(57)【要約】【課題】旋光性物質を液晶を用いて測定する場合、旋光方向が判明していない物質については測定できない可能性がある。また、旋光性の異なる物質が混在している場合は波長の異なる光源を用いて各々の物質に対する比旋光度を利用して各々の濃度を測定できることが開示されているが、各々の物質の濃度によっては左右両方向の旋光度の測定となるので測定困難となる。【解決手段】両旋光度を測定可能にするため、右旋光測定用の液晶領域と左旋光測定用の液晶領域を設ける液晶素子を用いる。本発明の光変調装置により、旋光測定用液晶素子を取り替えることなしに、小型で低消費電力でゴミなどの心配のない、右旋光測定および左旋光測定が可能な濃度測定装置の作製が可能となる。【選択図】      図１
2004294940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板との間に配向された液晶を介して構成された複数の配向方向を有する液晶素子に光照射して光変調を行う光変調装置であって、前記第１の基板には複数の独立電極を有し、該独立電極ごとに液晶が所定の方向に配向される光変調装置。
【請求項２】
前記複数の配向方向が二つの配向方向であることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
【請求項３】
前記二つの配向方向がともに前記第２の基板の液晶配向方向と異なることを特徴とする請求項２に記載の光変調装置。
【請求項４】
前記二つの配向方向がともに前記第２の基板の液晶配向方向と同一であることを特徴とする請求項２に記載の光変調装置。
【請求項５】
前記独立電極がデータ集積回路の出力端子に接続されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項６】
前記独立電極ごとに液晶が規則的に配向されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項７】
所定の独立電極への印加電圧を変動させ、前記所定の独立電極を除く他の独立電極への印加電圧を一定にすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調装置に関し、特に上記左右両方の旋光成分の濃度測定が可能な液晶素子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋光のための液晶素子自体については、液晶素子とλ／４板を組み合わせたセナーモント旋光器の発展系として、可変電圧印加可能な３つの液晶素子を光照射方向に対して直列に配置させ、より自由度の高い光変調が可能になる装置の発明がある（例えば、特許文献１参照。）。また、液晶素子の旋光性を用いた濃度測定装置としては、従来の機械的な動作部が無いことを特徴としている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
図７は特許文献２の動作原理を表す図を示す。図中、直線偏光光源手段４４はレーザーダイオード４１、偏光子４３から構成されており、光源駆動回路４２によって駆動されるレーザーダイオード４１から発生される光を、偏光子４３により直線偏光とする機能を有する。電気光学的な光旋光手段５３である旋光用液晶素子４５は４５°捻ったツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶素子である。旋光用液晶素子駆動回路４６は旋光用液晶素子４５を駆動する機能を持つ。試料４９は指や耳などの血液保持部分を意味する。電気光学的な光位相変調素子５４である位相用液晶素子４７は楕円偏光を直線偏光に位相変調するための素子であり、捻りのない（平行配向）ＴＮ液晶を用いている。光位相変調素子駆動回路４８は光位相変調素子４７を駆動するための回路である。光強度検出手段５５は偏光子５０、受光素子５１および受光回路５２から構成されており、偏光子５０によって特定方向の光成分強度を受光素子５１の光検出電流として検出し、受光回路５２によって光検出電流を増幅して電圧に変換される。制御回路６０は光源駆動回路４２、旋光用液晶素子駆動回路４６および光位相変調素子駆動回路４８を駆動し、受光回路５２からの信号を受けて制御する。
【０００４】
まず、試料４９が無い場合を考える。旋光用液晶素子に電圧が印加されていない状態では直線偏光光源手段４４からの楕円偏光になると同時に右に４５°旋光される。位相用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向が、偏光子５０の透過方向と直交となるように偏光子５０を回転させておく。この状態で、旋光用液晶素子４５に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は、旋光用液晶素子４５に印加される実効値に応じて楕円偏光になると共に所定の方向に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって旋光された直線光の方向は、偏光子５０の透過方向とは直交では無くなるために徐々に光強度は強くなる。
