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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-15
(45)【発行日】2024-11-25
(54)【発明の名称】旋光計及びその校正方法、並びに旋光計校正プログラム
(51)【国際特許分類】
G01J 4/04 20060101AFI20241118BHJP
【ＦＩ】
G01J4/04 D
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2024087003
(22)【出願日】2024-05-29
【審査請求日】2024-07-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000232689
【氏名又は名称】日本分光株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004484
【氏名又は名称】弁理士法人岩橋国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100092901
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 祐司
(74)【代理人】
【識別番号】100188260
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 愼二
(72)【発明者】
【氏名】中司 龍太
【審査官】井上 徹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－１０６８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３９７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２３６３０６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第５２４７１７６（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／００６６８５３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｊ ３／００－ ４／０４
Ｇ０１Ｊ ７／００－ ９／０４
Ｇ０１Ｎ ２１／０３－２１／１５
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｄｉｒｅｃｔ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
偏光子を回転させて測定した前記偏光子の回転角度を用いて校正を行うことができる旋光計であって、光源と、
前記光源からの入射光を単一の透過軸に平行な直線偏光に変換する偏光子と、
前記旋光計の校正時において、前記偏光子を前記透過軸回りに回転させる偏光子回転手段と、
前記偏光子に取付けられ、前記偏光子が回転した角度を測定する角度エンコーダと、
前記偏光子から生じる直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な直線偏光を透過させる検光子と、
前記透過軸の方向を変更するために前記検光子を回転させる検光子回転手段と、
前記検光子を透過した直線偏光を受光し、検出する検出手段と、
前記旋光計の校正時において、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、前記検光子の初期回転位置と、前記検出手段が受光した受光量が最小になる前記偏光子の初期回転位置とを決定し、前記検光子の透過軸と前記偏光子の透過軸とを直交させた状態で、
前記偏光子の初期回転位置から、前記偏光子回転手段により前記偏光子を回転させ、前記角度エンコーダにより測定した前記偏光子の回転角度を標準回転角度とし、
前記偏光子から生じる前記標準回転角度に回転した直線偏光が前記検光子に入射する状態で、前記検光子の初期回転位置から、前記検出手段が受光した受光量が最小になる前記検光子の回転位置まで前記検光子回転手段により前記検光子を回転させた角度を検光子回転角度とし、
前記標準回転角度と前記検光子回転角度とを比較し、前記検光子回転角度が前記標準回転角度と一致することを確認する校正処理を行う制御手段と、
を有することを特徴とする旋光計。
【請求項2】
前記制御手段は、前記標準回転角度と前記検光子回転角度との差分を補正データとして算出し、前記補正データが閾値を超える場合には、前記補正データで旋光度の補正を行う、請求項１に記載の旋光計。
【請求項3】
前記標準回転角度は、特定標準器として認証されている角度測定装置で校正された角度エンコーダを用いて測定した偏光子の回転角度である、請求項１に記載の旋光計。
【請求項4】
前記角度エンコーダは、トレーサビリティが保証されたロータリーエンコーダである、請求項１に記載の旋光計。
【請求項5】
２５０ｎｍ～９００ｎｍの波長範囲での校正に用いられる、請求項１に記載の旋光計。
【請求項6】
前記光源の近傍に配された第２光源と、前記光源からの入射光を前記偏光子で変換した第１直線偏光、及び前記第２光源からの入射光を前記偏光子で変換した第３直線偏光を変調する変調手段と、
前記第３直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な第３直線偏光を透過させる第２検光子と、
前記第２検光子を透過した前記第３直線偏光を受光し、検出する第２検出手段と、
前記第１直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段と、
を備え、
前記偏光面変動補正手段は、前記第３直線偏光が、前記変調手段、前記試料設置部以外の試料室、及び前記第２検光子を通過し、前記第２検出手段で検出したＡＣ成分と前記第３直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から前記変動分を打ち消すような信号を前記制御手段によりＤＣ成分として生成し、該ＤＣ成分をドライバによりＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分により前記変調手段を駆動させて前記第１直線偏光の偏光面の変動を補正するように構成されている、請求項１に記載の旋光計。
