JP2010117164A - 旋光計 - Google Patents

Abstract

【課題】試料の旋光度を測定する旋光計において、測定時間の短縮及び均一化を実現する。
【解決手段】本発明では、サンプルセル（試料配置手段）１３中の試料を透過して偏光面が回転した直線偏光を検光子１４に入射させ、検光子１４を透過した光を受光素子（受光手段）１６で受光する。検光子１４は、中空モータ（電動機）１５で揺動振動しており、受光素子１６は、振動する受光量を示す受光信号を出力する。旋光計は、受光信号の最大値及び最小値の強度比と受光量を最小にするための検光子１４の回動角度との対応関係を予め記憶しており、実際の強度比に対応する回動角度だけ検光子１４を中空モータ１５で回動させ、受光量を最小にすべく検光子１４の回動位置を微調整し、検光子１４の回動角度に基づいて試料の旋光度を測定する。旋光度に拘わり無く検光子１４を一気に回動させるので、測定時間の短縮及び均一化を実現できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、高速で物質の旋光度を測定することができる旋光計に関する。

旋光性は、入射された直線偏光の偏光面を回転させる物質の性質であり、旋光性を有する物質に直線偏光を入射した場合に偏光面が回転する角度は旋光度と呼ばれる。単位物質量当たりの旋光度は物質に固有の値であるので、溶液の旋光度を測定することにより溶液中の物質の濃度を測定することができる。旋光度を用いて溶液の濃度を測定する方法は、光吸収を用いる方法に比べて、光を吸収しない物質の濃度をも測定できる点で優れている。また旋光性を有する物質には、一般に、偏光面を右ネジ回りに回転させる右旋性を示すＤ体と、偏光面を左ネジ回りに回転させる左旋性を示すＬ体との一対の光学異性体が存在する。濃度が定まっている物質の旋光度を測定することにより、物質中に含まれるＤ体及びＬ体の割合を求めることができる。特許文献１には、物質の旋光度を測定することができる旋光計が開示されている。

図１３は、従来の旋光計の構成を示す模式図である。図中の矢印は光路であり、従来の旋光計は、光源５１、干渉フィルタ５２、レンズ５３、偏光子５４、ファラデーセル５５、サンプルセル５６、検光子５７、レンズ５８、受光素子５９が光路に沿って並んで構成されている。旋光度は５８９ｎｍの波長の光で測定されることが多く、光源５１にはＮａランプ、ハロゲンランプ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。干渉フィルタ５２は、旋光度の測定に用いる５８９ｎｍの波長以外の波長の光を除去する。偏光子５４は、単一の透過軸に平行な直線偏光成分のみを透過させる偏光板であり、光源５１からの光を直線偏光に変換する。ファラデーセル５５は、ファラデーコイル内にファラデーガラスが組み込まれた構成となっており、内部を光路が通る位置に配置されている。ファラデーセル５５は、電流を供給されることによって内部に磁場を発生させ、磁場内を通過する直線偏光の偏光面をファラデー効果により回転させる。ファラデーセル５５は、交流電流を供給された場合には、内部に振動磁場を発生させる。この場合、ファラデーセル５５内を通過する直線偏光の偏光面は、振動磁場に応じて回転角度及び回転方向が変動し、交流電流に応じた振幅及び振動数で揺動振動する。

サンプルセル５６は、試料溶液が満たされる透明セルであり、試料溶液内を直線偏光が通過するように配置されている。検光子５７は、単一の透過軸を有する偏光板であり、サンプルセル５６を通過した直線偏光が入射される。また検光子５７は、ウオームホイール５７１の回転中心部分に固定されており、直線偏光はウオームホイール５７１の回転中心に入射されるようになっている。またウオームホイール５７１にはウオームギア５７２が噛合しており、ウオームギア５７２にはステッピングモータ５７３が連結している。ステッピングモータ５７３がウオームギア５７２を回転させ、ウオームギア５７２によりウオームホイール５７１が回転し、ウオームホイール５７１に固定された検光子５７が回転する構成となっている。受光素子５９は、フォトダイオード等で構成されており、検光子５７を通過した光を検出する。

サンプルセル５６内に試料溶液がなく、偏光子５４及び検光子５７の透過軸が直交した状態では、光は全て検光子５７で遮蔽され、受光素子５９は光を検出できない。旋光性を有する試料溶液がサンプルセル５６に注入された場合、試料溶液によって直線偏光の偏光面が回転し、検光子５７の透過軸に平行な直線偏光成分が検光子５７を透過し、受光素子５９は光を検出する。この状態で検光子５７を回転させ、試料溶液を通過した直線偏光の偏光面と検光子５７の透過軸とが直交するまで検光子５７を回転させた回転角度を求める。求めた回転角度は、サンプルセル５７内の試料溶液が直線偏光の偏光面を回転させた角度であり、これが試料溶液の旋光度である。

また測定の際、ファラデーセル５５は、交流電流を供給されて直線偏光の偏光面を揺動振動させる。偏光面が揺動振動する状態では、検光子５７の透過軸に平行な直線偏光成分の大きさが変動するので、検光子５７を透過した光を受光した受光素子５９の出力は交流となる。具体的には、直線偏光の偏光面と検光子５７の透過軸との交差する角度が直角に近いほど検光子５７を透過する直線偏光成分が小さくなって受光素子５９の出力は小さくなり、逆に角度が直角から離れるほど受光素子５９の出力は大きくなる。回転した検光子５７の透過軸が、振動中心にある偏光面と直交する場合は、揺動振動する偏光面と透過軸との交差する角度の範囲が直角に最も近くなるので、受光素子５９の交流出力は最小となる。従って、受光素子５９の交流出力が最小になるように検光子５７の回転角度を定めることによって、試料溶液の旋光度を測定することができる。
特開２００４−２７９３８０号公報

前述の如く、従来の旋光計では、ウオームホイール５７１、ウオームギア５７２及びステッピングモータ５７３を用いて検光子５７を回転させることによって旋光度を測定する。ウオームホイール５７１、ウオームギア５７２及びステッピングモータ５７３を用いて検光子５７を回転させる回転角速度は６°／秒程度であり、高速で検光子５７を回転させることはできない。従って、従来の旋光計では、一の試料について旋光度を測定するために必要な時間が長いという問題がある。

