JP2011106871A - Polarimeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物質の旋光度を測定する旋光計に関する。 The present invention relates to a polarimeter that measures the optical rotation of a substance.
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。 Optical rotation is a property of a substance that rotates the polarization plane of incident linearly polarized light, and the angle at which the polarization plane rotates when linearly polarized light is incident on a material having optical rotation is called optical rotation. Since the optical rotation per unit substance amount is a value inherent to the substance, the concentration of the substance in the solution can be measured by measuring the optical rotation of the solution. The method of measuring the concentration of a solution using the optical rotation is superior to the method of using light absorption in that the concentration of a substance that does not absorb light can be measured. In addition, a substance having optical rotatory power generally includes a pair of optical isomerisms of a D-form showing dextrorotation that rotates a polarization plane around a right-handed screw and an L-form showing left-handed rotation that rotates a polarization plane around a left-handed screw. There is a body. By measuring the optical rotation of a substance having a fixed concentration, the ratio of D-form and L-form contained in the substance can be determined.
物質の旋光度を測定する旋光計は、偏光子を用いて光源からの光を直線偏光に変換し、旋光度を測定すべき物質を溶解した試料溶液に直線偏光を入射し、試料溶液を通過した直線偏光を検光子へ入射し、検光子を通過した光量を検出する。検光子を通過した光量を検出しながら検光子を回転させ、検光子を通過する光量がゼロとなる検光子の回転角度を求めることにより、試料溶液が直線偏光の偏光面を回転させた角度、即ち物質の旋光度を求めることができる。検光子の回転は、検光子を通過した光の検出量に基づいてフィードバック制御され、光の検出量がゼロとなった場合に旋光度が出力される。 A polarimeter that measures the optical rotation of a substance uses a polarizer to convert the light from the light source into linearly polarized light, and the linearly polarized light is incident on the sample solution in which the substance whose optical rotation is to be measured is dissolved, and passes through the sample solution. The linearly polarized light is incident on the analyzer, and the amount of light that has passed through the analyzer is detected. Rotating the analyzer while detecting the amount of light that has passed through the analyzer, and determining the angle of rotation of the analyzer where the amount of light that passes through the analyzer is zero, the angle at which the sample solution has rotated the plane of polarization of the linearly polarized light, That is, the optical rotation of the substance can be obtained. The rotation of the analyzer is feedback controlled based on the detected amount of light that has passed through the analyzer, and the optical rotation is output when the detected amount of light becomes zero.
特許文献1には、予め複屈折量が明らかになっている位相板の複屈折量を測定することによって複屈折測定器を較正する装置が記載されており、測定の際に位相板の回転角度を目視で読み取るための角度目盛りが設けられていることが記載されている。従来の旋光計では、検光子の回転がフィードバック制御により自動で行われ、測定終了後に旋光度が出力されるので、検光子の回転角度を目視で測定するための回転目盛りが設けられていない。このため、使用者は、旋光度の測定中には旋光計の測定状況を把握することができないので、旋光度の測定が終了するまでの時間を見積もることができず、またどの程度の旋光度が得られるのかを見積もることができないという問題がある。 Patent Document 1 describes an apparatus for calibrating a birefringence measuring device by measuring the birefringence amount of a phase plate whose birefringence amount has been clarified in advance, and the rotation angle of the phase plate at the time of measurement is described. It is described that an angle scale is provided for visually reading. In the conventional polarimeter, the rotation of the analyzer is automatically performed by feedback control, and the optical rotation is output after the measurement is completed. Therefore, there is no rotation scale for visually measuring the rotation angle of the analyzer. For this reason, since the user cannot grasp the measurement status of the polarimeter during the measurement of the optical rotation, it is impossible to estimate the time until the measurement of the optical rotation is completed, and to what degree the optical rotation There is a problem that it is impossible to estimate whether or not
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、旋光計の動作状況を表示することにより、使用者が測定状況を直感的に把握することができる旋光計を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical rotation that allows the user to intuitively understand the measurement status by displaying the operation status of the polarimeter. To provide a total.
