JP4468129B2 - 濃度測定装置 - Google Patents

Description

本発明は濃度測定装置に関し、さらに詳しくは、被測定液体試料中の特定成分の濃度を光を用いて測定する濃度測定装置に関する。

従来、インスリンなどの各種のホルモン、タンパク質、血糖などの有機物質の濃度測定方法としては、電極反応で発生する電圧を測定する方法や、物質と反応して吸着される色素を用いて色変化をレーザ光などの光量の変化で測定する光学式濃度測定方法（例えば、特許文献１参照。）などがある。この光学式濃度測定方法は、測定の分解能が高いという利点がある。

以下、この光学式濃度測定方法を簡単に説明する。先ず、ガラスチップの上に液体状の被測定物を配置し、被測定物に例えば色素を反応させて被測定物の濃度に応じて入射光が吸収されるようにする。その後、ガラスチップ内にレーザ光を導き、被測定物が配置された領域を通過したレーザ光をガラスチップの外側に取り出して光量検出を行う。この光量の検出値から被測定物の濃度を算出している。
特開２００４−１８４３８１号（第１頁、図１）

上述した光学式濃度測定方法では、ガラスチップに対して光源および検出器を所定位置に配置し、光源から出射された光が被測定物を配置した領域へ最適な状態で入射されるように、ガラスチップと、光源と、検出器とを精度よく配置させる必要があった。

また、ガラスチップ上に配置される被測定物が液体である場合は、測定に際して、光源や検出器を汚損したり、電気系統に悪影響を与える虞があるため、測定作業に熟練を要するという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、測定精度が高く、信頼性の高い濃度測定装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴は、光導波路基板上に配置された被測定物に、光導波路基板中を通る光を照射し、光導波路基板からの戻り光を受光することによって濃度測定を行う濃度測定装置であって、光導波路基板を３箇所以上で支えて載置させる基板載置用突起が突設された基板載置領域を有し、基板載置領域を挟む両側位置に、光導波路基板を特定方向のみに移動可能にする位置決め突起が突設されると共に、基板載置領域に形成した出射開口部に連通する光出射通路、および基板載置領域に形成した入射開口部に連通する光入射通路が形成されたブロックと、光出射通路を通して濃度検出用の光を出射開口部側へ向けて出射する光源を備える光源モジュールと、入射開口部に入射する光導波路基板からの戻り光を、光入射通路を通して受光する検出器と、基板載置領域に載置された光導波路基板における特定方向の一方の端面の位置決めを行う第１位置決め部と、光導波路基板における特定方向の他方の端面を押圧して特定方向の位置決めを行う第２位置決め部と、基板載置用突起を結ぶ輪郭の内側で光導波路基板をブロック側へ押し付ける押圧部と、を備えていることを要旨としている。

また、本発明の第２の特徴は、光導波路基板上に配置された被測定物に、光導波路基板中を通る光を照射し、光導波路基板からの戻り光を受光することによって濃度測定を行う濃度測定装置であって、光導波路基板を３箇所以上で支えて載置させる基板載置用突起が突設された基板載置領域を有し、基板載置領域を挟む両側位置に、光導波路基板を特定方向のみに移動可能にする位置決め突起が突設されると共に、基板載置領域に形成した出射開口部に連通する光出射通路、および基板載置領域に形成した入射開口部に連通する光入射通路が形成されたブロックと、光出射通路を通して濃度検出用の光を出射開口部側へ向けて出射する光源を備える光源モジュールと、入射開口部に入射する光導波路基板からの戻り光を、前記光入射通路を通して受光する検出器と、基板載置領域に載置された光導波路基板における特定方向の一方の端面の位置決めを行う第１位置決め部と、光導波路基板における特定方向の他方の端面を押圧して特定方向の位置決めを行う第２位置決め部と、基板載置用突起を結ぶ輪郭の内側で光導波路基板をブロック側へ押し付ける押圧部と、光導波路基板を収納した状態で、ブロック上に載置され、ブロック上で光導波路基板が基板載置用突起に載置されることにより光導波路基板と分離される基板キャリアと、を備えていることを要旨としている。

