(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応中の溶液である対象溶液が存在する対象セルを通過した対象光、および反応前の溶液である参照溶液が存在する参照セルを通過する参照光それぞれを伝送する光伝送路を備え、前記光伝送路から得られる対象光および参照光それぞれの偏光状態を計測し、対象光の計測結果および参照光の計測結果を用いて前記対象溶液の状態を検出する検出装置であって、
前記光伝送路から得られる対象光および参照光それぞれの偏光状態を計測する計測部を備え、前記対象セルと前記計測部とが異なる空間に配されており、
前記対象セルおよび前記参照セルを含む筐体の内部に、化学反応装置が含まれており、
前記参照溶液が前記参照セルを流れた後に前記化学反応装置を通過し、通過後の溶液が前記対象溶液となって前記対象セルを流れ、
前記計測部による前記対象光の計測結果と前記参照光の計測結果との差に基づいて、前記対象溶液における反応の進行程度を検出することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記光伝送路は光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記対象光および参照光は光合波素子を介して前記光伝送路に送られることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項４】
前記光合波素子はファイバカプラであることを特徴とする請求項３記載の検出装置。
【請求項５】
２つの導光路の一方によって導かれた光を前記対象セルへの入力光として用い、他方によって導かれた光を前記参照セルへの入力光として用い、各導光路は、前記対象セルを含む筐体の内部からその外部に引き出されていることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
【請求項６】
同一の導光路によって導かれた光を、前記対象セルおよび前記参照セルへの入力光として用い、前記導光路は、前記対象セルを含む筐体の内部からその外部に引き出されていることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
【請求項７】
前記導光路によって導かれた光を、前記対象セル側への光と、前記参照セル側への光とに分ける光分波素子を備えることを特徴とする請求項６記載の検出装置。
【請求項８】
前記導光路は、偏光保持方式の光ファイバであることを特徴とする請求項６または７記載の検出装置。
【請求項９】
反応中の溶液である対象溶液が存在する対象セルを通過した対象光、および反応前の溶液である参照溶液が存在する参照セルを通過する参照光それぞれを同一の光伝送路によって前記対象セルが配置された空間の外部に伝送し、前記光伝送路から得られる対象光および参照光それぞれの偏光状態の計測結果を用いて前記対象溶液の状態を検出する検出方法であって、
前記対象セルと異なる空間に配置された計測部によって、前記光伝送路から得られる対象光および参照光それぞれの偏光状態を計測し、
前記対象セルおよび前記参照セルを含む筐体の内部に、化学反応装置が含まれており、
前記参照溶液が前記参照セルを流れた後に前記化学反応装置を通過し、通過後の溶液が前記対象溶液となって前記対象セルを流れ、
前記計測部による前記対象光の計測結果と前記参照光の計測結果との差に基づいて、前記対象溶液における反応の進行程度を検出することを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の状態を検出する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光照射を受けた試料から発せられた試料ビームと基準ビームとを計測することで、試料中の被検体の濃度を検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７５６４０号公報（１９９６年３月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検出の対象物の特性によっては、対象物と計測系とを離隔する必要がある（例えば、防爆構造が要求される場合）が、このように両者の離隔によって適切な検出が行われなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物と計測系とを離隔する場合でも適切な検出が可能な検出装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