JP2012083311A - Polarimeter - Google Patents

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Yutaka Saijo
豊 西條
Shunsuke Murata
駿介 村田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturizable high accuracy polarimeter by constituting the polarimeter without using a Faraday cell.SOLUTION: A polarimeter generates linearly polarized light by a polarizer 14, branches the linearly polarized light, which has passed through a sample in a sample cell 16, by a beam splitter 17, makes each branched linearly polarized light pass through analyzers 21 and 31 of which directions of transmission axes are mutually different, and thereafter detects the branched linearly polarized light by detectors 23 and 33. The polarimeter rotates the polarization plane of the linearly polarized light by rotating the polarizer 14 generating the linearly polarized light by a hollow motor 15, adjusts the rotation angle so that detection amounts of the light in the analyzers 21 and 31 become to be the same, and obtains the optical rotation of the sample from the rotation angle. It is possible to highly accurately measure the optical rotation of the sample without requiring a Faraday cell, so that the polarimeter can be miniaturizable.

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。例えば、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。   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. The optical rotation per unit substance amount is a value specific to the substance. For example, the concentration of a 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.

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、試料に直線偏光を入射し、試料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、試料が直線偏光の偏光面を回転させた角度、即ち試料の旋光度を求めることができる。従来、高精度に旋光度を測定するためにファラデーセルを採用した旋光計が使用されている。   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, enters the linearly polarized light into the sample, and enters the linearly polarized light that has passed through the sample into the analyzer. The amount of light that has passed through is detected. By rotating the analyzer while detecting the amount of light that has passed through the analyzer and obtaining the rotation angle of the analyzer at which the amount of light that passes through the analyzer becomes zero, the angle at which the sample has rotated the plane of polarization of the linearly polarized light, i.e. The optical rotation of the sample can be obtained. Conventionally, a polarimeter employing a Faraday cell has been used to measure the optical rotation with high accuracy.

ファラデーセルは、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、旋光計内で、内部を直線偏光が通る位置に配置されている。ファラデーセルは、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。交流電流を供給されたファラデーセルは、内部に振動磁場を発生させ、ファラデーセル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。偏光面が揺動振動する状態では、検光子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、検光子を透過した光を検出した検出信号は交流信号となる。具体的には、直線偏光の偏光面と検光子の透過軸との交差する角度が直角に近いほど、検光子を透過する直線偏光成分が小さくなり、検出信号は小さくなる。逆に、角度が直角から離れるほど検出信号は大きくなる。回転した検光子の透過軸と偏光面の振動中心とが直交する場合は、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近くなるので、検出信号は最小となる。従って、検出信号が最小になるように検光子の回転角度を定めることによって、試料の旋光度を測定することができる。ファラデーセルを採用した旋光計は、例えば特許文献1に開示されている。   The Faraday cell has a configuration in which a Faraday glass is incorporated in a Faraday coil, and is arranged at a position where linearly polarized light passes through the inside of the polarimeter. The Faraday cell is supplied with a current to generate a magnetic field therein, and rotates the polarization plane of linearly polarized light passing through the magnetic field by the Faraday effect. The Faraday cell supplied with alternating current generates an oscillating magnetic field inside, and the polarization plane of the linearly polarized light passing through the Faraday cell changes in rotation angle and direction according to the oscillating magnetic field, and according to the alternating current. Oscillates with amplitude and frequency. In a state where the polarization plane is oscillating and oscillating, the magnitude of the linearly polarized light component parallel to the transmission axis of the analyzer varies, so that the detection signal for detecting the light transmitted through the analyzer is an AC signal. Specifically, as the angle at which the polarization plane of linearly polarized light intersects the transmission axis of the analyzer is closer to a right angle, the linearly polarized light component transmitted through the analyzer becomes smaller and the detection signal becomes smaller. Conversely, the detection signal increases as the angle increases from a right angle. When the transmission axis of the rotated analyzer and the vibration center of the polarization plane are orthogonal, the range of the angle at which the polarization plane that oscillates and the transmission axis intersects each other at a right angle so that the detection signal is minimized. . Therefore, the optical rotation of the sample can be measured by determining the rotation angle of the analyzer so that the detection signal is minimized. A polarimeter that employs a Faraday cell is disclosed, for example, in Patent Document 1.

特開平9-138231号公報JP-A-9-138231

ファラデーセルを採用した旋光計では、ファラデーセルのサイズが大きいため小型化が困難である。また、直線偏光の偏光面の振動角度が90°に近いほど旋光度の測定精度は向上するものの、消費電力の制限等のため、実際の振動角度は5°程度の小さな角度となっている。このため、従来の旋光計は測定精度の向上に限界があるという問題がある。   In a polarimeter that employs a Faraday cell, it is difficult to reduce the size because the size of the Faraday cell is large. Moreover, although the measurement accuracy of the optical rotation is improved as the vibration angle of the polarization plane of linearly polarized light is closer to 90 °, the actual vibration angle is a small angle of about 5 ° due to power consumption limitation. For this reason, the conventional polarimeter has a problem that there is a limit to improvement in measurement accuracy.

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、ファラデーセルを使用せずに旋光計を構成することにより、小型化が可能な高精度の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 a highly accurate polarimeter capable of being downsized by configuring a polarimeter without using a Faraday cell. It is to provide.

本発明に係る旋光計は、直線偏光を発生させる偏光子を備え、発生した直線偏光を試料へ入射し、試料を通過する直線偏光の偏光面が回転する角度に対応する試料の旋光度を測定する旋光計において、試料を通過した後の直線偏光を分岐させる光学部品と、分岐した一方の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通過させる第1検光子と、該第1検光子を通過した光を検出する第1検出器と、透過軸の方向が前記第1検光子と異なっており、分岐した他方の直線偏光が入射される第2検光子と、該第2検光子を通過した光を検出する第2検出器と、前記偏光子を回動させることによって、試料へ入射する前の直線偏光の偏光面を回動させる回動手段と、前記第1検出器及び前記第2検出器での光の検出量の比が所定の比となるように、前記回動手段により前記偏光面を回動させる回動角度を調整する調整手段と、該調整手段が調整した前記回動角度に基づいて、試料の旋光度を求める手段とを備えることを特徴とする。   The polarimeter according to the present invention includes a polarizer that generates linearly polarized light, and the generated linearly polarized light is incident on the sample, and the optical rotation of the sample corresponding to the angle at which the polarization plane of the linearly polarized light passing through the sample rotates is measured. An optical component that branches the linearly polarized light after passing through the sample, a first analyzer that receives one of the branched linearly polarized light and that passes the linearly polarized light component parallel to a specific transmission axis, A first detector that detects light that has passed through the first analyzer; a second analyzer that has a transmission axis direction different from that of the first analyzer and into which the other branched linearly polarized light is incident; A second detector for detecting light that has passed through the two analyzers, a rotating means for rotating the polarization plane of linearly polarized light before entering the sample by rotating the polarizer, and the first detection The ratio of the amount of light detected by the detector and the second detector is a predetermined ratio. The adjusting means for adjusting the rotation angle for rotating the polarization plane by the rotating means, and the means for determining the optical rotation of the sample based on the rotation angle adjusted by the adjusting means. It is characterized by that.

本発明においては、旋光計は、試料を通過した後の直線偏光を分岐させ、分岐した直線偏光の夫々を、互いに透過軸の方向が異なる検光子を通過させた後に検出する。更に旋光計は、直線偏光を発生させる偏光子を回動させることにより、直線偏光の偏光面を回動させ、直線偏光の検出量が所定の比になるように回動角度を調整し、回動角度から試料の旋光度を求める。これにより、ファラデーセルなしでの旋光度の測定が可能となる。   In the present invention, the polarimeter branches the linearly polarized light after passing through the sample, and detects each of the branched linearly polarized light after passing through analyzers having different transmission axis directions. Further, the polarimeter rotates the polarizer that generates linearly polarized light, thereby rotating the polarization plane of linearly polarized light, adjusting the rotation angle so that the detected amount of linearly polarized light becomes a predetermined ratio, and rotating the polarimeter. The optical rotation of the sample is obtained from the moving angle. This makes it possible to measure the optical rotation without a Faraday cell.

本発明に係る旋光計は、前記調整手段は、前記第1検出器及び前記第2検出器での光の検出量が同一になるように前記回動角度を調整するように構成してあることを特徴とする。   The polarimeter according to the present invention is configured such that the adjusting means adjusts the rotation angle so that the detected amounts of light at the first detector and the second detector are the same. It is characterized by.

本発明においては、旋光計は、二つの直線偏光の検出量の比が1:1、即ち二つの直線偏光の検出量が同一になるように偏光子の回動角度を調整することにより、試料の旋光度を測定する。   In the present invention, the polarimeter is a sample by adjusting the rotation angle of the polarizer so that the ratio of the detected amounts of the two linearly polarized lights is 1: 1, that is, the detected amounts of the two linearly polarized lights are the same. Measure the optical rotation.

本発明に係る旋光計は、前記第1検出器及び前記第2検出器は、光の検出量に応じた信号を出力するように構成してあり、前記調整手段は、前記第1検出器及び前記第2検出器から出力された信号を、第1周波数で交互に取り込むことにより、前記第1周波数で振動する第1周波数信号を生成する手段と、生成した前記第1周波数信号から、前記第1周波数の1/2の第2周波数で振動する第2周波数信号を抽出する手段と、抽出した前記第2周波数信号の大きさが最小になるように前記回動角度を調整する手段とを有することを特徴とする。   In the polarimeter according to the present invention, the first detector and the second detector are configured to output a signal corresponding to a detected amount of light, and the adjusting means includes the first detector and the second detector. Means for generating a first frequency signal that vibrates at the first frequency by alternately taking in a signal output from the second detector at a first frequency, and generating the first frequency signal from the generated first frequency signal; Means for extracting a second frequency signal that vibrates at a second frequency that is ½ of one frequency, and means for adjusting the rotation angle so that the magnitude of the extracted second frequency signal is minimized. It is characterized by that.

本発明においては、旋光計は、検光子を通過させた二つの直線偏光の検出信号を第1周波数で交互に取り込んだ第1周波数信号から、第1周波数の1/2の第2周波数で振動する第2周波数信号を抽出し、第2周波数信号の強度が最小になるように偏光子の回動角度を調整する。第2周波数信号の強度は、二つの直線偏光の検出量の差を示し、第2周波数信号の強度が最小になる場合は二つの直線偏光の検出量が同一になる。   In the present invention, the polarimeter vibrates at a second frequency that is ½ of the first frequency from the first frequency signal obtained by alternately capturing the two linearly polarized detection signals that have passed through the analyzer at the first frequency. The second frequency signal is extracted, and the rotation angle of the polarizer is adjusted so that the intensity of the second frequency signal is minimized. The intensity of the second frequency signal indicates the difference between the detected amounts of the two linearly polarized lights. When the intensity of the second frequency signal is minimized, the detected amounts of the two linearly polarized lights are the same.

本発明に係る旋光計は、前記第1検光子及び前記第2検光子の透過軸の方向が互いに90°異なっていることを特徴とする。   The polarimeter according to the present invention is characterized in that directions of transmission axes of the first analyzer and the second analyzer are different from each other by 90 °.

本発明においては、二つの検光子の透過軸の方向を互いに90°異ならせることにより、直線偏光の偏光面の回動に対する直線偏光の検出量の変化が最大となり、高精度に旋光度を測定することが可能となる。   In the present invention, by changing the directions of the transmission axes of the two analyzers by 90 ° from each other, the change in the detected amount of the linearly polarized light with respect to the rotation of the polarization plane of the linearly polarized light is maximized, and the optical rotation is measured with high accuracy. It becomes possible to do.

本発明にあっては、旋光計は、振動角度を大きくできないファラデーセルを用いた従来の旋光計に比べて、旋光度の測定精度を向上させることができる。また本発明にあっては、ファラデーセルを用いることなく高精度に旋光度を測定することができるので、旋光計を小型化することが可能となる。更に、ファラデーセルに供給する交流電流が不必要となるので、旋光計の消費電力を削減することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。   In the present invention, the polarimeter can improve the measurement accuracy of the optical rotation as compared with a conventional polarimeter using a Faraday cell whose vibration angle cannot be increased. In the present invention, since the optical rotation can be measured with high accuracy without using a Faraday cell, the polarimeter can be miniaturized. Furthermore, since the AC current supplied to the Faraday cell is unnecessary, the present invention has an excellent effect such that the power consumption of the polarimeter can be reduced.

