光检测模块以及光检测装置的制作方法

文档序号:24638734发布日期:2021-04-09 20:50阅读:84来源:国知局
光检测模块以及光检测装置的制作方法

本发明涉及光检测模块以及光检测装置。



背景技术:

在光通信领域内,已知有使用分束器使光信号合成或分岔的光耦合器(例如参考专利文献1)。尤其是已知有如下光耦合器:具有分束器(半反射镜、分波滤光片或分光滤光片)、光源、受光器以及光波导,从光源经由分束器向光波导出射光,而且利用受光器接收从相同光波导入射并经过了分束器的光(例如参考专利文献2~5)。

此外,已知有向试样照射光并接收(检测)根据该照射光从试样获得的荧光、反射光等检查光的光检测装置。例如,专利文献6中记载有一种接收向牙齿照射光而获得的响应光来检测牙垢等当中包含的荧光物质的牙科用检查装置。专利文献7中记载有一种通过向牙齿照射特定波长的激发光并检测荧光物质发出的荧光来对牙垢的量或者龋齿程度进行定量的荧光测定法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开昭58-202423号公报

专利文献2:日本专利特开昭61-262711号公报

专利文献3:日本专利特开平6-160674号公报

专利文献4:日本专利特开平8-160259号公报

专利文献5:日本专利特开平8-234061号公报

专利文献6:日本专利特开2005-324032号公报

专利文献7:国际公开第2016/140199号



技术实现要素:

在运用上述光耦合器的构成来实现同轴进行去往试样的光的照射和来自试样的检查光的检测的光检测装置的情况下,为了提高检测灵敏度,抑制分束器中可能产生的杂散光的影响是比较重要的。此外,例如考虑到在牙科用等的检查装置上的应用,还要求以小型光检测模块的方式来实现光检测装置。杂散光可通过引导至光检测模块的壳体内设置的专用吸收孔来加以去除,但尤其是在小型模块的情况下,由于空间的制约,难以在照射光及检查光的光路之外设置足够大小的杂散光吸收孔。

本发明的目的在于提供一种可以同轴进行去往试样的光的照射和来自试样的检查光的检测、不易受杂散光的影响的小型光检测模块。

本发明提供一种光检测模块,其特征在于,具有:光源,其出射去往试样的照射光;分束器,其朝输入输出口反射照射光,并使通过输入输出口入射的来自试样的检查光透过;受光元件,其接收检查光;以及壳体,其内置分束器,而且具有第1开口、第2开口、第3开口以及第4开口,所述第1开口供光源设置并供照射光传播,所述第2开口相当于输入输出口,所述第3开口供受光元件设置,所述第4开口引导照射光当中透过了分束器的杂散光,第1开口至第4开口在分束器的位置上相互连通,第4开口沿与分束器的反射面正交的方向延伸。

在光检测模块中,优选第1开口设置在壳体的上表面,第2开口及第3开口分别设置在壳体的相互相对的侧面,分束器固定在支承构件上,受光元件固定在受光部基板上,支承构件配置在从壳体的上表面上的第1开口与第3开口侧的端部之间的位置起沿倾斜方向形成的槽部内,借助从第3开口侧的侧面插入的固定件与受光部基板一起固定在壳体上。

在光检测模块中,优选第4开口设置在壳体的下表面,壳体的下部在第4开口周围没有朝下方突出,壳体的下表面在第1开口侧的端部、第4开口周围、第3开口侧的端部为同一平面。优选第3开口处的光路的内径比第2开口处的光路的内径大。

在光检测模块中,优选光源安装在光源基板上,光检测模块还具有:透镜,其配置在第1开口内,会聚照射光;以及导热性的固定构件,其用于固定透镜,而且以接触光源基板和壳体的方式配置在光源基板与壳体之间,在光源基板的与固定构件接触的接触面上未设置有被覆膜,光源的布线图案露出。

优选光检测模块还具有:另一透镜,其配置在第3开口内,会聚检查光;以及环状构件,其用于固定另一透镜,环状构件的开口面向检查光的传播方向,作为检查光的光圈发挥功能。

本发明提供一种光检测装置,其具有:上述任一光检测模块;光纤,其连接于输入输出口;电路基板,其用于驱动光源并检测由受光元件接收到的检查光的强度;以及主体外壳,其内置光检测模块及电路基板。

