JPH02186227A - 偏光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は備光計ないし光学活性試料の回転を測定するだ
めの手法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般的に、偏光分析は求められるべき物質の光学的活性
度を基にした化学分析の手法であり、すなわちその物質
の旋光度の測定が、物質の識別あるいは骨の決定のため
番で用いられるものである。備光計は、偏光が物質中を
通過する時の、平面偏光された光の偏光面の回転を決め
るために用いられる測定器である。西ドイツ特許出願公
告公報第１１５．９１８０号（これは本明細書において
参考文献として用いられている）においては、偏光子、
検光子および検光子の背ｔ＋で偏 配置された放射レジヘパ−を持つ備光計が開示でれてお
り、その中では光学的に活性な物質が偏 Ａ光子と検光子との間に挿入され、そして偏光子はビー
ムイ伯に１関する回転撮動を生じさせる。

放射レシーバ−の出力信号は、偏光面が回転している時
に検光子のフォローアツプ回転をもたらす位相感応平衡
装置に供給される。従来技術による偏光計においては、
偏光子は円筒形の、直径方向に磁化された永久磁石に接
続されている。この永久磁石は、交流電圧によって励磁
される、四部を持つ円筒形の磁極表面によって囲まれて
いる。放射状のリーフスプリングが永久磁石と備光子と
を、その静止位置に留めておく。

従来技術による駆動装置においては、偏光子は、偏光子
、永久磁石、およびリーフスプリングによって形成され
る振動系の共撮点に近い主管周波数をもって正弦波的に
振動している。平衡のために、検光子は、測定される光
ビームの回転した偏光面に検光子が十文字となるよう、
検出器の信号に依存してサーボモーターによって回転さ
れる。。偏光子の振動はこれに従ってサーボモーターが
制御される撮動周波数を持つ交流信号と提供する。

極めて高精度（ミリ度）に、測定される光ビームの旋光
を測定することが要求されている。

このため、検光子は測定される光ビームの偏光面に、大
きなステップダウン比を持って極めて高、感度に追従し
なくてはならない。他方、まったく大きな旋光、例えば
９０’回転、が生じ得るものであり、この場合、比較的
妥当な時間内に、大きなステップダウン比を持つ検光子
がその平衡位置に回転してくることが求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕

こうして、短縮された１１定時間内に、高精度の角度測
定を実現で糎る新しい、そして改善された偏光計を提供
することが本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

前述の、そしてそルに関連する目的は、測定用光ビーム
を発生する光源、測定用光ビームのビーム帽に関して回
転できるよう取り付けられ九個光子、偏光子の往復的な
回転連動のための駆！ｔ！７機構、試料容器、試料容器
の背後の検光子、測定用光ビーム？感知する光電恢用器
、そして偏光子と検光子とを実質的に十文字ＶＣ位置さ
せるために光電検出器の信号によって制御される平ｉ＃
装置とを持つ偏光計において達せられる。

この平衡装置は、往復的を回転運動に重ね合わせられた
調節運動を有する偏光子を回転させるためのステッパー
モーターを有している。調節運動によって、検光子のゼ
ロ位置に関してのＳ定用光ビームの偏光子面の迅速な、
粗い平衡が達せられる。精密測定装置が、検光子のゼロ
位置における偏光面と粗く平衡した測定用光ビームのｃ
！ｉｉ光面との間の角度の精密測定のために設けられて
いる。

こうして、偏光子は偏光面の往復的回転運動を生じさせ
るのみならず、試料における旋光の測定が検光子におい
て有効となる、測定用光ビ偏光面に十文字となって配置
される立ＭｔＫまで、はとんど接近するような、粗い平
衡運動のためにも用いられる。これにより、偏光子は安
定した調節、、ｉ！動と、この調節運動に爪ねられた往
復回転運動運ｒ助との合成された運動を行う。そのよう
な組子＃は比較的迅速に４成でき、そして角度の精密測
定は分離した精密測定装置ｅこよって実行される。

この精密測定装置は、組子衡漫に、右方向へのおよび左
方向への回転によって生じる交互信号を補間法で処理し
て正確な角度を測定することができる。さらに、この精
密測定）ま検光子が回転される晴密平衡によっても実施
できる。組子衡の後には、検光子は単に小さな角度を回
転すればよいので、この回転は望゛まれるステップダウ
ン比＆Ｃもかかわらず、迅速に行うことができる。

