(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不可能となる。【解決手段】上記課題の両旋光度を測定可能にするため、旋光角度変調手段９３として右旋光用液晶素子８と左旋光用液晶素子９を設けることとする。さらに、これらの液晶素子を光源の波長によって使い分けることによって旋光性の異なる物質が混在している検体の濃度を測定できる。【選択図】　　　図１
2004069453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光光波を出力する偏光光源手段と、入射光を旋光させる旋光角度変調手段と、光強度検出手段とを備え、検体中の旋光性物質による旋光角度と該検体を通過する光強度の測定値から、該検体中の旋光性物質の濃度を測定する濃度測定装置であって、前記旋光角度変調手段が右旋光用液晶素子と左旋光用液晶素子とを備える濃度測定装置。
【請求項２】
前記偏光光源手段からの直線偏光光波が前記右旋光用液晶素子を通過すると共に前記左旋光用液晶素子を通過させるための光路決定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項３】
前記偏光光源手段からの直線偏光光波が前記右旋光用液晶素子または前記左旋光用液晶素子のどちらか一方の液晶素子を通過したのち他方の液晶素子を通過することを特徴とする請求項１に記載の濃度測定装置。
【請求項４】
前記偏光光源手段が複数の光源から構成されており、各々の該光源を時分割で点灯することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の濃度測定装置。
【請求項５】
前記右旋光用液晶素子と前記左旋光用液晶素子とが入射光に対して並列に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項４に記載の濃度測定装置。
【請求項６】
前記右旋光用液晶素子と前記左旋光用液晶素子とが入射光に対して直列に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光旋光素子を測定することによる濃度測定装置において、２種以上の波長において旋光測定を行う場合の最適化に関する。特に旋光物質が複数含まれている検体に対して有効である。例えば非侵襲のグルコースセンサを想定した場合、血中にはグルコース以外にアルブミン等の蛋白質が含まれている。それらの成分割合は、異なる波長における各成分に対する比旋光度を基に、各々の波長の測定値から求めることができる。この時の各波長に対する精度を向上させるための上記濃度測定装置の構成および制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋光度測定による濃度測定装置としては、特開平９−１３８２３１号公報において示された尿検査方法や特開２００１−３５６０８９号公報において示された濃度測定装置が開示されている。
特開平９−１３８２３１号公報においては、アルブミンとグルコースの混在した尿の各々の成分濃度を求めるために、回転検光子を用いて２つの異なる波長（５８９ｎｍ，８３０ｎｍ）における検出光強度の極小値を検出することにより旋光度を測定することを示している。これに対して、特開２００１−３５６０８９号公報では、小型化と低消費電力化と機械的な動作部が無くゴミの問題が無くなることを効果として、回転検光子の代わりに液晶素子を用いることを特徴として開示している。
【０００３】
図４は特開２００１−３５６０８９号公報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、偏光子４３により直線偏光とする機能を有する。電気光学的な旋光角度変調手段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。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手段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。光強度検出手段５５は偏光子５０および受光素子５１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する。
