JP3390354B2 - 光学特性測定系の制御方法 - Google Patents
光学特性測定系の制御方法Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
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- G01N2021/155—Monitoring cleanness of window, lens, or other parts
- G01N2021/157—Monitoring by optical means
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液状の被検試料の
光学特性の測定に関するものであって、特にその測定系
の制御方法に関するものである。
光学特性の測定に関するものであって、特にその測定系
の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】被検試料の光学特性を測定する場合、被
検試料はその内部を光が伝搬するようにしてサンプルセ
ル内に収容される。一般に、サンプルセルは、ガラス等
からなる直方体で、透明な一対の透過面の間を光が伝搬
するようになっている。通常、サンプルセルの上部は開
放されていて、この開口部から、あらかじめ調製された
被検試料が、スポイト、ピペッタ、シリンジ等でサンプ
ルセル内に導入され、またサンプルセルより排出され
る。
検試料はその内部を光が伝搬するようにしてサンプルセ
ル内に収容される。一般に、サンプルセルは、ガラス等
からなる直方体で、透明な一対の透過面の間を光が伝搬
するようになっている。通常、サンプルセルの上部は開
放されていて、この開口部から、あらかじめ調製された
被検試料が、スポイト、ピペッタ、シリンジ等でサンプ
ルセル内に導入され、またサンプルセルより排出され
る。
【０００３】一般に、被検試料の入れ換えは、サンプル
セルごとに行われる。ここで、泡や溶解せずに残存した
溶質粒子等の妨害物が測定光の光路上に存在すると、測
定精度が低下する。特に、光学系にサンプルセルを固定
したまま、それに被検試料を導入したり、その中で溶質
粉末を溶解して被検試料溶液を調製したりすると、これ
らの過程において泡が発生しやすく、また、溶質粉末が
溶解せずに残存しやすい。したがって、サンプルセルを
光学系に設置した状態で、被検試料を導入排出したり、
被検試料を調製することは困難であった。そこで、サン
プルセルを光学系から取り外した状態で、サンプルセル
へ被検試料を導入した後、この被検試料を収容したサン
プルセルを光学系に設置していた。また、サンプルセル
内で被検試料溶液を調製し、この溶液の光学特性を測定
する場合も、溶液を調製した後に、サンプルセルを光学
系に配置していた。このような場合、妨害物の存在の有
無をあらかじめ目視で確認した上で、サンプルセルを光
学系に設置していた。
セルごとに行われる。ここで、泡や溶解せずに残存した
溶質粒子等の妨害物が測定光の光路上に存在すると、測
定精度が低下する。特に、光学系にサンプルセルを固定
したまま、それに被検試料を導入したり、その中で溶質
粉末を溶解して被検試料溶液を調製したりすると、これ
らの過程において泡が発生しやすく、また、溶質粉末が
溶解せずに残存しやすい。したがって、サンプルセルを
光学系に設置した状態で、被検試料を導入排出したり、
被検試料を調製することは困難であった。そこで、サン
プルセルを光学系から取り外した状態で、サンプルセル
へ被検試料を導入した後、この被検試料を収容したサン
プルセルを光学系に設置していた。また、サンプルセル
内で被検試料溶液を調製し、この溶液の光学特性を測定
する場合も、溶液を調製した後に、サンプルセルを光学
系に配置していた。このような場合、妨害物の存在の有
無をあらかじめ目視で確認した上で、サンプルセルを光
学系に設置していた。
【０００４】このように、被検試料の交換、サンプルセ
ル内の洗浄等は、サンプルセルを取り外して行うため、
非常に手間がかかる作業でもあった。また、目視によっ
ては、光路上の泡等の妨害物のすべてをもれなく確認す
ることは不可能である。したがって、目視によっては確
認できない微小な妨害物が測定を妨害する場合もある。
さらには、例えば、被検試料中を泡や粒子が移動してい
る場合などでは、サンプルセルを光学系に配置したとき
の光路の位置を正確に見積もることが困難でもある。未
溶解の溶質の存在は、被検試料である溶液が本来意図し
た状態ではないことを意味する。このように、正確な測
定が困難な場合もあった。
ル内の洗浄等は、サンプルセルを取り外して行うため、
非常に手間がかかる作業でもあった。また、目視によっ
ては、光路上の泡等の妨害物のすべてをもれなく確認す
ることは不可能である。したがって、目視によっては確
認できない微小な妨害物が測定を妨害する場合もある。
さらには、例えば、被検試料中を泡や粒子が移動してい
る場合などでは、サンプルセルを光学系に配置したとき
の光路の位置を正確に見積もることが困難でもある。未
溶解の溶質の存在は、被検試料である溶液が本来意図し
た状態ではないことを意味する。このように、正確な測
定が困難な場合もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決し、サンプルセルを光学系より取り外して液状
被検試料の導入排出等を行う必要がなく、さらにサンプ
ルセル内に泡等の妨害物が混入しても正確に被検試料の
光学特性を測定することができる光学特性測定系の制御
方法を提供することを目的とする。
点を解決し、サンプルセルを光学系より取り外して液状
被検試料の導入排出等を行う必要がなく、さらにサンプ
ルセル内に泡等の妨害物が混入しても正確に被検試料の
光学特性を測定することができる光学特性測定系の制御
方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光学特性測定系
の制御方法は、サンプルセルに収容された液状の被検試
料に光を投射し、その透過光を分析することにより、前
記被検試料の光学特性を測定する光学特性の測定におい
て、前記被検試料中の前記光の進路またはその周辺部
に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて前記
光の透過を妨害する前記被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するステップと、前記泡または粒子の存在が検
