JPS58139036A

JPS58139036A - 分光光度計

Info

Publication number: JPS58139036A
Application number: JP57023248A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Watanabe; 渡辺　伸一郎
Original assignee: Japan Spectroscopic Co Ltd
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-08-18
Also published as: US4500205A

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】この発明はダブルビーム型の分光光度計に関し、特に分
析対象試料についての透過光の検出出力を対数増幅して
、試料の光透過率を直接対数表示するようにした分光光
度計に関するものである。

周知のようにダブルビーム型の分光光度計は、各種波長
の単色光を参照側試料室と測定側試料室に交ｎに入射さ
せ、参照側試料室の透過光検出出力を基準電圧と一致さ
せるようにフ゛イードバック制御１するどともに、各波
長についての測定側試料室の透過光の検出出力を参照側
試料室の透過光の検出出力と比較させてその比を試料の
光透過率として出力させるものである。

従来のこの種のダブルビーム型の分光光度計としては、
光検出器として光電子増倍管を用い、いわゆるダイノー
ドフィードバック方式により参照側試料室の透過光に対
応する光電子増倍管の出力を全ての測定波長について一
定となるように制御する型式のものが知られている。こ
の従来の分光光度計の一例を第１図に示す。

第１図において、分光器本体１は、各種波長の単色光を
発生するモノクロメータ等の光源２と、分析対象となる
試料を収容するための測定側試料室３と、後述する参照
側試料室４と、光検出器としての光電子増倍管５と、光
源２からの単色光を測定側試料室３および参照側試料室
４に交互に入射させかつそれに同期して測定側試料室３
および参照側試料室４の透過光を交互に光電子増倍管５
に導く光路切替手段６とを備えた構成とされている。前
記参照側試料室４は、通常は実質的に透過率が１００％
で透過光に対し波長特性を持たない状態、すなわち空の
状態（空の試料セルを収容した状ｍｌ）または波長特性
がフラットな透明度の高い標準物質を収容した状態で使
用される。また前記光路切替手段６は、図示しないモー
タにより回転せしめられて光源２からの単色光を測定側
試料室３および参照側試料室４の側に交互に振分けるセ
クターと称される入口側光路切替機７と、測定側試料室
３および参照側試料室４の透過光を交互に光電子増倍管
５に入射させるべく入口側光路切替機７と同期して回転
せしめられる出口側光路切替機８とからなるものである
。一方前記光電子増倍管５の出力は増幅器１１を経て後
述するサンプルホールド回路９および誤差制御回路１０
に加えられる。

ここで光電子増倍管５の出力信号もしくは増幅器１１の
出力信号Ｓは第２図の（Ａ）に示すようになる。すなわ
ち第２図（Ａ）においてａは参照側試料室４の透過光に
対応するインパルスであり、ｂは測定側試料室３の透過
光に対応するインパルスであって、両インパルスａ、ｂ
の間の低レベル部分Ｃは暗電流を含む光路切替時の背影
光に対応する。前記サンプルホールド回路９は、光路切
始手段６が測定側試料室３の側に切り替っている期間す
なわち第２図（Ｂ）に示すように前記インパルスｂの期
間に対応するタイミングパルスＴＡに同期してサンプリ
ングするものであり、したがってサンプルホールド回路
９からは増幅器１１の出力信号Ｓのインパルスｂのレベ
ルに相当する出力、すなわち測定側試料室３の透過光強
度に対応する出力が得られる。一方前記誤差制御回路１
０は、増幅器１１の出力信号Ｓから参照側試料室４の透
過光強度に対応する信号を取出してこれを基準電圧と比
較し、かつその差に対応して前記光電子増倍管５の感痩
をフィードバック制御して増幅器１１の出力信号Ｓの参
照側試料室側のインパルスａのレベルを一定に保持する
ためのものであり、図示の例では、基準電圧発生回路１
０Ａと、光路切替手段６が参照側試料室４の側に切り替
っている期間すなわち第２図（Ｃ）に示すように前記イ
ンパルスａの期間に対応するタイミングパルスＴＢに同
期して動作することによりインパルスａのしベルを読込
みかつそのレベルと基準電圧との差を積分する同期誤差
積分器１０Ｂとによって構成されており、その同期誤差
積分器１０Ｂの出力によって光電子増倍管５に対する高
圧電源１２の電圧が制御される。