制御手段９０はレーザーダイオードを発光させるための光源駆動回路４２、　電気光学的な旋光用素子４５を駆動する旋光用液晶素子駆動回路４６、電気的な光位相変調素子４７を駆動する光位相変調素子駆動回路４８、光検出電流を増幅して電圧に変換する受光回路５２および制御回路６０によって構成される。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からの直線偏光が楕円偏光になると同時に右に４５°旋光される。通過光が位相変調用液晶素子４７によって直線偏光になり、この光の方向が偏光子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。この時、光は受光素子５１にほとんど到達しない。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の透過方向と直交では無くなるので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からの直線光は旋光用液晶素子４５を通過すると楕円偏光になると同時に右に４５°旋光される。さらに、試料４９を通過すると旋光用液晶素子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４９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４９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。従って受光素子の到達する光の量は試料４９が無い場合に比べてやや多くなる。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、旋光物質の旋光特性とは反対方向に徐々に旋光される。位相変換用液晶素子４７を通過した上記楕円偏光は直線偏光に変調され、偏光子５０の透過方向と直交になるまでは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、さらに徐々に旋光される。位相変換用液晶素子４７を通過して直線偏光になった上記楕円偏光の方向は偏光子５０の透過方向と直交ではなくなり、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】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通りの特開２００１−３５６０８９号公報に記載された原理で測定する場合、旋光方向が判明していない物質の測定については測定できない可能性がある。また、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特開平９−１３８２３１号公報によって開示されている。しかしながら、特開２００１−３５６０８９号公報における旋光用液晶素子は、左右どちらか片方向の旋光量測定となるので、各成分の濃度比によっては液晶素子を取り替えない限り測定不可能となる。
本発明によれば上記課題を解決し、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濃度測定装置の作製が可能となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の濃度測定装置は、直線偏光光波を出力する偏光光源手段と、入射光を旋光させる旋光角度変調手段と、光強度検出手段とを備え、検体中の旋光性物質による旋光角度と検体を通過する光強度の測定値から、検体中の旋光性物質の濃度を測定する濃度測定装置であって、旋光角度変調手段が右旋光用液晶素子と左旋光用液晶素子とを備えることを特徴とする。
さらに、偏光光源手段からの直線偏光光波が右旋光用液晶素子を通過すると共に左旋光用液晶素子を通過させるための光路決定手段を有することが好ましい。さらに、偏光光源手段からの直線偏光光波が右旋光用液晶素子または左旋光用液晶素子のどちらか一方の液晶素子を通過した後他方の液晶素子を通過することが好ましい。
また、偏光光源手段は複数の光源から構成されており、各々の光源は時分割で点灯するのが好ましい。
また、右旋光用液晶素子と左旋光用液晶素子を入射光に対して並列に設けることが好ましい。
また、右旋光用液晶素子と左旋光用液晶素子を入射光に対して直列に設けることが好ましい。
【０００８】
［作用］
