JP2020060509A - 光学測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量の異なる複数の光源からの光を低コスト省スペースの反射ユニットを用いてそれぞれ適切な光量で測定部に伝達する。【解決手段】複数の光源からの光によって測定対象を測定する測定部と、複数の光源から光が入射されるとともに内部の反射面によって拡散反射された光が測定部へ出射される反射筐体とを備えた光学測定装置であって、反射筐体は、複数の光源ごとに異なる位置に設けられそのそれぞれから内部へ光が入射される複数の入射口と、入射された光を拡散反射しつつその一部を吸収する反射面と、拡散反射された光を内部から測定部へ出射する出射口とを備え、複数の光源のそれぞれから発せられた光が出射口から測定部へ出射される際の出射光量を一定の範囲の値とするために、光源の発光量が測定部に到達するまでに減少する割合を表す平均減少率と、光源の発光量とに基づき、複数の入射口のそれぞれは出射口の位置に対して異なる位置に配置される。【選択図】図４

Description

本願発明は、光源からの光を測定部へ間接的に到達させるための手段を備えた光学測定装置に関するものである。

従来の光学測定装置において、複数種類の試験紙、又は、測定項目に対応した複数種類の光源を使用する場合、光源ごとに設けられた複数の光ファイバにより、各光源からの光を一箇所に集め、測定部に照射する方法を採用していることがある。

なお、下記特許文献１では、光を反射させて試料に照射する技術が開示されている。

また、下記特許文献２では、積分球を用いて基準光量とサンプル光量を測定する技術が開示されている。

特開平０３−１９４４４７号公報 特公昭６１−０２８２９２号公報

光ファイバを用いて複数の光源からの光を測定部に照射する場合、光ファイバの材質により最小曲げアールが規定されるため、その空間を確保するために装置の小型化には限界があった。また、光ファイバは価格が高く、光源の種類を多くするほどに使用する光ファイバに起因する製造コストは増加していく。そのため、光ファイバを用いた光学伝達系は小型で安価な装置には適していない。

一方、光ファイバを用いずに、より安価な構成である反射ユニットを用いて光源からの光を測定部に照射する場合、光量の異なるそれぞれの光源からの光を適切な光量で測定部に伝達することが難しいという課題があった。つまり、安価な光源の場合、使用する光源によって、光量がまちまちであることがある。もし、そのような光源の各々からの光について、反射ユニット（反射筐体及び、反射筐体と光源や測定部とを接続する接続部などを含んだ光源からの光を測定部へ間接的に到達させるための筐体）内での光の平均減少率（光が測定部へ到達するまでに減少する割合）が同じであるとするなら、光量の少ない光源では、測定対象を検出するための満足な光量が得られず、測定対象を測定できないことがある。一方、光量の多い光源の場合、測定部（たとえば、受光センサ）が測定可能な光量上限を越えて光飽和が発生することがある。以上のように、光源の光量、測定部の感度、及び平均減少率の関係によっては、光量が大き過ぎたり小さ過ぎたりすることがあり、このことが小型で安価な光学測定装置を設計するうえで困難をもたらしていた。

そこで本発明の実施態様は、光量のまちまちな複数の光源からの光を測定部に伝達する反射ユニットを用いた光学測定装置において、低コスト、省スペースで、それぞれの光源からの光を適切な光量で測定部に伝達することを課題とする。

本開示の第１の態様では、発光量が少なくとも１つは異なる複数の光源と、
前記複数の光源から発せられる光によって測定対象を測定する測定部と、
前記複数の光源から発せられた光が入射されるとともに内部の反射面によって拡散反射された光が前記測定部へ出射される反射筐体と、を備えた光学測定装置であって、
前記反射筐体は、
前記複数の光源のそれぞれと連絡し、前記複数の光源ごとに異なる位置に設けられるとともに前記複数の光源のそれぞれから内部へ光が入射される複数の入射口と、
前記複数の入射口から入射された光を拡散反射し、前記拡散反射した際に光の一部を吸収する反射面と、
前記測定部と連絡し、前記反射面にて前記拡散反射された光を内部から前記測定部へ出射する出射口と、を備え、
前記複数の光源のそれぞれから発せられた光が前記出射口を経て前記測定部へ到達する際の光量である出射光量を一定の範囲の値とするために、前記複数の光源のそれぞれについて、光源の発光量が前記測定部に到達するまでに減少する割合を表す平均減少率と、前記複数の光源のそれぞれの発光量とに基づき、前記複数の入射口のそれぞれは前記出射口の位置に対してそれぞれ異なる位置に配置され、
前記測定部は、前記測定対象に前記出射光量で光が照射されることにより、前記測定対象の光学的な測定を行う。

本開示の第２の態様では、第１の態様において、前記各光源に対応する前記出射光量が前記一定の範囲よりも狭い範囲に収まるように、前記各光源の前記発光量が調整可能な光量調整部を備える。

本開示の第３の態様では、第１又は第２の態様において、前記複数の光源はそれぞれ波長の異なる光を発する。

本開示の第４の態様では、第３の態様において、前記複数の光源のうち少なくとも２つは、それぞれ異なる測定対象に対する感度特性のある波長の光を発する。

本開示の第５の態様では、第１から第４までのいずれかの態様において、前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記平均減少率が大きくなるような位置に設けられている。

本開示の第６の態様では、第５の態様において、前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記測定部までに前記反射面による前記拡散反射が多くなるような位置に設けられている。

本開示の第７の態様では、第１から第６までのいずれかの態様において、前記測定部が受光する光の光量を調整するゲイン調整部を備え、前記一定の範囲は、前記ゲイン調整部により前記出射光量の各々を略一定の値に調整可能な光量の範囲である。

本開示の第８の態様では、第１から第７までのいずれかの態様において、前記測定部と前記出射口との間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する測定接続部を有する。

本開示の第９の態様では、第１から第８までのいずれかの態様において、前記複数の光源のそれぞれと前記複数の入射口のそれぞれとの間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する。

本開示の第１０の態様では、第１から第９までのいずれかの態様において、前記反射筐体は、前記複数の入射口及び前記出射口が設けられている有孔面と、前記有孔面に相対する対向面と、前記有孔面と前記対向面とを連絡する連絡面と、を備えた箱形を呈する。

本開示の第１１の態様では、第１０の態様において、前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も小さい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は、前記出射口へ向かって傾斜している。

本開示の第１２の態様では、第１０又は第１１の態様において、前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も大きい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は該光軸に対して垂直である。

本開示の第１３の態様では、第１２の態様において、前記最も大きい発光量の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離は、該光源とは別の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離よりも短い。

本開示の第１４の態様では、第１０から第１３までの態様において、前記対向面のうち前記出射口と相対する部分は、前記有孔面と平行である。

本開示の第１５の態様では、第１から第１４までの態様において、前記反射筐体の前記反射面における光の反射は、鏡面反射よりも拡散反射が優位である色彩、形状若しくは材質又はこれらのうちのいずれか２つ若しくは全てで形成されている。

本発明の実施態様では、光学測定において、光源からの光を反射筐体内で反射させて測定対象に照射することで、測定対象まで光を導く光ファイバのような部材が不要となり、製造コストの低廉化及び装置の小型化を図ることができる。