本発明に係る旋光計は、直線偏光が入射される検光子と、該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、試料を通過した後の直線偏光が前記検光子を通過して前記受光手段で受光される受光量が最小になるように前記回動手段により前記検光子を回動させた角度に基づいて、試料の旋光度を測定する旋光計において、前記回動手段による前記検光子の回動に応じて回動する図形を用いて前記検光子の回動角度を示す角度表示部を備えることを特徴とする。 An optical rotation meter according to the present invention includes an analyzer that receives linearly polarized light, a rotating unit that rotates the analyzer, and a light receiving unit that receives light transmitted through the analyzer, and has passed through a sample. Based on the angle by which the analyzer is rotated by the rotating means so that the amount of light received by the light receiving means after the linearly polarized light after passing through the analyzer is minimized, the optical rotation of the sample is determined. The polarimeter to be measured includes an angle display unit that indicates a rotation angle of the analyzer using a figure that rotates in accordance with the rotation of the analyzer by the rotation means.
本発明に係る旋光計は、前記角度表示部は、円の図形と、該円に沿った角度目盛りと、該角度目盛りを指しながら、前記円の中心点を回動中心として前記検光子の回動に応じて回動する図形とを表示するように構成してあることを特徴とする。 In the polarimeter according to the present invention, the angle display unit includes a circle figure, an angle scale along the circle, and a point of rotation of the analyzer around the center point of the circle while pointing to the angle scale. It is configured to display a figure that rotates in response to movement.
本発明に係る旋光計は、前記受光手段での受光量を示す手段を更に備えることを特徴とする。 The polarimeter according to the present invention further includes means for indicating the amount of light received by the light receiving means.
本発明に係る旋光計は、前記受光手段での受光量に応じて前記円の図形内の明暗をグレースケールで変化させることにより、前記受光手段での受光量を示す手段を更に備えることを特徴とする。 The polarimeter according to the present invention further comprises means for indicating the amount of light received by the light receiving means by changing the light and darkness in the circle figure in gray scale according to the amount of light received by the light receiving means. And
本発明に係る旋光計は、前記検光子の回動角度を数値で示す手段を更に備えることを特徴とする。 The polarimeter according to the present invention is characterized by further comprising means for numerically indicating the rotation angle of the analyzer.
本発明においては、旋光計は、検光子の回動に応じて回動する図形を表示する角度表示部を備え、角度表示部の図形の回動により、旋光度の測定中に逐次変化する検光子の回動角度を表示する。 In the present invention, the polarimeter includes an angle display unit that displays a figure that rotates in accordance with the rotation of the analyzer, and the detector that sequentially changes during rotation measurement by the rotation of the figure of the angle display unit. Displays the rotation angle of the photon.
また本発明においては、角度表示部は、円の図形と、円の周囲に沿った角度目盛りとを表示し、円の中心を回動中心として回動する矢印等の図形が角度目盛りを指すことにより、回動角度を示す。 In the present invention, the angle display unit displays a circle figure and an angle scale along the circumference of the circle, and a figure such as an arrow that rotates around the center of the circle indicates the angle scale. Indicates the rotation angle.
また本発明においては、旋光計は、検光子を通過した光の受光量に応じて、円の図形内の明暗を変化させる等の方法により、旋光度の測定中に逐次変化する光の受光量を表示する。 Further, in the present invention, the polarimeter is an amount of received light that sequentially changes during the measurement of the optical rotation by a method such as changing the light and darkness in a circle figure according to the amount of light received through the analyzer. Is displayed.
また本発明においては、旋光計は、検光子の回動角度を数値で表示する。 In the present invention, the polarimeter displays the rotation angle of the analyzer numerically.
本発明にあっては、旋光計で旋光度を測定する最中に、回動しながら角度を示す矢印等の図形によって検光子の回動角度が示されるので、使用者は、図形の回動から測定中の検光子の回動角度を直感的に知ることができる。また使用者は、逐次変化する検光子の回動角度を観察することにより、旋光度の測定が終了する前に、旋光度がどの程度の値であるのかを直感的に推測することができる。 In the present invention, the rotation angle of the analyzer is indicated by a figure such as an arrow indicating the angle while rotating during the measurement of the optical rotation with the polarimeter. Thus, the rotation angle of the analyzer being measured can be intuitively known. In addition, the user can intuitively estimate the value of the optical rotation before the measurement of the optical rotation is completed by observing the rotation angle of the analyzer that changes sequentially.
また本発明にあっては、旋光計で旋光度を測定する最中に、検光子を通過した光の受光量が図形の明暗によって示されるので、使用者は、旋光度測定の進捗状況を直感的に知ることができ、また測定終了までの待ち時間の目安を直感的に推測することができる。 In the present invention, since the amount of light received through the analyzer is indicated by the brightness of the figure during the measurement of the optical rotation with the polarimeter, the user can intuitively know the progress of the optical rotation measurement. And can estimate the waiting time until the end of the measurement intuitively.