〔実施例〕

本発明の特定の形態がｌ゛凶而描かｎるよう選択された
り、また以下の説明が本発明のそれら形態を説明する目
的で特定の条件について行なわれるとしても、説明は特
許請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定すること
を：火図し免４、０でｉｔない。

第１図を参照すると、光源１０から生じ、フィルター１
４、偏光子１６、試料容器１Ｂおよび検光子２０を通過
して、そして検出器２２上１で投射される測定用光ビー
ム１２が示されている。検出器２２は光検出器の形状を
している。

容器１ｄは光学回転を測定するための試料を収めている
。

偏光子１６はステッパーモーター２４によりして１９８
８年９月７日付で同一の出願人から出願された「イツ特
許第ｐ５８　３０　６９８．１号の中で説明されている
型式と同様に説計されることが可能である。

検出器２２の信号はアナログーデイジメルコンバーター
２６に供給される。このアナログ−ディジタルコンバー
ター２６はコンピューター２８または適当にプログラム
されたマイクログロセッサーに供給されるディジタル信
号を提供する。アナログ−ディジタルコンバータ〜は、
線３０によって示されているように偏光子１６の往復運
ｌ助（後に説明される）と同期している。

表示装置３２は試料を通過する測定用光ビームの偏光面
の旋光度に関するディジタル角度表示全提供する。

ステッパーモーター２４は、偏光子１６と検光子２０と
を、実質的に十文字状動作方向に位置決めするために、
１部粗平衡装置として動作するコンピューター２８によ
って制御されている。このステッパーモーター２４は、
往復回転運動に重ねられた調節運動を持つよう偏光子を
回転させる。調節運動は、検光子のゼロ位置に関して測
定用光ビームの偏光面の、迅速な、組子衡を提供する。

次に４′Ｉ！密測定装置（後に説明される）が、そのゼ
ロ位置ＶＣおける検光子の偏光面と粗く平衡された測定
用光ビームの偏光面との間の角度の梢密測定を実行する
。

さらに特定化すると、偏光計は以下のように動作する。

ステッパーモーター２４は偏光子に、はとんど台形の波
形に従う、往復的な回転運動を与える。これは結果とし
て検出器２２の信号を、第６図の第１の７顧で描かれて
いるグラフ３４に近似の形状とさせる。この信号から、
自動増（扁、ｆｔ１Ｊ御のだめの直流゛這圧が得られる
。加えて、偏光子１６が左へ、そして右へと回転する時
に、検出器２２におけるビーム強度に従った、２橿の信
号が得られる。前述のアナログ−ディジタルコンバータ
ーの同期から得られたこれら２つの１ｇ号から、平衡信
号がとり出される。この平衡１ｇ号をてよって、ステッ
パーモーター２４は付加的に、コンピュータ−２８全通
して、これが偏光子１６を平衡状轢に置くよう、制御さ
れる。これによって、偏光子は、偏光子１６によって測
定される測定用光ビーム１２の偏光面が試料の旋光に関
して回転され、実質的に検光子２０の偏光面に垂直に配
置される位置にＡＷＪされる。この結果は第６図の第２
の嶽で示されているように、検出器における信号３６で
示されている。

第２図においては、「相平衡」が概略的に描かれている
。偏光子１６は、検光子２０に対する偏光子１６の回転
の角度が実質的に試料の旋光をちょうど補償するように
調節される。偏光子１６は４ＩＪ３Ｂで示されているよ
うに、この位置に関して振動する。

精密測定装置はコンぎニーター２８による電気的補間を
有しており、これによって主体角度の清音測定が、偏光
子１６の右側への、および左側への回転が重ねられる時
に、検出器２２において得られる信号の差から、行なわ
れる。平衡位置に近い位置において得られる信号３６か
ら、検光子が十文字に配置される位置からの、偏光子１
６の変位に関して測定された＠ｌＩｇＵが得られ、角度
の精密測定が実行される。

逆の構成が第１図ておいて破線で示されている。すなわ
ち、検光子２０は付加的に、大きなステップダウン比を
持つステッパーモーター４りによって調節され、こうし
て検光子は極めて高程度の感度を有するように調節され
得る。

