検査装置
【課題】 本発明は、検体の分析を行う検査装置において、装置を小型化するとともに、光源の輝度を高くすることに伴い光源の周囲に発生する電磁波を遮蔽することを目的とする。
【解決手段】 検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記マイクロチップの検査流体収容部に対し、前記検査流体に光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする。
【解決手段】 検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記マイクロチップの検査流体収容部に対し、前記検査流体に光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸光光度測定により測定対象の液状の検体中における検出対象成分を同定して、その濃度を測定するためのマイクロチップを用いた検査装置に関する。特に、人体の肝機能を診断するために必要とされるＧＰＴ（グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ）やγ−ＧＴＰ（γグルタミルトランスペプチターゼ）等の酵素活性を測定するために使用する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術を応用して、化学分析等を従来の装置に比して微細化して行うμ−ＴＡＳ（μ−Ｔｏtａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）や「Ｌａｂ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ」と称されるマイクロチップを用いた分析方法が注目されている。特許文献１にはこの技術が開示されている。このようなマイクロチップを使用した分析システムは、マイクロマシン作製技術によって小さな基板上に形成された微細な流路の中において、試薬の混合、反応、分離、抽出及び検出等の分析全ての工程を行うことを目指したものであり、例えば、医療分野における血液の分析、超微量の蛋白質や核酸等の生体分子の分析等に用いられている。
【０００３】
μ−ＴＡＳを採用した装置（以下、検査装置という）では、抽出物質や反応性生物などを定量するために吸光光度法がよく用いられる。マイクロチップは、検査対象となる検体と該検体の情報を検知するための試薬とが予め別々の部位に収容され、さらに検体と試薬とが混合されて得た検査流体が、断面がφ０．０１〜５ｍｍ２程度と非常に小さい検査流体収容部に充填される構造となっている。分析を行う際には、検査流体に吸収される波長を有する光を検査流体収容部に入射させ、検査流体による吸光量を測定することにより検体の成分濃度を検出する。
【０００４】
検査装置の放電ランプは、マイクロチップの検査流体収容部に対し平行度の高い光を入射させる必要があるため、理想的にはレーザーを用いることが考えられる。しかし、分析に必要な光の波長は検体毎に異なる波長の光を使用する必要があるので、１台の検査装置によって複数種の検体を分析しようとすると、検体の種類に応じてそれぞれ波長の異なるレーザーを備えることが必要になって、装置が大型化すると共にコストが高くなるというデメリットがある。一方、放電ランプとしてキセノンランプ等の連続光を放射するランプを波長選択素子と併用した場合には、複数の検体のそれぞれに対し異なる波長の光を使用することができるので、上記のように装置が大型化したりコストが高くなるといったデメリットがない。
【０００５】
また、近年では、病院や診療所等におけるベッドサイド、救急現場及び家庭等において、迅速かつ高精度の分析を行うＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ ｔｅｓｔｉｎｇ）が頻繁に行われている。上記した検査装置を用いてＰＯＣＴを実施するに当っては、検査装置を所定の現場に持ち運んで診療を行う必要があることから、検査装置を小型化・簡便化することが求められている。また、μ−ＴＡＳを利用した検査装置においては、放電ランプからの光を狭い光路へ導いてマイクロチップの検査流体収容部に入射させる必要があることから、放電ランプから出射される光の強度を高くすることが必要とされている。すなわち、検査流体収容部に入射させる光の強度を大きくすることにより、測定誤差を小さくすることができる。このような事情から、検査装置に用いる放電ランプの輝度が高いことが要求されている。
【０００６】
しかしながら、放電ランプから出射される光の強度を高くしようとすると、放電ランプの周囲に放出される電磁波が大きくなり、電磁波の影響により検査装置における精密機器が誤作動することによって正確な分析を行うことができなくなる虞があった。特に、上記したように、放電ランプの輝度を高めようとして定格電力を高くすると、放電ランプの周囲に発生する電磁波による精密機器に対する悪影響が大きくなり、精密機器が誤作動する危険性が高いことが判明した。
【０００７】
特許文献２には、内視鏡装置において、放電ランプの周囲に放出される電磁波による精密機器への影響を抑制するために、画像処理装置と放電ランプとの間に遮蔽板を設置することが開示されている。ところが、上記したように、ＰＯＣＴに対応した検査装置においては、小型化・簡便化が求められていることから、特許文献２に記載される技術を採用すると、これらの要求に逆行することになって好ましくない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２２５４７９号
【特許文献２】特開２００５−２４５４７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、本発明は、検体の分析を行う検査装置において、装置を小型化するとともに、放電ランプの輝度を高くすることに伴い放電ランプの周囲に発生する電磁波を遮蔽することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記したように、本発明においては、検査装置の小型化、放電ランプから放出される電磁波の低減という課題を解決することを目的としている。
＜検査装置の小型化について＞
本発明の検査装置において、放電ランプは点灯時に数十ｋＶの高電圧を印加する必要がある。高電圧の放電ランプを収容する光源収容部へのリークを防止するために、光源収容部が放電ランプと絶縁されている必要があるので、光源収容部を金属から構成すると、光源収容部を大きくして放電ランプとの絶縁距離を大きくしなければならない。ところが、上記したように、μ−ＴＡＳを利用した検査装置においては、小型化・簡便化が要求されており、絶縁距離を確保するために光源収容部を大きくすることはできない。そこで、光源収容部の主要部分である筐体部を絶縁材料で構成することにより、光源収容部が放電ランプに対して比較的小型のものであっても、確実に光源収容部が放電ランプと絶縁された状態にすることができる。すなわち、光源収容部を絶縁材料で構成することにより、光源収容部が放電ランプと絶縁された状態を確保しつつ、光源収容部を小型化することができるので、検査装置を小型化することができる。
【００１１】
＜電磁波の遮蔽＞
上記のように、光源収容部を絶縁材料によって構成すると、光源収容部を金属によって構成した場合と異なり、放電ランプの周囲に放出される電磁波を光源収容部によって遮蔽することができない。従って、放電ランプから放出される電磁波を確実に遮蔽するため、絶縁材料により構成された光源収容部の外部に電磁波を遮蔽する遮蔽機構を設ける。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されており、