実施の形態1に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an internal configuration of the polarimeter according to the first embodiment. 実施の形態1における検光子へ入射される直線偏光と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between linearly polarized light incident on an analyzer and a transmission axis of the analyzer in the first embodiment. 実施の形態1における信号処理部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by a signal processing unit according to Embodiment 1. 実施の形態1において、初期位置にある偏光子により生成される直線偏光の偏光面と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 1, it is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization plane of the linearly polarized light produced | generated by the polarizer in an initial position, and the transmission axis of an analyzer. 実施の形態1において、液体試料によって回転した後の直線偏光の偏光面と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 1, it is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization plane of the linearly polarized light after rotating with the liquid sample, and the transmission axis of an analyzer. 第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一になる位置まで回動した偏光子により生成される直線偏光の偏光面と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization plane of the linearly polarized light produced | generated by the polarizer rotated to the position where the intensity | strength of a 1st detection signal and a 2nd detection signal becomes the same, and the transmission axis of an analyzer. 第1検出信号及び第2検出信号を連続的に受け付ける形態の信号処理部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which the signal processing part of the form which receives a 1st detection signal and a 2nd detection signal continuously. 実施の形態2に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing an internal configuration of a polarimeter according to a second embodiment. 点灯電流の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a lighting current. 実施の形態2において、検光子へ入射される直線偏光と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 2, it is a schematic diagram which shows the relationship between the linearly polarized light which injects into an analyzer, and the transmission axis of an analyzer. 実施の形態2における信号処理部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by a signal processing unit according to Embodiment 2. 実施の形態2における検出信号の例を示す模式的特性図である。FIG. 9 is a schematic characteristic diagram illustrating an example of a detection signal in the second embodiment. 実施の形態2において、検光子へ入射される直線偏光と初期位置にある検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 2, it is a schematic diagram which shows the relationship between the linearly polarized light which injects into an analyzer, and the transmission axis of the analyzer in an initial position. 実施の形態2において、液体試料によって回転した後の直線偏光の偏光面と検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 2, it is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization plane of the linearly polarized light after rotating with the liquid sample, and the transmission axis of an analyzer. 実施の形態2において、二つの直線偏光の偏光面と検出信号の振幅が最小になる位置まで回動した検光子の透過軸との関係を示す模式図である。In Embodiment 2, it is a schematic diagram which shows the relationship between the polarization plane of two linearly polarized light, and the transmission axis of the analyzer rotated to the position where the amplitude of a detection signal becomes the minimum. 実施の形態3に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an internal configuration of a polarimeter according to a third embodiment. 実施の形態4に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an internal configuration of a polarimeter according to a fourth embodiment. 実施の形態4における検出信号の例を示す模式的特性図である。FIG. 10 is a schematic characteristic diagram showing an example of a detection signal in the fourth embodiment.

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11、干渉フィルタ12、レンズ13、偏光子14、中空モータ15、サンプルセル16、ビームスプリッタ17が光路に沿って並んで構成されている。旋光計内の光路はビームスプリッタ17によって分岐される。更に旋光計は、分岐した一方の光路に沿って検光子(第1検光子)21、レンズ22、検出器(第1検出器)23が並び、他方の光路に沿って検光子(第2検光子)31、レンズ32、検出器(第2検出器)33が並んで構成されている。光源11は、単色の光を発光するLEDであり、図示しない点灯回路から点灯用の電力を供給されて発光する。なお、光源11は、ナトリウムランプ又はハロゲンランプ等、LED以外の光源であってもよい。干渉フィルタ12は、旋光度の測定に用いる波長の光を通過させ、その他の波長の光を遮断するバンドパス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.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an internal configuration of the polarimeter according to the first embodiment. An arrow in the figure is an optical path, and the polarimeter includes a light source 11, an interference filter 12, a lens 13, a polarizer 14, a hollow motor 15, a sample cell 16, and a beam splitter 17 arranged along the optical path. The optical path in the polarimeter is branched by a beam splitter 17. Further, the polarimeter has an analyzer (first analyzer) 21, a lens 22, and a detector (first detector) 23 arranged along one branched optical path, and an analyzer (second detector) along the other optical path. A photon 31, a lens 32, and a detector (second detector) 33 are arranged side by side. The light source 11 is an LED that emits monochromatic light, and emits light when supplied with lighting power from a lighting circuit (not shown). The light source 11 may be a light source other than an LED, such as a sodium lamp or a halogen lamp. The interference filter 12 is a band-pass optical filter that allows light having a wavelength used for measurement of optical rotation to pass and blocks light having other wavelengths.

偏光子14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11が発光して干渉フィルタ12及びレンズ13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。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。中空モータ15の回転子には、中空モータ15の開口部を塞ぐ位置で偏光子14が固定されている。また中空モータ15は、モータドライバ42に接続されており、モータドライバ42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の回転子が回動することにより、回転子に固定された偏光子14が回動する。偏光子14が回動することにより、偏光子14に固有の透過軸が回動し、発生する直線偏光の偏光面が回動する。中空モータ15及びモータドライバ42は、本発明における回動手段に対応する。   The polarizer 14 is a polarizing plate that transmits only a linearly polarized light component parallel to a single transmission axis, and converts light incident from the light source 11 through the interference filter 12 and the lens 13 into linearly polarized light. To do. Thereby, linearly polarized light is generated. The hollow motor 15 is an electric motor formed in a hollow cylindrical shape, and is disposed at a position where the optical path passes through the hollow portion. The polarizer 14 is fixed to the rotor of the hollow motor 15 at a position where the opening of the hollow motor 15 is closed. The hollow motor 15 is connected to the motor driver 42 and is configured to rotate the rotor by being supplied with a drive current from the motor driver 42. As the rotor of the hollow motor 15 rotates, the polarizer 14 fixed to the rotor rotates. As the polarizer 14 rotates, the transmission axis inherent to the polarizer 14 rotates, and the plane of polarization of the linearly polarized light generated rotates. The hollow motor 15 and the motor driver 42 correspond to the rotating means in the present invention.

サンプルセル16は、液体試料が注入される透明セルであり、液体試料内を光路が通る位置に配置されている。光源11からの光を偏光子14を通過することによって発生した直線偏光は、中空モータ15の中空部分を通り、サンプルセル16へ入射される。ビームスプリッタ17は、サンプルセル16を通過した直線偏光を分岐させる光学部品である。ビームスプリッタ17は、直線偏光の偏光面の方向が変化しないように直線偏光を分岐させる構成であるのが望ましい。またビームスプリッタ17は、分岐させた二つの直線偏光の強度が等しくなる構成であることが望ましい。   The sample cell 16 is a transparent cell into which a liquid sample is injected, and is arranged at a position where an optical path passes through the liquid sample. Linearly polarized light generated by passing light from the light source 11 through the polarizer 14 passes through the hollow portion of the hollow motor 15 and enters the sample cell 16. The beam splitter 17 is an optical component that branches the linearly polarized light that has passed through the sample cell 16. The beam splitter 17 is preferably configured to branch linearly polarized light so that the direction of the polarization plane of the linearly polarized light does not change. The beam splitter 17 is preferably configured so that the intensity of two branched linearly polarized lights becomes equal.

検光子21及び31は、単一の透過軸を有する偏光板である。ビームスプリッタ17で分岐された一方の直線偏光が検光子21へ入射され、他方の直線偏光が検光子31へ入射される。検光子21又は31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21又は31を通過する。検光子21及び31は、透過軸の方向が互いに異なる方向になるように旋光計内で固定されている。具体的には、検光子21を通る光軸と検光子31を通る光軸との二つの光軸を含む平面に対する検光子21及び31の透過軸の方向が、互いに異なっている。本実施の形態においては、前記平面に対する検光子21の透過軸の方向と、前記平面に対する検光子31の透過軸の方向とは、90°異なっている。   The analyzers 21 and 31 are polarizing plates having a single transmission axis. One linearly polarized light branched by the beam splitter 17 is incident on the analyzer 21, and the other linearly polarized light is incident on the analyzer 31. Of the linearly polarized light incident on the analyzer 21 or 31, only the linearly polarized light component parallel to the transmission axis passes through the analyzer 21 or 31. The analyzers 21 and 31 are fixed in the polarimeter so that the directions of the transmission axes are different from each other. Specifically, the directions of the transmission axes of the analyzers 21 and 31 with respect to a plane including two optical axes, that is, an optical axis passing through the analyzer 21 and an optical axis passing through the analyzer 31 are different from each other. In the present embodiment, the direction of the transmission axis of the analyzer 21 with respect to the plane is different from the direction of the transmission axis of the analyzer 31 with respect to the plane by 90 °.

検光子21を通過した直線偏光は、レンズ22を経て検出器23へ入射される。また検光子31を通過した直線偏光は、レンズ32を経て検出器33へ入射される。検出器23及び33は、フォトダイオード等の受光素子を用いて構成されており、光を検出した場合に、光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。検出器23は第1検出信号を出力し、検出器33は第2検出信号を出力する。検光子21及び31は透過軸の方向が互いに異なっているので、一般的に、検光子21及び31を通過する直線偏光成分は異なり、検出器23及び33での検出量は互いに異なる。従って、一般的に、第1検出信号と第2検出信号とは強度が異なる。   The linearly polarized light that has passed through the analyzer 21 enters the detector 23 through the lens 22. The linearly polarized light that has passed through the analyzer 31 enters the detector 33 through the lens 32. The detectors 23 and 33 are configured using a light receiving element such as a photodiode, and when detecting light, output a detection signal indicating the detected amount of light in voltage. The detector 23 outputs a first detection signal, and the detector 33 outputs a second detection signal. Since the analyzers 21 and 31 have different transmission axis directions, the linearly polarized light components passing through the analyzers 21 and 31 are generally different, and the detection amounts at the detectors 23 and 33 are different from each other. Therefore, in general, the first detection signal and the second detection signal have different intensities.

図2は、実施の形態1における検光子21及び31へ入射される直線偏光と検光子21及び31の透過軸との関係を示す模式図である。図中のX軸の方向は、検光子21の透過軸に平行な方向を示し、Y軸の方向は検光子31の透過軸に平行な方向を示す。図中の矢印の方向は、直線偏光の偏光面に平行な方向を示し、矢印の長さは直線偏光の強度を示す。図2中では、第1検出信号の強度は、直線偏光の強度をX軸に射影したxの値に対応し、第2検出信号の強度は、直線偏光の強度をY軸に射影したyの値に対応する。中空モータ15によって偏光子14が回動した場合は、直線偏光の偏光面に平行な方向が変化する。即ち、図2中に示す矢印の方向が変化し、第1検出信号及び第2検出信号の強度は夫々に変化する。直線偏光に平行な方向が、X軸とY軸とのなす角を等分割する中間位置を向いた場合に、第1検出信号及び第2検出信号の強度は同一となる。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the linearly polarized light incident on the analyzers 21 and 31 and the transmission axes of the analyzers 21 and 31 in the first embodiment. The direction of the X axis in the figure indicates a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 21, and the direction of the Y axis indicates a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 31. The direction of the arrow in the figure indicates the direction parallel to the plane of polarization of linearly polarized light, and the length of the arrow indicates the intensity of linearly polarized light. In FIG. 2, the intensity of the first detection signal corresponds to the value of x obtained by projecting the intensity of linearly polarized light onto the X axis, and the intensity of the second detection signal is represented by y obtained by projecting the intensity of linearly polarized light onto the Y axis. Corresponds to the value. When the polarizer 14 is rotated by the hollow motor 15, the direction parallel to the polarization plane of linearly polarized light changes. That is, the directions of the arrows shown in FIG. 2 change, and the strengths of the first detection signal and the second detection signal change. When the direction parallel to the linearly polarized light is directed to an intermediate position that equally divides the angle formed by the X axis and the Y axis, the first detection signal and the second detection signal have the same intensity.