また、光ファイバを用いる場合には光源ごとに光ファイバが必要となるため、光源の種類を多くするほどに使用する光ファイバに起因する製造コストは増加していく。しかし、本実施態様では複数の光源に対応可能なただ１つの反射筐体が光学伝達系であるため、光源の種類の増加に伴う光学伝達系のコスト増加を抑制できる。

つまり、光量のまちまちな複数の光源からの光を測定部に伝達する反射ユニットを用いた光学測定装置において、製造コストの低廉化及び装置の小型化を図りつつ、それぞれの光源からの光を適切な光量で測定部に伝達することができる。

光学測定装置の要部を側面部分断面図にて示す。 光学測定装置の要部を底面斜視図にて示す。 光学測定装置の要部において反射筐体の一部を取り外した状態を底面斜視図にて示す。 光源及び測定部の配置を模式的に示す。 反射筐体の内部における光の伝達を模式的に示す。 入射口と対向面との距離を模式的に示す。 光学測定装置の機能ブロック図である。 制御部のハードウェア構成をブロック図で示す。

＜第１の態様＞
本開示の第１の態様に係る光学測定装置は、発光量が少なくとも１つは異なる複数の光源と、
前記複数の光源から発せられる光によって測定対象を測定する測定部と、
前記複数の光源から発せられた光が入射されるとともに内部の反射面によって拡散反射された光が前記測定部へ出射される反射筐体と、を備えた光学測定装置であって、
前記反射筐体は、
前記複数の光源のそれぞれと連絡し、前記複数の光源ごとに異なる位置に設けられるとともに前記複数の光源のそれぞれから内部へ光が入射される複数の入射口と、
前記複数の入射口から入射された光を拡散反射し、前記拡散反射した際に光の一部を吸収する反射面と、
前記測定部と連絡し、前記反射面にて前記拡散反射された光を内部から前記測定部へ出射する出射口と、を備え、
前記複数の光源のそれぞれから発せられた光が前記出射口を経て前記測定部へ到達する際の光量である出射光量を一定の範囲の値とするために、前記複数の光源のそれぞれについて、光源の発光量が前記測定部に到達するまでに減少する割合を表す平均減少率と、前記複数の光源のそれぞれの発光量とに基づき、前記複数の入射口のそれぞれは前記出射口の位置に対してそれぞれ異なる位置に配置され、
前記測定部は、前記測定対象に前記出射光量で光が照射されることにより、前記測定対象の光学的な測定を行う。

本態様の光学測定装置では、複数の光源が設けられている。光源の種類は特に限定されないが、たとえば、ＬＥＤなどを利用することができる。なお、これら複数の光源は、光量が同じものを含んでいてもよいが、少なくとも１つの光源の光量が他の光源とは異なっている。また、それぞれの光源は異なるタイミングで発光を行うが、光量が小さい光源を用いる場合など、光量を大きくする目的で同時に複数の光源を発光させることもできる。

本態様の測定対象とは、現実に光が照射されて測定が行われるものをいい、検体（たとえば血液などの液体）を浸漬又は収容可能な試験用具がこれに含まれる。

測定部は、複数の光源から発せられた光を受光する。測定部が受光する光は光源から発せられたものであるが、光源からの光は反射筐体、反射筐体と光源を接続する光源接続部及び反射筐体と測定部を接続する測定接続部などの表面で拡散反射を繰り返すことにより、最終的に測定部へと到達する。この拡散反射の際には、光を反射した物質に光の一部が吸収される。測定部に到達するまでには、反射面での拡散反射の際に光の吸収が行われるため、また、光源から発せられた光のうち、光の経路によっては測定部に到達せずに反射ユニットの中で繰返し拡散反射とその際に生じる吸収を繰り返すことで、測定部に到達する前に減少しきってしまう光も一定量存在するため、光量が減少した光が測定対象へ照射されることとなる。最終的に、この光量が減少した光によって測定対象を照射した光のうち、透過又は反射した光が測定部に到達する。よって、当然、測定部は光源から発せられた光の全てを受光するわけではない。

本態様における拡散反射とは、入射光が様々な角度で反射する反射のことをいい、乱反射と称されることもある。また、反射の際には拡散反射と同時に光の一部が鏡面反射を行っていてもよい。なお、一般的に反射率の高い物質ほど鏡面反射が拡散反射より優位になる。逆に、拡散反射を積極的に行う物質は、鏡面反射よりも拡散反射が優位である。

光の吸収とは、光が物質に照射される際に、物質が光のエネルギーの一部を吸収することをいい、光が物質に照射された際に物質を構成する原子や分子が基底状態から励起状態へと励起される結果として光の吸収が生じる。光の吸収が生じた結果、吸収された光の光量が低下する。一般的に、光の吸収が大きい物質ほど、黒色に近い色彩を呈する。

測定部は、受光した光量を電気信号のような何らかの定量的な信号に変換することができるものであれば特に限定されない。たとえば、フォトダイオードをこの測定部として利用することができる。また、測定部は、波長ごとに感度が異なる場合があり、本態様においては測定部の感度を踏まえた上で、入射口及び出射口の位置を設定することができる。

反射筐体は、複数の光源から光が入射され、内部での反射を経て測定部へ光を出射させる部材である。この反射筐体には、光源の光が内部へ入射される孔である入射口が、複数の光源ごとに対応した異なる位置に設けられている。また、測定部へ光を出射させる孔である出射口も設けられている。さらに、反射筐体の内面は、入射口から入射された光を前記出射口まで拡散反射させて到達させる反射面となっている。

本態様では、光源ごとに異なる光源と接続した入射口が設けられているが、それぞれの入射口から反射筐体の内部に入射された光は、反射面での拡散反射を経て、出射口へ到達した部分が測定部と接続した出射口より測定部へ出射される。この間に、光源の光量である発光量は、反射面での拡散反射の際の光の吸収や、最終的に測定部に到達する前に減少しきってしまう光の存在などによって減少し、出射口から出射されて測定部へ到達する光量はその減少した結果の光量である出射光量となる。このように、発光量が出射光量にまで減少する割合を平均減少率と称する。この平均減少率を決定する要因としては、光が測定部へ到達するまでに行われる反射筐体内部の反射面での拡散反射の際の光の吸収、拡散反射の回数、反射筐体及び反射筐体と測定部との間に介在する接続部の色彩、形状及び材質、光源から発せられる光の放射性、入射口及び出射口の孔径、入射口から出射口に至るまでの距離、入射口及び出射口の対向面の光源の光軸に対する角度、並びに入射口及び出射口と対向面との距離、などがあり、本態様における平均減少率は少なくとも、それぞれの光が前記測定部に到達するまでの前記反射面における前記拡散反射時の光の吸収と前記拡散反射の回数により決定される。

本開示では、発光量に対する出射光量の割合が小さいほど、平均減少率が大きい、とする。この平均減少率は、たとえば、発光量を１００％としたときに、出射光量となるまでに失われた光量のパーセンテージとして表すこととしてもよい。また、発光量を出射光量で除した商として表してもよく、さらにこの商を対数表示で表してもよい。あるいは、出射光量を発光量で除した商を対数表示した値（この値は負の数となる）から負号（「−」）を除いた数として表してもよい。いずれの表し方によっても、数値が大きいほど平均減少率が大きいということになる。