本検出装置は、対象物が存在する対象セルを通過した対象光、および前記対象セルを通過していない参照光それぞれを伝送する光伝送路を備え、前記光伝送路から得られる対象光および参照光それぞれの偏光状態を計測し、対象光の計測結果および参照光の計測結果を用いて対象物の状態を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本検出装置によれば、対象物と計測系とを離隔する場合にも適切な検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１の検出装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係る検出装置の別構成を示す模式図である。
【図３】実施形態１において、光伝送路に伝送用光ファイバを用いた場合を示す模式図である。
【図４】実施形態２において、光中継路に中継用光ファイバを用いた場合を示す模式図である。
【図５】実施形態２において、光中継路に空気セルを用いた場合を示す模式図である。
【図６】実施形態２において、光中継路に参照溶液セルを用いた場合を示す模式図である。
【図７】実施形態２において、光中継路にフロー型の参照溶液セルを用いた場合の構成を示す模式図である。
【図８】実施形態３において、光合波素子にファイバカプラを用いた場合を示す模式図である。
【図９】実施形態３において、光合波素子に逆ビームスプリッタを用いた場合を示す模式図である。
【図１０】実施形態４において、入力部に２本の導光用光ファイバを用いた場合を示す模式図である。
【図１１】実施形態４において、入力部に１本の導光用光ファイバを用いた場合を示す模式図である。
【図１２】実施形態４において、入力部に１本の導光用偏光保持光ファイバを用いた場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図１〜図１２に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００１０】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の検出装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、検出装置１０は、光源部２０、導光部３０、対象セル３、光中継路４、光合波素子５、光伝送路６、計測部８、および解析部９とを備える。光源部２０は、ＬＥＤ等の発光素子と、レンズ等の光学機器とを含み、計測部８はＣＭＯＳ等のイメージセンサを含み、解析部９はプロセッサを含む。
【００１１】
光源部２０から発せられた光は、導光部３０を通り、入力光Ｘとして対象セル３（対象物Ｋを含む）および光中継路４（対象物Ｋを含まない）それぞれに入射する。対象セル３の対象物Ｋを通って対象セルから出射した対象光Ｙ１、および光中継路４から出射した参照光Ｚ１は、光合波素子５で合波された後に同一の光伝送路６によって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光Ｚ２として計測部８に入射する。
【００１２】
ここでは、対象セル３および光中継路４は第１空間に配され、光源部２０、計測部８および解析部９は第２空間に配され、第１空間の光合波素子５と第２空間の計測部８とが、第１から第２空間に引き出された光伝送路６によって接続されている。
【００１３】
計測部８は、光伝送路から得られた対象光Ｙ２および参照光Ｚ２それぞれの偏光状態を計測し、解析部９が対象光Ｙ２の計測結果および参照光Ｚ２の計測結果を用いて対象物Ｋの状態を判定する。
【００１４】
具体的には、図１に示すように、対象光Ｙ２の計測結果Ｒｃ（入力光Ｘと対象光Ｙ２との偏光状態の差）には、対象物Ｋでの偏光状態の変化Ｒａ（入力光Ｘと対象光Ｙ１との偏光状態の差）、および光伝送路６での偏光状態の変化Ｒｂ（対象光Ｙ１と対象光Ｙ２との偏光状態の差）が含まれているところ、参照光Ｚ２の計測結果（入力光Ｘと参照光Ｚ２との偏光状態の差）から光伝送路６での偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象物Ｋでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象物Ｋの状態を判定することができる。
【００１５】