特開２００１−３５６０８９号公報に開示された液晶素子を用いた原理は、小型化と低電力等の効果があり有効であるが、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言う問題も含んでいる。
本発明では広範囲の濃度の左右いずれの旋光度特性を持つ試料を測定するため、右旋光測定用液晶素子と左旋光測定用液晶素子を設けることとする。さらに、これらの液晶素子を光源の波長によって使い分けることによって、上記混合物質試料の濃度を測定できる。
具体例として特開平９−１３８２３１号公報においては２つの旋光性物質の濃度を測定する際、２つの波長において測定することが開示されている。５８９ｎｍにおいてアルブミンの比旋光度は−６０°（左旋光）であり、グルコースの比旋光度は＋５０°（右旋光）である。８３０ｎｍにおいてアルブミンの比旋光度は−１０°（左旋光）であり、グルコースの比旋光度は＋２５°（右旋光）である。仮に、アルブミン濃度とグルコース濃度が同等であった場合、５８９ｎｍにおいては左旋光を測定することとなり、８３０ｎｍにおいては右旋光を測定することとなる。　特開平９−１３８２３１号公報においては旋光素子として機械式の回転検光子を使用しているので３６０度回転するか、左右の回転切り替え機能を備えることによって測定可能である。これに対して、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おり、図１のごとく右旋光測定用液晶素子８と左旋光測定用液晶素子９を備えて各波長に対して測定する必要がある。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。また、図３に示すごとく図１の左右の旋光度を同時には測定できないが、光学系を省略できる右旋光測定用液晶素子２４と左旋光測定用液晶素子２８を直列に配置する構成も考えられる。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、携帯性において優位性があるので、本発明によって左右の旋光度を測定可能になった濃度測定装置は、応用範囲が広がるという意味で有用である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の濃度測定装置における最適な実施形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の複数の波長における左旋光性試料および右旋光性試料を測定するため、複数の入射光に対して並列に旋光用液晶素子が並んだ構成の実施の形態の構成を示す図面である。図中、偏光光源手段９１は第１の光源１と第１の偏光子５、第２の光源３と第２の偏光子６から構成されている。
光路決定手段９２は入射光を３方向に分光する機能を持つ第１の光学ハーフミラー５８と、第２の光学ハーフミラー５９から構成されており、偏光光源手段９１からの光の経路を変更することを目的としている。第１の光学ハーフミラー５８と第２の光学ハーフミラー５９とは入射光を三方に方向を変更する光学素子である。旋光角度変調手段９３は電圧印加と共に入射光を右に旋光させる機能を持った右旋光用液晶素子８と、電圧印加と共に入射光を左に旋光させる機能を持った左旋光用液晶素子９から構成されている。
試料１２は、ガラス容器に入ったアルブミンとグルコースが混在する尿溶液である。光位相変調手段９４は、右旋光用液晶素子８を通過した光を直線偏光にするための第１の光位相変調用液晶素子９６と、左旋光用液晶素子９を通過した光を直線偏光にするための第２の位相変調用液晶素子９７から構成されている。
光強度検出手段９５は第１の位相変調用液晶素子９６を通過した光を偏光する偏光子１３と光強度を測定するための第１の受光素子１５と、第２の位相変調用液晶素子９７を通過した光を偏光するための偏光子１４と光強度を測定するための第２の受光素子１６から構成される。
制御手段６６は第１の光源１を駆動する第１の光源駆動回路２、第２の光源３を駆動する第２の光源駆動回路４、右旋光用液晶素子８を駆動する右旋光用液晶素子駆動回路７、左旋光用液晶素子９を駆動する左旋光用液晶素子駆動回路１０、第１の位相変調用液晶素子９６を駆動する第１の位相変調用液晶素子駆動回路５６、第２の位相変調用液晶素子９７を駆動する第２の位相変調用液晶素子駆動回路５７、第１の受光素子１５の信号を増幅するための第１の受光増幅回路１７、第２の受光素子１６の信号を増幅するための第２の受光増幅回路１８および制御回路１１から構成されている。