ここで、同一の光源から測定部までの平均減少率は、波長が同じであれば、光源の光量が異なっていても同じであると考えられる。平均減少率は、光源から測定部までの光路の拡散反射回数が多くなるほど大きくなると考えられる。

本態様では、それぞれの光が測定部に到達するまでの前記反射面における前記拡散反射時の光の吸収と前記拡散反射の回数により決定される前記複数の光源それぞれの平均減少率と前記複数の光源の光の発光量に基づいて、各光源に対応する出射光量が一定の範囲に収まるように、入射口の位置が設定されている。ここで、「一定の範囲」については測定機器によって相違があり一概に決定されるものではないが、使用する測定部３０におけるゲイン調整、及び、光源の電流値を光量調整部により設定することによる光源の光量調整のいずれか又は両方により、それぞれの光の光量値を略一定の値に調整が可能な範囲とするのが望ましい。この範囲は、たとえば、最大の出射光量が最小の出射光量の１０倍以下とすることができる。これによって、異なる発光量の光源を使用しても、測定部は、光量不足や、逆に光飽和を生ずることなく、測定に適した一定の範囲の光量を受光できる。なお、発光量及び出射光量は、光量の指標となる値で表される光量値であり、その測定方法や表示方法については特に限定されないが、たとえば、光スペクトラムアナライザによる測定値や光学シミュレーションによって算出される値であってもよい。

＜第２の態様＞
本開示の第２の態様は、第１の態様の構成に加え、前記各光源に対応する前記出射光量が前記一定の範囲よりも狭い範囲に収まるように、前記各光源の前記発光量が調整可能な光量調整部を備える。

本態様の光学測定装置では、たとえば、各光源の発光量を調整する前に予備的に出射光量を確認し、この出射光量に基づき、光量調整部によって各光源の発光量を調整することで、各光源の光からの出射光量のばらつきをさらに抑制することができる。

各光源の発光量の調整としては、たとえば複数の光源にＬＥＤを使用した場合、ＬＥＤごとに異なる電流値を光量調整部により設定することにより、各光源の発光量を調整することができるが、発光量を調整することができるものであれば特に限定されない。ここで、「狭い範囲」については測定機器によって相違があり一概に決定されるものではないが、たとえば、最大の出射光量が最小の出射光量の３倍以下とすることができる。

＜第３の態様＞
本開示の第３の態様は、第１又は第２の態様の構成に加え、前記複数の光源はそれぞれ波長の異なる光を発する。

このような異なる波長の光源によって、たとえば、ある光源からある測定対象に対する感度特性（たとえば、吸収特性）を有する波長（主波長と称する。）の光を得て、他の光源からバックグラウンド値を得るための波長（副波長と称する。）の光を得ることとしてもよい。

このような異なる波長の複数の光源の発光量が異なる場合、第１の態様の構成によって、これらの複数の光源に対応する入射口の位置を設定し、出射光量を一定の範囲に収めることができる。

＜第４の態様＞
本開示の第４の態様は、第３の態様の構成に加え、前記複数の光源のうち少なくとも２つは、それぞれ異なる測定対象に対する感度特性のある波長の光を発する。

本態様の光学測定装置では、その少なくとも２つの光源によって、少なくとも２種類の測定対象を測定することが可能となる。このような少なくとも２つの光源の発光量が異なる場合、第１の態様の構成によって、これらの複数の光源に対応する入射口の位置を設定し、出射光量を一定の範囲に収めることができる。

＜第５の態様＞
本開示の第５の態様は、第１から第４までの態様のいずれかの構成に加え、前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記平均減少率が大きくなるような位置に設けられている。

たとえば、前記したように、平均減少率は、光源から測定部までの拡散反射回数が多いほど大きくなるが、光源から測定部に至るまでの光路長が長いほど拡散反射回数が多くなるものと考えられる。したがって、発光量の大きい光源に接続する入射口を測定部からより遠ざける一方で、発光量の小さい光源に接続する入射口をより近くにすることで、出射光量を一定の範囲に収めることができる。

＜第６の態様＞
本開示の第６の態様は、第５の態様の構成に加え、前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記測定部までに前記反射面による前記拡散反射が多くなるような位置に設けられている。

たとえば、前記したように、光源から測定部までの光路の拡散反射が多くなるほど平均減少率は大きくなる。したがって、発光量の大きい光源の拡散反射の回数をより多くする一方で、発光量の小さい光源ではより少なくすることで、出射光量を一定の範囲に収めることができる。

＜第７の態様＞
本開示の第７の態様は、第１から第６までの態様のいずれかの構成に加え、前記測定部が受光する受光量を調整するゲイン調整部を備え、前記一定の範囲は、前記ゲイン調整部により前記出射光量の各々を略一定の値に調整可能な光量の範囲である。

ここでこの光量の範囲は、測定部の受光特性によっても異なるが、多くの場合、最大の受光量が最小の受光量の所定の倍数以内、具体的には概ね３倍以内、であることが望ましい。このような範囲内であれば、ゲイン調整部によって、測定部のゲインを略一定の値に調整し、光源の光量の違いに測定結果が影響されることを避けることができる。ここで、複数の値についてそれらが略一定である、ということは、これらの値は厳密には一定ではないが、それらの値の違いが、測定結果には実質的な影響は及ぼさないような程度であることをいう。

なお、ゲイン調整部によるゲインの調整方法については特に限定はされない。たとえば、光源ごとに異なるゲイン調整を行うこととしてもよい。

＜第８の態様＞
本開示の第８の態様は、第１から第７までの態様のいずれかの構成に加え、前記測定部と前記出射口との間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する測定接続部を有する。

たとえば、光源としてＬＥＤを使用する場合、温度により光量が変動するという特質があるため、温調ブロックのような温度調節部を光源の周囲に設ける必要がある。したがって、出射口から測定部までの間には、ある厚みを有している部分が存在し、測定部と反射筐体とはこの部分をを介して連絡されていることになる。この部分を測定接続部と称する。

この測定接続部の距離（厚み）や特にその色彩は、光の減少率を高める要因となる。測定接続部の反射率は、反射筐体における反射率に比べ、著しく低いため、測定接続部での拡散反射の際の光の吸収、拡散反射の回数が平均減少率を決定する主な要因となりうる。測定接続部や反射筐体の色、材質又は形状によるが、たとえば、反射筐体の反射率は９５％であるのに対し、測定接続部の反射率は５％である。本態様では、平均減少率は、出射口から測定部に至るまでの測定接続部の表面における拡散反射時の光の吸収と拡散反射の回数も加味されて決定される。このように、測定接続部の表面における光量の減少を加味した複数の光源のそれぞれの平均減少率と複数の光源のそれぞれの発光量とに基づいて、各光源に対応する出射光量が一定の範囲に収まるように、各入射口が位置しているのは前述のとおりである。

なお、上記したような温度調節部を有しない場合であっても、光源、反射筐体及び測定部等の位置関係や、それぞれの形状によって、測定接続部を備える必要がある。

＜第９の態様＞
本開示の第９の態様は、第１から第８までの態様のいずれかの構成に加え、前記複数の光源のそれぞれと前記複数の入射口のそれぞれとの間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する。

前述の測定接続部と同様に、複数の光源のそれぞれから反射筐体までの間には、ある厚みを有している部分が存在し、複数の光源のそれぞれと反射筐体とはこの部分を介してそれぞれ連絡されていることになる。この部分を光源接続部と称する。