本発明によれば、光導波路基板を直接位置決めでき、光導波路基板を確実に支持して測定精度の高い濃度測定装置を提供することを可能とする。

以下、本発明の実施の形態に係る濃度測定装置の詳細を図１〜図８を用いて説明する。なお、図１は本発明の実施の形態に係る濃度測定装置の外観を示す斜視図、図２はブロックとしての装置ブロックに基板キャリアとしてのチップキャリアを載置する前後の状態を示す斜視図、図３は装置ブロックにチップキャリアを載置した状態を示す斜視図、図４は図２のＡ−Ａ断面図、図５は光導波路基板としてのガラスチップの断面説明図、図６は１つの基板載置領域１２が形成された領域の両側を切断して示した装置ブロック２に第１〜第３保持部材を配置した状態を示す要部斜視図、図７は図６の平面図、図８は図６の基板載置領域１２のほぼ中央を矢印ｘ方向に切断した状態を示す断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の濃度測定装置１は、装置ブロック２と、この装置ブロック２を内蔵する装置ケース３とを備えている。

装置ブロック２は、一方の側面に設けられた複数の光源モジュール４と、他方の側面に設けられた、光源モジュール４と同数の検出器５とを備えている。装置ブロック２の上面６Ａには、光導波路基板としてのガラスチップ７を収納するチップキャリア８が載置されるようになっている。装置ケース３側には、図６〜図８に示すように、ガラスチップ７を装置ブロック２上で位置決め、保持する第１保持部材５０，第２保持部材６０，および第３保持部材７０が設けられている。

〔装置ブロックの構成〕
図２〜図４に示すように、装置ブロック２は略台状の構造を有する金属ブロックを削り出しにより形成したものである。具体的には、装置ブロック２の外形は、長方形状の上面６Ａと、この上面６Ａに対して平行をなす長方形状の下面６Ｂと、図２および図３に矢印ｙで示す長手方向の両側端に位置する、互いに平行をなす台形状の一対の側面６Ｃ，６Ｃと、図中に矢印ｘで示す幅方向の両側に位置する一対のテーパ面９，１０と、を備えている。なお、矢印ｘがなす方向と矢印ｙがなす方向とは、同一平面内において直交する方向となっている。

図２に示すように、上面６Ａには、図中の矢印ｘ方向の中央で矢印ｙ方向の装置ブロック２の長さのほぼ全体に亘って長方形状の基板載置面１１が周囲の上面６Ａに対してやや高く形成されている。基板載置面１１には、矢印ｙ方向に沿って複数（本実施の形態では８つ）の基板載置領域（基板載置面１１におけるガラスチップ７を載置する面領域）１２が互いに平行をなすように隣接して配置されている。本実施の形態の濃度測定装置１では、複数のガラスチップ７をそれぞれ基板載置領域１２に同時に載置して、一度に複数のガラスチップ７を用いた濃度測定を行うことが可能である。

基板載置面１１には、チップキャリア８に収納されたガラスチップ７がそれぞれ対応する基板載置領域１２に載置されるようになっている。また、ガラスチップ７は、その長手方向が矢印ｘ方向に一致するように基板載置領域１２上に載置されるようになっている。

図４に示すように、装置ブロック２には、それぞれの基板載置領域１２内の所定位置と、一方のテーパ面９の所定位置と、を結ぶように貫通する光出射通路１３が形成されている。装置ブロック２におけるテーパ面９側には、光源モジュール４を取り付ける、光出射通路１３の一方の開口部１３Ａが形成されている。なお、この開口部１３Ａの近傍は、光源モジュール４を配置するため、光出射通路１３よりも径が大きく形成されている。

それぞれの基板載置領域１２における光源モジュール４側の領域には、基板載置領域１２上に載置されたガラスチップ７に光を入射させるための、光出射通路１３の他方の開口端である出射開口部１３Ｂが形成されている。

また、図４に示すように、基板載置領域１２における検出器５側に位置する表面と、他方のテーパ面１０との間には、光入射通路１４が形成されている。この光入射通路１４のテーパ面１０における開口部１４Ａ側には、上述の検出器５が配置、固定され、検出器５の受光面が開口部１４Ａに臨んでいる。光入射通路１４の他方の開口端は、基板載置領域１２に開口された入射開口部１４Ｂである。