【請求項7】
前記偏光子の代りに配され、前記光源からの入射光を第１直線偏光と第２直線偏光に分光する第２偏光子と、前記第１直線偏光及び前記第２直線偏光を変調する変調手段と、
前記第２直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な第２直線偏光を透過させる第２検光子と、
前記第２検光子を透過した前記第２直線偏光を受光し、検出する第２検出手段と、
前記第１直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段と、
を備え、
前記偏光面変動補正手段は、前記第２直線偏光が前記変調手段、前記試料設置部以外の試料室、及び前記第２検光子を通過し、前記第２検出手段で検出したＡＣ成分と前記第２直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から前記変動分を打ち消すような信号を前記制御手段によりＤＣ成分として生成し、該ＤＣ成分をドライバによりＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分により前記変調手段を駆動させて前記第１直線偏光の偏光面の変動を補正するように構成されている、請求項１に記載の旋光計。
【請求項8】
前記第２偏光子がローションプリズムである、請求項７に記載の旋光計。
【請求項9】
偏光子を回転させて測定した前記偏光子の回転角度を用いて校正を行う旋光計の校正方法であって、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する工程と、
前記偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により前記偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した前記偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得工程と、
前記偏光子から生じる前記標準回転角度に回転した直線偏光が前記検光子に入射する状態で、前記検光子の初期回転位置から、前記検出手段が受光した受光量が最小になる前記検光子の回転位置まで前記検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得工程と、
前記標準回転角度と前記検光子回転角度とを比較し、前記検光子回転角度が前記標準回転角度と一致することを確認する校正工程と、
を含むことを特徴とする旋光計の校正方法。
【請求項10】
前記標準回転角度と前記検光子回転角度との差分を補正データとして算出し、前記補正データが閾値を超える場合には、前記補正データによって旋光度の補正を行う、請求項９に記載の旋光計の校正方法。
【請求項11】
偏光子を回転させて測定した前記偏光子の回転角度を用いて校正を行うための旋光計校正プログラムであって、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する処理と、
前記偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により前記偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した前記偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得処理と、
前記偏光子から生じる前記標準回転角度に回転した直線偏光が前記検光子に入射する状態で、前記検光子の初期回転位置から、前記検出手段が受光した受光量が最小になる前記検光子の回転位置まで前記検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得処理と、
前記標準回転角度と前記検光子回転角度とを比較し、前記検光子回転角度が前記標準回転角度と一致することを確認する校正処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする旋光計校正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いて校正を行うことができる旋光計及び旋光計の校正方法、並びに旋光計校正プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
旋光計は、旋光度等の測定データの精度を適正に保つため、定期的に校正が行われている。前記校正は、通常、５４６ｎｍ～９００ｎｍの波長範囲で標準試料としてスクロース水溶液又は石英旋光板を用いて行われる。具体的には、標準試料としてスクロース水溶液又は石英旋光板を用い、例えば波長５８９ｎｍの旋光度を測定し、得られた旋光度を一般に公開されている規格（例えば「日本産業規格」（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ；ＪＩＳ）又は「砂糖分析の統一方法のための国際委員会」（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｕｇａｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ；ＩＣＵＭＳＡ））に記載の基準値と比較する。その結果、実測したスクロース水溶液又は石英旋光板の旋光度が前記基準値の許容範囲内であれば校正は合格となる。例えば、非特許文献１には、５質量％～５０質量％スクロース水溶液の比旋光度の基準値が記載されている。また、非特許文献２には、２６質量％スクロース水溶液の旋光度及び石英旋光板の旋光度の基準値が記載されている。
【0003】
前記スクロース水溶液を用いた校正は、旋光度が異なる複数のスクロース水溶液を調製するのに手間と時間がかかってしまう。また、スクロース水溶液を調製する際に旋光度にある程度の誤差が発生してしまうという問題がある。
一方、前記石英旋光板を用いた校正は、上記スクロース水溶液の調製に起因する問題点は回避できるものの、石英旋光板は高価でありかつ厚みの調整が困難であるという問題がある。
