专利名称：旋光度测定装置和尿检查方法
技术领域：
本发明涉及溶液的旋光度测定装置，特别是涉及用来高精度测定尿的糖浓度等的装置。
背景技术：
以前，作为旋光计、尿检查装置和尿检查方法，有在日本特开平9-138231、特开平9-145605号公报中所公开的装置和方法。其构成图示于图5。其构成为首先用准直透镜2使从半导体激光器1射出的光变成平行光，再用偏振光镜3仅仅使平行于纸面的偏振光成分的光透过。4是保持被测样品的圆筒形的透明的样品盒，周围绕有螺线管21，把磁场加到保持于这里的被测样品上。该磁场实质上加到光的传播方向上，并与在螺线管21中流过的电流成比例。用由该磁场产生的法拉第效应使光对偏振光面旋转。
配置为用检偏振器19仅仅透过垂直于纸面的偏振光成分的光，就是说仅仅透过与由偏振光镜3产生的偏振光成分垂直的偏振光成分的光。受光器件6检测透过检偏振器19后的光，并把与光强度对应的输出加到计算机7上。计算机7向电流源20发出指令信号，控制在螺线管21中流动的电流值，而且记录、解析上述电流值。由于偏振光镜3和检偏振器19的相对角度为90度，故在作为被测样品测定纯水的情况下，将变成为受光器件6的输出为零的消光点。因此，为要测定被测样品的旋光度，要用螺线管21的电流读取对螺线管21的电流进行扫描时的消光点的偏离，并把它换算成旋光角。
θ1＝α×C×L (式1)θ2＝V×H×L(式2)其中，
θ1旋光所产生的偏振光的旋转α旋光性物质的比旋光度C旋光性物质的浓度L光路长度θ2法拉第效应所产生的偏振光的旋转V溶液的费尔德(Verdet)常数H磁场然后，由(式1)、(式2)计算被测样品的旋光角、浓度。
如上所述，在用法拉第效应测定旋光度的情况下，由于要给被测样品加上磁场，故必须给放入被测样品的样品盒绕上螺线管，把被测样品，例如尿采集到样品盒中不是一件容易的事，样品盒的清洗等也不方便。此外，由于在螺线管中，为了进行测量，要流过几个安培这样的大电流，故具有难于进行装置的小型化和低功耗化这样的问题。
发明的公开为解决上述课题，本发明的旋光度测定装置和尿检查装置的特征是在用偏振光器件使来自激光器的激光偏振为线偏振光之后，使上述线偏振光在保持要进行测定的被测样品的样品盒中通过，使该通过光分离成相互差90度的偏振光成分，再用2个受光器件分别接受该分离后的偏振光成分，以该两个受光器件的输出电平之差为输出信号测定旋光角。
倘采用本发明，由于不需要螺线管，故不需要把样品盒的形状做成为筒状，被测样品的采集和样品盒的清洗是容易的，且也不需要大电流，因而可以提供使装置的小型化和节能成为可能的旋光度测定装置和尿检查装置。
此外，特征还在于采用根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的办法，使通过光的强度成为恒定。倘采用本构成，即便是在被测样品的透射率不同，或者样品盒中有脏物等，来自样品盒的通过光量发生变动的情况下，由于也会有恒定的光量到达2个受光器件，故可以稳定地保持检测灵敏度，可以进行稳定的正确的测定。
此外，特征还在于进行控制，使得入射到样品盒上的激光的功率成为恒定，以用2个受光器件的输出信号的和信号的电平除2个受光器件的输出信号之差得到的信号为输出信号，来测定旋光角。倘采用本构成，即便是在被测样品的透射率不同，或者样品盒中有脏物等，来自样品盒的通过光量发生变动的情况下，入射到样品盒上的激光的功率是恒定的，故可以使激光光源稳定地动作，另外，采用用2个受光器件的和信号的电平除2个受光器件的输出电平之差的办法，还可以对因到达上述2个受光器件的光量的变化所产生的灵敏度的变化进行修正，故可以进行稳定的正确的测定。
此外，特征还在于不把被测样品保持在样品盒内，而从入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率来测定样品盒作的透射率，在与预定的值相比较透射率降低时，就进行预定的显示。倘采用本构成，由于可以测定样品盒自身的透射率，故在样品盒异常地弄脏或在激光所通过的光路中存在着异物等的情况下，可以迅速地知道不能进行正常的测定的信息。
此外，特征还在于把应测定的被测样品保持在样品盒中，由从入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，在与预定的值相比较透射率降低时，就进行预定的显示。倘采用本构成，由于可以测定内含被测样品的样品盒的透射率，故可以迅速地得知在被测样品中含有多量的光散射物质或光吸收物质，或激光所通过的光路中存在着异物等不能进行正常的测定的信息。
此外，特征还在于在不把被测样品保持在样品盒内的状态下，从由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率测定并存储样品盒自身的透射率，把应测定的被测样品保持在样品盒内，用由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，再由内含被测样品的样品盒的透射率和预先存储起来的样品盒自身的透射率测定被测样品的透射率。倘采用本构成，由于可以测定被测样品的透射率，故可以推测在被测样品中所含有的光散射物质和光吸收物质，可以推测所测旋光角的可靠性。