このように第１図の装置においては増幅器１１の出力信
＠Ｓのインパルスａのレベル、すなわち測定側試料室側
の透過光検出出力レベルが常に一定（すなわちいずれの
波長においても同じレベル）となるように制御されるか
ら、前記サンプルホールド回路９の出力は測定側試料室
３の透過光強度に対応するのみならず、いずれの波長に
おいてもそのまま参照側試料室４側の透過光強度と測定
側試料室３側の透過光強度との比、すなわちある波長の
光に対する分析対象試料そのものの透過率を表わすこと
になる。

ところで試料の光透・、過率の表示方式としては、測定
側試料室の透過光強度と１参照側試料室の透過光強度と
の比の百分率をそのまま表示するいわゆる％表示と、測
定側試料室の透過光強度を対数変換して、その対数変換
値と参照側試料室の透過光強度との比を表示するいわゆ
る対数表示（１０ｇ表示）とがある。前者の％表示は、
試料の透過率の値自体を知ることができるが、場合によ
っては後者のｌｏｇ表示が好まれることがある。すなわ
ち、試料の光透過率のレベルが相当に低いような場合に
は、対数表示の方が透過率の違いを明確に認識すること
ができる。

ところで通常の分光光度計に使用されている光電子増倍
管等の光検出器は、光の強度に応じて出力電流が変化す
る電流出力型のものである。このような光検出器を用い
た分光光度計において対数表示するためには、従来は第
３図に示すように、光検出器例えば光電子増倍管５から
得られた光電流を電流−電圧変換機能を有する増幅器（
前段増幅器）１１Ａで増幅し、その出力電圧を対数増幅
器１１Ｂに入力させ、対数増幅するのが通常であった。

しかしながらとのような従来の対数表示方を式においては、前段増幅器１１Ａで発生するノイズやド
リフト、あるいはオフセット電圧等が対数変換後のデー
タ出力にノイズを与えたり、対数値としての直線性に悪
影響を与えたりする問題があり、特に試料の光透過率が
低い場合すなわち光検出器の出力電流が低い場合にはそ
れらの影響が大きくなり、測定誤差が大きくなってしま
う問題があった。また逆に透過光強度が大きい場合、光
検出器の出力が前段増幅器で飽和し−ｃしまうことがあ
り、そのため光検出器や対数増幅器のダイナミックレン
ジ一杯まで使用することができず、その結果全体として
のダイナミックレンジを拡げて測定精度を上げることが
困難となる間融もあった。

一方これらの弊害を除去するため、光検出器からの光電
流を直接対数増幅器に入力させた分光光度計もあるが、
シングルモノクロ方式（分析対象試料の透過光強度のみ
を検出する方式）に限られ、ダブルビーム方式には適用
困難とされていたのが実情である。すなわちダブルビー
ム方式の場合、前述のように参照側試料室の透過光検出
出力を基準電Ｉｆと一致させるようにフィードバック制
御するが、上述の対数変換方式をそのまま適用すれば、
参照側試料室の透過光検出出力も対数変換されてしまう
ため、参照側試料室の透過光検出出力の直線性が失われ
、その結果、参照側試料室の透過光検出出力や基準電圧
の較正等の処理が複雑となる問題がある。またダブルビ
ーム方式の場合１、分光機本体内の光路を一方の試料室
から他方の試料室に切替える期間の出力、すなわち背影
光に相当する出力（回路や素子の暗電流を含む）を参照
側試料室の透過光検出出力や測定側試料室の透過光検出
出力から差引くことにより背影光の影響を除去して、よ
り正確な測定を行うことができるが、この場合背影光出
力も対数変換されてしまうため、その処理が複雑となる
問題があるこの発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、ダ
ブルビーム方式の分光光度計において、試料の光透過率
を対数表示するべく装置内部において対数変換する場合
に、対数変換後の出力データに対するノイズの影響を小
さくするとともに、対数値としての直線性を良好にし、
かつダイナミックレンジを拡げうるようにし、これによ
り測定精度を従来よりも格段に向−トさせた分光光度計
を提供することをことを目的とするものである。

すなわちこの発明の分光光度計は、参照側試料室と、測
定側試料室と、光検出器と、各種波長の単色光を参照側
試料室と測定側試料室に交互に入射させかつそれに同期
して交互に参照側試料室と測定側試料室の透過光を前記
光検出器に導く光路切替手段を備えた分光器本体を有し
、かついずれの波長においても分析対象試料の測定時に
おける参照側試料室の透過光の検出出力が基準電圧と一
致するようにフィードバック制御し、これにより各波長
における測定側試料室透過光検出出力が測定試料の光透
過率を表わすようにした分光光疾計においＣ１光検出器の出力側に電流電圧変換増幅器および対数増幅
器を並列的に設け、またこれら増幅器には前記光路切替
手段の動作に同期する同期切替手段を付設し、この同期
切替手段によって、前記光検出器の出力が電流電圧変換
増幅器を経ずに直接対数増幅器により対数増幅される状
態と前記光検出器の出力が電流電圧変換増幅器により増
幅される状態との少くとも２状態に光路切替手段に同期
して切替えられるように構成したことを特徴とするもの
である。