検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記マイクロチップの検査流体収容部に対し、前記検査流体に光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、前記遮蔽機構が前記筐体部の外表面に設けられた金属薄膜であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の検査装置は、前記筐体部の外表面における前記金属薄膜が形成された領域を押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記押圧機構がアースに接続されていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の検査装置は、前記光源収容部の内部に冷却風を供給するための冷却風供給機構を備え、前記光源収容部には、冷却風導入口と冷却風排出口とが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、前記光源が、内部に一対の電極及び放電ガスが収容された発光部と、当該発光部の両端に連続する側管部とを備える放電ランプであって、当該放電ランプの中心軸が大地に対して垂直となる姿勢で配置されていることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明は、前記光源収容部が、前記冷却風導入口が前記放電ランプの鉛直方向の下方側に位置する側管部に対向する位置に、前記冷却風排出口が前記放電ランプの鉛直方向の上方側に位置する側管部に対向する位置に、それぞれ設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の検査装置に係る光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に放電ランプから放射される電磁波を遮蔽する遮蔽機構が設けられているので、光源収容部が放電ランプに対して比較的小型のものであっても、光源収容部が放電ランプと絶縁された状態にすることができ、しかも、筐体部の外部に設けた遮蔽機構により放電ランプの周囲に放出される電磁波を遮蔽することができる。従って、検査装置を小型化することができると共に、精密機器が誤作動するという問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の検査装置の構成の一例を示す斜視図である。
検査装置１００は、分析結果を表示する液晶パネル等の表示部１２０と、分析結果を用紙として出力するための分析結果出力機構１０１と、マイクロチップを着脱する際に上方側に向けて開閉するマイクロチップ着脱用蓋部１０２と、放電ランプを収容する光源収容部を着脱する際に上方側に向けて開閉する光源収容部着脱用蓋部１０３とを備えている。マイクロチップ、放電ランプを交換する際には、ボタン操作等によりそれぞれの蓋部を開放する。
【００２１】
図２は、本発明の検査装置の内部構造の一例を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ´線によって検査装置の一部を切断した断面図を示す。
【００２２】
同図に示すように、検査装置１００は、内部に放電ランプ１が配置された光源収容部２、光源収容部２の紙面において鉛直方向下方側に隣接して配置された冷却風供給機構３、ランプ電源４、光源収容部２の紙面において鉛直方向下方側に隣接して配置されるイグナイタ５、チップホルダー６（図２には不図示）、マイクロチップ７（図２には不図示）、光源収容部２の側方側に隣接して配置された演算部１１０、光源収容部２の側方側に隣接して配置された表示部１２０、光源収容部２の側方側と鉛直方向下方側に隣接して配置された遮蔽板１３０によって構成されている。
【００２３】
図４は、本発明の検査装置に係る吸光光度測定系の概略を模式的に示す概念図である。
検査装置１００は、放電ランプ１、放電ランプ１を収容する光源収容部２、光源収容部２に取付けられたレンズ２７、検査流体収容部７１を備えるマイクロチップ７、マイクロチップ７の検査流体収容部７１を透過した光を受光する受光部１４０、受光部１４０から出力された光強度信号に基いて検査流体中の検体の濃度を算出する演算部１１０、及び、演算部１１０から出力される測定結果を表示する表示部１２０を備えている。
【００２４】
放電ランプ１から出射された光は、レンズ２７を透過した後にマイクロチップ７の検査流体収容部７１に導入され、検査流体収容部７１に充填された検査流体によって減衰した後に受光部１４０の光入射面に導入される。演算部１１０は、受光部１４０に導入された光の強度に基いて検査流体中に含まれる測定対象成分の濃度を算出すると共に、算出した測定対象成分の濃度データを表示部１２０に送信する。これにより、測定対象成分の濃度が、表示部１２０に数値データ等により表示される。
【００２５】
図５は、マイクロチップの構成の一例を示す概略図である。図５（ａ）はマイクロチップの斜視図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ−Ａ´線によって切断した断面図を示す。図６は、図５（ａ）に示すマイクロチップ２に適用されるチップホルダの斜視図である。
【００２６】
図５（ａ）に示すマイクロチップ７は、複数の検査流体収容部７１が互いに離間して並んで形成されると共に、その外表面に二次元コード７２が貼付された多項目検査用のマイクロチップである。多項目検査用のマイクロチップ７は、図５（ｂ）に示すように、遮光性樹脂７３の上面および下面にそれぞれ光透過性樹脂７４が張り合わされて形成され、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に垂直に光を透過させて吸光光度法による分析を行うものである。
【００２７】
図６に示すように、チップホルダー６は、マイクロチップ７が収容されるチップ収容空間Ｓを有する樹脂製の箱部６１と、マイクロチップ７を所定の場所に位置合わせをして固定する金属製の蓋部６２とによって構成されている。蓋部６２は、支点６３によりヒンジで固定され、マイクロチップ７に貼付された二次元コード７２を外部から読み取るためのコードリーダ読み取り窓６４とが設けられている。
【００２８】
図７は、本発明の検査装置に用いる放電ランプ及び光源収容部の構成の概略を示す図である。図７（ａ）は光源収容部を斜め上方から見た斜視図、図７（ｂ）は光源収容部を背後から見た図、図７（ｃ）は光源収容部を上方から見た図である。図８は、図７に示すＡ−Ａ´線により放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。図９は、図７に示すＢ−Ｂ´線により放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。図８、９においては、放電ランプ１の中心軸Ｘが大地に対して垂直となるように光源収容部２内に放電ランプ１が配置されている状態を示す。図１０は、光源収容部及び押圧機構の構成の概略を示す斜視図である。図１１は、押圧機構の構成を示す斜視図である。図１１（ａ）は押圧機構を斜め上方から見た斜視図、図１１（ｂ）は押圧機構を上方から見た図である。図１２は、放電ランプ１の構成の詳細を示す長手方向の断面図である。
【００２９】
光源収容部２は、図７に示すように、直方体形状を有する絶縁材料によって構成された筐体部２０と、筐体部２０の紙面の鉛直方向上方側に設けられた、光源収容部２を着脱する際に把持するための取手部２１と、筐体部２０の鉛直方向下方側に設けられ光源収容部２を検査装置１００に固定すると共に、放電ランプ１をイグナイタ５に対して電気的に接続するための固定機構２２とを備えている。
図８、９に示すように、光源収容部２の筐体部２０は、側面に放電ランプから出射される光を絞るためのレンズ２７が嵌め込まれていることにより形成された光出射部２３を備えており、さらに、光源収容部２の内部に冷却風を導入するための冷却風導入口２４と、光源収容部２の外部に冷却風を排出するための冷却風排出口２５とが、放電ランプ１を効率良く冷却することができるように形成されている。
【００３０】
光源収容部２の主要部分を構成する筐体部２０は、放電ランプ１と絶縁されていることが必要であり、しかも、上記したように可及的に小型のものを使用するのが好ましいことから、例えば耐熱性の高いＰＰＳ樹脂などの絶縁材料によって構成されている。ここにいう「絶縁材料」とは、電気的に絶縁性を有する材料を意味している。また、光源収容部２は、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を遮蔽するために、筐体部２０の外表面に対して金属薄膜２６よりなる電磁波遮蔽機構が形成されている。金属薄膜２６を光源収容部２の外表面に形成するのは、金属薄膜２６を筐体部２０の内表面に形成した場合には、筐体部２０を大型のものにしない限り、筐体部２０を放電ランプ１と絶縁状態にすることができないからである。
【００３１】
電磁波遮蔽機構となる金属薄膜２６は、例えばアルミニウムなどの金属材料を真空蒸着又は導電塗装等の周知の手段によって、筐体部２０の外表面に対して形成されている。金属薄膜２６の厚みは、例えば０．１μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００３２】
光源収容部２は、図１０に示すように、筐体部２０の外表面のうち金属薄膜２６が形成された領域が、金属製の鉤状弾性体８のような押圧機構によって押圧されることにより、検査装置１００の内部に固定されている。鉤状弾性体８は、例えば、図１１に示すように検査装置１００に固定するための複数の螺子穴８１ｃを備え、全体として鉤状に形成された接地部８１と、当該接地部８１に対して垂直方向に連続して伸びる一対の押圧部８２とにより構成されている。接地部８１は、相対的に全長が短い底板部８１ａと、底板部８１ａに対して直交する方向に連続して伸びる相対的に全長が長い底板部８１ｂと、底板部８１ａ、８１ｂのそれぞれに形成された螺子穴８１ｃとにより構成されている。各押圧部８２は、各底板部８１ａ、８１ｂに対して垂直方向に連続して伸びる一対の支持板部８２ａ、８２ｂと、各支持板部８２ａ、８２ｂに形成された、光源収容部２の方向へ弧状に湾曲するバネ部８２ｃとにより構成されている。