【０００５】
次に、旋光性物質を含む試料４９が途中にあった場合を考える。旋光用液晶素子４５に電圧が印加されていない状態では直線偏光光源手段４４からの直線光は、楕円偏光になると同時に右に４５°旋光され、試料４９内の旋光用液晶素子４５に電圧印加された場合の所定の旋光方向とは反対方向の旋光特性を持つ試料により旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光は、試料によって旋光された分だけ偏光子５０の透過方向とは直交ではなくなる。
この状態で、旋光用液晶素子４５に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は旋光用液晶素子４５に印加される実効値に応じて楕円偏光になると同時に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向は偏光子５０の透過方向と直交になるまで、徐々に光強度は弱くなる。さらに旋光用液晶素子４５に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は旋光用液晶素子４５に印加される実効値に応じて楕円偏光になると同時に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向は偏光子５０の透過方向と直交ではなくなるので、徐々に光強度は強くなる。検出される光の方向が偏光子５０の透過方向と直交になるために要する旋光用液晶素子４５に加わる電圧は、試料中の旋光性物質の濃度に依存する。すなわち、光検出強度の旋光用液晶素子への印加電圧依存性を測定し、極小点を検出することによって濃度を測定できることとなる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２１８８８９号公報（図３）
【特許文献２】
特開２００１−３５６０８９号公報（図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように測定する場合、左右どちらか片方向の旋光量測定となるので、旋光方向が判明していない物質の測定については液晶素子を取り替えない限り、測定できない可能性がある。
本発明では上記課題を解決し、旋光測定用液晶素子を取り替えることなしに、小型で低消費電力でゴミなどの心配のない右旋光測定および左旋光測定できる光変調装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光変調装置は、下記記載の手段を採用する。
第１の基板と第２の基板の間に配向された液晶を介して構成された複数の配向方向を有する液晶素子に光照射して光変調を行う光変調装置であり、第１の基板には複数の独立電極が形成され、独立電極ごとに液晶が所定の方向に配向されることを特徴とする。
また、所定の方向は２つの方向であり、２つの方向は第２の基板の液晶配向方向に対して、異なる方向であることが好ましい。
さらには、２つの方向は第２の基板の液晶配向方向に対して、ほぼ同一の方向であり、所定の方向の配向は平行配向であり、複数の独立電極はデータ集積回路の出力端子に接続され、所定の方向は規則的な箇所に形成されることが好ましい。旋光性成分の濃度を測定する場合には、所定の独立電極への印加電圧を変動させ、所定の独立電極を除く他の独立電極への印加電圧を一定にすることが望ましい。
【０００９】
［作用］
従来の光変調装置および濃度測定装置は旋光方向が確認されている単一物質を想定していた。しかしながら、実際に生体に関する検体（測定試料）においては旋光方向の異なる旋光性物質が混在している可能性が大である。また、旋光物質によっては波長によって比旋光度が変化するのみではなく、旋光方向が変化する物質も存在する（コットン効果）。上記問題を解決する１つの方法として旋光用液晶素子に所定の電圧を印加した状態にて受光量が極値を示すよう偏光子を設定しておくことが考えられる。しかし、この方法では左右旋光範囲が制限され、液晶の立ち上がりの微妙な旋光変化範囲を使用できないため、低濃度の測定には不向きである。さらに、初期状態の印加電圧の調整が困難であるという問題も含んでいる。
【００１０】
本発明では広範囲の濃度の左右の旋光度試料を測定するため、１つの液晶素子内で液晶の配向方向を異とする領域を設ける。液晶素子を用いた場合は旋光方向と旋光範囲が限られているので、図２のごとく右旋光配向領域３６と左旋光配向領域３７を備えて測定物に応じて右旋光配向領域３６のみを駆動したり、左旋光配向領域３７のみを駆動する必要がある。これにより、所定波長における左右どちらの旋光度も同時に測定できる。
【００１１】