出されると、前記被検試料中の前記光の進路より前記泡
または粒子を除去するステップとを具備し、光の透過を
妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するた
めの光の強度が、光学特性を測定するための光の強度よ
りも大きいことを特徴とする。 また、本発明は、光学特
性を測定するための光と、光の透過を妨害する被検試料
中の泡または粒子の有無を検出するための光とを、互い
に重ね合わせて前記被検試料に投射し、前記光の透過を
妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するた
めの光の径が前記光学特性を測定するための光の径より
も大きく、前記光の透過を妨害する被検試料中の泡また
は粒子の有無を検出するための光が前記光学特性を測定
するための光を覆っていることを特徴とする。そして、
泡または粒子の存在が検出されると、サンプルセルへの
振動の印加、被検試料の攪拌、除去部材の摺動等によ
り、被検試料中の光の進路よりこれら妨害物を除去す
る。
の制御方法は、サンプルセルに収容された液状の被検試
料に光を投射し、その透過光を分析することにより、前
記被検試料の光学特性を測定する光学特性の測定におい
て、前記被検試料中の前記光の進路またはその周辺部
に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて前記
光の透過を妨害する前記被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するステップと、前記泡または粒子の存在が検
出されると、前記被検試料中の前記光の進路より前記泡
または粒子を除去するステップとを具備し、光の透過を
妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するた
めの光の強度が、光学特性を測定するための光の強度よ
りも大きいことを特徴とする。 また、本発明は、光学特
性を測定するための光と、光の透過を妨害する被検試料
中の泡または粒子の有無を検出するための光とを、互い
に重ね合わせて前記被検試料に投射し、前記光の透過を
妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するた
めの光の径が前記光学特性を測定するための光の径より
も大きく、前記光の透過を妨害する被検試料中の泡また
は粒子の有無を検出するための光が前記光学特性を測定
するための光を覆っていることを特徴とする。そして、
泡または粒子の存在が検出されると、サンプルセルへの
振動の印加、被検試料の攪拌、除去部材の摺動等によ
り、被検試料中の光の進路よりこれら妨害物を除去す
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の光学特性測定系の制御方
法は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を
投射し、その透過光を分析することにより、被検試料の
光学特性を測定する光学特性の測定において、被検試料
中の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、そ
の透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試料
中の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡また
は粒子の存在が検出されると、サンプルセルを振動させ
て被検試料中の光の進路より泡または粒子を除去するス
テップとを具備する。
法は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を
投射し、その透過光を分析することにより、被検試料の
光学特性を測定する光学特性の測定において、被検試料
中の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、そ
の透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試料
中の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡また
は粒子の存在が検出されると、サンプルセルを振動させ
て被検試料中の光の進路より泡または粒子を除去するス
テップとを具備する。
【０００８】本発明の他の光学特性測定系の制御方法
は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を投
射し、その透過光を分析することにより、被検試料の光
学特性を測定する光学特性の測定において、被検試料中
の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、その
透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試料中
の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡または
粒子の存在が検出されると、被検試料を攪拌して、被検
試料中の光の進路より泡または粒子を除去するステップ
とを具備する。
は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を投
射し、その透過光を分析することにより、被検試料の光
学特性を測定する光学特性の測定において、被検試料中
の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、その
透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試料中
の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡または
粒子の存在が検出されると、被検試料を攪拌して、被検
試料中の光の進路より泡または粒子を除去するステップ
とを具備する。
【０００９】本発明のさらに他の光学特性測定系の制御
方法は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光
を投射し、その透過光を分析することにより、被検試料
の光学特性を測定する光学特性の測定において、被検試
