の光出射側に配置される拡散透過部材と、前記拡散透過部材の光出射側に配置され、入射光を複数の光出射部に向けて分岐する分岐手段と、前記複数の光出射部に設けられ、光出射部毎に光量が異なるように透過光量が各々異なる光量減衰フィルターと、を備えている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
光源から出射された光束は、ピンホールで絞られ積分素子に出射される。
積分素子に入射した入射光は、内部で多重反射され空間的に積分され、これにより積分素子の中は、光の強度分布が均一となる。
【０００９】
積分素子の内部で積分された光は積分素子に設けられた開口から出射され、光束はさらに開口によって絞られた後、拡散透過部材で均一に拡散されて分岐手段に入射される。
拡散透過部材で均一に拡散された光は、分岐手段にて複数の光出射部に向け分岐される。
光源から出射された光束は、ピンホール、及び開口によって多段階で絞られた後に光出射部に到達するので、光出射部から出射される光の光量は光源の光量に対して極めて小さなものとなる。
【００１０】
さらに、光出射部毎に透過光量（光学濃度）が各々異なるように光量減衰フィルターが光出射部に設けられており、制御手段は、受光センサでモニタした光源からの光量に基づいて光源を制御し、光量を安定化させる。
このため、請求項１に記載の光量安定化光源装置は、複数の光出射部から各々異なる安定した光量の光を出射させることが出来る。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光量安定化光源装置において、前記分岐手段は入射した光束を内部で多重反射させる積分素子である。
【００１２】
次に、請求項２に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
請求項２に記載の光量安定化光源装置では、分岐手段が積分素子であるため、分岐手段に入射した光は、内部で多重反射され空間的に積分され、これにより積分素子の中は、光の強度分布が均一となる。したがって、各光出射部に向けて光が分岐されることになる。
また、積分素子によって光を分岐するので、光出射部を透過する光の光量分布を均一化できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光量安定化光源装置において、複数の前記光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる前記光量減衰フィルターが設けられている。
【００１４】
次に、請求項３に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
請求項３に記載の光量安定化光源装置では、複数の光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる光量減衰フィルターが設けられているため、各光出射部を光量が略１／１０倍づつ異なるように発光させることができる。
なお、厳密に１／１０倍づつ光量が異なるように各発光部を製作するには多種多数の光源減衰フィルターを用意して各発光部を調整する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光量安定化光源装置において、前記光出射部の径が７ｍｍ以下に設定されている。
【００１６】
次に、請求項４に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
生化学分析装置において多用されているマイクロタイタープレートは、１３ｃｍ×９ｃｍのサイズで、９６穴タイプの場合、直径７ｍｍのウエルが横１２個×縦８個で並んでおり、生化学分析装置では、このマイクロタイタープレートを撮像装置で１枚の画像に納めるようになっている。
【００１７】
光量安定化光源装置を生化学分析装置の撮像装置の感度等を検査するために用いる場合、光量安定化光源装置はマイクロタイタープレートの代わりにマイクロタイタープレートを配置する部位に配置するため、そのサイズはマイクロタイタープレート同等あるいはそれ以下にすることが好ましい。
【００１８】
複数の光出射部は、各々の光量が異なるが、光量が大の光出射部と光量が小さい光出射部とが接近し過ぎていると、光量が大の光出射部からの光によって、光量が小さい光出射部が影響を受けて光量が小さい光出射部が識別できなくなる虞があり、光出射部と光出射部の間隔はある程度必要となる。
また、光出射部は複数設ける必要があるため、限られたスペースで複数の光出射部を設け、かつ光出射部と光出射部との間隔を確保するには、光出射部の直径を７ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１９】
分岐手段を積分素子とした場合に、積分素子に複数の開口を形成し、その開口を光出射部とするが、積分素子の性質上、開口面積を大きくとりすぎると、入射した光を内部で均一に拡散反射することが出来なくなり、均一な光の強度分布を得ることができなくなるため、分岐手段を積分素子とした場合の均一性の観点からも、光出射部の直径が大きすぎることは好ましくなく、７ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】
なお、光出射部の直径の下限値は特に制限は無いが、マイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の検査に用いる光量安定化光源装置においては、光出射部の直径の下限値は実用上３ｍｍ程度である。光出射部の直径を３ｍｍ未満としてもかまわないが、小さくし過ぎると例えば画像のノイズ等に紛れて発光量の小さな光出射部を識別し難くなる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１に記載の光量安定化光源装置によれば、複数の光出射部から、光量が異なる微弱な光量を安定して得ることができる、という効果がある。
【００２２】
請求項２に記載の光量安定化光源装置によれば、積分素子という簡単な構成でもって光を分岐でき、光出射部内を均一に発光させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の光量安定化光源装置によれば、発光量のダイナミックレンジを大きくとることが出来る。
【００２４】
請求項４に記載の光量安定化光源装置によれば、生化学分析装置において多用されているマイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の撮像装置の感度等を検査するために好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る光量安定化光源装置の分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る光量安定化光源装置の電気系のブロック図である。
【図３】図１に示す光量安定化光源装置の３−３線断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る光量安定化光源装置の分解斜視図である。
【図５】（Ａ）は試料の発光プロファイル、（Ｂ）は光量安定化光源装置の発光窓の発光プロファイルである。
【図６】（Ａ）は参考例に係る光量安定化光源装置の要部を示す断面図であり、（Ｂ）は参考例に係る光量安定化光源装置の発光窓の発光プロファイルである。