偏光子１６の相平衡の後、検光子２０による精滑平【鮭
が実行される。こうして、信号３６が用いられる。相平
衡の後には、検光子２０における測定用光ビームの偏光
面間の角度は既に極めて小さなものとなっているので、
大きなステップダウン比にもかかわらず、精密平衡は極
めて迅速に実行できる。

こうして、本発明の偏光計および方法は測定時間を削減
しながらも高精度の角度測定を可能としている。

当業技術者にとっては明らかであるように、説明された
以上の種々の変形や改作による構令は、特許請求の範囲
に規定された本発明の精神や範囲から逸脱することなく
容易に可能である。

〔発明の効果〕

本発明により測定時間を短縮した高精度の偏光計が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏光子による相平衡、その調節運動は往復運動
に重ねられたものである、を持つ本発明の偏光計の概略
図であり、 第２図は試料の旋光度の関数としての重ね、られた振動
運動を待つように偏光子が調節された角度を茂わす図で
あり、 第６図は偏光子が機能している時に現われる、検出器の
信号を表わす図である。 １０・・・光源、１２・・・光束、１４・・・フィルタ
ー１６・・・偏光子、１８・・・容器、２０・・・検光
子、２２・・・検出器、２４・・・モーター　２６・・
・ＡＤ’＆換！、２Ｂ・・・コンピューター　３０・・
・線、３２・・・表示器。 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 平成　１ 発明の名称 年 特許願 第 号 偏 光 計 補正をする者 平成 年 １２月 ２６日（発送臼） ６゜ 補正の対象 月 ｃ−一一一一一′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学活性試料の回転を測定するため （ａ）測定用光ビーム（１２）を生じる光源（１０）と
   、 （ｂ）測定用光ビーム（１２）の光束路に配置され、測
   定用光ビーム（１２）のビーム軸 に関して回転可能に取り付けられている偏 光子（１６）と、 （ｃ）偏光子（１６）の往復的な回転運動を生じさせる
   ことのできる駆動機構（２４、２８）と、 （ｄ）その旋光が測定されるべき試料の収容のため、偏
   光子（１６）の背後で、測定用光 ビーム（１２）の光束路に設けられた試料 容器（１８）と、 （ｅ）試料容器（１８）の背後で、測定用光ビーム（１
   ２）の光束路に設けられた検光子 （２０）と、 （ｆ）検光路（２０）の背後で、測定用光ビーム（１２
   ）が供給される光電子検出器（２２）と、そして （ｇ）光電子検出器（２２）の信号によつて制御され、
   これによつて偏光子（１６）と検 光子（２０）が実質的に十文字ないし交差 状に配置される位置関係が達成される平衡 装置（２４）とを含む備光計において、 （ｈ）平衡装置が、往復的な回転運動（３８）によつて
   重畳された調節運動により偏光子 （１６）を回転させるためのサーボモータ ー（２４）を有し、当該調節運動によつて 検光子（２０）のゼロ位置に関する、測定 用光ビーム（１２）の備光面の急速な粗平 衡調節が行なわれるものであり、 （ｉ）精密測定装置が、そのゼロ位置における検光子（
   ２０）の偏光面と粗く平衡のとら れた測定用光ビーム（１２）の偏光面との 間の角度の精密測定のために設けられてい る、 ことを特徴とする備光計。 ２、サーボモーター（２４）が、調節運動および重畳さ
   れた回転運動とを生じさせるために、コンピューター（
   ２８）により制御されるステップ−モーターであるよう
   な、請求項 １記載の偏光計。 ６、（ａ）検光子（２０）が測定用光ビーム（１２）に
   関して固定された角度位置に配置され、そして（ｂ）精
   密測定装置が電気的補間装置を有しており、それによつ
   て角度の精密測定が、偏光子（１６）の右方向および左
   方向回転の際に検出器（２２）で得られる信号の差から
   、実行されるような、請求項１ま たは２記載の偏光計。 ４、精密測定装置がサーボモーター（４０）を有し、そ
   れによつて粗平衡調整の後に、そして検出器信号に従つ
   て、検光子（２０）が平衡位置に回転することができる
   ような、 請求項１または２記載の備光計。 ５、備光子（１６）が、そのサーボモーター（２４）に
   よつて調節されるよりも、さらに小さなステップを有す
   るステップモーターとして設計されたサーボモーター（
   ４０）によつて検光子（２０）が調節されるような、 請求項４記載の偏光計。