また本発明にあっては、旋光計が検光子の回動角度を数値で示すので、使用者は、検光子の回動角度を直感的に知るのとは別に、検光子の回動角度を正確に知ることができ、また測定した旋光度を正確に知ることができる等、本発明は優れた効果を奏する。 In the present invention, since the polarimeter indicates the rotation angle of the analyzer numerically, the user can determine the rotation angle of the analyzer separately from knowing the rotation angle of the analyzer intuitively. The present invention has excellent effects such as being able to know accurately and knowing the measured optical rotation accurately.
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。
図1は、本発明の旋光計の内部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、サンプルセル12、ファラデーコイル13、中空モータ14、検光子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、特定の波長の光を発光するLED(発光ダイオード)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。なお、光源31は、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特定の波長以外の波長の光を除去する光学フィルタである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the polarimeter of the present invention. The arrow in the figure is the optical path, and the polarimeter includes a
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。サンプルセル12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。ファラデーコイル13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コイル13へ供給し、ファラデーコイル13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。ファラデーコイル13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。なお、ファラデーコイル13とサンプルセル12とが並ぶ順番は逆であってもよい。
The polarizer 11 is a polarizing plate that transmits only a linearly polarized light component parallel to a single transmission axis, and converts light incident from the
中空モータ14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。中空モータ14の回転子には、中空モータ14の開口部を塞ぐ位置で検光子15が固定されている。検光子15は、単一の透過軸を有する偏光板である。サンプルセル12及びファラデーコイル13を通過した直線偏光は、中空モータ14の中空部分を通過し、検光子15へ入射される。検光子15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15を透過する。また中空モータ14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14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15が回動する。検光子15が回動することにより、検光子15に固有の透過軸の方向が変化し、検光子15を透過する直線偏光の強度が変化する。
The
検光子15を透過した直線偏光は、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。
The linearly polarized light transmitted through the
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14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及び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表示する表示部4と、及び使用者の操作により旋光度の測定開始等の各種の指示を受け付ける操作部25とが接続されている。信号処理部21は、記憶する処理プログラムに従って、各部の動作を制御するための信号処理を行う。
The polarimeter of the present invention further includes a
旋光度の測定開始前の段階では、検光子15の回動位置は、偏光子11及び検光子15の透過軸が直交する初期回動位置に定められる。偏光子11及び検光子15の透過軸が直交する状態は、クロスニコル状態と呼ばれる。クロスニコル状態では、サンプルセル12内に試料溶液がない場合は、検光子15へ入射される直線偏光の偏光面は検光子15の透過軸と直交するので、光は全て検光子15で遮蔽され、受光素子16は光を受光できない。
In a stage before the measurement of the optical rotation, the rotation position of the
旋光性を有する試料溶液がサンプルセル12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15の透過軸に平行な直線偏光成分が検光子15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コイル13へ供給する。ファラデーコイル13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。ファラデーコイル13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、ファラデーコイル13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。
When a sample solution having optical activity is injected into the
