(57)【要約】      （修正有）【課題】装置が簡単で、測定に時間がかからない旋光度測定装置を提供する。【解決手段】光源１１と、光源からの光束を変調する旋光素子１３と、試料１６を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す偏光子１２Ｂと、偏光子透過後の光束の光強度を電気信号に変換する光電変換素子１７と、光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段１８を備える。【選択図】図１
2004279380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す偏光子と、該偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【請求項２】
光源と、該光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、前記試料及び前記４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す偏光子と、該偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する光電変換素子と、該光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【請求項３】
光源と、該光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、該第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して前記試料の後方に配置する光分岐素子と、該光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、該第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、前記第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と前記第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【請求項４】
光源と、該光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、前記試料及び前記４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、該第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して前記試料の後方に配置する光分岐素子と、該光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、該第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、前記第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と前記第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【請求項５】
光源と、該光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、該第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して前記試料の後方に配置する光分岐素子と、該光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、該第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、前記第一の光電変換素子と前記第二の光電変換素子のどちらか一方から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比が一定になるように、前記旋光素子の変調量を調整するフィードバック手段と、前記第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と前記第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【請求項６】
光源と、該光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、前記試料及び前記４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、該第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して前記試料の後方に配置する光分岐素子と、該光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、該第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、前記第一の光電変換素子と前記第二の光電変換素子のどちらか一方から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比が一定になるように、前記位相変調素子の変調量を調整するフィードバック手段と、前記第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と前記第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料中の旋光性物質、例えば糖類、アミノ酸、蛋白質、ビタミン等の濃度を非接触で測定する旋光度測定装置に関するものであり、被検試料として生体を含む散乱体、及び、尿、汗等の生体由来物質を高精度に測定する旋光度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試料による偏光面の回転角度、すなわち旋光角は、直線偏光を試料に入射させ、試料を透過した光束を検光子へ入射させ、フォトダイオードにより光電変換し、得られた信号から求めている。