光学的計測装置
【課題】液体中の粒子に関する情報を感度よく測定する光学的測定装置を提供する。
【解決手段】 光源１６と、電源１５と、セル１０と、セル１１内の液体試料と接する位置に形成され、光源１６から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子兼電極１１と、回折格子兼電極１１に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部２１と、派生回折光パターンに含まれる各次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群２５と、光検出器群２５により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号処理部３１とを備え、派生回折光信号処理部３１は、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測する。
【解決手段】 光源１６と、電源１５と、セル１０と、セル１１内の液体試料と接する位置に形成され、光源１６から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子兼電極１１と、回折格子兼電極１１に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部２１と、派生回折光パターンに含まれる各次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群２５と、光検出器群２５により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号処理部３１とを備え、派生回折光信号処理部３１は、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の粒子に関する情報を、光学的に計測する光学的測定装置に関し、さらに詳細には、粒子の拡散・移動による密度変化から、液体中に含まれる粒子に関する情報を光学的に測定する光学的測定装置に関する。本発明は、例えば粒子の有無の確認、拡散係数、粒子濃度、粒径等の測定に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
粒子含有液体と接する位置に電極対を形成し、これに交流電圧を印加して誘電泳動現象を生じさせたり（非電解質液の場合）、直流電圧を印加して電気泳動現象を生じさせたり（電解質液の場合）して、液体中の粒子を移動することにより、粒子密度の濃淡を形成し、屈折率分布を形成することができる。
誘電泳動現象を利用して溶液中の粒子を集中させ、集中させた領域の屈折率の変化を測定することが開示されている（特許文献１参照）。この特許文献によれば、誘電泳動により粒子が集中する領域に、予め表面プラズモン共鳴を起こすための金属電極を形成しておき、金属電極に励起光を照射して表面プラズモン共鳴の測定を行うことで、金属電極表面面近傍の屈折率を測定する。
【特許文献１】特表２００３−６５９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１に開示されている表面プラズモン共鳴を用いた屈折率測定方法は、表面プラズモン共鳴が生じる金属表面近傍に検出感度を有するが、検出感度を有する範囲は誘電泳動により粒子を凝集させた領域のうち金属表面近傍のかなり狭い局在領域に限られている。
【０００４】
これに対し、出願人は先行特許出願において、回折格子を形成しておき、回折格子に誘電泳動を引き起こすための電極としての機能を兼用させ、この回折格子兼電極に電圧を印加して誘電泳動により粒子移動を引き起こし、粒子移動前後の回折光パターンの変化を、光検出器で検出することを提案している（特願２００４−２４１９０７号）。これによれば、表面プラズモン共鳴よりも広範囲の領域から平均的な屈折率変化の検出が可能となる。
【０００５】
図７は、上記先行特許出願において、出願人が提案している誘電泳動現象および回折現象を利用して粒子移動による屈折率変化を測定する光学的測定の動作原理を説明する図である。
液体試料を保持するセル１０の壁面を構成するガラス基板１２ａ上に、２本の平行な直線状電極片１３ａ、１３ｂの対と、同じく２本の平行な直線状電極片１４ａ、１４ｂの対とを交互に配列することにより、回折格子兼電極１１が構成される。回折格子兼電極１１に交流電源１５から交流電圧を印加する。電極１３ａ、１３ｂに対して、電極１４ａ、１４ｂが反対極となるようにして、交流電圧を印加することにより、電気力線が集中する１３ａ−１４ｂ間、および１４ａ−１３ｂ間に、誘電泳動によって粒子が凝集する。粒子が凝集する領域Ｐは、回折格子兼電極１１の格子間隔（ｄ）に対し、その２倍の周期（２ｄ）で一定間隔ごとに形成される。粒子が凝集する領域Ｐは、他の領域より粒子密度が高く、屈折率が異なることから、格子間隔２ｄの回折格子（密度回折格子という）が形成されることになる。
【０００６】
光源１６、光源光を集束または平行化するレンズ光学系１７を用いて、回折格子兼電極１１に向けて光を照射すると、回折格子兼電極１１により生じる本来の基本回折光パターンが発生するとともに、密度回折格子による派生回折光パターンが重畳して発生するので、光検出器１８を新しく派生回折光パターンの内、基本回折パターンとは異なる方位に回折される一次光、三次光、・・・の奇数次回折光が検出できる位置に合わせることで、派生回折光強度の変化から屈折率の変化を検出することができる。また、電圧印加後に電圧印加を停止すると、粒子が領域Ｐから拡散することにより、派生回折光が経時的に消失するので、その変化を測定することにより屈折率変化や濃度変化、さらには濃度変化から拡散方程式に基づいて拡散係数を求めることができる。
【０００７】
図８は、図７の動作原理に基づいて屈折率を測定する光学的測定装置の構成を示す概略ブロック図である。光源１６とレンズ光学系１７は、セル１０の回折格子兼電極１１に測定光を照射するようにしてある。なお、この図の例では、セル１０の回折格子兼電極１１に垂直入射させているが、入射角は図７で示したように傾斜させてあってもよい。
回折格子兼電極１１を通過した透過回折光は、回折格子兼電極１１による複数次数の基本回折光パターンＡ（図中太線で示す）と、密度回折格子による複数次数の派生回折光Ｂ（図中細線で示す）とを発生するが、このうち派生回折光パターンＢのいずれかの派生回折光が発生する角度に合わせて、光検出器１８の位置が図示しない角度調整機構により調整してある。
【０００８】