【００３３】
光源収容部２は、図１０に示すように、２つの側面が鉤状弾性体８の各押圧部８２に当接され、鉤状弾性体８におけるバネ部８２ｃを介して検査装置１００の内壁に押圧されることにより、検査装置１００内部の所定の場所に位置決めされて固定されている。鉤状弾性体８は、アースに接続されると共に、筐体部２０の外表面であって、金属薄膜２６が形成された領域に当接するよう配置されている。こうすることにより、筐体部２０が鉤状弾性体８を介して接地されるので、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波が筐体部２０に形成された金属薄膜２６及び鉤状弾性体８を介して放出される。光源収容部２は、電磁波を確実に遮蔽して鉤状弾性体８を介して放出させるため、筐体部２０の外表面の全域にわたって金属薄膜２６が形成されていることが好ましい。
【００３４】
このような鉤状弾性体８は、検査装置１００の内部において、光源収容部２を配置した際に、一対の押圧部８２の各バネ部８２ｃから生じる反発力により、各バネ部８２ｃを介して筐体部２０の２つの側面に対して弾性力が加わるような位置に固定されている。こうすることにより、鉤状弾性体８により筐体部２０の側面を押圧することができるので、筐体部２０を介して光源収容部２を確実に接地することができると共に、光源収容部２を所定の場所に確実に固定することができる。
【００３５】
なお、上記した例によると、筐体部２０の金属薄膜２６が形成された領域を鉤状弾性体８によって押圧することにより、筐体部２０をアースに接続しているが、本発明では必ずしも鉤状弾性体８を設けることは必須ではない。すなわち、図８に示す筐体部２０において、金属薄膜２６にアース線を接続することもできる。
【００３６】
また、筐体部２０の外表面に金属薄膜２６を設けているのは、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を逃がすためであるが、本発明は必ずしも筐体部２０の外表面に金属薄膜２６を設けることは必須ではない。例えば、筐体部２０の外表面に貼付した金属箔をアースに接続する等しても良い。
【００３７】
放電ランプ１は、図１２に示すように、球状の発光部１１と発光部１１の両端に連続する棒状の側管部１２ａ、１２ｂとよりなり、例えば石英ガラスなどの光透過性材料により構成されるランプ容器１０を備え、側管部１２ａ、１２ｂに対してモリブデンよりなる金属箔１３ａ、１３ｂがそれぞれ埋設されることにより気密にシールされた箔シール構造の放電ランプである。
発光部１１の内部空間には、その基端部が金属箔１３ａ、１３ｂの先端部に対してそれぞれ接続された陽極１４と陰極１５とが中心軸Ｘ方向において互いに離間して配置されると共に、放電用ガスとして０．５ＭＰａ〜２ＭＰａ程度のキセノンガスが封入されている。金属箔１３ａ、１３ｂの基端部に対してその先端部がそれぞれ接続された外部リード１６ａ、１６ｂは、その基端部が側管部１２ａ、１２ｂの端部からそれぞれ外方に伸出ている。
【００３８】
図８に示すように、放電ランプ１は、光源収容部２の光出射部２３に嵌め込まれたレンズ２７の近傍に発光部１１が位置するように配置され、一方の側管部１２ａが光源収容部２の導電性の固定機構２２の内部に挿入されて固定されると共に、他方の側管部１２ｂから伸出た外部リード１６ｂに対して給電線１８が接続されており、当該給電線１８を介して光源収容部２のコネクタ２８に電気的に接続されている。放電ランプ１は、導電性を有する固定機構２２およびコネクタ２８を介して、上記のランプ電源４に対して電気的に接続されている。
【００３９】
このような放電ランプ１は、図８、９に示すように、光源収容部２の内部において、陽極を鉛直方向の上方側に位置して、その中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で配置されている。このように配置することにより、以下に説明するように、放電ランプが破裂する虞がない。
仮に、放電ランプ１の中心軸Ｘが大地に対して水平となる姿勢で放電ランプ１を点灯させると、発光部１１内における放電ガスの対流が原因となって、一対の電極間に形成される放電アークが発光部１１の上方側の内面寄りに偏って形成されることにより、発光部１１の上方側のみが局所的に高温状態になり、最悪の場合には発光部１１が破裂する虞がある。一方、放電ランプの中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で放電ランプを点灯させることにより、発光部１１の一部に偏って放電アークが形成されることがなく、発光部の一部が局所的に高温状態になることが回避されるので、発光部が破裂する虞がない。
【００４０】
本発明の検査装置１００に用いられる放電ランプは、上記したような放電ガスとしてキセノンガスを用いるものの他、プロジェクターの光源として好適に用いられている、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上になる超高圧水銀ランプ、ショートアーク型メタルハライドランプ、キセノンフラッシュランプなどを用いることができる。特に、上記したキセノンガスを封入した放電ランプを用いると、容易に点光源化することにより輝度を高くすることができ、波長２５０〜１１００ｎｍの広い波長領域において連続スペクトルを有し、特に吸光度測定に用いられる波長領域（具体的には、３００〜８００ｎｍの波長域）において輝線の発生がなく安定的な放射スペクトルが得られることから、吸光光度測定を精度良く行うことができる。
【００４１】
前述したように、本発明の検査装置においては、例えばマイクロチップ７の検査流体収容部７１のように、極めて狭い光路に対して光を入射させる必要があり、測定の精度を高くするためには高輝度の放電ランプ１を用いることが望ましい。従って、放電ランプ１の定格電力は、例えば２０〜１５０Ｗの範囲内であって、特に４０〜６０Ｗの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
図８、９に戻り、光源収容部２の筐体部２０に設けられた冷却風導入口２４、冷却風排出口２５について説明する。筐体部２０においては、次のようにして冷却風導入口２４および冷却風排出口２５が形成されている。筐体部２０は、その側面に対して、比較的大面積を占める開口が形成されていると共に、当該開口を覆うように複数の微細な開口を有する金属板を螺子止め等によって固定することにより、金属板の開口によって冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が形成されている。
【００４３】
上記したように、光源収容部２は、放電ランプ１に対して比較的小型のものであり、しかも、筐体部２０が絶縁材料によって構成されているので、筐体部２０を金属で構成している場合よりも、光源収容部２の内部空間が放電ランプ１の点灯時に高温状態になり易いと考えられる。そして、図１２に示す放電ランプ１は、側管部１２ａ、１２ｂが過剰に高温状態になると、側管部１２ａ、１２ｂが破損して気密性が失われる虞があることから、光源収容部２の内部に冷却風を導入して、放電ランプ１の側管部１２ａ、１２ｂを冷却することが望ましい。
【００４４】
光源収容部２は、冷却風導入口２４が放電ランプ１の陰極側の側管部１２ａに対向するよう鉛直方向の下方寄りの位置に、冷却風排出口２５が放電ランプ１の陽極側の側管部１２ｂに対向するよう鉛直方向の上方寄りの位置に設けられている。すなわち、光源収容部２には、冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が鉛直方向の上下において互いに離間した位置に形成されている。こうすることにより、光源収容部２の内部に導入された冷却風が、放電ランプ１の各々の側管部１２ａ、１２ｂの近傍を通過することにより、放電ランプ１の点灯時において各々の側管部１２ａ、１２ｂが過剰に高温状態になることが回避される。
【００４５】
上記した光源収容部２においては、冷却風導入口２４が筐体部２０の鉛直方向の下方寄りの位置に形成されていることにより、冷却風導入口２４から導入された冷却風が、放電ランプ１の点灯時に高温状態になった発光部１１の近傍を通過する際に発光部１１によって暖められ、対流により冷却風排出口２５から筐体部２０の外方へと排出されるため、放電ランプ１を効率良く冷却することができる。
【００４６】
