JPS5919292B2 - 分光器自動波長読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分散形分光器の波長読み取り装置に係り、特に
波長駆動装置に連動して分光器の同調波長をディジタル
量で読み取り、かつ読み取り波長を自動的に校正するに
便利な波長計数器を備えた分光器自動波長読み取り装置
に関する。

従来、分光器の同調波長の表示は、一般に回折格子やプ
リズムなどの光分散素子を回転する波長駆動装置と機械
的に連動した目盛円板や、機械的５ 計数表示器によつ
ていた。

しかしながらこれらの方法では波長駆動装置と同調波長
表示器とが機械的に連結されるため、同調波長表示器と
波長駆動装置との相対的位置に制約を受け、また機械的
計数表示器では高速回転に応答できないため波長走１０
査速度をあまり速くできないなどの欠点があり、更にこ
れらの方法では分光器の同調波長を表示することはでき
るが、波長信号として取り出し利用することは不可能で
あつた。これに対し、近年のディジタル処理技術の一般
化に伴ない、例えば得１５られたスペクトルの波形処理
を行なうなどのために、分光器の同調波長を電気信号と
して取り出す必要性が多くなつて来た。また同調波長を
電気信号として取り出すことにより、スペクトルを記録
する記録針の波長軸掃引信号として利用できる他、２０
波長走査時に一定波長において光源や検知器を切替えた
り、フィルタを光路中に挿入するなどの操作を正確に行
ない、かつ容易に自動化できるという効果を得ることも
できる。このような目的を達成する波長読み取り装置と
して、波長駆動装置か２５ら一定波長間隔毎に発生する
波長駆動パルスを、パルス計数器によつて計数する方法
がある。第１図はこのような従来技術の一例を示す図で
あり、パルスモータ１、ギヤ系１１、送りネジ１２、ス
ライダ１３、レバー１４より成るサインバー方式３０の
波長駆動装置によつて、回転軸１５を軸として回折格子
１６が回転され、分光器の同調波長が走査される。モー
タ駆動回路１０からの波長駆動パルス４０は、パルス計
数器６０に送られ、モータの正転・逆転に対応した正逆
信号４１に応じて、３５パルス計数器６０の計数値に加
算あるいは減算計数される。従つてパルス計数器６０の
計数値は初めに分光器の同調波長に校正しておくことに
よつて、常に分光器の同調波長λに対応した値となる。
しかしながら、このような従来技術による方法では、パ
ルス計数器の計数値を分光器の同調波長に校正せねばな
らないという面倒がある。前記波長計数器６０は、実用
的にはデイジタルカウンタを用いることにより実現され
るが、一般にデイジタルカウンタは揮発性であるため、
電源遮断により計数値が消去してしまう。また不揮発性
のものにおいても、電源遮断中に手動で波長を走査した
場合には、デイジタルカウンタは動作せず、そのため計
数値と分光器の同調波長との間にずれが生じる。従つて
電源投入時には必らずパルス計算器の計数値を分光器の
同調波長に校正しなければならない。本発明の目的は、
上記した従来技術の欠点をなくし、電源投入時における
波長校正を迅速かつ簡単な構成で行い得る分光器自動波
長読み取り装置を提供することにある。