さらに図４に示すように、基板載置領域１２における、出射開口部１３Ｂと入射開口部１４Ｂとの間で、かつ出射開口部１３Ｂに隣接する位置には、下面６Ｂまで貫通する非検出光除去通路１５が形成されている。この非検出光除去通路１５は、出射開口部１３Ｂから出てガラスチップ７に入射する光のうち、ガラスチップ７内に進まない反射成分が入射するようになっている。基板載置領域１２における非検出光除去通路１５の開口端は、非検出光入射開口部１５Ａとなっている。また、下面６Ｂには、非検出光除去通路１５の他方の開口部１５Ｂが形成されている。本実施の形態では、非検出光除去通路１５は、中間部で屈曲しており、開口端１４Ｂから開口部１４Ａが見通せない位置関係となるように形成されている。

上述した光出射通路１３、光入射通路１４、および非検出光除去通路１５の内壁面は、光吸収性を有するように黒色の塗装などの処理が施されている。

なお、装置ブロック２の一方のテーパ面９に固定された光源モジュール４から出射される光の光軸は、光出射通路１３内を通ってガラスチップ７の下面に所定入射角度で入射されるように設定されている。本実施の形態では、光源モジュール４を装置ブロック２に固定することにより、ガラスチップ７への所定入射角度の±０．２度以内の精度を達成することができる。

図４に示すように、基板載置領域１２の上には、出射開口部１３Ｂ、非検出光入射開口部１５Ａおよび入射開口部１４Ｂを覆う透明な保護ガラス（図中一点鎖線で示す）１６が配置されている。

また、基板載置面１１のそれぞれの基板載置領域１２には、ガラスチップ７を所定の高さで載置する４つの基板載置用突起１７が上方へ向けて突設されている。これら基板載置用突起１７は、それぞれの基板載置領域１２に形成されている出射開口部１３Ｂ、非検出光入射開口部１５Ａおよび入射開口部１４Ｂを取り囲むように配置されている。すなわち、これら基板載置用突起１７は、ガラスチップ７内の光導波路を干渉しない位置に配置されている。

なお、図２および図３に示すように、本実施の形態では、保護ガラス１６の矢印ｙ方向の両側に２対の基板載置用突起１７が対峙するように配置されている。これら基板載置用突起１７は、金属製のピンを装置ブロック２の基板載置領域（面領域）１２に固定したものである。また、これら基板載置用突起１７の上端面は、研削、切削、研磨、バリ取りなどを行って、高さのばらつきが±５０μｍ以内におさまるように平坦性が実現されている。

さらに、基板載置面１１における基板載置領域１２の矢印ｙ方向の両側には、ガラスチップ７を幅方向の両側から挟んで特定方向（矢印ｘ方向）のみの移動を可能とすると共に、矢印ｙ方向の移動を規制する２対の位置決め突起１８が対峙するように突設されている。なお、本実施の形態では、互いに隣接する基板載置領域１２同士は、間に２本の位置決め突起１８のみが配置され、互いに共用するようになっている。

また、基板載置面１１における複数の基板載置領域１２の矢印ｙ方向の両側には、チップキャリア８の位置決めを行うためのキャリア位置決めピン１９がそれぞれ突設されている。

さらに、図２〜図４に示すように、装置ブロック２の上面６Ａにおける基板載置面１１の矢印ｘ方向の両側には、液溜め溝２０がそれぞれ形成されている。この液溜め溝２０の底部には、水分を含んで変色を起こす機能を有する所謂水没シート２１が配置されている。この水没シート２１により、ガラスチップ７の液体サンプルの液漏れを容易に認識することが可能となる。

〔光源モジュールの概略構成〕
図４に示すように、光源モジュール４は、半導体レーザ２２、コリメートレンズ２３、半導体レーザ２２を固定するスリーブ２４、スリーブホルダ２５、レンズホルダ２６などを備えている。

光源モジュール４は、半導体レーザ２２の出射光の光軸が光出射通路１３のほぼ中心を通るように設定されている。なお、半導体レーザ２２を固定するスリーブ２４は、スリーブホルダ２５に対して、光軸と直角をなす方向に移動調整可能に設けられている。また、コリメートレンズ２３と半導体レーザ２２とは、光軸方向に相対移動可能に設けられている。