料中の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、
その透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試
料中の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡ま
たは粒子の存在が検出されると、サンプルセルの光が入
射する面および出射する面の内壁に沿って除去部材を摺
動させ、内壁に付着した泡または粒子を除去するステッ
プとを具備する。液中の泡、粒子等は壁面に付着しやす
い。さらに、被検試料中のこれらがサンプルセルの透過
面に付着すると、被検試料の光学特性の測定を大きく妨
害する。壁面に付着した泡や粒子は、上記のような攪拌
や振動によっては除去しにくい。そこで、これらを除去
部材によって直接力学的に除去する。これにより、妨害
物を確実に除去することができ、より信頼性の高い測定
が可能になる。
方法は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光
を投射し、その透過光を分析することにより、被検試料
の光学特性を測定する光学特性の測定において、被検試
料中の光の進路またはその周辺部に、別途光を投射し、
その透過光の強度に基づいて光の透過を妨害する被検試
料中の泡または粒子の有無を検出するステップと、泡ま
たは粒子の存在が検出されると、サンプルセルの光が入
射する面および出射する面の内壁に沿って除去部材を摺
動させ、内壁に付着した泡または粒子を除去するステッ
プとを具備する。液中の泡、粒子等は壁面に付着しやす
い。さらに、被検試料中のこれらがサンプルセルの透過
面に付着すると、被検試料の光学特性の測定を大きく妨
害する。壁面に付着した泡や粒子は、上記のような攪拌
や振動によっては除去しにくい。そこで、これらを除去
部材によって直接力学的に除去する。これにより、妨害
物を確実に除去することができ、より信頼性の高い測定
が可能になる。
【００１０】本発明のさらに他の光学測定系の制御方法
は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を投
射し、その透過光を分析することにより、被検試料の光
学特性を測定する光学特性の測定において、サンプルセ
ルが一対の底面をそれぞれ光の入射面および出射面とし
た筒状形状を有し、被検試料中の光の進路またはその周
辺部に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて
光の透過を妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を
検出するステップと、泡または粒子の存在が検出される
と、サンプルセルの軸の傾きを変化させるステップとを
具備する。
は、サンプルセルに収容された液状の被検試料に光を投
射し、その透過光を分析することにより、被検試料の光
学特性を測定する光学特性の測定において、サンプルセ
ルが一対の底面をそれぞれ光の入射面および出射面とし
た筒状形状を有し、被検試料中の光の進路またはその周
辺部に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて
光の透過を妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を
検出するステップと、泡または粒子の存在が検出される
と、サンプルセルの軸の傾きを変化させるステップとを
具備する。
【００１１】上記の方法によると、サンプルセルに収容
された被検試料中の泡等の妨害物を効率的に検出し、振
動の印加、攪拌等によってこれらを除去消滅させること
ができる。したがって、従来、泡や粒子が発生しやすい
ことからその後の正確な測定が困難であったサンプルセ
ルを光学系に設置したままでの被検試料の導入、交換お
よび調製が可能になる。また、未溶解の溶質の存在を検
知し、さらにその溶解を促進させることもできるので、
安定した条件で、被検試料の光学特性を正確に測定する
ことができる。したがって、たとえば尿のように泡が発
生しやすい被検試料の光学特性を測定する場合の使い勝
手や、信頼性が大幅に向上し、更に自動化を促進するこ
とができる。光路上の未溶解溶質粒子の溶解を促進する
には、特に被検試料を攪拌することが有用である。
された被検試料中の泡等の妨害物を効率的に検出し、振
動の印加、攪拌等によってこれらを除去消滅させること
ができる。したがって、従来、泡や粒子が発生しやすい
ことからその後の正確な測定が困難であったサンプルセ
ルを光学系に設置したままでの被検試料の導入、交換お
よび調製が可能になる。また、未溶解の溶質の存在を検
知し、さらにその溶解を促進させることもできるので、
安定した条件で、被検試料の光学特性を正確に測定する
ことができる。したがって、たとえば尿のように泡が発
生しやすい被検試料の光学特性を測定する場合の使い勝
手や、信頼性が大幅に向上し、更に自動化を促進するこ
とができる。光路上の未溶解溶質粒子の溶解を促進する
には、特に被検試料を攪拌することが有用である。
【００１２】本発明の光学測定系の制御方法によると、
泡や未溶解溶質による測定精度の悪化を防止でき、より
信頼性の高い測定が可能になる。また、サンプルセル内
で被検試料を調製することも可能であるため、検査の効
率化と省力化が可能になる。上記のような操作は、光学
測定の前に限らず、測定中においても有用である。泡、
粒子等の妨害物の存在を監視を継続しながら、これらの
存在を検知したときに、測定を中断し、振動等により妨
害物を光路より除去もしくは消滅させればよい。ここ
で、より強度の大きい光を用いた方が、妨害物による光
量の変化が大きい。したがって、妨害物を検出するため
の光の強度が光学特性を測定するための光の強度よりも
大きいと、この妨害物検出光で検出できないような微小
な粒子または泡は、実際の光学測定においてはほとんど
影響を及ぼさない。したがって、妨害物検出光の強度を
測定光の強度よりも大きくすることで、より正確な測定
が可能になる。
泡や未溶解溶質による測定精度の悪化を防止でき、より
信頼性の高い測定が可能になる。また、サンプルセル内
で被検試料を調製することも可能であるため、検査の効
率化と省力化が可能になる。上記のような操作は、光学
測定の前に限らず、測定中においても有用である。泡、
粒子等の妨害物の存在を監視を継続しながら、これらの
存在を検知したときに、測定を中断し、振動等により妨