対象セル３が配される第１空間が、可燃性の対象物Ｋが流れるパイプラインの内部のような場合には、火花等のおそれのある計測部８をパイプラインの外部（第２空間）に配する防爆構造が要求されることがあるが、このような場合でも、検出装置１０によれば対象物Ｋの状態を適切に検出することができる。
【００１６】
入力光Ｘの対象セル３および光中継路４それぞれへの入射タイミングは、時分割（別タイミング）でもよいし、計測側で対象光Ｙ２および参照光Ｚ２を分離できるように光合波素子５および光伝送路６が構成されている場合には同時でもよい。
【００１７】
図１では、光中継路４で偏光状態の変化がない構成としているが、これに限定されない。光伝送路６での偏光状態の変化とは違って光中継路４での偏光状態の変化はあらかじめ把握することができる。そこで、図２のように、光中継路４での偏光状態の変化ｒが既知である構成では、参照光Ｚ２の計測結果Ｒｄ（入力光Ｘと参照光Ｚ２との偏光状態の差）からｒを除くことで光伝送路６での偏光状態の変化Ｒｂが算出される。そして、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象物Ｋでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象物Ｋの状態を判断することができる。
【００１８】
光伝送路６には、図３のように伝送用光ファイバ６ａを用いることができる。この場合、参照光Ｚ２の計測結果（入力光Ｘと参照光Ｚ２との偏光状態の差）から伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象物Ｋでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象物Ｋの状態を判定することができる。
【００１９】
なお、シングルモード光ファイバでは応力等によって偏光状態が変化し、偏光保持光ファイバでは、直交成分の伝播速度差による偏光変換効果(ビート長ごと)を考慮する必要がある。このため、対象セル３と計測部８を空間的に分離する場合には、伝送用光ファイバとしていずれの光ファイバを用いても対象光のみの測定では対象物Ｋの状態の適切な検出が難しいことが見出されている。
【００２０】
〔実施形態２〕
実施形態２では、図４のように、第１空間を、例えば可燃性の対象溶液Ｌが流れるパイプラインの筐体内部とし、第２空間をその筐体外部とし、対象セルには、対象溶液Ｌが矢印のように流れるフローセル３ａを用い、光伝送路には伝送用光ファイバ６ａを用い、光合波素子５および計測部８を、パイプラインの筐体内からその筐体外に引き出された伝送用光ファイバ６ａによって接続する。
【００２１】
図４の構成では、光中継路に中継用光ファイバ４ａを用いている。この場合、入力光Ｘは、フローセル３ａおよび中継用光ファイバ４ａそれぞれに入射する。対象セル３の対象溶液Ｌを通ってフローセル３ａから出射した対象光Ｙ１、および中継用光ファイバ４ａから出射した参照光Ｚ１は、光合波素子５で合波された後に同一の伝送用光ファイバ６ａによって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光Ｚ２として計測部８に入射する。
【００２２】
そして、参照光Ｚ２の計測結果から伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象溶液Ｌでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象溶液Ｌの状態を判定することができる。
【００２３】
ここでは、中継用光ファイバ４ａ（例えば、シングルモード光ファイバ）を屈曲しないように十分に固定し、中継用光ファイバ４ａで把握不能な偏光状態の変化が生じないようにする。
【００２４】
また、中継用光ファイバ４ａにて既知である偏光状態の変化ｒが生じる場合には、参照光Ｚ２の計測結果Ｒｄからｒを除くことで伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂを算出すればよい。なお、ｒはパイプライン内の温度等の環境パラメータによっても変動するため、解析部９に、環境パラメータと、中継用光ファイバ４ａでの偏光状態の変化ｒとを対応付けるテーブルを準備しておいてもよい。
【００２５】
実施形態２の検出装置１０によれば、フローセル３ａをパイプラインの筐体内に配する一方、計測部８および光源部２０をパイプラインの筐体外に配する防爆構造としながら、フローセル３ａ内の対象溶液Ｌの状態を適切に検出することができる。
【００２６】