上述の構成により、光源モジュール４では、半導体レーザ２２から出射される光の光軸を平行移動させる微調整と、光出射通路１３内を進むレーザ光の広がり角度を微調整することが可能である。本実施の形態では、コリメートレンズ２３の集光作用により、ガラスチップ７内に入射する光の広がり角度を０．５度以下に設定することが可能となる。

〔検出器〕
検出器５は、受光素子として、入射光に基づき光電変換を行うフォトダイオードが用いられている。この検出器５は、装置ブロック２における光入射通路１４のテーパ面１０における開口端１４Ａに、受光面が臨むように固定されている。

〔装置ケース〕
装置ケース３は、上面に矩形状の凹部３７が形成されている。この凹部３７の底面の一側部には、装置ブロック２の基板載置領域１２を露出させる矩形上の開口部３８が形成されている。上述したように、装置ケース３内には、装置ブロック２が内蔵され、この装置ブロック２の上面の複数の基板載置領域１２が形成された基板載置面１１が開口部３８内に露出するようになっている。そして、この基板載置面１１の上には、チップキャリア８が配置されるようになっている。

また、装置ケース３の上面には、凹部３７を開閉させる蓋板３９が回動自在に支持されている。この蓋板３９の端部には、凹部３７の底面に形成されたスイッチ穴４０Ｂに嵌合するピン４０Ａが突設されている。さらに、蓋板３９の内側面３９Ａは、黒色に塗装されて光吸収性が付与されている。

装置ケース３のスイッチ穴４０Ｂの下方には、リミットスイッチ４１が配置されており、蓋板３９が閉じられたときに、装置ブロック２側の光源モジュール４の駆動が可能となっている。そして、装置ケース３の上面には、光源モジュール４および検出器５などを駆動するための駆動スイッチ４２が設けられている。上述するように、リミットスイッチ４１がピン４０Ａで押されている状態、すなわち、蓋板３９が閉塞している状態のみに、駆動スイッチ４２をＯＮにできるようになっている。

また、凹部３７の底面には、第２保持部材６０と第３保持部材７０とを駆動操作するための、操作レバー４３が図１中矢印Ｂで示す方向に所定の範囲でスライド動作可能に設けられている。

〔ガラスチップ〕
図５に示すように、ガラスチップ７は、長方形状のガラス基板であり、例えばホウケイ酸ガラスなどの光透過性のある材料からなる。ガラスチップ７の上面中央には、被測定物を収容するサンプル配置部２７が形成されている。このサンプル配置部２７は、例えばＡＢＳ樹脂でなる突堤２８で囲まれたものであり、内側の凹部に、被測定物としての例えばタンパク質などを含む液体を収容するようになっている。

また、ガラスチップ７の上面における、サンプル配置部２７の両側（ガラスチップ７の長手方向の両側）には、入射側グレーティング２９Ａと出射側グレーティング２９Ｂが形成されている。これら入射側グレーティング２９Ａと出射側グレーティング２９Ｂは、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）膜をストライプ状にパターニングすることにより形成されている。

このような構成のガラスチップ７では、図５に示すように、光源モジュール４から出射された光Ｌが所定の入射角度θで入射すると、ガラスチップ７内に入射した１次光Ｌ１は、入射側グレーティング２９Ａで回折してガラスチップ７の下面側で全反射し、その反射光がガラスチップ７の上面で全反射するというように、反射を繰り返して光導波路を形成する。そして、サンプル配置部２７を通過した光は、出射側グレーティング２９Ｂで回折してガラスチップ７の下面側から出射して光入射通路１４に入射するようになっている。

なお、最初にガラスチップ７の下面で反射された０次光Ｌ０は、装置ブロック２の非検出光除去通路１５内に入射して排除される。

〔チップキャリア〕
図２に示すように、チップキャリア８は、複数の（本実施の形態では、８枚）のガラスチップ７が載置される矩形状のフレームである。このチップキャリア８は、互いに平行な一対の横フレーム３０，３０と、これら横フレーム３０同士の端部同士を連結する互いに平行な一対の縦フレーム３１，３１と、からなる。横フレーム３０同士の互いに対向する内側縁部には、間にガラスチップ７を配置して、ガラスチップ７の位置決めを行う位置決めリブ３２が等間隔に形成されている。互いに隣接する位置決めリブ３２同士の間は、切り欠き３３が形成され、この切り欠き３３の両側のチップ載置部３４上にガラスチップ７の端部を載せるようになっている。チップキャリア８の上に載置されたガラスチップ７は、位置決めリブ３２およびチップ載置部３４にてチップキャリア８に対して位置決めされるようになっている。