旋光計は、更に、検出器23及び33が出力した検出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41を備えている。信号処理部41には、図示しないアンプを介して検出器23及び33が接続されている。検出器23及び33が出力した第1検出信号及び第2検出信号は、図示しないアンプで適宜増幅された後、信号処理部41へ入力される。また信号処理部41には、モータドライバ42が接続されている。信号処理部41は、モータドライバ42を動作させるための制御信号を出力する。信号処理部41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、並びに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メモリを含んで構成されている。また信号処理部41には、旋光度の測定結果等の情報を出力するためのディスプレイ又はプリンタ等の出力部43が接続されている。   The polarimeter further includes a signal processing unit 41 that performs signal processing for controlling the operation of the polarimeter based on the detection signals output from the detectors 23 and 33. Detectors 23 and 33 are connected to the signal processing unit 41 via an amplifier (not shown). The first detection signal and the second detection signal output from the detectors 23 and 33 are appropriately amplified by an amplifier (not shown) and then input to the signal processing unit 41. A motor driver 42 is connected to the signal processing unit 41. The signal processing unit 41 outputs a control signal for operating the motor driver 42. The signal processing unit 41 is an input / output interface for inputting / outputting various signals, an arithmetic unit such as a microprocessor or an integrated circuit for executing various arithmetic processes, and a memory for storing processing programs and data necessary for signal processing It is comprised including. The signal processing unit 41 is connected to an output unit 43 such as a display or a printer for outputting information such as the optical rotation measurement result.

信号処理部41は、本発明における調整手段に対応し、中空モータ15で偏光子14を回動させる回動角度を調整する信号処理を行う。図3は、実施の形態1における信号処理部41が実行する処理の手順を示すフローチャートである。信号処理部41は、第1検出信号及び第2検出信号を所定の第1周波数で交互に取り込むことにより、第1周波数で振動する第1周波数信号を生成する(S11)。一般に、第1検出信号及び第2検出信号は強度が異なるので、第1周波数信号の包絡線は、一定ではなく、第1周波数の1/2の周波数である第2周波数で振動する。信号処理部41は、次に、第1周波数以上の周波数成分をカットするカットフィルタに第1周波数信号を通すフィルタ処理を行うことにより、第1周波数の1/2の第2周波数で振動する第2周波数信号を生成する(S12)。例えば、第1周波数を2hHzとすると、第2周波数はhHzとなる。第2周波数信号は、第1周波数信号の包絡線に相当する。第2周波数信号の強度は、第1検出信号と第2検出信号との強度差の絶対値に対応する。第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一である場合に、第2周波数信号の強度は最小となる。   The signal processing unit 41 corresponds to the adjusting means in the present invention, and performs signal processing for adjusting the rotation angle at which the polarizer 14 is rotated by the hollow motor 15. FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the signal processing unit 41 according to the first embodiment. The signal processing unit 41 generates a first frequency signal that vibrates at the first frequency by alternately taking in the first detection signal and the second detection signal at a predetermined first frequency (S11). In general, since the first detection signal and the second detection signal have different intensities, the envelope of the first frequency signal is not constant, and vibrates at a second frequency that is half the first frequency. Next, the signal processing unit 41 performs a filter process of passing the first frequency signal through a cut filter that cuts a frequency component equal to or higher than the first frequency, thereby oscillating at a second frequency that is 1/2 of the first frequency. A two-frequency signal is generated (S12). For example, if the first frequency is 2 hHz, the second frequency is hHz. The second frequency signal corresponds to the envelope of the first frequency signal. The intensity of the second frequency signal corresponds to the absolute value of the intensity difference between the first detection signal and the second detection signal. When the first detection signal and the second detection signal have the same intensity, the intensity of the second frequency signal is minimized.

信号処理部41は、次に、第2周波数信号の強度を測定し、第2周波数信号の強度は予め記憶してある所定の許容値以下であるか否かを判定する(S13)。信号処理部41は、予め、許容値として、第1検出信号の強度と第2検出信号の強度とがほぼ同一になった場合に得られる第2周波数信号の強度を記憶してある。第2周波数信号の強度が許容値を超過している場合は(S13:NO)、信号処理部41は、第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より大きいか否かを判定する(S14)。第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より大きい場合は(S14:YES)、信号処理部41は、偏光子14を、第1検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S15)。   Next, the signal processing unit 41 measures the intensity of the second frequency signal, and determines whether or not the intensity of the second frequency signal is equal to or less than a predetermined allowable value stored in advance (S13). The signal processing unit 41 stores in advance the intensity of the second frequency signal obtained when the intensity of the first detection signal and the intensity of the second detection signal are substantially the same as an allowable value. When the intensity of the second frequency signal exceeds the allowable value (S13: NO), the signal processing unit 41 determines whether or not the intensity of the first detection signal is greater than the intensity of the second detection signal ( S14). When the intensity of the first detection signal is greater than the intensity of the second detection signal (S14: YES), the signal processing unit 41 performs a process of rotating the polarizer 14 in a direction in which the intensity of the first detection signal decreases. Perform (S15).

ステップS15では、信号処理部41は、モータドライバ42に中空モータ15の回転子を第1検出信号の強度が小さくなる方向へ所定の角度だけ回動させるための制御信号をモータドライバ42へ出力する。モータドライバ42は、制御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、駆動電流に応じた方向に、駆動電流に応じた角度だけ回転子を回動させる。中空モータ15の回転子の回動により、偏光子14が回動し、直線偏光の偏光面が光軸周りに回動する。第1検出信号の強度が小さくなる方向は、図2上で矢印が原点を中心に回動してX軸から遠ざかる方向であり、直線偏光の偏光面が光軸周りに回動して偏光面に平行な方向が検光子21の透過軸に平行な方向から遠ざかる方向である。信号処理部41は、第1検出信号の強度が小さくなるような中空モータ15の回転子の回動方向を予め記憶しており、この回動方向へ偏光子14を回動させるための制御信号を出力する。   In step S15, the signal processing unit 41 outputs to the motor driver 42 a control signal for causing the motor driver 42 to rotate the rotor of the hollow motor 15 by a predetermined angle in a direction in which the intensity of the first detection signal is reduced. . The motor driver 42 supplies a drive current corresponding to the control signal to the hollow motor 15, and the hollow motor 15 rotates the rotor by an angle corresponding to the drive current in a direction corresponding to the drive current. As the rotor of the hollow motor 15 rotates, the polarizer 14 rotates, and the polarization plane of linearly polarized light rotates about the optical axis. The direction in which the intensity of the first detection signal decreases is the direction in which the arrow rotates around the origin in FIG. 2 and moves away from the X axis, and the polarization plane of linearly polarized light rotates around the optical axis. Is a direction away from a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 21. The signal processing unit 41 stores in advance the rotation direction of the rotor of the hollow motor 15 so that the intensity of the first detection signal is small, and a control signal for rotating the polarizer 14 in this rotation direction. Is output.

ステップS14で第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より小さい場合は(S14:NO)、信号処理部41は、偏光子14を、第2検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S16)。ステップS16では、信号処理部41は、モータドライバ42に中空モータ15の回転子を第2検出信号の強度が小さくなる方向へ所定の角度だけ回動させるための制御信号をモータドライバ42へ出力する。ステップS15と同様に、直線偏光の偏光面が光軸周りに回動する。第2検出信号の強度が小さくなる方向は、図2上で矢印が原点を中心に回動してY軸から遠ざかる方向であり、直線偏光の偏光面が光軸周りに回動して偏光面に平行な方向が検光子31の透過軸に平行な方向から遠ざかる方向である。信号処理部41は、第2検出信号の強度が小さくなるような中空モータ15の回転子の回動方向を予め記憶しており、この回動方向へ偏光子14を回動させるための制御信号を出力する。即ち、偏光子14はステップS15とは逆方向へ回動する。   When the intensity of the first detection signal is smaller than the intensity of the second detection signal in step S14 (S14: NO), the signal processing unit 41 rotates the polarizer 14 in a direction in which the intensity of the second detection signal is decreased. (S16). In step S <b> 16, the signal processing unit 41 outputs, to the motor driver 42, a control signal for causing the motor driver 42 to rotate the rotor of the hollow motor 15 by a predetermined angle in a direction in which the intensity of the second detection signal decreases. . Similar to step S15, the polarization plane of linearly polarized light rotates around the optical axis. The direction in which the intensity of the second detection signal decreases is the direction in which the arrow rotates about the origin and moves away from the Y axis in FIG. 2, and the polarization plane of linearly polarized light rotates about the optical axis and is polarized. Is a direction away from a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 31. The signal processing unit 41 stores in advance the rotation direction of the rotor of the hollow motor 15 so that the intensity of the second detection signal is small, and a control signal for rotating the polarizer 14 in this rotation direction. Is output. That is, the polarizer 14 rotates in the direction opposite to that in step S15.

ステップS15又はS16が終了した後は、信号処理部41は、処理をステップS11へ戻す。信号処理部41は、第2周波数信号の強度が許容値以下となるまで、ステップS11〜S16の処理を繰り返す。ステップS13で第2周波数信号の強度が許容値以下である場合は(S13:YES)、信号処理部41は、偏光子14を回動させる処理を終了する。第2周波数信号の強度が許容値以下となった状態は、第2周波数信号の強度が最小であり、第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一、即ち検出器23及び33での光の検出量が同一になった状態である。処理の終了により、偏光子14の回動は停止し、偏光子14により生成される直線偏光の偏光面は固定される。なお、信号処理部41は、ステップS15又はS16の処理で、偏光子14を同じ角度だけ回動させるのではなく、第1検出信号と第2検出信号との強度差が小さいほど小さくなる角度だけ偏光子14を回動させる処理を行ってもよい。また信号処理部41は、ステップS13で第2周波数信号の強度が最小値となるまでステップS11〜S16を繰り返す処理を行ってもよい。   After step S15 or S16 ends, the signal processing unit 41 returns the process to step S11. The signal processing unit 41 repeats the processes of steps S11 to S16 until the intensity of the second frequency signal becomes equal to or less than the allowable value. When the intensity of the second frequency signal is equal to or smaller than the allowable value in step S13 (S13: YES), the signal processing unit 41 ends the process of rotating the polarizer 14. When the intensity of the second frequency signal is equal to or lower than the allowable value, the intensity of the second frequency signal is the minimum, and the first detection signal and the second detection signal have the same intensity, that is, light from the detectors 23 and 33. This is a state in which the detected amount is the same. At the end of the processing, the rotation of the polarizer 14 is stopped, and the polarization plane of the linearly polarized light generated by the polarizer 14 is fixed. The signal processing unit 41 does not rotate the polarizer 14 by the same angle in the processing of step S15 or S16, but only an angle that becomes smaller as the intensity difference between the first detection signal and the second detection signal is smaller. A process of rotating the polarizer 14 may be performed. Further, the signal processing unit 41 may perform processing of repeating steps S11 to S16 until the strength of the second frequency signal becomes the minimum value in step S13.

信号処理部41は、サンプルセル16に液体試料が注入される前の段階で、ステップS11〜S16の処理を実行することにより、中空モータ15によって回動される偏光子14の初期位置を定める処理を行う。図4は、実施の形態1において、初期位置にある偏光子14により生成される直線偏光の偏光面と検光子21及び31の透過軸との関係を示す模式図である。直線偏光の偏光面に平行な方向を示す矢印の方向は、X軸とY軸とのなす角を等分割する中間位置を向いている。このとき、xの値とyの値は同一となる。即ち、第1検出信号及び第2検出信号の強度は同一となる。なお、信号処理部41は、偏光子14の初期位置を予め記憶しておき、偏光子14を初期位置へ回動させる処理を行ってもよい。   The signal processing unit 41 determines the initial position of the polarizer 14 rotated by the hollow motor 15 by executing the processes of steps S11 to S16 before the liquid sample is injected into the sample cell 16. I do. FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the polarization plane of linearly polarized light generated by the polarizer 14 in the initial position and the transmission axes of the analyzers 21 and 31 in the first embodiment. The direction of the arrow indicating the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light faces the intermediate position that equally divides the angle formed by the X axis and the Y axis. At this time, the value of x is the same as the value of y. That is, the first detection signal and the second detection signal have the same intensity. The signal processing unit 41 may store the initial position of the polarizer 14 in advance and perform a process of rotating the polarizer 14 to the initial position.

旋光性を有する液体試料がサンプルセル16に注入された場合、サンプルセル16中の液体試料を直線偏光が通過する際に偏光面が回転し、検出器23及び33が検出する光の検出量が変化する。図5は、実施の形態1において、液体試料によって回転した後の直線偏光の偏光面と検光子21及び31の透過軸との関係を示す模式図である。図5中には、中間位置を破線矢印で示している。図5に示すように、サンプルセル16中の液体試料は、直線偏光の偏光面を、中間位置から角度αだけ回転させる。直線偏光の偏光面が回転した角度αが、液体試料の旋光度αである。   When a liquid sample having optical rotation is injected into the sample cell 16, the plane of polarization rotates when linearly polarized light passes through the liquid sample in the sample cell 16, and the detection amount of light detected by the detectors 23 and 33 is reduced. Change. FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the polarization plane of linearly polarized light after being rotated by the liquid sample and the transmission axes of the analyzers 21 and 31 in the first embodiment. In FIG. 5, the intermediate position is indicated by a broken line arrow. As shown in FIG. 5, the liquid sample in the sample cell 16 rotates the polarization plane of linearly polarized light by an angle α from the intermediate position. The angle α at which the polarization plane of linearly polarized light is rotated is the optical rotation α of the liquid sample.