また、図４に示すごとく、液晶をｙ軸に対して±４５°に回転させた方向に平行配向させて、λ／４板と共に用いれば左右旋光が測定可能な光変調素子とすることができる。機械式の回転素子を用いずに液晶素子を使うことは消費電力、精度、携帯性において元々優位性があるので、本発明による光変調装置を採用した濃度測定装置は、構成部品数を増やさず実装面積を広げる事無く応用範囲が広がるという意味で有用である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の光変調装置における最適な実施形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の光変調装置の動作原理を表す図を示す。図中、直線偏光光源手段４４はレーザーダイオード４１、光学系８２、偏光子４３から構成される。ここで、光学系８２は光照射領域を所定の領域にするためのレンズとスリットから構成されている。光源駆動回路４２によって駆動されるレーザーダイオード４１から発生される光を、光学系８２により光照射領域を規定し、偏光子４３により直線偏光とする機能を有する。電気光学的な光旋光手段５３である旋光用液晶素子２８はツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶素子を左に３０°捻った領域と右に３０°捻った領域を備えている。旋光用液晶素子駆動回路８１は旋光用液晶素子２８を駆動する機能を持つ。試料４９は指や耳などの血液保持部分を意味する。電気光学的な光位相変調素子５４である位相変調用液晶素子４７は楕円偏光を直線偏光に位相変調するための素子であり、捻りのない（平行配向）ＴＮ液晶を用いている。光位相変調素子駆動回路４８は位相変調用液晶素子４７を駆動するための回路である。光強度検出手段５５は偏光子５０、受光素子５１および受光回路５２から構成されており、偏光子５０によって特定方向の光成分強度を受光素子５１の光検出電流として検出し、受光回路５２によって光検出電流を増幅して電圧に変換される。制御回路６０は光源駆動回路４２、旋光用液晶素子駆動回路８１および光位相変調素子駆動回路４８を駆動し、受光回路５２からの信号を受けて制御する。
【００１４】
まず、試料４９が無い場合を考える。旋光用液晶素子に電圧が印加されていない状態では直線偏光光源手段４４からの楕円偏光になると同時に右に４５°旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向が、偏光子５０の透過方向と直交となるように偏光子５０を回転させておく。この状態で、旋光用液晶素子２８に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は、旋光用液晶素子２８に印加される実効値に応じて楕円偏光になると共に所定の方向に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって旋光された直線光の方向は、偏光子５０の透過方向とは直交では無くなるために徐々に光強度は強くなる。
【００１５】
次に、旋光性物質を含む試料４９が途中にあった場合を考える。旋光用液晶素子２８に電圧が印加されていない状態では直線偏光光源手段４４からの直線光は、楕円偏光になると同時に右に４５°旋光され、試料４９内の旋光用液晶素子２８に電圧印加された場合の所定の旋光方向とは反対方向の旋光特性を持つ試料により旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光は、試料によって旋光された分だけ偏光子５０の透過方向とは直交ではなくなる。
【００１６】
この状態で、旋光用液晶素子２８に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は旋光用液晶素子２８に印加される実効値に応じて楕円偏光になると同時に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向は偏光子５０の透過方向と直交になるまで、徐々に光強度は弱くなる。さらに旋光用液晶素子２８に電圧を徐々に印加すると、直線偏光光源手段４４からの直線偏光は旋光用液晶素子２８に印加される実効値に応じて楕円偏光になると同時に徐々に旋光される。位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になった光の方向は偏光子５０の透過方向と直交ではなくなるので、徐々に光強度は強くなる。検出される光の方向が偏光子５０の透過方向と直交になるために要する旋光用液晶素子２８に加わる電圧は、試料中の旋光性物質の濃度に依存する。すなわち、光検出強度の旋光用液晶素子への印加電圧依存性を測定し、極小点を検出することによって濃度を測定できることとなる。
【００１７】
次に旋光用液晶素子２８の具体的な構造について説明する。図２（ａ）は本発明の旋光用液晶素子２８の構造を示す。図中、主基板３１は右旋光用電極３２および左旋光用電極３３が形成されたガラス基板である。対向基板３４は対向電極３９が形成されたガラス基板である。
旋光用液晶素子２８は主基板３１と対向基板３４の間に液晶を介して構成されている。光照射領域３５は直線偏光光源手段４４からの光が通過する範囲を示す。
右旋光配向領域３６は右旋光成分を検出するために、液晶のツイスト方向を規定された領域であり、右旋光用電極３２を覆っている。左旋光配向領域３７は左旋光成分を検出するために、液晶のツイスト方向を規定された領域であり、左旋光用電極３３を覆っている。