此外，特征还在于把尿当作被测样品，由旋光角判定尿中的旋光物质的浓度，由透射率判定尿中所含的光散射物质浓度，可以容易地测定尿中所含的旋光性物质的浓度。
此外，特征还在于旋光性物质是由可以从糖、蛋白质和由L-抗坏血酸构成的群中选择的至少一种，采用测定尿的旋光角的办法，可以以良好的精度测定尿中的糖或蛋白质的浓度。同样，在尿中含有L-抗坏血酸(所谓维生素C)的情况下，也可以借助于旋光角的测定判定L-抗坏血酸浓度。
此外，特征还在于光散射物质是蛋白质和血液之内至少一方，采用测定尿的透射率的办法，可以判定尿中的蛋白质或血液的浓度。
此外，特征还在于在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，并根据被测样品的透射率设定增益调整装置的增益，使控制环的环增益成为恒定。倘采用本构成，则即便是因为被测样品的透射率不同，在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，也可以用控制环内的增益调整装置使环增益保持恒定，故可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的正确的测定。
此外，特征还在于在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，把样品盒做成为在光路中可以装卸的构成，在把保持应测定的被测样品的样品盒已插入到光路中的状态和未插入到光路中的状态下，切换增益调整装置的增益，使控制环的增益成为恒定。倘采用本构成，由于样品盒可以装卸，故被测样品采集将变得容易起来，另外，在样品盒已插入的状态和未插入的状态下，透射率因样品盒而异，故即便是在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，由于可以用控制环内的增益调整装置使环增益保持恒定，故可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的激光器的控制而和样品盒的状态无关。
此外，特征还在于进行控制，使得入射到样品盒上的激光的功率成为恒定，并用由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率测定样品盒的透射率，在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光的输出光的强度的控制环内，具备增益调整装置，在根据被测样品的样品盒的透射率设定了增益调整装置的增益后，切换激光器的控制，使得根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平来控制上述激光器的输出光的强度。倘采用本构成，在被测样品的透射率不同的情况下或由于在样品盒内产生了脏物等，在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，由于可以预先使入射到样品盒上的激光的功率恒定来求透射率即求光学系统的传递增益，由于用该预先求得的透射率设定控制环内的增益调整装置的增益，故即便是在被测样品的透射率为未知的情况下或在样品盒内产生了脏物的情况下，由于可以使激光器的控制环增益总是保持恒定，故可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的正确的测定。
此外，特征还在于激光的光源是半导体激光器，在采用根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的办法，使通过光的电平成为恒定的控制中，预先存储预先已存储好的使线偏振光通过的样品盒自身的透射率、内含要进行测定的被测样品的样品盒的透射率这两方内的至少一方，采用将没有把应进行测定的样品盒插入到光路中时的电平目标值，用预先存储好的透射率除的办法，使要做成恒定的和信号的电平目标值，对于已把样品盒插入到光路中时的电平目标值，设定得高。倘采用本构成，则由于样品盒可以装卸，故易于采集被测样品，此外，在样品盒已经插入的状态和没有插入的状态下，透射率虽然会因样品盒而不同，但是，由于可以切换上述要做成恒定的和信号的电平目标值，故在已经插入了样品盒的状态和没有插入样品盒的状态下，可以减少激光光源的出射功率的变化量，可以稳定地保持激光光源的振荡状态。
此外，特征还在于激光的光源是半导体激光器，在半导体激光器刚工作之后预先定好的期间，把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的激光的输出目标值还高。倘采用本构成，采用使用半导体激光器的办法，可以使装置小型化。此外，在半导体激光器刚工作后或出射功率中产生了变化的情况下，借助于上述半导体激光器的自己发热，在上述半导体激光器的芯片内将产生温度变化，发生激光器振荡的模式跳跃，激光器的振荡波长和偏光特性等的光学特性将发生变化，故如果不是在半导体激光器的温度变成稳定之后，则不可能稳定地进行测定，所以，虽然在测定旋光度之前需要等待时间，但是在半导体激光器刚工作后在预定的期间，采用把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高的办法，就可以使半导体激光器的芯片内的温度变化迅速地到达稳定动作点，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