また従来の旋光計では、旋光度の測定時に、受光素子５９の交流出力の大きさに応じた速度で検光子５７を回転させ、交流出力が最小になる状態で速度がゼロになるように検光子５７の回転速度を制御することにより、交流出力が最小になる検光子５７の回転角度を定める。試料の旋光度が大きい場合は、必要な検光子５７の回転角度も大きくなり、検光子５７の回転が終了するまでに必要な時間が長くなる。このように、従来の旋光計では、旋光度の大きさに応じて測定時間が長くなり、特に旋光度の大きい試料では測定時間が特に長時間になるという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、旋光度の測定時に、旋光度の大きさに拘わらずに必要な角度だけ一気に検光子を回転させることを可能にすることにより、測定時間の短縮及び均一化を実現できる旋光計を提供することにある。

本発明に係る旋光計は、直線偏光を発生させる手段と、該手段が発生させた直線偏光の光路上に試料を配置させる試料配置手段と、直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる検光子と、前記透過軸の方向を変更するために前記検光子を回動させる回動手段と、前記検光子を透過した光を受光する受光手段とを備え、試料の旋光度を測定する旋光計において、前記受光手段での受光量を最小にするための前記検光子の理論的な回動角度を、前記受光手段が受光した受光量に応じて決定する角度決定手段と、該角度決定手段が決定した理論的な回動角度だけ前記回動手段に前記検光子を回動させる手段と、直線偏光が試料を透過せずに前記検光子に入射される状態で前記受光手段での受光量が最小になる前記検光子の回動位置から、試料を透過した直線偏光が前記検光子に入射される状態で前記受光手段での受光量が最小になる前記検光子の回動位置まで前記回動手段が前記検光子を回動させた回動角度に基づいて、試料の旋光度を測定する手段と、を備えることを特徴とする。

本発明においては、旋光計は、直線偏光の内で検光子を透過した光を受光する受光手段での受光量に応じて、受光量を最小にするための検光子の理論的な回動角度を計算し、計算した回動角度だけ検光子を回動させる。これにより、検光子の回動位置を、受光量を最小にするための回動位置に近い回動位置にまで一気に変更し、後は検光子の回動位置を微調整するだけで試料の旋光度を計測することができる。

本発明に係る旋光計は、直線偏光の偏光面と前記検光子の透過軸とのなす角度を、所定の振動数で振動させる手段を更に備え、前記受光手段は、受光量を示す信号を出力するように構成してあり、前記角度決定手段は、前記振動数に応じた振動数で変動する前記信号の最大値及び最小値の強度比と、該強度比が得られる場合に前記受光手段での受光量を最小にするために前記検光子を回転させるべき回動角度との理論的な対応関係を記憶してある手段と、前記受光手段が出力した前記信号の最大値及び最小値の強度比を計算する手段と、前記理論的な回動角度を、計算した強度比と前記対応関係で対応する回動角度に決定する手段とを有することを特徴とする。

また本発明においては、旋光計は、受光手段の受光量の最大値及び最小値の強度比と受光量を最小にするために必要な検光子の回動角度との理論的な対応関係を予め記憶しておき、測定時には、実際の強度比と対応する理論的な回動角度を求める。

本発明に係る旋光計では、前記回動手段は、筒状に形成してある電動機を、中空部分を光路が通る位置に配置してあり、前記検光子を前記電動機の回転子に固定してあることを特徴とする。

また本発明においては、旋光計は、中空部分に光路を通した中空の筒状の電動機を備え、検光子を直接に電動機で回動させることにより、試料の旋光度を計測する。

本発明に係る旋光計では、前記試料配置手段は、直線偏光が透過する位置に流体試料を連続的に流入出させることができる構成としてあることを特徴とする。

また本発明においては、旋光計は、試料配置手段に流体試料を連続的に流入出させ、流入出する流体試料の旋光度を連続的に測定する。

本発明にあっては、旋光計は、必要な角度だけ一気に検光子を回動させ、後は回動角度の微調整のみで旋光度を求めることができるので、従来の旋光計に比べて大幅に測定時間を短縮することができ、また旋光度の大きさに関係なく旋光度の測定時間を均一化することができる。

また本発明にあっては、電動機によって直接に検光子を回動させることにより、高速で検光子を回動させることが可能となり、より高速で試料の旋光度を測定することが可能となる。

また本発明にあっては、流体試料を流入出させながら高速で旋光度を測定することにより、流体試料の旋光度の時間変化を求めることができ、また、連続的に測定した個々の旋光度の測定結果と試料配置手段に流入出した試料溶液の各部分とを順に対応付けることにより、流動する試料溶液中の旋光度の分布を測定することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。図中の矢印は光路であり、旋光計は、光源３１、干渉フィルタ３２、レンズ３３、偏光子１１、ファラデーセル１２、サンプルセル（試料配置手段）１３、検光子１４、中空モータ（電動機）１５、レンズ３４、受光素子（受光手段）１６が光路に沿って並んで構成されている。光源３１は、５８９ｎｍの波長の光を発光するＬＥＤであり、点灯回路３０に接続されている。光源３１は、点灯回路３０から点灯用の電力を供給されて発光する。光源３１としてＬＥＤを用いることにより、光源３１の小型化及び省電力化を図ることが可能であり、旋光計における発熱量を抑制することができ、また旋光計の低コスト化を図ることができる。なお、光源３１は、５８９ｎｍの波長の光を発光する光源であれば、ＬＥＤ以外の光源であってもよい。干渉フィルタ３２は、旋光度の測定に用いる５８９ｎｍの波長以外の波長の光を除去する光学フィルタである。

偏光子１１は、単一の透過軸に平行な直線偏光成分のみを透過させる偏光板であり、光源３１が発光して干渉フィルタ３２及びレンズ３３を通過して入射された５８９ｎｍの波長の光を直線偏光に変換する。これにより、直線偏光が発生する。偏光子１１は旋光計内で固定されており、偏光子１１に固有の透過軸の方向も固定されるので、偏光子１１により発生される偏光の偏光面は一定である。ファラデーセル１２は、内部を光路が通る位置に配置されており、交流電流を発信する発振器２２に接続されている。発振器２２は、所定の振動数の交流電流をファラデーセル１２へ供給し、ファラデーセル１２は、交流電流を供給されることによって内部に振動磁場を発生させる。ファラデーセル１２を通過する直線偏光は、振動磁場により、交流電流に応じた振幅及び振動数で偏光面が揺動振動する。サンプルセル１３は、試料溶液が満たされる透明セルであり、試料溶液内を光路が通る位置に配置されている。なお、ファラデーセル１２とサンプルセル１３とが並ぶ順番は逆であってもよい。