右旋光配向領域３６および左旋光配向領域３７は以下の手法によって作製される。まず、対向基板３４に図２中の下から上に液晶長軸が配向するよう配向膜を通常のラビング方法により形成する。主基板の配向は偏光した紫外線（ＵＶ）光を照射する（「Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ，ＫＳｃｈｍｉｔｔ，Ｖ．Ｋｏｚｉｎｋｏｖ  ａｎｄ  Ｖ，Ｃｈｉｆｒｉｎｏｖ：Ｊ，Ｊ，Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ．，３１，２１５５−２１６４，（１９９２）」参照。）。または所定の方向にラビングした後にＵＶ照射（「２００２年日本液晶学会討論会講演予稿集ページ１１９、秋田大学電気電子工学科  山口留美子、佐藤進」参照。）することによって、液晶が選択的に異なる方向に配向させる。すなわち、ＵＶ照射時のマスキングにより右旋光用電極３２にはＵＶ照射し、左旋光用電極３３にはＵＶ照射しない。結果、それぞれの電極上の配向膜の配向方向は異なり、右旋光配向領域３６と左旋光配向領域３７では光学特性が異なることとなる。対向電極３９を覆う配向膜はラビング法によって図中の下から上にラビングして、液晶を配向する。
【００１８】
図２（ｂ）は上記工程により作製された旋光用液晶素子２８中の右旋光配向領域３６と左旋光配向領域３７の液晶のひねり方向を示すための模式図である。図中、ｙ軸は旋光用液晶素子２８の縦方向を示し、ｘ軸は旋光用液晶素子２８の横方向を示す。対向基板配向方向６１は対向電極を覆う配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸に沿って配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。右旋光配向方向６２は対向電極を覆う配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から＋３０°回転した方向に配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。左旋光配向方向６３は対向電極を覆う配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から−３０°回転した方向に配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。
すなわち、右旋光配向領域３６の液晶は、対向基板３４から主基板３１に向かって左へ３０°捻られた状態であり、左旋光配向領域３７の液晶は、対向基板３４から主基板３１に向かって右へ３０°捻られた状態である。
【００１９】
右旋光用電極３２に印加される電圧と対向電極３９に印加される電圧の電位差に応じて右旋光配向領域３６は光変調し、左旋光用電極３３に印加される電圧と対向電極３９に印加される電圧の電位差に応じて左旋光配向領域３７は光変調する。右旋光成分を測定する場合は、左旋光用電極３３への印加電圧は所定の電位に固定し、右旋光用電極３２の印加電圧を従来技術の通り変動させる。逆に、左旋光成分を測定する場合は、右旋光用電極３２への印加電圧は所定の電位に固定し、左旋光用電極３３の印加電圧を従来技術の通り変動させる。
以上によって１枚の液晶素子によって、右旋光成分も左旋光成分も濃度測定可能となる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
次に、λ／４板を利用した場合の実施の形態について説明する。図３は本発明の実施の形態におけるシステムブロック図を示す。図中、直線偏光光源手段４４はレーザーダイオード４１、偏光子４３、光学系８２から構成されている。ここで、光学系８２は光照射領域を所定の領域にするためのレンズとスリットから構成されている。光源駆動回路４２によって駆動されるレーザーダイオード４１から発生される光を、光学系８２により光照射領域を規定し、偏光子４３により直線偏光とする機能を有する。電気光学的な光旋光手段７９は旋光用液晶素子２６とλ／４板６３からなり、直線偏光光源手段４４からの直線偏光光を旋光し、直線光として通過させる。ここで、旋光用液晶素子２６は平行配向のツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶素子であり、旋光用液晶素子２６は旋光用液晶駆動回路８０によって駆動される電極を１本づつ独立に駆動できる機能を持つ。λ／４板６３は旋光用液晶素子２６と共に用いることにより、入射した直線光を直線偏光で出射するための素子である。光強度検出手段５３は偏光子５０、受光素子５１および受光回路５２から構成されており、偏光子５０によって特定方向の光成分強度を受光素子５１の光検出電流として検出し、受光回路５２によって光検出電流を増幅して電圧に変換される。制御回路６５は光源駆動回路４２、旋光用液晶素子駆動回路８０を駆動し、受光回路５２からの信号を受けて制御する。