优选光检测装置还具有用于向使用者显示状态的发光部,第4开口和发光部分别配置在主体外壳的相互相对的面上。

在光检测装置中,优选光源具有出射第1波长的光作为照射光的第1发光元件以及出射第2波长的光作为照射光的第2发光元件,在电路基板的上表面配置有用于检测照射第1波长的光时的检查光的强度的第1控制电路,在电路基板的下表面配置有用于检测照射第2波长的光时的检查光的强度的第2控制电路,第1控制电路及第2控制电路中的模拟元件分开安装在电路基板的上表面及下表面上的一侧,第1控制电路及第2控制电路中的数字元件分开安装在电路基板的上表面及下表面上的另一侧。

上述光检测模块体型小,可以同轴进行去往试样的光的照射和来自试样的检查光的检测,不易受杂散光的影响。

附图说明

图1为荧光检测装置1的断裂立体图。

图2为荧光检测装置1的框图。

图3为荧光检测模块3的断裂立体图。

图4为荧光检测模块3的纵截面图。

图5的(a)及(b)为壳体10的立体图。

图6的(a)及(b)为光源基板20及固定构件30的立体图。

图7为反射镜架60的立体图。

图8为在光路12b、12c中传播的光的概念图。

图9的(a)~(c)为荧光检测装置1的电路构成的说明图。

具体实施方式

下面,使用附图,对光检测模块以及光检测装置进行详细说明。但请理解,本发明并不限定于附图或者以下实施方式。

图1为荧光检测装置1的断裂立体图。荧光检测装置1具有主体外壳2、荧光检测模块3、探头光纤4、电路基板5、fpc(柔性印刷线路基板)6a、6c、状态显示led(发光二极管)7、操作开关8以及电池9。荧光检测装置1为光检测装置的一例,从主体外壳2的顶端2a朝试样照射激发光,并同样从顶端2a接收根据该光在试样上产生的荧光(检查光),从而检测试样的荧光物质。例如,荧光检测装置1可以用作检测以荧光物质的形式包含在牙垢中的原卟啉ix的牙科用检查装置。

主体外壳2是内置荧光检测模块3、电路基板5等荧光检测装置1的其他构成要素的例如树脂制外壳。为了使得使用者易于用手握持,主体外壳2在整体上具有棒状的形状,在图示的例子中,朝向试样的顶端2a呈锥状。

荧光检测模块3为光检测模块的一例,具有后文叙述的光源和受光元件,配置在主体外壳2内的顶端2a侧。荧光检测模块3通过探头光纤4向试样照射激发光并接收在试样上产生而通过探头光纤4入射的荧光,由此,高灵敏度地检测来自试样的微量荧光(例如来自牙垢的荧光物质的荧光)。

探头光纤4是成为从荧光检测模块3出射的激发光以及入射至荧光检测模块3的荧光的波导的光纤,埋入在主体外壳2的顶端2a。探头光纤4的顶端4a是开放的,在荧光检测装置1的使用时朝向试样。探头光纤4的后端4b连接到荧光检测模块3。在图示的例子中,包含探头光纤4的主体外壳2的顶端2a是缓和地弯曲的,但探头光纤4也可呈直线状延伸。

电路基板5具有用于驱动荧光检测模块3的光源并检测由受光元件接收到的荧光的强度的控制电路。电路基板5具有沿着主体外壳2的长度方向的细长矩形的形状,在主体外壳2内配置在荧光检测模块3与电池9之间。fpc6a是用于电性连接荧光检测模块3的光源与电路基板5的基板,fpc6c是用于电性连接荧光检测模块3的受光元件与电路基板5的基板。

状态显示led7为发光部的一例,以使用者易于观察发光区域的方式配置在主体外壳2的上侧(表侧)。状态显示led7点亮或闪烁,以向使用者通知荧光检测装置1的状态。操作开关8用于供使用者进行荧光检测装置1的电源、激发光照射的导通断开,在图示的例子中是配置在主体外壳2的下侧(背侧),但也可配置在主体外壳2的上侧。电池9配置在主体外壳2内的与顶端2a相反那一侧的端部,向电路基板5供电。