上記した筐体部２０によると、２つの側面に対して複数の微細な開口を有する金属板よりなる冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５がそれぞれ形成されている。金属板に形成された開口径は、極端に大きすぎると放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を遮蔽することができない虞があるため、電波（電磁波）の速度と電磁波の周波数との関係によって適宜に決定されるが、放電ランプに強い衝撃が加えられた場合に放電ランプが破裂する虞があり、放電ランプを構成する石英ガラス等の光透過性材料が飛散することを防止する機能を確保するために、φ１ｍｍ〜φ１０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００４７】
本発明の検査装置１００におけるその他の構成について、図４を用いてさらに詳細に説明する。
【００４８】
受光部１４０は、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に充填された検査流体を透過した光を受光して、受光した光に基いて光強度信号を出力する機能を有している。例えば、受光部１４０は、波長３００〜１１００ｎｍの波長領域の光に対して感度を有するシリコンフォトダイオードなどの素子が用いられる。
【００４９】
演算部１１０は、受光部１４０に接続されており、受光部１４０から出力された光強度信号に基いて、例えばランベルト−ベールの法則により検査流体中における検体成分の濃度を算出する演算機構を有するものである。
【００５０】
表示部１２０は、演算部１１０から出力された検体成分の濃度に関する分析結果を、例えば数値データ等として表示させる機能を有するものであり、例えば、液晶パネルなどの表示素子によって構成されている。
【００５１】
このような本発明の検査装置１００においては、放電ランプ１から放射され、光源収容部２に設けられたレンズ２７によって平行にされた光が、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に導入される。検査流体収容部７１に導入された光は、検査流体中に含有される検体成分によって一部が吸収され、吸収されなかった一部が受光部１４０に導入される。そして、受光部１４０からは、受光した光の平均値が光電変換された電気信号が光強度信号として出力されて演算部１１０に入力され、これに基いて検査流体中の検体成分の濃度が算出されて、算出された検体成分の濃度が表示部１２０に表示される。
【００５２】
以上のような本発明の検査装置１００においては、放電ランプ１を収容する光源収容部２が絶縁材料によって構成されており、しかも、当該光源収容部２の筐体部２０の外部に、アースに接続された金属薄膜２６からなる遮蔽機構が設けられていることにより、以下に説明する効果を期待することができる。
すなわち、筐体部２０を絶縁材料で構成したことにより、放電ランプ１に対して比較的小型の筐体部２０を用いた場合であっても、筐体部２０を放電ランプ１と絶縁状態にすることができ、しかも、放電ランプ１の点灯時に、放電ランプ１から電磁波が放出されたとしても、アースに接続された金属薄膜２６を介して電磁波を逃がすことができるので、検査装置１００内部の精密機器（例えば演算部１１０等）が誤作動を生じるという不具合を確実に回避することができる。
【００５３】
また、筐体部２０の外表面に対して金属薄膜２６からなる遮蔽機構を形成することにより、筐体部２０とは別体にて遮蔽機構を設置することに比べると、検査装置１００の内部に余分なスペースを設ける必要がないので、検査装置１００を小型化することができる。
【００５４】
また、筐体部２０の外表面であって、金属薄膜２６が形成されている領域が、アースに接続された鉤状弾性体８のような押圧機構で押圧されているので、筐体部２０の金属薄膜２６を確実にアースに接続することができ、また、筐体部２０を介して光源収容部２を検査装置１００内部の所定の場所に確実に位置決めすることもできる。
【００５５】
さらに、冷却風供給機構３を備えると共に、筐体部２０に冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が設けられていることにより、筐体部２０が金属材料に比して耐熱性の面で劣る絶縁材料によって構成されていても、筐体部２０が溶融することを確実に回避することができる。
【００５６】
さらに、放電ランプ１を、その中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で配置して点灯させることにより、発光部１１の一部のみが局所的に高温状態になって破損することを回避することができる。
【００５７】
さらにまた、冷却風導入口２４が放電ランプ１の鉛直方向の下方側に位置する側管部１２ａに対向する位置に、冷却風排出口２５が放電ランプ１の鉛直方向の上方側に位置する側管部１２ｂに対向する位置にそれぞれ設けられていることにより、放電ランプ１における各々の側管部１２ａ、１２ｂを冷却することができるので、各々の側管部１２ａ、１２が過剰に高温状態になることがないので、各々の側管部１２ａ、１２ｂが破損することを回避することができる。
【００５８】
なお、本発明の検査装置１００は、上記した実施形態に限定されることなく、発明の本質を逸脱することのない範囲において種々の変更を加えることができる。また、チップホルダー６、マイクロチップ７等の形状は、上記の実施形態はあくまで一例に過ぎず、必要に応じて適宜の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の検査装置に係る実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の検査装置の内部構造の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ´線によって検査装置の一部を切断した断面図を示す。
【図４】本発明の検査装置に係る吸光光度測定系の概略を示す概念図である。
【図５】マイクロチップの構成を示す斜視図及び一部断面図である。
【図６】チップホルダーの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の検査装置に用いる放電ランプ及び光源収容部の構成を示す図である。
【図８】図７に示すＡ−Ａ´線によって光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。
【図９】図７に示すＢ−Ｂ´線によって放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。
【図１０】光源収容部及び押圧機構の構成の概略を示す斜視図である。
【図１１】押圧機構の構成を示す図である。
【図１２】放電ランプの構成を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 放電ランプ
１１ 発光部
１２ａ、１２ｂ 側管部
１３ａ、１３ｂ 金属箔
１４ 陽極
１５ 陰極
１６ａ、１６ｂ 外部リード
１８ 給電線
２ 光源収容部
２０ 筐体部
２１ 取手部
２２ 固定機構
２３ 光出射部
２４ 冷却風導入口
２５ 冷却風排出口
２６ 金属薄膜
２７ レンズ
２８ コネクタ
３ 冷却風供給機構
４ ランプ電源
５ イグナイタ
６ チップホルダー
７ マイクロチップ
７１ 検査流体収容部
８ 鉤状弾性体
８１ 接地部
８２ 押圧部
１００ 検査装置
１０１ 分析結果出力機構
１０２ マイクロチップ着脱用蓋部
１０３ 光源収容部着脱用蓋部
１１０ 演算部
１２０ 表示部
１３０ 遮蔽板
１４０ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸光光度測定により測定対象の液状の検体中における検出対象成分を同定して、その濃度を測定するためのマイクロチップを用いた検査装置に関する。特に、人体の肝機能を診断するために必要とされるＧＰＴ（グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ）やγ−ＧＴＰ（γグルタミルトランスペプチターゼ）等の酵素活性を測定するために使用する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロマシン技術を応用して、化学分析等を従来の装置に比して微細化して行うμ−ＴＡＳ（μ−Ｔｏtａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）や「Ｌａｂ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ」と称されるマイクロチップを用いた分析方法が注目されている。特許文献１にはこの技術が開示されている。このようなマイクロチップを使用した分析システムは、マイクロマシン作製技術によって小さな基板上に形成された微細な流路の中において、試薬の混合、反応、分離、抽出及び検出等の分析全ての工程を行うことを目指したものであり、例えば、医療分野における血液の分析、超微量の蛋白質や核酸等の生体分子の分析等に用いられている。
【０００３】
