JP4080508B2 - 旋光度測定装置 - Google Patents
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Description
(旋光度測定装置のハードウェア構成)
まず、この発明の第1の実施形態にかかる旋光度測定装置のハードウェア構成について説明する。図1は、この発明の第1の実施形態にかかる旋光度測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図1において、旋光度測定装置100は、光源101と、偏光子102Aと、旋光素子103と、偏光子102Bと、フォトダイオード107と、演算処理装置108と、液晶駆動装置109と、を備えている。
つぎに、図1に示した液晶素子104Aおよび液晶素子104Bの配置構成について具体的に説明する。図2は、図1に示した液晶素子104Aおよび液晶素子104Bの配置構成を示す説明図である。図2において、液晶素子104Aおよび液晶素子104Bは、光路L上に直列に配置されている。この光路Lは、光源101からフォトダイオード107までの光の進路である。
つぎに、液晶素子の位相変調特性について説明する。図3は、液晶素子の位相変調特性を示すグラフである。図3において、横軸は、液晶駆動装置109から供給される液晶駆動電圧値をあらわす軸であり、縦軸は、液晶素子104(104A、104B)に入射される直線偏光の位相変調量をあらわす軸である。曲線は液晶素子104(104A、104B)の位相変調特性曲線を示している。
つぎに、図1に示した演算処理装置108の具体的なハードウェア構成について説明する。図6は、図1に示した演算処理装置108の具体的なハードウェア構成を示すブロック図である。
つぎに、この発明の第1〜第6の実施形態にかかる旋光度測定装置の機能的構成について説明する。図7は、この発明の第1〜第6の実施形態にかかる旋光度測定装置の機能的構成を示すブロック図である。図7において、旋光度測定装置100は、直線偏光出力部701と、位相変調部702と、信号供給部705と、光強度検出部707と、旋光度算出部708と、入力部709と、出力部710と、を備えている。
つぎに、この発明の第2の実施形態について説明する。図8は、この発明の第2の実施形態にかかる旋光度測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この第2の実施形態にかかる旋光度測定装置800では、光路L上において、試料106を2つの4分の1波長板105A、105Bで挟んだ構成となっている。なお、図1のハードウェア構成と同一構成には同一符号を付している。
つぎに、この発明の第3の実施形態について説明する。図9は、この発明の第3の実施形態にかかる旋光度測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。以下、図9を用いて第3の実施形態について説明する。第2の実施形態にかかる旋光度測定装置800で2個の液晶素子104A、104Bを使用していたのに変え、第3の実施形態にかかる旋光度測定装置900は、1つの液晶素子104を用い、液晶素子104に画素構造を持たせている。また、集光手段としてのレンズ941を追加し、その焦点面にフォトダイオード107を配置している。なお、図1および図8のハードウェア構成と同一構成には同一符号を付している。
つぎに、この発明の第4の実施形態について説明する。図11は、光学測定装置(この発明の第1〜第3の実施形態にかかる旋光度測定装置)に用いられる液晶素子が作製された液晶基板の平面図である。この第4実施の形態では、液晶基板1100から任意の2つの液晶素子を切り出すこととしている。この液晶基板1100は、周知の製造工程によって製造された基板である。したがって、この液晶基板1100から切り出される2つの液晶素子は、同一の液晶配向方向であり、かつ同一構造の液晶素子となる。したがって、温度変化等の外界の環境の変化により、2つの液晶素子の変調特性が変化した場合、同一の特性変化を示し、互いに直交していることから、変化分を互いにキャンセルする方向に働かせることができる。
(第5の実施形態)
つぎに、図12に示した液晶素子と異なる構造の液晶素子について説明する。図16は、図12に示した液晶素子1200Aおよび液晶素子1200Bと異なる構造の液晶素子1600Aおよび液晶素子1600Bの配置構成を示す説明図である。図16において、液晶素子1600Aおよび液晶素子1600Bは、光路L上に直列に配置されている。この光路Lは、光源からフォトダイオードまでの光の進路である。
