光导和光检测装置

技术领域

本发明的一个方面涉及光导和光检测装置。

背景技术

作为有关光导的技术，例如已知有专利文献1中记载的那样，由2片抛物面镜构成的荧光检测用光学系统。在专利文献1中记载的荧光检测用光学系统中，从物点发出的荧光在第1抛物面镜反射后，通过第2抛物面镜聚光于像点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-160672号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，在小型的光检测器中，因为其受光面积小，所以为了使由测定物发出的光高效地聚光于受光面，有时考虑使用上述那样的光导。但是，上述那样的光导由于由多个部件构成的所以尺寸容易变大，从小型化的观点出发并不实用。

因此，本发明的一个方面的目的在于，提供一种能够小型化的光导和光检测装置。

用于解决技术问题的手段

本发明的一个方面所涉及的光导是具备透光性构件的光导，透光性构件包括：光入射的光入射面；设置在透光性构件中的光入射面的相反侧，并出射光的光出射面；与光入射面相对，并将从光入射面入射的光作为平行光反射的抛物面状的第1镜面；和与第1镜面及光出射面相对，并将在第1镜面反射后的平行光以朝向光出射面聚光的方式反射的抛物面状的第2镜面。

在该光导中，光入射面、光出射面、第1镜面和第2镜面一体地形成于透光性构件。由此，例如能够以单体部件实现使由测定物发出的光高效地聚光于光检测器的受光面。因此，根据本发明的一个方面，能够实现小型化。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以是：光入射面与光出射面呈与第1方向正交的平面状，并且在第1方向上隔开间隔。在这种情况下，能够使位于光入射面侧的测定物与位于光出射面侧的光检测器的受光面在第1方向上隔开间隔，并抑制测定物的影响(温度等)波及光检测器。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以是：光入射面与光出射面在与第1方向正交的第2方向上偏置(off set)。由此，能够抑制来自光入射面的入射光不在第1和第2镜面反射而直接从光出射面出射。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以是：光入射面与光出射面以在第2方向上隔开间隔的方式偏置。由此，能够进一步抑制来自光入射面的入射光不在第1和第2镜面反射而直接从光出射面出射。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以是：透光性构件包含以与光入射面和光出射面连续的方式设置的侧面，该侧面呈沿着第1方向和第2方向的平面状。在这种情况下，能够减少透光性构件中的不构成光路的侧面侧的部分，并能够实现进一步的小型化。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以是：透光性构件包含以与光入射面和光出射面连续的方式设置的侧面，在该侧面设置有凸部。在这种情况下，能够在透光性构件中的不构成光路的侧面设置凸部，并利用该凸部进行透光性构件的固定或对位。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，第1镜面也可以以与光入射面和光出射面连续的方式设置。在本发明的一个方面所涉及的光导中，第2镜面也可以以与光入射面和光出射面连续的方式设置。在这些情况下，能够实现小型且简单的结构。

在本发明的一个方面所涉及的光导中，也可以在光入射面入射的光的有效区域以外被遮光。由此，能够抑制成为背景噪声的多余的背景光从光入射面入射。

本发明的一个方面所涉及的光检测装置包括上述光导和检测从上述光导的光出射面出射的光的光检测器。在该光检测装置中也因为具备上述光导，所以可以获得能够实现小型化等的上述效果。

发明的效果

根据本发明的一个方面，能够提供能够实现小型化的光导和光检测装置。

附图说明

图1是表示一个实施方式所涉及的光检测装置的正面图。

图2是在图1的光检测装置中透视箱体地表示的立体图。

图3是表示图1的光电倍增管的立体图。

图4是表示图1的光导的立体图。

图5是表示图1的光导的侧面图。

图6是表示变形例所涉及的光导的立体图。

附图标记的说明

10……光电倍增管(光检测器)；30……光导；31……透光性构件；32、132……光入射面；33……光出射面；34……第1镜面；35……第2镜面；36……侧面；37……凸缘(凸部)；100……光检测装置；R……有效区域。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行详细说明。在以下的说明中，对相同或相当的要素使用相同的附图标记，省略重复的说明。以下的说明中的尺寸并不一定与附图相当。X方向、Y方向和Z方向是基于图示的方向并且是为了便于说明而使用的。

图1是表示光检测装置100的立体图。图2是在光检测装置100中透过箱体70表示的立体图。如图1和图2所示，光检测装置100是检测测定物的发光(微小发光)的装置，具备光电倍增管10、光导30、基板50和箱体70。此处的测定物构成点光源。例如测定物为试样，发光为试样光。

图3是表示光电倍增管10的立体图。如图3所示，光电倍增管10是具有透射型或反射型的光电面(受光面)11的超小型的光检测器。光电倍增管10检测从光导30的后述的光出射面33出射的光。光电倍增管10是射向光电面11的光的入射方向与电子倍增部(未图示)的电子的倍增方向交叉的电子管。光电倍增管10呈以Z方向为厚度方向的矩形平板状的外形。光电面11从Z方向看配置在光电倍增管10的一端侧，并形成为矩形状。在光电倍增管10，当光向光电面11入射时，从光电面11发射的光电子向电子倍增部入射，使二次电子从光电倍增管10的一端侧至另一端侧级联放大，从配置于光电倍增管10的另一端侧的阳极取出信号。