μ−ＴＡＳを採用した装置（以下、検査装置という）では、抽出物質や反応性生物などを定量するために吸光光度法がよく用いられる。マイクロチップは、検査対象となる検体と該検体の情報を検知するための試薬とが予め別々の部位に収容され、さらに検体と試薬とが混合されて得た検査流体が、断面がφ０．０１〜５ｍｍ２程度と非常に小さい検査流体収容部に充填される構造となっている。分析を行う際には、検査流体に吸収される波長を有する光を検査流体収容部に入射させ、検査流体による吸光量を測定することにより検体の成分濃度を検出する。
【０００４】
検査装置の放電ランプは、マイクロチップの検査流体収容部に対し平行度の高い光を入射させる必要があるため、理想的にはレーザーを用いることが考えられる。しかし、分析に必要な光の波長は検体毎に異なる波長の光を使用する必要があるので、１台の検査装置によって複数種の検体を分析しようとすると、検体の種類に応じてそれぞれ波長の異なるレーザーを備えることが必要になって、装置が大型化すると共にコストが高くなるというデメリットがある。一方、放電ランプとしてキセノンランプ等の連続光を放射するランプを波長選択素子と併用した場合には、複数の検体のそれぞれに対し異なる波長の光を使用することができるので、上記のように装置が大型化したりコストが高くなるといったデメリットがない。
【０００５】
また、近年では、病院や診療所等におけるベッドサイド、救急現場及び家庭等において、迅速かつ高精度の分析を行うＰＯＣＴ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ ｔｅｓｔｉｎｇ）が頻繁に行われている。上記した検査装置を用いてＰＯＣＴを実施するに当っては、検査装置を所定の現場に持ち運んで診療を行う必要があることから、検査装置を小型化・簡便化することが求められている。また、μ−ＴＡＳを利用した検査装置においては、放電ランプからの光を狭い光路へ導いてマイクロチップの検査流体収容部に入射させる必要があることから、放電ランプから出射される光の強度を高くすることが必要とされている。すなわち、検査流体収容部に入射させる光の強度を大きくすることにより、測定誤差を小さくすることができる。このような事情から、検査装置に用いる放電ランプの輝度が高いことが要求されている。
【０００６】
しかしながら、放電ランプから出射される光の強度を高くしようとすると、放電ランプの周囲に放出される電磁波が大きくなり、電磁波の影響により検査装置における精密機器が誤作動することによって正確な分析を行うことができなくなる虞があった。特に、上記したように、放電ランプの輝度を高めようとして定格電力を高くすると、放電ランプの周囲に発生する電磁波による精密機器に対する悪影響が大きくなり、精密機器が誤作動する危険性が高いことが判明した。
【０００７】
特許文献２には、内視鏡装置において、放電ランプの周囲に放出される電磁波による精密機器への影響を抑制するために、画像処理装置と放電ランプとの間に遮蔽板を設置することが開示されている。ところが、上記したように、ＰＯＣＴに対応した検査装置においては、小型化・簡便化が求められていることから、特許文献２に記載される技術を採用すると、これらの要求に逆行することになって好ましくない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２２５４７９号
【特許文献２】特開２００５−２４５４７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、本発明は、検体の分析を行う検査装置において、装置を小型化するとともに、放電ランプの輝度を高くすることに伴い放電ランプの周囲に発生する電磁波を遮蔽することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記したように、本発明においては、検査装置の小型化、放電ランプから放出される電磁波の低減という課題を解決することを目的としている。
＜検査装置の小型化について＞
本発明の検査装置において、放電ランプは点灯時に数十ｋＶの高電圧を印加する必要がある。高電圧の放電ランプを収容する光源収容部へのリークを防止するために、光源収容部が放電ランプと絶縁されている必要があるので、光源収容部を金属から構成すると、光源収容部を大きくして放電ランプとの絶縁距離を大きくしなければならない。ところが、上記したように、μ−ＴＡＳを利用した検査装置においては、小型化・簡便化が要求されており、絶縁距離を確保するために光源収容部を大きくすることはできない。そこで、光源収容部の主要部分である筐体部を絶縁材料で構成することにより、光源収容部が放電ランプに対して比較的小型のものであっても、確実に光源収容部が放電ランプと絶縁された状態にすることができる。すなわち、光源収容部を絶縁材料で構成することにより、光源収容部が放電ランプと絶縁された状態を確保しつつ、光源収容部を小型化することができるので、検査装置を小型化することができる。
【００１１】
＜電磁波の遮蔽＞
上記のように、光源収容部を絶縁材料によって構成すると、光源収容部を金属によって構成した場合と異なり、放電ランプの周囲に放出される電磁波を光源収容部によって遮蔽することができない。従って、放電ランプから放出される電磁波を確実に遮蔽するため、絶縁材料により構成された光源収容部の外部に電磁波を遮蔽する遮蔽機構を設ける。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されており、
検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記マイクロチップの検査流体収容部に対し、前記検査流体に光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、前記遮蔽機構が前記筐体部の外表面に設けられた金属薄膜であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の検査装置は、前記筐体部の外表面における前記金属薄膜が形成された領域を押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明は、前記押圧機構がアースに接続されていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の検査装置は、前記光源収容部の内部に冷却風を供給するための冷却風供給機構を備え、前記光源収容部には、冷却風導入口と冷却風排出口とが形成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明は、前記光源が、内部に一対の電極及び放電ガスが収容された発光部と、当該発光部の両端に連続する側管部とを備える放電ランプであって、当該放電ランプの中心軸が大地に対して垂直となる姿勢で配置されていることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明は、前記光源収容部が、前記冷却風導入口が前記放電ランプの鉛直方向の下方側に位置する側管部に対向する位置に、前記冷却風排出口が前記放電ランプの鉛直方向の上方側に位置する側管部に対向する位置に、それぞれ設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の検査装置に係る光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に放電ランプから放射される電磁波を遮蔽する遮蔽機構が設けられているので、光源収容部が放電ランプに対して比較的小型のものであっても、光源収容部が放電ランプと絶縁された状態にすることができ、しかも、筐体部の外部に設けた遮蔽機構により放電ランプの周囲に放出される電磁波を遮蔽することができる。従って、検査装置を小型化することができると共に、精密機器が誤作動するという問題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の検査装置の構成の一例を示す斜視図である。
検査装置１００は、分析結果を表示する液晶パネル等の表示部１２０と、分析結果を用紙として出力するための分析結果出力機構１０１と、マイクロチップを着脱する際に上方側に向けて開閉するマイクロチップ着脱用蓋部１０２と、放電ランプを収容する光源収容部を着脱する際に上方側に向けて開閉する光源収容部着脱用蓋部１０３とを備えている。マイクロチップ、放電ランプを交換する際には、ボタン操作等によりそれぞれの蓋部を開放する。
【００２１】
図２は、本発明の検査装置の内部構造の一例を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡ−Ａ´線によって検査装置の一部を切断した断面図を示す。
【００２２】