Claims (17)
- 直線偏光を出力する直線偏光出力手段と、
所定方向の第1の偏光軸を有する第1の位相変調部と前記第1の偏光軸に直交する第2の偏光軸を有する第2の位相変調部とによって互いの位相変調量の変化分をキャンセルするように構成され、前記直線偏光出力手段から出力された直線偏光を位相変調する、液晶素子からなる位相変調手段と、
前記直線偏光を位相変調する所定振幅の変調信号を、前記第1および第2の位相変調部のうちいずれか一方の位相変調部に供給する信号供給手段と、
前記信号供給手段によって前記第1および第2の位相変調部のうちいずれか一方の位相変調部に変調信号が供給されたことにより、前記位相変調手段から旋光性物質を含む試料へ出射される光が、前記旋光性物質によって旋光されて前記試料から透過することによって、その透過してくる光の強度を検出する光強度検出手段と、
前記信号供給手段によって供給された変調信号と、前記光強度検出手段によって検出された光の強度と、に基づいて、前記試料の旋光度を算出する旋光度算出手段と、
を備えることを特徴とする旋光度測定装置。 - 前記信号供給手段は、
さらに、所定のオフセット信号を前記第1および第2の位相変調部に供給し、
前記光強度検出手段は、
さらに、前記信号供給手段によって前記第1および第2の位相変調部に所定のオフセット信号が供給されたことにより、前記位相変調手段から旋光性物質を含む試料へ出射される光が、前記旋光性物質によって旋光されて前記試料から透過することによって、その透過してくる光の強度を検出することを特徴とする請求項1に記載の旋光度測定装置。 - 前記第1の位相変調部は、前記第1の偏光軸の方向を液晶配向方向とする第1の液晶素子を備え、
前記第2の位相変調部は、前記第2の偏光軸の方向を液晶配向方向とする、前記第1の液晶素子と異なる第2の液晶素子を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の旋光度測定装置。 - 前記第1および第2の液晶素子は、所定の製造工程によって製造された同一の液晶基板に作製された同一構造の液晶素子であることを特徴とする請求項3に記載の旋光度測定装置。
- 前記第1の液晶素子は、前記液晶基板の任意の位置に作製された液晶素子であり、
前記第2の液晶素子は、前記液晶基板において前記第1の液晶素子の近傍に作製された液晶素子であることを特徴とする請求項4に記載の旋光度測定装置。 - 前記第1および第2の液晶素子は、ホモジニアス型の液晶素子であることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1つに記載の旋光度測定装置。
- 前記第1および第2の液晶素子は、
液晶を挟む電極基板および対向基板を備え、前記液晶配向方向が同一方向である同一構造の液晶素子であり、
前記第1の液晶素子の液晶配向方向と前記第2の液晶素子の液晶配向方向とが直交するように、前記直線偏光出力手段から前記光強度検出手段へ向かう光路上に直列して配置されていることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1つに記載の旋光度測定装置。 - 前記第1および第2の液晶素子は、前記電極基板どうしまたは前記対向基板どうしが対向するように配置されていることを特徴とする請求項7に記載の旋光度測定装置。
- 前記第1の液晶素子または前記第2の液晶素子のうちの少なくとも一つが、
第1の電極を有する矩形状の第1の基板と、
前記第1の電極とともに液晶を挟む第2の電極を有する矩形状の第2の基板と、
前記信号供給手段からの信号を前記第1の電極に入力する第1の入力電極と、
前記信号供給手段からの信号を前記第2の電極に入力する第2の入力電極と、を備え、
前記第2の基板の一の端辺の近傍に、当該端辺に沿って前記第1および第2の入力電極を備えるとともに、前記第2の基板の一の端辺とは異なる端辺の近傍にも、前記第1および第2の入力電極を備えることを特徴とする請求項3に記載の旋光度測定装置。 - 前記第1の液晶素子は、
第1の電極を有する矩形状の第1の基板と、
前記第1の電極とともに液晶を挟む第2の電極を有し、前記第1の基板よりも大きい矩形状の第2の基板と、
前記信号供給手段からの信号を前記第1の電極に入力する第1の入力電極と、
前記信号供給手段からの信号を前記第2の電極に入力する第2の入力電極と、を備え、