さらに、上述した光学的測定装置の制御系として、装置全体の制御を行う制御部２０および制御２０により制御される信号解析部２１、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３を備えている。これら制御系はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなるコンピュータシステムにより構成される。信号解析部２１は、光検出器１８で検出した１つの派生回折光の検出信号を取り込んで、屈折率変化量等の演算処理を行う。電力印加部２２は、交流電源１５からの出力電圧を電極へ印加するときの電圧の周波数、電圧値、オンオフのタイミング等の制御を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に取り付けられている図示しない液体供給弁、排出弁を制御して試料液体のセル１０への注入、排出を行う。
【０００９】
この光学的測定装置により、粒子移動に伴う密度回折格子の変化を、派生回折光の変化として検出することができ、派生回折光の変化として検出した密度回折格子の情報から液体中の粒子の有無、屈折率、拡散係数等を測定することができる。
しかしながら、派生回折光信号の強度は弱いため、単一の測定では充分な感度を得ることが困難な場合があり、複数回の測定を平均化する必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、誘電泳動等によって液体中の粒子を移動させて屈折率等の粒子に関する情報を測定する際に、表面プラズモン共鳴による測定のように、金属表面近傍の限られた範囲からの検出信号によって粒子に関する情報を取得するのではなく、粒子が凝集した領域の比較的広い領域からの検出信号を用いて、しかも感度よく、粒子に関する情報を得ることができる光学的測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の光学的測定装置は、光源と、電源と、粒子を含む液体試料を保持するセルと、セル内の液体試料と接する位置に形成され、光源から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子と、回折格子の少なくとも一部を構成するとともに電源から電圧が印加される電極と、電極に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部と、派生回折光パターンに含まれる複数次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群と、光検出器群により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号解析部とを備え、派生回折光信号解析部は、同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測するようにしている。
【００１２】
この発明によれば、セル内に粒子含有液体試料を入れて保持した状態で、回折格子を構成する電極に向けて、光源から光を照射する。このとき、回折格子によって光が回折され、回折光パターンを生じる。このときの回折光パターンが基本回折光パターンとなる。
続いて、電圧印加部により電源から電極に正負の電圧を印加する。液体試料中の粒子が電圧による影響を受けて粒子移動することにより、液体試料の密度に周期的な濃淡が生じ、回折格子の近傍で周期的に変化する屈折率分布が発生する。液体試料の屈折率分布が周期的に変化すると、基本回折光パターンを生じる回折格子とは異なる派生的な回折格子（密度回折格子という）が、新たに発生する。この密度回折格子によって、新たに派生回折光が発生し、その結果、基本回折光パターンに新たな派生回折光パターンが重畳して発生する。派生回折光は、基本回折光と同様に、複数次数の派生回折光が発生するので、光検出器群は各次数の派生回折光を、個々に検出する。
派生回折信号解析部は、光検出器群が同時に検出した複数次数の派生回折光信号を収集し、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測する。これにより、１つ１つの派生回折光信号は弱くても、複数次数の派生回折光信号の和を求めることにより、信号強度を増倍させ、増倍した信号強度に基づいて、派生回折光強度やその変化から粒子に関する情報を得るようにする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１つの派生回折光信号は弱くても、複数次数の派生回折光信号の和を求めるようにしたので、派生回折信号の和信号の強度は強くなり、これに基づいて粒子に関する情報を得ることにより、感度よく測定することができる。
【００１４】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、派生回折光を検出する光検出器群は、複数の素子群が一次元的または二次元的に並べられたアレイ状光検出器からなり、各次数の派生回折光をアレイ状光検出器のいずれかの素子に導く光学素子をセルと光検出器との間に設けるようにしてもよい。
ここで、光学素子には、派生回折光の進行方向をアレイ状光検出器に向けるレンズを用いるのが好適であるが、レンズに代えて、同様の作用を奏することが可能なミラーを用いてもよい。アレイ状光検出器としては微小な画素が連続的に配列された素子が好ましく、例えば、一次元光検出器であるラインセンサ、二次元光検出器であるＣＣＤが好適である。
【００１５】
これによれば、光学素子により各次数の派生回折光を、それぞれアレイ状光検出器上の素子に導く。派生回折光が照射された素子群は、それぞれが派生回折光を独立に検出する。派生回折光信号解析部は、アレイ状検出器を構成する素子のうちで、電圧印加によって密度回折格子が形成されたときに派生回折光を検出している素子群を抽出して、これら素子群の派生回折光信号の和を算出する。
派生回折光を検出している素子群の抽出は、電圧印加後に、一定間隔で信号が増大した素子群のうちで、基本回折光を検出している素子群を除いたものを抽出する。そして、抽出した派生回折光を検出している素子群について、その素子群が電圧印加前に検出していた信号（ダークノイズ成分）を減算する。これにより、新たに生じた派生回折光信号のみの和信号を求めることができる。
【００１６】
また、上記発明において、派生回折光を検出する光検出器群は、それぞれが１つの受光部を有する複数の単測定光検出器からなり、各単測定光検出器は、派生回折光を受光できる角度位置に調整する位置調整機構と、派生回折光以外の外来光が受光部に入射しないように遮光するアパーチャとを備えるようにしてもよい。
ここで、単測定光検出器とは、受光素子を１つ有する検出器であり、例えば、光電子増倍管、１つの受光部を有するフォトダイオード等が含まれる。
【００１７】
これによれば、各単測定光検出器の受光面の前面に遮光用のアパーチャを備えて、目的とする検出光以外の外来光を除去するようにする。このアパーチャの開口部分を派生回折光の角度位置に向くように調整する。この調整は、予め、電圧印加により予備的に派生回折光を発生させた状態で、位置調整機構により調整する。