以下この発明の実施例の分光光度計について詳細に説明
する。

第４図はこの発明の一実施例を示すものであり、第４図
において第１図に示される要素と同一の要素については
同一の符号を付し、その詳細は省略する。第４図におい
て、破線１２で囲んだ部分がこの発明の主要部であり、
第１図における増幅器１１に対応する。

光電子増倍管５の出力は、第１演算増幅器２１の負側入
力端子に加えられる。この演舞増幅器２１番よ、その正
側入力端子が接地されるとともに、直列接続された第１
スイツチＳ１および抵抗Ｒ１を介し−【出力端子が負側
入力端子に帰還接続されている。したがって第１スイツ
チＳ１が閉じられている状態では第１演粋増幅器２１は
ｈ帰還がかけられて、増幅作用を果たす、これらの第１
演算増幅器２１および抵抗Ｒ１が前述の電流電圧変換増
幅器２２を構成する。

さらに第１演粋増幅器２１の負側入力端子（すなわち光
電子増倍管５の出力端子）は第１の非直線性素子（対数
素子）としてのトランジスタ２３のコレクタに接続され
、また第１演粋増幅器２１の出力端子は抵抗Ｒ２を介し
て第２の非直線性素子（対数素子）としてのトランジス
タ２４のベースに接続されている。これらトランジスタ
２３゜２４０エミツタは共通接続されるとともに、第２
演算増幅器２５の出力端子が第２スイツチＳ２および抵
抗Ｒ３を介して接続されている。この第２演舞増幅器２
５の正側入力端子は接地され、またその負側入力端子に
は基準電流源回路２６が接続されるとともに前記トラン
ジスタ２４のコレクタが接続されている。そしてトラン
ジスタ２３のベースは接地され、トランジスタ２４のベ
ースは抵抗Ｒ４を介して接地されている。しかして、ト
ランジスタ２３．２４および基準電流源回路２６、第２
演算増幅器２５と、前述の第１演算増幅器２１とによっ
て対数増幅器２７が構成されている。

すなわち第２スイツチＳ２が閉じられかつ第１スイツチ
Ｓ１が開放された状態で、トランジスタ２３．２４基準
電流源回路２６、第２演算増幅器２５、第１演篩増幅器
２１からなる回路は、光電子増倍管５の出力を対数増幅
する機能を果たす。しかもこの状態では第１スイツチＳ
１が開放されているから、第１演算増幅器２１は電流電
圧変換増幅器２２として機能しないことになる。このよ
うにこの実施例においては第１演粋増幅器２１が電流電
圧変換増幅器２２と対数増幅器２７の構成要素を兼ねて
いる。

さらに第４図の回路においては、第１演篩増幅器２１の
出力端子が第２のサンプルホールド回路２８に第３スイ
ツチＳ３を介して接続されており、この第２サンプルホ
ールド回路２８の出力端子は抵抗Ｒ５を介して前記第１
演算増幅器２１の負側入力端子に接続されている。した
がって第１演算増幅器２１においては、ある時点での人
力とその直前の第３スイツチＳ３が閉じられた時点の出
力とが差引演粋されることになる。

そして電流電圧変換増幅器２２および対数増幅器２７の
出力端、すなわち第１演粋増幅器２１の出力端子と対数
増幅器２７におけるＲ２は、第４スイツチＳ４を介して
第１のサンプルホールド回路９に接続されるとともに、
第２スイツチＳ５を介して同期誤差積分回路１０Ｂに接
続されている。