【図７】（Ａ）はその他の実施形態に係る光量安定化光源装置の発光窓の断面図であり、（Ｂ）図７（Ａ）に示す発光窓の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１乃至図４にしたがって、本発明の一実施形態に係る光量安定化光源装置１０を説明する。
図１、及び図２に示すように、本実施形態の光量安定化光源装置１０は、密閉された直方体である暗箱１２を備えており、その内部は、長手方向に電源制御部１４、光源部１６、分岐光出射部１８の３つの部分に区別される。
【００２７】
暗箱１２の内部は、第１の隔壁２０、及び第２の隔壁２２によって長手方向に区画されており、第１の隔壁２０の矢印Ｌ方向側が電源制御部１４、第１の隔壁２０と第２の隔壁２２との間が光源部１６、第２の隔壁２２の矢印Ｒ方向側が分岐光出射部１８とされている。
【００２８】
（光源部）
光源部１６には、幅方向一方側（図面の矢印Ｆ方向側）にピンホール板２４が設けられており、ピンホール板２４の矢印Ｆ方向側には、光源として、固体の発光素子であるＬＥＤ２６が配置されている。本実施形態の光量安定化光源装置１０では、ＬＥＤ２６が緑色の光（例えば、波長５３０ｎｍ）を出射する砲弾型のものが用いられているが、表面実装型でももちろんよい。
本実施形態では、光源としてＬＥＤ２６を用いているが、光源としては安定して発光できれば良く、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）等を用いても良い。
【００２９】
ピンホール板２４の中央には、減光用のピンホール２８が形成されている。ピンホール２８の中心軸とＬＥＤ２６の光軸とは一致しており、ＬＥＤ２６の光の出射方向にピンホール２８が位置している。
ピンホール２８の径は、一例としてφ０．１〜０．７ｍｍの範囲内が好ましいが、本発明においてピンホール２８の径はこの範囲内に限定されるものではない。
【００３０】
また、光源部１６には、ピンホール板２４のＬＥＤ側とは反対側にフォトダイオード（ＰＤ）等の固体の受光素子である受光センサ３０が、ピンホール２８及びＬＥＤ２６と対向するように配置されており、ＬＥＤ２６から出射された光束は、ピンホール２８で絞られ（減光され）、受光センサ３０に到達するようになっている。即ち、本実施形態では、ＬＥＤ２６の光軸上に受光センサ３０が配置されている。
【００３１】
光源部１６の内壁は、積分球儀と同様に、高い反射率で拡散性に優れた、例えば艶消しの白色のコーティングが施されており、ピンホール２８を介して内部に入ったＬＥＤ２６の光は内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、内壁においては均一な光の強度分布となる。
【００３２】
第２の隔壁２２の中央には、絞りの役目をする出射ポート３２が形成されている。本実施形態の出射ポート３２は、φ３ｍｍに設定されているが、本発明において出射ポート３２の径はφ３ｍｍに限定されるものではない。
【００３３】
（電源制御部）
図３に示すように、電源制御部１４は、電池３４を入れる電池ボックス３６、制御回路３８、電源スイッチ４０、光量切替スイッチ４２、インジケータランプ４３を備えている。
電池３４は、ＬＥＤ２６及び制御回路３８に電力を供給する役目を有し、電源スイッチ４０をオンすることで、電力がＬＥＤ２６、制御回路３８、及びインジケータランプ４３に供給される。インジケータランプ４３は、電源スイッチ４０が入ったのち、数秒間点灯した後、電池３４の電圧が規定範囲内であれば自動的に消灯する。規定外の場合はそもそも点灯しないか、点灯しつづけて異常を知らせる。
【００３４】
前述したＬＥＤ２６と受光センサ３０は、制御回路３８に接続されており、制御回路３８は、受光センサ３０でモニタした光量に基づいてＬＥＤ２６に流す電流を制御して光量を安定化（フィードバック制御）させる役目を有している。なお、受光センサ３０はＬＥＤ２６から出射された光を直接受光する。
制御回路３８には光量切替スイッチ４２が接続されており、光量切替スイッチ４２切り替えることでＬＥＤ２６の光量を例えば半分（５０％）にすることが出来る。
【００３５】
（分岐光出射部）
図１、及び図２に示すように、分岐光出射部１８の光源部側の内壁には、例えば、乳白色で半透明の合成樹脂板、白色のオパールガラス等で形成された拡散透過部材４４が貼り付けられている。
拡散透過部材４４は、出射ポート３２から出射された光を分岐光出射部内に向けて均一に拡散させる。
【００３６】
分岐光出射部１８の光源部側の内壁（拡散透過部材４４の貼り付け部分は除く）は、積分球儀と同様に、高い反射率で拡散性に優れた、例えば艶消しの白色のコーティングが施されており、拡散透過部材４４で拡散された光は内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、内壁においては均一な光の強度分布となる。
【００３７】
分岐光出射部１８の上壁１２Ａには、光出射部となる複数（本実施形態では５個）の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅが形成されている。
本実施形態の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅは、何れも同じ直径の円形である。本実施形態の各発光窓の直径は７ｍｍであるが、本発明において発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅの径は７ｍｍに限定されるものではない。また、本実施形態では、各発光窓の形状が円形であるが、矩形等の他の形状であっても良い。
【００３８】
なお、本実施形態の光量安定化光源装置１０の各発光窓のサイズは、光量安定化光源装置１０を生化学分析装置の撮影装置（光検出器）の検査に用いる場合を想定しており、生化学分野で多様されているものである。なお、生化学分析装置の光検出器の検査に用いる場合、各発光窓のサイズはφ３〜７ｍｍが好ましいが、この径に限定されるものではない。
【００３９】
上記マイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の撮影装置の撮影領域（１３ｃｍ×９ｃｍ）に占める直径３〜７ｍｍの開口面積の割合は、０．０６〜０．３３％となる。また、例えば、顕微鏡のスライドガラス（７６ｍｍ×２６ｍｍ）を基盤として、基盤の直径３０μｍのスポットを撮影する場合、撮影領域（７６ｍｍ×２６ｍｍ）に占めるスポットの面積の割合は、０．００７％であり、スポットのサイズが１０μｍであれば、撮影領域（７６ｍｍ×２６ｍｍ）に占めるスポットの面積の割合は、０．００３％となる。
なお、発光窓４６の１個当りの面積、撮影領域に占める割合の好適範囲は、一概に何ｍｍ２、何パーセントとは決められるものではなく、検査対象等によって適宜変更されるものである。
【００４０】
本実施形態の分岐光出射部１８では、図面矢印Ｒ方向側の発光窓４６Ａが素通しの孔であるが、発光窓４６Ａの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｂには第１の光量減衰フィルター４８が設けられ、発光窓４６Ｂの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｃには第２の光量減衰フィルター５０が設けられ、発光窓４６Ｃの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｄには第３の光量減衰フィルター５２が設けられ、発光窓４６Ｄの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｅには第４の光量減衰フィルター５４が設けられている。