そして、電圧印加前と印加後に、各単測定光検出器により複数次数の派生回折光を検出する。派生回折光信号解析部は、電圧印加前と電圧印加後とのそれぞれの派生回折光の和を算出する。電圧印加後の和信号と電圧印加前の和信号（ダークノイズ成分）との差を求めることにより、新たに生じた派生回折信号のみの和を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。
図において、従来例である図８と同じものについては、同符号を付すことにより、説明を一部省略する。
光学的測定装置１は、セル１０、回折格子兼電極１１、交流電源１５、光源１６、レンズ光学系１７、レンズ２４、ＣＣＤ２５（光検出器）、制御部３０、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１とから構成される。
【００２０】
本実施形態では、セル１０および回折格子兼電極１１は図７に示したものと同じものを用いている。交流電源１５は、交流周波数、電圧値が可変であり、電圧印加部２２の制御により、所望の交流電圧が印加されるようにしてある。本実施形態では、光検出器にＣＣＤ２５が用いる。セル１０とＣＣＤ２５との間には、レンズ２４が取り付けてあり、セル１０を透過した基本回折光（回折格子兼電極１１による回折光）および派生回折光（密度回折格子による回折光（図７参照））が、平行光束となってＣＣＤ２５を構成するいずれかの微小な素子に向かうようにしてある。ＣＣＤ２５は微小な素子が二次元的に配列された検出器であり、ＣＣＤ２５の各素子が光検出器群として機能する。ＣＣＤ２５が検出した基本回折光および派生回折光の検出信号は、派生回折光信号解析部３１に送られる。
【００２１】
派生回折光信号解析部３１は、制御部３０による制御の下で、電圧印加前後におけるＣＣＤ２５の各素子による検出信号を収集する。電圧印加部２２は、制御部３０による制御の下で、回折格子兼電極１１への電圧印加を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に接続された図示しない弁機構の開閉制御により、液体試料の供給、排出を行う。
制御部３０は、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１を含む装置全体の制御を行う。
【００２２】
次に、光学的測定装置１による測定動作について説明する。
まず、液輸送・回収部２３により試料液体をセル１０内に注入し、電圧印加部２２により電圧印加を行わない状態にして、ＣＣＤ２５により回折光を検出する。このときＣＣＤ２５により検出される検出信号は、図２（ａ）に示すように回折格子兼電極１１による基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）のみである。
続いて、電圧印加部２２により電圧印加を行い、試料液体中に密度回折格子を発生させた状態でＣＣＤ２５により回折光を検出する。このときのＣＣＤ２５により検出される検出信号は、図２（ｂ）に示すように、回折格子電極１１による基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）に密度回折格子による派生回折光パターンの信号（ｂ１〜ｂ４）を重畳した信号である。
【００２３】
派生信号解析部３１は、ＣＣＤ２５の各素子について電圧印加前後の信号の差を算出する。そして、電圧印加後に信号が増大した素子のうちで、基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）を除いた派生回折光パターンの信号（ｂ１〜ｂ４）を検出する画素を抽出し、これらの画素の和を算出する。
これにより派生回折光パターンを形成する各次数の派生回折光のみの合計した和信号を算出することができ、感度を高めた信号を得ることができる。
【００２４】
上述した実施形態では、光検出器としてＣＣＤ２５を用いたが、一次元に画素が並んだラインセンサを用いてもよい。図３は、ラインセンサ２５Ｌを用いて電圧印加後に検出される基本回折光パターンと派生回折光パターンとを重畳した信号を示す図である。この場合は、回折光が発生する方向にラインセンサ２５Ｌの軸方向を合わせておけば、ＣＣＤ２５の場合と同様に和信号を算出することができる。
【００２５】
図４は、本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。図１と同じものについては同符号を付すことにより説明を省略する。
本実施形態では、光検出器として単測定光検出器である光電子増倍管２６ａ〜２６ｄを用いる。各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄの受光面には、それぞれアパーチャ２７ａ〜２７ｄが取り付けてあり、外来光の侵入を防いでいる。各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄには図示しない位置調整機構が設けてあり、回折光の出現位置にアパーチャ２７ａ〜２７ｄの開口を合わせることができるようにしてある。
【００２６】
次に、この装置による測定動作について説明する。
まず、電圧印加部２２により、電圧を印加して派生回折光パターンを仮発生させる。この状態で位置調整機構により、各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄのアパーチャ２７ａ〜２７ｄを派生回折光の位置に合わせておく。
一旦、電圧印加を停止し、粒子が拡散して密度回折格子が完全に消失するまで待つ。
その後、仮発生時に派生回折光が出現した位置で、電圧印加前後の光電子増倍管２６ａ〜２６ｄによる測定を行う。そして、各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄによる電圧印加前後の信号の差を算出し、それらの和信号を算出する。これにより、感度を高めた信号を得ることができる。
【００２７】
上記実施形態では、回折格子兼電極１１は図７に示した形状としたが、これに限られず、要するに粒子移動により形成される密度回折格子が基本回折光パターンと異なる派生回折光パターンを形成できるものであればよい。 例えば、回折格子の一部を浮遊電極として、交流電源に接続される正負一対の電極と浮遊電極とが交互に並ぶものでもよい（特願２００４−２４１９０７号参照）。
【００２８】
上記実施形態では、粒子の移動に静電泳動現象を利用したが、液体が電解質液の場合は、直流電源により直流電圧を印加するようにして、電気泳動現象により、粒子を移動するようにしてもよい。
上記実施形態では、複数の光検出器信号を扱うことになるが、各信号の収集は厳密には同時でなくともかまわず、たとえば派生回折光信号解析部において、単一のＡ／Ｄ変換機とマルチプレクサ回路を用いて順次処理された信号を用いても、拡散に伴う回折光強度の変化に対して十分短い時間差で処理されていれば良い。