パルス計数器６０の計数値は前記したように波長駆動パ
ルス４０を加算計数あるいは減算計数することにより常
に分光器の同調波長の相対的移動量を知ることができる
。

従つて分光器の同期波長が一定波長λｃになつた時に、
分光器あるいは波長駆動装置において波長校正パルスを
発生し、該パルスによつて計数器の計数値をλｃに対応
する値にセツトすることにより、パルス計数器の計数値
は分光器の同調波長に対応した計数値を示すことになる
。前記したパルス計数器の校正の面倒を排除するには、
電源投入後分光器を必らず校正波長λｃ方向に自動的に
走査し、分光器の同調波長がλｃになつた時に発生する
波長校正パルスによつてパルス計数器をλｃに対応する
値にセツトして波長走査を停止し、初めて分光器の操作
を可能な状態とすることにより解決することができる。
しかしながら、電源投入時に分光器の同調波長が校正波
長λｃより長波長であるか短波長であるかを自動的に検
知することは困難である。また、どちらか一方に自動走
査するようにした場合、波長校正パルス発生位置λｃが
走査方向にあればともかく、反対方向にあつた場合は波
長端から反転させる必要があり、そのための装置が必要
で構成が複雑になると共に波長校正に長時間を要するこ
とになる。そこで、分光器の波長走査範囲をλｓ〜λＬ
（但し、λｓくλＬ）とした時、波長校正パルスをλｓ
あるいはλＬで発生することにより自動波長校正を容易
にすることができる。即ち校正波長λｃ＝λｓとした場
合には、電源投入後分光器を短波長の方向へ自動走査す
ることにより、必らず波長校正パルスを得てパルス計数
器を校正することができ、逆に校正波長λｃ＝λＬとし
た場合には、電源投入後分光器を長波長の方向へ自動走
査することにより、必らず波長校正パルスを得てパルス
計数器を校正することができる。この場合、λｃ＝λｓ
あるいはλｃ−λＬである必要はなく、λｃ≦λｓある
いはλｃ≧λＬであれば充分である。以上によつて、パ
ルス計数器の計数値は電源投入後自動的に校正され、常
に分光器の同調波長に対応した値を示すことができる。
以下図面に基づいて本発明の実施例につき詳述する。

第２図は本発明の一実施例を示す機能図であり、第１図
と同じくサインバ一方式にて回折格子１６を回転させる
ことにより、分光器の同調波長が走査される。分光器の
波長走査範囲は、スライダ１３が送りネジ１２の右端に
来る位置（分光器の同調波長λ＝λｓ）から左端に来る
位置（図中一点鎖線で示す。分光器の同調波長λ＝λＬ
）までの範囲内であり、スライダ１３が左方へ移動する
に従つて分光器の同調波長は長波長となる。スライダ１
３には突起２１が取り付けられており、分光器の同調波
長λが、λ＝λＬになつたとき、突起２１はスイツチ２
２を作動させる。スイツチ２２の作動信号は、波長校正
パルス５０としてパルス計数器６０に送られ、パルス計
数器６０の計数値をλＬに対応した一定値にセツトする
。一方電源投入検出器３０は、電源が投入された時に信
号を発生し、モータ駆動回路１０をトリカーして、分光
器の同調波長λが長波長側へ走査されるようモータ１を
駆動する。その結果λ＝λ１となつた時にスイツチ２２
より発生する波長校正信号５０は、パルス計数器６０の
計数値をセツトすると共に、電源投入検出器３０にも送
られ、電源投入検出器をりセツトすることにより波長走
査を停止させる。かくしてパルス計数器６０の計数値は
、電源投入後自動的に校正されて、常に分光器の同調波
長λに対応した値を示すことができる。電源投入検出器
３０は、例えば第３図のようにフリツプフロツプ３１を
用いて実現することができる。即ちフリツプフロツプ３
１のＳ端子は、電源投入後抵抗ＲとコンデンサＣによつ
て定まる時定数により、アース電位から＋Ｖ電位へ徐々
に上昇する。このためフリツプフロツプの状態は電源投
入後常にセツトされるので、出力Ｑは必らず１となり、
モータ駆動回路１０を作動させることができる。フリツ
プフロツプ３１のＲ端子はスイツチ２２に接続されてお
り、分光器の同調波長λがλＬになつた時にスイツチ２
２が作動するため、フリツプフロツプの状態は反転して
出力ＱはＯとなり、モータ駆動回路１０の動作を停止さ
せることができる。またパルス計数器６０は、第４図に
示すようにデイジタル回路により実現することができる
。即ち正逆信号４１はモータが正転している時（分光器
の同調波長が長波長側に走査されている時）は論理１と
なつてアンドゲートＰを開き、逆転している時は論理０
となつてＰを閉じる一方インバータ６７によつて反転さ
れＱを開く。波長駆動パルス４０はアンドゲートＰ，Ｑ
の状態に応じて２進可逆計数器６５のＵＰ端子またはＤ
ＯＷＮ端子に加えられることによつて、加算または減算
計数される。２進可逆計数器６５の計数値は２進計数出
力ＱＡ，ＱＢ，ＱＯ，ＱＤより２進数として取り出すこ
とができる。