【００４１】
これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４は、各々分岐光出射部１８の上壁１２Ａの内面に固定されている。したがって、これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び光量減衰フィルター５４の上面は、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にある。
【００４２】
これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４は、光の透過量（フィルターの透過量）が略１／１０倍づつ異なるように設定されているものであり、第１の光量減衰フィルター４８は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１０の透過量となるように減衰量（透過率）が設定されており、第２の光量減衰フィルター５０は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１００の透過量となるように減衰量が設定されており、第３の光量減衰フィルター５２は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１０００の透過量となるように減衰量が設定されており、第４の光量減衰フィルター５４は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１００００の透過量となるように減衰量が設定されている（光学濃度（Ｄ）、透過率（Ｔ）としたときに、Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｔ）。）。
【００４３】
本実施形態の第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４には、例えば、ＮＤフィルターを用いることができるが、光量を減衰できるものであれば他の種類のフィルターを用いることもできる。
【００４４】
（作用）
次に、本実施形態の光量安定化光源装置１０の作用を説明する。
光量安定化光源装置１０を、例えば、生化学分析装置の撮影装置の検査、調整等に用いる場合に、撮影装置の撮影領域内に光量安定化光源装置１０を配置し、撮影装置の正面（撮影レンズの光軸上）に、発光窓の形成されている上壁１２Ａを対向させる。
【００４５】
光量安定化光源装置１０の電源スイッチ４０をオンにすると、ＬＥＤ２６が発光し、ＬＥＤ２６から出射された光束は、ピンホール２８で絞られ（減光され）、直接光の一部が受光センサ３０で受光される。制御回路３８は、受光センサ３０でモニタした光量に基づいてＬＥＤ２６に流す電流を制御して光量を安定化させる。したがって、各発光窓からは、光量変動の無い安定した光を出射することが出来る。
【００４６】
ピンホール２８から出射された光は、光源部１６の内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分されるので、光源部１６の内壁において均一な光の強度分布となる。
光源部１６の内壁で拡散反射された一部の光は、第１の隔壁２０の中央に形成された出射ポート３２から出射された後、拡散透過部材４４で分岐光出射部内に向けて均一に拡散され、分岐光出射部１８の内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、分岐光出射部１８の内壁において均一な光の強度分布となる。
【００４７】
分岐光出射部１８の上壁１２Ａに形成される発光窓４６Ｂ、発光窓４６Ｃ、発光窓４６Ｄ、発光窓４６Ｅの内側には、第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４が貼り付けられているので、発光窓４６Ａから出射される光の光量に対して、発光窓４６Ｂから出射される光の光量は１／１０、発光窓４６Ｃから出射される光の光量は１／１００、発光窓４６Ｄから出射される光の光量は１／１０００、発光窓４６Ｅから出射される光の光量は１／１００００となる。
したがって、各発行窓からは、減光された安定した光を出射させることができる。
【００４８】
本実施形態の光量安定化光源装置１０では、各発光窓から光量の異なる光が出射されるので、各発光窓から出射される光を検出することで、撮影装置のダイナミックレンジを検査することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の光量安定化光源装置１０では、光量切替スイッチ４２を切り替えることで、各発光窓における光量を半分にすることができ、ダイナミックレンジをさらに広くとることができる。
【００５０】
なお、分岐光出射部１８では、入射した光を内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分するので、各発光窓においては、例えば、図４（Ｂ）に示すような発光プロファイルとなり、発光窓の中央部分と外周部分共に略同等な強度分布となる（図４（Ｂ）において、符号４６は発光窓、縦軸は光の強度を示している。）。
【００５１】
因みに、マイクロタイタープレートのウエルに配置された化学発光を発する、または蛍光を発する試料の発光プロファイルは、図４（Ａ）に示すような形状であり（なお、図４（Ａ）において、符号４７は試料、縦軸は光の強度を示している。）光量安定化光源装置１０の発光窓における発光プロファイルと略同一となる。
【００５２】
参考までに、図５（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１００、ピンホール１０２の形成されたピンホール板１０４、拡散透過部材１０６、発光窓１０８の形成された壁部材１１０を順に配置した光量安定化光源装置では、発光窓１０８において、図５（Ｂ）に示すような強度分布を有しており、試料の発光とは強度分布が大幅に異なる。
【００５３】
また、本実施形態の光量安定化光源装置１０の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅは直径７ｍｍの円形であり、生化学分析装置に用いるマイクロタイタープレートの直径７ｍｍのウエルと同径に設定されている。
したがって、試料の発光の強度分布と略同一の強度分布を得られる本実施形態の光量安定化光源装置１０が生化学分析装置の検査、調整等に適している。
【００５４】
本実施形態では、第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び光量減衰フィルター５４の上面は、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にあるため、光量の大きな発光窓、例えば、発光窓４６Ａからの光が隣接する発光窓４６Ｂ側等に漏れ、発光窓４６Ｂから光が出射しているか否かを判別できなくなる事は無い。
【００５５】