そして、それぞれの縦フレーム３１の中間部には、装置ブロック２の基板載置面１１に突設されたキャリア位置決めピン１９が嵌合する位置決め穴３５が形成されている。また、チップキャリア８のそれぞれの縦フレーム３１には、搬送操作を行うための操作用ロッド３６が突設されている。

なお、チップキャリア８を装置ブロック２上に適正に載置したときには、チップキャリア８の内側の空隙に、装置ブロック２の基板載置領域１２に突設された基板載置用突起１７が入り込み、基板載置用突起１７がガラスチップ７をチップキャリア８から浮き上がるように設定されている。

すなわち、チップキャリア８の厚みは、基板載置領域１２内の装置ブロック２がなす平面から突起の突端までの間に収まるように設定される。

〔第１保持部材〕
図６に示すように、第１保持部材５０は、装置ブロック２上のそれぞれの基板載置領域１２の矢印ｘ方向における出射開口部１３Ｂ側の側方に配置されている。この第１保持部材５０は、装置ケース３の開口部３８の周囲に位置決めされた状態で固設されている。この第１保持部材５０は、装置ケース３側に固定される取付部５１と、出射開口部１３Ｂ側へ向けて取付部５１に固定されたコンタクトピン５２と、から構成されている。

コンタクトピン５２は、内部に圧縮コイルバネ（図示省略する。）を備え、先端部のスライドピン５２Ａが所定のストロークで出没可能に設けられている。このスライドピン５２Ａは、最も後退した状態でガラスチップ７の位置決めを行うように設定されている。なお、図６〜図８は、スライドピン５２Ａが最も後退した状態を示している。基板載置領域１２にガラスチップ７を載置した初期の状態では、スライドピン５２Ａの先端は、これに対向するガラスチップ７の一方の側面とは接触しないように設定されている。そして、このスライドピン５２Ａは、第２保持部材６０でガラスチップ７の他方の側面が押された場合に取付部５１側へ後退してガラスチップ７の位置決めを行うように設定されている。

〔第２保持部材〕
図６に示すように、第２保持部材６０は、装置ブロック２上のそれぞれの基板載置領域１２の矢印ｘ方向における入射開口部１４Ｂ側の側方に配置されている。この第２保持部材６０は、上述した操作レバー４３側に固定される取付部６１と、入射開口部１４Ｂ側へ向けて突出するように取付部６１に設けられたコンタクトピン６２と、を備えている。このコンタクトピン６２は、内部に圧縮コイルバネ（図示省略する。）を備え、先端部のスライドピン６２Ａが出没可能に設けられている。なお、スライドピン６２Ａの先端は、操作レバー４３を装置ブロック２側へ駆動操作しない状態では、ガラスチップ７の他方の側面に接触しないように設定されている。また、操作レバー４３を装置ブロック２側へ最も近づく位置まで移動させた場合に、スライドピン６２Ａは取付部６１側へ図示しない圧縮コイルバネの反発性に抗して後退する余裕が設定されている。このとき、ガラスチップ７の側面が第１保持部材５０と第２保持部材６０とで押圧される力は、１００ｇｆ以下の加重に設定されている。

〔第３保持部材〕
図６〜図８に示すように、第３保持部材７０は、操作レバー４３に連動して、基板載置領域１２上に配置されたガラスチップ７の上面を上から保持する機能を有している。この第３保持部材７０は、操作レバー４３に連動する連動アーム部７１と、この連動アーム部７１の先端部下面に下方へ向けて突設された押圧ピン７２とを備えている。