图4是表示光导30的立体图。图5是表示光导30的侧面图。如图4和图5所示，光导30是将测定物的发光聚光于光电倍增管10(光电面11)的聚光光学元件。光导30具备由具有透光性的材料形成的块状的透光性构件31。透光性构件31例如由光学玻璃等玻璃或光学塑料等树脂等形成。透光性构件31一体地包含光入射面32、光出射面33、第1镜面34、第2镜面35和侧面36。

光入射面32是光入射的面。光出射面33是出射光的面。光出射面33设置在透光性构件31的光入射面32的相反侧。光入射面32和光出射面33构成透光性构件31的外表面。光入射面32与光出射面33呈相互平行的平面状。即，光入射面32与光出射面33呈与Z方向(第1方向)正交的平面状。光入射面32与光出射面33在Z方向上隔开间隔。

光入射面32与光出射面33在与Z方向正交的Y方向(第2方向)上偏置。在此，光入射面32与光出射面33以在Y方向上隔开间隔的方式偏置。换言之，光入射面32与光出射面33以从Z方向看相互不重叠的方式配置。光入射面32和光出射面33为其Y方向的一侧及另一侧的边缘向外侧膨出那样的曲线状。

第1镜面34与光入射面32相对，是将从光入射面32入射的光作为平行光反射的抛物面状的反射面。第1镜面34以与光入射面32和光出射面33连续的方式设置。第1镜面34以使得测定物位于其焦点的方式构成。第1镜面34在从Z方向观察的情况下是向外侧膨出那样的大致圆弧形，从与Y方向及Z方向两方正交的X方向(第3方向)观察时，是向外侧膨出那样的大致圆弧形。第1镜面34构成透光性构件31的外表面。第1镜面34能够利用公知的各种方法形成。第1镜面34具有作为抛物面镜的功能。

第2镜面35与第1镜面34及光出射面33相对，是将在第1镜面34反射后的平行光以向光出射面33聚光的方式反射的抛物面状的反射面。第2镜面35以与光入射面32和光出射面33连续的方式设置。第2镜面35以使得光电倍增管10的光电面11位于其焦点的方式构成。第2镜面35在从Z方向观察的情况下是向外侧膨出的大致圆弧状，在从X方向观察的情况下是向外侧膨出那样的大致圆弧状。第2镜面35构成透光性构件31的外表面。第2镜面35能够利用公知的各种方法形成。第2镜面35具有作为抛物面镜的功能。

侧面36是以与光入射面32、光出射面33、第1镜面34和第2镜面35连续的方式设置的面。侧面36构成透光性构件31的外表面。侧面36呈沿着Y方向和Z方向两者的平面状，以在X方向上彼此相对的方式设置有一对。在一对侧面36的各自分别设置有凸缘37。凸缘37是沿Z方向延伸的对位用和固定用的凸部。

这样的光导30以使得光出射面33配置在光电面11上的方式设置在光电倍增管10上。此时，从Z方向观察，光导30完全处在光电倍增管10内。光出射面33与光电倍增管10抵接。光导30的光入射面32配置在光电倍增管10的阳极侧。由这样的光电倍增管10和光导30构成受光单元。

基板50呈以Z方向为厚度方向的矩形平板状的外形。在基板50以重叠的方式搭载有光电倍增管10。基板50与光电倍增管10电连接，例如是向光电倍增管10供电，或将来自光电倍增管10的信号输出等的电路基板。在基板50也可以连接有输入输出用的连接器和销。

箱体70在其内部收纳光电倍增管10和基板50。在箱体70，至少在Z方向的一侧形成有开口的矩形孔71。矩形孔71具有与透光性构件31的大小对应的内部空间。在矩形孔71内配置光导30。在矩形孔71的X方向上相对的内表面分别形成有沿Z方向延伸的槽72。槽72是透光性构件31的凸缘37嵌合(卡合)的凹部，具有与凸缘37的宽度对应的槽宽。通过使凸缘37与槽72嵌合，能够将矩形孔71内的透光性构件31对位并固定。

在以上那样构成的光检测装置100，来自测定物的发光向光导30的透光性构件31的光入射面32入射。在透光性构件31内，入射光在第1镜面34以成为平行光的方式反射后，在第2镜面35以聚光的方式向光出射面33反射。该光作为出射光从光出射面33出射。之后，出射光聚光于光电倍增管10的光电面11。

在此，在光导30中，光入射面32、光出射面33、第1镜面34和第2镜面35一体地形成于透光性构件31。由此，能够以单体部件实现使由测定物发出的光高效地聚光于光电倍增管10的光电面11。因此，根据光导30，能够实现小型化。此外，与由多个部件构成的一般的光导不同，不需要进行光轴对准。能够容易地进行与光电倍增管10接合且简化装置结构。因此，能够实现小型而廉价的光学系统和装置结构。