此外，特征还在于激光的光源是半导体激光器，把进行控制使得入射到样品盒上的激光的功率成为恒定的目标值，在半导体激光器刚工作后预定的期间，把目标值设定得比测定旋光角时的激光器的输出目标值还高。倘采用本构成，则采用使用半导体激光器的办法，可以使装置小型化。此外在半导体激光器刚工作后或出射功率中产生了变化的情况下，借助于上述半导体激光器的自己发热，在上述半导体激光器的芯片内将产生温度变化，发生激光器振荡的模式跳跃，激光器的振荡波长和偏光特性等的光学特性将发生变化，故如果不是在半导体激光器的温度变成稳定之后，则不可能稳定地进行测定，所以，虽然在测定旋光度之前需要等待时间，但是在半导体激光器刚工作后在预定的期间，采用把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高的办法，就可以使半导体激光器的芯片内的温度变化迅速地到达稳定动作点，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
附图的简单说明
图1是本发明的实施例1中的旋光度测定装置的框图。
图2是在本发明的实施例1中的旋光度测定装置中检测激光的功率的第2方法的框图。
图3是本发明的实施例2中的旋光度测定装置的框图。
图4是本发明的实施例3中的旋光度测定装置的框图。
图5是现有的旋光度测定装置的框图。
优选实施例实施例1以下，用图1、图2说明本发明的实施例1。
在图1中，从半导体激光器1射出的光用准直透镜2变成平行光，再用开口板15变成规定的束径，用偏振光镜3变成线偏振光。4是保持被测样品的样品盒，可以使用具有玻璃窗的杯状的容器。已经变成上述线偏振光的射束通过该样品盒4。透过样品盒4后的光，用偏振光束分离器5分离成相差90度的偏振光成分，用2个受光器件6a、6b受光。用上述2个受光器件6a、6b检测到的信号分别输入到差动放大器11和加法器12中去，用位于上述计算机7的内部的没有画出来的AD转换器，由上述输出信号S1的电位求被测样品(例如尿)的旋先度或浓度。此外，上述加法器12的输出信号S2也输入到计算机7中，同样地检测电位。在这里，上述输出信号S2，由于对用上述2个受光器件6a、6b检测出来的信号进行加法运算，故表示通过了样品盒4后的激光功率。此外，上述输出信号S2借助于比较器13与计算机7所设定的电平目标值S4进行比较，把对电平目标值S4的误差输入可变增益放大器14。上述可变增益放大器14的增益设定量由来自上述计算机7的信号S5进行。上述可变增益放大器14的输出信号S6，输入激光器驱动电路10，用上述激光器驱动电路10驱动上述半导体激光器1。半导体激光器1的驱动，如上述那样构成控制环，并进行控制，使得电平目标值S4和对用上述2个受光器件6a、6b检查到的信号进行加法运算后的信号S2一致。就是说，构成为可以把通过上述样品盒4后的激光功率控制为电平目标值S4。9是检测上述半导体激光器1的射出功率的后(back)监视器，构成为用后监视器9检测出来的输出信号S3也输入上述计算机7，入射到上述样品盒4上的激光的功率也可以用计算机7检测。此外，显示装置8、存储装置16显示上述计算机对所检测到的信号进行运算后的结果或进行存储再生。此外，还构成为用图中没有画出来的操作面板可以把指令给予上述计算机。
在这里，虽然使用的是用后监视器9检测入射到样品盒4上的激光的功率，但是如图2所示，也可以在开口板15和偏振光镜3之间插入半透镜91，用受光器件90进行检测。在这种情况下，由于可以从通过准直透镜2和开口板15后的射束检测激光的功率，故可以进行检测而不存在因半导体激光器1的射出光束的扩展角所产生的影响。
对于这样构成的旋光度测定装置，进一步详细地说明动作。在入射成为基准的线偏振光时的P偏振光成分和S偏振光成分的各自的电场成分，可以分解为如下式所示。
P偏振光成分EP0＝A0×COS(θ0) (式3)S偏振光成分ES0＝A0×SIN(θ0) (式4)因此，用受光器件6a、6b检测出来的电压，根据(式3)、(式4)变成下式。
P偏振光成分EP02＝A02×COS2(θ0) (式5)S偏振光成分ES02＝A02×SIN2(θ0)(式6)。其中，A02通过样品盒4后的激光功率
θ0线偏振光对偏振光束分离器的入射角其次，把作为被测样品的旋光性物质保持在样品盒4内，用受光器件6a、6b检测的加上旋光时的电压，根据(式5)、(式6)，将变成下式所示。
P偏振光成分EP12＝A12×COS2(θ0+θ1) (式7)S偏振光成分ES12＝102×SIN2(θ0+θ1) (式8)。其中，A12通过样品盒4后的激光功率θ1被测样品的旋光角在这里，由于通过样品盒4后的激光功率可以借助于上述构成所形成的激光器驱动的控制环而保持恒定，故入射成为基准的线偏振光的时候，和用被测样品进行测定的时候都成为相同的功率。因此，A02＝A12。差动放大器11的输出信号S1，由于从S偏振光成分的检测电压中减去P偏振光成分的检测电压，故差动放大器11的输出S1成为下式。