このように従来の旋光計は、標準試料としてスクロース水溶液又は石英旋光板を用いて校正を行っていることから、充分満足できる校正を行うことができているとは言えず、ある程度以上に旋光度の精度を向上させることができないという問題があった。
一方、前記石英旋光板を用いた校正は、上記スクロース水溶液の調製に起因する問題点は回避できるものの、石英旋光板は高価でありかつ厚みの調整が困難であるという問題がある。
このように従来の旋光計は、標準試料としてスクロース水溶液又は石英旋光板を用いて校正を行っていることから、充分満足できる校正を行うことができているとは言えず、ある程度以上に旋光度の精度を向上させることができないという問題があった。
【0004】
前記課題を解決するため、校正時に、サンプルセルを１／２波長板及びその回転手段に取換え、前記１／２波長板を回転させて測定した該１／２波長板の回転角度を用いて校正を行うことができる旋光計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図１は、特許文献１に記載の旋光計を示す概略斜視図である。この図１の旋光計は、光源３１、干渉フィルタ３２、レンズ３３、偏光子１１、ファラデーセル１２、サンプルセル１３、検光子１４、中空モータ１５、レンズ３４、及び受光素子１６を備えている。
図１は、特許文献１に記載の旋光計を示す概略斜視図である。この図１の旋光計は、光源３１、干渉フィルタ３２、レンズ３３、偏光子１１、ファラデーセル１２、サンプルセル１３、検光子１４、中空モータ１５、レンズ３４、及び受光素子１６を備えている。
【0005】
試料を測定時には、図１において旋光性を有する試料がサンプルセル１３に入れられ、この試料によって直線偏光の偏光面が回転し、検光子１４の透過軸に平行な直線偏光が検光子１４を透過し、受光素子１６が直線偏光を検出する。検光子１４を透過した光量を検出しながら検光子１４を回転させ、検光子１４を透過する光量が最小となる検光子１４の回転角度を求めることにより、直線偏光が試料を透過する際に偏光面が回転した角度、即ち試料の旋光度を求めることができる。
【0006】
一方、校正時には、図２に示すように、サンプルセル１３の換わりに１／２波長板１７及び該１／２波長板の回転手段（高精度中空モータ１８）が設けられ、高精度中空モータ１８の回転によって１／２波長板１７が回転され、入射された直線偏光の偏光面を回転する。この回転した角度を１／２波長板１７の回転角度とする。検光子１４には、１／２波長板１７によって偏光面が回転された直線偏光が入射され、検光子１４を透過した光量を検出しながら検光子１４を回転させ、検光子１４を透過する光量が最小となる検光子１４の回転角度を測定することにより旋光度を求め、この旋光度と１／２波長板１７の回転角度とを比較することによって校正を行っている。
【0007】
また近年、旋光計における光源等の技術進展によって、波長５４６ｎｍよりも短波長側（例えば２５０ｎｍ～５４５ｎｍ）でも、信頼性を有するデータが測定可能となっている。それに伴って、特に医薬品業界では、品質管理の証拠データとして使用できるのは校正が行われている波長範囲の測定データであることから、波長５４６ｎｍよりも短波長側でも旋光計の校正を行えることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２０１０－１１７１６３号公報
【非特許文献】
【0009】
【文献】ＪＩＳ Ｋ００６３－１９９２「化学製品の旋光度測定方法」（１９９２年）
【文献】ＩＣＵＭＳＡ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＳＰＳ－１（２０１７）－Ｐｏｌａｒｉｍｅｔｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｕｇａｒ Ｓｃａｌｅ－Ｏｆｆｉｃｉａｌ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｕｇａｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ発行（２０１７年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上記スクロース水溶液を用いた校正は、上述したとおり、スクロース水溶液の調製に関する問題がある。一方、上記石英旋光板は、波長５４６ｎｍよりも短波長側での校正に適した精度の旋光度を得るためには、石英旋光板の厚みを薄く加工しなければならないが、このような厚みが薄い石英旋光板を安定かつ安価に加工することは困難であった。更に、スクロース水溶液及び石英旋光板は、いずれも波長５４６ｎｍよりも短波長側での基準値がＪＩＳ又はＩＣＵＭＳＡ等の規格に記載されておらず、波長５４６ｎｍよりも短波長側で用いる標準試料としては適したものではなかった。
【0011】
上記特許文献１の旋光計は、校正を行う際に、サンプルセル１３を取外して高精度中空モータ１８及び１／２波長板１７を設け、校正終了後に、高精度中空モータ１８及び１／２波長板１７を取外し、サンプルセル１３を元に戻して動作を確認してからでなければ試料の測定を行うことができなかった。そのため、校正作業に時間と手間がかかる上に、高精度中空モータ１８及び１／２波長板１７等の高価な取換部品を校正の前に準備しておく必要があり、部品数が多くなって管理が煩雑となるという課題がある。
また、上記特許文献１で用いる１／２波長板は波長依存性があり、波長を少し変更するだけで狙った位相差が得られず、楕円偏光となってしまうことから、校正したい波長に適した１／２波長板を使用しないと適正な偏光状態が得られないという問題がある。そのため、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲で校正を行うには、１／２波長板を多数用意して波長毎に１／２波長板を選定して校正を行わなければならず、時間と手間と費用がかかるという課題がある。
また、上記特許文献１で用いる１／２波長板は波長依存性があり、波長を少し変更するだけで狙った位相差が得られず、楕円偏光となってしまうことから、校正したい波長に適した１／２波長板を使用しないと適正な偏光状態が得られないという問題がある。そのため、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲で校正を行うには、１／２波長板を多数用意して波長毎に１／２波長板を選定して校正を行わなければならず、時間と手間と費用がかかるという課題がある。