如图1所示,探头光纤4、荧光检测模块3、电路基板5以及电池9在主体外壳2内沿其长度方向依序配置。在荧光检测装置1的构成要素中,荧光检测模块3及电池9相对较重,它们配置在主体外壳2的长度方向的两端,因此荧光检测装置1的重心位置处于主体外壳2的长度方向的中央附近。因此,荧光检测装置1的重量的平衡较佳,使用者易于用手握持。

图2为荧光检测装置1的框图。图3为荧光检测模块3的断裂立体图。图4为荧光检测模块3的纵截面图。如图3及图4所示,荧光检测模块3具有壳体10、光源基板20、固定构件30、球透镜40a~40c、光学滤光片50a、50c、反射镜架60、固定构件70、受光部基板80以及盖件90。光源基板20上安装有led封装件21,反射镜架60上安装有反射镜m,受光部基板80上安装有pd(光电二极管)元件81。图2中,为简单起见,仅图示了上述构成要素当中对于荧光检测装置1的功能的说明而言必要的一部分。

如图2所示,荧光检测装置1具有2个led元件21a、21b作为图3及图4的led封装件21。led元件21a为第1发光元件的一例,出射包含对检测对象荧光物质的激发效率较高的第1波长的光作为激发光l1。led元件21b为第2发光元件的一例,出射包含波长比第1波长大而且激发效率比第1波长低或者大致为零的第2波长的光作为激发光l2。例如,在检测对象为牙垢的荧光物质的情况下,优选第1波长在350~430nm的范围内、第2波长在435~500nm的范围内,宜将led元件21a设为峰值波长405nm的紫色led元件、将led元件21b设为峰值波长465nm的蓝色led元件。

来自led元件21a、21b的激发光(照射光)l1、l2经过球透镜40a及光学滤光片50a而入射至反射镜m。反射镜m由分色镜或半反射镜等构成,反射激发光l1、l2波段的光,使来自试样的荧光(检查光)l3波段的光透过。因而,激发光l1、l2在反射镜m上反射而通过球透镜40b加以会聚,之后通过探头光纤4照射至例如具有牙垢附着部110的牙齿100。由此,牙垢附着部110的牙垢中包含的荧光物质被激发,生成在635nm及675nm附近具有峰值波长的荧光l3。荧光l3的一部分通过探头光纤4入射至球透镜40b并透过反射镜m,进而经过光学滤光片50c及球透镜40c到达pd元件81。

由pd元件81接收到的荧光转换为光电流而被输出至电路基板5,通过电路基板5上设置的控制电路的信号处理来求荧光物质的有无和量。其结果例如借助状态显示led7的光或者内置的蜂鸣器(后文叙述的图9的(c)的蜂鸣器5f)的声音来通知使用者。电路基板5使具有互不相同的波长的激发光l1、l2交替照射至试样并分别检测照射激发光l1时的荧光l3的强度和照射激发光l2时的荧光l3的强度,根据它们的比或差、例如使用国际公开第2016/140199号中记载的荧光测定法来检测试样的荧光物质。

图5的(a)及图5的(b)为壳体10的立体图。壳体10例如为铝制,是整体实施铝阳极化加工而在表面形成有黑色氧化铝膜的构件,具有宽度和高度为1.5cm左右、纵深为2.5cm左右的大小。壳体10具有开口11a~11c、杂散光吸收孔13、槽部14以及螺孔15。其中,开口11a~11c、杂散光吸收孔13以及槽部14在反射镜m的位置上相互连通,槽部14与螺孔15也在壳体10的上表面附近相互连通。

开口11a为第1开口的一例,设置在壳体10的上表面10a,在其内部像图3及图4所示那样设置led封装件21。开口11b为第2开口的一例,相当于荧光检测模块3的光的输入输出口,设置在壳体10的前方(主体外壳2的顶端2a侧)的侧面10b。图1所示的探头光纤4的后端4b连接至开口11b。开口11c为第3开口的一例,设置在壳体10的后方(与顶端2a相反那一侧)的侧面10c,在其内部设置pd元件81。

开口11a的内部是供激发光l1、l2传播的光源侧的光路12a。开口11b的内部是供在反射镜m上反射后的激发光l1、l2以及从探头光纤4入射的荧光l3传播的光纤侧的光路12b。开口11c的内部是供透过反射镜m之后的荧光l3传播的受光侧的光路12c。其中,在光路12b、12c中,为了即便在来自试样的荧光l3比较微弱的情况下也能检测到,通过打磨将通过铝阳极化加工形成的黑色覆膜去除,使得它们的内壁成为光反射性的镜面。相对于此,光路12a的内壁不实施镜面加工,留有通过铝阳极化加工形成的光吸收性的黑色表面。其目的在于,仅使从led封装件21直接去往反射镜m的铅垂方向的光通过,借助内壁的吸收将有可能在反射镜m上朝不规则方向反射的倾斜方向的光加以去除。