同図に示すように、検査装置１００は、内部に放電ランプ１が配置された光源収容部２、光源収容部２の紙面において鉛直方向下方側に隣接して配置された冷却風供給機構３、ランプ電源４、光源収容部２の紙面において鉛直方向下方側に隣接して配置されるイグナイタ５、チップホルダー６（図２には不図示）、マイクロチップ７（図２には不図示）、光源収容部２の側方側に隣接して配置された演算部１１０、光源収容部２の側方側に隣接して配置された表示部１２０、光源収容部２の側方側と鉛直方向下方側に隣接して配置された遮蔽板１３０によって構成されている。
【００２３】
図４は、本発明の検査装置に係る吸光光度測定系の概略を模式的に示す概念図である。
検査装置１００は、放電ランプ１、放電ランプ１を収容する光源収容部２、光源収容部２に取付けられたレンズ２７、検査流体収容部７１を備えるマイクロチップ７、マイクロチップ７の検査流体収容部７１を透過した光を受光する受光部１４０、受光部１４０から出力された光強度信号に基いて検査流体中の検体の濃度を算出する演算部１１０、及び、演算部１１０から出力される測定結果を表示する表示部１２０を備えている。
【００２４】
放電ランプ１から出射された光は、レンズ２７を透過した後にマイクロチップ７の検査流体収容部７１に導入され、検査流体収容部７１に充填された検査流体によって減衰した後に受光部１４０の光入射面に導入される。演算部１１０は、受光部１４０に導入された光の強度に基いて検査流体中に含まれる測定対象成分の濃度を算出すると共に、算出した測定対象成分の濃度データを表示部１２０に送信する。これにより、測定対象成分の濃度が、表示部１２０に数値データ等により表示される。
【００２５】
図５は、マイクロチップの構成の一例を示す概略図である。図５（ａ）はマイクロチップの斜視図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ−Ａ´線によって切断した断面図を示す。図６は、図５（ａ）に示すマイクロチップ２に適用されるチップホルダの斜視図である。
【００２６】
図５（ａ）に示すマイクロチップ７は、複数の検査流体収容部７１が互いに離間して並んで形成されると共に、その外表面に二次元コード７２が貼付された多項目検査用のマイクロチップである。多項目検査用のマイクロチップ７は、図５（ｂ）に示すように、遮光性樹脂７３の上面および下面にそれぞれ光透過性樹脂７４が張り合わされて形成され、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に垂直に光を透過させて吸光光度法による分析を行うものである。
【００２７】
図６に示すように、チップホルダー６は、マイクロチップ７が収容されるチップ収容空間Ｓを有する樹脂製の箱部６１と、マイクロチップ７を所定の場所に位置合わせをして固定する金属製の蓋部６２とによって構成されている。蓋部６２は、支点６３によりヒンジで固定され、マイクロチップ７に貼付された二次元コード７２を外部から読み取るためのコードリーダ読み取り窓６４とが設けられている。
【００２８】
図７は、本発明の検査装置に用いる放電ランプ及び光源収容部の構成の概略を示す図である。図７（ａ）は光源収容部を斜め上方から見た斜視図、図７（ｂ）は光源収容部を背後から見た図、図７（ｃ）は光源収容部を上方から見た図である。図８は、図７に示すＡ−Ａ´線により放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。図９は、図７に示すＢ−Ｂ´線により放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。図８、９においては、放電ランプ１の中心軸Ｘが大地に対して垂直となるように光源収容部２内に放電ランプ１が配置されている状態を示す。図１０は、光源収容部及び押圧機構の構成の概略を示す斜視図である。図１１は、押圧機構の構成を示す斜視図である。図１１（ａ）は押圧機構を斜め上方から見た斜視図、図１１（ｂ）は押圧機構を上方から見た図である。図１２は、放電ランプ１の構成の詳細を示す長手方向の断面図である。
【００２９】
光源収容部２は、図７に示すように、直方体形状を有する絶縁材料によって構成された筐体部２０と、筐体部２０の紙面の鉛直方向上方側に設けられた、光源収容部２を着脱する際に把持するための取手部２１と、筐体部２０の鉛直方向下方側に設けられ光源収容部２を検査装置１００に固定すると共に、放電ランプ１をイグナイタ５に対して電気的に接続するための固定機構２２とを備えている。
図８、９に示すように、光源収容部２の筐体部２０は、側面に放電ランプから出射される光を絞るためのレンズ２７が嵌め込まれていることにより形成された光出射部２３を備えており、さらに、光源収容部２の内部に冷却風を導入するための冷却風導入口２４と、光源収容部２の外部に冷却風を排出するための冷却風排出口２５とが、放電ランプ１を効率良く冷却することができるように形成されている。
【００３０】
光源収容部２の主要部分を構成する筐体部２０は、放電ランプ１と絶縁されていることが必要であり、しかも、上記したように可及的に小型のものを使用するのが好ましいことから、例えば耐熱性の高いＰＰＳ樹脂などの絶縁材料によって構成されている。ここにいう「絶縁材料」とは、電気的に絶縁性を有する材料を意味している。また、光源収容部２は、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を遮蔽するために、筐体部２０の外表面に対して金属薄膜２６よりなる電磁波遮蔽機構が形成されている。金属薄膜２６を光源収容部２の外表面に形成するのは、金属薄膜２６を筐体部２０の内表面に形成した場合には、筐体部２０を大型のものにしない限り、筐体部２０を放電ランプ１と絶縁状態にすることができないからである。
【００３１】
電磁波遮蔽機構となる金属薄膜２６は、例えばアルミニウムなどの金属材料を真空蒸着又は導電塗装等の周知の手段によって、筐体部２０の外表面に対して形成されている。金属薄膜２６の厚みは、例えば０．１μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。
【００３２】
光源収容部２は、図１０に示すように、筐体部２０の外表面のうち金属薄膜２６が形成された領域が、金属製の鉤状弾性体８のような押圧機構によって押圧されることにより、検査装置１００の内部に固定されている。鉤状弾性体８は、例えば、図１１に示すように検査装置１００に固定するための複数の螺子穴８１ｃを備え、全体として鉤状に形成された接地部８１と、当該接地部８１に対して垂直方向に連続して伸びる一対の押圧部８２とにより構成されている。接地部８１は、相対的に全長が短い底板部８１ａと、底板部８１ａに対して直交する方向に連続して伸びる相対的に全長が長い底板部８１ｂと、底板部８１ａ、８１ｂのそれぞれに形成された螺子穴８１ｃとにより構成されている。各押圧部８２は、各底板部８１ａ、８１ｂに対して垂直方向に連続して伸びる一対の支持板部８２ａ、８２ｂと、各支持板部８２ａ、８２ｂに形成された、光源収容部２の方向へ弧状に湾曲するバネ部８２ｃとにより構成されている。
【００３３】
光源収容部２は、図１０に示すように、２つの側面が鉤状弾性体８の各押圧部８２に当接され、鉤状弾性体８におけるバネ部８２ｃを介して検査装置１００の内壁に押圧されることにより、検査装置１００内部の所定の場所に位置決めされて固定されている。鉤状弾性体８は、アースに接続されると共に、筐体部２０の外表面であって、金属薄膜２６が形成された領域に当接するよう配置されている。こうすることにより、筐体部２０が鉤状弾性体８を介して接地されるので、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波が筐体部２０に形成された金属薄膜２６及び鉤状弾性体８を介して放出される。光源収容部２は、電磁波を確実に遮蔽して鉤状弾性体８を介して放出させるため、筐体部２０の外表面の全域にわたって金属薄膜２６が形成されていることが好ましい。
【００３４】
このような鉤状弾性体８は、検査装置１００の内部において、光源収容部２を配置した際に、一対の押圧部８２の各バネ部８２ｃから生じる反発力により、各バネ部８２ｃを介して筐体部２０の２つの側面に対して弾性力が加わるような位置に固定されている。こうすることにより、鉤状弾性体８により筐体部２０の側面を押圧することができるので、筐体部２０を介して光源収容部２を確実に接地することができると共に、光源収容部２を所定の場所に確実に固定することができる。
【００３５】
なお、上記した例によると、筐体部２０の金属薄膜２６が形成された領域を鉤状弾性体８によって押圧することにより、筐体部２０をアースに接続しているが、本発明では必ずしも鉤状弾性体８を設けることは必須ではない。すなわち、図８に示す筐体部２０において、金属薄膜２６にアース線を接続することもできる。
【００３６】
また、筐体部２０の外表面に金属薄膜２６を設けているのは、放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を逃がすためであるが、本発明は必ずしも筐体部２０の外表面に金属薄膜２６を設けることは必須ではない。例えば、筐体部２０の外表面に貼付した金属箔をアースに接続する等しても良い。