信号処理部41は、サンプルセル16に液体試料が注入された状態で、ステップS11〜S16の処理を実行することにより、第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一になる位置まで中空モータ15によって偏光子14を回動させる処理を行う。図6は、第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一になる位置まで回動した偏光子14により生成される直線偏光の偏光面と検光子21及び31の透過軸との関係を示す模式図である。図6中には、偏光子14を回動させる前の直線偏光の偏光面を破線矢印で示している。偏光子14は、第1検出信号及び第2検出信号の強度が同一になる位置まで回動することにより、初期位置から角度−αだけ回動する。信号処理部41は、ステップS11〜S16の処理で偏光子14を回動させた角度を積算することにより、初期位置から偏光子14が回動した角度−αを計測する。信号処理部41は、計測した角度−αに−1を乗ずることにより、液体試料の旋光度αを計算し、出力部43に旋光度αの測定結果を出力させる処理を行う。以上の処理により、旋光計は、液体試料の旋光度を測定する。なお、信号処理部41は、更に、旋光度αから液体試料の溶質の比旋光度を計算して出力する処理、又は比旋光度から液体試料の溶質の濃度を計算して出力する処理を行ってもよい。   The signal processing unit 41 performs a process of steps S11 to S16 in a state where a liquid sample is injected into the sample cell 16, thereby performing a hollow motor to a position where the first detection signal and the second detection signal have the same intensity. 15 is used to rotate the polarizer 14. FIG. 6 shows the relationship between the polarization plane of linearly polarized light generated by the polarizer 14 rotated to a position where the intensities of the first detection signal and the second detection signal become the same, and the transmission axes of the analyzers 21 and 31. It is a schematic diagram. In FIG. 6, the polarization plane of linearly polarized light before rotating the polarizer 14 is indicated by a broken line arrow. The polarizer 14 is rotated by an angle −α from the initial position by rotating to a position where the first detection signal and the second detection signal have the same intensity. The signal processing unit 41 measures the angle −α at which the polarizer 14 is rotated from the initial position by integrating the angles at which the polarizer 14 is rotated in the processes of steps S11 to S16. The signal processing unit 41 performs a process of calculating the optical rotation α of the liquid sample by multiplying the measured angle −α by −1 and causing the output unit 43 to output the measurement result of the optical rotation α. With the above processing, the polarimeter measures the optical rotation of the liquid sample. The signal processing unit 41 further performs a process of calculating and outputting the specific rotation of the solute of the liquid sample from the optical rotation α, or a process of calculating and outputting the concentration of the solute of the liquid sample from the specific rotation. May be.

以上詳述した如く、本実施の形態に係る旋光計は、液体試料を通過した後の直線偏光を分岐させ、分岐した直線偏光の夫々を、互いに透過軸の方向が異なる検光子を通過させた後に検出する。更に旋光計は、直線偏光を発生させる偏光子14を中空モータ15で回動させることにより、直線偏光の偏光面を回動させ、直線偏光の検出量が同一になるように回動角度を調整し、回動角度から液体試料の旋光度を求める。検光子21と検光子31とで透過軸の方向を90°異ならせることができるので、直線偏光の偏光面の回転に対する検出器23及び33での検出量の変化が最大となる。このとき、直線偏光の偏光面の回転に対する第1検出信号及び第2検出信号の強度変化が最大となり、直線偏光の偏光面の方向の変化を高精度で検出することができる。このため、本発明では、ファラデーセルを用いて直線偏光の偏光面の振動角度を90°にした場合と同等の精度で旋光度を測定することができる。従って、実際には振動角度を5°程度にしかできないファラデーセルを用いた従来の旋光計に比べて、本実施の形態に係る旋光計は、旋光度の測定精度を向上させることができる。   As described above in detail, the polarimeter according to the present embodiment branches the linearly polarized light after passing through the liquid sample, and passes each of the branched linearly polarized light through analyzers having different transmission axis directions. Detect later. Furthermore, the polarimeter rotates the polarizer 14 that generates linearly polarized light with the hollow motor 15, thereby rotating the polarization plane of the linearly polarized light and adjusting the rotation angle so that the detected amount of linearly polarized light is the same. Then, the optical rotation of the liquid sample is obtained from the rotation angle. Since the directions of the transmission axes of the analyzer 21 and the analyzer 31 can be different from each other by 90 °, the change in the detection amount by the detectors 23 and 33 with respect to the rotation of the polarization plane of the linearly polarized light is maximized. At this time, the intensity change of the first detection signal and the second detection signal with respect to the rotation of the polarization plane of the linearly polarized light becomes the maximum, and the change in the direction of the polarization plane of the linearly polarized light can be detected with high accuracy. For this reason, in this invention, an optical rotation can be measured with the same precision as the case where the vibration angle of the polarization plane of a linearly polarized light is set to 90 degrees using a Faraday cell. Therefore, in comparison with the conventional polarimeter using a Faraday cell whose vibration angle can only be about 5 °, the polarimeter according to the present embodiment can improve the measurement accuracy of the optical rotation.

また本実施の形態に係る旋光計は、ファラデーセルを用いることなく高精度に旋光度を測定することができる。ビームスプリッタ17等の直線偏光を分岐して夫々に検出するために必要な部品に必要なスペースは、ファラデーセルに必要なスペースよりも小さいので、旋光計を小型化することが可能となる。また、ファラデーセルに供給する交流電流が不必要となるので、旋光計の消費電力を削減することが可能となる。   The polarimeter according to the present embodiment can measure the optical rotation with high accuracy without using a Faraday cell. Since the space necessary for the components necessary for branching and detecting the linearly polarized light such as the beam splitter 17 is smaller than the space required for the Faraday cell, the polarimeter can be miniaturized. In addition, since no AC current is supplied to the Faraday cell, the power consumption of the polarimeter can be reduced.

なお、以上の実施の形態においては、信号処理部41は第1検出信号及び第2検出信号を第1周波数で交互に取り込む形態を示したが、これに限るものではなく、旋光計は、信号処理部41で第1検出信号及び第2検出信号を連続的に受け付ける形態であってもよい。図7は、第1検出信号及び第2検出信号を連続的に受け付ける形態の信号処理部41が実行する処理の手順を示すフローチャートである。信号処理部41は、検出器23及び33から第1検出信号及び第2検出信号を受け付け、第1検出信号と第2検出信号との強度差を計算する(S21)。信号処理部41は、次に、計算した強度差の絶対値は予め記憶してある所定の許容値以下であるか否かを判定する(S22)。強度差の絶対値が許容値を超過している場合は(S22:NO)、信号処理部41は、第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より大きいか否かを判定する(S23)。第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より大きい場合は(S23:YES)、信号処理部41は、偏光子14を、第1検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S24)。第1検出信号の強度が第2検出信号の強度より小さい場合は(S23:NO)、信号処理部41は、偏光子14を、第2検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S25)。ステップS24又はS25が終了した後は、信号処理部41は、処理をステップS21へ戻す。ステップS22で強度差の絶対値が許容値以下である場合は(S22:YES)、信号処理部41は、偏光子14を回動させる処理を終了する。なお、信号処理部41は、ステップS22で強度差の絶対値が最小値となるまでステップS21〜S25を繰り返す処理を行ってもよい。信号処理部14が以上の処理を行う形態においても、液体試料の旋光度を高精度に測定することができる。   In the above embodiment, the signal processing unit 41 has shown a mode in which the first detection signal and the second detection signal are alternately captured at the first frequency. However, the present invention is not limited to this. The processing unit 41 may continuously receive the first detection signal and the second detection signal. FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the signal processing unit 41 configured to continuously receive the first detection signal and the second detection signal. The signal processing unit 41 receives the first detection signal and the second detection signal from the detectors 23 and 33, and calculates the intensity difference between the first detection signal and the second detection signal (S21). Next, the signal processing unit 41 determines whether or not the calculated absolute value of the intensity difference is equal to or less than a predetermined allowable value stored in advance (S22). When the absolute value of the intensity difference exceeds the allowable value (S22: NO), the signal processing unit 41 determines whether or not the intensity of the first detection signal is greater than the intensity of the second detection signal (S23). ). When the intensity of the first detection signal is greater than the intensity of the second detection signal (S23: YES), the signal processing unit 41 performs a process of rotating the polarizer 14 in a direction in which the intensity of the first detection signal decreases. Perform (S24). When the intensity of the first detection signal is smaller than the intensity of the second detection signal (S23: NO), the signal processing unit 41 performs a process of rotating the polarizer 14 in a direction in which the intensity of the second detection signal decreases. Perform (S25). After step S24 or S25 ends, the signal processing unit 41 returns the process to step S21. When the absolute value of the intensity difference is equal to or smaller than the allowable value in step S22 (S22: YES), the signal processing unit 41 ends the process of rotating the polarizer 14. Note that the signal processing unit 41 may perform processing of repeating steps S21 to S25 until the absolute value of the intensity difference becomes the minimum value in step S22. Even in the form in which the signal processing unit 14 performs the above processing, the optical rotation of the liquid sample can be measured with high accuracy.

また本実施の形態においては、検光子21と検光子31とで透過軸の方向を90°異ならせた形態を示したが、旋光計は、検光子21と検光子31とで透過軸の方向が異なっていれば良く、透過軸の方向の違いは90°以外の角度であってもよい。また本実施の形態においては、検出器23及び33での直線偏光の検出量が同一になるように偏光子14を回動させることによって旋光度を測定する形態を示したが、旋光計は、検出量の比が所定の比となるように偏光子14を回動させる形態であってもよい。例えば、旋光計は、第1検出信号の強度と第2検出信号の強度との比が1:2等の1:1以外の所定の比となるように偏光子14を回動させることによって旋光度を測定する形態であってもよい。この形態においても、旋光計は、液体試料の旋光度を高精度に測定することができる。また本実施の形態においては、偏光子14を中空モータ15で回動させる形態を示したが、旋光計は、歯車等の中空モータ15以外の手段で偏光子14を回動させる形態であってもよい。また旋光計は、液体試料に限らず、個体等の液体以外の状態の試料について旋光度を測定できる形態であってもよい。   In the present embodiment, the analyzer 21 and the analyzer 31 have different transmission axis directions by 90 °. However, the polarimeter is configured so that the analyzer 21 and the analyzer 31 have transmission axis directions. May be different, and the difference in the direction of the transmission axis may be an angle other than 90 °. In the present embodiment, the optical rotation is measured by rotating the polarizer 14 so that the detection amounts of linearly polarized light at the detectors 23 and 33 are the same. The polarizer 14 may be rotated so that the ratio of the detection amounts becomes a predetermined ratio. For example, the optical rotation meter rotates the polarizer 14 so that the ratio between the intensity of the first detection signal and the intensity of the second detection signal is a predetermined ratio other than 1: 1 such as 1: 2. The form which measures a degree may be sufficient. Also in this form, the polarimeter can measure the optical rotation of the liquid sample with high accuracy. Moreover, in this Embodiment, although the form which rotates the polarizer 14 with the hollow motor 15 was shown, a polarimeter is a form which rotates the polarizer 14 by means other than the hollow motors 15, such as a gearwheel. Also good. In addition, the polarimeter is not limited to a liquid sample, and may have a form in which the optical rotation can be measured for a sample in a state other than liquid such as an individual.

(実施の形態2)
図8は、実施の形態2に係る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、ハーフミラー55、レンズ56、干渉フィルタ57、サンプルセル58、検光子59、中空モータ60、レンズ61及び検出器62が光路に沿って並んで構成されている。ハーフミラー55は、入射された二つの光路を合流させる光学部品である。旋光計内では、二つの光路がハーフミラー55によって合流するように光路が構成されている。旋光計は、更に、ハーフミラー55によって合流する一方の光路に沿って光源51及び偏光子53が並び、他方の光路に沿って光源52及び偏光子54が並んで構成されている。光源51及び52は、単色の光を発光するLEDである。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a configuration diagram showing an internal configuration of the polarimeter according to the second embodiment. The arrow in the figure is the optical path, and the polarimeter has a half mirror 55, a lens 56, an interference filter 57, a sample cell 58, an analyzer 59, a hollow motor 60, a lens 61, and a detector 62 arranged side by side along the optical path. Has been. The half mirror 55 is an optical component that joins two incident optical paths. In the polarimeter, the optical path is configured so that the two optical paths are joined by the half mirror 55. The polarimeter further includes a light source 51 and a polarizer 53 arranged along one optical path joined by a half mirror 55, and a light source 52 and a polarizer 54 arranged along the other optical path. The light sources 51 and 52 are LEDs that emit monochromatic light.

