(57)【要約】【課題】誤差の少ない光計測装置を提供する。【解決手段】光計測装置は、光源１０と離間して配置された計測部２４に向けて、光源１０から射出した光の光路中に配置された計測対象物を透過した光を計測する光計測装置であって、光路中に設けられ、光からｓ偏光成分を除去する除去部２０と、除去部２０と計測部２４との間の光路中に設けられ、除去部２０を透過した光のｐ偏光成分を互いに９０度異なる偏光成分に分離する偏光成分分離部２２と、を有する。【選択図】図１
2013170866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と離間して配置された計測部に向けて、前記光源から射出した光の光路中に配置された計測対象物を透過した前記光を計測する光計測装置であって、
前記光路中に設けられ、前記光からｓ偏光成分を除去する除去部と、
前記除去部と前記計測部との間の前記光路中に設けられ、前記除去部を透過した前記光のｐ偏光成分を互いに９０度異なる偏光成分に分離する偏光成分分離部と、
を有することを特徴とする光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サンプルセルに直線偏光を透過させ、その透過光を互いに９０度異なる偏光成分に分離し、その分離された偏光成分をそれぞれ異なる２つの受光器で受光し、その両受光素子の出力レベルの差を計測することによって、旋光角を計測する光計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ第９９／３０１３２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光計測装置では、光学素子（例えばレンズやサンプルセルなど）を透過した計測光を、互いに９０度異なる偏光成分に分離してそれぞれ受光器で計測する構成であるが、それぞれ９０度に分離された計測光においては、それまでに透過した光学素子によって反射され損失した偏光成分の割合が異なるため、これら分離された計測光をそれぞれ受光し計測すると、計測値には反射により損失した偏光成分の割合に起因する誤差が生じる虞があった。このとき、反射によって損失するのは主に計測光のｓ偏光成分である。ｓ偏光成分とは、計測光のうち、計測光が光学素子に入射するとき、入射光と透過光を含む面（以下これを入射面と呼ぶ）に対して垂直に振動する計測光の成分で、入射面と平行に振動するｐ偏光成分と比べ、光学素子による反射の損失が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る光計測装置は、光源と離間して配置された計測部に向けて、前記光源から射出した光の光路中に配置された計測対象物を透過した前記光を計測する光計測装置であって、前記光路中に設けられ、前記光からｓ偏光成分を除去する除去部と、前記除去部と前記計測部との間の前記光路中に設けられ、前記除去部を透過した光のｐ偏光成分を互いに９０度異なる偏光成分に分離する偏光成分分離部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、光源より射出された計測光（光）に対し、ｓ偏光成分を除去する除去部を介することにより、計測光のうち光学素子の反射による損失の大きいｓ偏光成分を計測光から除去することができるため、計測部で受光する偏光成分においては、光学素子や計測対象物の反射による計測光の損失が原因となる誤差を少なくすることができる。したがって、除去部を含まない従来の例と比べ、計測誤差の少ない光計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係る光計測装置を示す概略構成図。
【図２】実施形態２に係る光計測装置を示す概略構成図。
【図３】実施形態２に係る光計測装置においてレーザー光のパワーを検出する第２の方法のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１０】
（実施形態１）
まず、実施形態１に係る光計測装置の概略構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る光計測装置を示す概略構成図である。
【００１１】
本実施形態に係る光計測装置２は、半導体レーザー（光源）１０、コリメートレンズ１２、開口板１４、偏光子１６、計測対象物１８、除去部２０、偏光ビームスプリッター（偏光成分分離部）２２、計測部２４から構成されている。
【００１２】
半導体レーザー１０は、光計測のための計測光（光）を射出するための光源である。
【００１３】
コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６は、光計測において、計測光の強度や波長、光路などを調整するために用いられる光学素子であり、半導体レーザー１０から射出された計測光がこれを透過するとき、計測光のうち特にｓ偏光成分を一部反射させ、反射された計測光は反射光Ｐ０となり損失される。
【００１４】
計測対象物１８は、例えば石英セルなど、光計測の計測対象物（サンプル等）を格納する透明容器などである。また、計測対象物１８は皮膚など人体の一部であってもよい。
【００１５】
除去部２０は、例えばブリュースターウィンドー、偏光ビームスプリッターなど、これを透過する計測光のうち、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の反射による損失の大きいｓ偏光成分のみを除去する。このとき、除去部２０は、計測光の、除去部２０に対する入射面と、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６に対する入射面とを同じ面にするように設置される。これによって、除去部２０を透過した計測光から、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の反射に影響されるｓ偏光成分Ｐ１が除去され、透過する計測光はｐ偏光成分Ｐ２のみになる。
【００１６】
偏光ビームスプリッター２２は、除去部２０を透過した計測光を互いに９０度異なる偏光成分に分離する。なお偏光ビームスプリッター２２は、ウォラストンプリズムなどであってもよい。
【００１７】
計測部２４は、偏光ビームスプリッター２２によって分離された互いに９０度異なる偏光成分を、それぞれ２つの受光素子２６，２８で受光し、出力を計測する。
【００１８】
このように構成した光計測装置２について、動作を説明する。
半導体レーザー１０から射出された計測光がコリメートレンズ１２で平行光にされ、さらに開口板１４により所定のビーム径にされ、偏光子１６により直線偏光にされる。直線偏光にされたビームは、計測対象物１８を通過する。
【００１９】
計測対象物１８を透過した計測光は、偏光ビームスプリッター２２によって９０度異なる偏光成分に分離され、２つの受光素子２６，２８で受光される。
【００２０】