この第１のサンプルホールド回路９は、第１図における
サンプルホールド回路９と同様なものであり、その出力
が測定データとなる。この測定データは通常は適宜処理
されて、表示もしくは記録される。また同期誤差積分回
路１０Ｂも第１図に示されるものと同様であり、この同
期誤差積分回路１０Ｂに与えられる電圧すなわち第５ス
イツチＳ５を介して加えられる電圧と基準電圧とが一致
するように＾圧電源１２から光電子増倍管５に加えられ
る電圧がＩｌｌ　ｍされる。但し、この基準電圧は後述
するように一定電圧と丈・・るとは限らない。すなわち
分析対象試料の測定に先立つで予め測定側試料室３内を
実質的に透過率１００％の状態としに走査させて、測定
側試料室３内が実質的に透過率１００％の状態における
参照側試料室４の側の透過光検出増幅出力を記憶させて
おき、分析対象試料の測定時にこれを読出して基準電圧
として用いても良く、この場合分光器本体１内の測定側
試料室３の側の光路と参照側試料室４の側の光路とに波
長特性差がある場合には、基準電圧はその波長特性差に
したがって波長により変化するものとなる。

前記各スイッチ８１．８２．８３．８４．８５は、通常
はトランジスタ等の無接点スイッチからなるものであり
、同期信号発生回路２９からのタイミング信号Ｔ１．Ｔ
２．Ｔ３によってその開閉が制御される。すなわもスイ
ッチ８１．８２．８４は第１タイミング信号Ｔ１によっ
て開閉制御され、第３スイツチＳ３は第３タイミング信
号Ｔ３によって開閉制御され・さらに第５スイツチＳ５
　　　　　ｊは第２タイミング信号１２によって開閉制
御される。同期信号発生回路２９は前記光路切替手段６
の各光路切替機７．８やこれらを駆動するためのパルス
モータＰＭ等からの信号に応じて第１タイミング信号Ｔ
１、第２タイミング信号Ｔ２、第３タイミング信号Ｔ３
を出力するものである。対数表示を行う場合におけるこ
れらの各タイミング信＠１１〜Ｔ３と各スイッチ８１〜
Ｓ５の動作との関係およびそれによる装置全体の動作を
第５図の波形図を参照して以下に説明する。

第５図（Ａ）は光電子増倍管５の出力波形Ｓを示す。第
５図（Ａ）において、インパルスＡは参照側試料室４側
の透過光検出出力（以下これを参照側出力と記す）に相
当するものであり、又Ｂは測定側試料室３側の透過光検
出出力（以下これを測定側出力と記す）に相当するもの
であり、さらに両インパルスＡ、Ｂの間の低レベル部分
Ｃは暗電流を含む光路切替時の背影光に対応する。また
第５図（Ｂ）、（６）、（Ｄ）は通常の分析対象試料測
定時におけるタイミング信号ＴＩ、Ｔ２゜Ｔ３をそれぞ
れ示す。さらに第５図（Ｅ）〜（１）はイれぞれスイッ
チ８１〜Ｓ５の動作状態を示す。

通常の分析対象試料測定時においては、第１タイミング
信号Ｔ１は光路が測定側試料室３側に切替えられている
期間内のタイミングに対応するパルス、換言すれば測定
側出力インパルスＢの期間内のタイミングに対応するパ
ルスとなっており１、第２タイミング信号■２は光路が
参照側試料室４側に切替えられている期間内のタイミン
グに対応するパルス、換言すれば参照側出力インパルス
Ａの期間内のタイミングに対応するパルスとなっている
。また第３タイミング信号Ｔ３は背影光の期間Ｃ内のタ
イミングに相当するパルスとなっている。第１スイツチ
Ｓ１は第１タイミング信号Ｔ１のパルス期間だけ開放さ
れ、第２スイツチＳ２、第４スイツチＳ４は第１タイミ
ング信号Ｔ１のパルス期間だけ閉じられ、さらに第３ス
イツチＳ３は第３タイミング信号Ｔ３のパルス期間だけ
、第５スイツチＳ５は第２タイミング信号Ｔ２のパルス
期間だけそれぞれ閉じられる。