偏光子53及び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る。偏光子53及び54は、偏光子53を通る光軸と偏光子54を通る光軸との二つの光軸を含む平面に対する偏光子53及び54の透過軸の方向が互いに異なる方向になるように、旋光計内で固定されている。偏光子53及び54の透過軸の方向は、例えば、0.5°〜20°程度異なっている。光源51からの光が偏光子53を通過することによって発生する直線偏光と、光源52からの光が偏光子54を通過することによって発生する直線偏光とは、互いに偏光面の方向が異なっている。互いに偏光面の方向が異なった二つの直線偏光は、ハーフミラー55によって光路が合流する。光源51及び52の輝度、偏光子53及び54の透過率、並びにハーフミラー55の透過率及び反射率は、ハーフミラー55によって光路が合流する二つの直線偏光の明るさが同一になるように調整されている。ハーフミラー55を通過した直線偏光は、レンズ56及び干渉フィルタ57を通過し、サンプルセル58へ入射される。サンプルセル58を通過した直線偏光は、検光子59へ入射される。   The polarizers 53 and 54 are polarizing plates that transmit only a linearly polarized light component parallel to a single transmission axis. The polarizers 53 and 54 are arranged such that the directions of the transmission axes of the polarizers 53 and 54 are different from each other with respect to a plane including two optical axes, that is, an optical axis passing through the polarizer 53 and an optical axis passing through the polarizer 54. It is fixed in the polarimeter. The directions of the transmission axes of the polarizers 53 and 54 differ, for example, by about 0.5 ° to 20 °. Linearly polarized light generated when light from the light source 51 passes through the polarizer 53 and linearly polarized light generated when light from the light source 52 passes through the polarizer 54 have different polarization plane directions. . The optical paths of two linearly polarized light having different polarization plane directions are joined by the half mirror 55. The brightness of the light sources 51 and 52, the transmittance of the polarizers 53 and 54, and the transmittance and reflectance of the half mirror 55 are adjusted by the half mirror 55 so that the brightness of the two linearly polarized lights that join the optical path is the same. Has been. The linearly polarized light that has passed through the half mirror 55 passes through the lens 56 and the interference filter 57 and enters the sample cell 58. The linearly polarized light that has passed through the sample cell 58 is incident on the analyzer 59.

検光子59は、単一の透過軸を有する偏光板である。検光子59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59を通過する。中空モータ60の回転子には、中空モータ60の開口部を塞ぐ位置に検光子59が固定されている。また中空モータ60は、モータドライバ72に接続されている。中空モータ60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59が回動する。検光子59が回動することにより、検光子59へ入射する直線偏光の偏光面と検光子59の透過軸とが交差する角度が変化し、検光子59を通過できる直線偏光成分が変化する。従って、検光子59の回動により、検光子59を通過する直線偏光の光量が変化する。検光子59を通過した直線偏光は、中空モータ60の中空部分を通り、レンズ61を通過し、検出器62へ入射される。検出器62は、光を検出した場合に、光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。   The analyzer 59 is a polarizing plate having a single transmission axis. Of the linearly polarized light incident on the analyzer 59, only the linearly polarized light component parallel to the transmission axis passes through the analyzer 59. An analyzer 59 is fixed to the rotor of the hollow motor 60 at a position where the opening of the hollow motor 60 is closed. The hollow motor 60 is connected to a motor driver 72. As the rotor of the hollow motor 60 rotates, the analyzer 59 fixed to the rotor rotates. As the analyzer 59 rotates, the angle at which the plane of polarization of linearly polarized light incident on the analyzer 59 intersects the transmission axis of the analyzer 59 changes, and the linearly polarized light component that can pass through the analyzer 59 changes. Therefore, the amount of linearly polarized light passing through the analyzer 59 changes as the analyzer 59 rotates. The linearly polarized light that has passed through the analyzer 59 passes through the hollow portion of the hollow motor 60, passes through the lens 61, and is incident on the detector 62. When detecting the light, the detector 62 outputs a detection signal indicating the detected amount of light in voltage.

旋光計は、更に、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71を備えている。信号処理部71には、図示しないアンプを介して検出器62が接続されている。検出器62が出力した検出信号は、図示しないアンプで適宜増幅された後、信号処理部71へ入力される。また信号処理部71には、モータドライバ72及び出力部73が接続されている。   The polarimeter further includes a signal processing unit 71 that performs signal processing for controlling the operation of the polarimeter. A detector 62 is connected to the signal processing unit 71 via an amplifier (not shown). The detection signal output from the detector 62 is appropriately amplified by an amplifier (not shown) and then input to the signal processing unit 71. A motor driver 72 and an output unit 73 are connected to the signal processing unit 71.

更に信号処理部71には、光源51及び52を点灯させる点灯回路74が接続されている。点灯回路74は、光源51を点灯させるための点灯電流を所定の周波数で光源51へ供給する。また点灯回路74は、光源51と同一の周波数で逆位相の点灯電流を光源52へ供給する。図9は、点灯電流の例を示す模式図である。点灯電流は、所定の周波数でオンとオフとの状態が交互に繰り返される交流電流である。光源51へ供給する点灯電流と光源52へ供給する点灯電流とは、周波数は同一で互いに逆位相となっている。光源51及び52は、点灯回路74から点灯電流を供給されることにより、点灯電流と同じ周波数で交互に点灯する。なお、図9には、点灯電流の例として矩形波状の電流を示しているが、点灯回路74が光源51及び52へ供給する点灯電流は正弦波状又は三角波状の電流であってもよい。   Further, a lighting circuit 74 that lights the light sources 51 and 52 is connected to the signal processing unit 71. The lighting circuit 74 supplies a lighting current for lighting the light source 51 to the light source 51 at a predetermined frequency. The lighting circuit 74 supplies a lighting current having the same frequency as that of the light source 51 and having a reverse phase to the light source 52. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a lighting current. The lighting current is an alternating current in which an on state and an off state are alternately repeated at a predetermined frequency. The lighting current supplied to the light source 51 and the lighting current supplied to the light source 52 have the same frequency and have opposite phases. The light sources 51 and 52 are alternately lit at the same frequency as the lighting current when supplied with the lighting current from the lighting circuit 74. Although FIG. 9 shows a rectangular wave current as an example of the lighting current, the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light sources 51 and 52 may be a sine wave or a triangular wave current.

検出器62は、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光と、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光とを検出する。二つの直線偏光は偏光面が異なるので、一般的に、検光子59を通過する成分の大きさは互いに異なり、検出器62が検出する二つの直線偏光の検出量は互いに異なる。光源51及び52は点灯電流の周波数で交互に点灯するので、検出器62での検出量は点灯電流と同一の周波数で変動し、検出器62が出力する検出信号は点灯電流と同一の周波数で変動する交流信号となる。また中空モータ60により検光子59が回動した場合、検光子59を通過する直線偏光の光量が変化するので、検出信号の振幅が変化する。   The detector 62 detects the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53 and the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54. Since the polarization planes of the two linearly polarized lights are different, generally, the magnitudes of the components passing through the analyzer 59 are different from each other, and the detection amounts of the two linearly polarized lights detected by the detector 62 are different from each other. Since the light sources 51 and 52 are alternately lit at the frequency of the lighting current, the amount detected by the detector 62 varies at the same frequency as the lighting current, and the detection signal output by the detector 62 has the same frequency as the lighting current. It becomes a fluctuating AC signal. When the analyzer 59 is rotated by the hollow motor 60, the amount of linearly polarized light passing through the analyzer 59 changes, so that the amplitude of the detection signal changes.

図10は、実施の形態2において、検光子59へ入射される直線偏光と検光子59の透過軸との関係を示す模式図である。図中の矢印Uの方向は、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向を示し、矢印Uの長さは直線偏光の強度を示す。また図中の矢印Vの方向は、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向を示し、矢印Vの長さは直線偏光の強度を示す。また図中の矢印Zの方向は、検光子59の透過軸に平行な方向を示す。光源51及び偏光子53により生成された直線偏光が検光子59を通過して検出器62で検出されたときの検出信号の強度は、矢印Uを矢印Z上に射影したuの値に対応する。光源52及び偏光子54により生成された直線偏光が検光子59を通過して検出器62で検出されたときの検出信号の強度は、矢印Vを矢印Z上に射影したvの値に対応する。また検出信号の振幅は、uの値とvの値との差の絶対値に対応する。中空モータ60により検光子59が回動するに従って、矢印Zの方向は変化する。矢印Zの方向が矢印Uと矢印Vとのなす角を等分割する中間位置を向いた場合に、uの値とvの値とは同一となり、検出信号の振幅はほぼゼロの最小値となる。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between the linearly polarized light incident on the analyzer 59 and the transmission axis of the analyzer 59 in the second embodiment. The direction of the arrow U in the figure indicates the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53, and the length of the arrow U indicates the intensity of the linearly polarized light. Moreover, the direction of the arrow V in the figure indicates the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54, and the length of the arrow V indicates the intensity of the linearly polarized light. Further, the direction of the arrow Z in the figure indicates a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59. The intensity of the detection signal when the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53 passes through the analyzer 59 and is detected by the detector 62 corresponds to the value of u obtained by projecting the arrow U onto the arrow Z. . The intensity of the detection signal when the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54 passes through the analyzer 59 and is detected by the detector 62 corresponds to the value of v obtained by projecting the arrow V onto the arrow Z. . The amplitude of the detection signal corresponds to the absolute value of the difference between the u value and the v value. As the analyzer 59 is rotated by the hollow motor 60, the direction of the arrow Z changes. When the direction of the arrow Z is directed to an intermediate position where the angle between the arrow U and the arrow V is equally divided, the value of u is the same as the value of v, and the amplitude of the detection signal is a minimum value of almost zero. .

信号処理部71は、中空モータ60で検光子59を回動させる回動角度を調整する信号処理を行う。図11は、実施の形態2における信号処理部71が実行する処理の手順を示すフローチャートである。信号処理部71は、点灯回路74に所定の周波数で交互に光源51及び52を点灯させ、検出器62からの検出信号を取得する(S31)。信号処理部71は、次に、検出信号の振幅を測定し、検出信号の振幅は予め記憶してある所定の許容値以下であるか否かを判定する(S32)。信号処理部71は、予め、許容値として、検出信号の振幅がゼロになったとみなせる値を記憶してある。   The signal processing unit 71 performs signal processing for adjusting the rotation angle at which the analyzer 59 is rotated by the hollow motor 60. FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of processes executed by the signal processing unit 71 according to the second embodiment. The signal processing unit 71 causes the lighting circuit 74 to alternately turn on the light sources 51 and 52 at a predetermined frequency, and acquires a detection signal from the detector 62 (S31). Next, the signal processing unit 71 measures the amplitude of the detection signal, and determines whether or not the amplitude of the detection signal is equal to or less than a predetermined allowable value stored in advance (S32). The signal processing unit 71 stores in advance a value that can be considered that the amplitude of the detection signal has become zero as an allowable value.

図12は、実施の形態2における検出信号の例を示す模式的特性図である。図12の横軸は時間であり、縦軸は検出信号の信号強度である。図12Aは、検光子59の透過軸に平行な方向が、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向よりも、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向に近い場合を示す。この場合、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光が検光子59を通過する成分は、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光よりも強度が大である。このため、検出信号は、図9に示す如き点灯回路74から光源51へ供給する点灯電流と同位相の信号となる。   FIG. 12 is a schematic characteristic diagram illustrating an example of a detection signal in the second embodiment. The horizontal axis in FIG. 12 is time, and the vertical axis is the signal strength of the detection signal. FIG. 12A shows the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53 in a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 rather than the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54. The case where it is close to the direction parallel to the plane of polarization is shown. In this case, the component in which the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53 passes through the analyzer 59 has a higher intensity than the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54. Therefore, the detection signal is a signal having the same phase as the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light source 51 as shown in FIG.