この光源接続部の距離（厚み）や特にその色彩は、光の減少率を高める要因となる。光源接続部の反射率は、反射筐体における反射率に比べ、著しく低いため、光源接続部での拡散反射の際の光の吸収、拡散反射の回数が平均減少率を決定する主な要因となり得る。光源接続部や反射筐体の色、材質又は形状によるが、たとえば、反射筐体の反射率は９５％であるのに対し、光源接続部の反射率は５％である。本態様では、平均減少率は、複数の光源のそれぞれから反射筐体に至るまでの光源接続部の表面における拡散反射時の光の吸収と拡散反射の回数も加味されて決定される。このように、光源接続部の表面における光量の減少を加味した複数の光源のそれぞれの平均減少率と複数の光源のそれぞれの発光量とに基づいて、各光源に対応する出射光量が一定の範囲に収まるように、各入射口が位置しているのは前述のとおりである。

なお、さらに測定部と出射口との間に測定接続部を有する場合は、さらに、測定接続部の表面における光量の減少も加味されて、平均減少率が決定される。

＜第１０の態様＞
本開示の第１０の態様は、第１から第９までの態様のいずれかの構成に加え、前記反射筐体は、前記複数の入射口及び前記出射口が設けられている有孔面と、前記有孔面に相対する対向面と、前記有孔面と前記対向面とを連絡する連絡面と、を備えた箱形を呈する。

本態様でいう箱形とは、直方体形状に限らず、前後上下左右を平面又は曲面で画された内部空間を有する形状をいう。なお、この平面又は曲面は、内部空間と外部とを連絡する孔又はスリットのような開口部を適宜備えていてもよい。本態様の反射筐体は、そのような平面又は曲面として、有孔面、対向面及び連絡面を備え、特に有孔面にはそのような開口部として複数の入射口及び出射口が設けられている。そして、これら有孔面、対向面及び連絡面のそれぞれ内面が、前記した反射面となる。

ここで、複数の入射口及び出射口は、同一の面である有孔面に設けられている。有孔面は、光学測定装置の構成上、平面であることが望ましいが、その場合、入射口に向かう光源の光軸と、出射口から測定部への光軸とは平行かつ逆向きになる。すなわち、光源からの光は、反射筐体の内部へ入射口から直角に入射し、内部での拡散反射を経て、出射口から直角に出射され、測定部へ至る。このような曲折した光路が、光ファイバのような構成を要さずに、単純な箱形の構造の反射筐体によって実現される。

＜第１１の態様＞
本開示の第１１の態様は、第１０の態様の構成に加え、前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も小さい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は、前記出射口へ向かって傾斜している。

すなわち、最も小さい発光量の光源の光軸が、入射口から入射して最初に当接する対向面が、出射口へ向かって傾斜している。換言すると、該対向面が出射口の方を向いている。よって、反射した光の光軸が出射口へ向かい、反射筐体内での反射が余り多い回数にならずに出射口へと至る。このため、結果として測定部に至るまでの拡散反射回数が少なくなり、平均減少率が比較的小さくなる。よって、最も小さい発光量の光源、たとえば、他の光源と比べて極端に光量の少ない光源を、本態様に規定するように配置することができる。

＜第１２の態様＞
本開示の第１２の態様は、第１０又は第１１の態様の構成に加え、前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も大きい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は該光軸に対して垂直である。

すなわち、最も大きい発光量の光源の光軸が、入射口から入射して最初に当接する対向面が、該光軸に対して垂直になっている。よって、反射した光の光軸は元の光軸と完全な反対方向になるため、光軸に沿った反射光は直接出射口へは向かわず、反射筐体内での拡散反射を経て出射口へと至る。このため、光軸に沿った反射のみで出射口へ向かう場合と比較して、結果として測定部に至るまでの拡散反射回数が多くなり、平均減少率が大きくなる。よって、最も大きい発光量の光源、たとえば、他の光源と比べて極端に光量の多い光源を、本態様に規定するように配置することができる。

＜第１３の態様＞
本開示の第１３の態様は、第１２の態様の構成に加え、前記最も大きい発光量の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離は、該光源とは別の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離よりも短い。

本態様では、最も大きい発光量の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離が他の光源での該距離に比べ短いため、結果として最も大きい発光量の光源からの光が測定部に到達するまでに必要な拡散反射回数が、他の光源の拡散反射回数よりも多くなるため、平均減少率が大きくなる。よって、最も大きい発光量の光源、たとえば、他の光源と比べて極端に光量の多い光源を、本態様に規定するように配置することができる。

＜第１４の態様＞
本開示の第１４の態様は、第１０から第１３までの態様のいずれかの構成に加え、前記対向面のうち前記出射口と相対する部分は、前記有孔面と平行である。

本態様では、反射筐体の対向面のうち、出射口と相対する部分を、有孔面と平行とすることで、出射口へはなるべく垂直に光が到達するようにして、出射口から測定部までに至る部分の内壁（たとえば、第８の態様における測定接続部）での拡散反射の際の吸収による減少をできるだけ避けることとしている。

＜第１５の態様＞
本開示の第１５の態様は、第１から第１４までの態様のいずれかの構成に加え、前記反射筐体の前記反射面における光の反射は、鏡面反射よりも拡散反射が優位である色彩、形状若しくは材質又はこれらのうちのいずれか２つ若しくは全てで形成されている。

光の反射が、鏡面反射よりも拡散反射が優位である色彩としては、たとえば、白色が最も適している。光の反射が、鏡面反射よりも拡散反射が優位である形状としては、たとえば、表面が適度に荒らされている面が最も適している。光の反射が、鏡面反射よりも拡散反射が優位である材質としては、たとえば、紫外線劣化に強い、ＡＢＳ樹脂又は高反射ポリプロピレン樹脂のような合成樹脂が適している。

＜光学測定装置の要部＞
本開示における実施形態の光学測定装置１０の要部を、図１の側面部分断面図にて示す。光学測定装置１０には、下方へ光を照射する光源２０と、下方からの光を受光する測定部３０とを有する。光源２０は所定波長の光を照射するＬＥＤで構成される。測定部３０はフォトダイオードで構成される。本実施形態では、後述するように光源２０は５種類設けられ、測定部３０は２種類設けられるが、本図は、後述の図３に示すＩ−Ｉ断面で示されているため、当該断面上に位置する光源２０及び測定部３０のそれぞれ１つのみが図示されている。

光源２０の下方には、光源２０と反射筐体４０を接続し光源２０から照射された光を通すための孔部である光源接続部５２、及び測定部３０と反射筐体４０を接続し測定部３０へ光を通すための孔部である測定接続部５１が穿設されている温度調節部５０が設けられている。この温度調節部５０は、ヒーター及びサーモスタットを備えたアルミニウム製の黒色発熱体であって、通電により発熱する。この温度調節部５０により、光源２０はあらかじめ定められた測定に適した温度に調節される。また、この温度の調節は光源の光量変動を防ぐことが目的であり、ある所定の温度に調節できればよく、たとえば、測定に用いる試薬に適した温度に調節することができる。なお、光源２０、測定部３０、光源接続部５２、測定接続部５１及び反射筐体４０により構成される内空間は密閉された空間となっている