害物を光路より除去もしくは消滅させればよい。ここ
で、より強度の大きい光を用いた方が、妨害物による光
量の変化が大きい。したがって、妨害物を検出するため
の光の強度が光学特性を測定するための光の強度よりも
大きいと、この妨害物検出光で検出できないような微小
な粒子または泡は、実際の光学測定においてはほとんど
影響を及ぼさない。したがって、妨害物検出光の強度を
測定光の強度よりも大きくすることで、より正確な測定
が可能になる。
【００１３】被検試料をサンプルセル中で調製する場合
には、被検試料の調製時に発生した泡または溶解せずに
残存した溶質粒子の存在を検出しながら、これらが検出
されると、後のサンプルセルへの振動の印加、被検試料
の攪拌またはサンプルセルの軸の傾きの変化によってこ
れらを消滅させる。消滅を確認した後に、光学測定を開
始する。
には、被検試料の調製時に発生した泡または溶解せずに
残存した溶質粒子の存在を検出しながら、これらが検出
されると、後のサンプルセルへの振動の印加、被検試料
の攪拌またはサンプルセルの軸の傾きの変化によってこ
れらを消滅させる。消滅を確認した後に、光学測定を開
始する。
【００１４】上記のような光学特性を測定するための光
と、光の透過を妨害する被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するための光を、互いに重ね合わせた後、被検
試料に投射すると、泡や未溶解粒子等の妨害物の存在を
リアルタイムに検知することができる。特に、測定中に
おいても、泡、粒子等の監視を継続することで、より信
頼性の高い測定が可能になる。また、妨害物検出光の径
を測定光のそれよりも大きくし、妨害物検出光が測定光
を完全に覆うようにすると、泡、粒子等の測定光への妨
害をより確実に検知することができる。光学特性を測定
するための光と、光の透過を妨害する被検試料中の泡ま
たは粒子の有無を検出するための光とが同一であっても
よい。
と、光の透過を妨害する被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するための光を、互いに重ね合わせた後、被検
試料に投射すると、泡や未溶解粒子等の妨害物の存在を
リアルタイムに検知することができる。特に、測定中に
おいても、泡、粒子等の監視を継続することで、より信
頼性の高い測定が可能になる。また、妨害物検出光の径
を測定光のそれよりも大きくし、妨害物検出光が測定光
を完全に覆うようにすると、泡、粒子等の測定光への妨
害をより確実に検知することができる。光学特性を測定
するための光と、光の透過を妨害する被検試料中の泡ま
たは粒子の有無を検出するための光とが同一であっても
よい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１６】《実施例１》本実施例では、分光吸収特性
測定を例に説明する。分光吸収特性測定装置の概略を図
１に示す。半導体レーザモジュール１は、特定波長の略
平行光を、図中破線で示すように、サンプルセル８に向
けて投射する。サンプルセル８には、液状の被検試料２
が収容されている。サンプルセル８の光が入射する面
（以下、入射面とする）およびそれと対向する面すなわ
ち出射面は、ともに透明である。光センサ３は、半導体
レーザモジュール１より投射され、被検試料２を透過し
た光を検出する。また、ランプと分光素子を備えた波長
可変光源４は、略平行光を、図中実線で示すように、サ
ンプルセル８の入射面に向けて投射する。光センサ６
は、波長可変光源４より投射され、被検試料２を透過し
た光を検出する。被検試料の光吸収成分がタンパク質で
ある場合、その光吸収波長領域は１９０〜３００ｎｍで
ある。その場合、波長可変光源４は、例えば、この波長
領域を含む１９０〜７００ｎｍの波長を有し、強度が１
００〜４００μＷで、直径が３ｍｍの略平行光を発す
る。半導体レーザモジュール１は、光吸収波長領域外で
ある波長７８０ｎｍの略平行光を被検試料２に向けて投
射する。
測定を例に説明する。分光吸収特性測定装置の概略を図
１に示す。半導体レーザモジュール１は、特定波長の略
平行光を、図中破線で示すように、サンプルセル８に向
けて投射する。サンプルセル８には、液状の被検試料２
が収容されている。サンプルセル８の光が入射する面
（以下、入射面とする）およびそれと対向する面すなわ
ち出射面は、ともに透明である。光センサ３は、半導体
レーザモジュール１より投射され、被検試料２を透過し
た光を検出する。また、ランプと分光素子を備えた波長
可変光源４は、略平行光を、図中実線で示すように、サ
ンプルセル８の入射面に向けて投射する。光センサ６
は、波長可変光源４より投射され、被検試料２を透過し
た光を検出する。被検試料の光吸収成分がタンパク質で
ある場合、その光吸収波長領域は１９０〜３００ｎｍで
ある。その場合、波長可変光源４は、例えば、この波長
領域を含む１９０〜７００ｎｍの波長を有し、強度が１
００〜４００μＷで、直径が３ｍｍの略平行光を発す
る。半導体レーザモジュール１は、光吸収波長領域外で
ある波長７８０ｎｍの略平行光を被検試料２に向けて投
射する。
【００１７】コンピュータ７は、波長可変光源４を制御
し、それが投射する光の波長を掃引する。さらに、コン
ピュータ７は、同時に光センサ３の出力信号を監視し、
記録解析する。サンプルセル８は、振動台９の上に載置
されている。振動台９は、コンピュータ７からの指令信
号によってサンプルセル８を振動させる。
し、それが投射する光の波長を掃引する。さらに、コン
ピュータ７は、同時に光センサ３の出力信号を監視し、
記録解析する。サンプルセル８は、振動台９の上に載置
されている。振動台９は、コンピュータ７からの指令信
号によってサンプルセル８を振動させる。
【００１８】以下、本分光吸収特性測定装置の動作を説
明する。まず、サンプルセル８に液状被検試料を導入す
るか、サンプルセル８内に溶媒と溶質を投入して被検試
料を調製する。このとき発生した泡や溶解せずに残留し
た溶質粒子が、半導体レーザモジュール１の投射光の光
路上にあると、光センサ３に到達する光量が大きく低下
する。したがって、光センサ３の出力信号は、これら妨
害物がその光路上に存在しない時に比べて低下する。コ
ンピュータ７は、光センサ３の出力信号の大きさまたは
その変化に基づいて、これら妨害物の存在を検知する。
コンピュータ７は、妨害物の存在を検知すると、振動台
９を制御してサンプルセル８を振動させる。これによ