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15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15の透過軸に直交している。図2(b)は、サンプルセル12中の試料溶液を透過した直線偏光の偏光面を示す。直線偏光の偏光面は、試料溶液の旋光性によって回転し、偏光面と角度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)は、更にファラデーコイル13を通過した直線偏光の偏光面を示す。偏光面は、角度0の方向とのなす角度が角度α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)には、α>δである例を示している。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing changes in the polarization plane of linearly polarized light. The arrows shown in the figure indicate the polarization direction parallel to the plane of polarization of linearly polarized light and perpendicular to the traveling direction. The direction of
信号処理部21は、中空モータ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14へ供給し、中空モータ14は、検光子15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14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14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15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、クロスニコル状態の初期回動位置から検光子15を回動させた中空モータ14の回動角度を計測する処理を行う。中空モータ14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14の回動角度を計測することができる。
The
図3は、回動した検光子15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14によって初期回動位置から回動した検光子15の回動角度をβとする。図中には、回動後の検光子15の透過軸を示しており、角度90°の方向と回動後の検光子15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15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15へ入射される直線偏光の偏光面と検光子15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、ファラデーコイル13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15へ入射された直線偏光は、検光子15の透過軸に平行な直線偏光成分のみが検光子15を透過する。検光子15を透過した光は、受光素子16で受光される。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the relationship between the transmission axis of the rotated
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15へ入射される直線偏光の偏光面と検光子15の透過軸とのなす角が振動数fで振動しているので、直線偏光に含まれる検光子15の透過軸に平行な直線偏光成分の大きさも振動数fで振動する。検光子15を透過する直線偏光成分の大きさが振動数fで振動するので、検光子15を透過した光を受光した受光素子16の受光量は振動数fで振動する。従って、受光素子16での受光量を電圧で示す受光信号は、電圧が振動数fで振動する交流信号となる。
The
直線偏光の偏光面と検光子15の透過軸との交差する角度が直角に近いほど検光子15を透過する直線偏光成分が小さくなり、受光素子16での受光量は減少し、受光信号の出力も小さくなる。β=αとなった場合、検光子15の透過軸は偏光面の振動中心と直交し、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、受光信号は最小となる。受光信号を入力された信号処理部21は、受光信号から、ファラデーコイル13へ供給する交流電流と同一の振動数fで振動する交流成分を抽出し、抽出した交流成分の強度がより小さくなるように中空モータ14の回動をフィードバック制御する。信号処理部21は、フィードバック制御により、受光信号の振動数fで振動する交流成分が最小となる検光子15の回動角度βを定め、定めた回動角度βを計測する。受光信号の振動数fで振動する交流成分が最小となる状態では、β=αであるので、回動角度βの計測値が、試料溶液の旋光度αである。以上の処理により、旋光計は、試料溶液の旋光度αを測定する。
The closer the angle at which the plane of polarization of the linearly polarized light intersects the transmission axis of the
図4は、本発明の旋光計の外観を示す模式図である。旋光計は筐体5を備え、筐体5内に、図1で示した内部構成が設けられている。筐体5には、開口部が形成されており、開口部には開閉可能な蓋51が設けられている。蓋51を開放することにより、筐体5内に設けられたサンプルセル12に試料溶液を注入することができる。また筐体5の上面には、表示部4が備えられている。表示部4は、操作部25と一体となって、液晶パネル又はEL(エレクトロルミネセンス)パネル等を用いたタッチパネルで構成されている。なお、表示部4をディスプレイで構成し、操作部25をキーボード等で構成することにより、表示部4と操作部2とを個別に構成する形態であってもよい。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the appearance of the polarimeter of the present invention. The polarimeter includes a housing 5, and the internal configuration shown in FIG. 1 is provided in the housing 5. The housing 5 has an opening, and a
図5は、表示部4の表示画面例を示す模式図である。表示部4は、信号処理部21が計測した中空モータ14の回動角度、即ち検光子15の回動角度を図形の回動で示す角度表示部41と、検光子15の回動角度を数値で示す数値表示部42とを含んで構成されている。また表示部4は、検光子15の初期回動位置を設定する指示を受け付けるブランクボタン43と、旋光度の測定を開始する指示を受け付けるためのスタートボタン44とを含んでいる。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a display screen example of the