したがって参照側出力インパルスＡの期間内においては
、第１スイツチＳ１が閉じており、また第２スイツチＳ
２が開放されているから、対数増幅器２７が動作しない
一方、第１演算増幅器２１の負帰還がかかつて電流電圧
変換増幅器２２が動作しており、そのため光電子増倍管
５の出力電流は対数増幅されず、電流電圧変換増幅器２
２により電圧に変換されて直線的に増幅される。そして
この期間おいては第５スイツチＳ５が閉じられるから、
電流電圧変換増幅器２２の増幅出力が第５スイツチＳ５
を介して同期誤差積分回路１０Ｂに加えられ、その結束
参照側出力インパルスＡの増幅出力がいずれの波長にお
いても基準電圧と一致するように光電子増倍管５の感度
がフィードバック制御される。なおこの期間においては
第４スイツチＳ４は開放されているから、参照側出力イ
ンパルスＡの増幅出力は第１サンプルホールド回路９に
人力されず、したがって測定データとして外部へ出力さ
れない。　　　・□！一方測定側出力インパルスＢの期間内においては第１ス
イツチＳ１が開放されるとともに第２スインチＳ２が閉
じられ、そのため第１演篩増幅器２１の負帰還がかから
なくなって第１演篩増幅器２１が電流電圧変換増幅器２
２として動作しなくなる一方、対数増幅器２７が動作し
て、光電子増倍管５の出力電流（測定側出力）は電流電
圧変換増幅されることなく対数増幅器２７により直接対
数増幅される。そしてこの期間内においては第４スイツ
チＳ４が閉じられるから、測定側出力の対数増幅出力が
第１サンプルホールド回路９に人力され、連続的な測定
データとして外部へ出力される。ここで前述のように参
照側出力の増幅出力が基準電圧と一致するように光電子
増倍管５の感度がフィードバック制御されているから、
第１サンプルホールド回路９の出力は測定側出力の対数
値と基準電圧との比に相当する。そして基準電圧を一定
とした場合には、第１サンプルホールド回路９の出力は
いずれの波長においても測定側出力の対数値と参照側出
力との比の値を表わすことになる。一方前述のように分
析対象試料の測定に先立って予め測定側試料室３内を実
質的に透過率１００％の状態として各波長を測定側試料
室３および参照側試料室４に走査させて、測定側試料室
３内が実質的に透過率１００％の状態における参照側試
料室４の側の透過光検出増幅出力を記憶させておき、分
析対象試料の測定時にこれを読出して基準電圧として用
いた場合には、第１サンプルホールド回路９の出力はい
ずれの波長においても分析対象試料についての測定側出
力の対数値と測定側試料室３内が実質的に透過率１００
％の状態における測定側出力の対数値との比を表わ（こ
とになる。なお測定側出力インパルスＢの期間において
は第５スイツチＳ５は開放されているから、対数増幅器
２７の出力は同期誤差積分回路１０Ｂに加えられない。

さらに背影光に相当する期間Ｃ内においては、第３タイ
ミング信号Ｔ３により第３スイツチＳ３が閉じられるか
ら、その背影光期間Ｃのレベルが第２サンプルホールド
回路２８によりホールドされる。したがって第１演算増
幅器２１により参照側出力インパルスＡのレベルおよび
測定側出力インパルスＢのレベルから背影光の期間Ｃの
レベルが差引かれ、イの結果各増幅出力は背影光の影響
を除去した正確なものとなる。

上述のように第４図の回路により測定データを対数表示
させる場合には、測定側出力については電流電圧変換増
幅せずに直接対数変換増幅し、一方参照側出力および背
影光出力については対数変換せずに電流電圧変換増幅の
みを行なう。そしてまた前記第１スイツチＳ１、第２ス
イツチＳ２が、前述の同期切替手段を構成していること
になる。

以上の説明では測定データの対数表示の場合について述
べたが、同じ第４図の回路を用いて％表示を行なうこと
もできる。すなわら、第１スイツチＳ１を一常時閉じて
おくとともに、第２スイツチＳ２を常時開放させておけ
ば、対数増幅器２７は常に動作せず、電流電圧変換増幅
器２２が常時動作して、そ′の結果測定側出力が対数変
換されずに出力され、その出力データが試料の透過率自
体の自分率に対応することになる。但しこの場合第３ス
イツチＳ３、第４スイツチＳ４、第５スイッヂＳ５は対
数表示の場合と同様に動作させる。このように制御する
ためには、第１タイミング信号Ｔ１を第１スイツチＳ１
、第２スイツチＳ２に与えずに第４スイツチＳ４のみに
与え、第２タイミング信号Ｊ２、第３タイミング信号Ｔ
３を対数表示と同様に第２スイツチＳ５、第３スイツチ
Ｓ３に各別に与えれば良い。したがって第４図の回路に
おいて対数表示方式と％表示方式とを切替える場合には
、第１タイミング信号Ｔ１を第１スイツチＳ１、第２ス
イツチＳ２に与える経路に、表示方式切替信号によって
開閉制御し得るゲート回路を設けておけば良い。もらろ
んこの表示方式切替信号は、操作員が外部から切替スイ
ッチ等を操作することによって得られるようにしておけ
ば良い。

また以上の説明では分析対象試料の測定時のみについて
述べたが、場合によっては前述のように１（分析対象試料の測定に先立って予め測定側試料室３内を
実質的に透過率１００％の状態として各波長を測定側試
料室３および参照側試料室４に走査させることがある。

