JP2001159601A - 光学的測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液状試料に照射した光の透過光または散乱光
の強度を測定する光学的測定装置であって、回路のノイ
ズや外乱ノイズ等の影響を防止でき、一層高精度な測定
が可能な光学的測定装置を提供する。また、同時に照射
した波長の異なる複数の光の透過光などの強度を波長ご
とに測定する光学的測定装置を提供する。 【解決手段】 光学的測定装置は、所定の周期パターン
の駆動信号によって単波長の光を発光させる光源装置
（１）と、液状試料（４）からの光を捕捉して電気信号
に変換し且つ駆動信号のパターンに相当する信号を検出
する受光装置（２）とから構成される。また、光学的測
定装置は、異なる周期または位相の複数の駆動信号によ
って単波長の複数の光を発光させる光源装置と、液状試
料からの光を捕捉して電気信号に変換し且つ駆動信号の
各周期または位相に相当する成分の信号を検出する受光
装置とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的測定装置に
関するものであり、詳しくは、液状試料に照射した光の
透過光または散乱光の強度を測定するための光学的測定
装置であって、変動するノイズの影響を防止でき、一層
高精度な測定が可能な光学的測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】特公昭５８−１１５７５号には、免疫血
清検査における試薬の濁度測定に関する技術が開示され
ている。上記の免疫血清検査においては、反応試薬に一
定波長の光を照射し、透過光または散乱光の強度の時間
的変化を測定することにより、凝集反応などの反応量を
分析する。透過光による測定と散乱光による測定は、反
応の進行状態によって検出し易い方式を選択されるが、
何れの方式においても、試薬の濁度が極めて低い状態で
は、光の強度変化が小さいため、得られる微弱な信号を
増幅処理する必要がある。

【０００３】また、同一試薬中の複数の成分を分析する
場合は、波長の異なる複数の光を同時に照射し、透過光
または散乱光を分光器によって各波長に分離してその強
度を測定するか、あるいは、波長の異なる複数の光を時
分割して照射し、透過光または散乱光の強度を異なるタ
イミングで測定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様な
光学的な測定においては、光量の極めて小さな光から得
られる微弱な信号を処理するため、高い増幅率の増幅器
を必要とする。しかも、環境温度や湿度の僅かな変化に
よる回路素子の暗電流の変動や増幅器のオフセット電圧
の変動などがノイズとして多々影響する。更に、照明や
電気設備などによる外乱ノイズ、電源や配線からの伝導
および輻射ノイズ等が大きく影響することもある。その
結果、上記の測定においては、Ｓ／Ｎ比特性が悪化し、
高精度な測定が甚だ困難である。

【０００５】勿論、上記の様なノイズに対しては、ボリ
ューム等によって調整するか、または、光を検出してい
ない状態の回路における出力値を予め測定し、測定値か
ら出力値を差し引く様な補正も出来るが、何れの処理方
式によっても、経時的に変動するノイズを微弱な測定信
号から取り除くことは困難である。

【０００６】また、複数の成分を分析する場合、分光器
によって波長ごとに複数の光を分離する方式では、光を
分離するための回折格子などの大型の光学機器によって
分光器が構成されるため、装置構成が極めて大掛かりに
なる。他方、複数の光を時分割で照射して測定する方式
では、光源装置を切り換えるための装置構成が複雑にな
るうえ、受光後の信号処理の速度に応じて照射する光の
切換速さが制限される。従って、実際、短時間で多数の
試料を分析する場合には対応できないと言う問題があ
る。

【０００７】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、液状試料に照射した光の透過光ま
たは散乱光の強度を測定するための光学的測定装置であ
って、回路の恒常的なノイズや外乱ノイズ等の変動する
ノイズの影響を防止でき、より高いＳ／Ｎ比特性を実現
でき、一層高精度な測定が可能な光学的測定装置を提供
することにある。また、本発明の他の目的は、液状試料
に対して同時に照射した波長の異なる複数の光の透過光
または散乱光の強度を波長ごとに測定するための光学的
測定装置であって、回路の恒常的なノイズや外乱ノイズ
等の変動するノイズの影響を防止でき、しかも、短い応
答時間で一層高精度な測定が可能な光学的測定装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の光学的測定装置は、液状試料に照射した光
の透過光または散乱光の強度を測定する光学的測定装置
であって、所定の周期パターンの駆動信号によって単波
長の光を発光させ且つ液状試料に向けて照射する光源装
置と、液状試料における透過光または散乱光を捕捉して
電気信号に変換し且つ当該電気信号から前記駆動信号の
パターンに相当する信号を検出する受光装置とから構成
されていることを特徴とする。

【０００９】すなわち、上記の光学的測定装置におい
て、光源装置は、一定の周期で強度が変化する様に変調
した光を照射し、また、受光装置は、光源装置からの光
に相当する信号だけを復調する。従って、本発明の測定
装置においては、回路で発生するノイズや外乱ノイズ等
の変動するノイズに影響されることなく、照射した光に
相当する信号だけを正確に抽出できる。

【００１０】上記の光学的測定装置においては、交流波
信号によって発光させる態様、パルス波信号によって発
光させる態様、ならびに、波長の異なる複数の光を同時
に発光させる態様を組み合わせることが出来る。

【００１１】交流波信号によって発光させる態様の光学
的測定装置は、交流波信号に基づいて発光強度を一定周
期で連続的に変化させる機能を備えており、光源装置
は、一定の周期の交流波信号を生成する交流波発生回
路、当該交流波発生回路の交流波信号に基づいて駆動信
号を発生させる駆動回路、および、半導体発光素子から
成り且つ前記駆動回路の駆動信号によって発光する光源
から構成され、受光装置は、捕捉した透過光または散乱
光を強度に応じて電気信号に変換する光−電気変換器、
当該光−電気変換器の電気信号から前記交流波発生回路
の周期に相当する周波数成分を取り出す帯域フィルタ、
および、当該帯域フィルタによって取り出された周波数
成分の振幅を検出する振幅検知器から構成される。

【００１２】複数の交流波信号によって発光させる態様
の光学的測定装置は、異なる周期の複数の交流波信号に
基づいて複数種の光を発光させ且つそれらの発光強度を
異なる周期で連続的に変化させる機能を備えており、光
源装置は、それぞれに異なる周期の複数の交流波信号を
生成する交流波発生回路、当該交流波発生回路の各交流
波信号に基づいて駆動信号をそれぞれ発生させる複数の
駆動回路、および、半導体発光素子から成り且つ前記各
駆動回路の駆動信号によってそれぞれ異なる波長で発光
する複数の光源から構成され、受光装置は、捕捉した透
過光または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光
−電気変換器、当該光−電気変換器の電気信号から前記
交流波発生回路の各周期に相当する周波数成分を取り出
す複数の帯域フィルタ、および、これら帯域フィルタに
よって取り出された各周波数成分の振幅をそれぞれ検出
する複数の振幅検知器から構成される。