本実施形態の光量安定化光源装置１０では、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４が、各々分岐光出射部１８の上壁１２Ａの内面に固定され、第１の光量減衰フィルター４８〜光量減衰フィルター５４の上面が、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にあったが、例えば、図６に示すように、第１の光量減衰フィルター４８が発光窓内に配置され、第１の光量減衰フィルター４８の上面が、上壁１２Ａの上面（表面）と同位置にあっても良い。この場合には、発光量の小さな発光窓に対して影響が及ばないように、上壁１２Ａの上面に発光窓の周囲を囲む環状の突起５６を形成することが好ましい。何れにしても、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４の周囲を、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４の上面よりも高くすることが好ましい。
【００５６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の光量安定化光源装置の第２の実施形態を図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図７に示すように、本実施形態の光量安定化光源装置１０は、第１の実施形態の第１の光量安定化光源装置１０で説明をした暗箱１２を２個並列として一体化させた構成であり、矢印Ｂ方向側の暗箱１２に設けられたＬＥＤ２６Ｂは、青色の光（例えば、波長４７０ｎｍ）を発光し、矢印Ｆ方向側の暗箱１２に設けられたＬＥＤ２６Ｇは、緑色の光（例えば、波長５３０ｎｍ）を発光するものが用いられている。
これにより、本実施形態の光量安定化光源装置１０を用いることで、緑色の発光と青色の発光をどちらか一方、あるいは同時に得ることが出来る。
【００５７】
［その他の実施形態］
上記第２の実施形態の光量安定化光源装置１０では、緑色の光を出射するＬＥＤ２６Ｇ、及び青色の光を出射するＬＥＤ２６Ｂを用いた例を説明したが、本発明において各光出射部から出射させる光の色は緑色、青色に限らず、赤、白、紫等の他の色を出射させるＬＥＤを用いても良い。
【００５８】
上記実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたが、本発明はこれに限らず、安定して光を出射できるものであれば、レーザーダイオード（ＬＤ）等の他の固体発光素子を用いても良く、光量が安定していれば光源にフィラメントランプを用いても良い。
【００５９】
上記実施形態の分岐光出射部１８では、出射ポート３２、及び拡散透過部材４４を介して入射させた光を内部で積分し、各発光窓に向けて光を分岐したが、本発明はこれに限らず、例えば、出射ポート３２と各発光窓部とを連結するように光ファイバーを配置し、光ファイバーを用いて各発光窓部に光を分岐することも出来る。
【００６０】
上記実施形態の光量安定化光源装置１０では、受光センサ３０、ピンホール２８及びＬＥＤ２６Ｇが一直線状に配置され、受光センサ３０がＬＥＤ２６Ｇと対向するように配置されて、受光センサ３０がＬＥＤ２６Ｇから出射された光の一部を直接的に受光する構成となっていたが、ピンホール板２４とＬＥＤ２６Ｇとの間に、ピンホール板２４に対して傾斜するハーフミラー（またはプリズム等）を配置し、ハーフミラー（またはプリズム等）で反射したＬＥＤ２６Ｇからの光を受光センサ３０で受光する構成としても良い。これにより、受光センサ３０をＬＥＤ２６Ｇの近傍に配置することができる。
【００６１】
上記実施形態では、各光量減衰フィルターの透過率の値が略１／１０づつ異なるように設定されていたが、用途によっては厳密に１／１０倍づつ異なっている必要はなくその各発光部が時間的に安定して発光することが優先される。本発明において、各光量減衰フィルターの透過率は本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更されるものである。例えば、各光量減衰フィルターの透過率の値を略１／２づつ異なるように設定しても良く、略１／３づつ異なるように設定しても良い。
また、上記実施形態の光量安定化光源装置１０では、発光窓４６Ａに光量減衰フィルターを設けていないが、本発明はこれに限らず、発光窓４６Ａに光量減衰フィルターを設けても良い。あるいは平常は、発光窓４６Ａを遮光性の蓋で覆い、光が出ないようにして、微弱光の発光窓からの発光に干渉しないようにしても良い。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 光量安定化光源装置
１６ 光源部（積分素子）
１８ 分岐光出射部（分岐手段、積分素子）
２６Ｂ ＬＥＤ（光源）
２６Ｇ ＬＥＤ（光源）
２８ ピンホール
３０ 受光センサ
３２ 出射ポート（開口）
３８ 制御回路（制御手段）
４４ 拡散透過部材
４６Ａ 発光窓（光出射部）
４６Ｂ 発光窓（光出射部）
４６Ｃ 発光窓（光出射部）
４６Ｄ 発光窓（光出射部）
４６Ｅ 発光窓（光出射部）
４８ 光量減衰フィルター
５０ 光量減衰フィルター
５２ 光量減衰フィルター
５４ 光量減衰フィルター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物発光や化学発光などの肉眼では不可視の微弱な光を測定するための光検出器、特にエリアセンサの感度やローカリティを点検し、校正する際に用いられる光量安定化光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物発光や化学発光等の、肉眼では不可視な微弱な光を測定するための光検出器、特にはエリアセンサの感度ローカリティを点検し、校正する際には、微弱な光を出射する光量安定化光源装置をエリアセンサの撮影領域内に配置し、光量安定化光源装置から出射した微弱な光を光検出器で検出する。
【０００３】
この種の光量安定化光源装置としては、例えば、特許文献１、２に開示されている光源装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８７９７６号公報
【特許文献２】特開平３−２６２９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の装置では、光を出射する光出射部が一つであるため、光検出器のダイナミックレンジを測定するには、光源の発光量を変化させて複数回の撮影をしなければならず、作業が煩雑となる。また、電気的に発光量を変化させることはある程度可能であるが、発光量を大きく異ならせると、微弱な光量を安定して得ることが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、光量が異なる複数の光出射部を備え、微弱な光量を安定して得ることができる光量安定化光源装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の光量安定化光源装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光束を絞るピンホールと、前記ピンホールからの光束を内部で多重反射させる積分素子と、光量をモニタするための受光センサと、前記受光センサでモニタした光量に基づいて前記光源を制御して光量を安定化させる制御手段と、前記積分素子に設けられ、前記積分素子の外部に光を出射させる開口と、前記開口の光出射側に配置される拡散透過部材と、前記拡散透過部材の光出射側に配置され、入射光を複数の光出射部に向けて分岐する分岐手段と、前記複数の光出射部に設けられ、光出射部毎に光量が異なるように透過光量が各々異なる光量減衰フィルターと、を備えている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