【００３７】
放電ランプ１は、図１２に示すように、球状の発光部１１と発光部１１の両端に連続する棒状の側管部１２ａ、１２ｂとよりなり、例えば石英ガラスなどの光透過性材料により構成されるランプ容器１０を備え、側管部１２ａ、１２ｂに対してモリブデンよりなる金属箔１３ａ、１３ｂがそれぞれ埋設されることにより気密にシールされた箔シール構造の放電ランプである。
発光部１１の内部空間には、その基端部が金属箔１３ａ、１３ｂの先端部に対してそれぞれ接続された陽極１４と陰極１５とが中心軸Ｘ方向において互いに離間して配置されると共に、放電用ガスとして０．５ＭＰａ〜２ＭＰａ程度のキセノンガスが封入されている。金属箔１３ａ、１３ｂの基端部に対してその先端部がそれぞれ接続された外部リード１６ａ、１６ｂは、その基端部が側管部１２ａ、１２ｂの端部からそれぞれ外方に伸出ている。
【００３８】
図８に示すように、放電ランプ１は、光源収容部２の光出射部２３に嵌め込まれたレンズ２７の近傍に発光部１１が位置するように配置され、一方の側管部１２ａが光源収容部２の導電性の固定機構２２の内部に挿入されて固定されると共に、他方の側管部１２ｂから伸出た外部リード１６ｂに対して給電線１８が接続されており、当該給電線１８を介して光源収容部２のコネクタ２８に電気的に接続されている。放電ランプ１は、導電性を有する固定機構２２およびコネクタ２８を介して、上記のランプ電源４に対して電気的に接続されている。
【００３９】
このような放電ランプ１は、図８、９に示すように、光源収容部２の内部において、陽極を鉛直方向の上方側に位置して、その中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で配置されている。このように配置することにより、以下に説明するように、放電ランプが破裂する虞がない。
仮に、放電ランプ１の中心軸Ｘが大地に対して水平となる姿勢で放電ランプ１を点灯させると、発光部１１内における放電ガスの対流が原因となって、一対の電極間に形成される放電アークが発光部１１の上方側の内面寄りに偏って形成されることにより、発光部１１の上方側のみが局所的に高温状態になり、最悪の場合には発光部１１が破裂する虞がある。一方、放電ランプの中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で放電ランプを点灯させることにより、発光部１１の一部に偏って放電アークが形成されることがなく、発光部の一部が局所的に高温状態になることが回避されるので、発光部が破裂する虞がない。
【００４０】
本発明の検査装置１００に用いられる放電ランプは、上記したような放電ガスとしてキセノンガスを用いるものの他、プロジェクターの光源として好適に用いられている、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上になる超高圧水銀ランプ、ショートアーク型メタルハライドランプ、キセノンフラッシュランプなどを用いることができる。特に、上記したキセノンガスを封入した放電ランプを用いると、容易に点光源化することにより輝度を高くすることができ、波長２５０〜１１００ｎｍの広い波長領域において連続スペクトルを有し、特に吸光度測定に用いられる波長領域（具体的には、３００〜８００ｎｍの波長域）において輝線の発生がなく安定的な放射スペクトルが得られることから、吸光光度測定を精度良く行うことができる。
【００４１】
前述したように、本発明の検査装置においては、例えばマイクロチップ７の検査流体収容部７１のように、極めて狭い光路に対して光を入射させる必要があり、測定の精度を高くするためには高輝度の放電ランプ１を用いることが望ましい。従って、放電ランプ１の定格電力は、例えば２０〜１５０Ｗの範囲内であって、特に４０〜６０Ｗの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
図８、９に戻り、光源収容部２の筐体部２０に設けられた冷却風導入口２４、冷却風排出口２５について説明する。筐体部２０においては、次のようにして冷却風導入口２４および冷却風排出口２５が形成されている。筐体部２０は、その側面に対して、比較的大面積を占める開口が形成されていると共に、当該開口を覆うように複数の微細な開口を有する金属板を螺子止め等によって固定することにより、金属板の開口によって冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が形成されている。
【００４３】
上記したように、光源収容部２は、放電ランプ１に対して比較的小型のものであり、しかも、筐体部２０が絶縁材料によって構成されているので、筐体部２０を金属で構成している場合よりも、光源収容部２の内部空間が放電ランプ１の点灯時に高温状態になり易いと考えられる。そして、図１２に示す放電ランプ１は、側管部１２ａ、１２ｂが過剰に高温状態になると、側管部１２ａ、１２ｂが破損して気密性が失われる虞があることから、光源収容部２の内部に冷却風を導入して、放電ランプ１の側管部１２ａ、１２ｂを冷却することが望ましい。
【００４４】
光源収容部２は、冷却風導入口２４が放電ランプ１の陰極側の側管部１２ａに対向するよう鉛直方向の下方寄りの位置に、冷却風排出口２５が放電ランプ１の陽極側の側管部１２ｂに対向するよう鉛直方向の上方寄りの位置に設けられている。すなわち、光源収容部２には、冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が鉛直方向の上下において互いに離間した位置に形成されている。こうすることにより、光源収容部２の内部に導入された冷却風が、放電ランプ１の各々の側管部１２ａ、１２ｂの近傍を通過することにより、放電ランプ１の点灯時において各々の側管部１２ａ、１２ｂが過剰に高温状態になることが回避される。
【００４５】
上記した光源収容部２においては、冷却風導入口２４が筐体部２０の鉛直方向の下方寄りの位置に形成されていることにより、冷却風導入口２４から導入された冷却風が、放電ランプ１の点灯時に高温状態になった発光部１１の近傍を通過する際に発光部１１によって暖められ、対流により冷却風排出口２５から筐体部２０の外方へと排出されるため、放電ランプ１を効率良く冷却することができる。
【００４６】
上記した筐体部２０によると、２つの側面に対して複数の微細な開口を有する金属板よりなる冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５がそれぞれ形成されている。金属板に形成された開口径は、極端に大きすぎると放電ランプ１の周囲に放出される電磁波を遮蔽することができない虞があるため、電波（電磁波）の速度と電磁波の周波数との関係によって適宜に決定されるが、放電ランプに強い衝撃が加えられた場合に放電ランプが破裂する虞があり、放電ランプを構成する石英ガラス等の光透過性材料が飛散することを防止する機能を確保するために、φ１ｍｍ〜φ１０ｍｍ程度とすることが望ましい。
【００４７】
本発明の検査装置１００におけるその他の構成について、図４を用いてさらに詳細に説明する。
【００４８】
受光部１４０は、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に充填された検査流体を透過した光を受光して、受光した光に基いて光強度信号を出力する機能を有している。例えば、受光部１４０は、波長３００〜１１００ｎｍの波長領域の光に対して感度を有するシリコンフォトダイオードなどの素子が用いられる。
【００４９】
演算部１１０は、受光部１４０に接続されており、受光部１４０から出力された光強度信号に基いて、例えばランベルト−ベールの法則により検査流体中における検体成分の濃度を算出する演算機構を有するものである。
【００５０】
表示部１２０は、演算部１１０から出力された検体成分の濃度に関する分析結果を、例えば数値データ等として表示させる機能を有するものであり、例えば、液晶パネルなどの表示素子によって構成されている。
【００５１】
このような本発明の検査装置１００においては、放電ランプ１から放射され、光源収容部２に設けられたレンズ２７によって平行にされた光が、マイクロチップ７の検査流体収容部７１に導入される。検査流体収容部７１に導入された光は、検査流体中に含有される検体成分によって一部が吸収され、吸収されなかった一部が受光部１４０に導入される。そして、受光部１４０からは、受光した光の平均値が光電変換された電気信号が光強度信号として出力されて演算部１１０に入力され、これに基いて検査流体中の検体成分の濃度が算出されて、算出された検体成分の濃度が表示部１２０に表示される。
【００５２】
以上のような本発明の検査装置１００においては、放電ランプ１を収容する光源収容部２が絶縁材料によって構成されており、しかも、当該光源収容部２の筐体部２０の外部に、アースに接続された金属薄膜２６からなる遮蔽機構が設けられていることにより、以下に説明する効果を期待することができる。