【００１３】２種の交流波信号によって発光させる態様
の光学的測定装置は、９０度位相ずれした２つの交流波
信号に基づいて２種の光を発光させ且つそれらの発光強
度を異なるタイミングで連続的に変化させる機能を備え
ており、光源装置は、同一周期の２つの交流波信号を９
０度位相ずれした状態で生成する交流波発生回路、当該
交流波発生回路の各交流波信号に基づいて駆動信号をそ
れぞれ発生させる２つの駆動回路、および、半導体発光
素子から成り且つ前記各駆動回路の駆動信号によってそ
れぞれ異なる波長で発光する２つの光源から構成され、
受光装置は、捕捉した透過光または散乱光を強度に応じ
て電気信号に変換する光−電気変換器、当該光−電気変
換器の電気信号から前記交流波発生回路の周期に相当す
る周波数成分を取り出す帯域フィルタ、および、当該帯
域フィルタによって取り出された周波数成分から前記交
流波発生回路に合致した位相の信号をそれぞれ選別する
２つの同期検波回路から構成される。

【００１４】パルス波信号によって発光させる態様の光
学的測定装置は、パルス波信号に基づいて発光強度を一
定周期で間欠的に変化させる機能を備えており、光源装
置は、一定の周期でパルス波信号を生成するパルス波発
生回路、当該パルス波発生回路のパルス波信号に基づい
て駆動信号を発生させる駆動回路、および、半導体発光
素子から成り且つ前記駆動回路の駆動信号によって発光
する光源から構成され、受光装置は、捕捉した透過光ま
たは散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電気
変換器、および、当該光−電気変換器の電気信号から前
記パルス波発生回路の周期に相当する信号のピーク信号
を保持するサンプルホールド回路から構成される。

【００１５】複数のパルス波信号によって発光させる態
様の光学的測定装置は、位相ずれした複数のパルス波信
号に基づいて複数の光を異なるタイミングで発光し且つ
それらの発光強度を一定周期で間欠的に変化させる機能
を備えており、光源装置は、複数のパルス波信号を同一
周期で且つ互いに位相ずれした状態で生成するパルス波
発生回路、当該パルス波発生回路の各パルス波信号に基
づいて駆動信号をそれぞれ発生させる複数の駆動回路、
および、半導体発光素子から成り且つ前記各駆動回路の
駆動信号によってそれぞれ異なる波長で発光する複数の
光源から構成され、受光装置は、捕捉した透過光または
散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電気変換
器、および、当該光−電気変換器の電気信号から前記パ
ルス波発生回路の各位相周期に相当する信号のピーク信
号をそれぞれ保持する複数のサンプルホールド回路から
構成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る光学的測定装置の実
施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係
る光学的測定装置の基本的な構成の一例を示す図であ
り、交流波信号によって発光する光源装置およびその受
光装置を備えた光学的測定装置のブロック図である。図
２は、異なる周期の複数の交流波信号によって発光する
光源装置およびその受光装置を備えた光学的測定装置の
ブロック図である。図３は、９０度位相ずれした２つの
交流波信号によって発光する光源装置およびその受光装
置を備えた光学的測定装置のブロック図である。

【００１７】更に、図４は、本発明に係る光学的測定装
置の基本的な構成の他の例を示すブロック図であり、パ
ルス波信号によって発光する光源装置およびその受光装
置を備えた光学的測定装置のブロック図である。図５
は、位相ずれした複数のパルス波信号によって発光する
光源装置およびその受光装置を備えた光学的測定装置の
ブロック図である。

【００１８】また、図６〜図８は、光学的測定装置の幾
つかの態様における処理機能を示す図であり、各々、図
６は、図１に示す光学的測定装置における信号の形態を
示す波形図、図７は、図２に示す光学的測定装置におけ
る信号の形態を示す波形図、図８は、図５に示す光学的
測定装置における信号の形態を示す波形図である。以
下、実施形態の説明においては、光学的測定装置を「測
定装置」、液状試料を「試料」とそれぞれ略記する。

【００１９】本発明の測定装置は、各図に示す様に、試
料（４）に照射した光の透過光または散乱光の強度を測
定する光学的測定装置であり、例えば、生化学検査、免
疫血清検査、血液凝固検査などの血液検査を行う検査装
置（図示省略）において、反応試薬の濁度の測定に適用
される。

【００２０】試料（４）としては、光透過性のものであ
れば特に制限は無いが、上記の様な血液検査における試
料（４）としては、血液凝固検査用試薬および血漿を含
む試料、生化学検査用試薬および血漿もしくは血清を含
む試料、または、免疫検査用ラテックス試薬および血漿
もしくは血清を含む試料が挙げられる。試料（４）は、
上記の検査装置に装填される透明性のキュベット（容
器）に収容される。

【００２１】本発明の測定装置は、基本的には、所定の
周期パターンの駆動信号によって単波長の光を発光させ
且つ試料（４）に向けて照射する光源装置（１）と、試
料（４）における透過光または散乱光を捕捉して電気信
号に変換し且つ当該電気信号から前記駆動信号のパター
ンに相当する信号を検出する受光装置（２）とから構成
される。本発明において、光源装置（１）及び受光装置
（２）は、発光用の駆動信号の種類、光源の数、受光側
の信号処理の形態よって図１〜図５に示す様な幾つかの
態様が挙げられる。

【００２２】図１に示す測定装置は、交流波信号によっ
て１つの光源を駆動させる態様の測定装置である。図１
に示す測定装置において、光源装置（１）は、一定の周
期の交流波信号を生成する交流波発生回路（１１）、当
該交流波発生回路の交流波信号に基づいて駆動信号を発
生させる駆動回路（交流駆動回路）（１６）、および、
半導体発光素子から成り且つ駆動回路（１６）の駆動信
号によって発光する光源（１８）から構成される。

【００２３】本発明においては、分光器などの大掛かり
な光学機器による光の処理を行わない様にするため、光
源（１８）としては、所定波長の光を発光可能な発光ダ
イオード又はレーザーダイオード等の半導体光源が使用
される。光源（１８）の波長は、測定目的によって適宜
に選択されるが、上記の様な血液検査において試料
（４）の濁度を測定する場合、光源（１８）は、３００
〜９５０ｎｍの波長の半導体光源によって構成される。

【００２４】交流波発生回路（１１）は、例えば、無安
定マルチバイブレータ及び帯域フィルタ（ＢＰＦ）を組
み合せて構成されることにより、基準となる交流波とし
てのｓｉｎ波（正弦波）を生成する様になされている。
そして、斯かる交流波発生回路（１１）は、１００ＫＨ
ｚ以上の周波数のｓｉｎ波を生成可能に構成されるのが
好ましい。

【００２５】ｓｉｎ波の周波数は、商用周波数や照明の
インバータ周波数、電源周波数、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）の雑音周波数などの外乱要因となる周波数と区別し
且つ後段のアンプの帯域を考慮して、例えば１００ＫＨ
ｚに設定される。また、ｓｉｎ波の周波数は、高周波特
性の良いＰＩＮタイプフォトダイオード、ＬＣタイプフ
ィルタ及びビデオアンプを使用することにより、１００
ＫＨｚ以上、実際的には１００ＫＨｚ〜１０ＧＨｚに設
定することも出来、これにより、ノイズ耐性を一層向上
できる。

【００２６】駆動回路（１６）は、交流波発生回路（１
１）で生成したｓｉｎ波によって光源（１８）に駆動電
力を供給する回路であり、交流波発生回路（１１）のｓ
ｉｎ波の電圧を抵抗器によって電流変換する様に構成さ
れる。そして、光源（１８）は、上述の様な検査装置に
おいて試料（４）の装填位置の近傍に配置され、通常、
コリーメートレンズを介し、試料（４）に光を照射する
様になされている。