光源から出射された光束は、ピンホールで絞られ積分素子に出射される。
積分素子に入射した入射光は、内部で多重反射され空間的に積分され、これにより積分素子の中は、光の強度分布が均一となる。
【０００９】
積分素子の内部で積分された光は積分素子に設けられた開口から出射され、光束はさらに開口によって絞られた後、拡散透過部材で均一に拡散されて分岐手段に入射される。
拡散透過部材で均一に拡散された光は、分岐手段にて複数の光出射部に向け分岐される。
光源から出射された光束は、ピンホール、及び開口によって多段階で絞られた後に光出射部に到達するので、光出射部から出射される光の光量は光源の光量に対して極めて小さなものとなる。
【００１０】
さらに、光出射部毎に透過光量（光学濃度）が各々異なるように光量減衰フィルターが光出射部に設けられており、制御手段は、受光センサでモニタした光源からの光量に基づいて光源を制御し、光量を安定化させる。
このため、請求項１に記載の光量安定化光源装置は、複数の光出射部から各々異なる安定した光量の光を出射させることが出来る。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光量安定化光源装置において、前記分岐手段は入射した光束を内部で多重反射させる積分素子である。
【００１２】
次に、請求項２に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
請求項２に記載の光量安定化光源装置では、分岐手段が積分素子であるため、分岐手段に入射した光は、内部で多重反射され空間的に積分され、これにより積分素子の中は、光の強度分布が均一となる。したがって、各光出射部に向けて光が分岐されることになる。
また、積分素子によって光を分岐するので、光出射部を透過する光の光量分布を均一化できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光量安定化光源装置において、複数の前記光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる前記光量減衰フィルターが設けられている。
【００１４】
次に、請求項３に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
請求項３に記載の光量安定化光源装置では、複数の光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる光量減衰フィルターが設けられているため、各光出射部を光量が略１／１０倍づつ異なるように発光させることができる。
なお、厳密に１／１０倍づつ光量が異なるように各発光部を製作するには多種多数の光源減衰フィルターを用意して各発光部を調整する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光量安定化光源装置において、前記光出射部の径が７ｍｍ以下に設定されている。
【００１６】
次に、請求項４に記載の光量安定化光源装置の作用を説明する。
生化学分析装置において多用されているマイクロタイタープレートは、１３ｃｍ×９ｃｍのサイズで、９６穴タイプの場合、直径７ｍｍのウエルが横１２個×縦８個で並んでおり、生化学分析装置では、このマイクロタイタープレートを撮像装置で１枚の画像に納めるようになっている。
【００１７】
光量安定化光源装置を生化学分析装置の撮像装置の感度等を検査するために用いる場合、光量安定化光源装置はマイクロタイタープレートの代わりにマイクロタイタープレートを配置する部位に配置するため、そのサイズはマイクロタイタープレート同等あるいはそれ以下にすることが好ましい。
【００１８】
複数の光出射部は、各々の光量が異なるが、光量が大の光出射部と光量が小さい光出射部とが接近し過ぎていると、光量が大の光出射部からの光によって、光量が小さい光出射部が影響を受けて光量が小さい光出射部が識別できなくなる虞があり、光出射部と光出射部の間隔はある程度必要となる。
また、光出射部は複数設ける必要があるため、限られたスペースで複数の光出射部を設け、かつ光出射部と光出射部との間隔を確保するには、光出射部の直径を７ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１９】
分岐手段を積分素子とした場合に、積分素子に複数の開口を形成し、その開口を光出射部とするが、積分素子の性質上、開口面積を大きくとりすぎると、入射した光を内部で均一に拡散反射することが出来なくなり、均一な光の強度分布を得ることができなくなるため、分岐手段を積分素子とした場合の均一性の観点からも、光出射部の直径が大きすぎることは好ましくなく、７ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】
なお、光出射部の直径の下限値は特に制限は無いが、マイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の検査に用いる光量安定化光源装置においては、光出射部の直径の下限値は実用上３ｍｍ程度である。光出射部の直径を３ｍｍ未満としてもかまわないが、小さくし過ぎると例えば画像のノイズ等に紛れて発光量の小さな光出射部を識別し難くなる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１に記載の光量安定化光源装置によれば、複数の光出射部から、光量が異なる微弱な光量を安定して得ることができる、という効果がある。
【００２２】
請求項２に記載の光量安定化光源装置によれば、積分素子という簡単な構成でもって光を分岐でき、光出射部内を均一に発光させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の光量安定化光源装置によれば、発光量のダイナミックレンジを大きくとることが出来る。
【００２４】
請求項４に記載の光量安定化光源装置によれば、生化学分析装置において多用されているマイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の撮像装置の感度等を検査するために好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態に係る光量安定化光源装置の分解斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る光量安定化光源装置の電気系のブロック図である。
【図３】図１に示す光量安定化光源装置の３−３線断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る光量安定化光源装置の分解斜視図である。
【図５】（Ａ）は試料の発光プロファイル、（Ｂ）は光量安定化光源装置の発光窓の発光プロファイルである。
【図６】（Ａ）は参考例に係る光量安定化光源装置の要部を示す断面図であり、（Ｂ）は参考例に係る光量安定化光源装置の発光窓の発光プロファイルである。