図12Bは、検光子59の透過軸に平行な方向が、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向よりも、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向に近い場合を示す。この場合、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光が検光子59を通過する成分は、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光よりも強度が大である。このため、検出信号は、点灯回路74から光源51へ供給する点灯電流と逆位相の信号となる。図12Cは、検光子59の透過軸に平行な方向が、二つの直線偏光の偏光面に平行な方向の中間位置にある場合を示す。二つの直線偏光が検光子59を通過する成分の強度は同一であるので、夫々の直線偏光に対応する検出信号の強度は同一となり、検出信号の振幅はゼロとなる。   FIG. 12B shows the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54 in a direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 rather than the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53. The case where it is close to the direction parallel to the plane of polarization is shown. In this case, the component in which the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54 passes through the analyzer 59 has a higher intensity than the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53. Therefore, the detection signal is a signal having a phase opposite to that of the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light source 51. FIG. 12C shows a case where the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 is at an intermediate position between the directions parallel to the polarization planes of the two linearly polarized light. Since the intensity of the components of the two linearly polarized light passing through the analyzer 59 is the same, the intensity of the detection signal corresponding to each linearly polarized light is the same, and the amplitude of the detection signal is zero.

ステップS32で検出信号の振幅が許容値を超過している場合は(S32:NO)、信号処理部71は、検出信号と点灯回路74から光源51へ供給する点灯電流とが同位相であるか否かを判定する(S33)。検出信号と点灯回路74から光源51へ供給する点灯電流とが同位相である場合は(S33:YES)、信号処理部71は、検光子59を、光源51への点灯電流と同位相の検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S34)。   If the amplitude of the detection signal exceeds the allowable value in step S32 (S32: NO), the signal processing unit 71 determines whether the detection signal and the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light source 51 are in phase. It is determined whether or not (S33). When the detection signal and the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light source 51 have the same phase (S33: YES), the signal processing unit 71 detects the analyzer 59 in the same phase as the lighting current to the light source 51. A process of rotating in a direction in which the signal intensity decreases is performed (S34).

ステップS34では、信号処理部71は、モータドライバ72に中空モータ60の回転子を光源51への点灯電流と同位相の検出信号の強度が小さくなる方向へ所定の角度だけ回動させるための制御信号をモータドライバ72へ出力する。モータドライバ72は、制御信号に応じた駆動電流を中空モータ60へ供給し、中空モータ60は、駆動電流に応じた方向に、駆動電流に応じた角度だけ回転子を回動させる。中空モータ60の回転子の回動により、検光子59が回動する。光源51への点灯電流と同位相の検出信号の強度が小さくなる方向は、図10上で矢印Zが原点を中心に回動して矢印Uから遠ざかる方向である。またこの方向は、検光子59の透過軸に平行な方向が、光源51及び偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向から遠ざかる方向である。信号処理部71は、光源51への点灯電流と同位相の検出信号の強度が小さくなるような中空モータ60の回転子の回動方向を予め記憶しており、この回動方向へ検光子59を回動させるための制御信号を出力する。   In step S34, the signal processing unit 71 causes the motor driver 72 to rotate the rotor of the hollow motor 60 by a predetermined angle in a direction in which the intensity of the detection signal having the same phase as the lighting current to the light source 51 is reduced. A signal is output to the motor driver 72. The motor driver 72 supplies a drive current corresponding to the control signal to the hollow motor 60, and the hollow motor 60 rotates the rotor by an angle corresponding to the drive current in a direction corresponding to the drive current. The analyzer 59 is rotated by the rotation of the rotor of the hollow motor 60. The direction in which the intensity of the detection signal having the same phase as the lighting current to the light source 51 decreases is the direction in which the arrow Z rotates about the origin and moves away from the arrow U in FIG. Further, this direction is a direction in which the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 moves away from the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 51 and the polarizer 53. The signal processing unit 71 stores in advance the rotation direction of the rotor of the hollow motor 60 so that the intensity of the detection signal having the same phase as the lighting current to the light source 51 is small. A control signal for rotating is output.

ステップS33で検出信号と点灯回路74から光源51へ供給する点灯電流とが逆位相である場合は(S33:NO)、信号処理部71は、検光子59を、光源51への点灯電流と逆位相の検出信号の強度が小さくなる方向へ回動させる処理を行う(S35)。ステップS35では、信号処理部71は、モータドライバ72に中空モータ60の回転子を光源51への点灯電流と逆位相の検出信号の強度が小さくなる方向へ所定の角度だけ回動させるための制御信号をモータドライバ72へ出力する。ステップS34と同様に、検光子59が回動する。光源51への点灯電流と逆位相の検出信号の強度が小さくなる方向は、図10上で矢印Zが原点を中心に回動して矢印Vから遠ざかる方向である。またこの方向は、検光子59の透過軸に平行な方向が、光源52及び偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向から遠ざかる方向である。信号処理部71は、光源51への点灯電流と逆位相の検出信号の強度が小さくなるような中空モータ60の回転子の回動方向を予め記憶しており、この回動方向へ検光子59を回動させるための制御信号を出力する。即ち、検光子59はステップS34とは逆方向へ回動する。   When the detection signal and the lighting current supplied from the lighting circuit 74 to the light source 51 are in opposite phases in step S33 (S33: NO), the signal processing unit 71 reverses the analyzer 59 to the lighting current to the light source 51. A process of rotating in the direction in which the intensity of the phase detection signal is reduced is performed (S35). In step S35, the signal processing unit 71 causes the motor driver 72 to rotate the rotor of the hollow motor 60 by a predetermined angle in a direction in which the intensity of the detection signal having the opposite phase to the lighting current to the light source 51 is reduced. A signal is output to the motor driver 72. As in step S34, the analyzer 59 rotates. The direction in which the intensity of the detection signal having the opposite phase to the lighting current to the light source 51 decreases is the direction in which the arrow Z rotates about the origin and moves away from the arrow V in FIG. Further, this direction is a direction in which the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 is away from the direction parallel to the polarization plane of the linearly polarized light generated by the light source 52 and the polarizer 54. The signal processing unit 71 stores in advance the rotational direction of the rotor of the hollow motor 60 so that the intensity of the detection signal having the opposite phase to the lighting current to the light source 51 is reduced. A control signal for rotating is output. That is, the analyzer 59 rotates in the direction opposite to that in step S34.

ステップS34又はS35が終了した後は、信号処理部71は、処理をステップS31へ戻す。信号処理部71は、検出信号の振幅が許容値以下となるまで、ステップS31〜S35の処理を繰り返す。ステップS32で検出信号の振幅が許容値以下である場合は(S32:YES)、信号処理部71は、検光子59を回動させる処理を終了する。検出信号の振幅が許容値以下となった状態は、検出信号の振幅がほぼゼロの最小値になった状態である。処理の終了により、検光子59の回動は停止し、検光子59の透過軸は固定される。なお、信号処理部71は、ステップS34又はS35の処理で、検光子59を同じ角度だけ回動させるのではなく、検出信号の振幅が小さいほど小さくなる角度だけ検光子59を回動させる処理を行ってもよい。また信号処理部71は、ステップS32で検出信号の振幅が最小値となるまでステップS31〜S35を繰り返す処理を行ってもよい。   After step S34 or S35 is completed, the signal processing unit 71 returns the process to step S31. The signal processing unit 71 repeats the processes of steps S31 to S35 until the amplitude of the detection signal becomes equal to or less than the allowable value. If the amplitude of the detection signal is equal to or smaller than the allowable value in step S32 (S32: YES), the signal processing unit 71 ends the process of rotating the analyzer 59. The state in which the amplitude of the detection signal is equal to or less than the allowable value is a state in which the amplitude of the detection signal has reached a minimum value of almost zero. By the end of the processing, the rotation of the analyzer 59 is stopped, and the transmission axis of the analyzer 59 is fixed. Note that the signal processing unit 71 does not rotate the analyzer 59 by the same angle in the processing of step S34 or S35, but rotates the analyzer 59 by an angle that decreases as the amplitude of the detection signal decreases. You may go. Further, the signal processing unit 71 may perform processing of repeating steps S31 to S35 until the amplitude of the detection signal becomes the minimum value in step S32.

信号処理部71は、サンプルセル58に液体試料が注入される前の段階で、ステップS31〜S35の処理を実行することにより、中空モータ60によって回動される検光子59の初期位置を定める処理を行う。図13は、実施の形態2において、検光子59へ入射される直線偏光と初期位置にある検光子59の透過軸との関係を示す模式図である。検光子59の透過軸に平行な方向を示す矢印Zの方向は、矢印Uと矢印Vとのなす角を等分割する中間位置を向いている。なお、信号処理部71は、検光子59の初期位置を予め記憶しておき、検光子59を初期位置へ回動させる処理を行ってもよい。   The signal processing unit 71 determines the initial position of the analyzer 59 rotated by the hollow motor 60 by performing the processes of steps S31 to S35 before the liquid sample is injected into the sample cell 58. I do. FIG. 13 is a schematic diagram showing the relationship between the linearly polarized light incident on the analyzer 59 and the transmission axis of the analyzer 59 at the initial position in the second embodiment. The direction of the arrow Z indicating the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 faces the intermediate position where the angle between the arrow U and the arrow V is equally divided. The signal processing unit 71 may store the initial position of the analyzer 59 in advance and perform a process of rotating the analyzer 59 to the initial position.

旋光性を有する液体試料がサンプルセル58に注入された場合、サンプルセル58中の液体試料を直線偏光が通過する際に偏光面が回転し、検光子59を通過する直線偏光の光量が変化し、検出器62が検出する光の検出量が変化する。図14は、実施の形態2において、液体試料によって回転した後の直線偏光の偏光面と検光子59の透過軸との関係を示す模式図である。図14中には、直線偏光の回転前の偏光面に平行な方向を破線矢印で示している。図14に矢印U及び矢印Vの回動で示すように、検光子59へ入射される二つの直線偏光の偏光面は、サンプルセル58中の液体試料により角度αだけ回転させる。直線偏光の偏光面が回転した角度αが、液体試料の旋光度αである。   When a liquid sample having optical rotation is injected into the sample cell 58, the plane of polarization rotates when the linearly polarized light passes through the liquid sample in the sample cell 58, and the amount of linearly polarized light passing through the analyzer 59 changes. The detection amount of light detected by the detector 62 changes. FIG. 14 is a schematic diagram showing the relationship between the polarization plane of linearly polarized light after being rotated by the liquid sample and the transmission axis of the analyzer 59 in the second embodiment. In FIG. 14, the direction parallel to the polarization plane before the rotation of the linearly polarized light is indicated by a broken line arrow. As shown by the rotation of the arrows U and V in FIG. 14, the planes of polarization of the two linearly polarized light incident on the analyzer 59 are rotated by an angle α by the liquid sample in the sample cell 58. The angle α at which the polarization plane of linearly polarized light is rotated is the optical rotation α of the liquid sample.

信号処理部71は、サンプルセル58に液体試料が注入された状態で、ステップS31〜S35の処理を実行することにより、検出信号の振幅が最小になる位置まで中空モータ60によって検光子59を回動させる処理を行う。図15は、実施の形態2において、二つの直線偏光の偏光面と検出信号の振幅が最小になる位置まで回動した検光子59の透過軸との関係を示す模式図である。図15中には、初期位置にある検光子59の透過軸に平行な方向を破線矢印で示している。検光子59は、検出信号の振幅が最小になる位置まで回動することにより、初期位置から角度αだけ回動する。信号処理部41は、ステップS31〜S35の処理で検光子59を回動させた角度を積算することにより、初期位置から検光子59が回動した角度α、即ち液体試料の旋光度αを計測する。信号処理部71は、出力部73に旋光度αの測定結果を出力させる処理を行う。以上の処理により、旋光計は、液体試料の旋光度を測定する。   The signal processing unit 71 performs the processing of steps S31 to S35 in a state where the liquid sample is injected into the sample cell 58, thereby rotating the analyzer 59 by the hollow motor 60 to a position where the amplitude of the detection signal is minimized. Process to move. FIG. 15 is a schematic diagram showing the relationship between the polarization planes of two linearly polarized light and the transmission axis of the analyzer 59 rotated to a position where the amplitude of the detection signal is minimized in the second embodiment. In FIG. 15, the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 at the initial position is indicated by a broken line arrow. The analyzer 59 rotates by an angle α from the initial position by rotating to a position where the amplitude of the detection signal is minimized. The signal processing unit 41 integrates the angles of the rotation of the analyzer 59 in the processes of steps S31 to S35, thereby measuring the angle α of the rotation of the analyzer 59 from the initial position, that is, the optical rotation α of the liquid sample. To do. The signal processing unit 71 performs processing for causing the output unit 73 to output the measurement result of the optical rotation α. With the above processing, the polarimeter measures the optical rotation of the liquid sample.