すなわち、筐体部２０を絶縁材料で構成したことにより、放電ランプ１に対して比較的小型の筐体部２０を用いた場合であっても、筐体部２０を放電ランプ１と絶縁状態にすることができ、しかも、放電ランプ１の点灯時に、放電ランプ１から電磁波が放出されたとしても、アースに接続された金属薄膜２６を介して電磁波を逃がすことができるので、検査装置１００内部の精密機器（例えば演算部１１０等）が誤作動を生じるという不具合を確実に回避することができる。
【００５３】
また、筐体部２０の外表面に対して金属薄膜２６からなる遮蔽機構を形成することにより、筐体部２０とは別体にて遮蔽機構を設置することに比べると、検査装置１００の内部に余分なスペースを設ける必要がないので、検査装置１００を小型化することができる。
【００５４】
また、筐体部２０の外表面であって、金属薄膜２６が形成されている領域が、アースに接続された鉤状弾性体８のような押圧機構で押圧されているので、筐体部２０の金属薄膜２６を確実にアースに接続することができ、また、筐体部２０を介して光源収容部２を検査装置１００内部の所定の場所に確実に位置決めすることもできる。
【００５５】
さらに、冷却風供給機構３を備えると共に、筐体部２０に冷却風導入口２４及び冷却風排出口２５が設けられていることにより、筐体部２０が金属材料に比して耐熱性の面で劣る絶縁材料によって構成されていても、筐体部２０が溶融することを確実に回避することができる。
【００５６】
さらに、放電ランプ１を、その中心軸Ｘが大地に対して垂直となる姿勢で配置して点灯させることにより、発光部１１の一部のみが局所的に高温状態になって破損することを回避することができる。
【００５７】
さらにまた、冷却風導入口２４が放電ランプ１の鉛直方向の下方側に位置する側管部１２ａに対向する位置に、冷却風排出口２５が放電ランプ１の鉛直方向の上方側に位置する側管部１２ｂに対向する位置にそれぞれ設けられていることにより、放電ランプ１における各々の側管部１２ａ、１２ｂを冷却することができるので、各々の側管部１２ａ、１２が過剰に高温状態になることがないので、各々の側管部１２ａ、１２ｂが破損することを回避することができる。
【００５８】
なお、本発明の検査装置１００は、上記した実施形態に限定されることなく、発明の本質を逸脱することのない範囲において種々の変更を加えることができる。また、チップホルダー６、マイクロチップ７等の形状は、上記の実施形態はあくまで一例に過ぎず、必要に応じて適宜の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の検査装置に係る実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の検査装置の内部構造の一例を示す斜視図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ´線によって検査装置の一部を切断した断面図を示す。
【図４】本発明の検査装置に係る吸光光度測定系の概略を示す概念図である。
【図５】マイクロチップの構成を示す斜視図及び一部断面図である。
【図６】チップホルダーの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の検査装置に用いる放電ランプ及び光源収容部の構成を示す図である。
【図８】図７に示すＡ−Ａ´線によって光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。
【図９】図７に示すＢ−Ｂ´線によって放電ランプ及び光源収容部を放電ランプの中心軸方向に切断した断面図である。
【図１０】光源収容部及び押圧機構の構成の概略を示す斜視図である。
【図１１】押圧機構の構成を示す図である。
【図１２】放電ランプの構成を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 放電ランプ
１１ 発光部
１２ａ、１２ｂ 側管部
１３ａ、１３ｂ 金属箔
１４ 陽極
１５ 陰極
１６ａ、１６ｂ 外部リード
１８ 給電線
２ 光源収容部
２０ 筐体部
２１ 取手部
２２ 固定機構
２３ 光出射部
２４ 冷却風導入口
２５ 冷却風排出口
２６ 金属薄膜
２７ レンズ
２８ コネクタ
３ 冷却風供給機構
４ ランプ電源
５ イグナイタ
６ チップホルダー
７ マイクロチップ
７１ 検査流体収容部
８ 鉤状弾性体
８１ 接地部
８２ 押圧部
１００ 検査装置
１０１ 分析結果出力機構
１０２ マイクロチップ着脱用蓋部
１０３ 光源収容部着脱用蓋部
１１０ 演算部
１２０ 表示部
１３０ 遮蔽板
１４０ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記検査流体収容部に対し光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、前記検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記遮蔽機構は、前記筐体部の外表面に設けられた金属薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記検査装置は、前記筐体部の外表面における前記金属薄膜が形成された領域を押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記押圧機構がアースに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査装置は、前記光源収容部の内部に冷却風を供給するための冷却風供給機構を備え、前記光源収容部には、冷却風導入口と冷却風排出口とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項６】
前記光源は、内部に一対の電極及び放電ガスが収容された発光部と、当該発光部の両端に連続する側管部とを備える放電ランプであって、当該放電ランプの中心軸が大地に対して垂直となる姿勢で配置されていることを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記光源収容部は、前記冷却風導入口が前記放電ランプの鉛直方向の下方側に位置する側管部に対向する位置に、前記冷却風排出口が前記放電ランプの鉛直方向の上方側に位置する側管部に対向する位置に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
【請求項１】
検査流体が収容される検査流体収容部を備えるマイクロチップと、前記検査流体収容部に対し光を入射させる放電ランプと、当該放電ランプが収容される光源収容部と、前記検査流体収容部から出射した光の強度に基いて検出対象成分の濃度を算出する演算機構とを備える検査装置であって、
前記光源収容部は、絶縁材料よりなる筐体部の外部に、前記光源から放射される電磁波を遮蔽する、アースに接続された遮蔽機構を備えることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記遮蔽機構は、前記筐体部の外表面に設けられた金属薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記検査装置は、前記筐体部の外表面における前記金属薄膜が形成された領域を押圧する押圧機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記押圧機構がアースに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査装置は、前記光源収容部の内部に冷却風を供給するための冷却風供給機構を備え、前記光源収容部には、冷却風導入口と冷却風排出口とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項６】
前記光源は、内部に一対の電極及び放電ガスが収容された発光部と、当該発光部の両端に連続する側管部とを備える放電ランプであって、当該放電ランプの中心軸が大地に対して垂直となる姿勢で配置されていることを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記光源収容部は、前記冷却風導入口が前記放電ランプの鉛直方向の下方側に位置する側管部に対向する位置に、前記冷却風排出口が前記放電ランプの鉛直方向の上方側に位置する側管部に対向する位置に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２３６５６８（Ｐ２００９−２３６５６８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０７１５（Ｐ２００８−８０７１５）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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