実施形態２では、図５に示すように、光中継路に空気セル４ｂ（ブランクセル）を用いてもよい。この場合、入力光Ｘは、フローセル３ａおよび空気セル４ｂそれぞれに入射する。対象セル３の対象溶液Ｌを通ってフローセル３ａから出射した対象光Ｙ１、および空気セル４ｂから出射した参照光Ｚ１は、光合波素子５で合波された後に同一の伝送用光ファイバ６ａによって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光Ｚ２として計測部８に入射する。
【００２７】
そして、参照光Ｚ２の計測結果から伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象溶液Ｌでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象溶液Ｌの状態を判定することができる。
【００２８】
実施形態２では、図６に示すように、光中継路に参照溶液セル４ｃを用いてもよい。この場合、入力光Ｘは、フローセル３ａおよび参照溶液セル４ｃそれぞれに入射する。対象セル３の対象溶液Ｌを通ってフローセル３ａから出射した対象光Ｙ１、および参照溶液セル４ｃの参照溶液Ｓを通って参照溶液セル４ｃからから出射した参照光Ｚ１は、光合波素子５で合波された後に同一の伝送用光ファイバ６ａによって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光Ｚ２として計測部８に入射する。
【００２９】
そして、参照光Ｚ２の計測結果から伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象溶液Ｌでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象溶液Ｌの状態を判定することができる。
【００３０】
ここでは、参照溶液セル４ｃにて偏光状態の変化ｒｓが生じるため、ｒａをあらかじめ把握しておき、参照光Ｚ２の計測結果Ｒｅからｒｓを除くことで伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂを算出すればよい。なお、ｒｓはパイプライン内の温度等の環境パラメータによっても変動するため、解析部９に、環境パラメータと、参照溶液セル４ｃでの偏光状態の変化ｒｓとを対応付けるテーブルを準備しておいてもよい。
【００３１】
なお、対象溶液Ｌが反応中の溶液であり、参照溶液Ｓが反応前の溶液であって、対象溶液Ｌの反応の進行程度を検出するような場合には、対象溶液Ｌでの偏光状態の変化Ｒａと参照溶液Ｓでの偏光状態の変化ｒｓとの差をみればよく、この差は、対象光Ｙ２の計測結果Ｒｃと参照光Ｚ２の計測結果Ｒｅとの差に等しい。よって、前記のようにＲｃの補正を行うことなく、ＲｃとＲｅとから対象溶液Ｌの反応の進行程度を検出することも可能である。
【００３２】
図６の変形例として、図７のように参照溶液セル４ｃをフロー型とし、まずは図７（ａ）のように、反応前の溶液である参照溶液Ｓをフロー型の参照溶液セル４ｃ内に導入し、入力光Ｘを参照溶液Ｓに入射させることで参照光Ｚ２の計測を行い、その後、図７（ｂ）のように、反応中あるいは反応後の溶液の対象溶液Ｌをフローセル３ａに導入し、入力光Ｘを対象溶液Ｌに入射させることで対象光Ｙ２の計測を行うことも可能である。図７にかかる具体的な例として、例えば、パイプライン筐体内に化学反応装置が含まれおり、反応前の参照溶液Ｓが流れた後に化学反応装置を通過し、反応後の溶液が対象溶液Ｌとなるような場合が想定される。
【００３３】
〔実施形態３〕
実施形態３では、図８のように、第１空間を、例えば可燃性の対象溶液Ｌが流れるパイプラインの筐体内部とし、第２空間をその筐体外部とし、対象セルには、対象溶液Ｌが矢印のように流れるフローセル３ａを用い、光合波素子にはファイバカプラ５ａを用い、光伝送路には伝送用光ファイバ６ａを用い、ファイバカプラ５ａと計測部８とを、パイプラインの筐体内からその筐体外に引き出された伝送用光ファイバ６ａによって接続する。
【００３４】
図８の構成では、入力光Ｘは、フローセル３ａおよび光中継路４それぞれに入射する。対象セル３の対象溶液Ｌを通ってフローセル３ａから出射した対象光Ｙ１、および光中継路４から出射した参照光Ｚ１は、ファイバカプラ５ａで合波された後に同一の伝送用光ファイバ６ａによって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光Ｚ２として計測部８に入射する。
【００３５】