【図７】（Ａ）はその他の実施形態に係る光量安定化光源装置の発光窓の断面図であり、（Ｂ）図７（Ａ）に示す発光窓の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１乃至図４にしたがって、本発明の一実施形態に係る光量安定化光源装置１０を説明する。
図１、及び図２に示すように、本実施形態の光量安定化光源装置１０は、密閉された直方体である暗箱１２を備えており、その内部は、長手方向に電源制御部１４、光源部１６、分岐光出射部１８の３つの部分に区別される。
【００２７】
暗箱１２の内部は、第１の隔壁２０、及び第２の隔壁２２によって長手方向に区画されており、第１の隔壁２０の矢印Ｌ方向側が電源制御部１４、第１の隔壁２０と第２の隔壁２２との間が光源部１６、第２の隔壁２２の矢印Ｒ方向側が分岐光出射部１８とされている。
【００２８】
（光源部）
光源部１６には、幅方向一方側（図面の矢印Ｆ方向側）にピンホール板２４が設けられており、ピンホール板２４の矢印Ｆ方向側には、光源として、固体の発光素子であるＬＥＤ２６が配置されている。本実施形態の光量安定化光源装置１０では、ＬＥＤ２６が緑色の光（例えば、波長５３０ｎｍ）を出射する砲弾型のものが用いられているが、表面実装型でももちろんよい。
本実施形態では、光源としてＬＥＤ２６を用いているが、光源としては安定して発光できれば良く、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）等を用いても良い。
【００２９】
ピンホール板２４の中央には、減光用のピンホール２８が形成されている。ピンホール２８の中心軸とＬＥＤ２６の光軸とは一致しており、ＬＥＤ２６の光の出射方向にピンホール２８が位置している。
ピンホール２８の径は、一例としてφ０．１〜０．７ｍｍの範囲内が好ましいが、本発明においてピンホール２８の径はこの範囲内に限定されるものではない。
【００３０】
また、光源部１６には、ピンホール板２４のＬＥＤ側とは反対側にフォトダイオード（ＰＤ）等の固体の受光素子である受光センサ３０が、ピンホール２８及びＬＥＤ２６と対向するように配置されており、ＬＥＤ２６から出射された光束は、ピンホール２８で絞られ（減光され）、受光センサ３０に到達するようになっている。即ち、本実施形態では、ＬＥＤ２６の光軸上に受光センサ３０が配置されている。
【００３１】
光源部１６の内壁は、積分球儀と同様に、高い反射率で拡散性に優れた、例えば艶消しの白色のコーティングが施されており、ピンホール２８を介して内部に入ったＬＥＤ２６の光は内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、内壁においては均一な光の強度分布となる。
【００３２】
第２の隔壁２２の中央には、絞りの役目をする出射ポート３２が形成されている。本実施形態の出射ポート３２は、φ３ｍｍに設定されているが、本発明において出射ポート３２の径はφ３ｍｍに限定されるものではない。
【００３３】
（電源制御部）
図３に示すように、電源制御部１４は、電池３４を入れる電池ボックス３６、制御回路３８、電源スイッチ４０、光量切替スイッチ４２、インジケータランプ４３を備えている。
電池３４は、ＬＥＤ２６及び制御回路３８に電力を供給する役目を有し、電源スイッチ４０をオンすることで、電力がＬＥＤ２６、制御回路３８、及びインジケータランプ４３に供給される。インジケータランプ４３は、電源スイッチ４０が入ったのち、数秒間点灯した後、電池３４の電圧が規定範囲内であれば自動的に消灯する。規定外の場合はそもそも点灯しないか、点灯しつづけて異常を知らせる。
【００３４】
前述したＬＥＤ２６と受光センサ３０は、制御回路３８に接続されており、制御回路３８は、受光センサ３０でモニタした光量に基づいてＬＥＤ２６に流す電流を制御して光量を安定化（フィードバック制御）させる役目を有している。なお、受光センサ３０はＬＥＤ２６から出射された光を直接受光する。
制御回路３８には光量切替スイッチ４２が接続されており、光量切替スイッチ４２切り替えることでＬＥＤ２６の光量を例えば半分（５０％）にすることが出来る。
【００３５】
（分岐光出射部）
図１、及び図２に示すように、分岐光出射部１８の光源部側の内壁には、例えば、乳白色で半透明の合成樹脂板、白色のオパールガラス等で形成された拡散透過部材４４が貼り付けられている。
拡散透過部材４４は、出射ポート３２から出射された光を分岐光出射部内に向けて均一に拡散させる。
【００３６】
分岐光出射部１８の光源部側の内壁（拡散透過部材４４の貼り付け部分は除く）は、積分球儀と同様に、高い反射率で拡散性に優れた、例えば艶消しの白色のコーティングが施されており、拡散透過部材４４で拡散された光は内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、内壁においては均一な光の強度分布となる。
【００３７】
分岐光出射部１８の上壁１２Ａには、光出射部となる複数（本実施形態では５個）の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅが形成されている。
本実施形態の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅは、何れも同じ直径の円形である。本実施形態の各発光窓の直径は７ｍｍであるが、本発明において発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅの径は７ｍｍに限定されるものではない。また、本実施形態では、各発光窓の形状が円形であるが、矩形等の他の形状であっても良い。
【００３８】
なお、本実施形態の光量安定化光源装置１０の各発光窓のサイズは、光量安定化光源装置１０を生化学分析装置の撮影装置（光検出器）の検査に用いる場合を想定しており、生化学分野で多様されているものである。なお、生化学分析装置の光検出器の検査に用いる場合、各発光窓のサイズはφ３〜７ｍｍが好ましいが、この径に限定されるものではない。
【００３９】
上記マイクロタイタープレートを用いる生化学分析装置の撮影装置の撮影領域（１３ｃｍ×９ｃｍ）に占める直径３〜７ｍｍの開口面積の割合は、０．０６〜０．３３％となる。また、例えば、顕微鏡のスライドガラス（７６ｍｍ×２６ｍｍ）を基盤として、基盤の直径３０μｍのスポットを撮影する場合、撮影領域（７６ｍｍ×２６ｍｍ）に占めるスポットの面積の割合は、０．００７％であり、スポットのサイズが１０μｍであれば、撮影領域（７６ｍｍ×２６ｍｍ）に占めるスポットの面積の割合は、０．００３％となる。
なお、発光窓４６の１個当りの面積、撮影領域に占める割合の好適範囲は、一概に何ｍｍ２、何パーセントとは決められるものではなく、検査対象等によって適宜変更されるものである。
【００４０】
本実施形態の分岐光出射部１８では、図面矢印Ｒ方向側の発光窓４６Ａが素通しの孔であるが、発光窓４６Ａの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｂには第１の光量減衰フィルター４８が設けられ、発光窓４６Ｂの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｃには第２の光量減衰フィルター５０が設けられ、発光窓４６Ｃの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｄには第３の光量減衰フィルター５２が設けられ、発光窓４６Ｄの矢印Ｌ方向側の発光窓４６Ｅには第４の光量減衰フィルター５４が設けられている。