り、サンプルセル８内の被検試料は攪拌され、妨害物は
光路より移動する。また、泡の消滅や未溶解溶質粒子の
溶解が促進される。なお、コンピュータ７は、これら妨
害物を検知している間は、分光吸収特性の測定は行わな
い。振動台９による振動によって、妨害物が消滅もしく
は移動して光路上に存在しなくなれば、光センサ３の出
力信号は、回復して安定する。溶質粒子が溶解せずに残
存していた場合には、光センサ３の出力信号が回復して
安定すれば、溶質がすべて溶解して被検試料２の濃度が
均一になったことになる。
明する。まず、サンプルセル８に液状被検試料を導入す
るか、サンプルセル８内に溶媒と溶質を投入して被検試
料を調製する。このとき発生した泡や溶解せずに残留し
た溶質粒子が、半導体レーザモジュール１の投射光の光
路上にあると、光センサ３に到達する光量が大きく低下
する。したがって、光センサ３の出力信号は、これら妨
害物がその光路上に存在しない時に比べて低下する。コ
ンピュータ７は、光センサ３の出力信号の大きさまたは
その変化に基づいて、これら妨害物の存在を検知する。
コンピュータ７は、妨害物の存在を検知すると、振動台
９を制御してサンプルセル８を振動させる。これによ
り、サンプルセル８内の被検試料は攪拌され、妨害物は
光路より移動する。また、泡の消滅や未溶解溶質粒子の
溶解が促進される。なお、コンピュータ７は、これら妨
害物を検知している間は、分光吸収特性の測定は行わな
い。振動台９による振動によって、妨害物が消滅もしく
は移動して光路上に存在しなくなれば、光センサ３の出
力信号は、回復して安定する。溶質粒子が溶解せずに残
存していた場合には、光センサ３の出力信号が回復して
安定すれば、溶質がすべて溶解して被検試料２の濃度が
均一になったことになる。
【００１９】コンピュータ７は、光センサ３の出力信号
が安定すると、振動台９による振動の印加を停止して、
分光吸収特性の測定を開始する。すなわち、コンピュー
タ７は波長可変光源４より光を投射させ、さらにその波
長を掃引しながら、光センサ６の出力信号を分析する。
このように、測定に先立って溶質がすべて溶解したこと
を確認することで、実際の仕込量に一致した濃度の被検
試料の光学特性を測定することができる。また、サンプ
ルセル８内で、溶液を調製する場合は、光センサ３の出
力信号に基づいて未溶解の溶質及びこれらが溶解する際
に発生する泡の存在を検知する。
が安定すると、振動台９による振動の印加を停止して、
分光吸収特性の測定を開始する。すなわち、コンピュー
タ７は波長可変光源４より光を投射させ、さらにその波
長を掃引しながら、光センサ６の出力信号を分析する。
このように、測定に先立って溶質がすべて溶解したこと
を確認することで、実際の仕込量に一致した濃度の被検
試料の光学特性を測定することができる。また、サンプ
ルセル８内で、溶液を調製する場合は、光センサ３の出
力信号に基づいて未溶解の溶質及びこれらが溶解する際
に発生する泡の存在を検知する。
【００２０】以上のように、泡、粒子等による測定の妨
害を検知して、サンプルセルを振動させることにより、
これらを光路上より除去もしくは消滅させることができ
る。したがって、これらによる測定精度の悪化を防止す
ることができる。さらに、測定中においても、泡、粒子
等の存在を監視しながら、これらの存在を検知したとき
に、サンプルセル８を振動させ、光路上より除去もしく
は消滅させることができる。
害を検知して、サンプルセルを振動させることにより、
これらを光路上より除去もしくは消滅させることができ
る。したがって、これらによる測定精度の悪化を防止す
ることができる。さらに、測定中においても、泡、粒子
等の存在を監視しながら、これらの存在を検知したとき
に、サンプルセル８を振動させ、光路上より除去もしく
は消滅させることができる。
【００２１】《実施例２》本実施例も、分光吸収特性測
定について説明する。本実施例の分光吸収特性測定装置
の概略を図２に示す。半導体レーザモジュール１は、実
施例１で用いたものと同様に、特定波長の略平行光を、
図中破線で示すように、サンプルセル８に向けて投射す
る。サンプルセル８内には、液状の被検試料２が収容さ
れている。波長可変光源４は、略平行光を、図中実線で
示すように、サンプルセル８の入射面に向けて投射す
る。実施例１と同様に被検試料の光吸収成分がタンパク
質である場合、波長可変光源４は、例えば、この波長領
域を含む１９０〜７００ｎｍの波長を有し、強度が１０
０〜４００μＷで、直径が３．０ｍｍの略平行光を発す
る。半導体レーザモジュール１は、直径が２．０ｍｍ
で、光吸収波長領域外である波長７８０ｎｍの略平行光
を投射する。
定について説明する。本実施例の分光吸収特性測定装置
の概略を図２に示す。半導体レーザモジュール１は、実
施例１で用いたものと同様に、特定波長の略平行光を、
図中破線で示すように、サンプルセル８に向けて投射す
る。サンプルセル８内には、液状の被検試料２が収容さ
れている。波長可変光源４は、略平行光を、図中実線で
示すように、サンプルセル８の入射面に向けて投射す
る。実施例１と同様に被検試料の光吸収成分がタンパク
質である場合、波長可変光源４は、例えば、この波長領
域を含む１９０〜７００ｎｍの波長を有し、強度が１０
０〜４００μＷで、直径が３．０ｍｍの略平行光を発す
る。半導体レーザモジュール１は、直径が２．０ｍｍ
で、光吸収波長領域外である波長７８０ｎｍの略平行光
を投射する。
【００２２】レンズ等によって構成されたビームエキス
パンダ１１は、半導体レーザモジュール１が投射した略
平行光を、より径の大きな直径が４．０ｍｍの光に変換
する。ダイクロイックミラー１３および１４は、それぞ
れ波長が約７３０ｎｍ以上の光を反射し、それ以外の光
を透過させる。半導体レーザモジュール１より投射さ
れ、ビームエキスパンダ１１を経由した光は、ダイクロ
イックミラー１３により反射する。
パンダ１１は、半導体レーザモジュール１が投射した略
平行光を、より径の大きな直径が４．０ｍｍの光に変換
する。ダイクロイックミラー１３および１４は、それぞ
れ波長が約７３０ｎｍ以上の光を反射し、それ以外の光
を透過させる。半導体レーザモジュール１より投射さ
れ、ビームエキスパンダ１１を経由した光は、ダイクロ
イックミラー１３により反射する。
【００２３】一方、波長可変光源４より投射された光
は、ダイクロイックミラー１３を透過して、サンプルセ
ル８に向けて進行する。ダイクロイックミラー１３によ
り反射した半導体レーザモジュール１からの光と、波長