すなわち、基準電圧を一定として分析対象試料の測定時
における参照側出力の増幅出力を基準電圧と同じ一定電
圧に制御しただけでは、分光器本体１内の鏡の曇り等に
起因して測定側試料室３側の光路と参照側試料室４側の
光路の波長特性が正確に一致していない場合には分析対
象試料の測定時における測定出力がその試料の透過率を
正しく表わさなくなつＣ１両光路の波長特性が相違する
波長において誤差が生じることになる。この問題を解決
するためには、前述のように波長走査を行なっておくこ
とが望ましい。

この波長走査を行なう場合について説明すると、この場
合には第４図の鎖線で示すように、同期信号発生回路２
９から出力される各タイミング信号のパルスタイミング
を波長走査時と分析対象資料測定時とにおい°【切替え
るための走査時−測定時切替信号発生手段３０を設けて
おく。走査または測定の切替は操作員゛がスイッチなど
により指示寸ることにより行わせるかまたは予め設定し
したプログラムにしたがって自動的に行わせれば良く、
したがって走査時−測定時切替信号発生手段３０はこの
ような指示またはプログラムによりその切替信号が走査
時を表わす状態と測定時を表わす状態とに切替えられる
ようにしておけば良い。

分析対象試料の測定に先立つ走査時においては、予め測
定側試料室３内を実質的に波長特性がなく透過率が実質
的に１００％の状態（すなわち例えば測定側試料室３内
の試料セルを空の状態にしておくかまたはその測定側試
料室３内の試料セル内に実質的に波長特性がない透明度
の高い標準物質を収容しておく）にしておき、その状態
で分析対象試料の測定に使用するべき各波長を測定側試
料室３および参照側試料室４に順次走査させる。但しこ
の走査時においては参照側試料室４内も測定側試料室３
内と同じ状態にしでおくことはもちろんである。対数表
示方式にて分析対象試料の測定を行なうに先立っての波
長走査時における各タイミング信号Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３お
よびそれによる各スイッチ８１〜Ｓ５の動作を光電子増
倍管５の出力波形と対応して第６図に示す。

第１タイミング信号Ｔ１は参照側出力インパルスＡの期
間内のタイミングに相当し、第２タイミング信号Ｔ２は
測定側出力インパルスＢの期間内のタイミングに相当す
る。したがって第１タイミング信号Ｔ１、第２タイミン
グ信号Ｔ２のタイミングは分析対象試料測定時、すなわ
ち第５図の場合と逆の関係となる。一方第３タイミング
信号Ｔ３は分析対象試料測定時と同様である。このよう
な各タイミング信号により、参照側出力インパルスＡの
期間内において第１スイツチ′Ｓ１、第５スイツチＳ５
は開放され、第２スイツチＳ２、第４スイツチＳ４は同
じ期間内において閉じられる。

一方測定側出力インパルスＢの期間内において第１スイ
ツチＳ１、第２スイツチＳ５は閉じられ、第２スイツチ
Ｓ２、第４スイツチＳ４は開放される。したがってこの
場合には前述の分析対象試料の測定時と逆に、測定側出
力が対数増幅されずに電流電圧変換増幅されて同期誤差
積分回路１０Ｂに加えられて、測定側出力の増幅出力が
基準電圧（走査時の基準電Ｉｆは測定時と異なり通常は
一定電圧とする）と一致する一定電圧となるようにフイ
ードバック制御される。一方参照側出力は電流電圧変換
増幅されずに、直接対数増幅され、第１サンプルホール
ド回路９から出力される。このようにして第１サンプル
ホールド回路９から得られた参照側出力の対数増幅出力
は、図示しないＡ／Ｄ変換機によりデジタル信号に変換
し、図示しないコンピュータに読み込ませる。

ここで走査時の参照側出力インパルスＡのレベルは、分
光器本体１内における測定側試料室３側の光路の波長特
性と参照側試料室４側の光路の波長特性とが鏡の曇り等
によって相違する場合には一定ではなくなり、その波長
特性差にしたがって波長に応じて変化し、その波長によ
り変化する参照側出力の対数増幅値がサンプルホールド
回路９から出力されてコンピュータに記憶される。そし
てその後の測定時においては、コンピュータに記憶され
ていた前記走査時、１１．．における各波長での参照側
出力の対数増幅値についての信号が読み出されて基準電
圧発生回路１０Ａに与えられ、その走査時の参照側出力
の対数増幅値もしくはそれに対応する電圧が基準電圧と
して同期誤差積分回路１０Ｂに加えられる。なお走査後
の測定時における制御は前述の第５図について説明した
ものと全く同じである。