そして、参照光Ｚ２の計測結果から伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象溶液Ｌでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象溶液Ｌの状態を判定することができる。なお、光中継路４にて既知である偏光状態の変化ｒが生じる場合には、参照光Ｚ２の計測結果Ｒｄからｒを除くことで伝送用光ファイバ６ａでの偏光状態の変化Ｒｂを算出すればよい。
【００３６】
このように、光合波素子にファイバカプラ５ａを用いることで、光合波のための光学系の構築が容易になり、光合波の安定性も得られる。ただし、ファイバカプラ５ａの二股部分については、それぞれを同等かつ十分に固定し、両者の間で偏光状態の変化に差がでないようにする。
【００３７】
実施形態３の検出装置１０によれば、フローセル３ａをパイプラインの筐体内に配する一方、計測部８および光源部２０をパイプラインの筐体外に配する防爆構造としながら、フローセル３ａ内の対象溶液Ｌの状態を適切に検出することができる。
【００３８】
図８の構成では光合波素子にファイバカプラ５ａを用いているが、これに限定されない。図９のように光合波素子に逆ビームスプリッタ５ｂを用いることもできる。逆ビームスプリッタ５ｂは、光分波用のビームスプリッタの入光側と出光側を逆使いしたものであり、２つの光（対象光Ｙ１と参照光Ｚ１）を合波することができる。
【００３９】
このように、光合波素子に逆ビームスプリッタ５ｂを用いることで、対象光および参照光間でファイバ伝送経路が同一（伝送用光ファイバ６ａ）となり、前記補正の精度がより高められる。また、逆ビームスプリッタ５ｂを導光部３０の光学系（後述）に整合させることで補償効果を図ることもできる。
【００４０】
〔実施形態４〕
実施形態１の光源部２０および導光部３０は、例えば図１０のように構成することができる。すなわち、光源部２０は発光素子２１、レンズ２２・２３および光スイッチ素子２７・２８を含み、導光部３０は、２本の導光用光ファイバ３１・３２および偏光子３５を含む。この構成では、光源部２０において光スイッチ素子２７・２８を排他的に（例えば、順次に）ＯＮし、導光用光ファイバ３１・３２に対して別タイミングで光を入射させることで、対象セル３を通過した対象光Ｙ２と、光中継経路４を通過した参照光Ｚ２とを別々に計測することができる。
【００４１】
具体的には、発光素子２１から発せられた２つの光の一方は、レンズ２２および光スイッチ素子２７を介して導光用光ファイバ３１に入射し、導光用光ファイバ３１および偏光子３５を通って対象セル３への入力光Ｘとなり、他方は、レンズ２３および光スイッチ素子２８を介して導光用光ファイバ３２に入射し、導光用光ファイバ３２および偏光子３５を通って光中継路４への入力光Ｘとなる。
【００４２】
図１０の構成は、導光部３０の光学系の構築が容易であり、自由度も高い。また、導光用光ファイバが２本設けられているため、２つの入力光の入射タイミングを独立に制御することも容易である。ただし、２本の導光用光ファイバ３１・３２については、それぞれを同等かつ十分に固定し、両者の間で偏光状態の変化に差がでないようにする。
【００４３】
なお、図１０の光源部２０および導光部３０の構成は、実施形態２・３にも適用することができる。
【００４４】
実施形態１の光源部２０および導光部３０は、図１１のように構成することもできる。すなわち、光源部２０は、波長λａの光を発する発光素子２１ａ、波長λｂの光を発する発光素子２１ｂ、レンズ２２・２３、および光スイッチ素子２７・２８を含み、導光部３０は、１本の導光用光ファイバ３３、光分波素子３６、および波長フィルタ３７ａ・３７ｂを含む。波長フィルタ３７ａは、対象セル３の直前に配され、波長λａの光を通過させて波長λｂの光を遮断する。波長フィルタ３７ｂは、光中継路４の直前に配され、波長λｂの光を通過させて波長λａの光を遮断する。
【００４５】
この構成では、光源部２０において光スイッチ素子２７・２８を排他的に（例えば、順次に）ＯＮし、導光用光ファイバ３３に対して波長λａの光および波長λｂの光を別タイミングで光を入射させ、かつ波長フィルタ３７ａ・３７ｂでフィルタリングすることで、対象セル３を通過した対象光Ｙ２と、光中継経路４を通過した参照光Ｚ２とを別々に計測することができる。
【００４６】
具体的には、発光素子２１ａから発せられた波長λａの光は、レンズ２２および光スイッチ素子２７を介して導光用光ファイバ３３に入射し、導光用光ファイバ３３を通って光分波素子３６にて２つの光に分けられる。光分波素子３６から出射した２つの光の一方は波長フィルタ３７ａを通過して対象セル３への入力光Ｘとなり、他方は、波長フィルタ３７ｂによって遮断される（光中継路４には入射しない）。