在光导30中，光入射面32与光出射面33呈与Z方向正交的平面状，并且在Z方向上隔开间隔。在这种情况下，能够使位于光入射面32侧的测定物与位于光出射面33侧的光电面11在Z方向上隔开间隔，抑制测定物的影响(温度等)波及光电倍增管10(特别是光电面11)。

在光导30中，光入射面32与光出射面33在Y方向偏置。由此，能够抑制来自光入射面32的入射光不在第1镜面34和第2镜面35反射而直接从光出射面33出射。

在光导30中，光入射面32与光出射面33以在Y方向上隔开间隔的方式偏置。由此，能够进一步抑制来自光入射面32的入射光不在第1镜面34和第2镜面35反射而直接从光出射面33出射。通过这样偏置，能够使来自处于第1镜面34的焦点的测定物(点光源)的入射光经由第1镜面34成为平行光而经由第2镜面35聚光于光电面11，并且抑制这以外的背景光聚光于光电面11。

在光导30中，透光性构件31包含以与光入射面32和光出射面33连续的方式设置的侧面36。侧面36呈沿着Y方向和Z方向的平面状。在这种情况下，对于透光性构件31中的不构成光路的侧面36侧的部分，能够做成被切割的结构来减少。因此，能够实现进一步的小型化。

在光导30中，在侧面36设置有凸缘37。在这种情况下，能够利用凸缘37进行透光性构件31的固定和对位。另外，这样的凸缘37既可以仅用于固定，也可以仅用于对位。

在光导30中，第1镜面34以与光入射面32和光出射面33连续的方式设置。在光导30中，第2镜面35以与光入射面32和光出射面33连续的方式设置。在这种情况下，能够实现小型而简单的结构。

光检测装置100具备光导30和检测从光导30的光出射面33出射的光的光电倍增管10。在光检测装置100也因为具备光导30所以可以获得能够小型化等的上述效果。

另外，在对测定物进行温度调节的情况下，光入射面32与光出射面33的Z方向的距离(以下也简称为“Z方向距离”)越大，光电倍增管10越不易受到来自测定物的温度的影响。在这种情况下，具有能够利用光电倍增管10抑制暗计数(dark count)变大的优点。另一方面，当不使用光学部件而加大Z方向距离时(仅仅使测定物与光电倍增管10在Z方向上远离时)，存在受光效率变差、利用光电倍增管10并不能获得所需的输出的担忧。另一方面，当使用透镜等聚光光学系统时，存在Z方向距离过大、装置尺寸变大的担忧。关于这一点，在本实施方式中，能够避免这样的问题，享受到上述优点。

在光导30中，以使得将透光性构件31设置在光电倍增管10的情况下刚好透光性构件31不超出光电倍增管10的方式，将光入射面32与光出射面33偏置。由此，能够紧凑地实现将在透光性构件31设置光电倍增管10的受光单元。此外，即使存在射向光入射面32的入射光脱离光入射面32或由于光入射面32的表面的反射和散射等而成为作为噪声的背景光的可能性，也由于光入射面32与光出射面33偏置，因而能够降低该背景光向光电倍增管10的光电面11入射的可能性。

在光导30中，在相对于利用透镜和反射镜将测定物的发光引导至光电面11的现有结构以同样的厚度进行比较的情况下，能够提高受光效率。在光导30中，能够通过将透光性构件31与光电倍增管10的光电面11接合，从而减少成为噪声的背景光的入射。

以上，对实施方式进行了说明，但本发明的一个方式并不限定于上述实施方式。

图6是表示变形例所涉及的光导30的立体图。如图6所示，透光性构件31也可以取代光入射面32(参照图4)而包含光入射面132。光入射面132的入射的光的有效区域R以外被遮光，例如涂成黑色以及/或者形成有遮光膜。有效区域R是在光入射面132光能够入射的区域，例如是根据与测定物的位置关系预先设定的区域。由此，能够抑制成为背景噪声的多余的背景光从光入射面132入射。另外，黑色只要是比有效区域R的颜色黑即可。用黑色的涂布既可以不完全涂满，也可以存在不匀之处，只要在光入射面132的有效区域R以外具有黑色部分即可。黑色能够利用各种公知方法涂布。另外，在形成遮光膜的情况下，遮光特性与黑色相同。

在上述实施方式和上述变形例中，在侧面36作为凸部设置有凸缘37，不过凸部并不限定于凸缘37，也可以取代凸缘37或在凸缘37之上设置外框。在上述实施方式和上述变形例中，以使得测定物位于第1镜面34的焦点的方式构成第1镜面34，而也可以取代这种结构，将透光性构件31以使得测定物位于第1镜面34的焦点的方式进行配置。

在上述实施方式和上述变形例中的各结构中，并不限定于上述的材料和形状，能够应用各种各样的材料和形状。上述实施方式或变形例中的各结构能够任意地应用于其它实施方式或变形例中的各结构。上述实施方式或变形例中的各结构的一部分能够在不脱离本发明的一个方式的要旨的范围适当地省略。