角度表示部41は、円図形413と、円図形413の周囲に沿った回動角度を示す角度目盛り412と、円図形413を中心として回動するように表示される矢印図形411とを含んで構成されている。信号処理部21は、中空モータ14の回動角度を計測する都度、計測した回動角度を矢印図形411が角度目盛り412上で指すように、表示部4が表示する角度表示部41の表示内容を更新する処理を行う。このため、中空モータ14の回動に従った検光子15の回動に応じて、矢印図形411は円図形413の中心点を回動中心として回動し、検光子15の回動角度βを示す。このように、角度表示部41は、逐次変化する検光子15の回動角度を矢印で示すアナログ回転計として機能する。
The
また信号処理部21は、中空モータ14の回動角度を計測する都度、計測した回動角度の値を数値表示部42が表示するように、表示部4が表示する数値表示部42の表示内容を更新する処理を行う。このため、中空モータ14の回動に従った検光子15の回動に応じて、数値表示部42は検光子15の回動角度βの値を表示する。このように、数値表示部42は、逐次変化する検光子15の回動角度の値を表示するデジタル回転計として機能する。旋光計は、内部の温度を測定する図示しない温度センサを備えており、信号処理部21は、温度センサが測定した温度を数値表示部42に表示させる処理を行う。
The
また信号処理部21は、受光部16からの受光信号の強度に応じて、表示部4に、円図形412内の明暗を変化させる処理を行う。具体的には、信号処理部21は、受光信号の振動数fで振動する交流成分の強度が大きいほど円図形413内が明るくなり、受光信号の振動数fで振動する交流成分の強度が小さいほど円図形413内が暗くなるように、円図形413内の明暗を変化させる制御を行う。表示部4は、円図形413内の明暗をグレースケールで表現し、信号処理部21の制御に従って明暗を変化させる。
Further, the
図6は、検光子15の回動角度βと円図形413の明暗との関係を示す模式図である。試料溶液の旋光度αから検光子15の回動角度βを差し引いた値(α−β)が変化した場合、直線偏光の偏光面と検光子15の透過軸との交差する角度が変化し、受光素子16での受光量は変化し、受光信号の強度が変化するので、円図形413内の明暗が変化する。(α−β)が0°の場合は、受光信号の強度が最小となるので、円図形413内は最も暗くなる。サンプルセル12に試料溶液がないクロスニコル状態は、(α−β)が0°の場合である。(α−β)が0°から増加するに従って、受光素子16での受光量は増加するので、円図形413内は明るくなる。(α−β)が90°の場合、直線偏光の偏光面と検光子15の透過軸とがほぼ平行となり、受光信号の強度が最大となって円図形413内は最も明るくなる。(α−β)がマイナス側に変化した場合も同様である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the rotation angle β of the
旋光計が試料溶液の旋光度を測定する処理の最中は、検光子15は回動しているので、受光素子16の受光量及び受光信号の強度は逐次変化し、円図形413内の明暗も逐次変化する。信号処理部21は、受光信号の強度がより小さくなるようにフィードバック制御を行うので、旋光度の測定中は、全般的に円図形413内は次第に暗くなるように明暗が変化する。β=αとなった時点で旋光度の測定は終了し、このときに円図形413内は最も暗くなる。従って、使用者は、円図形413の明暗を監視することにより、旋光度測定の進捗状況を知ることができる。
During the process in which the polarimeter measures the optical rotation of the sample solution, the
図7は、旋光計の状態に応じた角度表示部41の表示内容の変化の例を示す模式図である。旋光度を測定する際には、使用者は、まず、サンプルセル12に試料溶液が注入されていない状態で、表示部4のブランクボタン43を押下する。ブランクボタン43の押下に応じて、信号処理部21は、受光信号の強度が最小になるように中空モータ14をフィードバック制御することにより、クロスニコル状態になる検光子15の初期回動位置を決定する。また信号処理部21は、検光子15の回動位置を初期回動位置に定めた検光子15の回動角度を回動角度0°に初期化する。この結果、角度表示部41の状態は、図7(a)に示すように、円図形413は最も暗くなり、矢印図形411は0°を示す。同時に、数値表示部42には数値で0°が表示される。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a change in display content of the
使用者は、次に、蓋51を開けてサンプルセル12に試料溶液を注入し、蓋51を閉じた後で表示部4のスタートボタン44を押下する。図7(b)は、サンプルセル12に試料溶液が注入された状態での角度表示部41を示す。まだ測定を開始していないので、矢印図形411は0°を示したままであるものの、直線偏光の偏光面が試料溶液によって回転して受光素子16での受光量が増加するので、円図形413は明るく表示される。スタートボタン44の押下に応じて、信号処理部21は、中空モータ14のフィードバック制御を開始する。図7(c)は、旋光度の測定途中での角度表示部41を示す。検光子15の回動に応じて、矢印図形411は円図形413の中心を回動中心として回動し、現在の検光子15の回動角度を示す。同時に、数値表示部42には数値で回動角度が表示される。受光信号の強度がより小さくなるように検光子15が回動したので、円図形413は測定開始時よりも暗くなる。
Next, the user opens the
受光信号が最小となった段階で、信号処理部21は、フィードバック制御を終了し、検光子15の回動を停止させる。図7(d)は、旋光度の測定が終了した状態での角度表示部41を示す。矢印図形411は、検光子15の回動の停止に応じて回動を停止し、検光子15の最終的な回動角度、即ち試料溶液の旋光度を示す。旋光度の測定が終了した状態では、受光信号が最小となっているので、円図形413は再び最も暗くなる。信号処理部21は、検光子15の最終的な回動角度の値を、測定した旋光度の値として数値表示部42に表示する処理を行う。
At the stage where the light reception signal is minimized, the
以上詳述した如く、本発明の旋光計では、表示部4に表示する角度表示部41は、アナログ回転計として機能し、旋光度の測定中に、逐次変化する検光子15の回動角度を矢印図形411で指し示す。使用者は、角度表示部41での矢印図形411の変化から、検光子15の現在の回動角度を直感的に知ることができる。また、矢印図形411が最終的に指し示す回動角度が試料溶液の旋光度であるので、使用者は、回動角度の変化を観察することにより、旋光度の測定が終了する前に、旋光度がどの程度の値であるのかを直感的に推測することができる。また本発明の旋光計では、数値表示部42は、デジタル回転計として機能し、検光子15の回動角度を数値で示す。使用者は、数値表示部42の表示を確認することにより、旋光度の測定中における検光子15の回動角度、及び試料溶液の旋光度を正確に知ることができる。
As described above in detail, in the polarimeter of the present invention, the