たとえば、光源２０としてＬＥＤを使用する場合、温度により光量が変動するという特質があるため、光源２０の温度を一定に保つため、温調ブロックのような温度調節部５０を光源２０の周囲に設ける必要がある。さらに、このような温度調節部５０は、たとえば抵抗のような熱源を内包しているため、ある程度の厚みが生じ、温度調節部５０を光源２０と反射筐体４０との間に設けた場合、温度調節部には光源や測定部と反射筐体を接続するための接続部が必要である。

本実施形態においては、光源接続部５２及び測定接続部５１での反射率は５％程度であり、反射筐体４０での反射率９５％に比べ著しく低いため、光源接続部５２及び測定接続部５１においての拡散反射時の光の吸収と拡散反射の回数が平均減少率を決定する主な要因となる。

温度調節部５０の下方には、上方が開放した略直方体状の箱部４０Ａと、その開放した上方を閉塞する平板状の蓋部４０Ｂとから成る反射筐体４０が設置されている。蓋部４０Ｂの上面は温度調節部５０の下面に面同士で接している。蓋部４０Ｂの下面は有孔面４１となっており、５個の入射口４２（図面では１個のみ表示されている。）及び２個の出射口４３（図面では１個のみ表示されている。）が形成されている。入射口４２は温度調節部５０に前記した光源接続部５２を介して光源２０に通じている。出射口４３は前記した測定接続部５１を介して、測定部３０に通じている。なお、測定接続部５１と測定部３０との間には、測定対象８０としての試験用具が位置している。

試験用具としては、たとえば試験紙などの検体を染み込ませることが可能な保持体などが用いられる。また、光透過性の材質で形成され、検体としての液体を収容可能な空間を有するユニット又はデバイスを、測定対象８０としての試験用具とすることとしてもよい。

反射筐体４０の箱部４０Ａは、底面に相当し、有孔面４１と相対する対向面４４と、この対向面４４の周囲を取り囲む側面であり、有孔面４１と対向面４４とを連絡する連絡面４５とで構成される。反射筐体は、紫外線劣化しにくく、反射率が高く積極的に拡散反射が行われる白色のＡＢＳ樹脂や高反射ポリプロピレン樹脂で形成されており、後述する対向面４４の形状とも相まって、有孔面４１、対向面４４及び連絡面４５はいずれも光源２０の光を反射する反射面４６となっている。

反射筐体４０は、図２の底面斜視図に示すように、箱部４０Ａの側方へ縁設される４個の取付部４０Ｃによって、温度調節部５０の底面にネジ止めにて取り付けられる。この取付部４０Ｃのネジ止めを解除して箱部４０Ａを取り外すと、図３の底面斜視図に示すように、蓋部４０Ｂの底面に相当する、反射面４６としての有孔面４１が視認される。有孔面４１には、５個の入射口４２と、２個の出射口４３と形成されている。これら５個の入射口４２は、正五角形の頂点に相当する位置に配置されており、出射口４３から最も遠くに配置されているのが第１入射口４２Ａ、それよりも出射口４３のやや近くに配置されているのが第２入射口４２Ｂ及び第３入射口４２Ｃ、そして出射口４３の最も近くに配置されているのが第４入射口４２Ｄ及び第５入射口４２Ｅである。２個の出射口４３のうち、図面左手側が測定用出射口４３Ａで、図面右手側が基準用出射口４３Ｂである。

光源２０及び測定部３０と、入射口４２及び出射口４３との位置関係を模式的に示すのが図４である。反射面４６としての有孔面４１には、上述したように５個の入射口４２及び２個の出射口４３が形成されている。

第１入射口４２Ａの位置には、波長８１０ｎｍの光を照射する第１光源２０Ａが位置している。この第１光源２０Ａの波長は、種々の項目の測定における副波長として利用可能である。第２入射口４２Ｂの位置には、波長４０５ｎｍの光を照射する第２光源２０Ｂが設置されている。第３入射口４２Ｃの位置には、波長６６０ｎｍの光を照射する第３光源２０Ｃが設置されている。この第３光源２０Ｃの波長は、クレアチニン及び尿酸の測定における主波長として利用可能である。第４入射口４２Ｄの位置には、波長６１０ｎｍの光を照射する第４光源２０Ｄが設置されている。第５入射口４２Ｅの位置には、波長５５６ｎｍの光を照射する第５光源２０Ｅが設置されている。この第５光源２０Ｅの波長は、カルシウムの測定における主波長として利用可能である。これらの光源２０のうち、第１光源２０Ａの発光量が最も大きく、第２光源２０Ｂ及び第３光源２０Ｃの発光量がそれに次いで大きく、第４光源２０Ｄ及び第５光源２０Ｅの発光量が最も小さい。なお、上記した各波長はあくまで例示であって、その他の波長の光を発する光源２０がいずれの入射口４２に設置されていてもよい。

測定用出射口４３Ａから測定接続部５１を経た位置には、測定対象８０（図１参照）に照射された光を受光する測定部３０であり、フォトダイオードである測定用センサ３１が設置されている。基準用出射口４３Ｂから測定接続部５１を経た位置には、出射された光をそのまま受光する測定部３０であり、フォトダイオードである基準用センサ３２が設置されている。

＜反射筐体の内部における光の伝達＞
反射筐体４０の内部における光の伝達を、図５及び図６の模式図を参照しつつ説明する。反射筐体４０の反射面４６としての対向面４４は、出射口４３から最も遠く有孔面４１と平行な遠位平行面４４Ａと、出射口４３に最も近く有孔面４１と平行な近位平行面４４Ｃと、遠位平行面４４Ａと近位平行面４４Ｃを連絡する斜面である傾斜面４４Ｂとで構成されている。遠位平行面４４Ａは、第１入射口４２Ａと相対している。傾斜面４４Ｂは、第２入射口４２Ｂ及び第３入射口４２Ｃと相対している。近位平行面４４Ｃは、出射口４３と相対している。

前述のとおり、発光量の最も大きい第１光源２０Ａは、測定部３０から最も遠い第１入射口４２Ａに対応した位置に設置されている。第１光源２０Ａに次いで発光量の大きい第２光源２０Ｂ（及び第３光源２０Ｃ、以下「第２光源２０Ｂ」で代表する。）は、測定部３０により近い第２入射口４２Ｂ（及び第３入射口４２Ｃ、以下「第２入射口４２Ｂ」で代表する。）に対応した位置に設置されている。発光量の最も小さい第４光源２０Ｄ（及び第５光源２０Ｅ、以下「第４光源２０Ｄ」で代表する。）は、測定部３０から最も近い第４入射口４２Ｄ（及び第５入射口４２Ｅ、以下「第４入射口４２Ｄ」で代表する。）に対応した位置に設置されている。

そして、図６に示すように、第１入射口４２Ａから遠位平行面４４Ａまでの距離Ｄ１、第２入射口４２Ｂから傾斜面４４Ｂまでの距離Ｄ２、第４入射口４２Ｄから傾斜面４４Ｂまでの距離Ｄ３、並びに出射口４３から近位平行面４４Ｃまでの距離Ｄ４の間には、下記の関係がある。

Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４

以上より、最も大きい発光量の光源２０である第１光源２０Ａの光軸α１は、対向面４４において最初に当接する部位である遠位平行面４４Ａに対して垂直である。また、この第１光源２０Ａに対応する第１入射口４２Ａと遠位平行面４４Ａとの距離Ｄ１は、他の入射口４２と傾斜面４４Ｂとの距離であるＤ２及びＤ３よりも短い。