S1＝A02×{SIN2(θ0+θ1)-COS2(θ0+θ1)}＝-A02×COS{2×(θ0+θ1)}(式9)其中，在入射成为基准的线偏振光时，如果预先把线偏振光对偏振光分离器的入射角θ0调整为使之变成45度，则根据(式9)，差动放大器输出S1将成为S1＝A02×SIN(2×θ1) (式10)具体地说，在把葡萄糖水溶液作为被测样品时，若使光路长度成为50mm，使激光波长为785nm时，在常温状态下，在浓度10mg/dl时，旋光角约为0.0014度。因此，θ1≈0，根据(式10)差动放大器输出S1可以用下式近似。
S1＝2×A02×θ1 (式11)如上所述，采用检测差动放大器输出信号S1的办法，就可以测定旋光角，由于不必像现有技术那样需要螺线管，故不需要把样品盒的形状做成为筒状，被测样品的采集和样品盒的清洗是容易的，且也不需要大电流，可以实现装置的小型化和节能化，即便是在上述被测样品的透射率不同，或者上述样品盒中有脏物等，来自样品盒的通过光量发生变动的情况下，也会有恒定的光量到达上述2个受光器件，故可以稳定地保持检测灵敏度，可以实现稳定的正确的测定。
此外，在样品盒4内未保持被测样品的状态下，用信号S3检测入射到上述样品盒4上的激光功率，用信号S2检测通过上述样品盒4后的激光功率，并分别与在样品盒4的玻璃窗上无脏物的正常状态时检测并存储起来的信号S2和信号S3进行比较，在信号S2的电平虽然处于与正常的时候相同的电平，但信号S3的电平比正常时高的时候，即在入射到上述样品盒4上的激光功率变高了的时候，由于可以判断为样品盒4自身的透射率降低，故在超过了预定的判断电平时，就通过样品盒4的显示装置8输出清洗样品盒4的玻璃窗的信息。此外，在信号S2的电平为比正常时低的电平，信号S3的电平比正常时高的时候，就可以迅速地得知在激光通过的光路中存在着异物等的情况等不能进行正常的测定的信息，并可以通过显示装置8发出警告。
此外，在上述样品盒4内保持尿等的应进行测定的被测样品，用信号S3检测入射到上述样品盒上的激光的功率，用信号S2检测通过了样品盒4后的激光功率，测定内含被测样品的样品盒4的透射率，在与预先定好的值进行比较结果透射率降低时，就可以迅速地得知或者是在被测样品中大量含有光散射物质或光吸收物质，或者是样品盒异常地弄脏，激光所通过的光路中存在着异物等的不能进行正常的测定的信息，可以通过显示装置8迅速地发出警告。
此外，首先，如上所述在样品盒4内未保持被测样品的状态下测定存储样品盒自身的透射率，其次，把尿等的应进行测定的被测样品保持在上述样品盒4内测定内含被测样品的样品盒4的透射率，就可以用先前存储下来的样品盒自身的透射率求上述被测样品的透射率。
在作为被测样品使用尿的情况下，可以用从信号S1求得的旋光角检测旋光性物质的浓度，即可以检测从由糖、蛋白质L-抗坏血酸构成的群中选择的一种的浓度。此外，还可以用作为被测样品的尿的透射率检测尿中的光散射物质浓度，即可以检测蛋白质和血液二者中的至少一方。
此外，在上述半导体激光器1的控制环中，由于被测样品的透射率不同，故即便是构成从半导体激光器1到2个受光器件6a、6b的光学系统的传递增益不同，也可以采用用在上述那样的动作检测出来的被测样品的透射率，由计算机7进行控制环内的可变增益放大器14的增益设定，以补偿作为光学系统的传递增益的透射率的变化的办法，使控制环的环增益保持恒定，可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的正确的测定。此外，还可以使样品盒4可以装卸以便能够容易地进行被测样品的采集和样品盒的清洗，用图1中没有画出来的开关等的检测样品盒4的有无的装置，在样品盒4已经插入的状态和没有插入的状态下，切换可变增益放大器14的增益，使控制环的环增益保持恒定。
此外，采用用做成为可以装卸的结构的样品盒4的装卸状态切换通过上述样品盒4后的激光功率的电平目标值S4的办法，可以使上述半导体激光器1的振荡状态保持稳定，可以缩短测定时间。具体地说来，预先某种程度地了解内含应进行测定的被测样品的样品盒4的透射率，例如，假设其为0.5。此外，在设定电平目标值S4使得把已插入了内含上述被测样品的样品盒4时的半导体激光器1的出射功率控制为1mW时，计算机7用已经存储下来的上述透射率0.5，在没有插入样品盒4时则把电平目标值S4设定为用上述透射率0.5除测定旋光度时的电平目标值后的电平目标值。即结果变成为设定2倍的电平目标值，虽然控制发生作用使得到达受光器件6a、6b的光量变为2倍，但由于采用不插入样品盒4的办法，在光学系统中透射率将变成2倍，所以结果是上述半导体激光器1的出射功率得以保持1mW。因此，借助于该电平目标值S4的切换，即便是装卸样品盒4，半导体激光器1的出射功率也可以大体上保持恒定。如先前说过的那样，在以葡萄糖水溶液为被测样品的时候，如果使样品盒的光路长度为50mm，使激光波长为785nm，在常温状态下，在浓度10mg/dl时旋光度约为0.0014左右，必须检测非常微小的量。在检测这样的微小的量的情况下，如果发生由于半导体激光器1的温度变化产生的振荡波长的不连续的变化(模式跳跃)，则变成使旋光角的检测变得不稳定的主要原因。由于半导体激光器1的温度变化也会随着半导体激光器1自身的功率变化所产生的自己发热而发生变化，故在半导体激光器1的出射功率变化大的情况下，半导体激光器1自身的自己发热将饱和，必须等待到振荡波长的不连续的变化(模式跳跃)结束为止。因此，如上所述，即便是装卸样品盒4，采用使半导体激光器1的出射功率大体上保持恒定的办法，就可以削减振荡波长的不连续的变化(模式跳跃)结束为止的等待时间，在装卸样品盒4并连续地测定多个被测样品的旋光角之类的情况下，可以缩短测定所要的时间。