偏光子の透過軸に対する検光子の透過軸の傾きをθとし、試料による旋光角をαとすると、フォトダイオードで受光する光強度Ｉは、Ｉ＝Ｔ×Ｉ０ｃｏｓ（θ−α）２（式１）となる。ここで、Ｔは試料、偏光子及び検光子の反射や吸収による減衰全てを考慮した透過率、Ｉ０は入射光の強度を表す。式１より分かる様に、検光子の回転に伴い、回転角度π（ｒａｄ）毎に極小点が得られる。この極小点における検光子の角度より旋光角を求める事ができる。高精度・高感度化のために、偏光面振動方式が一般的に用いられており、以下、図６を用いて説明する。光源１２１から出射した単色光は、偏光子駆動回路１２９により周波数ｆ、角振幅θで振動している偏光子１２２に入射し、偏光面が回転振動する直線偏光になる。この光束を試料１２５に入射させ、検光子１２３を透過させると周波数ｆの信号がフォトダイオード１２４より得られる。このとき試料１２５の旋光度により、偏光面がαだけ回転しているとすると、偏光子１２２と検光子１２３を直交配置しておけば、試料１２５が右旋光か左旋光かにより位相の反転した信号が得られる。フォトダイオード１２４より得られる信号を増幅回路１２６で増幅し、整流／濾波回路１２７で同期・整流し、位相を求め、その位相に応じて、検光子駆動回路１２８を介して検光子１２３を正逆いずれかに回転させ、透過光量が最小となるように光学的零位法により検光子角度を決定する。平衡点における検光子角度が試料の旋光角に対応する。また、フォトダイオード１２４の信号を変調周波数ｆで位相検波し、周波数ｆの信号成分を取り出し、この信号強度を最小にするように検光子角度を調整しても同様の結果が得られる。
【０００３】
上記方式により、ノイズ成分の多い光強度出力より信号を効率良く抽出でき、散乱性試料内の旋光物質濃度を測定することもできる。
【０００４】
偏光面を振動・回転させる方法として、機械的に偏光子を回転させる方法の他、ファラデー効果を利用するファラデーローテータを用いる方法も行われており、例えば、磁場を印加しファラデー効果を利用した旋光度測定方法が、公開されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ファラデーローテータは、磁界の強さとともに偏光面が回転するファラデー効果を利用する旋光素子であり、ファラデー回転角θｆは試料の厚さｌ、磁界の強さＨに比例し、θｆ＝ＶｌＨ（式２）で表され、Ｖはヴェルデ定数と呼ばれる。ヴェルデ定数は、物質固有の係数であり、クラウンガラスにおいてはＶ＝２．４×１０−２（分／ｍ）となる。ファラデーローテータは要求される旋光角度の大きさと分解能により、心材を選択し、それにコイルを巻いた構成となり、コイルに流す電流で磁界の強さをコントロールし、旋光角度を変調する。
例えば、ヴェルデ定数１．６×１０−２（分／ｍ）のフリントガラスを用いた場合、１度の旋光角度を得るために式２より、Ｈ＝３．６×１０５（Ａ／ｍ）（ｌ＝１０ｍｍ）となり、巻線数にもよるが、数Ａの電流が必要となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１４５６０５号公報  （図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来は旋光度を求めるために、位相検波の手法を用いている。位相検波を行うためには、ロックインアンプを必要とし、試料からの周期信号と、それと同期している参照信号を乗算し、ローパスフィルターを透過させ、出力を求めている。また、求める信号強度を得るために、出力値が最大になるように、移相器により参照信号の位相をずらしてやる必要があり、この位相調整を正確に行うためには、出力値をモニターしながら、移相量を変えてやり、出力が零となる様にフィードバック操作を行い、そこから正確に９０度位相をずらすなどの操作が必要であり、位相調整に時間がかかる。また、参照信号に９０度位相差のある２つの信号を用い、上記のフィードバック操作を行わずに信号出力を求める方法もあるが、いずれにしても操作・回路が複雑になるという問題がある。
【０００８】
また、周期信号を得るために変調素子に与える駆動信号に対して、変調素子に応答遅れがある場合、駆動信号と測定信号間で位相検波を行っても、誤差が生じる場合がある。応答遅れが変調範囲内全域で一定である場合は、移相器により移相調整をすることにより誤差は生じないが、一般に、応答遅れは変調範囲内で一定ではないので、出力信号に誤差として重畳されてしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す偏光子と、偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１０】
また、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、試料及び前記４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す偏光子と、偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１１】