また、次に大きい発光量の第２光源２０Ｂの光軸α２が、対向面４４において最初に当接する部位である傾斜面４４Ｂは、出射口４３へ向かって傾斜している。

そして、最も小さい発光量の光源２０である第４光源２０Ｄの光軸α３が、対向面４４において最初に当接する部位である傾斜面４４Ｂも、出射口４３へ向かって傾斜している。

以上より、最も大きい発光量の光源２０である第１光源２０Ａから光軸α１をもって照射された光は、遠位平行面４４Ａで垂直に反射する反射光γ１となる。ここで、第１入射口４２Ａから遠位平行面４４Ａまでの距離Ｄ１は上記したように他の入射口４２と傾斜面との距離Ｄ２及びＤ３よりも短いため、第１光源２０Ａから照射された光（第１光源２０Ａからの散乱光β１も含む）は最も多い拡散反射回数（光源接続部５２、反射面４６としての有孔面４１、連絡面４５及び測定接続部５１での拡散反射も含む。）を経て、測定光δとして測定部３０へ至る。よって、第１光源２０Ａからの光は結果として拡散反射回数が最も多く、それにより平均減少率は最も大きくなる。なお、第１光源２０Ａからの光の平均減少率が最も大きくなるのであれば、第１光源２０Ａの光軸α１が、対向面４４において最初に当接する部位が光軸α１に対して必ずしも垂直である必要はなく、たとえば、第２光源２０Ｂの光軸α２が、対向面４４において最初に当接する部位である傾斜面４４Ｂに比べて、緩やかな傾斜面であってもよい。

また、次に大きい発光量の光源２０である第２光源２０Ｂから光軸α２をもって照射された光は、傾斜面４４Ｂで出射口４３の方向へ反射する反射光γ２となる。ここで、第２入射口４２Ｂから傾斜面４４Ｂまでの距離Ｄ２は前記した距離Ｄ１とＤ３の中間であり、第２光源２０Ｂから照射された光（第２光源２０Ｂからの散乱光β２も含む）は第１光源２０Ａの次に多い拡散反射回数（光源接続部５２、反射面４６としての有孔面４１、連絡面４５及び測定接続部５１での拡散反射も含む。）を経て、測定光δとして測定部３０へ至る。よって、第２光源２０Ｂからの光は結果として第１光源２０Ａの次に拡散反射回数が多く、それにより平均減少率も第１光源２０Ａの次に大きくなる。

そして、最も小さい発光量の光源２０である第４光源２０Ｄから光軸α３をもって照射された光は、傾斜面４４Ｂで出射口４３の方向へ反射する反射光γ３となる。ここで、第４入射口４２Ｄから傾斜面４４Ｂまでの距離Ｄ３は前記した距離Ｄ１及びＤ２よりも長いため、第４光源２０Ｄから照射された光（第４光源２０Ｄからの散乱光β３も含む）は最も少ない拡散反射回数（光源接続部５２、反射面４６としての有孔面４１、連絡面４５及び測定接続部５１での拡散反射も含む。）を経て、測定光δとして測定部３０へ至る。よって、第４光源２０Ｄからの光は結果として拡散反射回数が最も多く、それにより平均減少率は最も小さくなる。

＜機能ブロック＞
この光学測定装置１０の機能ブロック図を図７に示す。制御部６０は、この光学測定装置１０の各部を制御するものである。制御部６０は、後述するハードウェア構成によって、測定部３０が受光する光のゲインを調整するゲイン調整部７０、光源２０の発光量を調整する光量調整部７１、及び、温度調節部５０における温度を調節する温度制御部７２として機能する。

ゲイン調整部７０は、使用する光源２０ごとに、実際に受光した光量にあらかじめ定められた係数を乗じて補正を行うこととしてもよい。光源ごとに波長が異なる場合には、ゲイン調整部７０は、結果として波長ごとに補正を行うことになる。光量調整部７１は、使用する光源２０ごとに、あらかじめ定められたアンペア数の電力を供給することで発光量を調整する。温度制御部７２は、図示しないサーモスタットを介して、光源２０をあらかじめ定められた一定の温度に調節する。

光源２０は、光量調整部７１から供給された電力により、反射筐体４０の内部へ所定の光量で所定波長の光を照射する。測定部３０は、反射筐体４０から出射されて測定対象８０に照射された光を受光する。

＜制御部のハードウェア構成＞
制御部６０は、図８のハードウェア構成に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３及びストレージ６４を有する。各構成は、バス６９を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ６１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２又はストレージ６４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ６３を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２又はストレージ６４に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

ＲＯＭ６２は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ６３は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ６４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリにより構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。本態様では、ＲＯＭ６２又はストレージ６４には、測定に関するプログラムや各種データが格納されている。また、ストレージ６４には、測定データを保存しておくこともできる。

制御部６０は、上記ハードウェア構成のうちＣＰＵ３１が、前記したプログラムを実行することによって、光学測定装置１０において図７に示すようなゲイン調整部７０、光量調整部７１及び温度制御部７２として機能する。

＜実施形態小括＞
上述のとおり、本実施形態の光学測定装置１０では、光源２０からの光を測定部３０に伝達するための反射筐体４０、光源接続部５２及び測定接続部５１で光源２０から測定部３０までを覆っている。反射筐体４０においては、発光量の多い光源２０を測定部３０から遠ざけ、発光量の少ない光源２０は測定部３０の近くに設置している。さらに、反射筐体４０の内面の反射面４６、光源接続部５２及び測定接続部５１の内面で光を拡散反射させている。

すなわち、反射筐体４０の内部に複数の光源２０からのそれぞれの光を、光源接続部５２を介して入射させ、さらに測定部３０に測定接続部５１を介して出射させる。これにより、光源２０から測定部３０に至るまでに、反射筐体４０、光源接続部５２及び測定接続部５１内部での拡散反射の際の吸収により光量が減少し、一定の範囲の値の光量となったそれぞれの光を測定部３０に照射することで光学的な測定を行う。よって、光ファイバのような伝送手段の代わりに箱形の反射筐体４０を用いるためより安価であり、また箱型であるため光ファイバのように取り回しのための広いスペースも不要である。

さらに、本実施形態では光源２０の配置位置を、光源２０の発光量が小さいほど、光源２０からの光が測定部３０へ到達するまでの拡散反射の際の吸収により減少する平均減少率が小さくなるような位置に配置している。つまり、光源２０の発光量の大きさと光源２０からの光が測定部３０へ到達するまでの拡散反射の際の吸収により減少する平均減少率の大小関係が同一となる。

これにより、それぞれの光源２０と測定部３０との平均減少率が適切に調節されることで、適切な発光量、つまりまちまちな発光量であった光源からの光が、測定部３０では適正な発光量に調節されて伝達される。

また、さらに発光量を低下させる必要のある光源２０（たとえば極端に発光量の大きい第１光源２０Ａ）については光源２０から測定部３０までの平均減少率を大きくするために、反射筐体４０に、たとえば前記のような光軸と垂直で対向面４４までの距離の短い遠位平行面４４Ａを設けることができる。