検光子１４は、単一の透過軸を有する偏光板であり、サンプルセル１３を通過した直線偏光が入射される。検光子１４に入射された直線偏光の内、透過軸に平行な直線偏光成分のみが検光子１４を透過する。また検光子１４は、中空モータ１５の回転子に固定されている。中空モータ１５は、中空の筒状に形成した電動モータであり、中空部分を光路が通る位置に配置されている。また中空モータ１５は、モータドライバ２３に接続されており、モータドライバ２３から駆動電流を供給されて回転子を回動させる構成となっている。中空モータ１５としては、角度分解能が約１８万〜８００万パルス／１回転のものを使用する。検光子１４は、中空モータ１５の開口部を塞ぐ位置で回転子に固定されてあるので、中空モータ１５の中空部分を光路が通ることにより、検光子１４は光路に交差する。中空モータ１５の回転子が回動することにより、回転子に固定された検光子１４が回動する。検光子１４が回動することにより、検光子１４に固有の透過軸の方向が変化し、検光子１４を透過する直線偏光の強度が変化する。

検光子１４を透過した直線偏光は、中空モータ１５の中空部分を通過し、レンズ３４を経て受光素子１６へ入射される。受光素子１６は、フォトダイオード等で構成されており、直線偏光を受光し、受光量を電圧で示す受光信号を増幅部２４へ出力する。受光素子１６が出力する受光信号の強度は、受光素子１６が受光した受光量に対応する。

本発明の旋光計は、更に、受光素子１６が出力した受光信号に基づいて、旋光計の動作を制御するための信号処理を行う信号処理部２１を備えている。信号処理部２１には、発振器２２、モータドライバ２３及び増幅部２４が接続されており、増幅部２４は受光素子１６が出力した受光信号を増幅して信号処理部２１へ入力し、信号処理部２１は、発振器２２及びモータドライバ２３を動作させるための制御信号を出力する。中空モータ１５及びモータドライバ２３は、本発明における回動手段に対応する。信号処理部２１は、各種の信号を入出力するための入出力インタフェース、各種の演算処理を実行するマイクロプロセッサ又は集積回路等の演算部、信号処理に必要な一時的な情報を記憶するメモリ、信号処理に必要な処理プログラム又はデータを記憶する記憶部を含んで構成されている。また信号処理部２１には、旋光度の測定結果等の情報を出力するディスプレイ又はプリンタ等の出力部２５が接続されている。

旋光度の測定開始前の段階では、検光子１４の回動位置は、偏光子１１及び検光子１４の透過軸が直交する初期回動位置に定められる。この状態では、サンプルセル１３に試料溶液が注入されていない場合は、検光子１４へ入射される直線偏光の偏光面は検光子１４の透過軸と直交するので、光は全て検光子１４で遮蔽され、受光素子１６は光を受光できない。

旋光性を有する試料溶液がサンプルセル１３に注入された場合、試料溶液によって直線偏光の偏光面が回転し、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分が検光子１４を透過し、受光素子１６は光を検出する。信号処理部２１は、発振器２２に交流電流を発生させるための制御信号を出力する処理を行い、発振器２２は、所定の振動数ｆの交流電流をファラデーセル１２へ供給する。ファラデーセル１２は、所定の振動数ｆの交流電流を供給されることによって、振動数ｆで振動する振動磁場を発生させる。ファラデーセル１２を通過する直線偏光は、振動磁場によって、振動数ｆで偏光面が揺動振動する。このとき、直線偏光の偏光面は、ファラデーセル１２が発生させる振動磁場の振幅に応じた振動角幅で、振動数ｆの揺動振動を行う。

図２は、直線偏光の偏光面の変化を示す概念図である。図中に示す矢印は、直線偏光の偏光面に平行で進行方向に直交する偏光方向を示す。また角度０の方向は、偏光子１１の透過軸の方向であり、角度９０°の方向は、初期回動位置に配置された検光子１４の透過軸の方向である。図２（ａ）は、偏光子１１を透過した直線偏光の偏光面を示し、偏光方向は検光子１４の透過軸に直交している。図２（ｂ）は、ファラデーセル１２を透過した直線偏光の偏光面を示し、偏光面は、角度０の方向とのなす角度が角度０を中心にして振動角幅δで周期的に変動する揺動振動を行う。図２（ｃ）は、サンプルセル１３中の試料溶液を透過した直線偏光の偏光面を示す。揺動振動する直線偏光の偏光面が試料溶液の旋光性によって更に回転しており、偏光面の揺動振動中心と角度０の方向とのなす角度が試料溶液の旋光度αである。図２（ｃ）には、α＞δである例を示している。

信号処理部２１は、中空モータ１５を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力する処理を行う。モータドライバ２３は、信号処理部２１からのパルス信号に応じた駆動電流を中空モータ１５へ供給し、中空モータ１５は、検光子１４を回動させる。信号処理部２１が出力するパルス信号の種類によって中空モータ１５の回動方向が定まり、またパルス信号の数によって回動角度が定まる。中空モータ１５は、信号処理部２１からの信号に応じた方向に、パルス信号に応じた回動角度だけ検光子１４を回動させ、その後停止する。また信号処理部２１は、出力したパルス信号の数に基づいて、偏光子１１及び検光子１４の透過軸が直交する初期回動位置から検光子１４を回動させた中空モータ１５の回動角度を計測する処理を行う。中空モータ１５の回転子を１ステップ回動させるためのパルス信号を現在の回動位置まで回動するまでに出力した数に、１ステップで回転子が回動する角度を乗ずることにより、中空モータ１５の回動角度を計測することができる。

図３は、回動した検光子１４の透過軸と直線偏光の偏光面との関係を示す概念図である。中空モータ１５によって初期回動位置から回動した検光子１４の回動角度をβとする。図中には、回動後の検光子１４の透過軸を示しており、角度９０°の方向と回動後の検光子１４の透過軸とのなす角が回動角度βである。また図中には、検光子１４の透過軸に直交する方向を破線で示している。直線偏光の偏光面が揺動振動することにより、検光子１４へ入射される直線偏光の偏光面と検光子１４の透過軸とのなす角は、振動数ｆで振動する。このときの振動角幅δは、ファラデーセル１２が発生させる振動磁場の振幅に応じた振動角幅となる。回動した検光子１４へ入射された直線偏光は、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分のみが検光子１４を透過する。検光子１４を透過した光は、受光素子１６で受光される。

図４は、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度に応じた受光量の変化を示す特性図である。図中の横軸は、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θを示し、縦軸は受光量を示す。θ＝０°の場合は、直線偏光の偏光面と検光子１４の透過軸とが直交する場合であるので、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分はゼロであり、受光量もゼロとなる。θが０°から増加した場合は、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分は増大し、受光量はθ＝９０°で最大となるまで単純に増加する。またθがマイナス方向に変化した場合は、θの絶対値が大きくなるに従って、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分は増大し、受光量はθ＝−９０°で最大となるまで増加する。従って、図４に示すように、受光量は、θ＝０°に対して対称に、−９０°＜θ＜０°で単純減少し、０°＜θ＜９０°で単純増加し、θ＝０°で極小値０となる。