また、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して試料の後方に配置する光分岐素子と、光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と前記第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１２】
また、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、試料及び４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して試料の後方に配置する光分岐素子と、光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１３】
また、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する旋光素子と、試料を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して試料の後方に配置する光分岐素子と、光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、第一の光電変換素子と第二の光電変換素子のどちらか一方から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比が一定になるように、旋光素子の変調量を調整するフィードバック手段と、第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１４】
また、本発明の旋光度測定装置は、光源と、光源からの光束を変調する位相変調素子と、試料の前後に配置した４分の１波長板と、試料及び４分の１波長板を透過した光束の特定の偏光成分を取り出す第一の偏光子と、第一の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第一の光電変換素子と、光束進行方向に対して試料の後方に配置する光分岐素子と、光分岐素子により反射した光束の特定の偏光成分を取り出す第二の偏光子と、第二の偏光子を透過した光束の光強度を電気信号に変換する第二の光電変換素子と、第一の光電変換素子と第二の光電変換素子のどちらか一方から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比が一定になるように、位相変調素子の変調量を調整するフィードバック手段と、第一の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比と第二の光電変換素子から得られる電気信号の時系列で隣り合う波高の比から試料の旋光度を演算する手段とを備える旋光度測定装置である。
【００１５】
（作用）
一般に、試料に直線偏光を入射させ、偏光子を介して光電変換素子により電気信号に変換する場合、試料透過後の光速の偏光軸と偏光子の透過軸とのなす角度をθとすると、図４の大きな波形のように正弦波状に強度変化する。さらに、試料の手前で、正弦波状の旋光角度変調を加えた場合、偏光子固定で、図４の小さな波形のように正弦波状に強度変化する信号が得られる。光強度は旋光子の変調範囲の中心の値、もしくは偏光子の角度によって、得られる電気信号に違いが生じる。一般に変調周波数がｆの場合、得られる電気信号の周波数もｆとなるが、極値を跨ぐ範囲で変調を行う場合のみ、周波数２ｆの信号が得られる。
【００１６】
特に、極値を跨ぐ範囲で変調した場合、横軸に時間をとると図５に示すような電気信号が得られる。変調の中心値と極値が僅かにずれると、図５の実線から破線のように変化し、時系列に隣り合う２つの波の高さが異なる。試料を入れない状態で、極値を中心に振動変調されるように光学系を設定しておくと、試料が無い状態で時系列で隣り合う波高が同じになり、試料の旋光度により、極値と変調の中心値に僅かなずれが生じ、２つの波の高さの比、波高比が変化する。従って、波高比から試料の旋光度を求めることができる。
【００１７】
このとき、試料の手前に光分岐素子を配置しておけば、分岐された光束（参照光路）からも同様の信号（参照信号）が得られ、それぞれの信号の波高比の差異により、試料の旋光度を求めることができる。２つの信号を用いて試料の旋光度を演算することにより、試料の旋光度以外の影響をキャンセルでき、高精度な測定が可能となる。
【００１８】
また、散乱性の試料であり、試料信号がノイズに埋もれている場合でも、参照信号の周波数２ｆの信号と同期して信号を取り出すことができ、同期検波するのと同様の効果により、多数回測定の平均化を行うことにより、試料信号の旋光度の情報を抽出することができる。
【００１９】
また、参照信号の波高比が一定となるように旋光素子へフィードバックを行えば、試料信号の波高比のみから、簡単な演算で試料の旋光度を求めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して、好適な実施形態を挙げ、図を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の構成図を示している。光源１１から出射した光束は、偏光子１２Ａにより、直線偏光になる。次に、旋光素子１３に入射し、偏光面が僅かに回転する。旋光素子１３は液晶素子１４と４分の１波長板１５の組み合わせよりなっており、液晶駆動装置１９により駆動されている。旋光素子１３により僅かに旋光した透過光は、試料１６に入射し、偏光子１２Ｂを透過し、光電変換素子として機能するフォトダイオード１７で光強度に応じた電気信号、すなわち試料信号に変換される。