逆に、発光量を余り低下させたくない光源２０（たとえば極端に発光量の小さい第４光源２０Ｄ又は第５光源２０Ｅ）については、光源２０から測定部３０までの平均減少率を小さくするために、反射筐体４０に、たとえば前記のような測定部３０へ傾斜した傾斜面４４Ｂを設けることができる。

なお、測定対象８０にとって必要な発光量が適切であればよいため、発光量の大小と平均減少率の大小とが必ずしも比例していなくてもよく、測定対象８０にとって適切な発光量となる平均減少率となる位置に各光源２０を配置することとしてもよい。

以下の説明においては、実施例と比較例とで共通する構成については参照の便のため共通の符号を付しているが、同じ符号のものが全く同じ構成であるとは限らない。特に、第１光源２０Ａ〜第５光源２０Ｅについては、同じ位置にあるものを同じ名称としているが（図４参照）、実施例と比較例とで、各々の光源２０が同じものを使用しているとは限らない。

＜比較例＞
各光源２０に対する平均減少率を調整する前の比較例に係る反射筐体４０を用いた場合の結果を以下に示す。なお、本比較例における光学測定装置１０は、光源接続部５２及び測定接続部５１を有する。

本比較例における第１光源２０Ａ〜第５光源２０Ｅについて、波長（ｎｍ）、発光量（ｎＷ）、対応する入射口４２の径（単位：ｍｍ）、光源２０と測定部３０との直線距離（ｍｍ）、入射口４２を通る光軸（α１〜α３）に対する対向面４４の傾斜角（°）、入射口４２と対向面４４との距離（ｍｍ）、及び光源２０と対向面４４の距離（ｍｍ）は下記表１のとおりであった。

なお、出射口４３の径は３ｍｍ、出射口４３から出射する測定光δ（図５参照）の光軸に対する対向面４４の傾斜角は９０°、出射口４３と対向面４４との距離は１０ｍｍ、測定部３０と対向面４４との距離は１９ｍｍであった。ちなみに、「光源２０と対向面４４との距離」と、「入射口４２と対向面４４との距離」との差が、光源接続部５２の距離となり、各光源についてのこの値は上記表１に示すとおり、１１ｍｍであった。また、「測定部３０と対向面４４との距離」と、「出射口４３と対向面４４との距離」との差が、測定接続部５１の距離となり、その値は９ｍｍ（＝１９ｍｍ−１０ｍｍ）であった。

ここで、各光源２０における発光量及び測定部３０における出射光量については、次のとおりに測定又は算出した。発光量は、AQ-6315A OPTICAL SPECTRUM ANALYZER（横河計測）により測定した。出射光量は、照明Simulator CAD ver.1.00.000（ベストメディア）により得られた各光源２０から測定部３０までの減少率を、各発光量に乗ずることにより算出した。なお、照明Simulator CAD ver.1.00.000において、光源は点光源としてシミュレーションを行い、光源による光の吸収はないものとして計算を行った。また、反射筐体４０の反射率は９５％（減少率は５％）、光源接続部５２及び測定接続部５１の反射率はいずれも５％（減少率は９５％）として計算を行った。その結果は、下記表２のとおりであった。

上記表２に示すとおり、最大の発光量（第１光源２０Ａ、６．０ｎＷ）は、最小の発光量（第２光源２０Ｂ〜５光源２０Ｅ、０．５４ｎＷ）の１１．１１倍であった。

これらの光源２０について、測定部３０における出射光量（ｐＷ）は上記表２に掲げるとおりであった。また、各出射光量を最小の出射光量で除した値を、上記表２の「相対比率」の列に掲げた。すなわち、測定部３０における最大の出射光量は、第１光源の０．１４５０ｐＷであり、最小の出射光量である第２光源２０Ｂの０．００４９ｐＷの２９．５９倍であった。この出射光量の相対比率は、２９倍を超え、電流値の調整による光源２０の光量調整やゲイン調整により一定の範囲に収めることが可能な範囲（おおむね１０倍以内）を優に超えるものであった。また、このときの、第１光源２０Ａ〜第５光源２０Ｅの出射光量はいずれも、測定対象８０を測定するために必要な光量を満たすものではなかった。

ちなみに、発光量を出射光量で除した値の常用対数で表した平均減少率は、上記表２に示すとおり、第２光源２０Ｂが５．０４と最大で、第３光源２０Ｃ及び第４光源２０Ｄがそれぞれ５．０３及び４．８２とそれに次ぎ、第１光源２０Ａ及び第５光源２０Ｅがいずれも４．６２と最小であった。この結果から、比較例では光源２０と測定部３０との直線距離と平均減少率との間には特段の関連は見出せなかった。

＜実施例１＞
比較例の結果に基づき、各光源の出射光量が一定の範囲に収まるように鋭意検討を重ね、第１光源２０Ａ〜第５光源２０Ｅについて、波長（ｎｍ）、発光量（ｎＷ）、対応する入射口４２の径（単位：ｍｍ）、光源２０と測定部３０との直線距離（ｍｍ）、入射口４２を通る光軸（α１〜α３）に対する対向面４４の傾斜角（°）、入射口４２と対向面４４との距離（ｍｍ）、及び光源２０と対向面４４の距離（ｍｍ）を下記表３のとおりに調整した。

なお、出射口４３の径は３ｍｍ、出射口４３から出射する測定光δ（図５参照）の光軸に対する対向面４４の傾斜角は９０°、出射口４３と対向面４４との距離は１０ｍｍ、測定部３０と対向面４４との距離は２０．７ｍｍであった。ちなみに、「光源２０と対向面４４との距離」と、「入射口４２と対向面４４との距離」との差が、光源接続部５２の距離となり、各光源についてのこの値は上記表３に示すとおり、１．８ｍｍであった。また、「測定部３０と対向面４４との距離」と、「出射口４３と対向面４４との距離」との差が、測定接続部５１の距離となり、その値は１０．７ｍｍ（＝２０．７ｍｍ−１０ｍｍ）であった。

このときの、各光源２０についての出射光量を、前記した比較例と同様に算出した。その結果は下記表４のとおりであった。

上記表４に示すとおり、最大の発光量（第２光源２０Ｂ、８８．７ｎＷ）は、最小の発光量（第５光源２０Ｅ、５．０ｎＷ）の１７．７４倍であった。

これらの光源２０について、測定部３０における出射光量（ｐＷ）は上記表４に掲げるとおりであった。また、各出射光量を最小の出射光量で除した値を、上記表４の「相対比率」の列に掲げた。すなわち、測定部３０における最大の出射光量は、第２光源２０Ｂの６．７６０ｐＷであり、最小の出射光量である第３光源２０Ｃの０．６９９ｐＷの９．６７倍であった。以上より、出射光量の相対比率は、９．６７倍と１０倍以内に収まり電流値の調整による光源２０の光量調整により、おおむね一定の範囲に収めることが可能な範囲の相対比率となった。また、このときの、第１光源２０Ａ〜第５光源２０Ｅの出射光量は、測定対象８０を測定するために必要な光量を満たすものであった。

ちなみに、前記比較例と同様に求められる平均減少率は、上記表４に示すように、最も測定部３０から遠い第１光源２０Ａが４．５７と最大で、以下、第２光源２０Ｂの４．１２、第３光源２０Ｃの４．００、第４光源２０Ｄの３．８５と続き、第５光源２０Ｅの３．６１が最小であった。この平均減少率の順位は、光源２０と測定部３０との直線距離の順位（表３参照）と一致していた。