【００２９】
以下、本発明の第二実施形態について図面を用いて説明する。
図５は、本実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。図において、従来例である図８と同じものについては、同符号を付すことにより、説明を一部省略する。
【００３０】
光学的測定装置１はセル１０、回折格子兼電極１１、交流電源１５、光源１６、レンズ光学係１７、レンズ２４、ミラー３２ａ〜、フォトダイオード３３（光検出器）、制御部３０、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１とから構成される。
【００３１】
本実施形態では、セル１０および回折格子兼電極１１は図７に示したものと同じものを用いている。交流電源１５は、交流周波数、電圧値が可変であり、電圧印加部２２の制御により、所望の交流電圧が印加されるようにしてある。本実施形態では、光検出器にフォトダイオード３３が用いる。セル１０とフォトダイオード３３との間には、ミラー３２ａ〜、レンズ２４が取り付けてあり、セル１０で形成された密度グレーティングから発生した複数の派生回折光（密度回折格子による回折光（図７参照））が、フォトダイオード３３に向かうようにしてある。このとき特に光源として干渉性の高いレーザー光源が使われるような場合には、各派生回折光がフォトダイオードの異なる部位に照射されるよう設置することで、不要な光干渉を防止することが望ましい。フォトダイオード３３が検出した複数の派生回折光の和の検出信号は、派生回折光信号解析部３１に送られる。
【００３２】
派生回折光信号解析部３１は制御部３０による制御の下で、電圧印加前後におけるフォトダイオード３３による検出信号を収集する。電圧印加部２２は、制御部３０による制御の下で、回折格子兼電極１１への電圧印加を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に接続された図示しない弁機構の開閉制御により、液体試料の供給、排出を行う。
制御部３０は、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１を含む装置全体の制御を行う。
【００３３】
次に光学的測定装置１による測定動作について説明する。
まず、液輸送・回収部２３により試料液体をセル１０内に注入し、電圧印加部２２により電圧印加を行わない状態にして、フォトダイオード３３により回折光を検出する。このときフォトダイオード３３により検出される検出信号は、背景光等からなるノイズ成分信号である。
続いて、電圧印加部２２により電圧印加を行い、試料液体中に密度回折格子を発生させた状態でフォトダイオード３３により回折光を検出する。このときのフォトダイオード３３により検出される検出信号は、密度回折格子による派生回折光パターンの（ｂ１〜ｂ４）の総和信号である。
【００３４】
派生回折信号解析部３１では、前記総和信号から前記ノイズ成分信号を差し引くことで、常に派生回折光パターンを形成する各次数の派生回折光のみの合計した和信号を算出する。
上述した実施形態では、光検出器としてフォトダイオード３３を用いたが、もちろん光電子増倍管（ホトマル）などの様々な光検出器を用いることができる。
【００３５】
また図６は変形実施例であり、図５で複数用いていたミラーを、凹面鏡３４に置き換えることでアライメント調整を更に簡略化したものである。前記凹面鏡は、最も好ましくは楕円面鏡であり、楕円面鏡の２つある焦点位置の内の第一焦点を光源からの光束が密度グレーティングに入射する位置に設定することで、第二の焦点位置に設置した光検出器３３に集光させることができる。
【００３６】
この時、光源に干渉性の高いレーザー光源などを用いる場合には、光検出器の設置位置を楕円面鏡３４の焦点位置とは若干異なる位置に設定することで、光検出面上で各回折光の合成を避けることができ、不要な光干ノイズの影響を十分に低減することができる。
もちろん、前記凹面鏡は単純な球面鏡であっても光検出面上での各回折光ビームパターンがわずかに変形するだけで、本発明の効果には何ら問題は発生しない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、液体試料中の粒子に関する情報の測定、例えば拡散係数、粒径等を光学的行う光学的測定装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図２】ＣＣＤを検出器とする場合に検出される回折光パターンを説明する図。
【図３】ラインセンサを検出器とする場合に検出される回折光パターンを説明する図。
【図４】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図５】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図６】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図７】回折格子兼電極と密度回折格子との関係の一例を説明する図。
【図８】従来の光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３９】
１： 光学的測定装置
１０： セル
１１： 回折格子兼電極
１５： 交流電源
１６： 光源
１７： レンズ光学系
２４： レンズ
２５： ＣＣＤ（アレイ状光検出器）
２５ｂ：ラインセンサ（アレイ状光検出器）
２６ａ〜２６ｄ： 光電子増倍管（単測定光検出器）
２７ａ〜２７ｄ： アパーチャ
３０： 制御部
３１： 派生回折光信号検出部
３２ａ〜ｃ：ミラー
３３：フォトダイオード
３４：凹面鏡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の粒子に関する情報を、光学的に計測する光学的測定装置に関し、さらに詳細には、粒子の拡散・移動による密度変化から、液体中に含まれる粒子に関する情報を光学的に測定する光学的測定装置に関する。本発明は、例えば粒子の有無の確認、拡散係数、粒子濃度、粒径等の測定に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
粒子含有液体と接する位置に電極対を形成し、これに交流電圧を印加して誘電泳動現象を生じさせたり（非電解質液の場合）、直流電圧を印加して電気泳動現象を生じさせたり（電解質液の場合）して、液体中の粒子を移動することにより、粒子密度の濃淡を形成し、屈折率分布を形成することができる。
誘電泳動現象を利用して溶液中の粒子を集中させ、集中させた領域の屈折率の変化を測定することが開示されている（特許文献１参照）。この特許文献によれば、誘電泳動により粒子が集中する領域に、予め表面プラズモン共鳴を起こすための金属電極を形成しておき、金属電極に励起光を照射して表面プラズモン共鳴の測定を行うことで、金属電極表面面近傍の屈折率を測定する。