制御回路１１は、右旋光用液晶素子駆動回路７、左旋光用液晶素子駆動回路１０、第１の位相変調用液晶素子駆動回路５６、第２の位相変調用液晶素子駆動回路５７を制御し、第１の受光増幅回路１７および第２の受光増幅回路１８からの信号を入力して情報処理を行う。
【００１１】
上記の構成に基づいて、第１の光源１と第２の光源３を時分割で点灯する事によって５８９ｎｍと８３０ｎｍにおける各々の右旋光、左旋光を測定できることを説明する。図２は光の経路（光路）について説明するための制御手段６６を除いた光学部分のブロック図を示す。まず、第１の光源１（５８９ｎｍ）が点灯して第２の光源３（８３０ｎｍ）が点灯していない場合の光路について図２（Ａ）に基づいて説明する。第１の光源１から発生された光は偏光子５を通過し、第１のハーフミラー５８によって３方向に分光する。第１の経路７１は右旋光用液晶素子８、試料１２、光位相変調用液晶素子９６を通過し第１の受光素子１５へ到達し、第２の経路７２は第２のハーフミラー５９に到達し、第３の経路７３は第２のハーフミラー５９の位置と反対方向に反射する。第２の経路７２に沿った光は、第２のハーフミラー５９によって３方向に分光する。第４の経路７４は左旋光用液晶素子９、試料１２、第２の位相変調用液晶素子９７、偏光子１４を介して第２の受光素子１６へ到達し、第５の経路７５は第２の光源３に到達し、第６の経路７６は第２の経路７２の進行方向のまま直進する。
以上によって、第１の光源（波長５８９ｎｍ）で測定する期間は、第１の経路７１によって第１の受光素子１５が光強度を検出し、それと共に第４の経路７４によって第２の受光素子１６が光強度を検出可能である。すなわち、５８９ｎｍにおいて試料が結果として左右どちらの旋光性であっても右旋光用液晶素子８および左旋光用液晶素子９にて同時に測定可能である。
【００１２】
第２の光源３（８３０ｎｍ）が点灯して第１の光源１（５８９ｎｍ）が点灯していない場合の光の経路について、図２（Ｂ）に基づいて説明する。第２の光源３から発生された光は偏光子６を通過し、第２のハーフミラー５９によって３方向に分光する。第７の経路７７は左旋光用液晶素子９、試料１２、第２の光位相変調用液晶素子９７、偏光子１４を介して第２の受光素子１６へ到達し、第８の経路７８は第１のハーフミラー５８に到達し、第９の経路７９は第２のハーフミラー５９の位置と反対方向に反射する。第８の経路７８に沿った光は、第１のハーフミラー５８によって３方向に分光する。第１０の経路８０は右旋光用液晶素子８、試料１２、第１の位相変調用液晶素子９６、偏光子１３を介して第１の受光素子１５へ到達し、第１１の経路８１は第１の光源１に到達し、第１２の経路８２は第７の経路のまま直進する。
以上によって、第２の光源３（波長８３０ｎｍ）で測定する期間は第７の経路７７によって、第２の受光素子１６が光強度を検出し、それと共に第１０の経路８０によって第１の受光素子１５が光強度を検出可能である。すなわち、試料が結果として右旋光性である場合は右旋光用液晶素子８にて測定し、左旋光性の場合は左旋光用液晶素子９にて測定可能である。
【００１３】
特開平９−１３８２３１号公報によれば５８９ｎｍにおいてアルブミンの比旋光度は−６０°（左旋光）であり、グルコースの比旋光度は＋５０°（右旋光）であり、８３０ｎｍにおいてアルブミンの比旋光度は−１０°（左旋光）であり、グルコースの比旋光度は＋２５°（右旋光）である。今、簡単のためアルブミン濃度とグルコース濃度が同等であった場合を考える。この時、各波長における各成分の比旋光度の割合がそのまま旋光結果として表れる。すなわち、５８９ｎｍの測定においてはアルブミンの比旋光度とグルコースの比旋光度の合成（−６０＋５０＝−１０度）を反映して左旋光を測定することとなるので、結果として第４の経路７４を通る光を左旋光用液晶素子９を駆動して測定することとなる。８３０ｎｍの測定においてはアルブミンの比旋光度とグルコースの比旋光度の合成（−１０＋２５＝＋１５度）を反映して右旋光を測定することとなるので、第１０の経路８０を通る光を右旋光用液晶素子８を駆動して測定することとなる。上述の通り、図１に示すシステムによって第１の波長における右旋光と左旋光のどちらも測定でき、第２の波長における右旋光と左旋光のどちらも測定可能となる。
【００１４】