光を受光した受光素子１６は、受光量を電圧で示す受光信号を出力し、増幅部２４は受光信号を増幅して信号処理部２１へ入力する。図３に示すように、検光子１４へ入射される直線偏光の偏光面と検光子１４の透過軸とのなす角が振動しているので、直線偏光に含まれる検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分の大きさも振動する。検光子１４を透過する直線偏光成分の大きさが振動するので、検光子１４を透過した光を受光した受光素子１６の受光量は周期的に変動する。従って、受光素子１６での受光量を電圧で示す受光信号は、電圧が周期的に変動する交流信号となる。

図５は、ファラデーセル１２へ供給する交流電流と受光信号との関係を示す概念図である。ファラデーセル１２へ供給する電流の内、直線偏光の偏光面をプラスの角度で回転させる電流をプラスの電流とする。図５（ａ）は、図３に示す如きβ＜α−δの状態での交流電流及び受光信号を示す。この状態では、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θは正であり、交流電流が増加した場合は、角度θが増大し、受光素子１６での受光量は増大する。逆に交流電流が減少した場合は、角度θが減少し、受光素子１６での受光量は減少する。従って、図５（ａ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆとほぼ同一の振動数で振動し、しかも交流電流と同位相で振動する交流信号となる。

図５（ｂ）は、β＝αの状態での交流電流及び受光信号を示す。この状態では、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θは、０°を中心に振動する。交流電流が０のときには、角度θは０°であるので、直線偏光の偏光面は検光子１４の透過軸と直交し、受光素子１６での受光量は０となり、受光信号も０となる。交流電流がプラス又はマイナスになったときは、いずれのときも受光素子１６での受光量は０から増加し、交流電流が最大値になったとき及び最小値となったときに受光量は最大となる。従って、図５（ｂ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆの２倍の振動数２ｆで振動する交流信号となる。またこの状態では、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θは最小であり、受光信号の強度は最小となる。

図５（ｃ）は、β＞α＋δの状態での交流電流及び受光信号を示す。この状態では、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θは負であり、交流電流が増加した場合は、角度θの絶対値が減少し、受光素子１６での受光量は減少する。逆に交流電流が減少した場合は、角度θの絶対値が増大し、受光素子１６での受光量は増大する。従って、図５（ｃ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆとほぼ同一の振動数で振動し、しかも交流電流と逆位相で振動する交流信号となる。

図５に示すように、信号処理部２１へ入力される受光信号は、直流成分、振動数ｆの交流成分、及び振動数２ｆの交流成分が重なった交流信号となる。受光信号を入力された信号処理部２１は、ローパスフィルタを用いた濾波の処理を行う。ローパスフィルタの遮断振動数は、振動数２ｆより大きい振動数としている。信号処理部２１は、次に、受光信号から、振動数ｆの交流成分を抽出する処理を行い、抽出した振動数ｆの交流成分とファラデーセル１２へ供給する交流電流との位相を比較する処理を行う。
信号処理部２１は、発振器２２へ制御信号を出力する際に、制御信号に基づいて交流電流と同位相の交流信号を生成し、生成した交流信号と、受光信号から抽出した振動数ｆの交流成分とを比較する処理を実行すればよい。なお、発振器２２が、ファラデーセル１２へ供給する交流電流に同期した信号を信号処理部２１へ入力し、信号処理部２１は入力された信号に基づいて交流電流と同位相の交流信号を生成する処理を行ってもよい。

また、図５（ｂ）に示すように、β＝αの状態で受光素子１６での受光量が最小となり、受光信号が最小となるので、受光信号が最小となるβを定めることができれば、旋光度αを求めることができる。信号処理部２１は、受光信号を最小にするための方向即ちβがαに近づく方向に検光子１４が回動するように、中空モータ１５を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力する処理を行う。受光信号から抽出した振動数ｆの交流成分とファラデーセル１２へ供給する交流電流とが同位相である場合は、図５（ａ）に示す場合を含むβ＜αの場合であり、βがαに近づく方向はβが増加するプラス方向である。また受光信号の振動数ｆの交流成分と交流電流とが逆位相である場合は、図５（ｃ）に示す場合を含むβ＞αの場合であり、βがαに近づく方向はβが減少するマイナス方向である。

更に、図５に示すように、受光信号の大きさはα及びβの値に応じて変化する。より正確には、受光信号の大きさは、検光子１４の透過軸に直交する方向と振動中心にある直線偏光の偏光面とのなす角度、即ち図３に示すα−βの値に応じて変化する。偏光面の振動角幅δは一定であるので、α−βの値が定まれば、交流信号である受光信号の最大値及び最小値が定まり、最大値と最小値との強度比も定まる。従って、α−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との間には、理論的に予め定まっている対応関係がある。信号処理部２１は、α−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との理論的な対応関係を記憶している。

図６は、α−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との理論的な対応関係の例を示す概念図である。図６には、振動角幅δ＝５°とした場合の例を示している。図４に示すように、受光素子１６での受光量はθ＝０°に対して対称であるので、図６ではα−βの絶対値に受光信号の強度比及び最大値を対応付けている。図６（ａ）は、｜α−β｜の値と受光信号の強度比及び最大値との理論的な対応関係を数値同士の対応で示している。図６（ａ）に示した受光量の最大値は、θ＝９０°即ち直線偏光の偏光面と検光子１４の透過軸とが平行である場合に得られる受光信号の値を１００とした相対値で示している。また強度比として、受光信号の最大値を最小値で除した値を示している。δ＝５°であるので、｜α−β｜≦５°の範囲では、θ＝０°が含まれ、受光信号の最小値は０となり、強度比は定義できない。

図６（ｂ）は、｜α−β｜の値と受光信号の強度比及び最大値との理論的な対応関係をグラフで示している。図中の横軸は｜α−β｜の値を示す。図中の実線は、｜α−β｜の値に対応する受光信号の最大値及び最小値の強度比を対数表示で示しており、強度比の値は左縦軸で表される。図中の破線は、｜α−β｜の値に対応する受光信号の最大値を示しており、最大値の値は右縦軸で表される。図６に示すように、受光信号の最大値及び最小値の強度比は、｜α−β｜の値が小さくなるほど増大し、｜α−β｜≦δの範囲では定義できない。信号処理部２１は、図６（ａ）に示す如き互いに対応付けられた複数の数値の組を記憶するか、又は図６（ｂ）に示す如き対応関係を示す曲線の近似式のパラメータを記憶する等の方法で、図６に示す如きα−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との理論的な対応関係を記憶する。