杂散光吸收孔13为第4开口的一例,具有光吸收性的内壁,设置在壳体10的下表面10d。激发光l1、l2当中透过了反射镜m的光被引导至杂散光吸收孔13,这样的光通过在杂散光吸收孔13的内壁上反复反射而得以吸收。若壳体10的内部空间的底面为没有孔的黑色壁面,则杂散光仅靠该壁面是不会被完全吸收的,会引发噪声,因此杂散光吸收孔13是为了可靠地去除杂散光而设置的。为了提高光吸收的效果,优选尽量增大杂散光吸收孔13的直径,其大小比光路12a~12c的直径大。除了铝阳极化加工以外,例如也可通过镀黑镍等非反射涂层剂、黑色树脂等来形成包括杂散光吸收孔13在内的壳体10内的光吸收性的内壁。

如图4所示,杂散光吸收孔13沿与反射镜m的反射面正交的方向延伸,相对于光路12a及光路12b、12c中的光的传播方向而言倾斜45度。其原因在于,若沿铅垂方向(在光路12a的延长线上)形成杂散光吸收孔13,则光路12b、12c的一部分因杂散光吸收孔13而受到削减,并不理想。通过使杂散光吸收孔13相对于光的传播方向而倾斜,即便杂散光吸收孔13的直径较大,与朝向铅垂方向的情况相比,光路12b、12c当中被削减的部分也较少。此外,通过使朝向倾斜,即便壳体10体型较小,与朝向铅垂方向的情况相比,也能使杂散光吸收孔13变长。进而,通过使朝向倾斜,与朝向铅垂方向的情况相比,杂散光吸收孔13的开口13a变大、杂散光容易从荧光检测模块3跑到外部,因此噪声减少。出于这些理由,在荧光检测模块3中,杂散光吸收孔13形成为与反射镜m呈直角。

如图5的(a)及图5的(b)所示,壳体10具有大致八角柱状的形状,其表面未形成有突出部。尤其是壳体10的下部,杂散光吸收孔13的周围也没有朝下方突出,如图3及图4所示,壳体10的下表面10d在开口11a侧的端部、杂散光吸收孔13的周围、开口11c侧的端部为同一平面。例如,若将壳体10成型为t字形状而不是柱状、使杂散光吸收孔13的部分朝下方突出,则可以使杂散光吸收孔13相应地变长。但那样的话,荧光检测模块3会变大,收容它的主体外壳2也会变大,从而产生使用者难以握持等困扰。通过使杂散光吸收孔13相对于铅垂方向而倾斜并将下表面10d设为平坦面,一方面能将壳体10小型化,另一方面能确保杂散光吸收孔13的长度而提高光吸收的效果。

槽部14用于插入反射镜架60而定位在壳体10上,从壳体10的上表面上的开口11a与开口11c侧的端部之间的位置起相对于铅垂方向而言倾斜地形成。螺孔15供图3及图4所示的螺钉91用。开口11a~11c、杂散光吸收孔13、槽部14以及螺孔15中的杂散光吸收孔13和槽部14在荧光检测模块3中为开放状态,但也可设置将它们挡住的盖子(盖件)。但在成品荧光检测装置1中会被主体外壳2的内壁覆盖而关闭,因此,即便在荧光检测模块3中为开放状态也无特别问题,保留开放状态使得零件数量较少、制造成本得到削减,所以比较理想。

图6的(a)为光源基板20的立体图。光源基板20是供荧光检测模块3(荧光检测装置1)的光源即led封装件21安装的基板,具有布线图案22、连接端子23以及2个螺孔24。如图3及图4所示,光源基板20经由固定构件30安装在壳体10的上表面侧。图6的(a)所示的光源基板20的上表面在已安装在壳体10上的状态下是朝向下方(图3及图4中的下侧)。led封装件21是将图2所示的2个led元件21a、21b汇集在1个封装件中得到的,led元件21a、21b分别出射互不相同的波长(例如405nm和465nm)的激发光l1、l2。再者,荧光检测模块3的光源不限于led元件,例如也可为半导体激光器。