第４の経路７４において制御回路１１は、右旋光用液晶素子駆動回路７を介して右旋光用液晶素子８に徐々に電圧印加し、さらに第１の位相変調用液晶素子駆動回路５６を介して第１の位相変調用液晶素子９６に徐々に電圧印加することにより、第１の受光回路１７から発生される信号が極小になる印加電圧を求めることにより濃度を測定する。
第１０の経路８０において制御回路１１は、左旋光用液晶素子駆動回路１０を介して左旋光用液晶素子９に徐々に電圧印加し、さらに第２の位相変調用液晶素子駆動回路５７を介して第２の位相変調用液晶素子９７に徐々に電圧印加することにより、第２の受光回路１８から発生される信号が極小になる印加電圧を求めることにより濃度を測定する。
勿論、各々の経路において左右どちらの旋光も同時に測定することが可能であり、試料がどちらの旋光特性を持つか不明の場合は有効である。
詳細な濃度測定のシステムについては、特開２００１−３５６０８９号公報に開示の通りである。また、図１では構成として第１の受光素子と第２の受光素子としたが、１つの受光素子のみでもよい。ここで、右旋光を測定する場合は、左旋光用液晶素子を所定の実効値で一定とし、右旋光用液晶素子のみを変動させる。逆に左旋光を測定する場合は、右旋光用液晶素子を所定の実効値で一定とし、左旋光用液晶素子のみを変動させる。偏光光源手段９１内の偏光子を各々の光源について別々の偏光子としたが、偏光子の大きさによる制約がなければ１つでも良い。さらに、使用波長については任意であり、本実施例の波長にこだわるものではないし、波長の数も複雑な場合の例として２つとしたが、単数でも複数でも良く、限定されるものではない。
【００１５】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態が入射光に対して右旋光用液晶素子８と左旋光用液晶用素子９が並列配置だったのに対して、図３には右旋光用液晶素子２４と左旋光用液晶素子２８を直列に配置した場合のブロック図を示す。図中、偏光光源手段２５は第１の光源１、第２の光源３および偏光子２３から構成されている。
旋光角度変調手段２０は電圧印加と共に入射光を右に旋光させる機能を持った右旋光用液晶素子２４と、電圧印加と共に入射光を左に旋光させる機能を持った左旋光用液晶素子２８から構成されている。試料２９は、ガラス容器に入ったアルブミンとグルコースが混在する尿溶液である。光位相変調手段８８は、右旋光用液晶素子２４を通過した光を直線偏光にするための光位相変調用液晶素子８３から構成される。
光強度検出手段２７は位相変調用液晶素子８３を通過した光を偏光するための偏光子３０と光強度を測定するための受光素子３１から構成される。
制御手段８９は第１の光源１を駆動する第１の光源駆動回路２、第２の光源３を駆動する第２の光源駆動回路４、右旋光用液晶素子２４を駆動する右旋光用液晶素子駆動回路８５、左旋光用液晶素子２８を駆動する左旋光用液晶素子駆動回路８７、光位相変調素子８３を駆動する位相変調素子駆動回路８４、受光素子３１の信号を増幅するための受光増幅回路８６および制御回路２６から構成されている。
制御回路２６は第１の光源駆動回路２、第２の光源駆動回路４、右旋光用液晶素子駆動回路８５、左旋光用液晶素子駆動回路８７、位相変調素子駆動回路８４を制御し、受光増幅回路８６からの信号を入力して情報処理を行う。
【００１６】
以下、光の経路について説明する。第１の光源１（波長５８９ｎｍ）が点灯して第２の光源３が点灯していない場合を考える。光の経路２１は偏光板２３、右旋光用液晶素子２４、左旋光用液晶素子２８、試料２９、偏光板３０を通過して受光素子３１に達する。試料２９が結果的に右旋光性である場合は、左旋光用液晶素子２８を光がそのまま通過するようの印加電圧を調節し、右旋光用液晶素子２４にて測定する。すなわち、旋光角度変調手段２０としては、あたかも右旋光用液晶素子２４のみが存在するように設定した状態に於いて、試料２９の濃度測定を行う。試料２９が結果的に左旋光性である場合は、右旋光用液晶素子２４を光がそのまま通過するように印加電圧を調節し、左旋光用液晶素子２８にて測定する。すなわち、旋光角度変調手段２０としては、あたかも左旋光用液晶素子２８のみが存在するように設定した状態に於いて、試料２９の濃度測定を行う。