【0012】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、校正を行う際に部品の取換が不要であり、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いることによって、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において迅速、簡便かつ精密に校正を行うことができる旋光計及び旋光計の校正方法、並びに旋光計校正プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明が開示する旋光計は、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うことができる旋光計である。旋光計は、光源と、光源からの入射光を単一の透過軸に平行な直線偏光に変換する偏光子と、旋光計の校正時において、偏光子を透過軸回りに回転させる偏光子回転手段と、偏光子に取付けられ、偏光子が回転した角度を測定する角度エンコーダと、偏光子から生じる直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な直線偏光を透過させる検光子と、透過軸の方向を変更するために検光子を回転させる検光子回転手段と、検光子を透過した直線偏光を受光し、検出する検出手段と、旋光計の校正時において、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定し、検光子の透過軸と偏光子の透過軸とを直交させた状態で、偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した偏光子の回転角度を標準回転角度とし、偏光子から生じる標準回転角度に回転した直線偏光が検光子に入射する状態で、検光子の初期回転位置から、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子回転手段により検光子を回転させた角度を検光子回転角度とし、標準回転角度と検光子回転角度とを比較し、検光子回転角度が標準回転角度と一致することを確認する校正処理を行う制御手段と、を有する。
【0014】
本発明の旋光計によると、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いることによって、波長５４６ｎｍよりも短波長側（例えば２５０ｎｍ～５４５ｎｍ）を含む幅広い波長範囲において簡便かつ精密に校正を行うことができる。
また、本発明の旋光計は、校正を行う際に、特許文献１（特開２０１０－１１７１６３号公報）に記載の旋光計のようにサンプルセルを装置外に取外して高精度中空モータ及び１／２波長板を取り付けるという部品の取換が不要であり、試料測定時と同じ装置構成で迅速かつ簡便に校正を行うことができる。
また、本発明の旋光計は、校正を行う際に、特許文献１（特開２０１０－１１７１６３号公報）に記載の旋光計のようにサンプルセルを装置外に取外して高精度中空モータ及び１／２波長板を取り付けるという部品の取換が不要であり、試料測定時と同じ装置構成で迅速かつ簡便に校正を行うことができる。
【0015】
本発明の一態様において、制御手段は、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う。この態様によると、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして求め、この補正データが閾値を超える場合には、補正データで旋光度を補正することによって、より正確な測定が実現できる。
【0016】
本発明の一態様において、標準回転角度は、特定標準器として認証されている角度測定装置で校正された角度エンコーダを用いて測定した偏光子の回転角度である。標準回転角度は、計量法に基づく角度標準を満たしており、標準試料に代えて旋光計の校正に用いることができるものである。
【0017】
本発明の一態様において、角度エンコーダは、トレーサビリティが保証されたロータリーエンコーダである。この態様によると、偏光子の回転角度は、偏光子に角度エンコーダを取り付けることによって正確に旋光度を測定可能である。角度エンコーダとしてトレーサビリティの保証されたロータリーエンコーダを使用することによって、偏光子の回転角度もトレーサビリティが保証されることになる。
【0018】
本発明の一態様においては、２５０ｎｍ～９００ｎｍの波長範囲での校正に用いられる。この態様によると、本発明の旋光計における校正は、偏光子を回転させて測定した前記偏光子の回転角度を用いて行うものであるため、波長依存性がなく波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において簡便かつ精密に校正を行うことができる。
本発明の旋光計は、幅広い波長範囲で使用でき、仮に任意の波長で偏光面の変化量が生じたとしても、ゼロ位置を基準とした校正を行った瞬間にその変化量をクリアすることができるので、波長依存性が生じない。
本発明の旋光計は、幅広い波長範囲で使用でき、仮に任意の波長で偏光面の変化量が生じたとしても、ゼロ位置を基準とした校正を行った瞬間にその変化量をクリアすることができるので、波長依存性が生じない。
【0019】