【特許文献１】特表２００３−６５９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した特許文献１に開示されている表面プラズモン共鳴を用いた屈折率測定方法は、表面プラズモン共鳴が生じる金属表面近傍に検出感度を有するが、検出感度を有する範囲は誘電泳動により粒子を凝集させた領域のうち金属表面近傍のかなり狭い局在領域に限られている。
【０００４】
これに対し、出願人は先行特許出願において、回折格子を形成しておき、回折格子に誘電泳動を引き起こすための電極としての機能を兼用させ、この回折格子兼電極に電圧を印加して誘電泳動により粒子移動を引き起こし、粒子移動前後の回折光パターンの変化を、光検出器で検出することを提案している（特願２００４−２４１９０７号）。これによれば、表面プラズモン共鳴よりも広範囲の領域から平均的な屈折率変化の検出が可能となる。
【０００５】
図７は、上記先行特許出願において、出願人が提案している誘電泳動現象および回折現象を利用して粒子移動による屈折率変化を測定する光学的測定の動作原理を説明する図である。
液体試料を保持するセル１０の壁面を構成するガラス基板１２ａ上に、２本の平行な直線状電極片１３ａ、１３ｂの対と、同じく２本の平行な直線状電極片１４ａ、１４ｂの対とを交互に配列することにより、回折格子兼電極１１が構成される。回折格子兼電極１１に交流電源１５から交流電圧を印加する。電極１３ａ、１３ｂに対して、電極１４ａ、１４ｂが反対極となるようにして、交流電圧を印加することにより、電気力線が集中する１３ａ−１４ｂ間、および１４ａ−１３ｂ間に、誘電泳動によって粒子が凝集する。粒子が凝集する領域Ｐは、回折格子兼電極１１の格子間隔（ｄ）に対し、その２倍の周期（２ｄ）で一定間隔ごとに形成される。粒子が凝集する領域Ｐは、他の領域より粒子密度が高く、屈折率が異なることから、格子間隔２ｄの回折格子（密度回折格子という）が形成されることになる。
【０００６】
光源１６、光源光を集束または平行化するレンズ光学系１７を用いて、回折格子兼電極１１に向けて光を照射すると、回折格子兼電極１１により生じる本来の基本回折光パターンが発生するとともに、密度回折格子による派生回折光パターンが重畳して発生するので、光検出器１８を新しく派生回折光パターンの内、基本回折パターンとは異なる方位に回折される一次光、三次光、・・・の奇数次回折光が検出できる位置に合わせることで、派生回折光強度の変化から屈折率の変化を検出することができる。また、電圧印加後に電圧印加を停止すると、粒子が領域Ｐから拡散することにより、派生回折光が経時的に消失するので、その変化を測定することにより屈折率変化や濃度変化、さらには濃度変化から拡散方程式に基づいて拡散係数を求めることができる。
【０００７】
図８は、図７の動作原理に基づいて屈折率を測定する光学的測定装置の構成を示す概略ブロック図である。光源１６とレンズ光学系１７は、セル１０の回折格子兼電極１１に測定光を照射するようにしてある。なお、この図の例では、セル１０の回折格子兼電極１１に垂直入射させているが、入射角は図７で示したように傾斜させてあってもよい。
回折格子兼電極１１を通過した透過回折光は、回折格子兼電極１１による複数次数の基本回折光パターンＡ（図中太線で示す）と、密度回折格子による複数次数の派生回折光Ｂ（図中細線で示す）とを発生するが、このうち派生回折光パターンＢのいずれかの派生回折光が発生する角度に合わせて、光検出器１８の位置が図示しない角度調整機構により調整してある。
【０００８】
さらに、上述した光学的測定装置の制御系として、装置全体の制御を行う制御部２０および制御２０により制御される信号解析部２１、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３を備えている。これら制御系はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなるコンピュータシステムにより構成される。信号解析部２１は、光検出器１８で検出した１つの派生回折光の検出信号を取り込んで、屈折率変化量等の演算処理を行う。電力印加部２２は、交流電源１５からの出力電圧を電極へ印加するときの電圧の周波数、電圧値、オンオフのタイミング等の制御を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に取り付けられている図示しない液体供給弁、排出弁を制御して試料液体のセル１０への注入、排出を行う。
【０００９】
この光学的測定装置により、粒子移動に伴う密度回折格子の変化を、派生回折光の変化として検出することができ、派生回折光の変化として検出した密度回折格子の情報から液体中の粒子の有無、屈折率、拡散係数等を測定することができる。
しかしながら、派生回折光信号の強度は弱いため、単一の測定では充分な感度を得ることが困難な場合があり、複数回の測定を平均化する必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、誘電泳動等によって液体中の粒子を移動させて屈折率等の粒子に関する情報を測定する際に、表面プラズモン共鳴による測定のように、金属表面近傍の限られた範囲からの検出信号によって粒子に関する情報を取得するのではなく、粒子が凝集した領域の比較的広い領域からの検出信号を用いて、しかも感度よく、粒子に関する情報を得ることができる光学的測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の光学的測定装置は、光源と、電源と、粒子を含む液体試料を保持するセルと、セル内の液体試料と接する位置に形成され、光源から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子と、回折格子の少なくとも一部を構成するとともに電源から電圧が印加される電極と、電極に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部と、派生回折光パターンに含まれる複数次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群と、光検出器群により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号解析部とを備え、派生回折光信号解析部は、同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測するようにしている。
【００１２】
この発明によれば、セル内に粒子含有液体試料を入れて保持した状態で、回折格子を構成する電極に向けて、光源から光を照射する。このとき、回折格子によって光が回折され、回折光パターンを生じる。このときの回折光パターンが基本回折光パターンとなる。