【００２７】また、受光装置（２）は、捕捉した透過光
または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
気変換器（２１）、当該光−電気変換器の電気信号から
交流波発生回路（１１）の周期に相当する周波数成分を
取り出す帯域フィルタ（２２）、および、当該帯域フィ
ルタによって取り出された周波数成分の振幅を検出する
振幅検知器（２４）から構成される。

【００２８】通常、光−電気変換器（２１）としては、
受光した光を光量に応じて電流変換するフォトダイオー
ドが使用される。光−電気変換器（２１）は、試料
（４）を透過した光または試料（４）において散乱した
光を受光するため、光源（１８）と反対側の試料（４）
の装填位置の近傍に配置される。また、光−電気変換器
（２１）の受光部の手前には、透過光または散乱光を集
光するための集光レンズが配置される。

【００２９】帯域フィルタ（２２）は、上部および下部
遮断周波数の間の周波数域の交流信号だけを通過させる
フィルタであり、斯かるフィルタとしては、ＯＰアンプ
を使用したクワッドラチャータイプが通過遮断特性に優
れているので好ましい。帯域フィルタ（２２）は、例え
ば、交流波発生回路（１１）の周波数が１００ＫＨｚの
場合、すなわち、光源（１８）の発光強度が１００ＫＨ
ｚの周期で変化する場合、光−電気変換器（２１）で得
られた電気信号のうち、８０ＫＨｚ以下の信号および１
２０ＫＨｚ以上の信号を遮断し、略１００ＫＨｚの交流
成分を取り出す様になされている。

【００３０】振幅検知器（２４）は、帯域フィルタ（２
２）で得られた交流信号を振幅に応じてＤＣ変換する回
路であり、例えば、全波整流器および平滑回路を組合せ
て構成される。また、振幅検知器（２４）は、高速のサ
ンプリング周期を有するＡ／Ｄ変換器または実効値−Ｄ
Ｃ用のＩＣによってデジタル変換した後、デジタル信号
を検出する様に構成されてもよい。

【００３１】また、図示しないが、受光装置（２）の振
幅検知器（２４）には、光源装置（１）の交流波発生回
路（１１）に同期する信号を選別する同期検波回路が設
けられてもよい。斯かる同期検波回路が設けられること
により、振幅検知器（２４）において得られる信号のＳ
／Ｎ比特性を一層高めることが出来る。

【００３２】なお、振幅検知器（２４）で変換されたデ
ジタル信号は、コンピュータを含むデータ処理装置
（３）に伝送される様になされており、データ処理装置
（３）には、予め設定された測定間隔で伝送される受光
装置（２）のデータを常法に従って演算処理し、試料
（４）における反応量を算出する機能が備えられてい
る。

【００３３】例えば、免疫血清検査では、本発明の測定
装置により、光源装置（１）から試料（４）に上記の様
な波長の光を照射し、その透過光の減少または散乱光の
増加を受光装置（２）によって測定することにより、試
料（４）中に１重量％以下の割合で含ませた粒径が１.
６μｍ以下の不活性粒子であって且つ抗体または抗原を
担持させた粒子との凝集反応の進行を測定する。

【００３４】その場合、光源装置（１）は、所定の周期
パターンの駆動信号によって発光させた単波長の光を試
料（４）に向けて照射し、受光装置（２）は、試料
（４）における透過光または散乱光を捕捉して電気信号
に変換し且つ当該電気信号から前記駆動信号のパターン
に相当する信号を検出する。

【００３５】すなわち、光源装置（１）は、一定の周期
で強度が変化する様に変調した光を照射し、受光装置
（２）は、光源装置（１）からの光に相当する信号だけ
を復調する。換言すれば、本発明の測定装置において
は、回路で発生するノイズや外乱ノイズ等の変動するノ
イズに影響されることなく、照射した光に相当する信号
だけを正確に抽出でき、一層高精度な測定が可能であ
る。

【００３６】図１に示す測定装置において、本発明の測
定装置の機能をより具体的に説明すると、光源装置
（１）の交流波発生回路（１１）は、一定の周期（例え
ば１００ＫＨｚ）のｓｉｎ波信号を生成し、駆動回路
（１６）は、交流波発生回路（１１）のｓｉｎ波信号に
基づいて一定の周期で大きさの変化する駆動信号を出力
する。そして、光源（１８）は、駆動回路（１６）から
出力される駆動信号に応じて変調された光を発光する。
すなわち、光源（１８）は、一定の周期で強度が変化す
る光を試料（４）に向けて照射する。

【００３７】一方、受光装置（２）の光−電気変換器
（２１）は、試料（４）からの光（透過光または散乱
光）を捕捉し、その光を光量に応じて図６（ａ）に示す
様な電気信号に変換する。また、帯域フィルタ（２２）
は、光−電気変換器（２１）から得られる信号のうち、
図６（ｂ）に示す様に、一定の周期（１００ＫＨｚ）の
信号の交流成分を取り出すことにより、試料（４）に照
射された光の信号として復調し、そして、振幅検知器
（２４）は、図６（ｃ）に示す様に、帯域フィルタ（２
２）で取り出された信号を振幅に応じてＤＣ変換する。

【００３８】すなわち、本発明の測定装置においては、
ｓｉｎ波信号に基づいて予め発光強度が変調された光を
照射し且つ電気信号として取り出す際に復調することに
より、回路素子の暗電流や増幅器のオフセット電圧など
による経時的に変動するノイズ及び照明や電気設備など
による外乱ノイズを遮断できるため、上記の様に試料
（４）中に低濃度で存在する微細な粒子の質量変化によ
る僅かな光量変化によって得られる微弱な信号を抽出し
た際、高いＳ／Ｎ比特性を得ることが出来、一層高精度
な測定が可能になる。

【００３９】例えば、免疫血清検査などでは、試料
（４）における初期段階の反応の進行が特に遅く、濁度
変化が僅かであり、受光装置（２）で検出される光の強
度変化が極めて小さいため、得られる微弱な信号を増幅
処理する必要があるが、本発明の測定装置では、ノイズ
の混入のない受光信号を抽出できるため、高い増幅率で
増幅した場合でも、一層高いＳ／Ｎ比特性を得ることが
出来る。

【００４０】次に、図２に示す測定装置について説明す
る。図２に示す測定装置は、周期の異なる複数の交流波
信号によって複数の光源を駆動させる態様の測定装置で
ある。図２に示す測定装置において、光源装置（１）
は、それぞれに異なる周期の複数の交流波信号を生成す
る交流波発生回路（１２）、当該交流波発生回路の各交
流波信号に基づいて駆動信号をそれぞれ発生させる複数
の駆動回路（１６，１６…）、および、半導体発光素子
から成り且つ各駆動回路（１６，１６…）の駆動信号に
よってそれぞれ異なる波長で発光する複数の光源（１
８，１８…）から構成される。