布线图案22和连接端子23用于向led封装件21供电,形成于光源基板20的上表面。连接端子23连接至图1所示的fpc6a。螺孔24用于将光源基板20螺固在壳体10上,在光源基板20的对角方向上相对的角部各形成有1个。

图6的(b)为固定构件30的立体图。固定构件30是用于固定光源侧的开口11a内配置的球透镜40a的构件,由散热性优异的材料(例如铝等金属)构成,具有环状壁部31、通孔33以及2个螺孔34。环状壁部31设置在图6的(b)所示的上表面的中央,在由环状壁部31围成的圆形空间32内配置球透镜40a和承接球透镜40a的o形圈41a。固定构件30以环状壁部31收纳在开口11a内而覆盖开口11a的方式上下颠倒地安装至壳体10的上表面。通孔33形成于被环状壁部31围住的区域的中央,如图3及图4所示,在其内部配置led封装件21。

螺孔34以与光源基板20的2个螺孔24相同的位置关系在固定构件30的对角方向上相对的角部各形成有1个。通过使螺孔24、34的位置一致而在其中插入螺钉,光源基板20和固定构件30得以固定在壳体10上。即,固定构件30兼具固定球透镜40a及o形圈41a的作用和固定光源基板20的作用。

光源基板20上的led封装件21的安装面(与固定构件30的接触面)是未设置有保护层(被覆膜)而布线图案22露出的裸露金属面。其目的在于,使得因led封装件21的发光而产生的热容易跑到金属制壳体10侧。由于固定构件30以与光源基板20和壳体10接触的方式设置在光源基板20与壳体10之间,因此光源基板20的安装面接触固定构件30,固定构件30接触壳体10。壳体10与固定构件30是以不导通的方式进行加工的,所以即便布线图案22与固定构件30直接接触也没有问题,通过这样的配置,可以实现光源基板20的安装面、固定构件30以及壳体10这一路径上的散热。即,固定构件30还兼具作为led封装件21的散热路径的作用。

关于led封装件的散热,通常是从安装基板的背侧散热的形态。然而,若在荧光检测模块3中采用该形态,则需要设置图3及图4中的上侧也就是光源基板20的背面与主体外壳2的接点,需要多余的结构以实现散热。通过将与壳体10成为一体的固定构件30用作散热路径,容易进行散热,而且散热用的结构得到简化,还有助于荧光检测模块3的小型化。再者,即便在以树脂等金属以外的材料来形成壳体10的情况下,只要以铝或铜等散热性优异的金属来形成固定构件30,固定构件30便同样会作为散热路径发挥功能。此外,固定构件30的材料只要热导率高,则并非一定为金属,例如也可为添加有无机颗粒等导热性填料的树脂(高导热树脂)。

球透镜40a(透镜)在固定到固定构件30的圆形空间32内之后配置到开口11a内,会聚从led封装件21出射的激发光l1、l2。球透镜40b配置在开口11b内,会聚在反射镜m上反射而入射至探头光纤4的激发光l1、l2以及从探头光纤4入射至光路12b内的荧光l3。球透镜40c(另一透镜)配置在开口11c内的pd元件81的正前方,会聚透过反射镜m之后的荧光l3。球透镜40a~40c均为球形且具有相同大小,但形状及大小的关系并非一定限定于此。例如,也可使用凸透镜代替球透镜40a~40c。

如图3及图4所示,球透镜40a~40c分别以橡胶制o形圈41a~41c加以固定。o形圈41a~41c为环状构件,因此在中心具有开口,它们的开口均面向激发光l1、l2或荧光l3的传播方向。因此,o形圈41a~41c分别为球透镜40a~40c的透镜承接件,且还作为入射至球透镜40a~40c的激发光l1、l2或荧光l3的光圈发挥功能。尤其是荧光l3,由于是散射光,因此较理想为在pd元件81的近前将光加以会聚,而球透镜40c兼具光圈的功能,由此,无须在荧光检测模块3内以另一构件的形式配置光圈。这一点在荧光检测模块3的小型化以及零件数量及制造成本的削减上比较有利。