此外，采用从上述半导体激光器1刚开始工作后的预定的期间，把上述电平目标值S4设定为比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值高的办法，使半导体激光器1预热，就可以使半导体激光器1的工作后的因自己发热产生的动作温度变化的过渡时间尽早结束，可以削减半导体激光器1工作时的振荡波长的不连续的变化(模式跳跃)结束为止的等待时间，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
实施例2其次，用图3对本发明的实施例2进行说明。另外，对于与上述实施例1相同的构成使用同一标号而免予说明。
在图3中，20a是APC电路，用来输入检测半导体激光器1的出射功率的后监视器9的输出信号S3并进行控制使激光的功率变为恒定，30是选择器，用来使用计算机7的输出信号S8切换与图1同样的可变增益放大器14的输出信号S6和上述APC电路20a的输出信号S7，并输入激光器驱动电路10中去。
倘采用这样的构成，首先，根据计算机7的输出信号S8，作为向驱动电路10输入的信号，选择APC电路20a的输出信号S7，预先使入射到样品盒4上的激光的功率变为恒定，计算机7用接受到通过样品盒4后的光的2个受光器件6a、6b的输出信号的和信号的电平S2，测定样品盒4的透射率，并根据上述透射率设定可变增益放大器14的增益。其次，根据计算机7的输出信号S8作为向激光器驱动电路10输入的信号切换到可变增益放大器14的输出信号S6，用来自差动放大器11的输出信号S1测定旋光度。由于可以像这样地预先测定出透射率，故即便是因为在被测样品的透射率不同的场合或样品盒内产生了脏物，在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，由于也可以预先使入射到样品盒上的激光功率变成为恒定后求透射率即求光学系统的传递增益，故在被测样品的透射率为未知的情况下或在样品盒内产生了脏物的情况下，在透射率的变化量大且可变增益放大器14的初始设定状态下，即便是在不可能稳定地控制激光器的情况下，也可以用该预先设定好的透射率设定控制环内的可变增益放大器14，可以使激光器的控制环增益总是保持恒定，所以可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的正确的测定。
实施例3其次，用图4对本发明的实施例3进行说明。另外，对于与上述实施例相同的构成使用相同的标号而免予说明。
在图4中，20b是APC电路，用来输入检测半导体激光器1的输出功率的后监视器9的输出信号，控制激光器的功率。上述APC电路20b的输出信号，用比较器13与计算机7所设定的电平目标值S4进行比较，用激光器驱动电路10控制半导体激光器1。就是说，半导体激光器1用后监视器9、APC电路20b、比较器13、激光器驱动电路10进行控制，使得成为根据电平目标值S4设定的值。在这样的构成中，旋光度采用用加法器12的输出信号S2除来自差动放大器11的输出信号S1的办法得到。例如，如果内含被测样品的样品盒4的透射率对于本来的状态例如变成为0.5，则到达受光器件6a、6b的光量成为0.5倍，由于通过了在上述实施例1中在说明中使用的样品盒4后的激光功率(A02)将变成0.5倍，故根据(式11)，差动放大器输出S1也将变成0.5倍，灵敏度将降低。但是，由于加法器输出信号S2将变成通过样品盒4后的激光功率(A02)，故采用用该信号S2除上述差动放大器输出S1的办法，可以变换成本来的灵敏度。另外，该除法运算可以由计算机7的内部进行。如上所述，即便是在被测样品的透射率不同或者在上述样品盒内有脏物等，来自样品盒4的通过光量变动的情况下，也可以用简单的构成保持恒定的灵敏度，可以进行稳定的正确的测定。
此外，在自上述半导体激光器1刚工作之后的预定的期间，采用把上述电平目标值S4设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高的办法，使半导体激光器1预热，就可以使半导体激光器1的工作后的因自己发热产生的动作温度变化的过渡时间尽早结束，可以削减半导体激光器1工作时的振荡波长的不连续的变化(模式跳跃)结束为止的等待时间，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
工业上利用的可能性如上所述，本发明的旋光度测定装置和尿检查装置，由于在用偏振光器件把激光偏振为线偏振光后，使上述线偏振光通过保持应测定的被测样品的样品盒，使该通过光分离成互相差90度的偏振光成分，用2个受光器件分别对该分离后的偏振光成分受光，以该两个受光器件的输出电平之差为输出信号测定旋光角，故不需要螺线管，不需要把样品盒的形状作成筒状，被测样品的采集和样品盒的清洗是容易的，且也不需要大电流，可以实现装置的小型化和节能化。