続いて、電圧印加部により電源から電極に正負の電圧を印加する。液体試料中の粒子が電圧による影響を受けて粒子移動することにより、液体試料の密度に周期的な濃淡が生じ、回折格子の近傍で周期的に変化する屈折率分布が発生する。液体試料の屈折率分布が周期的に変化すると、基本回折光パターンを生じる回折格子とは異なる派生的な回折格子（密度回折格子という）が、新たに発生する。この密度回折格子によって、新たに派生回折光が発生し、その結果、基本回折光パターンに新たな派生回折光パターンが重畳して発生する。派生回折光は、基本回折光と同様に、複数次数の派生回折光が発生するので、光検出器群は各次数の派生回折光を、個々に検出する。
派生回折信号解析部は、光検出器群が同時に検出した複数次数の派生回折光信号を収集し、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測する。これにより、１つ１つの派生回折光信号は弱くても、複数次数の派生回折光信号の和を求めることにより、信号強度を増倍させ、増倍した信号強度に基づいて、派生回折光強度やその変化から粒子に関する情報を得るようにする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、１つの派生回折光信号は弱くても、複数次数の派生回折光信号の和を求めるようにしたので、派生回折信号の和信号の強度は強くなり、これに基づいて粒子に関する情報を得ることにより、感度よく測定することができる。
【００１４】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、派生回折光を検出する光検出器群は、複数の素子群が一次元的または二次元的に並べられたアレイ状光検出器からなり、各次数の派生回折光をアレイ状光検出器のいずれかの素子に導く光学素子をセルと光検出器との間に設けるようにしてもよい。
ここで、光学素子には、派生回折光の進行方向をアレイ状光検出器に向けるレンズを用いるのが好適であるが、レンズに代えて、同様の作用を奏することが可能なミラーを用いてもよい。アレイ状光検出器としては微小な画素が連続的に配列された素子が好ましく、例えば、一次元光検出器であるラインセンサ、二次元光検出器であるＣＣＤが好適である。
【００１５】
これによれば、光学素子により各次数の派生回折光を、それぞれアレイ状光検出器上の素子に導く。派生回折光が照射された素子群は、それぞれが派生回折光を独立に検出する。派生回折光信号解析部は、アレイ状検出器を構成する素子のうちで、電圧印加によって密度回折格子が形成されたときに派生回折光を検出している素子群を抽出して、これら素子群の派生回折光信号の和を算出する。
派生回折光を検出している素子群の抽出は、電圧印加後に、一定間隔で信号が増大した素子群のうちで、基本回折光を検出している素子群を除いたものを抽出する。そして、抽出した派生回折光を検出している素子群について、その素子群が電圧印加前に検出していた信号（ダークノイズ成分）を減算する。これにより、新たに生じた派生回折光信号のみの和信号を求めることができる。
【００１６】
また、上記発明において、派生回折光を検出する光検出器群は、それぞれが１つの受光部を有する複数の単測定光検出器からなり、各単測定光検出器は、派生回折光を受光できる角度位置に調整する位置調整機構と、派生回折光以外の外来光が受光部に入射しないように遮光するアパーチャとを備えるようにしてもよい。
ここで、単測定光検出器とは、受光素子を１つ有する検出器であり、例えば、光電子増倍管、１つの受光部を有するフォトダイオード等が含まれる。
【００１７】
これによれば、各単測定光検出器の受光面の前面に遮光用のアパーチャを備えて、目的とする検出光以外の外来光を除去するようにする。このアパーチャの開口部分を派生回折光の角度位置に向くように調整する。この調整は、予め、電圧印加により予備的に派生回折光を発生させた状態で、位置調整機構により調整する。
そして、電圧印加前と印加後に、各単測定光検出器により複数次数の派生回折光を検出する。派生回折光信号解析部は、電圧印加前と電圧印加後とのそれぞれの派生回折光の和を算出する。電圧印加後の和信号と電圧印加前の和信号（ダークノイズ成分）との差を求めることにより、新たに生じた派生回折信号のみの和を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。
図において、従来例である図８と同じものについては、同符号を付すことにより、説明を一部省略する。
光学的測定装置１は、セル１０、回折格子兼電極１１、交流電源１５、光源１６、レンズ光学系１７、レンズ２４、ＣＣＤ２５（光検出器）、制御部３０、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１とから構成される。
【００２０】
本実施形態では、セル１０および回折格子兼電極１１は図７に示したものと同じものを用いている。交流電源１５は、交流周波数、電圧値が可変であり、電圧印加部２２の制御により、所望の交流電圧が印加されるようにしてある。本実施形態では、光検出器にＣＣＤ２５が用いる。セル１０とＣＣＤ２５との間には、レンズ２４が取り付けてあり、セル１０を透過した基本回折光（回折格子兼電極１１による回折光）および派生回折光（密度回折格子による回折光（図７参照））が、平行光束となってＣＣＤ２５を構成するいずれかの微小な素子に向かうようにしてある。ＣＣＤ２５は微小な素子が二次元的に配列された検出器であり、ＣＣＤ２５の各素子が光検出器群として機能する。ＣＣＤ２５が検出した基本回折光および派生回折光の検出信号は、派生回折光信号解析部３１に送られる。
【００２１】
派生回折光信号解析部３１は、制御部３０による制御の下で、電圧印加前後におけるＣＣＤ２５の各素子による検出信号を収集する。電圧印加部２２は、制御部３０による制御の下で、回折格子兼電極１１への電圧印加を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に接続された図示しない弁機構の開閉制御により、液体試料の供給、排出を行う。
制御部３０は、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１を含む装置全体の制御を行う。
【００２２】
次に、光学的測定装置１による測定動作について説明する。
まず、液輸送・回収部２３により試料液体をセル１０内に注入し、電圧印加部２２により電圧印加を行わない状態にして、ＣＣＤ２５により回折光を検出する。このときＣＣＤ２５により検出される検出信号は、図２（ａ）に示すように回折格子兼電極１１による基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）のみである。