上述のように走査時には測定側試料室３内が実質的に波
長特性がない状態（いずれの波長においても透過率が実
質的に１００％の状態）とし、その状態で測定側出力を
一定として、それに対応する参照側出力、すなわち分光
器本体１内における測定側試料室３側光路と参照側試料
室４側光路との波長特性差に応じて変化する出力の対数
増幅値をコンピュータに記憶させ、そしてその後の測定
時にはその走査時の参照側出力の対数増幅値を読出して
、その電圧もしくはこれに対応する電圧を基準電圧とし
て用いてその電圧に測定時における参照側出力を一致さ
せている。。したがって測定時における参照側比りは、
いずれの波長においても、測定側試料室３内が実質的に
透過率１００％の状態における測定側出力レベルの対数
増幅値に相当するから、サンプルホールド回路９の出力
（測定側出力）は、分光器本体１内の各光路に波長特性
の相違があっても、常に正しく分析対象試料の対数透過
率を表わすことになる。

第７図には前記同期信号発生回路１６の具体例を示す。

第７図において、同期信号発生回路２９は、プリスケー
ラ３１、カウンタ３２．３３、デコーダ３４、ＲＳフリ
ップ７０ツブ３５．３６゜３７等によって構成されたも
のであり、入力端子３８には光路切替手段６の駆動源と
してのパルスモータＰＭのパルスが加えられ、第２の入
力端子３９には光路切替手段６の光路切替機７もしくは
８からの同期信号ＰＯすなわち光路切替の周期と同じ周
期のパルス信号ＰＯが加えられ、さらに第３入力端子４
０には、前記走査時−測定時切替信号発生回路３０から
の切替信号ＳＣが加えられる。

イしてフリツプフロツプ３５からは前記第３タイミング
信号Ｔ３が出力され、ノリツブ７０ツブ３６からは前記
第２タイミング信号Ｔ２が出力され、フリップフ［１ツ
ブ３７からは前記第１タイミング信号Ｔ１が出力される
。

第７図の同期信号発生回路２９における入力信号ｐｏ、
ｓｃを前記光電子増倍管５の出力信号Ｓと対応して第８
図に示す。ここで切替信号ＳＣは、走査時にはハイレベ
ルＨ１測定時には０ウレベルＬとなる信号であり、この
切替信号ＳＣのレベルによってよって第１タイミング信
号Ｔ１および第２タイミング信号Ｔ２のタイミングが制
御される。

なおこの同期信号発生回路２９においては、光電子増倍
管５の出力信号Ｓの参照側出力インパルスや測定側出力
インパルスの立上がりや立下がりのなまりや乱れの影響
を除去するため、各タイミング信号ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３を
、それぞれ参照側出力期間もしくは測定側出力期間、背
影光期間の中央の平滑な部分に対応させるように構成さ
れている。

以上の説明で明らかなように、この発明の分光光度計は
、いわゆるダブルビーム方式のものにおいて、光検出器
の出力側に電流電圧変換増幅器および対数増幅器を並列
的に設け、前記光検出器の出力が電流電圧変換増幅器を
経ずに直接対数増幅器により対数増幅される状態と前記
光検出器の出力が電流電圧変換増幅器により増幅される
状態との少くとも２状態に光路切替手段に同期して切替
えられるように構成したものである。

したがってこの発明の分光光度計によれば、測定データ
を対数表示させるにあたって、測定側出力については電
流電圧変換増幅せずに直接対数変換増幅し、一方参照側
出力および背影光出力については対数変換せずに電流電
圧変換増幅のみを行なうことができるから、分析対象試
料についての測定データに関しては、対数増幅を行なう
前の段階でのノイズやドリフト、オフセットがないため
、その測定データに対する回路内のノイズが及ぼす影響
が極めて少なく、したがって透過光強度が低い試料の場
合にも正確に光透過率を求めることが可能となり、かつ
ノイズが対数値としての直線性等に悪影響を及ぼすこと
も少なくなって＾精度で測定することが可能となる。さ
らには対数増幅器は電流入力の場合には電圧゛゛入力場
合と比較して格段にダイノーミックレンジが広いのであ
るが、この発明の分光光度計の場合、前述のように光検
出器の測定側出力電流を電圧に変換せずに直接対数増幅
器に入力させることができ、しかも対数増幅器の前段の
回路で光検出器の測定側出力電流が飽和するようなこと
がなく、したがって従来よりも格段に全体としてのダイ
ナミックレンジを拡大させて、より＾精度の測定を行な
うことができる。