次に、第２の光源３（波長８３０ｎｍ）が点灯して第１の光源１が点灯していない場合を考える。光の経路２２は偏光板２３、右旋光用液晶素子２４、左旋光用液晶素子２８、試料２９、偏光板３０を通過して受光素子３１に達する。試料２９が結果的に右旋光性である場合は、左旋光用液晶素子２８を光がそのまま通過するように印加電圧を調節し、右旋光用液晶素子２４にて測定する。すなわち、旋光角度変調手段２０としては、あたかも右旋光用液晶素子２４のみが存在するように設定した状態に於いて、試料２９の濃度測定を行う。試料２９が結果的に左旋光性である場合は、右旋光用液晶素子２４を光がそのまま通過するように印加電圧を調節し、左旋光用液晶素子２８にて測定する。すなわち、旋光角度変調手段２０としては、あたかも左旋光用液晶素子２８のみが存在するように設定した状態に於いて、試料２９の濃度測定を行う。
光の経路２１において制御回路２６は、左旋光用液晶素子駆動回路８７を介して左旋光用液晶素子２８に光特性をそのまま保持して通過するための所定の電圧を印加し、右旋光用液晶素子駆動回路８５を介して右旋光用液晶素子２４に徐々に電圧印加する。さらに位相変調用液晶素子駆動回路８４を介して位相変調用液晶素子８３に徐々に電圧印加することにより、受光回路８６から発生される信号が極小になる印加電圧を求めることにより濃度を測定する。
光の経路２２において制御回路２６は、右旋光用液晶素子駆動回路８５を介して右旋光用液晶素子２４に光特性をそのまま保持して通過するための所定の電圧を印加し、左旋光用液晶素子駆動回路８７を介して左旋光用液晶素子２８に徐々に電圧印加する。さらに位相変調用液晶素子駆動回路８４を介して位相変調用液晶素子８３に徐々に電圧印加することにより、受光回路８６から発生される信号が極小になる印加電圧を求めることにより濃度を測定する。詳細な濃度測定のシステムについては特開２００１−３５６０８９号公報に開示の通りである。
以上によって、第１の実施の形態のように同時に左右の旋光性は測定できないが、光学系を省略した構造で、波長５８９ｎｍにおいても波長８３０ｎｍにおいても右旋光、左旋光の測定が可能となる。
【００１７】
上記２つの実施の形態において、使用波長については任意であり、本実施例の波長にこだわるものではないし、波長の数も複雑な場合の例として２つとしたが、単数でも複数でも良く、限定されるものではない。また、１つの物質に於いても、右旋光性、左旋光性の波長依存性（コットン効果）を持つ物質についても有効である。さらに、位相変調素子を使用したが、精度を必要としない場合は省略できる。旋光測定素子としては実施の例で示した単独の液晶素子の他に平行配向液晶素子とλ／４板を組み合わせたものでもよい。また、試料としてアルブミンとグルコースの尿溶液としたが、旋光性物質を含む試料であれば測定可能であり、例えば指などの生体でもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上の発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、各々の波長に於いて右旋光および左旋光の測定が可能となる。さらに、入射光に対して左旋光用液晶素子と右旋光用液晶素子を並列に備える場合は左旋光特性と右旋光特性を同時に測定可能となる。入射光に対して左旋光用液晶素子と右旋光用液晶素子を直列に備える場合は並列に備える場合に比べて構造が簡素となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の濃度測定装置を説明するためのシステムブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態における光の経路を説明するためのブロック図面である。
【図３】本発明の第二の実施の形態の濃度測定装置を説明するためのシステムブロック図面である。
【図４】従来の実施の形態における構成を説明するためのシステムブロック図面である。
【符号の説明】
８　　右旋光用液晶素子
９　　左旋光用液晶素子
９３　　旋光角度変調手段
９５　　光強度検出手段
６６　　制御手段
９２　　光路決定手段
９１　　偏光光源手段
１２　　試料
１　　第１の光源
３　　第２の光源
５８　　第１のハーフミラー
５９　　第２のハーフミラー
１５　　第１の受光素子
１６　　第２の受光素子
【図１】
2004069453.tif 000003
【図２】
2004069453.tif 000004
【図３】
2004069453.tif 000005
【図４】
2004069453.tif 000006