【００２２】
ここで、旋光素子１３の構成要素として用いた液晶素子１４は、液晶分子長軸が全て平行に並んだホモジニアス型の液晶素子であり、上下の電極間に電圧を印加していない場合は、ガラス基板と平行に液晶分子がならんでいる。液晶分子には屈折率異方性があり、液晶分子長軸及び短軸方向に平行な偏光成分間でΔｎだけ屈折率が異なる。ここで、上下の電極間に電圧を印加すると、電界に沿って液晶分子が立ち、電圧可変の複屈折素子として動作する。
【００２３】
この液晶素子１４に、液晶配向方向と４５度傾斜した直線偏光を入射させた場合、入射直線偏光は、液晶分子長軸と平行な電界成分と垂直な電界成分で、位相差２πΔｎ・ｄ／λ（ｄ：液晶層の厚さ、λ：波長）が生じ、偏光状態が変化し、直線偏光が楕円偏光になる。このとき、楕円偏光の方位角は入射直線偏光に平行（もしくは直交）となっている。リタデーションの大きさ、すなわち直交する偏光成分間の光路長差が、λ／２以下の場合、楕円偏光の楕円軸は入射直線偏光と一致する。ここで、楕円軸と一致するよう座標軸をとれば、直交する座標軸間の電界成分の位相差は常にπ（ｒａｄ）となり、４分の１波長板１５を配置することにより、直線偏光に変換できる。このとき、液晶素子１４より受けたリタデーション量に比例する角度だけ偏光面が回転し、旋光素子１３として動作させることができる。
【００２４】
液晶素子１４に印加する実効電圧を正弦波状に変化させ、位相変調を行い、旋光素子１３として旋光角度を正弦波状に振動駆動する。旋光角度の変調量に対して、光強度は図４の大きな正弦波のように変化する。試料が無い状態で、偏光子の透過軸の向きと液晶素子の変調量を調節し、変調範囲の中心値を信号の極小値に一致させると、液晶素子の変調周波数をｆとするとき、図４に示した周波数２ｆの信号が得られる。
【００２５】
ここで、試料を挿入し、試料による旋光が生じると、変調範囲の中心値が極値から僅かにずれ、時系列で隣り合う２つの波の高さが異なる。この信号をＡ／Ｄ変換し、演算装置１８に取り込み、それぞれの極値を求め、波高比を演算し、複数個の波高比データにより平均化を行う。測定する波の数を増やすことにより、より安定した波高比の測定が可能となり、測定時間の延長、変調周波数の増加により達成できる。このとき、あらかじめ試料の旋光度と波高比の相関を求めておけば、得られた信号の波高比から試料の旋光度を求めることができる。
【００２６】
ここでは、旋光素子として、液晶素子と４分の１波長板の組み合わせについて示したが、液晶素子をポッケルスセルなどの屈折率可変の素子に置き換えることも可能である。また、ファラデー素子の利用、偏光子を機械的に振動回転させる方法なども考えられる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の構成図を示している。光源１１から出射した光束は、偏光子１２Ａにより直線偏光になる。次に、液晶素子１４が配置されており、ホモジニアス型の液晶素子を用いている。液晶素子１４の液晶分子配向方向は、入射する直線偏光の偏光軸と４５度の角度を持っており、液晶素子に電圧を印加することにより、直交する偏光成分間で位相差を与える位相変調素子として動作させることができる。
【００２８】
これにより、入射した直線偏光は、楕円偏光に変換され、位相変調量を大きくするにつれ、楕円率が小さくなり、位相差がπ／２のときに円偏光となり、さらに変調量を大きくすると、入射した直線偏光と直交している楕円偏光となり、位相差がπのときに、再び直線偏光となる。従って、入射直線偏光に平行な透過軸を持った偏光子を介して光強度を観察すると、位相差２π（ｒａｄ）毎に明暗を繰り返す、正弦波状の信号が得られる。
【００２９】
次に、光分岐素子であるビームスプリッター２１で２光束に分岐され、透過光は４分の１波長板１５Ａを透過し、試料１６に入射する。液晶素子１４で変調された直交する２つの偏光成分は、４分の１波長板１５Ａにより、それぞれ右回りと左回りの円偏光に変換される。旋光は右回りと左回りの円偏光間の屈折率差によって生じるので、それぞれの円偏光は試料の旋光度に見合った位相変調を受け、旋光角がθ（ｒａｄ）の場合、２つの偏光成分間には２θ（ｒａｄ）の位相差が生じる。
【００３０】
さらに、４分の１波長板１５Ｂを透過し、試料により位相変調を受けた右回り円偏光と左回り円偏光を直交する直線偏光成分に変換し、これら２つの直線偏光の偏光方向に４５度傾斜した偏光子１２Ｂを透過させることにより、位相変調量を光強度に変換し、フォトダイオード１７Ａで試料信号２２として取り出している。
【００３１】
また、ビームスプリッター２１で反射した光束は参照光路を形成し、偏光子１２Ｃを透過し、液晶素子１４で変調された偏光成分同士の干渉信号として光強度に変換され、フォトダイオード１７Ｂにより参照信号２３として取り出している。これにより、フォトダイオード１７Ａ、１７Ｂからは、正弦波状に変化する干渉信号が得られる。
【００３２】
ここで、フォトダイオード１７Ｂから得られる参照信号２３には、光学系固有の情報しか含まれず、光学系が固定の場合、その信号の波高比は一定となる。しかしながら、実際には、光源１１、液晶素子１４等の特性の変動により、波高比の変動が考えられる。一方で、フォトダイオード１７Ａから得られる試料信号２２の波高比には、これらの光学系の影響に加えて、試料の旋光度の情報が含まれており、２つの信号の差異から、光学系の変動の影響をキャンセルし、試料の旋光度のみを取り出すことができる。