続いて、電圧印加部２２により電圧印加を行い、試料液体中に密度回折格子を発生させた状態でＣＣＤ２５により回折光を検出する。このときのＣＣＤ２５により検出される検出信号は、図２（ｂ）に示すように、回折格子電極１１による基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）に密度回折格子による派生回折光パターンの信号（ｂ１〜ｂ４）を重畳した信号である。
【００２３】
派生信号解析部３１は、ＣＣＤ２５の各素子について電圧印加前後の信号の差を算出する。そして、電圧印加後に信号が増大した素子のうちで、基本回折光パターンの信号（ａ１〜ａ５）を除いた派生回折光パターンの信号（ｂ１〜ｂ４）を検出する画素を抽出し、これらの画素の和を算出する。
これにより派生回折光パターンを形成する各次数の派生回折光のみの合計した和信号を算出することができ、感度を高めた信号を得ることができる。
【００２４】
上述した実施形態では、光検出器としてＣＣＤ２５を用いたが、一次元に画素が並んだラインセンサを用いてもよい。図３は、ラインセンサ２５Ｌを用いて電圧印加後に検出される基本回折光パターンと派生回折光パターンとを重畳した信号を示す図である。この場合は、回折光が発生する方向にラインセンサ２５Ｌの軸方向を合わせておけば、ＣＣＤ２５の場合と同様に和信号を算出することができる。
【００２５】
図４は、本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。図１と同じものについては同符号を付すことにより説明を省略する。
本実施形態では、光検出器として単測定光検出器である光電子増倍管２６ａ〜２６ｄを用いる。各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄの受光面には、それぞれアパーチャ２７ａ〜２７ｄが取り付けてあり、外来光の侵入を防いでいる。各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄには図示しない位置調整機構が設けてあり、回折光の出現位置にアパーチャ２７ａ〜２７ｄの開口を合わせることができるようにしてある。
【００２６】
次に、この装置による測定動作について説明する。
まず、電圧印加部２２により、電圧を印加して派生回折光パターンを仮発生させる。この状態で位置調整機構により、各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄのアパーチャ２７ａ〜２７ｄを派生回折光の位置に合わせておく。
一旦、電圧印加を停止し、粒子が拡散して密度回折格子が完全に消失するまで待つ。
その後、仮発生時に派生回折光が出現した位置で、電圧印加前後の光電子増倍管２６ａ〜２６ｄによる測定を行う。そして、各光電子増倍管２６ａ〜２６ｄによる電圧印加前後の信号の差を算出し、それらの和信号を算出する。これにより、感度を高めた信号を得ることができる。
【００２７】
上記実施形態では、回折格子兼電極１１は図７に示した形状としたが、これに限られず、要するに粒子移動により形成される密度回折格子が基本回折光パターンと異なる派生回折光パターンを形成できるものであればよい。 例えば、回折格子の一部を浮遊電極として、交流電源に接続される正負一対の電極と浮遊電極とが交互に並ぶものでもよい（特願２００４−２４１９０７号参照）。
【００２８】
上記実施形態では、粒子の移動に静電泳動現象を利用したが、液体が電解質液の場合は、直流電源により直流電圧を印加するようにして、電気泳動現象により、粒子を移動するようにしてもよい。
上記実施形態では、複数の光検出器信号を扱うことになるが、各信号の収集は厳密には同時でなくともかまわず、たとえば派生回折光信号解析部において、単一のＡ／Ｄ変換機とマルチプレクサ回路を用いて順次処理された信号を用いても、拡散に伴う回折光強度の変化に対して十分短い時間差で処理されていれば良い。
【００２９】
以下、本発明の第二実施形態について図面を用いて説明する。
図５は、本実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図である。図において、従来例である図８と同じものについては、同符号を付すことにより、説明を一部省略する。
【００３０】
光学的測定装置１はセル１０、回折格子兼電極１１、交流電源１５、光源１６、レンズ光学係１７、レンズ２４、ミラー３２ａ〜、フォトダイオード３３（光検出器）、制御部３０、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１とから構成される。
【００３１】
本実施形態では、セル１０および回折格子兼電極１１は図７に示したものと同じものを用いている。交流電源１５は、交流周波数、電圧値が可変であり、電圧印加部２２の制御により、所望の交流電圧が印加されるようにしてある。本実施形態では、光検出器にフォトダイオード３３が用いる。セル１０とフォトダイオード３３との間には、ミラー３２ａ〜、レンズ２４が取り付けてあり、セル１０で形成された密度グレーティングから発生した複数の派生回折光（密度回折格子による回折光（図７参照））が、フォトダイオード３３に向かうようにしてある。このとき特に光源として干渉性の高いレーザー光源が使われるような場合には、各派生回折光がフォトダイオードの異なる部位に照射されるよう設置することで、不要な光干渉を防止することが望ましい。フォトダイオード３３が検出した複数の派生回折光の和の検出信号は、派生回折光信号解析部３１に送られる。
【００３２】
派生回折光信号解析部３１は制御部３０による制御の下で、電圧印加前後におけるフォトダイオード３３による検出信号を収集する。電圧印加部２２は、制御部３０による制御の下で、回折格子兼電極１１への電圧印加を行う。液輸送・回収部２３は、セル１０に接続された図示しない弁機構の開閉制御により、液体試料の供給、排出を行う。
制御部３０は、電圧印加部２２、液輸送・回収部２３、派生回折信号解析部３１を含む装置全体の制御を行う。
【００３３】
次に光学的測定装置１による測定動作について説明する。
まず、液輸送・回収部２３により試料液体をセル１０内に注入し、電圧印加部２２により電圧印加を行わない状態にして、フォトダイオード３３により回折光を検出する。このときフォトダイオード３３により検出される検出信号は、背景光等からなるノイズ成分信号である。
続いて、電圧印加部２２により電圧印加を行い、試料液体中に密度回折格子を発生させた状態でフォトダイオード３３により回折光を検出する。このときのフォトダイオード３３により検出される検出信号は、密度回折格子による派生回折光パターンの（ｂ１〜ｂ４）の総和信号である。
【００３４】
派生回折信号解析部３１では、前記総和信号から前記ノイズ成分信号を差し引くことで、常に派生回折光パターンを形成する各次数の派生回折光のみの合計した和信号を算出する。