在本发明的另外的旋光度测定装置中，由于采用根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的办法，使通过光的电平变为恒定，故即便是在被测样品的透射率不同，或者样品盒中有脏物等，来自样品盒的通过光量发生变动的情况下，由于总是有恒定的光量到达2个受光器件，故可以稳定地保持检测灵敏度，可以进行稳定的正确的测定。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，由于进行控制，使得入射到样品盒上的激光的功率成为恒定，以用2个受光器件的输出信号的和信号的电平除2个受光器件的输出信号之差得到的信号为输出信号，来测定旋光角，故即便是在被测样品的透射率不同，或者样品盒中有脏物等，来自样品盒的通过光量发生变动的情况下，由于入射到样品盒上的激光的功率是恒定的，故可以使激光光源稳定地动作，可以进行更加稳定的正确的测定。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，由于做成为不把被测样品保持在样品盒内，而从入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率来测定样品盒作的透射率，在与预定的值进行比较透射率降低时，就进行预定的显示，故可以测定样品盒自身的透射率，在样品盒受到异常污染或在激光所通过的光路中存在着异物等，变得不能进行正常的测定的情况下，可以迅速地知道这种情况。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，由于做成为把应测定的被测样品保持在样品盒中，由从入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，在与预定的值进行比较后透射率降低时就进行预定的显示，因此可以测定内含被测样品的样品盒的透射率，可以迅速地得知在被测样品中含有多量的光散射物质或光吸收物质，或激光所通过的光路中存在着异物等不能进行正常的测定的信息。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，由于做成为在不把被测样品保持在样品盒内的状态下，从由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率测定存储样品盒自身的透射率，把应进行测定的被测样品保持在样品盒内，用由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，再由内含被测样品的样品盒的透射率和预先存储起来的样品盒自身的透射率测定被测样品的透射率，由于可以测定被测样品的透射率，故可以推测在被测样品中所含有的光散射物质和光吸收物质，可以推测所测旋光角的可靠性。
此外，在本发明的尿检查方法中，其特征在于把尿当作旋光度测定装置的被测样品，由旋光角判定尿中的旋光物质的浓度，由透射率判定尿中所含的光散射物质浓度，可以容易地测定尿中所含的旋光性物质的浓度。
此外，在本发明的另外的尿检查方法中，特征在于旋光性物质是由可以从糖、蛋白质和由L-抗坏血酸构成的群中选择的至少一种，采用测定尿的旋光角的办法，就可以以良好的精度测定尿中的糖或蛋白质的浓度。同样，在在尿中含有L-抗坏血酸(所谓维生素C)的情况下，也可以借助于旋光角的测定判定L-抗坏血酸浓度。
此外，在本发明的另外的尿检查方法中，特征在于光散射物质是蛋白质和血液之内至少一方，采用测定尿的透射率的办法，可以判定尿中的蛋白质或血液的浓度。
此外，在本发明的旋光度测定装置中，由于在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，并根据被测样品的透射率设定增益调整装置的增益，使控制环的环增益变为恒定，故则即便是因为被测样品的透射率不同，在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，也可以用控制环内的增益调整装置使环增益保持恒定，可以稳定地控制激光器的功率，可以进行稳定的正确的测定。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，把样品盒做成为在光路中可以装卸的构成，在把保持应进行测定的被测样品的样品盒已插入到光路中的状态和未插入到光路中的状态下，切换增益调整装置的增益，使控制环的增益变为恒定。由于样品盒可以装卸，故被测样品采集将变得容易起来，另外，在样品盒已插入的状态和未插入的状态下，透射率因样品盒而异，故即便是在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，由于可以用控制环内的增益调整装置使环增益保持恒定，故可以稳定地控制激光的功率，可以进行稳定的激光器的控制而和样品盒的状态无关。