２つの受光素子２６，２８で検出された信号はそれぞれ、差動アンプ３０、加算器３２に入力される。差動アンプ３０からの出力信号Ｓ１は、コンピューター３４に入力され、コンピューター３４の内部にある図示しないＡＤコンバーターによって出力信号Ｓ１の電位から被検試料（例えば、尿）の旋光度や濃度が求められる。なお、差動アンプ３０と加算器３２は同一の増幅器を用いてもよい。
【００２１】
また、加算器３２の出力信号Ｓ２もコンピューター３４に入力され、同様に電位が検出される。ここで、出力信号Ｓ２は、２つの受光素子２６，２８で検出した信号を加算演算していることから、計測対象物１８を通過した後のレーザー光パワーを表している。さらに、出力信号Ｓ２は、コンピューター３４が設定したレベル目標値Ｓ４と比較器３６によって比較され、レベル目標値Ｓ４に対する誤差が可変ゲインアンプ３８に入力される。
【００２２】
可変ゲインアンプ３８のゲイン設定量は、コンピューター３４からの信号Ｓ５によって行われる。可変ゲインアンプ３８の出力信号Ｓ６は、レーザー駆動回路４０に入力され、レーザー駆動回路４０によって半導体レーザー１０が駆動される。
【００２３】
半導体レーザー１０の駆動は、前記のように制御ループを構成しており、レベル目標値Ｓ４と２つの受光素子２６，２８で検出した信号を加算演算した出力信号Ｓ２が一致するように制御される。すなわち、計測対象物１８を通過した後のレーザー光パワーをレベル目標値Ｓ４にて制御することが可能なように構成されている。
【００２４】
４２は半導体レーザー１０の射出パワーを検出するバックモニターで、バックモニター４２で検出した出力信号Ｓ３もコンピューター３４に入力し、計測対象物１８に入射するレーザー光のパワーもコンピューター３４は検出可能な構成としている。さらに、表示装置４４、記憶装置４６は、コンピューター３４が検出した信号を演算した結果を表示したり、記憶再生したりする。また、図示しない操作パネルなどによってコンピューター３４に指令を与えることが可能な構成となっている。
【００２５】
以上述べたように、本実施形態に係る光計測装置２によれば、以下の効果を得ることができる。
計測すべき互いに９０度異なる偏光成分を分離する偏光ビームスプリッター２２の直前に、除去部２０が置かれ、計測光が除去部２０を透過することによって、計測光から、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６を計測光が透過することで、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の反射により一部損失された計測光のｓ偏光成分Ｐ１が除去されるため、除去部２０を透過した計測光は、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６での反射による損失の少ないｐ偏光成分Ｐ２となり、このｐ偏光成分Ｐ２を偏光ビームスプリッター２２で互いに９０度異なる偏光成分に分離し、これら偏光成分を計測部２４の受光素子２６，２８で計測することによって、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６で反射され一部損失される計測光Ｐ０に起因する計測誤差を小さくすることができる。
【００２６】
（実施形態２）
図２は、本実施形態に係る光計測装置を示す概略構成図である。
上記実施形態１では、図１のように、除去部２０は半導体レーザー１０から見て計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の後ろに置いたが、この構成に限定するものではない。
以下、本実施形態に係る光計測装置４の概略構成について説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【００２７】
本実施形態に係る光計測装置４は、半導体レーザー１０、除去部２０、コリメートレンズ１２、開口板１４、偏光子１６、計測対象物１８、偏光ビームスプリッター２２、計測部２４から構成されている。
【００２８】
光計測装置４は、実施形態１の光計測装置２で、半導体レーザー１０から見て計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の後ろに置かれていた除去部２０を、半導体レーザー１０から見て計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６の前に置いた実施形態である。
【００２９】
図３は、本実施形態に係る光計測装置４においてレーザー光のパワーを検出する第２の方法のブロック図である。
ここで、バックモニター４２を用いて計測対象物１８に入射するレーザー光の射出パワーを検出する構成を用いたが、図３に示すように、開口板１４と偏光子１６の間にハーフミラー４８を挿入し受光素子５０を用いて検出してもよい。
【００３０】
この場合、コリメートレンズ１２と開口板１４を通過した後のビームからレーザー光のパワーを検出することが可能となるため、半導体レーザー１０の射出ビームの広がり角による影響無しに検出することが可能となる。
【００３１】
以上述べたように、本実施形態に係る光計測装置４によれば、以下の効果を得ることができる。
半導体レーザー１０から射出された計測光が、除去部２０を透過することにより、反射による損失の大きいｓ偏光成分Ｐ１が計測光から除去され、計測光がｐ偏光成分となるため、計測光が次に置かれた計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６を透過するとき、計測光の計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６での反射による損失が少なくなり、これによって、この計測光を偏光ビームスプリッター２２で互いに９０度異なる偏光成分に分離し、これら偏光成分を計測部２４の受光素子２６，２８で計測するとき、計測光の、計測対象物１８、コリメートレンズ１２、開口板１４、及び偏光子１６で反射され一部損失される偏光成分に起因する計測誤差を小さくすることができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
２，４…光計測装置  １０…半導体レーザー（光源）  １２…コリメートレンズ  １４…開口板  １６…偏光子  １８…計測対象物  ２０…除去部  ２２…偏光ビームスプリッター（偏光成分分離部）  ２４…計測部  ２６，２８…受光素子  ３０…差動アンプ  ３２…加算器  ３４…コンピューター  ３６…比較器  ３８…可変ゲインアンプ  ４０…レーザー駆動回路  ４２…バックモニター  ４４…表示装置  ４６…記憶装置  ４８…ハーフミラー  ５０…受光素子。
【図１】
2013170866.tif 000003
【図２】
2013170866.tif 000004
【図３】
2013170866.tif 000005