図３に示すように、ある時点でのα−βの値は、受光信号を最小にするために更に検光子１４を回動させるべき回動角度に一致する。従って、信号処理部２１は、受光信号の最大値及び最小値の強度比と、この強度比が得られる場合に受光信号を最小にするために検光子１４を回転させるべき回動角度との理論的な対応関係を記憶していることになる。

次に、本発明の旋光計で試料の旋光度を測定する方法を説明する。図７及び図８は、実施の形態１に係る旋光計で試料の旋光度を測定する処理の手順を示すフローチャートである。旋光計は、まず、サンプルセル１３に試料溶液が注入される前の状態で、受光素子１６が出力する受光信号の強度が最小になるような検光子１４の初期回動位置を決定する（Ｓ１）。ステップＳ１では、信号処理部２１は、発振器２２に振動数ｆの交流電流を発生させ、パルス信号をモータドライバ２３へ出力することにより、中空モータ１５で検光子１４を回動させ、検光子１４の回動位置を、受光信号の強度が最小となる初期回動位置に定める。検光子１４が初期回動位置にある状態では、偏光子１１及び検光子１４の透過軸が直交している。

信号処理部２１は、検光子１４の回動位置を初期回動位置に定めた中空モータ１５の回動角度を回動角度０°に初期化する（Ｓ２）。なお、中空モータ１５の回動位置の変動が充分小さい旋光計では、回動角度０°となる中空モータ１２の回動位置を予め定めて信号処理部２１で記憶しておくことにより、ステップＳ１及びＳ２の処理を省略してもよい。

ステップＳ２が終了した後、使用者によりサンプルセル１３に試料溶液が注入される（Ｓ３）。なお、旋光計は、自動で試料溶液をサンプルセル１３へ注入する機構、サンプルセル１３を移動させる機構、又は直線偏光の光路を移動させる機構等を備えることにより、ステップＳ２の終了後に自動で直線偏光を試料溶液に入射させるようにする構成であってもよい。信号処理部２１は、発振器２２に振動数ｆの交流電流を発生させ、受光素子１６が出力して増幅部２４が増幅した受光信号を入力され、入力された受光信号の最大値を取得する（Ｓ４）。このとき、直線偏光は、ファラデーセル１２により振動数ｆで偏光面が揺動振動しており、更に試料溶液を透過することによって、試料溶液の旋光度αだけ偏光面が回転している。受光素子１６は、検光子１４を透過した直線偏光成分を受光し、受光量を示す受光信号を出力している。

信号処理部２１は、次に、取得した受光信号の最大値が予め定められた閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ５）。閾値には、｜α−β｜＝δである場合の受光信号の最大値に相当する値を用い、信号処理部２１は、予め閾値を記憶している。δ＝５°とした図６の例に示すように、受光信号の最大値が｜α−β｜＝δである場合の最大値より小さい場合は、受光信号の最大値及び最小値の強度比を定義することができない。またこの場合は｜α−β｜＜δとなってβがαに近く、検光子１４の回動位置を微調整することでβ＝αとなるβを求めることができる。なお、ステップＳ４及びＳ５では、信号処理部２１は、受光信号の最大値を利用するのではなく、濾波後の受光信号の時間平均、又は受光信号に含まれる直流成分の強度等を利用する処理を行ってもよい。

ステップＳ５で受光信号の最大値が閾値以上である場合は（Ｓ５：ＮＯ）、信号処理部２１は、受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分とファラデーセル１２へ供給する交流電流との位相を比較し（Ｓ６）、両者の位相が同位相であるか又は逆位相であるかを判定する（Ｓ７）。なお、同位相であると判定するためには、位相が完全に一致している必要はなく、例えば、位相のズレが−９０°より大きく９０°未満の場合は同位相と判定する等、ある程度の位相のズレを許容して判定を行えばよい。

受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分とファラデーセル１２へ供給する交流電流とが同位相である場合は、信号処理部２１は、受光信号を小さくするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき回動方向をプラス方向に決定する（Ｓ８）。受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分とファラデーセル１２へ供給する交流電流とが逆位相である場合は、信号処理部２１は、受光信号を小さくするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき回動方向をマイナス方向に決定する（Ｓ９）。

ステップＳ８又はＳ９が終了した後は、信号処理部２１は、入力される受光信号の最大値を最小値で除することにより、受光信号の最大値及び最小値の強度比を計算する（Ｓ１０）。信号処理部２１は、次に、記憶してある｜α−β｜の値と強度比との理論的な対応関係から、計算した強度比に対応する｜α−β｜の値を読み出し、受光信号を最小にするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき理論的な回動角度の大きさを、読み出した角度｜α−β｜に決定する（Ｓ１１）。信号処理部２１は、次に、中空モータ１５を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力することにより、ステップＳ８又はＳ９で決定した回動方向へ、ステップＳ１１で決定した理論的な回動角度だけ検光子１４を中空モータ１５で回動させる（Ｓ１２）。ステップＳ１２が終了した段階では、βはαに近く、受光信号の強度は最小値に近い値になった状態となっている。

ステップＳ５で受光信号の最大値が閾値より小さい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、又はステップＳ１２が終了した後は、信号処理部２１は、受光信号を最小にするように検光子１４の回動位置を微調整する処理を行う（Ｓ１３）。ステップＳ１３では、信号処理部２１は、受光信号の強度を順次取得し、受光信号の強度が最小となる場合に中空モータ１５の回動速度がゼロとなるような、受光信号の強度に応じた回動速度で、中空モータ１５に検光子１４を回動させる。最終的に、受光信号の強度が最小となった状態で中空モータ１５の回動速度がゼロとなり、中空モータ１５が停止する。ステップＳ１３が終了した段階では、振動中心にある偏光面と検光子１４の透過軸とが直交し、図５（ｂ）に示すβ＝αの状態となっており、受光素子１６の受光量は最小となり、受光信号も最小となった状態となっている。なお、ステップＳ１３では、その他の方法で検光子１４の回動位置を微調整する方法を用いてもよい。例えば、予め定められた微小角度だけ中空モータ１５で検光子１４を繰り返し回動させながら受光信号の強度を順次取得し、受光信号の極小値を与える検光子１４の回動位置を求める処理を行ってもよい。また、ステップＳ１２が終了した段階で受光信号が最小になっている場合にはステップＳ１３の処理は省略してもよい。