【００４１】
これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４は、各々分岐光出射部１８の上壁１２Ａの内面に固定されている。したがって、これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び光量減衰フィルター５４の上面は、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にある。
【００４２】
これら第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４は、光の透過量（フィルターの透過量）が略１／１０倍づつ異なるように設定されているものであり、第１の光量減衰フィルター４８は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１０の透過量となるように減衰量（透過率）が設定されており、第２の光量減衰フィルター５０は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１００の透過量となるように減衰量が設定されており、第３の光量減衰フィルター５２は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１０００の透過量となるように減衰量が設定されており、第４の光量減衰フィルター５４は、発光窓４６Ａの透過量に対して１／１００００の透過量となるように減衰量が設定されている（光学濃度（Ｄ）、透過率（Ｔ）としたときに、Ｄ＝ｌｏｇ（１／Ｔ）。）。
【００４３】
本実施形態の第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４には、例えば、ＮＤフィルターを用いることができるが、光量を減衰できるものであれば他の種類のフィルターを用いることもできる。
【００４４】
（作用）
次に、本実施形態の光量安定化光源装置１０の作用を説明する。
光量安定化光源装置１０を、例えば、生化学分析装置の撮影装置の検査、調整等に用いる場合に、撮影装置の撮影領域内に光量安定化光源装置１０を配置し、撮影装置の正面（撮影レンズの光軸上）に、発光窓の形成されている上壁１２Ａを対向させる。
【００４５】
光量安定化光源装置１０の電源スイッチ４０をオンにすると、ＬＥＤ２６が発光し、ＬＥＤ２６から出射された光束は、ピンホール２８で絞られ（減光され）、直接光の一部が受光センサ３０で受光される。制御回路３８は、受光センサ３０でモニタした光量に基づいてＬＥＤ２６に流す電流を制御して光量を安定化させる。したがって、各発光窓からは、光量変動の無い安定した光を出射することが出来る。
【００４６】
ピンホール２８から出射された光は、光源部１６の内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分されるので、光源部１６の内壁において均一な光の強度分布となる。
光源部１６の内壁で拡散反射された一部の光は、第１の隔壁２０の中央に形成された出射ポート３２から出射された後、拡散透過部材４４で分岐光出射部内に向けて均一に拡散され、分岐光出射部１８の内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分され、分岐光出射部１８の内壁において均一な光の強度分布となる。
【００４７】
分岐光出射部１８の上壁１２Ａに形成される発光窓４６Ｂ、発光窓４６Ｃ、発光窓４６Ｄ、発光窓４６Ｅの内側には、第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び第４の光量減衰フィルター５４が貼り付けられているので、発光窓４６Ａから出射される光の光量に対して、発光窓４６Ｂから出射される光の光量は１／１０、発光窓４６Ｃから出射される光の光量は１／１００、発光窓４６Ｄから出射される光の光量は１／１０００、発光窓４６Ｅから出射される光の光量は１／１００００となる。
したがって、各発行窓からは、減光された安定した光を出射させることができる。
【００４８】
本実施形態の光量安定化光源装置１０では、各発光窓から光量の異なる光が出射されるので、各発光窓から出射される光を検出することで、撮影装置のダイナミックレンジを検査することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態の光量安定化光源装置１０では、光量切替スイッチ４２を切り替えることで、各発光窓における光量を半分にすることができ、ダイナミックレンジをさらに広くとることができる。
【００５０】
なお、分岐光出射部１８では、入射した光を内壁で拡散反射を繰り返し空間的に積分するので、各発光窓においては、例えば、図４（Ｂ）に示すような発光プロファイルとなり、発光窓の中央部分と外周部分共に略同等な強度分布となる（図４（Ｂ）において、符号４６は発光窓、縦軸は光の強度を示している。）。
【００５１】
因みに、マイクロタイタープレートのウエルに配置された化学発光を発する、または蛍光を発する試料の発光プロファイルは、図４（Ａ）に示すような形状であり（なお、図４（Ａ）において、符号４７は試料、縦軸は光の強度を示している。）光量安定化光源装置１０の発光窓における発光プロファイルと略同一となる。
【００５２】
参考までに、図５（Ａ）に示すように、ＬＥＤ１００、ピンホール１０２の形成されたピンホール板１０４、拡散透過部材１０６、発光窓１０８の形成された壁部材１１０を順に配置した光量安定化光源装置では、発光窓１０８において、図５（Ｂ）に示すような強度分布を有しており、試料の発光とは強度分布が大幅に異なる。
【００５３】
また、本実施形態の光量安定化光源装置１０の発光窓４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ，４６Ｅは直径７ｍｍの円形であり、生化学分析装置に用いるマイクロタイタープレートの直径７ｍｍのウエルと同径に設定されている。
したがって、試料の発光の強度分布と略同一の強度分布を得られる本実施形態の光量安定化光源装置１０が生化学分析装置の検査、調整等に適している。
【００５４】
本実施形態では、第１の光量減衰フィルター４８、第２の光量減衰フィルター５０、第３の光量減衰フィルター５２、及び光量減衰フィルター５４の上面は、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にあるため、光量の大きな発光窓、例えば、発光窓４６Ａからの光が隣接する発光窓４６Ｂ側等に漏れ、発光窓４６Ｂから光が出射しているか否かを判別できなくなる事は無い。
【００５５】
本実施形態の光量安定化光源装置１０では、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４が、各々分岐光出射部１８の上壁１２Ａの内面に固定され、第１の光量減衰フィルター４８〜光量減衰フィルター５４の上面が、上壁１２Ａの上面（表面）よりも、上壁１２Ａの板厚分下がった位置にあったが、例えば、図６に示すように、第１の光量減衰フィルター４８が発光窓内に配置され、第１の光量減衰フィルター４８の上面が、上壁１２Ａの上面（表面）と同位置にあっても良い。この場合には、発光量の小さな発光窓に対して影響が及ばないように、上壁１２Ａの上面に発光窓の周囲を囲む環状の突起５６を形成することが好ましい。何れにしても、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４の周囲を、第１の光量減衰フィルター４８〜第４の光量減衰フィルター５４の上面よりも高くすることが好ましい。