【００４１】交流波発生回路（１２）は、図１に示す測
定装置と略同様に構成され、基準となる交流波としての
例えば３種のｓｉｎ波（ω₁，ω₂，ω₃）を生成する様
になされている。ｓｉｎ波の周波数は、図１の場合と同
様に、１００ＫＨｚ以上、例えば例えば２ＭＨｚ，２.
５ＭＨｚ，３ＭＨｚに設定されことにより、ノイズ耐性
を一層向上できる。また、駆動回路（１６，１６…）
は、交流波発生回路（１２）で生成したｓｉｎ波によっ
て光源（１８）に駆動電力を供給する図１におけるのと
同様の回路であり、交流波発生回路（１２）の各周波数
に応じて並列に設けられる。

【００４２】光源（１８，１８…）は、各々、例えば９
５０ｎｍ、６６０ｎｍ、４１０ｎｍの波長の上記と同様
の半導体光源によって構成される。また、通常、光源装
置（１）には、各光源（１８，１８…）の光を一つの光
路に多色光として合成する光学機器（１９）が設けられ
る。光学機器（１９）は、プリズム及び／又はハーフミ
ラーを組み合わせて構成され、光源（１８，１８…）の
光軸を１つに揃える様に設計される。光源（１８，１８
…）、光学機器（１９）は、上述の様な検査装置におい
て試料（４）の装填位置の近傍に配置され、図１の場合
と同様に、コリーメートレンズを介し、試料（４）に光
を照射する様になされている。

【００４３】また、受光装置（２）は、捕捉した透過光
または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
気変換器（２１）、当該光−電気変換器の電気信号から
交流波発生回路（１２）の各周期に相当する周波数成分
を取り出す複数の帯域フィルタ（２２，２２…）、およ
び、これら帯域フィルタによって取り出された各周波数
成分の振幅をそれぞれ検出する複数の振幅検知器（２
４，２４…）から構成される。

【００４４】光−電気変換器（２１）は、図１に示す測
定装置と同様に、フォトダイオードによって構成され、
光源（１８）と反対側の試料（４）の装填位置の近傍に
集光レンズを介して配置される。帯域フィルタ（２２，
２２…）は、図１に示す測定装置と同様のフィルタであ
り、斯かるフィルタとしては、クワッドラチャータイプ
が通過遮断特性に優れているので好ましい。各帯域フィ
ルタ（２２，２２…）は、交流波発生回路（１２）の各
周波数に応じて、例えば、２ＭＨｚ，２.５ＭＨｚ，３
ＭＨｚの交流成分をそれぞれに取り出す様に並列に３つ
設けられる。

【００４５】振幅検知器（２４，２４…）は、帯域フィ
ルタ（２２，２２…）で得られた各交流信号をＤＣ変換
する図１の測定装置におけるのと同様の回路であり、各
帯域フィルタ（２２，２２…）に対応して設けられる。
また、振幅検知器（２４，２４…）は、高速のサンプリ
ング周期を有するＡ／Ｄ変換器または実効値−ＤＣ用の
ＩＣによってデジタル変換した後、デジタル信号を検出
する様に構成されてもよい。

【００４６】また、図示しないが、各振幅検知器（２
４，２４…）には、これら振幅検知器において得られる
信号のＳ／Ｎ比特性を一層高めるため、光源装置（１）
の交流波発生回路（１２）に同期する信号を選別する同
期検波回路が設けられてもよい。なお、各振幅検知器
（２４，２４…）で変換されたデジタル信号は、前述と
同様のデータ処理装置（３）に伝送される様になされて
いる。

【００４７】図２に示す本発明の測定装置は、例えば、
上記の様な血液検査において複数の成分を同時に測定す
る場合に適用される。その場合、本発明の測定装置にお
いて、光源装置（１）の交流波発生回路（１２）は、そ
れぞれに異なる一定の周期（ω₁，ω₂，ω₃）のｓｉｎ
波信号を生成し、各駆動回路（１６，１６…）は、交流
波発生回路（１２）の各ｓｉｎ波信号に基づいて大きさ
の変化する駆動信号を出力する。

【００４８】そして、３つの光源（１８，１８…）は、
駆動回路（１６，１６…）から出力される各駆動信号に
応じて変調された光を発光し、光学機器（１９）は、こ
れらの光を１つの光路に整える。すなわち、光源（１
８，１８…）及び光学機器（１９）は、各一定の周期
（ω₁，ω₂，ω₃）で強度が変化する３種の光を試料
（４）に向けて照射する。

【００４９】一方、受光装置（２）の光−電気変換器
（２１）は、図７（ａ）に示す様に、試料（４）からの
光が含まれる捕捉した光を光量に応じて電気信号に変換
する。また、図７（ｂ）に示す様に、各帯域フィルタ
（２２，２２…）は、各々、光−電気変換器（２１）か
ら得られる信号のうち、周期（ω₁）（２ＭＨｚ）の信
号の交流成分、周期（ω₂）（２.５ＭＨｚ）の信号の交
流成分、周期（ω₃）（３ＭＨｚ）の信号の交流成分を
取り出すことにより、試料（４）に照射された光の信号
として復調する。そして、各振幅検知器（２４，２４
…）は、帯域フィルタ（２２，２２…）で取り出された
信号を振幅に応じてそれぞれＤＣ変換する。

【００５０】すなわち、本発明の測定装置においては、
異なる周期で予め発光強度が変調された複数の光を照射
し且つ電気信号として取り出す際にそれぞれ復調するこ
とにより、経時的に変動するノイズや外乱ノイズを遮断
できるため、試料（４）中の微細な粒子の質量変化によ
って得られる微弱な複数の信号を抽出した際、図１に示
す測定装置と同様に、各信号について高いＳ／Ｎ比特性
を得ることが出来、一層高精度な測定が可能になる。

【００５１】更に、本発明の測定装置においては、従来
の測定装置の様に回折格子などの大型の光学機器が使用
することなく複数の光を解析できるため、装置構成が極
めて簡単であり、一層小型化できる。しかも、本発明の
測定装置においては、複数の光を時分割して取り扱う従
来の測定装置に比べ、駆動回路（１６）、光源（１
８）、帯域フィルタ（２２）及び振幅検出器（２４）を
光の数に応じて併設するだけで複数種の光による同時測
定ができ、より短い応答時間で複数の成分を測定でき
る。従って、短時間で多数の試料（４）を分析できる。

【００５２】次に、図３に示す測定装置について説明す
る。図３に示す測定装置は、位相が９０度異なる２つの
交流波信号によって２つの光源を駆動させる態様の測定
装置である。図３に示す測定装置において、光源装置
（１）は、同一周期の２つの交流波信号を９０度位相ず
れした状態で生成する交流波発生回路（１３）、当該交
流波発生回路の各交流波信号に基づいて駆動信号をそれ
ぞれ発生させる２つの駆動回路（１６，１６）、およ
び、半導体発光素子から成り且つ各駆動回路（１６，１
６）の駆動信号によってそれぞれ異なる波長で発光する
２つの光源（１８，１８）から構成される。

【００５３】交流波発生回路（１３）は、図１に示す測
定装置と略同様に構成され、基準となる交流波としての
２種の同一周期のｓｉｎ波を生成する様になされてい
る。ｓｉｎ波の周波数は、図１に示す測定装置における
のと同様の理由から、例えば１００ＫＨｚに設定され
る。また、ｓｉｎ波の周波数は、図１の場合と同様に、
１００ＫＨｚ以上、実際的には１００ＫＨｚ〜１０ＧＨ
ｚに設定されことにより、ノイズ耐性を一層向上でき
る。