ステップＳ１３が終了した後は、信号処理部２１は、中空モータ１５を回動させるためにモータドライバ２３へ出力したパルス信号の数に基づいて、回動角度０°の回動位置から現在の回動位置まで回動させた中空モータ１５の回動角度を計測する（Ｓ１４）。中空モータ１５の回動角度は、検光子１４の回動角度βに一致し、また前述のように、この状態では回動角度βは旋光度αに一致する。信号処理部２１は、次に、試料溶液の旋光度を、ステップＳ１４で計測した回動角度と同一の値に決定する（Ｓ１５）。信号処理部２１は、決定した旋光度の値を出力部２５に出力させ、処理を終了する。

以上詳述した如く、本発明の旋光計は、中空モータ１５で検光子１４を回動させることにより、試料溶液の旋光度を測定する。また、受光信号の最大値及び最小値の強度比と受光信号を最小にするために必要な検光子１４の回動角度との理論的な対応関係を予め記憶しておき、測定時には、理論的な対応関係において実際の強度比と対応する理論的な回動角度を求め、求めた理論的な回動角度だけ検光子１４を回動させる。受光信号の最大値及び最小値の強度比に応じた理論的な回動角度だけ検光子１４を回動させることにより、一気にβをαに近い値にまで変更することができ、後は回動角度の微調整のみで旋光度を求めることができる。従来では回転速度を受光信号の強度に応じた速度に調整しながら順次検光子１４を回動させていた分の回動角度を、本発明では一気に回動させるので、本発明の旋光計では、従来の旋光計に比べて大幅に測定時間を短縮することができる。また理論的な回動角度を求めて回動させるための時間、及び回動角度を微調整するための時間は、旋光度の大きさに関係なくほぼ一定であるので、旋光度の測定時間を均一化することができる。従って、特に旋光度の大きい試料溶液での旋光度の測定時間が大幅に短縮され、本発明の旋光計は、旋光度の大きさに拘わり無く試料溶液の旋光度を高速で測定することが可能となる。

また本発明では、検光子１４を回転子に固定した中空モータ１５で検光子１４を直接に回動させるので、ウオームホイール及びウオームギアを用いて検光子を回転させていた従来の旋光計に比べ、より高速で検光子１４を回動させることができる。従って、より高速で試料溶液の旋光度を測定することが可能となる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。本実施の形態では、実施の形態１の構成からファラデーセル及び発振器を除去した構成となっている。偏光子１１により発生した直線偏光は、サンプルセル１３及び検光子１４を透過して受光素子１６に受光される。本実施の形態では、信号処理部２１は、中空モータ１５に、振動数ｆ及び振動角幅δで検光子１４を揺動振動させるための制御信号をモータドライバ２３へ出力する。モータドライバ２３は、制御信号に従った駆動電流を中空モータ１５へ供給し、中空モータ１５は、回転子を揺動振動させる。回転子に固定された検光子１４は、中空モータ１５の揺動振動に伴って揺動振動し、検光子１４の透過軸は、振動数ｆ及び振動角幅δで揺動振動する。従って、検光子１４へ入射される直線偏光の偏光面と検光子１４の透過軸とのなす角は、振動角幅δ及び振動数ｆで振動し、受光素子１６での受光量は振動数ｆで振動し、受光信号は交流信号となる。

旋光度の測定開始前の段階では、検光子１４の振動中心は、偏光子１１の透過軸と振動中心にある検光子１４の透過軸とが直交する位置に定められる。更に信号処理部２１は、中空モータ１５に、揺動振動を行いながら検光子１４を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力する。モータドライバ２３は、パルス信号に従った駆動電流を中空モータ１５へ供給し、中空モータ１５は、揺動振動をさせながら検光子１４を回動させる。検光子１４は、揺動振動を行いながら回動し、振動中心の位置の検光子１４の透過軸が回動する。

図１０は、回動した検光子１４の透過軸と直線偏光の偏光面との関係を示す概念図である。図中には、振動中心にある検光子１４の透過軸に直交する線を破線で示している。検光子１４の揺動振動により透過軸が振動角幅δで揺動振動しており、角度９０°の方向と振動中心にある検光子１４の透過軸とのなす角が回動角度βである。また偏光面と角度０°の方向とがなす角度が試料溶液の旋光度αである。検光子１４へ入射された直線偏光は、揺動振動する検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分のみが検光子１４を透過する。検光子１４を透過した光は、受光素子１６で受光される。

検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θに対する受光素子１６での受光量は、実施の形態１と同様に、図４に示すように変化する。即ち、図４に示すように、受光量は、−９０°＜θ＜０°で単純減少し、θ＝０°で極小値０となり、０°＜θ＜９０°で単純増加する。検光子１４の透過軸が振動数ｆで揺動振動しているので、角度θは振動数ｆで変動し、受光素子１６での受光量も周期的に変動し、受光素子１６での受光量を電圧で示す受光信号は、電圧が周期的に変動する交流信号となる。

中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させるために中空モータ１５へ供給する駆動電流である交流電流と受光信号との関係は、図５で示した実施の形態１と同様である。なお、検光子１４を揺動振動させるためにモータドライバ２３から中空モータ１５へ供給する交流電流の内、検光子１４の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度θを大きくする方向に検光子１５を動かす電流をプラスの電流とする。β＜α−δの状態では、角度θは正であり、図５（ａ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆとほぼ同一の振動数で振動し、しかも交流電流と同位相で振動する交流信号となる。またβ＝αの状態では、角度θは０を中心に振動し、図５（ｂ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆの２倍の振動数２ｆで振動する交流信号となり、受光信号の強度は最小となる。またβ＞α＋δの状態では、角度θは負であり、図５（ｃ）に示すように、受光信号は、交流電流の振動数ｆとほぼ同一の振動数で振動し、しかも駆動電流と逆位相で振動する交流信号となる。このように、信号処理部２１へ入力される受光信号は、実施の形態１と同様に、直流成分、振動数ｆの交流成分、及び振動数２ｆの交流成分が重なった交流信号となる。

受光信号から抽出した振動数ｆの交流成分と検光子１４を揺動振動させるために中空モータ１５へ供給する駆動電流である交流電流とが逆位相である場合は、図５（ａ）に示す場合を含むβ＜αの場合であり、同位相である場合は、図５（ｃ）に示す場合を含むβ＞αの場合である。信号処理部２１は、βがαに近づく方向に検光子１４の透過軸の振動中心が回動するように中空モータ１５を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力する処理を行う。また信号処理部２１は、実施の形態１と同様に、図６に示す如き、α−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との理論的な対応関係を記憶している。