可変光源４より投射されダイクロイックミラー１３を透
過した光は、重ね合わされたのち、サンプルセル８に向
けて進行する。ここで、半導体レーザモジュール１から
の光は、その径が波長可変光源４より投射された光のそ
れよりも大きく、波長可変光源４の投射光を包み込む。
サンプルセル８を透過した光は、ダイクロイックミラー
１４により分離される。光センサ３は、ダイクロイック
ミラー１４により反射した光、すなわち半導体レーザモ
ジュール１より投射され、サンプルセル８を経由した光
を検出する。光センサ６は、ダイクロイックミラー１４
を透過した光、すなわち波長可変光源４より投射され、
サンプルセル８を経由した光を検出する。
は、ダイクロイックミラー１３を透過して、サンプルセ
ル８に向けて進行する。ダイクロイックミラー１３によ
り反射した半導体レーザモジュール１からの光と、波長
可変光源４より投射されダイクロイックミラー１３を透
過した光は、重ね合わされたのち、サンプルセル８に向
けて進行する。ここで、半導体レーザモジュール１から
の光は、その径が波長可変光源４より投射された光のそ
れよりも大きく、波長可変光源４の投射光を包み込む。
サンプルセル８を透過した光は、ダイクロイックミラー
１４により分離される。光センサ３は、ダイクロイック
ミラー１４により反射した光、すなわち半導体レーザモ
ジュール１より投射され、サンプルセル８を経由した光
を検出する。光センサ６は、ダイクロイックミラー１４
を透過した光、すなわち波長可変光源４より投射され、
サンプルセル８を経由した光を検出する。
【００２４】コンピュータ７は、波長可変光源４が投射
する光の波長を掃引し、さらに、光センサ６の出力信号
を記録解析する。コンピュータ７は、同時に光センサ３
の出力信号も監視する。サンプルセル８の底面には、コ
ンピュータ７からの指令信号によって作動する攪拌部１
５が設けられている。コンピュータ７は、光センサ３の
出力信号、すなわち半導体レーザモジュール１より投射
され、光センサ３に到達する光量に基づいて、被検試料
２中の泡や未溶解粒子等の妨害物の存在を検知する。コ
ンピュータ７は、これら妨害物の存在を検知すると、攪
拌部１５を作動させてサンプルセル８内の被検試料２を
攪拌する。なお、妨害物を検知している間は、分光吸収
特性の測定は行わない。攪拌によって、妨害物が消滅も
しくは移動して光路上に存在しなくなれば、光センサ３
の出力信号は、回復して安定する。コンピュータ７は、
光センサ３の出力信号が安定すると、攪拌を停止して、
測定を開始する。
する光の波長を掃引し、さらに、光センサ６の出力信号
を記録解析する。コンピュータ７は、同時に光センサ３
の出力信号も監視する。サンプルセル８の底面には、コ
ンピュータ７からの指令信号によって作動する攪拌部１
５が設けられている。コンピュータ７は、光センサ３の
出力信号、すなわち半導体レーザモジュール１より投射
され、光センサ３に到達する光量に基づいて、被検試料
２中の泡や未溶解粒子等の妨害物の存在を検知する。コ
ンピュータ７は、これら妨害物の存在を検知すると、攪
拌部１５を作動させてサンプルセル８内の被検試料２を
攪拌する。なお、妨害物を検知している間は、分光吸収
特性の測定は行わない。攪拌によって、妨害物が消滅も
しくは移動して光路上に存在しなくなれば、光センサ３
の出力信号は、回復して安定する。コンピュータ７は、
光センサ３の出力信号が安定すると、攪拌を停止して、
測定を開始する。
【００２５】《実施例３》本実施例も、分光吸収特性測
定について説明する。本実施例の分光吸収特性測定装置
の概略を図３に示す。本実施例の分光吸収特性測定装置
では、実施例２のそれと同様に、妨害物を検出するため
の光と光学測定のための光を重ね合わせて被検試料に投
射する。被検試料２中の泡や未溶解粒子等の妨害物の存
在を検知すると、除去部材１６をサンプルセル８の透過
面の内壁に沿って上下させて、壁面に付着した泡を除去
する。除去部材１６は、例えば図３に示すように、シリ
コンゴム製で柱状のワイパー部１６ａを備え、除去部材
１６が上下すると、このワイパー部１６ａがサンプルセ
ル８の透過面の内壁上を摺動し、壁面に付着した妨害物
を除去する。
定について説明する。本実施例の分光吸収特性測定装置
の概略を図３に示す。本実施例の分光吸収特性測定装置
では、実施例２のそれと同様に、妨害物を検出するため
の光と光学測定のための光を重ね合わせて被検試料に投
射する。被検試料２中の泡や未溶解粒子等の妨害物の存
在を検知すると、除去部材１６をサンプルセル８の透過
面の内壁に沿って上下させて、壁面に付着した泡を除去
する。除去部材１６は、例えば図３に示すように、シリ
コンゴム製で柱状のワイパー部１６ａを備え、除去部材
１６が上下すると、このワイパー部１６ａがサンプルセ
ル８の透過面の内壁上を摺動し、壁面に付着した妨害物
を除去する。
【００２６】《実施例４》本実施例では、旋光度測定を
例に説明する。本発明に用いる旋光計の概略を図４に示
す。本旋光計は、被検試料自身に起因した自然旋光を、
それに磁場を印加して発現するファラデー効果により補
償し、その補償値に基づいて旋光度を算出する。本旋光
計では、泡等の妨害物の検出と旋光度測定に同一の光源
を用いる。半導体レーザモジュール１７は、波長６７０
ｎｍ、強度３．０ｍＷ、ビーム直径２．０ｍｍの略平行
光を投射する。偏光子１９は、半導体レーザモジュール
１７が投射した光のうち特定の偏光成分の光のみを透過
させる。偏光子１９を透過した光は、液状の被検試料を
収容するサンプルセル２０の中空部内を透過する。サン
プルセル２０は、傾斜したレール２９上に固定されてい
る。サンプルセル２０の中空部は、筒状でその軸方向は
図中矢印で示す半導体レーザモジュール１７の投射光の
進行方向と一致している。実質光路長は５０ｍｍであ
る。
例に説明する。本発明に用いる旋光計の概略を図４に示
す。本旋光計は、被検試料自身に起因した自然旋光を、
それに磁場を印加して発現するファラデー効果により補
償し、その補償値に基づいて旋光度を算出する。本旋光
計では、泡等の妨害物の検出と旋光度測定に同一の光源
を用いる。半導体レーザモジュール１７は、波長６７０
ｎｍ、強度３．０ｍＷ、ビーム直径２．０ｍｍの略平行
光を投射する。偏光子１９は、半導体レーザモジュール
１７が投射した光のうち特定の偏光成分の光のみを透過
させる。偏光子１９を透過した光は、液状の被検試料を
収容するサンプルセル２０の中空部内を透過する。サン
プルセル２０は、傾斜したレール２９上に固定されてい