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，进行控制，使得入射到样品盒上的激光的功率变为恒定，并用由入射到样品盒上的激光的功率和2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率测定样品盒的透射率，在根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光的输出光的强度的控制环内，具备增益调整装置，在根据被测样品的样品盒的透射率设定了增益调整装置的增益后，切换激光器的控制，使得根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平来控制上述激光器的输出光的强度。倘采用本构成，即便是因为在被测样品的透射率不同的情况下或由于在样品盒内产生了脏物等，在激光的控制环内构成从激光光源到2个受光器件的光学系统的传递增益不同，由于可以预先使入射到样品盒上的激光的功率恒定来求透射率即求光学系统的传递增益，由于用该预先求得的透射率设定控制环内的增益调整装置的增益，故即便是在被测样品的透射率为未知的情况下或在样品盒产生了脏物的情况下，由于可以使激光器的控制环增益总是保持恒定，故可以稳定地控制激光器的功率，可以进行稳定的正确的测定。
此外，在本发明的旋光度测定装置中，激光的光源是半导体激光器，在采用根据2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的办法，使通过光的电平变为恒定的控制中，预先存储预先已存储好的使线偏振光通过的样品盒自身的透射率、内含要进行测定的被测样品的样品盒的透射率这两方内的至少任何一方，采用将没有把应测定的样品盒插入到光路中时的电平目标值，用预先存储好的透射率除的办法，使要做成恒定的和信号的电平目标值，对于已把样品盒插入到光路中时的电平目标值，设定得高。倘采用本构成，则由于样品盒可以装卸，故易于采集被测样品，此外，在样品盒已经插入的状态和没有插入的状态下，透射率虽然会因样品盒而不同，但是，由于可以切换上述要做成恒定的和信号的电平目标值，故在已经插入了样品盒的状态和没有插入样品盒的状态下，可以减少激光光源的出射功率的变化量，可以稳定地保持激光光源的振荡状态。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，激光的光源是半导体激光器，在半导体激光器刚工作之后预先定好的期间，把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的激光的输出目标值还高。倘采用本构成，采用使用半导体激光器的办法，可以使装置小型化。此外，在半导体激光器刚工作后或出射功率中产生了变化的情况下，借助于上述半导体激光器的自己发热，在上述半导体激光器的芯片内将产生温度变化，发生激光器振荡的模式跳跃，激光器的振荡波长和偏光特性等的光学特性将发生变化，故如果不是在半导体激光器的温度变成稳定之后，则不可能稳定地进行测定，所以，虽然在测定旋光度之前需要等待时间，但是在半导体激光器刚工作后在预定的期间，采用把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高的办法，就可以使半导体激光器的芯片内的温度变化迅速地到达稳定动作点，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
此外，在本发明的另外的旋光度测定装置中，激光的光源是半导体激光器，把进行控制使得入射到样品盒上的激光的功率变为恒定的目标值，在自半导体激光器刚工作后的预定的期间，把目标值设定得比测定旋光角时的激光器的输出目标值还高。倘采用本构成，则采用使用半导体激光器的办法，可以使装置小型化。此外在半导体激光器刚工作后或出射功率中产生了变化的情况下，借助于上述半导体激光器的自己发热，在上述半导体激光器的芯片内将产生温度变化，发生激光器振荡的模式跳跃，激光器的振荡波长和偏光特性等的光学特性将发生变化，故如果不是在半导体激光器的温度变成稳定之后，则不可能稳定地进行测定，所以，虽然在测定旋光度之前需要等待时间，但是在自半导体激光器刚工作后的预定的期间，采用把要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高的办法，就可以使半导体激光器的芯片内的温度变化迅速地到达稳定动作点，可以缩短测定旋光角之前的等待时间。
权利要求
1.一种旋光度测定装置，其特征是在用偏振光器件把来自激光器的激光偏振为线偏振光后，使上述线偏振光通过保持应测定的被测样品的样品盒，使该通过光分离成互相差90度的偏振光成分，用2个受光器件分别接受该分离后的偏振光成分，以该两个受光器件的输出电平之差为输出信号测定旋光角。
2.权利要求1所述的旋光度测定装置，其特征是采用根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制激光器的输出光的强度的办法，把上述通过光的强度控制为恒定。
3.权利要求1所述的旋光度测定装置，其特征是进行控制，使得入射到上述样品盒上的激光的功率成为恒定，以用上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平除上述2个受光器件的输出信号之差得到的信号为输出信号，来测定旋光角。