【００４７】
また、発光素子２１ｂから発せられた波長λｂの光は、レンズ２３および光スイッチ素子２８を介して導光用光ファイバ３３に入射し、導光用光ファイバ３３を通って光分波素子３６にて２つの光に分けられる。光分波素子３６から出射した２つの光の一方は波長フィルタ３７ｂを通過して光中継路４への入力光Ｘとなり、他方は、波長フィルタ３７ａによって遮断される（対象セル３には入射しない）。
【００４８】
なお、光分波素子３６としては、ファイバカプラやビームスプリッタを用いることができる。なお、ファイバカプラを用いる場合には、二股部分それぞれを同等かつ十分に固定し、両者の間で偏光状態の変化に差がでないようにする。
【００４９】
図１１の構成では、導光部３０に１本の導光用光ファイバを用いているため、偏光状態の揃った２つの光を入力光Ｘとして利用することができる。
【００５０】
なお、図１１の光源部２０および導光部３０の構成は、実施形態２・３にも適用することができる。
【００５１】
実施形態１の光源部２０および導光部３０は、図１２のように構成することもできる。すなわち、光源部２０は発光素子２１、レンズ２２・２３、偏光子２５・２６、および光スイッチ素子２７・２８を含み、導光部３０は、１本の偏光保持モード光ファイバである導光用偏光保持ファイバ３４、ビームスプリッタ３８、および偏光子３９ａ・３９ｂを含む。
【００５２】
この構成では、光源部２０において光スイッチ素子２７・２８を排他的に（例えば、順次に）ＯＮし、偏光の異なる２つの光を導光用偏光保持ファイバ３４に対して別タイミングで光を入射させることで、対象セル３を通過した対象光Ｙ２と、光中継経路４を通過した参照光Ｚ２とを別々に計測することができる。
【００５３】
具体的には、発光素子２１から発せられ、レンズ２２、偏光子２５、および光スイッチ素子２７を通過した光は、第１偏光の状態で導光用偏光保持ファイバ３４に入射し、導光用偏光保持ファイバ３４を通ってビームスプリッタ３８にて２つの光に分けられ、その一方が偏光子３９ａを通過し、第１偏光の状態の入力光Ｘとして対象セル３へ入射する（他方は偏光子３９ｂで遮断され、光中継路４には入射しない）。また、発光素子２１から発せられ、レンズ２３、偏光子２６、および光スイッチ素子２８を通過した光は、第２偏光の状態で導光用偏光保持ファイバ３４に入射し、導光用偏光保持ファイバ３４を通ってビームスプリッタ３８にて２つの光に分けられ、その一方が偏光子３９ｂを通過し、第２偏光の状態の入力光ｘとして光中継路４へ入射する（他方は偏光子３９ａで遮断され、対象セル３には入射しない）
ここでは、偏光子２５および光スイッチ素子２７を介して導光用偏光保持ファイバ３４に入射する光の偏光軸と、偏光子２６および光スイッチ素子２８を介して導光用偏光保持ファイバ３４に入射する光の偏光軸とを互いに直交させて導光用偏光保持ファイバ３４の２つの軸に合わせることで、互いに独立した光伝搬を行うことができる。
【００５４】
この場合、入力光Ｘは対象セル３に入射し、入力光ｘは光中継路４に入射する。対象セル３の対象物Ｋを通って対象セル３から出射した対象光Ｙ１、および光中継路４から出射した参照光ｚ１は、光合波素子５で合波された後に同一の光伝送路６によって伝送され、それぞれ対象光Ｙ２および参照光ｚ２として計測部８に入射する。
【００５５】
そして、参照光ｚ２の計測結果から光伝送路６での偏光状態の変化Ｒｂが得られるため、対象光Ｙ２の計測結果ＲｃからＲｂを除く補正を行うことで対象物Ｋでの偏光状態の変化Ｒａが算出され、Ｒａに基づいて対象物Ｋの状態を判定することができる。
【００５６】
図１２の構成では、導光部３０に１本の導光用偏光保持ファイバ３４を用いているため、導光部３０での偏光状態の変化が無視できる２つの光を入力光Ｘおよび入力光ｘとして利用することができる。また、光合波素子５の光学系と組み合わせた補償も可能となる。
【００５７】
なお、図１２の光源部２０および導光部３０の構成は、実施形態２・３にも適用することができる。
【００５８】
〔まとめ〕
検出装置１０は、対象物Ｋが存在する対象セル３を通過した対象光Ｙ１、および対象セル３を通過していない参照光Ｚ１それぞれを伝送する光伝送路６を備え、光伝送路６から得られる対象光Ｙ２および参照光Ｚ２それぞれの偏光状態を計測し、対象光Ｙ２の計測結果および参照光Ｚ２の計測結果を用いて対象物Ｋの状態を検出することを特徴とする。
【００５９】
このように、対象光Ｙ１および参照光Ｚ１それぞれを伝送する共通の光伝送路６を設け、対象光Ｙ２の計測結果および参照光Ｚ２の計測結果を用いて対象物Ｋの状態を検出することで、対象物Ｋと計測系（計測部８等）とを離隔する場合にも適切な検出が可能となる。