すなわち、レーザーダイオード４１から出力され光学系を通過した光を、偏光子４３により直線偏光とし、旋光用液晶素子２６、λ／４板６３、試料６８、偏光板５０を通過して受光素子５１にその光強度を検出する。動作は従来例と同様に消光点を検出するのであるが、従来の旋光用液晶素子４５（図７）の代わりに旋光用液晶素子２６を駆動する点が異なる。
【００２１】
次に旋光用液晶素子２６の具体的な構造について説明する。図４（ａ）は本発明の液晶素子３８の構造を示す。図中、主基板７１は右旋光用電極７２および左旋光用電極７３が形成されたガラス基板である。対向基板７４は対向電極７９が形成されたガラス基板である。
旋光用液晶素子２６は主基板７１と対向基板７４の間に液晶を介して構成されている。光照射領域７５は直線偏光光源手段４４からの光が通過する範囲を示す。
右旋光配向領域７６は右旋光成分を検出するために、液晶のツイスト方向を規定された領域であり、右旋光用電極７２を覆っている。左旋光配向領域７７は左旋光成分を検出するために、液晶のツイスト方向を規定された領域であり、左旋光用電極７３を覆っている。
右旋光配向領域３６および左旋光配向領域７７は以下の手法によって作製される。まず、対向基板７４に図２中の下から上に液晶長軸が配向するよう配向膜を通常のラビング方法により形成する。主基板の配向は偏光したＵＶ光を照射する。または所定の方向にラビングした後にＵＶ照射することによって、液晶が選択的に異なる方向に配向させる。すなわち、ＵＶ照射時のマスキングにより右旋光用電極７２にはＵＶ照射し、左旋光用電極７３にはＵＶ照射しない。結果、それぞれの電極上の配向膜の配向方向は異なり、右旋光配向領域７６と左旋光配向領域７７では光学特性が異なることとなる。同様の手法を用いて、対向電極７９を覆う配向膜に対して、右旋光配向領域７６および左旋光配向領域７７では平行配向となるように、各々の領域中の液晶が選択的に異なる方向に配向させる。
【００２２】
図４（ｂ）は上記工程により作製された旋光用液晶素子２６中の右旋光配向領域７６と左旋光配向領域７７の液晶のひねり方向を示すための模式図である。図中、ｙ軸は旋光用液晶素子２６の縦方向を示し、ｘ軸は旋光用液晶素子２６の横方向を示す。右旋光対向基板配向方向６３は対向電極７９を覆う右旋光配向領域７６における配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から＋４５°回転した方向に配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。右旋光配向方向６４は右旋光電極７２を覆う配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から＋４５°回転した方向に配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。左旋光対向基板配向方向６７は対向電極７４を覆う左旋光配向領域７７における配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から−４５°回転した方向に配向している。左旋光配向方向６８は左旋光電極７３を覆う配向膜に液晶が配向する方向を示し、ｙ軸から−４５°回転した方向に配向している。ここで、矢印の方向は配向した液晶の立ち具合を示しており、液晶は矢印の方向に向かって立ち上がる形で配向している。
すなわち、右旋光配向領域７６の液晶は、ｙ軸に対して＋４５°回転した状態で対向基板７４と主基板７１を平行配向され、左旋光配向領域７７の液晶は、ｙ軸に対して−４５°回転した状態で平行配向されている。
【００２３】
右旋光用電極７２に印加される電圧と対向電極７９に印加される電圧の電位差に応じて右旋光配向領域７６は光変調し、左旋光用電極７３に印加される電圧と対向電極７９に印加される電圧の電位差に応じて左旋光配向領域７７は光変調する。右旋光成分を測定する場合は、左旋光用電極７３への印加電圧は所定の電位に固定し、右旋光用電極７２の印加電圧を従来技術の通り変動させる。逆に、左旋光成分を測定する場合は、右旋光用電極７２への印加電圧は所定の電位に固定し、左旋光用電極７３の印加電圧を従来技術の通り変動させる。
以上によって１枚の液晶素子によって、右旋光成分も左旋光成分も濃度測定可能となる。
【００２４】
（第３の実施の形態）
次に、右旋光測定領域と左旋光測定領域の光照射場所を均一にする目的で、より多数の電極を光変調させた場合の実施の形態を示す。
本実施の形態の光学系および検出システムは第２の実施の形態における旋光用液晶素子２６および旋光用液晶素子駆動回路８０を、複数電極を備えた旋光用液晶素子２６およびその駆動回路（図示せず）に置き換えたのみである。
図５は上記旋光用液晶素子２６の詳細構造を示す。図中、データ基板１１は透明電極配線が形成してあり、２２個の出力端子を持つデータドライバ２５を搭載している。データ基板１１と対向基板１２の間に液晶を注入して光変調素子として使用する。対向基板１２には全面透明導電膜が形成されている。