【００５６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の光量安定化光源装置の第２の実施形態を図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図７に示すように、本実施形態の光量安定化光源装置１０は、第１の実施形態の第１の光量安定化光源装置１０で説明をした暗箱１２を２個並列として一体化させた構成であり、矢印Ｂ方向側の暗箱１２に設けられたＬＥＤ２６Ｂは、青色の光（例えば、波長４７０ｎｍ）を発光し、矢印Ｆ方向側の暗箱１２に設けられたＬＥＤ２６Ｇは、緑色の光（例えば、波長５３０ｎｍ）を発光するものが用いられている。
これにより、本実施形態の光量安定化光源装置１０を用いることで、緑色の発光と青色の発光をどちらか一方、あるいは同時に得ることが出来る。
【００５７】
［その他の実施形態］
上記第２の実施形態の光量安定化光源装置１０では、緑色の光を出射するＬＥＤ２６Ｇ、及び青色の光を出射するＬＥＤ２６Ｂを用いた例を説明したが、本発明において各光出射部から出射させる光の色は緑色、青色に限らず、赤、白、紫等の他の色を出射させるＬＥＤを用いても良い。
【００５８】
上記実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたが、本発明はこれに限らず、安定して光を出射できるものであれば、レーザーダイオード（ＬＤ）等の他の固体発光素子を用いても良く、光量が安定していれば光源にフィラメントランプを用いても良い。
【００５９】
上記実施形態の分岐光出射部１８では、出射ポート３２、及び拡散透過部材４４を介して入射させた光を内部で積分し、各発光窓に向けて光を分岐したが、本発明はこれに限らず、例えば、出射ポート３２と各発光窓部とを連結するように光ファイバーを配置し、光ファイバーを用いて各発光窓部に光を分岐することも出来る。
【００６０】
上記実施形態の光量安定化光源装置１０では、受光センサ３０、ピンホール２８及びＬＥＤ２６Ｇが一直線状に配置され、受光センサ３０がＬＥＤ２６Ｇと対向するように配置されて、受光センサ３０がＬＥＤ２６Ｇから出射された光の一部を直接的に受光する構成となっていたが、ピンホール板２４とＬＥＤ２６Ｇとの間に、ピンホール板２４に対して傾斜するハーフミラー（またはプリズム等）を配置し、ハーフミラー（またはプリズム等）で反射したＬＥＤ２６Ｇからの光を受光センサ３０で受光する構成としても良い。これにより、受光センサ３０をＬＥＤ２６Ｇの近傍に配置することができる。
【００６１】
上記実施形態では、各光量減衰フィルターの透過率の値が略１／１０づつ異なるように設定されていたが、用途によっては厳密に１／１０倍づつ異なっている必要はなくその各発光部が時間的に安定して発光することが優先される。本発明において、各光量減衰フィルターの透過率は本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更されるものである。例えば、各光量減衰フィルターの透過率の値を略１／２づつ異なるように設定しても良く、略１／３づつ異なるように設定しても良い。
また、上記実施形態の光量安定化光源装置１０では、発光窓４６Ａに光量減衰フィルターを設けていないが、本発明はこれに限らず、発光窓４６Ａに光量減衰フィルターを設けても良い。あるいは平常は、発光窓４６Ａを遮光性の蓋で覆い、光が出ないようにして、微弱光の発光窓からの発光に干渉しないようにしても良い。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 光量安定化光源装置
１６ 光源部（積分素子）
１８ 分岐光出射部（分岐手段、積分素子）
２６Ｂ ＬＥＤ（光源）
２６Ｇ ＬＥＤ（光源）
２８ ピンホール
３０ 受光センサ
３２ 出射ポート（開口）
３８ 制御回路（制御手段）
４４ 拡散透過部材
４６Ａ 発光窓（光出射部）
４６Ｂ 発光窓（光出射部）
４６Ｃ 発光窓（光出射部）
４６Ｄ 発光窓（光出射部）
４６Ｅ 発光窓（光出射部）
４８ 光量減衰フィルター
５０ 光量減衰フィルター
５２ 光量減衰フィルター
５４ 光量減衰フィルター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を絞るピンホールと、
前記ピンホールからの光束を内部で多重反射させる積分素子と、
光量をモニタするための受光センサと、
前記受光センサでモニタした光量に基づいて前記光源を制御して光量を安定化させる制御手段と、
前記積分素子に設けられ、前記積分素子の外部に光を出射させる開口と、
前記開口の光出射側に配置される拡散透過部材と、
前記拡散透過部材の光出射側に配置され、入射光を複数の光出射部に向けて分岐する分岐手段と、
前記複数の光出射部に設けられ、光出射部毎に光量が異なるように透過光量が各々異なる光量減衰フィルターと、
を備えた光量安定化光源装置。
【請求項２】
前記分岐手段は入射した光束を内部で多重反射させる積分素子である、請求項１に記載の光量安定化光源装置。
【請求項３】
複数の前記光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる前記光量減衰フィルターが設けられている、請求項１または請求項２に記載の光量安定化光源装置。
【請求項４】
前記光出射部の径が７ｍｍ以下に設定されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光量安定化光源装置。
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光束を絞るピンホールと、
前記ピンホールからの光束を内部で多重反射させる積分素子と、
光量をモニタするための受光センサと、
前記受光センサでモニタした光量に基づいて前記光源を制御して光量を安定化させる制御手段と、
前記積分素子に設けられ、前記積分素子の外部に光を出射させる開口と、
前記開口の光出射側に配置される拡散透過部材と、
前記拡散透過部材の光出射側に配置され、入射光を複数の光出射部に向けて分岐する分岐手段と、
前記複数の光出射部に設けられ、光出射部毎に光量が異なるように透過光量が各々異なる光量減衰フィルターと、
を備えた光量安定化光源装置。
【請求項２】
前記分岐手段は入射した光束を内部で多重反射させる積分素子である、請求項１に記載の光量安定化光源装置。
【請求項３】
複数の前記光出射部の光量が略１／１０倍づつ異なるように、減衰量の異なる前記光量減衰フィルターが設けられている、請求項１または請求項２に記載の光量安定化光源装置。
【請求項４】
前記光出射部の径が７ｍｍ以下に設定されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光量安定化光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１１７８３（Ｐ２０１２−２１１７８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６６１８（Ｐ２０１１−７６６１８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]