上述した実施形態では、光検出器としてフォトダイオード３３を用いたが、もちろん光電子増倍管（ホトマル）などの様々な光検出器を用いることができる。
【００３５】
また図６は変形実施例であり、図５で複数用いていたミラーを、凹面鏡３４に置き換えることでアライメント調整を更に簡略化したものである。前記凹面鏡は、最も好ましくは楕円面鏡であり、楕円面鏡の２つある焦点位置の内の第一焦点を光源からの光束が密度グレーティングに入射する位置に設定することで、第二の焦点位置に設置した光検出器３３に集光させることができる。
【００３６】
この時、光源に干渉性の高いレーザー光源などを用いる場合には、光検出器の設置位置を楕円面鏡３４の焦点位置とは若干異なる位置に設定することで、光検出面上で各回折光の合成を避けることができ、不要な光干ノイズの影響を十分に低減することができる。
もちろん、前記凹面鏡は単純な球面鏡であっても光検出面上での各回折光ビームパターンがわずかに変形するだけで、本発明の効果には何ら問題は発生しない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、液体試料中の粒子に関する情報の測定、例えば拡散係数、粒径等を光学的行う光学的測定装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図２】ＣＣＤを検出器とする場合に検出される回折光パターンを説明する図。
【図３】ラインセンサを検出器とする場合に検出される回折光パターンを説明する図。
【図４】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図５】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図６】本発明の他の一実施形態である光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【図７】回折格子兼電極と密度回折格子との関係の一例を説明する図。
【図８】従来の光学的測定装置の全体構成を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３９】
１： 光学的測定装置
１０： セル
１１： 回折格子兼電極
１５： 交流電源
１６： 光源
１７： レンズ光学系
２４： レンズ
２５： ＣＣＤ（アレイ状光検出器）
２５ｂ：ラインセンサ（アレイ状光検出器）
２６ａ〜２６ｄ： 光電子増倍管（単測定光検出器）
２７ａ〜２７ｄ： アパーチャ
３０： 制御部
３１： 派生回折光信号検出部
３２ａ〜ｃ：ミラー
３３：フォトダイオード
３４：凹面鏡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、電源と、粒子を含む液体試料を保持するセルと、セル内の液体試料と接する位置に形成され、光源から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子と、回折格子の少なくとも一部を構成するとともに電源から電圧が印加される電極と、電極に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部と、派生回折光パターンに含まれる各次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群と、光検出器群により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号処理部とを備え、
派生回折光信号処理部は、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測することを特徴とする光学的測定装置。
【請求項２】
派生回折光を検出する光検出器群は、複数の素子群が一次元的または二次元的に並べられたアレイ状光検出器からなり、各次数の派生回折光をアレイ状光検出器のいずれかの素子に導く光学素子をセルと光検出器との間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学的測定装置。
【請求項３】
派生回折光を検出する光検出器群は、それぞれが１つの受光部を有する複数の単測定光検出器からなり、各単測定光検出器は、派生回折光を受光できる角度位置に調整する位置調整機構と、派生回折光以外の外来光が受光部に入射しないように遮光するアパーチャとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学的測定装置。
【請求項１】
光源と、電源と、粒子を含む液体試料を保持するセルと、セル内の液体試料と接する位置に形成され、光源から光が照射されることにより基本回折光パターンを生じる回折格子と、回折格子の少なくとも一部を構成するとともに電源から電圧が印加される電極と、電極に電圧を印加することにより粒子分布を変化させて基本回折光パターンとは異なる角度位置に新たな派生回折光パターンを生じさせる電圧印加部と、派生回折光パターンに含まれる各次数の派生回折光をそれぞれ個々に検出する光検出器群と、光検出器群により同時に検出された各派生回折光信号を収集する派生回折光信号処理部とを備え、
派生回折光信号処理部は、ほぼ同時に収集した複数の派生回折光信号の和に基づいて粒子に関する情報を計測することを特徴とする光学的測定装置。
【請求項２】
派生回折光を検出する光検出器群は、複数の素子群が一次元的または二次元的に並べられたアレイ状光検出器からなり、各次数の派生回折光をアレイ状光検出器のいずれかの素子に導く光学素子をセルと光検出器との間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光学的測定装置。
【請求項３】
派生回折光を検出する光検出器群は、それぞれが１つの受光部を有する複数の単測定光検出器からなり、各単測定光検出器は、派生回折光を受光できる角度位置に調整する位置調整機構と、派生回折光以外の外来光が受光部に入射しないように遮光するアパーチャとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の光学的測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−５７３３８（Ｐ２００７−５７３３８Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４１９８０（Ｐ２００５−２４１９８０）
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２４日（２００５．８．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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