この第３保持部材７０は、操作レバー４３の位置に応じて、上記した第２保持部材６０と一緒に矢印ｘ方向に進退すると共に、第２保持部材６０のスライドピン６２Ａでガラスチップ７が押圧された後、若しくは押圧されると同時にガラスチップ７の上面に押圧ピン７２が下降して所定の圧力（１００ｇｆ以下の加重）でガラスチップ７を保持するように設定されている。なお、連動アーム部７１の昇降動作は、カム機構や別途駆動源などで行うことが可能である。

特に、押圧ピン７２がガラスチップ７に当接する位置は、第２保持部材６０のスライドピン６２Ａでガラスチップ７が適正な位置に位置決めされたときに、基板載置領域１２に突設された４本の基板載置用突起１７を結んで形成される四角形領域の内側で、光源モジュール４から出射された光の経路から外れた位置に設定されている。

（本実施の形態の濃度測定装置の操作手順および動作）
まず、本実施の形態に係る濃度測定装置１を用いて被測定物の濃度を測定する手順を説明する。

（イ）ガラスチップ７の上面における、サンプル配置部２７に、例えばタンパク質溶液などの被測定物を滴下して配置する。また、被測定物によっては、適宜反応処理や色素の付加などを行っておく。

（ロ）次に、図２に示すように、ガラスチップ７をチップキャリア８に載置する。なお、図２においては、１枚のガラスチップ７を示すが、複数の（本実施の形態では８枚の）ガラスチップ７をチップキャリア８に載置しておく。

（ハ）その後、作業者は、ガラスチップ７を載置したチップキャリア８を操作用ロッド３６を持って、図１に示すように、装置ケース３の開口部３８に露呈する装置ブロック２の基板載置面１１に搬送する。このとき、チップキャリア８に形成した位置決め穴３５に、装置ブロック２側のキャリア位置決めピン１９を嵌合させて、チップキャリア８の位置決めを行う。なお、このとき、図３に示すように、ガラスチップ７は、それぞれの基板載置領域１２に突設された４本の基板載置用突起１７の上に載置され、チップキャリア８からは浮いた状態にある。なお、図３では、１枚のガラスチップ７が載置された状態を示すが、上述したように複数枚のガラスチップ７を同時に載置することが可能である。また、このときに、第１保持部材５０のコンタクトピン５２の先端に嵌合されたスライドピン５２Ａの先端は、ガラスチップ７の一方の側面には接触しない状態にある。

（ニ）次に、操作レバー４３を持って装置ブロック２側へ移動させる。このような操作レバー４３の移動と共に、第２保持部材６０および第３保持部材７０もそれぞれ対応する位置に配置されたガラスチップ７側へ移動する。まず、操作レバー４３の移動に伴って、第２保持部材６０のスライドピン６２Ａの先端が、ガラスチップ７の他方の側面に当接してガラスチップ７を第１保持部材５０側へ押圧する。そして、第１保持部材５０のスライドピン５２Ａの後退が不能となった位置でガラスチップ７の矢印ｘ方向の位置決めが終了する。さらに、操作レバー４３を最大限まで移動させることで、第２保持部材６０のスライドピン６２Ａがガラスチップ７に押圧力を加えてガラスチップ７の保持を行う。このときの押圧力は、上述したように、１００ｇｆ以下の加重となるように設定されているため、ガラスチップ７が撓むことを防止できる。このように、操作レバー４３を移動させると、スライドピン６２Ａの押圧動作が終了する時点若しくは終了後に第３保持部材７０の押圧ピン７２がガラスチップ７の上面を押圧するように下降してガラスチップ７を保持する。このとき、押圧ピン７２は、４つの基板載置用突起１７が形成する四角形の内側領域に位置するため、ガラスチップ７が跳ね上げられることにより浮いてしまうことがない。

（ホ）次に、装置ケース３の蓋板３９を閉じてピン４０Ａをスイッチ穴４０Ｂに嵌合させる。これによって、リミットスイッチ４１がピン４０Ａで押されて、光源モジュール４などの駆動スイッチ４２をＯＮにすることが可能となる。駆動スイッチ４２をＯＮにすると、光源モジュール４から光が出射され、検出器５でガラスチップ７を経た入射光を検出することができる。このように、検出器５で入射光の光量を検出することにより、サンプル配置部２７に配置された被測定物の濃度を特定することができる。