光学滤光片50a是使激发光l1、l2透过、拦截荧光l3波段的光的滤光片。例如,在将激发光l1、l2的峰值波长设为405nm及465nm来检测牙垢的情况下,源于牙垢的荧光l3的波段为620~690nm左右,因此宜使用拦截500nm以上波长的光的滤光片作为光学滤光片50a。光学滤光片50a以光能够透过的方式被在中心开有孔的缓冲橡胶51a和球透镜40a夹住,固定在开口11a内的球透镜40a的正下方。

光学滤光片50c是用于拦截荧光l3以外的波段的光的滤光片。在检测牙垢的情况下,宜使用拦截除620~690nm以外的波段的光的滤光片作为光学滤光片50c。光学滤光片50c同样被在中心开有孔的缓冲橡胶51c和球透镜40c夹住,固定在开口11c内相较于球透镜40c而言靠开口11b侧的位置。由于球透镜40a、40c以及光学滤光片50a、50c分别被橡胶制o形圈41a、41c和缓冲橡胶51a、51c夹住,因此耐冲击性提高。

图7为反射镜架60的立体图。反射镜架60是供反射镜m固定的框体(支承构件),以将图7所示的端部60a朝向上侧、将端部60b朝向下侧的方式插入至壳体10的槽部14内。端部60a上形成的凹部61是用于穿过图3及图4所示的螺钉91的螺钉槽。反射镜m为分束器的一例,由分色镜或半反射镜构成,粘接至在壳体10内成为下侧的反射镜架60的靠端部60b的位置。反射镜m将在光路12a中传播的激发光l1、l2的大部分朝光路12b反射,而且使通过光路12b而入射的荧光l3透过。再者,作为分束器,例如也可使用棱镜型反射镜代替平面型反射镜m,其形状无特别限定。

图3及图4所示的固定构件70是为了固定球透镜40b而按压o形圈41b的构件,以覆盖开口11b的方式安装。固定构件70在中央具有开口71,在开口71内固定图1所示的探头光纤4的后端4b。

受光部基板80是供pd元件81安装的基板,与固定构件30一样,具有在内部的圆形空间内配置球透镜40c和o形圈41c的环状壁部,以这部分收纳在开口11c中而覆盖开口11c的方式安装至壳体10的侧面。pd元件81固定在受光部基板80上的光路12c的延长线上的位置。pd元件81为受光元件的一例,接收透过光学滤光片50c及球透镜40c之后的荧光l3而生成与其强度相应的光电流,并输出至电路基板5。

盖件90是安装至壳体10的开口11c侧的侧面而覆盖受光部基板80的构件,通过贯通盖件90和受光部基板80的螺钉91与受光部基板80一起固定在壳体10上。螺钉91为固定件的一例,具有如下长度:在已插入到图5的(b)所示的螺孔15中的状态下,如图3及图4所示,从盖件90越过槽部14而延伸到固定构件30的环状壁部31近前。因此,反射镜架60也被螺钉91夹持在槽部14内。即,在荧光检测模块3中,反射镜架60、受光部基板80以及盖件90这3个构件同时被1根螺钉91固定。通过这样的反射镜架60和螺钉91的配置,无须利用3根螺钉来分别固定3个构件,因此能使荧光检测模块3相应地小型化。

再者,只要能固定上述3个构件,固定件也可为小螺丝、销杆等,其种类无特别限定。

图8为在光路12b、12c中传播的光的概念图。图8中,将壳体10内的反射镜m的周边放大并以大量实线示意性地展示了从光纤侧的光路12b去往受光侧的光路12c的荧光。来自试样的荧光为漫射光(散射光),因此不会全部沿光路12c的方向传播,一部分朝光源侧的光路12a或其相反侧的杂散光吸收孔13侧反射或折射,在反射镜m周围的空间内产生损失。因此,在荧光检测模块3中,光路12c的内径dc比光路12b的内径db大。由此,与使内径db、dc相同的情况相比,pd元件81上的受光量增多,所以荧光l3的传播效率(也就是荧光检测装置1的检测灵敏度)提高。

若可以利用球透镜40b充分会聚来自试样的入射光,则并非一定要使内径dc大于内径db,但在该情况下,要在开口11a~11c处使用不同种类(大小)的透镜,导致制造成本升高。通过使用相同大小的球透镜作为3个球透镜40a~40c而且使内径dc大于内径db,可以在削减零件的种类而抑制制造成本的情况下提高荧光的传播效率。