また、本発明の旋光計では、角度表示部41に含まれる円図形413の明暗を受光素子16での受光量に応じて変化させることにより、旋光度測定の進捗状況を示す。例えば、円図形413が明るいほど測定開始からの経過時間が短く、円図形413が暗いほど測定終了までに必要な時間が短いことが明らかになる。また使用者は、円図形413の明暗を判断することで、測定終了までの待ち時間の目安を直感的に推測することができる。以上のように、本発明の旋光計を使用する使用者は、角度表示部41で矢印図形411が指し示す回転角度及び円図形413の明暗を視認することにより、旋光度測定中における旋光計の状態を知ることができる。
In the polarimeter of the present invention, the progress of the optical rotation measurement is shown by changing the brightness of the circular figure 413 included in the
なお、本発明における角度表示部41のデザインは、図5に示した例に限るものではなく、角度表示部41をその他のデザインで構成してもよい。図8は、角度表示部41の他のデザイン例を示す模式図である。図5に示した例では、矢印図形411が円図形413の内部に配置されているが、図8に示した例では、矢印図形411が円図形413の外周に配置されている。また本発明の旋光計は、回動する矢印図形411以外の方法で検光子15の回動角度を示し、円図形413内の明暗以外の方法で受光素子16の受光量を示す形態であってもよい。図9は、その他の方法で検光子15の回動角度及び受光素子16の受光量を示す表示部4の表示例を示す模式図である。図9(a)は、検光子15の回動角度を示す表示例を示しており、この例では、一端を回動中心として回動する針の図形によって検光子15の回動角度を示す。図9(b)は、受光素子16の受光量を示す表示例を示しており、この例では、棒グラフ状のインジケータの伸縮によって受光素子16の受光量を示す。また旋光計は、タッチパネルである表示部4に角度表示部41を表示するのではなく、検光子15の回動角度及び受光素子16の受光量を示す機械的なメータを備える形態であってもよい。これらの形態においても、本発明の効果は実現される。
In addition, the design of the
11 偏光子
12 サンプルセル
13 ファラデーコイル
14 中空モータ
15 検光子
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
4 表示部
41 角度表示部
411 矢印図形
412 角度目盛り
413 円図形
42 数値表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回動手段による前記検光子の回動に応じて回動する図形を用いて前記検光子の回動角度を示す角度表示部を備えること
を特徴とする旋光計。 An analyzer that receives linearly polarized light, a rotating unit that rotates the analyzer, and a light receiving unit that receives light transmitted through the analyzer, and the linearly polarized light after passing through a sample is the analyzer. In a polarimeter that measures the optical rotation of the sample based on the angle by which the analyzer is rotated by the rotating means so that the amount of light received by the light receiving means is minimized.
An optical rotation meter comprising an angle display unit that indicates a rotation angle of the analyzer using a figure that rotates in accordance with the rotation of the analyzer by the rotation means.
を特徴とする請求項1に記載の旋光計。 The angle display unit includes a circle figure, an angle scale along the circle, and a figure that rotates according to the rotation of the analyzer with the center point of the circle as a rotation center while pointing to the angle scale. The polarimeter according to claim 1, wherein the polarimeter is configured to display.
を特徴とする請求項1又は2に記載の旋光計。 The polarimeter according to claim 1 or 2, further comprising means for indicating an amount of light received by the light receiving means.
を特徴とする請求項2に記載の旋光計。 The apparatus according to claim 2, further comprising means for indicating the amount of light received by the light receiving means by changing light and darkness in the circle figure in gray scale according to the amount of light received by the light receiving means. Polarimeter.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の旋光計。 The polarimeter according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for numerically indicating a rotation angle of the analyzer.
Priority Applications (3)
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CN103903499A (en) * | 2014-04-18 | 2014-07-02 | 河南工业大学 | Polarimeter teaching model |
-
2009
- 2009-11-13 JP JP2009260075A patent/JP2011106871A/en active Pending
Cited By (2)
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