る。サンプルセル２０の中空部は、筒状でその軸方向は
図中矢印で示す半導体レーザモジュール１７の投射光の
進行方向と一致している。実質光路長は５０ｍｍであ
る。
【００２７】サンプルセル２０の後段には、検光子２３
が配されている。検光子２３は、サンプルセル２０を透
過した光のうち、その偏光方向が、偏光子を透過した光
のそれと垂直な成分のみを透過させる。光センサ２４
は、検光子２３を透過した光を検出する。
が配されている。検光子２３は、サンプルセル２０を透
過した光のうち、その偏光方向が、偏光子を透過した光
のそれと垂直な成分のみを透過させる。光センサ２４
は、検光子２３を透過した光を検出する。
【００２８】傾斜して配されたサンプルセル２０の中空
部の下方端部には、中空部に被検試料を導入するための
被検試料投入口２０ａが設けられている。また、中空部
の上方端部には通気口２０ｃが設けられている。サンプ
ルセル２０の周囲には、中空部内の被検試料に、光の進
行方向に磁場を印加するためのソレノイドコイル２０ｂ
が形成されている。コイルドライバ２５は、コンピュー
タ２８の指令信号に基づいてソレノイドコイル２０ｂに
電流を供給する。このとき、コイルドライバ２５からソ
レノイドコイル２０ｂへの制御信号には信号発生器２６
が発した変調信号（例えば振幅＝０．００１Ａ、周波数
１．３ＫＨｚ）が重畳される。ロックインアンプ２７
は、ソレノイドコイル２０ｂの変調信号を参照信号とし
て光センサ２４の出力信号を位相敏感検波する。コンピ
ュータ２８は、被検試料の旋光度を測定する際は、ロッ
クインアンプ２７の出力信号がゼロに成るように、コイ
ルドライバ２５に制御電流信号を供給する。
部の下方端部には、中空部に被検試料を導入するための
被検試料投入口２０ａが設けられている。また、中空部
の上方端部には通気口２０ｃが設けられている。サンプ
ルセル２０の周囲には、中空部内の被検試料に、光の進
行方向に磁場を印加するためのソレノイドコイル２０ｂ
が形成されている。コイルドライバ２５は、コンピュー
タ２８の指令信号に基づいてソレノイドコイル２０ｂに
電流を供給する。このとき、コイルドライバ２５からソ
レノイドコイル２０ｂへの制御信号には信号発生器２６
が発した変調信号（例えば振幅＝０．００１Ａ、周波数
１．３ＫＨｚ）が重畳される。ロックインアンプ２７
は、ソレノイドコイル２０ｂの変調信号を参照信号とし
て光センサ２４の出力信号を位相敏感検波する。コンピ
ュータ２８は、被検試料の旋光度を測定する際は、ロッ
クインアンプ２７の出力信号がゼロに成るように、コイ
ルドライバ２５に制御電流信号を供給する。
【００２９】半導体レーザモジュール１７、偏光子１
９、サンプルセル２０、検光子２３および光センサ２４
で構成される光学系は、レール２９に固定されている。
リフト３０は、レール２９の一端を上下させることによ
り、レール２９に固定されたサンプルセル２０の傾きを
変化させる。このリフト３０は、光センサ２４の出力信
号に基づいたコンピュータ２８の指令信号によって制御
される。すなわちサンプルセル２０内の光路上に泡、未
溶解の溶質粒子等の妨害物が存在すると、コンピュータ
２８は、光センサ２４の出力の低下によってそれを検知
し、リフト３０を制御してレール２９の端部を上下方向
に変位させる。これにより、サンプルセル２０の光路上
に存在する妨害物を移動させ、光路より除去する。さら
に未溶解溶質粒子の溶解を促進させる。未溶解の溶質お
よびこれらが溶解する際に発生する泡を検知しなくなれ
ば、溶質がすべて溶解して濃度が一定化したことにな
る。この状態で、被検試料の光学特性を測定する。
９、サンプルセル２０、検光子２３および光センサ２４
で構成される光学系は、レール２９に固定されている。
リフト３０は、レール２９の一端を上下させることによ
り、レール２９に固定されたサンプルセル２０の傾きを
変化させる。このリフト３０は、光センサ２４の出力信
号に基づいたコンピュータ２８の指令信号によって制御
される。すなわちサンプルセル２０内の光路上に泡、未
溶解の溶質粒子等の妨害物が存在すると、コンピュータ
２８は、光センサ２４の出力の低下によってそれを検知
し、リフト３０を制御してレール２９の端部を上下方向
に変位させる。これにより、サンプルセル２０の光路上
に存在する妨害物を移動させ、光路より除去する。さら
に未溶解溶質粒子の溶解を促進させる。未溶解の溶質お
よびこれらが溶解する際に発生する泡を検知しなくなれ
ば、溶質がすべて溶解して濃度が一定化したことにな
る。この状態で、被検試料の光学特性を測定する。
【００３０】上記のように、妨害物の検出と光学測定を
同一の光によって行うことにより、特に測定中におい
て、測定の妨害をリアルタイムに検知することができる
ため、妨害物の存在を検知し測定を中断する時間を必要
最小限にすることができる。したがって、より短期間
に、より信頼性の高い測定が可能になる。同様に、妨害
物が除去消滅してから、測定を開始する場合でも、この
時の待機時間を必要最小限にすることができる。なお、
尿の旋光度を測定してこれを検査する場合には、サンプ
ルセル２０の被検試料投入口２０ａに直接排尿しても、
排尿の際に発生した泡等の妨害を除去することができ、
旋光度を精度よく測定することができる。これによっ
て、特に排尿直後の尿のように多くの泡が混入する被検
試料の光学特性を測定する装置の使い勝手や、信頼性が
大幅に向上し、更に小型化、低価格化を実現でき、普及
を促進することができる。
同一の光によって行うことにより、特に測定中におい
て、測定の妨害をリアルタイムに検知することができる
ため、妨害物の存在を検知し測定を中断する時間を必要
最小限にすることができる。したがって、より短期間
に、より信頼性の高い測定が可能になる。同様に、妨害
物が除去消滅してから、測定を開始する場合でも、この
時の待機時間を必要最小限にすることができる。なお、
尿の旋光度を測定してこれを検査する場合には、サンプ
ルセル２０の被検試料投入口２０ａに直接排尿しても、
排尿の際に発生した泡等の妨害を除去することができ、
旋光度を精度よく測定することができる。これによっ
て、特に排尿直後の尿のように多くの泡が混入する被検
試料の光学特性を測定する装置の使い勝手や、信頼性が
大幅に向上し、更に小型化、低価格化を実現でき、普及
を促進することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によると、試験試料の導入排出等
を光学系より取り外して行う必要がなく、さらにサンプ