以上の構成でなる本実施の形態に係る旋光計は、実施の形態１と同様に、図７のフローチャートに示す処理と同様の処理に従って試料溶液の旋光度を測定する。旋光計は、サンプルセル１３に試料溶液が注入される前の状態で、受光素子１６が出力する受光信号の強度が最小になるような検光子１４の振動中心の初期回動位置を決定し（Ｓ１）、信号処理部２１は、振動中心に対応する中空モータ１５の回動角度を回動角度０°に初期化する（Ｓ２）。ステップＳ２が終了した後、使用者によりサンプルセル１３に試料溶液が注入される（Ｓ３）。信号処理部２１は、モータドライバ２３へ制御信号を出力してモータドライバ２３に振動数ｆの駆動電流を出力させることにより、中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させ、受光素子１６が出力して増幅部２４が増幅した受光信号を入力され、入力された受光信号の最大値を取得する（Ｓ４）。このとき、直線偏光の偏光面は試料溶液の旋光度αだけ偏光面が回転し、また検光子１４の透過軸は振動数ｆで揺動振動しており、検光子１４の透過軸と偏光面とのなす角度は振動数ｆで変動し、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光成分は変動し、受光素子１６の受光量を示す受光信号は交流信号となる。

信号処理部２１は、次に、取得した受光信号の最大値が予め定められた閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ５）。閾値には、｜α−β｜＝δである場合の受光信号の最大値に相当する値を用いる。受光信号の最大値が閾値以上である場合は（Ｓ５：ＮＯ）、信号処理部２１は、取得した受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分と検光子１４を揺動振動させるために中空モータ１５へ供給する駆動電流である交流電流との位相を比較し（Ｓ６）、両者の位相が同位相であるか又は逆位相であるかを判定する（Ｓ７）。受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分と交流電流とが同位相である場合は、信号処理部２１は、受光信号を小さくするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき回動方向をプラス方向に決定する（Ｓ８）。受光信号に含まれる振動数ｆの交流成分と交流電流とが逆位相である場合は、信号処理部２１は、受光信号を小さくするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき回動方向をマイナス方向に決定する（Ｓ９）。

ステップＳ８又はＳ９が終了した後は、信号処理部２１は、入力される受光信号の最大値を最小値で除することにより、受光信号の最大値及び最小値の強度比を計算する（Ｓ１０）。信号処理部２１は、次に、記憶してある｜α−β｜の値と強度比との理論的な対応関係に基づき、受光信号を最小にするために中空モータ１５で検光子１４を回動させるべき理論的な回動角度の大きさを、計算した強度比に対応する｜α−β｜に決定する（Ｓ１１）。信号処理部２１は、次に、中空モータ１５を回動させるためのパルス信号をモータドライバ２３へ出力することにより、ステップＳ８又はＳ９で決定した回動方向へ、ステップＳ１１で決定した理論的な回動角度だけ中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させながら回動させる（Ｓ１２）。

ステップＳ５で受光信号の最大値が閾値より小さい場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、又はステップＳ１２が終了した後は、信号処理部２１は、受光信号を最小にするように検光子１４の回動位置を微調整する処理を行う（Ｓ１３）。信号処理部２１は、次に、中空モータ１５を回動させるためにモータドライバ２３へ出力したパルス信号の数に基づいて、回動角度０°の回動位置から現在の回動位置まで回動させた中空モータ１５の回動角度を計測し（Ｓ１４）、試料溶液の旋光度を、計測した回動角度と同一の値に決定する（Ｓ１５）。信号処理部２１は、決定した旋光度の値を出力部２５に出力させ、処理を終了する。

以上詳述した如く、本実施の形態に係る旋光計は、中空モータ１５で検光子１４を回動させ、また直線偏光の偏光面をファラデーセルで揺動振動させる代わりに中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させることにより、試料溶液の旋光度を測定する。また実施の形態１と同様に、受光信号の最大値及び最小値の強度比と受光信号を最小にするために必要な検光子１４の回動角度との理論的な対応関係から、実際の強度比と対応する理論的な回動角度を求め、求めた理論的な回動角度だけ検光子１４の振動中心を回動させる。従って、実施の形態１と同様に、従来の旋光計に比べて大幅に測定時間を短縮することができ、また旋光度の測定時間を均一化することができる。即ち、本実施の形態に係る旋光計は、実施の形態１と同様に、旋光度の大きさに拘わり無く試料溶液の旋光度を高速で測定することが可能となる。

また本実施の形態においては、中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させることにより、検光子１４の透過軸と偏光面とのなす角度が振動し、検光子１４の透過軸の直線偏光成分の光量が振動し、振動する光量に基づいて旋光度を測定することができる。中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させることにより、ファラデーセルにより直線偏光の偏光面を揺動振動させる方法に比べて、検光子１４の透過軸と偏光面とのなす角度の振動角幅δをより大きくすることができる。例えば、図６ではδ＝５°の例を示したが、ファラデーセルにより偏光面を揺動振動させる方法では、実際にはδ＝５°とすることは難しい。中空モータ１５で検光子１４を揺動振動させる方法では、振動角幅δに限度が無く、δ＝５°とする等、振動角幅δをより大きくすることができる。振動角幅δを大きくすることによって、検光子１４を透過する直線偏光成分の光量の変動量を大きくすることができ、受光素子１６が出力する受光信号の振幅を大きくすることができる。受光信号の振幅が大きくなることにより、検光子１４を回動させた場合に受光信号が変化する変化量が大きくなるので、検光子１４の小さな角度の回動に応じた光量の変化を検出することが可能となる。従って、受光信号の強度が最小になるように検光子１４の振動中心の回動位置を正確に定めることができ、実施の形態１に比べて旋光度の測定精度をより向上させることが可能となる。また本実施の形態においては、実施の形態１に係る旋光計に比べて、ファラデーセルが省かれているので、必要な光路の長さが短くなり、旋光計をより小型化することが可能となる。

なお、以上の実施の形態１及び２においては、受光信号の最大値及び最小値の強度比に基づいて、受光信号を最小にするために検光子１４を回転させるべき理論的な回動角度を求める形態を示したが、本発明の旋光計は、その他の方法により受光信号に基づいて理論的な回動角度を求める形態であってもよい。例えば、本発明の旋光計は、受光信号の最小値を最大値で除した強度比、又は受光信号の振幅と受光信号の平均値との強度比等、受光素子１６の受光量に応じたその他の値と回動角度との理論的な対応関係を記憶しておき、受光量に応じたその他の値に基づいて理論的な回動角度を求める形態であってもよい。