そしてまたこの発明の分光光度計においては、測定デー
タを対数表示させる場合においても、参照側試料室の透
過光検出出力や背影光出力を対数変換させずに済むから
、参照側試料室の透過光検出出力の直線性が失われて参
照側試料室の透過光検　゛出出力や基準電圧の較正等の
処理が複雑となったり背影光出力の処理が複雑となるこ
ともない。

なお、測定データについて対数変換して出力する状態と
、対数変換せずに出力する状態との２状態に切替えられ
るようにした実施態様によれば、対数変換出力と対数変
換しない出力（％表示）とを比較較正することができ、
そのため対数変換比　　　１カデータの信頼性を高める
ことがぐきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分光光度計の一例を示すブロック図、第
２図は従来の分光光度計における各部の信号波形を示す
波形図、第３図は従来の分光光度計における対数表示す
るための回路構成を示す結線図、第４図はこの発明の一
実施例を示す結線図、第５図は第４図の装置における各
部の信号波形および動作波形の一例を示す波形図、第６
図は第４図の装置における各部の信号波形および動作波
形の他の例を示す波形図、第７図はこの発明の分光光度
計に使用される同期信号発生回路の一例を示すブロック
図、第８図は第７図の同期信号発生回路の入力信号波形
を示す波形図である。１・・・分光器本体、２・・・光源、３・・・測定側試
料室、４・・・参照側試料室、５・・・光電子増倍管（
光検出器）、６・・・光路切替手段、２２・・・電流電
圧変換増幅器、２７・・・対数増幅器、２９・・・同期
信号発生回路、８１．８２・・・同期切替手段としての
スイッチ。２１３− 手　　続　　補　　正　　書　　（方式）昭和５７年６
月２１日昭和５７年特許膿第２３２４８号２、尭明の名称分光光度計３、補正をする１事件との関係　特許出願人住　　所　　東京都八王子市石川町２９６７番地の５名
　　魯　　　日本分光工業株式会社４、代理人住　　所　　東京都港区三田３丁目４番１８号二菓ピＡ
／　８０３号　電話（４５３）　６５８１５、補正命令
の日付昭和５７年５月２５日（発送日）６、補正の対象１Ｉｌｉおよび代層権を証明する書面７、補正の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　参照側試料室と、測定側試料室と、光検出器と
、各種波長の単色光を参照側試料室と測定側試料室に交
互に入射させかつそれに同期して交互に参照側試料室と
測定側試料室の透過光を前記光検出器に導く光路切替手
段を備えた分光器本体を有し、かついずれの波長におい
ても分析対象試料の測定時における参照側試料室の透過
光の検出出力が基準電圧と一致するようにフィードバッ
ク制御し、これにより各波長における測定側試料室透過
光検出出力が測定試料の光透過率を表わすようにした分
光光度計において、光検出器の出力側に電流電圧変換増幅器および対数増幅
器を並列的に設け、またこれら増幅器には前記光路切替
手段の動作に同期する同期切替手段を付設し、この同期
切替手段によって、前記光検出器の出力が電流電圧変換
増幅器を経ずに直接対数増幅器により対数増幅される状
態と前記光検出器の出力が電流電圧変換増幅器により増
幅される状態との少くとも２状態に光路切替手段に同期
して切替えられるように構成したことを特徴とする分光
光度計。
（２）　分析対象試料の測定特において、前記光検出器
から参照側透過光に対応する出力が得られる期間におい
てはその光検出器の出力が直接前記電流電圧変換増幅器
により増幅され、かつ光検出器から測定側透過光に対応
する出力が得られる期間においてはその光検出器の出力
が直接前記対数増幅器により増幅されるように前記同期
切替手段を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の分光光度計。
（３）　分析対象試料の測定時において、前記光検出器
から参照側透過光に対応づる出力が得られる期間におい
てはその光検出器の出力が直接前記電流電圧変換増幅器
により増幅されかつ光検出器から測定側透過光に対応す
る出力が得られる期間においてはその光検出器の出力が
直接前記対数増幅器により増幅される状態と、光検出器
から参照側透過光に対応する出力が得られる期間および
測定側透過光に対応する出力が得られる期間のいずれに
おいてもその光検出器の出力が直接前記電流電１Ｆ変換
増幅器により増幅される状態との２状態に切替えられる
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の分光光度計。