ルセル内に泡等の妨害物が混入しても正確に液状試料の
光学特性を測定することができる光学特性測定の制御方
法を提供することができる。
を光学系より取り外して行う必要がなく、さらにサンプ
ルセル内に泡等の妨害物が混入しても正確に液状試料の
光学特性を測定することができる光学特性測定の制御方
法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例に用いた分光吸収特性測定装
置の構成を示す概略図である。
置の構成を示す概略図である。
【図２】同他の実施例に用いた分光吸収特性測定装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図３】同さらに他の実施例に用いた分光吸収特性測定
装置の構成を示す概略図である。
装置の構成を示す概略図である。
【図４】同さらに他の実施例に用いた旋光計の構成を示
す概略図である。
す概略図である。
１、１７ 半導体レーザモジュール
２ 被検試料
３、６、２４ 光センサ
４ 波長可変光源
７、２８ コンピュータ
８、２０ サンプルセル
９ 振動台
１１ ビームエキスパンダ
１３、１４ ダイクロイックミラー
１５ 攪拌部
１６ 除去部材
１６ａ ワイパー部
１９ 偏光子
２０ サンプルセル
２０ａ 被検試料投入口
２０ｂ 通気口
２３ 検光子
２５ コイルドライバ
２６ 信号発生器
２７ ロックインアンプ
２９ レール
３０ リフト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭60−161546（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−322010（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−54076（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−7054（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−135160（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−59852（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−91958（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭61−183608（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/61
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 サンプルセルに収容された液状の被検試
料に光を投射し、その透過光を分析することにより、前
記被検試料の光学特性を測定する光学特性の測定におい
て、前記被検試料中の前記光の進路またはその周辺部
に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて前記
光の透過を妨害する前記被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するステップと、前記泡または粒子の存在が検
出されると、前記被検試料中の前記光の進路より前記泡
または粒子を除去するステップとを具備し、光の透過を
妨害する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するた
めの光の強度が、光学特性を測定するための光の強度よ
りも大きいことを特徴とする光学特性測定系の制御方
法。 - 【請求項２】 サンプルセルに収容された液状の被検試
料に光を投射し、その透過光を分析することにより、前
記被検試料の光学特性を測定する光学特性の測定におい
て、前記被検試料中の前記光の進路またはその周辺部
に、別途光を投射し、その透過光の強度に基づいて前記
光の透過を妨害する前記被検試料中の泡または粒子の有
無を検出するステップと、前記泡または粒子の存在が検
出されると、前記被検試料中の前記光の進路より前記泡
または粒子を除去するステップとを具備し、光学特性を
測定するための光と、光の透過を妨害する被検試料中の
泡または粒子の有無を検出するための光とを、互いに重
ね合わせて前記被検試料に投射し、前記光の透過を妨害
する被検試料中の泡または粒子の有無を検出するための
光の径が前記光学特性を測定するための光の径よりも大
きく、前記光の透過を妨害する被検試料中の泡または粒
子の有無を検出するための光が前記光学特性を測定する
ための光を覆っていることを特徴とする光学特性測定系
の制御方法。 - 【請求項３】 前記被検試料中の前記光の進路により前
記泡または粒子を除去するステップにおいて、前記サン
プルセルを振動させる請求項１または２記載の光学特性
測定系の制御方法。 - 【請求項４】 前記被検試料中の前記光の進路により前
記泡または粒子を除去するステップにおいて、前記被検
溶液を攪拌する請求項１または２記載の光学特性測定系
の制御方法。 - 【請求項５】 前記被検試料中の前記光の進路により前
記泡または粒子を除 去するステップにおいて、前記サン
プルセルの前記光が入射する面および出射する面の内壁
に沿って部材を摺動させ、前記内壁に付着した前記泡ま
たは粒子を除去する請求項１または２記載の光学特性測
定系の制御方法。 - 【請求項６】 前記サンプルセルが一対の底面をそれぞ
れ光の入射面および出射面とした筒状形状を有し、前記
被検試料中の前記光の進路により前記泡または粒子を除
去するステップにおいて前記サンプルセルの軸の傾きを
変化させる請求項１または２記載の光学特性測定系の制
御方法。 - 【請求項７】 前記被検試料が前記サンプルセル中で調
製されたものであって、前記泡または粒子を検出するス
テップにおいて前記被検試料の調製時に発生した泡また
は溶解せずに残存した溶質粒子の存在が検出されると、
後のサンプルセルへの振動の印加、被検試料の攪拌また
はサンプルセルの軸の傾きの変化によって前記泡または
溶質粒子を消滅させ、さらに測定に先立って前記泡また
は溶質粒子の消滅を確認するステップを具備する請求項
１〜６のいずれかに記載の光学特性測定系の制御方法。
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