前記第2の基板の一の端辺の近傍に、当該端辺に沿って前記第1および第2の入力電極を直列に配列し、前記第2の基板の一の端辺に直交する端辺の近傍に、当該端辺に沿って前記第1および第2の入力電極を直列に配列した構成であり、
前記第2の液晶素子は、
前記第1の液晶素子と液晶配向方向が同一方向であり、かつ同一構造の液晶素子であり、
前記第1および第2の液晶素子は、
前記第1の液晶素子の液晶配向方向と前記第2の液晶素子の液晶配向方向とが直交するように、前記直線偏光出力手段から前記光強度検出手段へ向かう光路上に直列して配置されていることを特徴とする請求項3に記載の旋光度測定装置。 - さらに、前記第1および第2の液晶素子を保持する液晶素子保持手段を備えることを特
徴とする請求項3〜10のいずれか一つに記載の旋光度測定装置。 - さらに、前記直線偏光出力手段から前記光強度検出手段へ向かう光路上に前記試料を挟んで直列して配置された一対の4分の1波長板を備えることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の旋光度測定装置。
- 前記第1の位相変調部は、単一の液晶素子を構成する複数の画素のうち、一部の画素によって構成される第1の画素群であり、
前記第2の位相変調部は、前記単一の液晶素子を構成する複数の画素のうち、一部の画素以外の他の画素によって構成され、前記他の画素を前記一部の画素と交互に配列した第2の画素群であることを特徴とする請求項2に記載の旋光度測定装置。 - さらに、前記第1および第2の画素群と前記光強度検出手段との間に設けられ、前記第1および第2の画素群から前記試料に出射されることにより、前記試料内の旋光性物質によって旋光されて前記試料から透過してくる光を集光し、前記光強度検出手段に出射する集光手段を備えることを特徴とする請求項13に記載の旋光度測定装置。
- 前記信号供給手段によって供給される所定のオフセット信号は、前記液晶素子の位相変調量がリニアに変化する区間内の信号であることを特徴とする請求項13または14に記載の旋光度測定装置。
- 前記第1の位相変調部は、前記第1の偏光軸の方向を液晶配向方向とする第1の液晶素子を備え、
前記第2の位相変調部は、前記第2の偏光軸の方向を液晶配向方向とする、前記第1の液晶素子と異なる第2の液晶素子を備え、
前記信号供給手段によって供給される所定のオフセット信号は、前記液晶素子の位相変調量がリニアに変化する区間内の信号であることを特徴とする請求項2に記載の旋光度測定装置。 - 直線偏光を出力する直線偏光出力手段と、
所定方向の第1の偏光軸を有する第1の位相変調部と前記第1の偏光軸に直交する第2の偏光軸を有する第2の位相変調部とによって互いの位相変調量の変化分をキャンセルするように構成され、前記直線偏光出力手段から出力された直線偏光を位相変調する、液晶素子からなる位相変調手段と、
前記直線偏光を位相変調する所定振幅の変調信号を、前記第1および第2の位相変調部のうちいずれか一方の位相変調部に供給する信号供給手段と、
前記信号供給手段によって前記第1および第2の位相変調部のうちいずれか一方の位相変調部に変調信号が供給されたことにより、前記位相変調手段から旋光性物質を含む試料へ出射される光が、前記旋光性物質によって旋光されて前記試料から透過することによって、その透過してくる光の強度を検出する光強度検出手段と、
前記信号供給手段によって供給された変調信号と、前記光強度検出手段によって検出された光の強度と、に基づいて、前記試料の旋光度を算出する旋光度算出手段と、
を備え、
前記信号供給手段は、さらに、所定のオフセット信号を前記第1および第2の位相変調部に供給し、
前記光強度検出手段は、さらに、前記信号供給手段によって前記第1および第2の位相変調部に所定のオフセット信号が供給されたことにより、前記位相変調手段から旋光性物質を含む試料へ出射される光が、前記旋光性物質によって旋光されて前記試料から透過することによって、その透過してくる光の強度を検出し、
前記第1の位相変調部は、前記第1の偏光軸の方向を液晶配向方向とする第1の液晶素子を備え、
前記第2の位相変調部は、前記第2の偏光軸の方向を液晶配向方向とする、前記第1の液晶素子と異なる第2の液晶素子を備え、
前記信号供給手段によって供給される所定のオフセット信号は、前記液晶素子の位相変調量がリニアに変化する区間内の信号であることを特徴とする旋光度測定装置。
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