データ基板１１にはデータドライバ２５の駆動に必要な電源を伝達するためのロジック電源線５、液晶駆動電源線６およびグランド線７を設け、データ信号群をデータドライバに伝達するためのデータ信号群線３を設け、同期信号群を伝達するための同期信号群線４を設ける。
データ基板１１に形成された透明列電極１４は、データドライバ２５の第１列目の出力を伝達し、順次２２列目の出力を伝達する透明列電極２４までの電極が形成されている。光照射領域１３は濃度測定装置において光が照射される領域を示し、第９列目の電極から第１４列目の電極までの合計６本の有効電極群４０が光照射領域１３内に入っている。すなわち、上述の６本の有効電極をＯＮ−ＯＦＦすることによって、入射した直線光を光旋光手段７９は旋光する。
【００２５】
図６は光照射領域を拡大した図である。図中、電極１６、電極１７、電極１８、電極１９、電極２０、電極２１は光照射領域内の透明電極である。右旋光配向領域９１、９３、９５はそれぞれ電極１６、電極１８、電極２０の液晶の配向方向を示し、ｙ軸から−４５°回転した方向に平行配向している。左旋光領域９２、９４、９６はそれぞれ電極１７、電極１９、電極２１の液晶の配向方向を示し、ｙ軸から＋４５°回転した方向に平行配向している。さらに、列電極は奇数列は右旋光領域とし、偶数列は左旋光領域となるよう作製されている。
この構造の作成方法については第２の実施の形態で説明したとおり、データ基板１１および対向基板１２について偏光したＵＶ光を照射する。または所定の方向にラビングした後にＵＶ照射することによって、液晶を選択的に異なる方向に配向させることにより作製できる。
【００２６】
電極１６、電極１８、電極２０に印加される電圧と対向電極に印加される電圧の電位差に応じて右旋光配向領域９１、右旋光配向領域９３、右旋光配向領域９５は光変調し、電極１７、電極１９、電極２１に印加される電圧と対向電極９９に印加される電圧の電位差に応じて左旋光配向領域９２、左旋光配向領域９４、左旋光配向領域９６は光変調する。右旋光成分を測定する場合は、電極１７、電極１９、電極２１の印加電圧は所定の電位に固定し、電極１６、電極１８、電極２０の印加電圧を従来技術の通り変動させる。逆に、左旋光成分を測定する場合は、電極１６、電極１８、電極２０の印加電圧は所定の電位に固定し、電極１７、電極１９、電極２１の印加電圧を従来技術の通り変動させる。
これらの各電極をＯＮ−ＯＦＦまたは中間調にすることによって照射領域における総合旋光量が変化する。さらに、各電極が独立に駆動するので、２つの電極の場合に比べて分解能が３倍向上する。
【００２７】
以上、光変調素子として平行配向液晶素子とλ／４板の組合せを用いたが、第１の実施の形態の通り、何度か捻った（ツイストした）液晶を用いても同様である。光照射領域を説明の簡単のため長方形としたが、円形など形が異なっても同様である。光照射領域内の電極を６本としたが、本数には制限が無く本数が多い方が微細な光変調を行える。また、対向電極の入力信号としてデータドライバの１出力信号としたが、別途信号を発生する回路により入力しても良い。さらに、本実施の形態においては、右旋光領域と左旋光領域を奇数列電極上と偶数列電極上に分けて形成したが、２列おきや３列おきなどの規則的な形成でも良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、小型、低電力、機械的駆動部を持たないという特性を保ちながら、試料が右旋光性であっても左旋光性であっても旋光用液晶素子を取り替えることなく１つの液晶素子で濃度測定が可能となる。また、光源の波長によっては右旋光になったり、左旋光になったりするコットン効果を持つ物質に対しても全ての波長領域に於いて測定可能となる。複数の波長を用いて複数の混合試料を測定する際、各々の波長において右旋光および左旋光の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光変調装置の第１の実施の形態を説明するためのシステムブロック図である。
【図２】本発明の光変調装置の第１の実施の形態を説明するための液晶素子の構成図である。
【図３】本発明の光変調装置の第２の実施の形態を説明するためのシステムブロック図である。
【図４】本発明の光変調装置の第２の実施の形態を説明するための液晶素子の構成図である。
【図５】本発明の光変調装置の第３の実施の形態を説明するためのシステムブロック図である。
【図６】本発明の光変調装置の第３の実施の形態を説明するための液晶画素図である。
【図７】従来の光変調装置の構成を説明するためのシステムブロック図である。
【符号の説明】
１６  電極
２５  データドライバ
２６、２８  旋光用液晶素子
３５  光照射領域
３６  右旋光配向領域
３７  左旋光配向領域
６３  λ／４板
６８  試料
【図１】
2004294940.tif 000003
【図２】
2004294940.tif 000004
【図３】
2004294940.tif 000005
【図４】
2004294940.tif 000006
【図５】
2004294940.tif 000007
【図６】
2004294940.tif 000008
【図７】
2004294940.tif 000009