杂散光吸收孔13像图3及图4所示那样设置在壳体10的下表面,荧光检测模块3以使下表面朝下的方式设置在荧光检测装置1的主体外壳2内。此外,如图1所示,状态显示led7配置在主体外壳2的上侧。即,杂散光吸收孔13和状态显示led7分别配置在主体外壳2的相互相对的面上。若将杂散光吸收孔13和状态显示led7配置在主体外壳2的同一侧,则状态显示led7的光会进入杂散光吸收孔13而变为噪声,而两者在本发明中是配置在相反的位置上,因此状态显示led7的发光对检测的影响得到抑制。

图9的(a)~图9的(c)为荧光检测装置1的电路构成的说明图。其中,图9的(a)示意性地展示了光源基板20、受光部基板80、fpc6a、6c以及电路基板5的连接关系。如图9的(a)所示,fpc6a电性连接光源基板20与电路基板5,fpc6c电性连接受光部基板80与电路基板5。fpc6c上搭载有将来自pd元件81的光电流转换为电压的电流电压转换电路(跨阻放大器)。

图9的(b)及图9的(c)分别为电路基板5的示意性俯视图及仰视图。电路基板5上安装的电路元件包括带通滤波器52、锁定放大器53、57、a/d转换器54、58、led驱动器55以及cpu56(微电脑)。其中,带通滤波器52及锁定放大器53、57为模拟元件,a/d转换器54、58为模数混存元件,led驱动器55及cpu56为数字元件。

荧光检测装置1使用2相的锁定放大器来检测荧光强度,因此,电路基板5具有2个系统的(2组)锁定放大器和a/d转换器。模拟电路与数字电路较理想为分离配置,但电路基板5上它们有2个系统,因此,若全部都放在基板的1面上,则配置会变得复杂。此外,例如若以分开的方式将模拟电路配置在基板的上表面、将数字电路配置在基板的下表面,则电源布线的处理会变得困难。因此,在电路基板5上,2个系统的锁定放大器和a/d转换器在上表面和下表面各配置有1个系统。即,在电路基板5的上表面配置有用于检测照射激发光l1时的荧光l3的强度的第1控制电路,在电路基板5的下表面配置有用于检测照射激发光l2时的荧光l3的强度的第2控制电路。

另外,在电路基板5上,是在离荧光检测模块3较近的图中左侧配置模拟元件即带通滤波器52及锁定放大器53、57,在离电池9较近的图中右侧配置数字元件即led驱动器55及cpu56,在两者的中央附近配置对模拟和数字两方进行处理的a/d转换器54、58。即,模拟元件分开安装在电路基板5的上表面及下表面上的一侧,数字元件分开安装在电路基板5的上表面及下表面上的另一侧。图9的(b)及图9的(c)中的符号5a、5b分别表示上表面的模拟电路及数字电路(第1控制电路),符号5c、5d分别表示下表面的模拟电路及数字电路(第2控制电路),符号5e表示电源电路。

通过这样的配置,可以容易地分离模拟电路与数字电路,与将所有元件配置在基板的一面的情况相比,基板的面积减小,因此还获得小型化的效果。

再者,图9的(c)中的符号8为操作开关,符号5f是用于将有无检出等荧光检测装置1的状态通知使用者的蜂鸣器。蜂鸣器5f为噪声源,因此,在电路基板5的下表面上配置在离模拟电路5c侧最远的电源电路5e附近。虽未图示,但状态显示led7是配置在上表面侧的模拟电路5a中的带通滤波器52与锁定放大器53之间。

以上说明过的荧光检测模块3体型小且重量轻,可以同轴进行激发光的照射和荧光的检测。若将包含荧光检测模块3的荧光检测装置1用作牙科用检查装置,则通过将探头光纤4插入至例如难以目视的牙齿的间隙或深部等,可以从远离的位置检测到检测对象试样所生成的微弱荧光和其光学特性的变化。通过使用可见光波段的led作为光源,安全性得到确保,耗电也减少。还可以通过滤光处理来拦截环境光,因此荧光检测装置1不挑检测场所,在生活环境下也可以使用。再者,led封装件21的发光波长和光学滤光片50a、50c的特性可以根据检测对象来自由选择,作为检查光,也可以检测反射光等荧光以外的光。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1