また実施の形態１及び２においては、振動角幅δを５°とした例を示したが、本発明の旋光計は、これに限るものではなく、振動角幅δを５°以外の値とした形態であってもよい。また実施の形態１及び２においては、回転の向き、電流の向き及び信号の向きについて、便宜上特定の方向をプラス方向としたが、どの方向をプラス方向とするのかは任意に定めればよい。プラス方向が本実施例と異なる形態であっても、受光信号と電流との位相の比較結果に応じて、検光子１４の回動角度βが旋光度αに近づく方向に検光子１４を回動させる処理を行うことにより、本発明は実現可能である。

また実施の形態１及び２においては、試料溶液の旋光度を測定する形態を示したが、本発明の旋光計で使用する試料は、サンプルセル１３で保持できる液体状の試料であればよい。また本発明の旋光計は、サンプルセル１３の位置に試料を配置することにより、固体試料の旋光度を測定することも可能である。また実施の形態１及び２においては、５８９ｎｍの波長の光を用いて旋光度を測定する形態を示したが、本発明は、これに限るものではなく、その他の波長の光を用いる形態であってもよく、また複数の波長の光で夫々に旋光度を測定することができる形態であってもよい。また実施の形態１及び２においては、光源３１及び偏光子１１を用いて直線偏光を発生させる形態を示したが、本発明は、これに限るものではなく、直線偏光のレーザ光を発光するレーザ光源を用いる等、その他の方法で直線偏光を発生させる形態であってもよい。

（実施の形態３）
図１１及び図１２は、実施の形態３に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。本実施の形態では、実施の形態１又は２の構成において、サンプルセルとして、導入管４１及び排出管４２が接続されたサンプルセル４を備える。導入管４１は、サンプルセル４へ試料溶液を注入するための中空管であり、排出管４２は、サンプルセル４から試料溶液を排出するための中空管である。図示しない液送ポンプを用いて、連続的に導入管４１により試料溶液をサンプルセル４へ注入し、連続的に排出管４２により試料溶液をサンプルセル４から排出することにより、試料溶液をサンプルセル４内に連続的に流入出させることができる。図１１及び図１２中には、試料溶液の流入出の方向を白矢印で示す。旋光計のその他の構成は、実施の形態１又は２と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態では、サンプルセル４に連続的に流入出する溶液試料に直線偏光を通過させ、流動する試料溶液の旋光度を測定することができる。本実施の形態に係る旋光計は、試料溶液をサンプルセル４内に連続的に流入出させながら、図７及び図８のフローチャートに示したステップＳ４〜Ｓ１５の処理を繰り返し実行する。本発明の旋光計は、旋光度の大きさに拘わり無く試料溶液の旋光度を高速で測定することができるので、ステップＳ４〜Ｓ１５の処理を高速で繰り返し実行することが可能である。これにより、サンプルセル４内に存在する試料溶液の旋光度が連続的に測定され、試料溶液の旋光度の時間変化を求めることができる。また、連続的に測定した個々の旋光度の測定結果とサンプルセル４に対して流入出した試料溶液の各部分とを順に対応付けることにより、流動する試料溶液中の旋光度の分布を測定することが可能となる。例えば、液体クロマトグラフィーにより溶液中の成分を分離した試料溶液をサンプルセル４に流入出させて旋光度を測定することにより、分離した各成分の旋光度を測定することが可能となる。

なお、本発明で利用できる流体試料は、試料溶液に限るものではなく、サンプルセル４に対して流入出することができる流体状の試料であれば、ゼラチン状の試料等、その他の形態の試料であってもよい。

実施の形態１に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。 直線偏光の偏光面の変化を示す概念図である。 回動した検光子の透過軸と直線偏光の偏光面との関係を示す概念図である。 検光子の透過軸に直交する方向と直線偏光の偏光面とがなす角度に応じた受光量の変化を示す特性図である。 ファラデーセルへ供給する交流電流と受光信号との関係を示す概念図である。 α−βの値と受光信号の最大値及び最小値の強度比との理論的な対応関係の例を示す概念図である。 実施の形態１に係る旋光計で試料の旋光度を測定する処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る旋光計で試料の旋光度を測定する処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。 回動した検光子の透過軸と直線偏光の偏光面との関係を示す概念図である。 実施の形態３に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。 実施の形態３に係る本発明の旋光計の構成を示す構成図である。 従来の旋光計の構成を示す模式図である。

符号の説明

１１ 偏光子
１２ ファラデーセル
１３、４ サンプルセル（試料配置手段）
１４ 検光子
１５ 中空モータ（電動機）
１６ 受光素子（受光手段）
２１ 信号処理部
２２ 発振器
２３ モータドライバ
３１ 光源

Claims (4)

1. 直線偏光を発生させる手段と、該手段が発生させた直線偏光の光路上に試料を配置させる試料配置手段と、直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な直線偏光成分を透過させる検光子と、前記透過軸の方向を変更するために前記検光子を回動させる回動手段と、前記検光子を透過した光を受光する受光手段とを備え、試料の旋光度を測定する旋光計において、
   前記受光手段での受光量を最小にするための前記検光子の理論的な回動角度を、前記受光手段が受光した受光量に応じて決定する角度決定手段と、
   該角度決定手段が決定した理論的な回動角度だけ前記回動手段に前記検光子を回動させる手段と、
   直線偏光が試料を透過せずに前記検光子に入射される状態で前記受光手段での受光量が最小になる前記検光子の回動位置から、試料を透過した直線偏光が前記検光子に入射される状態で前記受光手段での受光量が最小になる前記検光子の回動位置まで前記回動手段が前記検光子を回動させた回動角度に基づいて、試料の旋光度を測定する手段と、
   を備えることを特徴とする旋光計。
2. 直線偏光の偏光面と前記検光子の透過軸とのなす角度を、所定の振動数で振動させる手段を更に備え、
   前記受光手段は、受光量を示す信号を出力するように構成してあり、
   前記角度決定手段は、
   前記振動数に応じた振動数で変動する前記信号の最大値及び最小値の強度比と、該強度比が得られる場合に前記受光手段での受光量を最小にするために前記検光子を回転させるべき回動角度との理論的な対応関係を記憶してある手段と、
   前記受光手段が出力した前記信号の最大値及び最小値の強度比を計算する手段と、
   前記理論的な回動角度を、計算した強度比と前記対応関係で対応する回動角度に決定する手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の旋光計。
3. 前記回動手段は、
   筒状に形成してある電動機を、中空部分を光路が通る位置に配置してあり、
   前記検光子を前記電動機の回転子に固定してあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の旋光計。
4. 前記試料配置手段は、直線偏光が透過する位置に流体試料を連続的に流入出させることができる構成としてあること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の旋光計。

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