4.权利要求2或3所述的旋光度测定装置，其特征是在上述样品盒内不保持被测样品，而从入射到上述样品盒上的激光的功率和上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率来测定样品盒作的透射率，在与预定的值相比较透射率降低时，就进行预定的显示。
5.权利要求2或3所述的旋光度测定装置，其特征是把应测定的被测样品保持在上述样品盒内，由从入射到上述样品盒上的激光的功率和上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，在与预定的值相比较透射率降低时就进行预定的显示。
6.权利要求2或3所述的旋光度测定装置，其特征是在预先不把被测样品保持在上述样品盒内的状态下，从由入射到上述样品盒上的激光的功率和上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光的功率测定存储样品盒自身的透射率，把应测定的被测样品保持在上述样品盒内，用由入射到上述样品盒上的激光的功率和上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率，测定内含被测样品的样品盒的透射率，再由内含上述被测样品的样品盒的透射率和预先存储起来的样品盒自身的透射率测定上述被测样品的透射率。
7.权利要求6所述的旋光度测定装置，其特征是上述被测样品是尿，由旋光角判定尿中的旋光物质的浓度，由透射率判定尿中所含的光散射物质浓度。
8.权利要求7所述的旋光度测定装置，其特征是上述旋光性物质是由可以从糖、蛋白质和由L-抗坏血酸构成的群中选择的至少一种。
9.权利要求7所述的旋光度测定装置，其特征是上述光散射物质是蛋白质和血液之内的至少一方。
10.权利要求2所述的旋光度测定装置，其特征是在根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制上述激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，并根据上述被测样品的透射率设定上述增益调整装置的增益，使上述控制环的环增益成为恒定。
11.权利要求2所述的旋光度测定装置，其特征是在根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制上述激光器的输出光的强度的控制环内具备增益调整装置，把上述样品盒做成为在光路中可以装卸的构成，在把保持应测定的被测样品的样品盒已插入到光路中的状态和未插入到光路中的状态下，切换上述增益调整装置的增益，使上述控制环的增益成为恒定。
12.权利要求2所述的旋光度测定装置，其特征是进行控制，使得入射到上述样品盒上的激光的功率成为恒定，并用由入射到上述样品盒上的激光的功率和上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平得到的通过样品盒后的激光功率测定样品盒的透射率，在根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制上述激光器的输出光的强度的控制环内，具备增益调整装置，在根据上述被测样品的样品盒的透射率设定了上述增益调整装置的增益后，切换上述激光器的控制，使得根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平来控制上述激光器的输出光的强度。
13.权利要求2、10、11、12之任一项所述的旋光度测定装置，其特征是上述激光的光源是半导体激光器，在采用根据上述2个受光器件的输出信号的和信号的电平控制上述激光器的输出光的强度的办法，使上述通过光的电平成为恒定的控制中，预先存储预先已存储好的使上述线偏振光通过的样品盒自身的透射率、内含要进行测定的被测样品的样品盒的透射率这两方内的至少一方，采用将没有把应测定的样品盒插入到光路中时的上述电平目标值，用上述预先存储好的透射率除的办法，使上述要做成恒定的和信号的电平目标值，对于已把上述样品盒插入到光路中时的电平目标值，设定得高。
14.权利要求2所述的旋光度测定装置，其特征是上述激光的光源是半导体激光器，在上述半导体激光器刚工作之后预先定好的期间，把上述要做成恒定的和信号的电平目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高。
15.权利要求3所述的旋光度测定装置，其特征是上述激光的光源是半导体激光器，把进行控制使得入射到上述样品盒上的激光的功率成为恒定的目标值，在自上述半导体激光器刚工作后的预定的期间，把上述目标值设定得比测定旋光角时的上述激光器的输出目标值还高。
全文摘要
一种使线偏振光在样品盒(4)内通过,使该通过光分离成互相差90度的偏振光成分,分别用2个受光器件(6a、6b)对该分离后的偏振光成分进行受光,用该两个受光器件的输出电平之差测定旋光角的旋光度测定装置。在用法拉第效应测定旋光度的现有的装置中,由于使用螺线管,故装置的操作、小型化和低功耗化是困难的,但采用本发明就可以解决这些问题。
文档编号G01N21/21GK1246922SQ98802394
公开日2000年3月8日 申请日期1998年12月8日 优先权日1997年12月9日
发明者藤本光辉, 三好浩二, 阿河昌弘, 天野智康, 重松薰, 西原俊介 申请人:松下电器产业株式会社