＜実施例２＞
上記表４に掲げる出射光量に基づき、電流値の調整により光源２０の光量調整を行った。具体的には、上記表４中の「相対比率」の項に掲げた値で各々の発光量を除したものを、下記表５に掲げる調整後の発光量とした。なお、発光量以外のパラメータは実施例１の表３に記載したものと同じであり掲載を省略する。

まず、上記表５に示すとおり、調整後の発光量は、最も測定部３０から遠い第１光源２０Ａが２５．７ｎＷと最大で、次に遠い第２光源２０Ｂが９．２ｎＷ、その次に遠い第３光源２０Ｃが７．０ｎＷ、その次に遠い第４光源２０Ｄが５．０ｎＷと順に小さくなり、最も近い第５光源２０Ｅが２．８ｎＷと最小であった。そして、最大の発光量（第１光源２０Ａ、２５．７ｎＷ）は、最小の発光量（第５光源２０Ｅ、２．８ｎＷ）の９．１７倍であった。

これらの光源２０について、測定部３０における出射光量（ｐＷ）は上記表５に掲げるとおりであった。また、各出射光量を最小の出射光量で除した値を、上記表５の「相対比率」の列に掲げた。すなわち、測定部３０における最大の出射光量は、第２光源２０Ｂの０．７０５ｐＷであり、最小の出射光量である第１光源２０Ａの０．６７２ｐＷの１．０５倍に過ぎず、全ての光源２０についての出射光量は概ね一定であったといえる。この微小な出射光量の差は、通常のゲイン調整によって調整される。

なお、表４と同様に表した平均減少率は、最も測定部３０から遠い第１光源２０Ａが４．５８と最大で、次に遠い第２光源２０Ｂが４．１２、その次に遠い第３光源２０Ｃが４．００、その次に遠い第４光源２０Ｄが３．８５と順に小さくなり、最も近い第５光源２０Ｅが３．６１と最小であった。この平均減少率の順位は、光源２０と測定部３０との直線距離の順位（表３参照）と一致し、また、発光量の順位とも一致している。

本発明は、複数種類の光源からの光を各々１箇所の測定部へ到達させて複数項目について測定対象を測定する光学測定装置に利用可能である。

１０ 光学測定装置
２０ 光源
２０Ａ 第１光源
２０Ｂ 第２光源
２０Ｃ 第３光源
２０Ｄ 第４光源
２０Ｅ 第５光源
３０ 測定部
３１ 測定用センサ
３２ 基準用センサ
４０ 反射筐体
４０Ａ 箱部
４０Ｂ 蓋部
４０Ｃ 取付部
４１ 有孔面
４２ 入射口
４２Ａ 第１入射口
４２Ｂ 第２入射口
４２Ｃ 第３入射口
４２Ｄ 第４入射口
４２Ｅ 第５入射口
４３ 出射口
４３Ａ 測定用出射口
４３Ｂ 基準用出射口
４４ 対向面
４４Ａ 遠位平行面
４４Ｂ 傾斜面
４４Ｃ 近位平行面
４５ 連絡面
４６ 反射面
５０ 温度調節部
５１ 測定接続部
５２ 光源接続部
６０ 制御部
６１ ＣＰＵ
６２ ＲＯＭ
６３ ＲＡＭ
６４ ストレージ
６９ バス
７０ ゲイン調整部
７１ 光量調整部
７２ 温度制御部
８０ 測定対象
α１〜α３ 光軸
β１〜β３ 散乱光
γ１〜γ３ 反射光
δ 測定光

Claims (15)

1. 発光量が少なくとも１つは異なる複数の光源と、
   前記複数の光源から発せられる光によって測定対象を測定する測定部と、
   前記複数の光源から発せられた光が入射されるとともに内部の反射面によって拡散反射された光が前記測定部へ出射される反射筐体と、を備えた光学測定装置であって、
   前記反射筐体は、
   前記複数の光源のそれぞれと連絡し、前記複数の光源ごとに異なる位置に設けられるとともに前記複数の光源のそれぞれから内部へ光が入射される複数の入射口と、
   前記複数の入射口から入射された光を拡散反射し、前記拡散反射した際に光の一部を吸収する反射面と、
   前記測定部と連絡し、前記反射面にて前記拡散反射された光を内部から前記測定部へ出射する出射口と、を備え、
   前記複数の光源のそれぞれから発せられた光が前記出射口を経て前記測定部へ到達する際の光量である出射光量を一定の範囲の値とするために、前記複数の光源のそれぞれについて、光源の発光量が前記測定部に到達するまでに減少する割合を表す平均減少率と、前記複数の光源のそれぞれの発光量とに基づき、前記複数の入射口のそれぞれは前記出射口の位置に対してそれぞれ異なる位置に配置され、
   前記測定部は、前記測定対象に前記出射光量で光が照射されることにより、前記測定対象の光学的な測定を行う、光学測定装置。
2. 前記各光源に対応する前記出射光量が前記一定の範囲よりも狭い範囲に収まるように、前記各光源の前記発光量が調整可能な光量調整部を備える、請求項１記載の光学測定装置。
3. 前記複数の光源はそれぞれ波長の異なる光を発する、請求項１又は２に記載の光学測定装置。
4. 前記複数の光源のうち少なくとも２つは、それぞれ異なる測定対象に対する感度特性のある波長の光を発する、請求項３に記載の光学測定装置。
5. 前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記平均減少率が大きくなるような位置に設けられている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
6. 前記複数の入射口のそれぞれと前記出射口が、前記発光量の大きい光源からの光ほど前記測定部までに前記反射面による前記拡散反射が多くなるような位置に設けられている、請求項５に記載の光学測定装置。
7. 前記測定部が受光する受光量を調整するゲイン調整部を備え、
   前記一定の範囲は、前記ゲイン調整部により前記受光量の各々を略一定の値に調整可能な光量の範囲である、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
8. 前記測定部と前記出射口との間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する測定接続部を有する、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
9. 前記複数の光源のそれぞれと前記複数の入射口のそれぞれとの間に介在する部分であって、前記反射面よりも光量の減少率が大きい表面を有する、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
10. 前記反射筐体は、前記複数の入射口及び前記出射口が設けられている有孔面と、前記有孔面に相対する対向面と、前記有孔面と前記対向面とを連絡する連絡面と、を備えた箱形を呈する、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
11. 前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も小さい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は、前記出射口へ向かって傾斜している、請求項１０に記載の光学測定装置。
12. 前記対向面において、前記反射筐体における前記複数の光源のうち最も大きい発光量の光源の光軸が最初に当接する部位は該光軸に対して垂直である、請求項１０又は請求項１１に記載の光学測定装置。
13. 前記最も大きい発光量の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離は、該光源とは別の光源に対応する入射口とその光軸が前記対向面において最初に当接する部位との距離よりも短い請求項１２に記載の光学測定装置。
14. 前記対向面のうち前記出射口と相対する部分は、前記有孔面と平行である、請求項１０から請求項１３までのいずれか１項に記載の光学測定装置。
15. 前記反射筐体の前記反射面における光の反射は、鏡面反射よりも拡散反射が優位である色彩、形状若しくは材質又はこれらのうちのいずれか２つ若しくは全てで形成されている、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の光学測定装置。