以上詳述した如く、本実施の形態に係る旋光計は、互いに偏光面の方向が異なる二つの直線偏光を生成し、液体試料及び検光子59を通過した二つの直線偏光を交互に検出する。更に旋光計は、検光子59を中空モータ60で回動させ、交互に変種津する二つの直線偏光の検出量が同一になるように回動角度を調整し、回動角度から液体試料の旋光度を求める。本実施の形態においても、旋光計は、ファラデーセルを用いることなく高精度に旋光度を測定することができる。ハーフミラー55等の二つの直線偏光を生成するために必要な部品に必要なスペースは、ファラデーセルに必要なスペースよりも小さいので、旋光計を小型化することが可能となる。また、ファラデーセルに供給する交流電流が不必要となるので、旋光計の消費電力を削減することが可能となる。   As described in detail above, the polarimeter according to the present embodiment generates two linearly polarized lights having different directions of polarization planes, and alternately detects the two linearly polarized lights that have passed through the liquid sample and the analyzer 59. Further, the polarimeter rotates the analyzer 59 with the hollow motor 60, adjusts the rotation angle so that the detected amounts of two linearly polarized light alternately changing are the same, and rotates the liquid sample from the rotation angle. Find the degree. Also in this embodiment, the polarimeter can measure the optical rotation with high accuracy without using a Faraday cell. Since the space required for the components necessary for generating two linearly polarized light such as the half mirror 55 is smaller than the space required for the Faraday cell, the polarimeter can be miniaturized. In addition, since no AC current is supplied to the Faraday cell, the power consumption of the polarimeter can be reduced.

(実施の形態3)
図16は、実施の形態3に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。旋光計は、光軸に交差する方向に並んだ光源51及び52、干渉フィルタ57、レンズ56、光軸に交差する方向に並んだ偏光子53及び54、サンプルセル58、検光子59、中空モータ60、レンズ63並びに検出器62が光軸に沿って並んで構成されている。図16中の矢印は光路を示している。偏光子53は、光源51からの光が通過する位置に配置されており、また偏光子54は、光源52からの光が通過する位置に配置されている。また偏光子53及び54は、偏光子53を通る光軸と偏光子54を通る光軸との二つの光軸を含む平面に対する偏光子53及び54の透過軸の方向が互いに異なる方向になるように、旋光計内で固定されている。
(Embodiment 3)
FIG. 16 is a configuration diagram showing an internal configuration of the polarimeter according to the third embodiment. The polarimeter includes light sources 51 and 52 arranged in a direction intersecting the optical axis, interference filter 57, lens 56, polarizers 53 and 54 arranged in a direction intersecting the optical axis, sample cell 58, analyzer 59, and hollow motor. 60, a lens 63 and a detector 62 are arranged side by side along the optical axis. An arrow in FIG. 16 indicates an optical path. The polarizer 53 is disposed at a position where light from the light source 51 passes, and the polarizer 54 is disposed at a position where light from the light source 52 passes. Further, the polarizers 53 and 54 are configured such that the directions of the transmission axes of the polarizers 53 and 54 are different from each other with respect to a plane including two optical axes, an optical axis passing through the polarizer 53 and an optical axis passing through the polarizer 54. Fixed in the polarimeter.

光源51からの光は、干渉フィルタ57及びレンズ56を通過し、偏光子53を通過することによって、直線偏光となる。また光源52からの光は、干渉フィルタ57及びレンズ56を通過し、偏光子54を通過することによって、直線偏光となる。生成した二つの直線偏光は、偏光面の方向が互いに異なっている。二つの直線偏光は、サンプルセル58へ入射され、サンプルセル58を通過した直線偏光は、検光子59へ入射される。二つの直線偏光の光路は、光源から偏光子までの光路を含めて並行している。   The light from the light source 51 passes through the interference filter 57 and the lens 56 and passes through the polarizer 53, thereby becoming linearly polarized light. Further, the light from the light source 52 passes through the interference filter 57 and the lens 56 and passes through the polarizer 54 to become linearly polarized light. The two linearly polarized lights generated have different directions of polarization planes. The two linearly polarized lights are incident on the sample cell 58, and the linearly polarized light that has passed through the sample cell 58 is incident on the analyzer 59. The optical paths of the two linearly polarized light are parallel including the optical path from the light source to the polarizer.

実施の形態2と同様に、検光子59は、中空モータ60の回転子に固定されており、中空モータ60によって回動する。中空モータ60は、モータドライバ72に接続されている。検光子59の回動により、検光子59を通過する直線偏光の光量が変化する。検光子59を通過した二つの直線偏光は、中空モータ60の中空部分を通り、レンズ63で集光され、共に検出器62へ入射される。検出器62は、光を検出した場合に、光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。   Similar to the second embodiment, the analyzer 59 is fixed to the rotor of the hollow motor 60 and is rotated by the hollow motor 60. The hollow motor 60 is connected to a motor driver 72. As the analyzer 59 rotates, the amount of linearly polarized light passing through the analyzer 59 changes. The two linearly polarized light beams that have passed through the analyzer 59 pass through the hollow portion of the hollow motor 60, are collected by the lens 63, and enter the detector 62 together. When detecting the light, the detector 62 outputs a detection signal indicating the detected amount of light in voltage.

旋光計は、信号処理部71を備えており、信号処理部71には、図示しないアンプを介して検出器62が接続されている。また信号処理部71には、モータドライバ72及び出力部73が接続されている。更に信号処理部71には、光源51及び52を点灯させる点灯回路74が接続されている。   The polarimeter includes a signal processing unit 71, and a detector 62 is connected to the signal processing unit 71 via an amplifier (not shown). A motor driver 72 and an output unit 73 are connected to the signal processing unit 71. Further, a lighting circuit 74 that lights the light sources 51 and 52 is connected to the signal processing unit 71.

本実施の形態に係る旋光計は、実施の形態2に係る旋光計と同様の処理を実行することにより、液体試料の旋光度を測定する。従って、本実施の形態においても、旋光計は、ファラデーセルを用いることなく高精度に旋光度を測定することができる。   The polarimeter according to the present embodiment measures the optical rotation of the liquid sample by executing the same processing as the polarimeter according to the second embodiment. Therefore, also in this embodiment, the polarimeter can measure the optical rotation with high accuracy without using a Faraday cell.

(実施の形態4)
図17は、実施の形態4に係る旋光計の内部構成を示す構成図である。旋光計は、光源64、干渉フィルタ57、遮光板65、レンズ56、光軸に交差する方向に並んだ偏光子53及び54、サンプルセル58、検光子59、中空モータ60、レンズ63並びに検出器62が光軸に沿って並んで構成されている。図17中の矢印は光路を示している。
(Embodiment 4)
FIG. 17 is a configuration diagram showing an internal configuration of the polarimeter according to the fourth embodiment. The polarimeter includes a light source 64, an interference filter 57, a light shielding plate 65, a lens 56, polarizers 53 and 54 arranged in a direction crossing the optical axis, a sample cell 58, an analyzer 59, a hollow motor 60, a lens 63, and a detector. 62 are arranged along the optical axis. An arrow in FIG. 17 indicates an optical path.

遮光板65は、光源64から放射された光束の一部を通過させ、その他の部分を遮光する形状に構成されている。遮光板65の形状は、光束の内で遮光板65を通過する部分が連続しており、遮光板65を通過する部分の形状が光軸に対して非対称であり、しかも遮光板65を通過する部分の割合が半分以下となるように形成されている。また遮光板65は、回転軸に直結されたモータによって光軸を中心にして回転する構成となっている。遮光板65は、遮光板ドライバ75に接続されており、遮光板ドライバ75から駆動電流を供給されて回転する。遮光板65が回転することにより、光源64から放射された光束の内で遮光板65を通過する部分の位置は、光軸周りに移動することとなる。図17中には、遮光板65で遮光された光路を破線矢印で示している。   The light shielding plate 65 is configured to pass a part of the light beam emitted from the light source 64 and shield the other part. The shape of the light shielding plate 65 is such that the portion of the light flux that passes through the light shielding plate 65 is continuous, the shape of the portion that passes through the light shielding plate 65 is asymmetric with respect to the optical axis, and passes through the light shielding plate 65. It is formed so that the proportion of the portion is less than half. The light shielding plate 65 is configured to rotate around the optical axis by a motor directly connected to the rotation shaft. The light shielding plate 65 is connected to the light shielding plate driver 75 and is rotated by a driving current supplied from the light shielding plate driver 75. As the light shielding plate 65 rotates, the position of the portion of the light beam emitted from the light source 64 that passes through the light shielding plate 65 moves around the optical axis. In FIG. 17, the light path shielded by the light shielding plate 65 is indicated by a broken line arrow.

偏光子53及び54は、遮光板65及びレンズ56を通過した光が入射する位置に配置されている。また偏光子53及び54は、偏光子53を通る光軸と偏光子54を通る光軸との二つの光軸を含む平面に対する偏光子53及び54の透過軸の方向が互いに異なる方向になるように、旋光計内で固定されている。このため、偏光子53及び54を光が通過することにより、偏光面の方向が互いに異なる二つの直線偏光が生成される。遮光板65の回転により、光束の内で遮光板65を通過する部分の位置が光軸周りに移動するので、偏光子53及び54の夫々に入射する光の量は変化する。従って、二つの直線偏光の光量の比は、遮光板65の回転に応じて変化する。   The polarizers 53 and 54 are disposed at positions where light that has passed through the light shielding plate 65 and the lens 56 enters. Further, the polarizers 53 and 54 are configured such that the directions of the transmission axes of the polarizers 53 and 54 are different from each other with respect to a plane including two optical axes, an optical axis passing through the polarizer 53 and an optical axis passing through the polarizer 54. Fixed in the polarimeter. For this reason, when light passes through the polarizers 53 and 54, two linearly polarized lights having different directions of polarization planes are generated. As the light shielding plate 65 rotates, the position of the portion of the luminous flux that passes through the light shielding plate 65 moves around the optical axis, so that the amount of light incident on each of the polarizers 53 and 54 changes. Therefore, the ratio of the light amounts of the two linearly polarized light changes according to the rotation of the light shielding plate 65.

実施の形態3と同様に、検光子59は、中空モータ60の回転子に固定されており、中空モータ60によって回動する。中空モータ60は、モータドライバ72に接続されている。検光子59の回動により、検光子59を通過する直線偏光の光量が変化する。検光子59を通過した二つの直線偏光は、中空モータ60の中空部分を通り、レンズ63で集光され、共に検出器62へ入射される。検出器62は、光を検出した場合に、光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。   Similar to the third embodiment, the analyzer 59 is fixed to the rotor of the hollow motor 60 and is rotated by the hollow motor 60. The hollow motor 60 is connected to a motor driver 72. As the analyzer 59 rotates, the amount of linearly polarized light passing through the analyzer 59 changes. The two linearly polarized light beams that have passed through the analyzer 59 pass through the hollow portion of the hollow motor 60, are collected by the lens 63, and enter the detector 62 together. When detecting the light, the detector 62 outputs a detection signal indicating the detected amount of light in voltage.

旋光計は、信号処理部71を備えており、信号処理部71には、図示しないアンプを介して検出器62が接続されている。また信号処理部71には、遮光板ドライバ75、モータドライバ72及び出力部73が接続されている。更に信号処理部71には、光源64を点灯させる点灯回路74が接続されている。   The polarimeter includes a signal processing unit 71, and a detector 62 is connected to the signal processing unit 71 via an amplifier (not shown). The signal processing unit 71 is connected to a light shielding plate driver 75, a motor driver 72, and an output unit 73. Further, a lighting circuit 74 that turns on the light source 64 is connected to the signal processing unit 71.

点灯回路74は、点灯電流を連続的に光源64へ供給することにより、光源64を連続的に点灯させる処理を行う。遮光板ドライバ75は、所定の周波数で遮光板65を回転させる。これにより、偏光子53及び54で生成する二つの直線偏光の光量の比は遮光板65の回転の周波数で変動し、検光子59を通過する直線偏光の光量は同一の周波数で変動する。   The lighting circuit 74 performs a process of continuously lighting the light source 64 by supplying a lighting current to the light source 64 continuously. The light shielding plate driver 75 rotates the light shielding plate 65 at a predetermined frequency. As a result, the ratio of the light amounts of the two linearly polarized lights generated by the polarizers 53 and 54 varies with the rotation frequency of the light shielding plate 65, and the light amount of the linearly polarized light passing through the analyzer 59 varies with the same frequency.