（本実施の形態の作用・効果）
本実施の形態に係る濃度測定装置１では、光源モジュール４および検出器５が、金属ブロックでなる装置ブロック２に固定された構造であるため、光源モジュール４から出射される光の光軸の設定精度を高めると共に、設定後に光軸がずれることを抑制できる。このため、本実施の形態では、光出射通路１３内を出射する光がガラスチップ７の下面に入射させる所定の入射角度θに対して、±０．２度以内の精度で光をガラスチップ７に当てることが可能となる。

また、装置ブロック２に光出射通路１３および光入射通路１４が形成されていることにより、光が誤った方向に照射されることを防止できる。

さらに、装置ブロック２に非検出光除去通路１５を形成したことにより、ガラスチップ７下面で反射したフレネル反射成分を有効に除去することができる。すなわち、被測定物の濃度検出に用いられないフレネル反射成分を非検出光除去通路１５から排除することができる。このため、濃度測定装置１の検出精度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る濃度測定装置１では、装置ブロック２における基板載置面１１上にチップキャリア８を載置して、ガラスチップ７が一軸方向（矢印ｘ方向）のみ移動可能としたことにより、操作レバー４３を移動させるだけで位置決めが可能である。このため、本実施の形態では、測定作業が容易になる。さらに、第１保持部材５０、第２保持部材６０、および第３保持部材７０のガラスチップ７に対する押圧力をバネ部材などの強度設定より、１００ｇｆ以下の加重としているため、測定時にガラスチップ７が変形することを回避でき、測定精度をさらに高めることができる。

さらに、本実施の形態に係る濃度測定装置１では、基板載置領域１２上で開口する、光出射通路１３の出射開口部１３Ｂ、光入射通路１４の入射開口部１４Ｂ、および非検出光除去通路１５の非検出光入射開口部１５Ａを、一枚の保護ガラス１６で覆っているため、ガラスチップ７から液体状の被測定物が零れても、液体が光源モジュール４や検出器５などに及んで、故障や精度低下などの電気的、光学的な悪影響を与えることを防止できる。

加えて、基板載置面１１には、基板載置領域１２の外側に液溜め溝２０を形成したことにより、液状の被測定物で装置を汚損することを防止できる。また、液溜め溝２０の底部に液体との接触により変色を起こす水没シート２１が配されているため、被測定物が漏れていること容易に認識することができる。

また、本実施の形態に係る濃度測定装置１では、ガラスチップ７を複数並置できるため、作業効率を高めることができる。そして、ガラスチップ７は、基板載置領域１２へ載置したときに、チップキャリア８から浮いた状態となるため、チップキャリア８の形状の自由度が高くなるという利点がある。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施の形態においては、１枚の保護ガラス１６で出射開口部１３Ｂ、入射開口部１４Ｂ、および非検出光入射開口部１５Ａを塞ぐ構成としたが、それぞれの開口部に保護ガラスを設けてもよいし、２枚の保護ガラスでこれらの開口部を塞ぐ構成としてもよい。この場合、開口部を塞ぐことができればその平面形状は問わない。加えて、上述した実施の形態においては、保護ガラス１６の表面に反射防止膜を付した構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、保護ガラス１６を用いたが、ガラス以外の透明材料を用いることも可能である。この場合、光源モジュール４から出射される光（レーザ光）に対して十分な光透過性と、波長程度の平面度が得られる面精度が実現できるものであればよい。

さらに、上述した実施の形態では、基板載置面１１の両側のみに液溜め溝２０を形成したが、基板載置面１１を取り囲むように液溜め溝を形成しても勿論よい。

また、上述した実施の形態では、基板載置領域１２に４本の基板載置用突起１７を突設した構成であるが、光の経路に干渉しない位置に少なくとも３本以上の基板載置用突起１７を設ける構成であればよい。

本発明の実施の形態に係る濃度測定装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る濃度測定装置の装置ブロックとチップキャリアを示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る濃度測定装置の装置ブロックにチップキャリアを載せた状態を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 ガラスチップの光導波路を示す断面説明図である。 本実施の形態に係る濃度測定装置の装置ブロックにおいて１つの基板載置領域が形成された部分を切断して取り出した状態を示す要部斜視図である。 図６の平面説明図である。 図６の基板載置領域のほぼ中央を光の経路に沿って切断した状態を示す断面説明図である。