【００５４】交流波発生回路（１３）は、発生させた基
準ｓｉｎ波から９０度位相のずれたｓｉｎ波を更に生成
する移相器が付設されることにより、位相（θ）のｓｉ
ｎ波と位相（θ＋１／２π）のｓｉｎ波を生成可能に構
成される。また、駆動回路（１６，１６）は、交流波発
生回路（１３）で生成したｓｉｎ波によって光源（１
８）に駆動電力を供給する図１におけるのと同様の回路
であり、交流波発生回路（１３）の各ｓｉｎ波に応じて
並列に設けられる。

【００５５】光源（１８，１８）は、各々、例えば９５
０ｎｍ、６６０ｎｍの波長の上記と同様の半導体光源に
よって構成される。また、通常、光源装置（１）には、
各光源（１８，１８）の光を一つの光路に多色光として
合成する図２におけるのと同様の光学機器（１９）が設
けられる。光源（１８，１８）及び光学機器（１９）
は、上述の様な検査装置において試料（４）の装填位置
の近傍に配置され、図１の場合と同様に、コリーメート
レンズを介し、試料（４）に光を照射する様になされて
いる。

【００５６】また、受光装置（２）は、捕捉した透過光
または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
気変換器（２１）、当該光−電気変換器の電気信号から
交流波発生回路（１３）の周期に相当する周波数成分を
取り出す帯域フィルタ（２２）、および、当該帯域フィ
ルタによって取り出された周波数成分から光源装置
（１）の交流波発生回路（１３）に合致した位相の信号
をそれぞれ選別する２つの同期検波回路（２３，２３）
から構成される。

【００５７】光−電気変換器（２１）は、図１に示す測
定装置と同様に、フォトダイオードによって構成され、
光源（１８）と反対側の試料（４）の装填位置の近傍に
集光レンズを介して配置される。帯域フィルタ（２２）
は、図１に示す測定装置と同様のフィルタであり、斯か
るフィルタとしては、上記と同様にクワッドラチャータ
イプが好ましい。帯域フィルタ（２２）は、交流波発生
回路（１３）の周期に応じて、例えば１００ＫＨｚの交
流成分を取り出す様になされている。

【００５８】同期検波回路（２３，２３）は、光源装置
（１）の交流波発生回路（１３）からそれぞれ伝送され
る同一周波数および同一位相のｓｉｎ波、すなわち、位
相（θ）のｓｉｎ波と位相（θ＋１／２π）のｓｉｎ波
に一致する信号を帯域フィルタで得られる周波数成分か
ら抽出するヘテロダイン回路である。更に、同期検波回
路（２３，２３）は、全波整流器を組み合わせることに
より、振幅検知回路として構成でき、検波した交流信号
を振幅に応じてＤＣ変換し得る。

【００５９】また、検波した位相（θ）及び（θ＋１／
２π）の交流信号は、高速のサンプリング周期を有する
Ａ／Ｄ変換器によってデジタル変換した後、デジタル信
号を検出する様になされていてもよい。なお、各同期検
波回路（２３，２３）で得られたデジタル信号は、前述
と同様のデータ処理装置（３）に伝送される様になされ
ている。

【００６０】図３に示す本発明の測定装置は、図２に示
す測定装置の場合と同様に、例えば、上記の血液検査に
おいて複数の成分を同時に測定する場合に適用される。
その場合、本発明の測定装置において、光源装置（１）
の交流波発生回路（１３）は、一定の周期（例えば１０
０ＫＨｚ）の２つのｓｉｎ波信号を９０度位相ずれした
状態で生成する。すなわち、位相（θ）及び（θ＋１／
２π）の２つのｓｉｎ波信号を生成する。

【００６１】また、２つの駆動回路（１６，１６）は、
交流波発生回路（１３）の各ｓｉｎ波信号に基づいて一
定の周期で大きさの変化する駆動信号を出力する。そし
て、２つの光源（１８，１８）は、駆動回路（１６，１
６）から出力される各駆動信号に応じて変調された光を
発光し、光学機器（１９）は、これらの光を１つの光路
に整える。すなわち、光源（１８，１８）及び光学機器
（１９）は、各一定の周期（１００ＫＨｚ）で強度が変
化し且つ位相が９０度ずれた２種の光を試料（４）に向
けて照射する。

【００６２】一方、受光装置（２）の光−電気変換器
（２１）は、試料（４）からの光（透過光または散乱
光）を捕捉し、その光量に応じて電気信号に変換する。
また、帯域フィルタ（２２）は、光−電気変換器（２
１）から得られる信号のうち、一定の周期（１００ＫＨ
ｚ）の信号の交流成分を取り出すことにより、試料
（４）に照射された光の信号として復調する。

【００６３】そして、同期検波回路（２３，２３）は、
各々、交流波発生回路（１３）からそれぞれ伝送される
位相（θ）のｓｉｎ波と位相（θ＋１／２π）のｓｉｎ
波に一致する信号を帯域フィルタ（２２）で得られる周
波数成分から抽出すると共に、検波した各信号を振幅に
応じてＤＣ変換する。

【００６４】すなわち、図３に示す本発明の測定装置に
おいては、発光周期の位相が予め異なる状態に変調され
た２つの光を照射し且つ電気信号として取り出す際に各
位相（θ）及び（θ＋１／２π）に応じてそれぞれ復調
することにより、経時的に変動するノイズや外乱ノイズ
を遮断できるため、試料（４）中の微細な粒子の質量変
化によって得られる微弱な複数の信号を抽出した際、図
２に示す測定装置と同様に、各信号について高いＳ／Ｎ
比特性を得ることが出来、一層高精度な測定が可能にな
る。

【００６５】更に、図３に示す本発明の測定装置におい
ては、図２に示す測定装置と同様に装置構成が極めて簡
単であり、一層小型化できる。しかも、本発明の測定装
置においては、駆動回路（１６）、光源（１８）及び同
期検波回路（２３）を併設するだけで２種の光による同
時測定ができ、より短い応答時間で２つの成分を測定で
きる。

【００６６】次に、図４に示す測定装置について説明す
る。図４に示す測定装置は、発光用の駆動信号としてパ
ルス波信号を利用した態様の測定装置である。図４に示
す測定装置において、光源装置（１）は、一定の周期で
パルス波信号を生成するパルス波発生回路（１４）、当
該パルス波発生回路のパルス波信号に基づいて駆動信号
を発生させる駆動回路（１７）、および、半導体発光素
子から成り且つ駆動回路（１７）の駆動信号によって発
光する光源（１８）から構成される。

【００６７】パルス波発生回路（１４）は、無安定マル
チバイブレータを利用して構成されることにより、基準
となるパルス波を一定の周期で生成する様になされてい
る。一般に、上記の様な血液検査を行う検査装置におい
ては、キュベットの循環搬送使などにパルスモータが使
用されるが、パルスモータによる外乱ノイズを低減する
ため、光源装置（１）のパルス波発生回路（１４）は、
パルスモータの駆動周波数を分周した周波数のパルス波
を生成可能に構成されるのが好ましい。具体的には、パ
ルス波の発生周波数は５００Ｈｚ〜２０ＫＨｚが好まし
い。