図18は、実施の形態4における検出信号の例を示す模式的特性図である。図18の横軸は時間であり、縦軸は検出信号の信号強度である。図18Aは、検光子59の透過軸に平行な方向が、偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向よりも、偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向に近い場合を示す。この場合、偏光子53により生成された直線偏光が検光子59を通過する成分は、偏光子54により生成された直線偏光よりも強度が大である。このため、遮光板65を通過して偏光子53を通過する光量が偏光子54を通過する光量よりも大きいときに検出信号の強度が大きくなり、偏光子53を通過する光量よりも偏光子54を通過する光量の方が大きいときに検出信号の強度が小さくなる。従って、検出信号は、遮光板65の回転と同一の周波数で振動する交流信号となる。   FIG. 18 is a schematic characteristic diagram showing an example of a detection signal in the fourth embodiment. The horizontal axis in FIG. 18 is time, and the vertical axis is the signal intensity of the detection signal. FIG. 18A shows that the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 is more parallel to the plane of polarization of the linearly polarized light generated by the polarizer 53 than the direction parallel to the plane of polarization of the linearly polarized light generated by the polarizer 54. The case close to the direction is shown. In this case, the component that the linearly polarized light generated by the polarizer 53 passes through the analyzer 59 has a higher intensity than the linearly polarized light generated by the polarizer 54. For this reason, the intensity of the detection signal increases when the amount of light passing through the light shielding plate 65 and passing through the polarizer 53 is larger than the amount of light passing through the polarizer 54, and the polarizer 54 exceeds the amount of light passing through the polarizer 53. When the amount of light passing through is larger, the intensity of the detection signal becomes smaller. Therefore, the detection signal is an AC signal that vibrates at the same frequency as the rotation of the light shielding plate 65.

図18Bは、検光子59の透過軸に平行な方向が、偏光子53により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向よりも、偏光子54により生成された直線偏光の偏光面に平行な方向に近い場合を示す。この場合、偏光子54により生成された直線偏光が検光子59を通過する成分は、偏光子53により生成された直線偏光よりも強度が大である。このため、偏光子53を通過する光量が偏光子54を通過する光量よりも大きいときに検出信号の強度が小さくなり、偏光子53を通過する光量よりも偏光子54を通過する光量の方が大きいときに検出信号の強度が大きくなる。従って、検出信号は、遮光板65の回転と同一の周波数で振動し、しかも図18Aに示す場合とは逆位相の交流信号となる。   FIG. 18B shows that the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 is more parallel to the plane of polarization of the linearly polarized light generated by the polarizer 54 than the direction parallel to the plane of polarization of the linearly polarized light generated by the polarizer 53. The case close to the direction is shown. In this case, the component of the linearly polarized light generated by the polarizer 54 that passes through the analyzer 59 has a higher intensity than the linearly polarized light generated by the polarizer 53. For this reason, when the amount of light passing through the polarizer 53 is larger than the amount of light passing through the polarizer 54, the intensity of the detection signal becomes small, and the amount of light passing through the polarizer 54 is more than the amount of light passing through the polarizer 53. When it is large, the intensity of the detection signal increases. Therefore, the detection signal vibrates at the same frequency as the rotation of the light shielding plate 65, and becomes an AC signal having a phase opposite to that shown in FIG. 18A.

図18Cは、検光子59の透過軸に平行な方向が、二つの直線偏光の偏光面に平行な方向の中間位置にある場合を示す。二つの直線偏光が検光子59を通過する成分の強度は同一であるので、遮光板65の回転によって二つの直線偏光の光量の比が変動したとしても、検光子59を通過する合計の光量は同一である。従って、検出信号の強度は一定となり、検出信号の振幅はゼロとなる。   FIG. 18C shows a case where the direction parallel to the transmission axis of the analyzer 59 is at an intermediate position between the directions parallel to the polarization planes of the two linearly polarized light. Since the intensity of the component of the two linearly polarized light passing through the analyzer 59 is the same, even if the ratio of the light amount of the two linearly polarized light varies due to the rotation of the light shielding plate 65, the total amount of light passing through the analyzer 59 is Are the same. Therefore, the intensity of the detection signal is constant and the amplitude of the detection signal is zero.

本実施の形態に係る旋光計は、実施の形態2と同様に、サンプルセル58に液体試料が注入される前の段階で検光子59の初期位置を定め、液体試料がサンプルセル58に注入された状態で信号処理部71がステップS31〜S35の処理を実行することにより、液体試料の旋光度を測定する。本実施の形態においては、ステップS33で、信号処理部71は、遮光板65の回転と同一の周波数で振動する所定の基準信号と検出信号とを比較し、検出信号と基準信号とが同位相であるか否かを判定する処理を行う。   As in the second embodiment, the polarimeter according to the present embodiment determines the initial position of the analyzer 59 before the liquid sample is injected into the sample cell 58, and the liquid sample is injected into the sample cell 58. In this state, the signal processing unit 71 executes the processing of steps S31 to S35, thereby measuring the optical rotation of the liquid sample. In the present embodiment, in step S33, the signal processing unit 71 compares a predetermined reference signal that vibrates at the same frequency as the rotation of the light shielding plate 65 with the detection signal, and the detection signal and the reference signal have the same phase. The process which determines whether it is is is performed.

以上のように、本実施の形態に係る旋光計は、実施の形態2に係る旋光計と同様の処理を実行することにより、液体試料の旋光度を測定する。従って、本実施の形態においても、旋光計は、ファラデーセルを用いることなく高精度に旋光度を測定することができる。   As described above, the polarimeter according to the present embodiment measures the optical rotation of the liquid sample by executing the same process as the polarimeter according to the second embodiment. Therefore, also in this embodiment, the polarimeter can measure the optical rotation with high accuracy without using a Faraday cell.

なお、以上の実施の形態2〜4においては、検光子59を中空モータ60で回動させる形態を示したが、旋光計は、歯車等の中空モータ60以外の手段で偏光子14を回動させる形態であってもよい。また実施の形態2〜4に係る旋光計は、液体試料に限らず、固体等の液体以外の状態の試料について旋光度を測定できる形態であってもよい。   In the second to fourth embodiments, the analyzer 59 is rotated by the hollow motor 60. However, the polarimeter rotates the polarizer 14 by means other than the hollow motor 60 such as a gear. It may be a form to be made. In addition, the polarimeters according to Embodiments 2 to 4 are not limited to liquid samples, and may have a form in which the optical rotation can be measured for samples in a state other than a liquid such as a solid.

11、51、52、64 光源
14、53、54 偏光子
15、60 中空モータ
16、58 サンプルセル
17 ビームスプリッタ
21 検光子(第1検光子)
23 検出器(第1検出器)
31 検光子(第2検光子)
33 検出器(第2検出器)
41、71 信号処理部(調整手段)
55 ハーフミラー
59 検光子
62 検出器
65 遮光板
74 点灯回路
11, 51, 52, 64 Light source 14, 53, 54 Polarizer 15, 60 Hollow motor 16, 58 Sample cell 17 Beam splitter 21 Analyzer (first analyzer)
23 Detector (first detector)
31 Analyzer (second analyzer)
33 Detector (second detector)
41, 71 Signal processor (adjustment means)
55 Half mirror 59 Analyzer 62 Detector 65 Shading plate 74 Lighting circuit

Claims (4)

直線偏光を発生させる偏光子を備え、発生した直線偏光を試料へ入射し、試料を通過する直線偏光の偏光面が回転する角度に対応する試料の旋光度を測定する旋光計において、
試料を通過した後の直線偏光を分岐させる光学部品と、
分岐した一方の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通過させる第1検光子と、
該第1検光子を通過した光を検出する第1検出器と、
透過軸の方向が前記第1検光子と異なっており、分岐した他方の直線偏光が入射される第2検光子と、
該第2検光子を通過した光を検出する第2検出器と、
前記偏光子を回動させることによって、試料へ入射する前の直線偏光の偏光面を回動させる回動手段と、
前記第1検出器及び前記第2検出器での光の検出量の比が所定の比となるように、前記回動手段により前記偏光面を回動させる回動角度を調整する調整手段と、
該調整手段が調整した前記回動角度に基づいて、試料の旋光度を求める手段と
を備えることを特徴とする旋光計。
In a polarimeter that includes a polarizer that generates linearly polarized light, enters the generated linearly polarized light into the sample, and measures the optical rotation of the sample corresponding to the angle of rotation of the polarization plane of the linearly polarized light that passes through the sample.
Optical components that split linearly polarized light after passing through the sample;
A first analyzer that receives one of the branched linearly polarized light and passes a linearly polarized light component parallel to a specific transmission axis;
A first detector for detecting light that has passed through the first analyzer;
A second analyzer in which the direction of the transmission axis is different from that of the first analyzer and the other branched linearly polarized light is incident;
A second detector for detecting light that has passed through the second analyzer;
Rotating means for rotating the polarization plane of linearly polarized light before entering the sample by rotating the polarizer,
Adjusting means for adjusting a turning angle for turning the polarization plane by the turning means, so that a ratio of light detection amounts at the first detector and the second detector becomes a predetermined ratio;
And a means for determining the optical rotation of the sample based on the rotation angle adjusted by the adjusting means.
前記調整手段は、前記第1検出器及び前記第2検出器での光の検出量が同一になるように前記回動角度を調整するように構成してあること
を特徴とする請求項1に記載の旋光計。
The adjusting means is configured to adjust the rotation angle so that the detected amounts of light at the first detector and the second detector are the same. The polarimeter described.
前記第1検出器及び前記第2検出器は、光の検出量に応じた信号を出力するように構成してあり、
前記調整手段は、
前記第1検出器及び前記第2検出器から出力された信号を、第1周波数で交互に取り込むことにより、前記第1周波数で振動する第1周波数信号を生成する手段と、
生成した前記第1周波数信号から、前記第1周波数の1/2の第2周波数で振動する第2周波数信号を抽出する手段と、
抽出した前記第2周波数信号の大きさが最小になるように前記回動角度を調整する手段と
を有することを特徴とする請求項2に記載の旋光計。
The first detector and the second detector are configured to output a signal corresponding to a detected amount of light,
The adjusting means includes
Means for alternately generating signals output from the first detector and the second detector at a first frequency to generate a first frequency signal that vibrates at the first frequency;
Means for extracting from the generated first frequency signal a second frequency signal that vibrates at a second frequency that is ½ of the first frequency;
The polarimeter according to claim 2, further comprising means for adjusting the rotation angle so that the magnitude of the extracted second frequency signal is minimized.
前記第1検光子及び前記第2検光子の透過軸の方向が互いに90°異なっていること
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。
The polarimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein directions of transmission axes of the first analyzer and the second analyzer are different from each other by 90 °.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103196561A (en) * 2013-04-01 2013-07-10 哈尔滨工业大学 Device of measuring polarization characteristic of object at multiple angles and method of achieving measurement of polarization characteristic of object at multiple angles thereof
JP2014130046A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Seiko Epson Corp Method for measuring optical rotation, method for measuring component concentration, device for measuring optical rotation and medical equipment
JP6368880B1 (en) * 2018-03-02 2018-08-01 秋田県 Optical rotation measuring device
CN108709860A (en) * 2018-07-19 2018-10-26 湖北汽车工业学院 A kind of polarimeter and measurement method based on differential zero passage detection
CN114371151A (en) * 2020-10-15 2022-04-19 深圳莱宝高科技股份有限公司 Transmittance testing method and transmittance testing system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014130046A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Seiko Epson Corp Method for measuring optical rotation, method for measuring component concentration, device for measuring optical rotation and medical equipment
CN103196561A (en) * 2013-04-01 2013-07-10 哈尔滨工业大学 Device of measuring polarization characteristic of object at multiple angles and method of achieving measurement of polarization characteristic of object at multiple angles thereof
JP6368880B1 (en) * 2018-03-02 2018-08-01 秋田県 Optical rotation measuring device
JP2019152523A (en) * 2018-03-02 2019-09-12 秋田県 Optical rotation measuring device
CN108709860A (en) * 2018-07-19 2018-10-26 湖北汽车工业学院 A kind of polarimeter and measurement method based on differential zero passage detection
CN114371151A (en) * 2020-10-15 2022-04-19 深圳莱宝高科技股份有限公司 Transmittance testing method and transmittance testing system
CN114371151B (en) * 2020-10-15 2024-04-19 深圳莱宝高科技股份有限公司 Transmittance testing method

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