符号の説明

１…濃度測定装置、２…装置ブロック、３…装置ケース、４…光源モジュール、５…検出器、７…ガラスチップ、８…チップキャリア、１１…基板載置面、１２…基板載置領域、１３…光出射通路、１３Ａ…出射開口部、１４…光入射通路、１４Ｂ…入射開口部、１５…非検出光除去通路、１５Ａ…非検出光入射開口部、１６…保護ガラス、１７…基板載置用突起、１８…位置決め突起、２０…液溜め溝、２１…水没シート、２７…サンプル配置部、４３…操作レバー、５０…第１保持部材、５２…コンタクトピン、５２Ａ…スライドピン、６０…第２保持部材、６２…コンタクトピン、６２Ａ…スライドピン、７０…第３保持部材、７２…押圧ピン。

Claims (6)

1. 光導波路基板上に配置された被測定物に、前記光導波路基板中を通る光を照射し、前記光導波路基板からの戻り光を受光することによって濃度測定を行う濃度測定装置であって、
   前記光導波路基板を３箇所以上で支えて載置させる基板載置用突起が突設された基板載置領域を有し、前記基板載置領域を挟む両側位置に、前記光導波路基板を特定方向のみに移動可能にする位置決め突起が突設されると共に、前記基板載置領域に形成した出射開口部に連通する光出射通路、および前記基板載置領域に形成した入射開口部に連通する光入射通路が形成されたブロックと、
   前記光出射通路を通して濃度検出用の光を前記出射開口部側へ向けて出射する光源を備える光源モジュールと、
   前記入射開口部に入射する前記光導波路基板からの戻り光を、前記光入射通路を通して受光する検出器と、
   前記基板載置領域に載置された前記光導波路基板における前記特定方向の一方の端面の位置決めを行う第１位置決め部と、
   前記光導波路基板における前記特定方向の他方の端面を押圧して前記特定方向の位置決めを行う第２位置決め部と、
   前記基板載置用突起を結ぶ輪郭の内側で前記光導波路基板を前記ブロック側へ押し付ける押圧部と、
   を備えていることを特徴とする濃度測定装置。
2. 前記出射開口部と前記入射開口部は、光透過性の保護ガラスで閉じられていることを特徴とする請求項１に記載の濃度測定装置。
3. 前記基板載置領域の外周に沿って、液溜め溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の濃度測定装置。
4. 前記液溜め溝内には、液体の付着により変色する部材が配されていることを特徴とする請求項３に記載の濃度測定装置。
5. 前記ブロックは、前記基板載置領域を複数有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
6. 光導波路基板上に配置された被測定物に、前記光導波路基板中を通る光を照射し、前記光導波路基板からの戻り光を受光することによって濃度測定を行う濃度測定装置であって、
   前記光導波路基板を３箇所以上で支えて載置させる基板載置用突起が突設された基板載置領域を有し、前記基板載置領域を挟む両側位置に、前記光導波路基板を特定方向のみに移動可能にする位置決め突起が突設されると共に、前記基板載置領域に形成した出射開口部に連通する光出射通路、および前記基板載置領域に形成した入射開口部に連通する光入射通路が形成されたブロックと、
   前記光出射通路を通して濃度検出用の光を前記出射開口部側へ向けて出射する光源を備える光源モジュールと、
   前記入射開口部に入射する前記光導波路基板からの戻り光を、前記光入射通路を通して受光する検出器と、
   前記基板載置領域に載置された前記光導波路基板における前記特定方向の一方の端面の位置決めを行う第１位置決め部と、
   前記光導波路基板における前記特定方向の他方の端面を押圧して前記特定方向の位置決めを行う第２位置決め部と、
   前記基板載置用突起を結ぶ輪郭の内側で前記光導波路基板を前記ブロック側へ押し付ける押圧部と、
   前記光導波路基板を収納した状態で、前記ブロック上に載置され、前記ブロック上で前記光導波路基板が前記基板載置用突起に載置されることにより前記光導波路基板と分離される基板キャリアと、
   を備えていることを特徴とする濃度測定装置。

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