【００６８】駆動回路（１７）は、パルス波発生回路
（１４）で生成したパルス波に応じて光源（１８）に駆
動電力を供給する回路であり、パルス波発生回路（１
４）で生成したパルス電圧を抵抗器によって電流変換す
る様に構成される。光源（１８）は、図１に示す測定装
置と同様の半導体光源によって構成される。光源（１
８）は、上述の様な検査装置において試料（４）の装填
位置の近傍に配置され、図１の場合と同様に、コリーメ
ートレンズを介し、試料（４）に光を照射する様になさ
れている。

【００６９】また、受光装置（２）は、捕捉した透過光
または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
気変換器（２１）、および、当該光−電気変換器の電気
信号からパルス波発生回路（１４）の周期に相当する信
号のピーク信号を保持するサンプルホールド回路（２
５）から構成される。

【００７０】光−電気変換器（２１）は、図１に示す測
定装置と同様に、フォトダイオードによって構成され、
光源（１８）と反対側の試料（４）の装填位置の近傍に
集光レンズを介して配置される。サンプルホールド回路
（２５）は、光−電気変換器（２１）から一定周期で得
られるピーク信号の入力電圧を一時的に保持しする回路
である。上記サンプルホールド回路（２５）は、Ａ／Ｄ
コンバータに内蔵された回路を利用することも出来る。

【００７１】更に、受光装置（２）には、通常、サンプ
ルホールド回路（２５）から得られるピーク信号を所望
のＤＣ電圧に増幅するための増幅器（２６）が設けられ
る。また、受光装置（２）において、光−電気変換器
（２１）から得られるピーク信号は、高速のサンプリン
グ周期を有するＡ／Ｄ変換器を用いてデジタル変換した
後、サンプルホールドする様になされていてもよい。な
お、増幅器（２６）から出力されるデジタル信号は、前
述と同様のデータ処理装置（３）に伝送される様になさ
れている。

【００７２】図４に示す本発明の測定装置は、図１に示
す測定装置の場合と同様に、例えば、上記の血液検査に
おいて１つの成分を測定する場合に適用される。その場
合、本発明の測定装置において、光源装置（１）のパル
ス波発生回路（１４）は、一定の周期（例えば１００Ｋ
Ｈｚ）でパルス波信号を生成し、駆動回路（１７）は、
パルス波発生回路（１４）のパルス波信号に基づいて一
定の周期で駆動信号を出力する。そして、光源（１８）
は、駆動回路（１７）から出力される駆動信号に応じて
光を発光する。すなわち、光源（１８）は、一定の周期
に変調された光を試料（４）に向けて照射する。

【００７３】一方、受光装置（２）の光−電気変換器
（２１）は、試料（４）からの光（透過光または散乱
光）を捕捉し、その光を光量に応じて電気信号に変換す
る。また、サンプルホールド回路（２５）は、光−電気
変換器（２１）から得られる信号のうち、一定の周期
（１００ＫＨｚ）で発生するピーク信号を取り出すこと
により、試料（４）に照射された光の信号として復調す
る。そして、増幅器（２６）は、サンプルホールド回路
（２５）で取り出された信号を強度に応じてＤＣ変換し
且つ増幅する。

【００７４】すなわち、図４に示す本発明の測定装置に
おいては、パルス波信号に基づいて予め発光強度が一定
周期に変調された光を照射し且つ電気信号として取り出
す際に復調することにより、パルスモーターノイズを遮
断でき、かつ、ディレーティング特性から直流駆動の場
合よりも光源（１８）の発光強度の瞬間値を高め得るた
め、図１に示す測定装置と同様に、上記の様に試料
（４）から得られる微弱な信号を抽出した際、高いＳ／
Ｎ比特性を得ることが出来、一層高精度な測定が可能に
なる。

【００７５】次に、図５に示す測定装置について説明す
る。図５に示す測定装置は、位相が互いに異なる複数の
パルス波信号によって複数の光源を駆動させる態様の測
定装置である。図５に示す測定装置において、光源装置
（１）は、複数のパルス波信号を同一周期で且つ互いに
位相ずれした状態で生成するパルス波発生回路（１
５）、当該パルス波発生回路の各パルス波信号に基づい
て駆動信号をそれぞれ発生させる複数の駆動回路（１
７，１７…）、および、半導体発光素子から成り且つ各
駆動回路（１７，１７…）の駆動信号によってそれぞれ
異なる波長で発光する複数の光源（１８，１８…）から
構成される。

【００７６】パルス波発生回路（１５）は、無安定マル
チバイブレータ及び分周カウンタを組み合わせて構成さ
れることにより、位相をシフトさせた一定周期の例えば
３つのパルス波信号（Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃）を生成する様に
なされている。また、パルス波発生回路（１５）は、図
４に示す測定装置と同様の理由から、上記の検査装置に
おけるパルスモータの駆動周波数を分周した周波数のパ
ルス波、典型的には５００Ｈｚの周波数でパルス波を生
成可能に構成されるのが好ましい。

【００７７】駆動回路（１７）は、パルス波発生回路
（１５）で生成した各パルス波信号（Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃）
に応じて例えば３つの光源（１８，１８…）に駆動電力
を供給する回路であり、パルス波発生回路（１５）で生
成したパルス電圧を抵抗器によって電流変換する様に構
成される。

【００７８】光源（１８，１８…）は、図１に示す測定
装置と同様の半導体光源によって構成される。また、光
源装置（１）には、通常、各光源（１８，１８）の光を
一つの光路に多色光として合成する図２におけるのと同
様の光学機器（１９）が設けられる。光源（１８，１８
…）及び光学機器（１９）は、検査装置において試料
（４）の装填位置の近傍に配置され、図１の場合と同様
に、コリーメートレンズを介し、試料（４）に光を照射
する様になされている。

【００７９】また、受光装置（２）は、捕捉した透過光
または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
気変換器（２１）、および、当該光−電気変換器の電気
信号からパルス波発生回路（１４）の各位相周期に相当
する信号のピーク信号をそれぞれ保持する複数のサンプ
ルホールド回路（２５，２５…）から構成される。

【００８０】光−電気変換器（２１）は、図１に示す測
定装置と同様に、フォトダイオードによって構成され、
光源（１８）と反対側の試料（４）の装填位置の近傍に
集光レンズを介して配置される。各サンプルホールド回
路（２５，２５…）は、図４に示す測定装置と同様に、
光−電気変換器（２１）から一定周期で得られるピーク
信号の入力電圧を保持しする回路である。また、上記サ
ンプルホールド回路（２５）は、Ａ／Ｄコンバータに内
蔵された回路を利用することも出来る。

【００８１】受光装置（２）には、通常、図４に示す測
定装置と同様の増幅器（２６，２６…）が各サンプルホ
ールド回路（２５，２５…）に対応して設けられる。ま
た、受光装置（２）において、光−電気変換器（２１）
から得られるピーク信号は、高速のサンプリング周期を
有するＡ／Ｄ変換器を用いてデジタル変換した後、サン
プルホールドする様になされていてもよい。なお、増幅
器（２６）から出力されるデジタル信号は、前述と同様
のデータ処理装置（３）に伝送される様になされてい
る。