【００６０】
検出装置１０では、光伝送路６から得られる対象光Ｙ２および参照光Ｚ２それぞれの偏光状態を計測する計測部８を備え、対象セル３と計測部８とが異なる空間に配されていてもよい。
【００６１】
検出装置１０では、参照光Ｚ２の計測結果を用いて対象光Ｙ２の計測結果の補正を行うことができる。
【００６２】
検出装置１０では、前記補正によって、対象光Ｙ２の計測結果から光伝送路６での偏光状態の変化を除くことができる。
【００６３】
検出装置１０では、光中継路４を備え、光中継路４を通過した参照光Ｚ１が光伝送路６にて伝送される構成とすることができる。
【００６４】
検出装置１０では、光中継路４を、空気が存在するブランクセル（空気セル４ｂ）または参照物が存在する参照セル（参照溶液セル４ｃ）とすることができる。
【００６５】
検出装置１０では、光伝送路６は光ファイバとすることができる。
【００６６】
検出装置１０では、光伝送路６は、対象セル３を含む筐体（例えば、パイプラインの筐体）の内部からその外部に引き出されている構成とすることができる。
【００６７】
前記筐体の内部では、液体である対象物（対象溶液Ｌ）が対象セル３内を流れている構成とすることができる。
【００６８】
検出装置１０では、対象光Ｙ１および参照光Ｚ１は光合波素子５を介して光伝送路６に送られる構成とすることができる。
【００６９】
検出装置１０では、光合波素子５をファイバカプラとすることもできる。
【００７０】
検出装置１０では、２つの導光路の一方（導光用光ファイバ３１）によって導かれた光を前記対象セル３への入力光Ｘとして用い、他方（導光用光ファイバ３２）によって導かれた光を光中継路４への入力光Ｘとして用い、各導光路は、対象セル３を含む筐体（パイプラインの筐体）の内部からその外部に引き出されている構成とすることができる。
【００７１】
検出装置１０では、同一の導光路（導光用偏光保持ファイバ３４）によって導かれた光を、対象セル３および光中継路４への入力光（Ｘ・ｘ）として用い、前記導光路は、対象セル３を含む筐体の内部からその外部に引き出されている構成とすることができる。
【００７２】
検出装置１０では、前記導光路によって導かれた光を、対象セル３側への光と、前記光中継路４側への光とに分ける光分波素子３６を備える構成とすることもできる。
【００７３】
検出装置１０では、前記導光路は、偏光保持方式の光ファイバとすることもできる。
【００７４】
本検出方法は、対象物Ｋが存在する対象セル３を通過した対象光Ｙ１、および対象セル３を通過していない参照光Ｚ１それぞれを光伝送路６によって対象セル３が配置された空間の外部に伝送し、光伝送路６から得られる対象光Ｙ２および参照光Ｚ２それぞれの偏光状態の計測結果を用いて対象物Ｋの状態を検出するものである。
【００７５】
本検出方法によれば、対象光Ｙ１および参照光Ｚ１それぞれを伝送する共通の光伝送路６を設け、光伝送路６から得られる対象光Ｙ２および参照光Ｚ２の計測結果を用いて対象物Ｋの状態を検出することで、対象物Ｋと計測系（計測部８等）とを別空間に配する場合にも適切な検出が可能となる。
【００７６】
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態を技術常識に基づいて適宜変更したものやそれらを組み合わせて得られるものも本発明の実施の形態に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
３  対象セル
４  光中継路
４ａ  中継用光ファイバ
４ｂ  空気セル（ブランクセル）
４ｃ  参照溶液セル（参照セル）
５  光合波素子
５ａ  ファイバカプラ
５ｂ  逆ビームスプリッタ
６  光伝送路
６ａ  伝送用光ファイバ
８  計測部
９  解析部
１０  検出装置
２０  光源部
２１  発光素子
２２・２３  レンズ
２７・２８  光スイッチ素子
３０  導光部
３１〜３３  導光用光ファイバ（導光路）
３４  導光用偏光保持ファイバ（導光路）
３６  光分波素子
３７ａ  ３７ｂ  波長フィルタ
３８  ビームスプリッタ
３９ａ  ３９ｂ  偏光子
Ｋ  対象物
Ｓ  参照溶液
Ｌ  対象溶液
Ｙ１・Ｙ２  対象光
Ｚ１・Ｚ２  参照光
Ｘ  入力光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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