一方２進可逆計数器のＬＯＡＤ端子は、通常抵抗Ｒを通
して＋Ｖ電位に接続され論理１を保つているが、分光器
の同調波長λがλＬになつたとき、スイツチ２２が閉じ
ることにより論理０となり、このとき２進可逆計数器の
計数値はデータ入力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの入力論理にセ
ツトされる。従つてデータ入力端子の状態をλ。に対応
した２進数の論理に保つておけば、スイツチ２２が閉じ
ることによつて２進可逆計数器の計数値はλ１に対応し
た値にセツトされる。以上は２進４桁の場合の例につき
説明したが、２進可逆計数器６５を複数段接続すること
により、容易に任意桁数の計数を行なうことができる。
本実施例によれば、電源投入後分光器の同調波長λは波
長走査範囲の長波長端λＬに自動的に走査されて停止す
るので、可視・紫外域分光器のように通常波長を長波長
から短波長に向けて走査して使用する分光器では、波長
読み取り装置の校正と同時に、操作の準備が自動的に行
なわれるという効果を提供することができる。第５図は
本発明の他の実施例を示す機能系統図であり、波長駆動
装置２０は第２図同様サインバ一方式にて回折格子を回
転させて分光器の同調波長を走査し、第２図における突
起２１、スイツチ２２を含んでいる。

マイクロコンピユータ７０は第２図に示す電源投入検出
器３０、パルス計数器６０の機能を有し、電源投入後モ
ータ駆動回路１０に信号を送つて波長駆動装置２０を駆
動させ、分光器の同調波長を長波長側へ走査させる。分
光器の同調波長λｃがλＬになつた時に発生する波長校
正信号５０はマイクロコンピユータ７０に読み取られ、
マイクロコンピユータ７０は波長λＬを記憶すると共に
、モータ駆動回路１０に走査停止指令信号を送る。以上
によりマイクロコンピユータに分光器の同調波長λＬが
記憶された後は、モータ駆動回路が動作することによつ
て発生する波長駆動パルス４０および正逆信号４１は常
にマイクロコンピユータに読み取られ、マイクロコンピ
ュータ７０ではその都度λの記憶値を加減することによ
つて常に分光器の同調波長を保持することができる。マ
ィクロコンピユータ７０が記憶している分光器の同調波
長λは、例えば数字表示器７１に送られ、分光器の同調
波長が表示される。以上のように、本発明は波長校正位
置を波長走査範囲外とし、電源投入時その方向に波長駆
動装置を走査するようにしたため、波長駆動装置の位置
と波長校正位置との比較が不要等の簡単な構成の自動波
長校正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による分光器波長読み取り装置の一例
を示す機能図、第２図は本発明になる分光器自動波長読
み取り装置の一実施例を示す機能図、第３図は前記実施
例の一構成要素である電源投入検知器の具体例を示す回
路図、第４図は同じく前記実施例の他の構成要素である
パルス計数器の具体例を示す回路図、第５図は本発明に
なる分光器自動波長読み取り装置の他の実施例を示す機
能図である。 符号の説明、１０・・・・・・モータ駆動回路、２０・
・・・・・波長駆動装置、２１・・・・・・突起、２２
・・・・・・スイツチ、３０・・・・・・電源投入検出
器、５０・・・・・・波長校正パルス、７０・・・・・
・マイクロコンピユータ、７１・・・・・・数字表示器
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光を波長にしたがつて分散する光分散素子を用いた
   分光器、前記光分散素子を所定の波長走査範囲内で走査
   させる波長駆動装置、この波長、駆動装置から一定波長
   間隔毎に発生するパルスを波長の増加、減少にしたがつ
   て加算あるいは減算計数する波長計数器とを備えた分光
   器波長読み取り装置において、分光器波長読み取り装置
   の電源投入時に、前記波長駆動装置を前記所定の波長走
   査範囲外に駆動する手段、前記波長駆動装置が前記所定
   の波長走査範囲外に来たときに波長校正パルス信号を発
   生する手段、前記波長校正パルス信号を前記波長計数器
   に供給してこれを所定値に設定する手段とを設けたこと
   を特徴とする分光器自動波長読み取り装置。