【００８２】図５に示す本発明の測定装置は、図２に示
す測定装置の場合と同様に、例えば、血液検査において
複数の成分を同時測定する場合に適用される。その場
合、本発明の測定装置において、光源装置（１）のパル
ス波発生回路（１５）は、図８（ａ）に示す様に、一定
の周期（１００ＫＨｚ）で位相の異なる３種のパルス波
信号（Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃）を生成し、各駆動回路（１７，
１７…）は、これらのパルス波信号に基づいて一定の周
期で駆動信号を出力する。

【００８３】光源（１８，１８…）は、各々、各駆動回
路（１７，１７…）から出力される各駆動信号に応じて
互いにタイミングがずれた状態に変調された光を発光す
る。そして、光学機器（１９）は、これらの光を１つの
光路に整える。すなわち、光源（１８，１８…）及び光
学機器（１９）は、各一定の周期（１００ＫＨｚ）で点
灯し且つ位相がずれた３種の光を試料（４）に向けて照
射する。

【００８４】一方、受光装置（２）の光−電気変換器
（２１）は、試料（４）からの光（透過光または散乱
光）を捕捉し、その光を光量に応じて図８（ｂ）に示す
様な電気信号に変換する。また、図８（ｃ）に示す様
に、各サンプルホールド回路（２５，２５…）は、光−
電気変換器（２１）から得られる信号のうち、各対応す
るパルス波信号（Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃）の位相成分に応じて
ピーク信号を取り出すことにより、試料（４）に照射さ
れた光の信号として復調する。そして、各増幅器（２
６）は、サンプルホールド回路（２５，２５…）で取り
出された信号を強度に応じてＤＣ変換し且つ増幅する。

【００８５】すなわち、図５に示す本発明の測定装置に
おいては、位相ずれした一定周期の複数のパルス波信号
に基づいて予め発光強度が変調された複数の光を照射し
且つ電気信号として取り出す際に各位相に対応してそれ
ぞれ復調することにより、パルスモーターノイズを遮断
でき、かつ、ディレーティング特性から直流駆動の場合
よりも光源（１８）の発光強度の瞬間値を高め得るた
め、上記の様に試料（４）から得られる微弱な信号を抽
出した際、図２に示す測定装置と同様に、各信号につい
て高いＳ／Ｎ比特性を得ることが出来、一層高精度な測
定が可能になる。

【００８６】更に、図５に示す本発明の測定装置におい
ては、図２に示す測定装置と同様に装置構成が極めて簡
単であり、一層小型化できる。しかも、本発明の測定装
置においては、駆動回路（１７）、光源（１８）及びサ
ンプルホールド回路（２５）を併設するだけで複数の光
による同時測定ができ、より短い応答時間で複数の成分
を測定できる。

【００８７】

【発明の効果】本発明の光学的測定装置によれば、一定
の周期で強度が変化する様に変調した光を光源装置によ
って照射し、光源装置からの光に相当する信号だけを受
光装置によって復調するため、回路で発生するノイズや
外乱ノイズ等の変動するノイズに影響されることなく、
照射した光に相当する信号だけを正確に抽出でき、より
高いＳ／Ｎ比特性を得られ、一層高精度な測定が可能で
ある。従って、本発明の光学的測定装置は、生化学検
査、免疫血清検査、血液凝固検査などにおける僅かな光
量変化の測定に好適である。

【００８８】交流波信号によって発光させる態様の光学
的測定装置によれば、予め発光強度が変調された光を照
射し且つ電気信号として取り出す際に復調することによ
り、回路素子の暗電流や増幅器のオフセット電圧などに
よる経時的に変動するノイズ及び照明や電気設備などに
よる外乱ノイズを遮断できるため、試料から得られる微
弱な信号を抽出した際、高いＳ／Ｎ比特性を得ることが
出来、一層高精度な測定が可能になる。

【００８９】複数の交流波信号によって発光させる態様
の光学的測定装置によれば、予め発光強度が異なる周期
に変調された複数の光を照射し且つ電気信号として取り
出す際にそれぞれ復調することにより、上記の態様と同
様に、経時的に変動するノイズや外乱ノイズを遮断でき
るため、試料から得られる微弱な複数の信号を抽出した
際、各信号について高いＳ／Ｎ比特性を得ることが出
来、一層高精度な測定が可能になる。更に、本発明の光
学的測定装置によれば、回折格子などの大型の光学機器
が使用することなく複数の光を解析できるため、装置構
成が極めて簡単であり、一層小型化できる。しかも、複
数種の光による同時測定ができ、より短い応答時間で複
数の成分を測定できる。

【００９０】２種の交流波信号によって発光させる態様
の光学的測定装置によれば、発光周期の位相が予め９０
度異なる状態に変調された２つの光を照射し且つ電気信
号として取り出す際に各位相に応じてそれぞれ復調する
ことにより、上記の態様と同様に、経時的に変動するノ
イズや外乱ノイズを遮断できるため、試料から得られる
微弱な２つの信号を抽出した際、各信号について高いＳ
／Ｎ比特性を得ることが出来、一層高精度な測定が可能
になる。更に、本発明の光学的測定装置によれば、上記
の態様と同様に、装置構成が極めて簡単であり、一層小
型化できる。しかも、２種の光による同時測定ができ、
より短い応答時間で２つの成分を測定できる。

【００９１】パルス波信号によって発光させる態様の光
学的測定装置によれば、パルス波信号によって予め発光
強度が一定周期に変調された光を照射し且つ電気信号と
して取り出す際に復調することにより、上記の態様と同
様に、パルスモーターノイズを遮断でき、かつ、ディレ
ーティング特性から直流駆動の場合よりも光源（１８）
の発光強度の瞬間値を高め得るため、試料から得られる
微弱な２つの信号を抽出した際、高いＳ／Ｎ比特性を得
ることが出来、一層高精度な測定が可能になる。

【００９２】複数のパルス波信号によって発光させる態
様の光学的測定装置によれば、位相ずれした一定周期の
複数のパルス波信号に基づいて予め発光強度が変調され
た複数の光を照射し且つ電気信号として取り出す際に各
位相に対応してそれぞれ復調することにより、パルスモ
ーターノイズを遮断でき、かつ、ディレーティング特性
から直流駆動の場合よりも光源の発光強度の瞬間値を高
め得るため、試料から得られる微弱な複数の信号を抽出
した際、各信号について高いＳ／Ｎ比特性を得ることが
出来、一層高精度な測定が可能になる。更に、更に、本
発明の光学的測定装置によれば、回折格子などの大型の
光学機器が使用することなく複数の光を解析できるた
め、装置構成が極めて簡単であり、一層小型化できる。
しかも、複数種の光による同時測定ができ、より短い応
答時間で複数の成分を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】交流波信号によって発光する光源装置およびそ
の受光装置を備えた本発明に係る光学的測定装置のブロ
ック図

【図２】異なる周期の複数の交流波信号によって発光す
る光源装置およびその受光装置を備えた本発明に係る光
学的測定装置のブロック図

【図３】９０度位相ずれした２つの交流波信号によって
発光する光源装置およびその受光装置を備えた本発明に
係る光学的測定装置のブロック図

【図４】パルス波信号によって発光する光源装置および
その受光装置を備えた本発明に係る光学的測定装置のブ
ロック図

【図５】位相ずれした複数のパルス波信号によって発光
する光源装置およびその受光装置を備えた本発明に係る
光学的測定装置のブロック図

【図６】図１に示す光学的測定装置における信号の形態
を示す波形図

【図７】図２に示す光学的測定装置における信号の形態
を示す波形図

【図８】図５に示す光学的測定装置における信号の形態
を示す波形図

【符号の説明】

１ ：光源装置 １１：交流波発生回路 １３：交流波発生回路 １４：パルス波発生回路 １５：パルス波発生回路 １６：駆動回路 １７：駆動回路 １８：光源 １９：光学機器 ２ ：受光装置 ２１：光−電気変換器 ２２：帯域フィルタ ２３：同期検波回路 ２４：振幅検知器 ２５：サンプルホールド回路 ２６：増幅器 ３ ：データ処理装置 ４ ：液状試料