【００３３】
このように、参照光路を設け、２つの信号の差として試料１６の旋光度を求める場合、光源１１の強度、偏光状態の変動、液晶素子１４の変調特性の変動等、ビームスプリッター２１より前方の素子による変動をキャンセルすることができ、試料の旋光度を高安定度、高精度に検出できるという利点がある。
【００３４】
例えば、極値近傍を中心に、液晶素子１４により周波数ｆで振動変調した場合、波高比が僅かに異なるが、周波数２ｆの信号が得られ、半周期位相をシフトし、試料信号２２と参照信号２３を掛算し、その結果の波高比から旋光度を求めれば、光学系の変動の影響を排除した測定が可能となる。
【００３５】
また、試料１６が散乱性の試料であり、試料信号２２がノイズに埋もれている場合でも、参照信号２３と同期して信号を取り出すことにより、求める波高の位置を検出でき、同期検波するのと同様の効果により、多数回測定の平均化を行うことにより、周波数２ｆ以外のノイズ成分を除去することができ、試料の旋光度の情報を抽出することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
以下、図３を用いて第３の実施形態について説明する。これは、第２の実施形態に、参照信号２３を用いた液晶素子１４へのフィードバックループ３１が付け加わった構成となっており、その他の構成は同一である。従って、フィードバックループ３１以外の構成は、第２の実施形態を参照してもらい、ここではフィードバック部分についてのみ説明する。
【００３７】
第２の実施形態と同様に、何らかの外乱で参照信号２３の波高比が変動することが考えられ、これを考慮に入れることにより、旋光度のより高精度な測定ができる。参照信号２３の波高比をモニターし、これが一定になるように液晶素子１４へフィードバックをかけることにより、試料以外の光学系の影響をキャンセルでき、試料信号２２のみを用いて試料の旋光度を求めることができる。
【００３８】
例えば、波高比が１になるように、すなわち干渉信号の極値を中心に振動駆動するようにフィードバックをかける。この場合、液晶素子１４への実効電圧の振幅は変えずに、その中心値を変更するようにフィードバックをかければ良い。
【００３９】
ここで、振動変調する振幅は小さくすればするほど、試料の旋光度による波高比への影響の割合が大きくなり、高感度な測定が可能となる。また、フィードバックをかけている場合でも、光学系の変動の影響を完全にキャンセルできない場合を考慮し、第２の実施形態で説明した、参照信号の位相を２分の１周期シフトした信号を試料信号に掛算し、その波高比から試料の旋光度を求めることにより、さらに高精度の測定が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、高精度な測定に必要であったロックインアンプを必要とせず、時系列に隣り合う２つの波高の比を利用するという単純な構成、及び処理によって旋光度を求めることができ、リアルタイムの測定が可能である。
【００４１】
また、参照光路を設けることにより、試料以外の光学系の変動による影響をキャンセルでき、より高精度の測定が可能となる。また、参照信号と同期させて試料信号をサンプリングすることにより、試料信号以外の周波数のノイズを除去し、ＳＮ比を向上する効果も期待でき、散乱試料からの信号のようにノイズに埋もれた信号から旋光度の情報を抽出することもできる。さらに、２分の１周期位相シフトした参照信号と試料信号の掛算信号の波高比から旋光度を求めることにより、より高精度の測定が可能となる。
【００４２】
また、参照信号を用いることにより、液晶素子の様な応答遅れのある素子を変調素子として用いても、変調素子の応答遅れによる影響を完全にキャンセルでき、高精度の測定が可能となる。これにより、変調素子として、ファラデーセルに替え、液晶素子を採用することができ、小サイズ、ローコスト化が達成できる。
【００４３】
さらに、参照信号を用いて、旋光素子や位相変調素子にフィードバックをかけ、光学系の変動の影響をキャンセルすることにより、試料信号のみから試料の旋光度を求めることができる。
【００４４】
また、ある時間間隔の平均を取ることにより、安定した測定が可能となるので、用途によっては平均時間を長く取り、より安定した測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する旋光度測定装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を説明する旋光度測定装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を説明する旋光度測定装置の構成図である。
【図４】本発明、及び従来の旋光度測定装置から得られる信号を説明する図である。
【図５】本発明の旋光度測定装置から得られる信号を説明する図である。
【図６】従来の旋光度測定装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  光源
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ    偏光子
１４  液晶素子
１５Ａ、１５Ｂ    ４分の１波長板
１７、１７Ａ、１７Ｂ    フォトダイオード
１８  演算装置
【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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