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状試料（４）に照射した光の透過光ま
   たは散乱光の強度を測定する光学的測定装置であって、
   所定の周期パターンの駆動信号によって単波長の光を発
   光させ且つ液状試料（４）に向けて照射する光源装置
   （１）と、液状試料（４）における透過光または散乱光
   を捕捉して電気信号に変換し且つ当該電気信号から前記
   駆動信号のパターンに相当する信号を検出する受光装置
   （２）とから構成されていることを特徴とする光学的測
   定装置。
2. 【請求項２】 光源装置（１）は、一定の周期の交流波
   信号を生成する交流波発生回路（１１）、当該交流波発
   生回路の交流波信号に基づいて駆動信号を発生させる駆
   動回路（１６）、および、半導体発光素子から成り且つ
   駆動回路（１６）の駆動信号によって発光する光源（１
   ８）から構成され、受光装置（２）は、捕捉した透過光
   または散乱光を強度に応じて電気信号に変換する光−電
   気変換器（２１）、当該光−電気変換器の電気信号から
   交流波発生回路（１１）の周期に相当する周波数成分を
   取り出す帯域フィルタ（２２）、および、当該帯域フィ
   ルタによって取り出された周波数成分の振幅を検出する
   振幅検知器（２４）から構成されている請求項１に記載
   の光学的測定装置。
3. 【請求項３】 光源装置（１）の交流波発生回路（１
   １）は、１００ＫＨｚ以上の周波数のｓｉｎ波を生成可
   能に構成されている請求項２に記載の光学的測定装置。
4. 【請求項４】 受光装置（２）の振幅検知器（２４）に
   は、光源装置（１）の交流波発生回路（１１）に同期す
   る信号を選別する同期検波回路が設けられている請求項
   ２又は３に記載の光学的測定装置。
5. 【請求項５】 光源装置（１）は、それぞれに異なる周
   期の複数の交流波信号を生成する交流波発生回路（１
   ２）、当該交流波発生回路の各交流波信号に基づいて駆
   動信号をそれぞれ発生させる複数の駆動回路（１６，１
   ６…）、および、半導体発光素子から成り且つ各駆動回
   路（１６，１６…）の駆動信号によってそれぞれ異なる
   波長で発光する複数の光源（１８，１８…）から構成さ
   れ、受光装置（２）は、捕捉した透過光または散乱光を
   強度に応じて電気信号に変換する光−電気変換器（２
   １）、当該光−電気変換器の電気信号から交流波発生回
   路（１２）の各周期に相当する周波数成分を取り出す複
   数の帯域フィルタ（２２，２２…）、および、これら帯
   域フィルタによって取り出された各周波数成分の振幅を
   それぞれ検出する複数の振幅検知器（２４，２４…）か
   ら構成されている請求項１に記載の光学的測定装置。
6. 【請求項６】 光源装置（１）の交流波発生回路（１
   ２）は、１００ＫＨｚ以上の周波数のｓｉｎ波を生成可
   能に構成されている請求項５に記載の光学的測定装置。
7. 【請求項７】 受光装置（２）の各振幅検知器（２４，
   ２４…）には、光源装置（１）の交流波発生回路（１
   ２）に同期する信号を選別する同期検波回路がそれぞれ
   設けられている請求項５又は６に記載の光学的測定装
   置。
8. 【請求項８】 光源装置（１）は、同一周期の２つの交
   流波信号を９０度位相ずれした状態で生成する交流波発
   生回路（１３）、当該交流波発生回路の各交流波信号に
   基づいて駆動信号をそれぞれ発生させる２つの駆動回路
   （１６，１６）、および、半導体発光素子から成り且つ
   各駆動回路（１６，１６）の駆動信号によってそれぞれ
   異なる波長で発光する２つの光源（１８，１８）から構
   成され、受光装置（２）は、捕捉した透過光または散乱
   光を強度に応じて電気信号に変換する光−電気変換器
   （２１）、当該光−電気変換器の電気信号から交流波発
   生回路（１３）の周期に相当する周波数成分を取り出す
   帯域フィルタ（２２）、および、当該帯域フィルタによ
   って取り出された周波数成分から交流波発生回路（１
   ３）に合致した位相の信号をそれぞれ選別する２つの同
   期検波回路（２３，２３）から構成されている請求項１
   に記載の光学的測定装置。
9. 【請求項９】 光源装置（１）は、一定の周期でパルス
   波信号を生成するパルス波発生回路（１４）、当該パル
   ス波発生回路のパルス波信号に基づいて駆動信号を発生
   させる駆動回路（１７）、および、半導体発光素子から
   成り且つ駆動回路（１７）の駆動信号によって発光する
   光源（１８）から構成され、受光装置（２）は、捕捉し
   た透過光または散乱光を強度に応じて電気信号に変換す
   る光−電気変換器（２１）、および、当該光−電気変換
   器の電気信号からパルス波発生回路（１４）の周期に相
   当する信号のピーク信号を保持するサンプルホールド回
   路（２５）から構成されている請求項１に記載の光学的
   測定装置。
10. 【請求項１０】 受光装置（２）のサンプルホールド回
    路（２５）が、Ａ／Ｄコンバータに内蔵されている請求
    項９に記載の光学的測定装置。
11. 【請求項１１】 光源装置（１）は、複数のパルス波信
    号を同一周期で且つ互いに位相ずれした状態で生成する
    パルス波発生回路（１５）、当該パルス波発生回路の各
    パルス波信号に基づいて駆動信号をそれぞれ発生させる
    複数の駆動回路（１７，１７…）、および、半導体発光
    素子から成り且つ各駆動回路（１７，１７…）の駆動信
    号によってそれぞれ異なる波長で発光する複数の光源
    （１８，１８…）から構成され、受光装置（２）は、捕
    捉した透過光または散乱光を強度に応じて電気信号に変
    換する光−電気変換器（２１）、および、当該光−電気
    変換器の電気信号からパルス波発生回路（１５）の各位
    相周期に相当する信号のピーク信号をそれぞれ保持する
    複数のサンプルホールド回路（２５，２５…）から構成
    されている請求項１に記載の光学的測定装置。
12. 【請求項１２】 受光装置（２）の各サンプルホールド
    回路（２５，２５…）が、Ａ／Ｄコンバータにそれぞれ
    内蔵されている請求項１１に記載の光学的測定装置。
13. 【請求項１３】 液状試料（４）が、血液凝固検査用試
    薬および血漿を含む試料、生化学検査用試薬および血漿
    もしくは血清を含む試料、または、免疫検査用ラテック
    ス試薬および血漿もしくは血清を含む試料である請求項
    １〜１２の何れかに記載の光学的測定装置。