本発明の一態様においては、光源の近傍に配された第２光源と、光源からの入射光を偏光子で変換した第１直線偏光、及び第２光源からの入射光を偏光子で変換した第３直線偏光を変調する変調手段と、第３直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な第３直線偏光を透過させる第２検光子と、第２検光子を透過した第３直線偏光を受光し、検出する第２検出手段と、第１直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段と、を備え、偏光面変動補正手段は、第３直線偏光が、変調手段、試料設置部以外の試料室、及び第２検光子を通過し、第２検出手段で検出したＡＣ成分と第３直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から変動分を打ち消すような信号を制御手段によりＤＣ成分として生成し、該ＤＣ成分をドライバによりＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分により変調手段を駆動させて第１直線偏光の偏光面の変動を補正するように構成されている。この態様によると、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段を有することによって、バランス位置（検出手段における受光量が最小になる位置）の変動を補正することができ、より正確な旋光度を測定することが可能になる。
【0020】
本発明の一態様においては、偏光子の代りに配され、光源からの入射光を第１直線偏光と第２直線偏光に分光する第２偏光子と、第１直線偏光及び第２直線偏光を変調する変調手段と、第２直線偏光が入射され、特定の透過軸に平行な第２直線偏光を透過させる第２検光子と、第２検光子を透過した第２直線偏光を受光し、検出する第２検出手段と、第１直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段と、を備え、偏光面変動補正手段は、第２直線偏光が変調手段、試料設置部以外の試料室、及び第２検光子を通過し、第２検出手段で検出したＡＣ成分と第２直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から変動分を打ち消すような信号を制御手段によりＤＣ成分として生成し、該ＤＣ成分をドライバによりＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分により変調手段を駆動させて第１直線偏光の偏光面の変動を補正するように構成されている。この態様によると、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段を有することによって、バランス位置（検出手段における受光量が最小になる位置）の変動を補正することができ、より正確に旋光度を測定することが可能になる。
【0021】
本発明の一態様においては、第２偏光子がローションプリズムである。第２偏光子としてローションプリズムを用いることによって光源からの入射光を、異なる光軸の第１の直線偏光と第２の直線偏光に分光することができる。
【0022】
本発明が開示する旋光計の校正方法は、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行う。旋光計の校正方法は、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する工程と、偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得工程と、偏光子から生じる標準回転角度に回転した直線偏光が検光子に入射する状態で、検光子の初期回転位置から、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得工程と、標準回転角度と検光子回転角度とを比較し、検光子回転角度が標準回転角度と一致することを確認する校正工程と、を含む。
【0023】
本発明の旋光計の校正方法によると、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いることによって、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において簡便かつ精密に校正を行うことができる。また、本発明の旋光計は、校正を行う際に部品の取換が不要であり、試料測定時と同じ装置構成で校正を行うことができるので、迅速かつ簡便に校正を行うことができる。
【0024】
本発明の一態様においては、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、前記補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う。この態様によると、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして求め、この補正データが閾値を超える場合には、補正データによって、旋光度を補正することによって、より正確な旋光度の測定が実現できる。
【0025】
本発明が開示する旋光計校正プログラムは、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うための旋光計の校正プログラムである。旋光計の校正プログラムは、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する処理と、偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得処理と、偏光子から生じる標準回転角度に回転した直線偏光が検光子に入射する状態で、検光子の初期回転位置から、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得処理と、標準回転角度と検光子回転角度とを比較し、検光子回転角度が標準回転角度と一致することを確認する校正処理と、をコンピュータに実行させる。
【0026】
本発明の旋光計校正プログラムによると、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いることによって、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において簡便かつ精密に校正を行うことができる。また、本発明の旋光計は、校正を行う際に部品の取換が不要であり、試料測定時と同じ装置構成で校正を行うことができるので、迅速かつ簡便に校正を行うことができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、校正を行う際に部品の取換が不要であり、標準試料の代りに偏光子を回転させて測定した偏光子の標準回転角度を用いることによって、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において迅速、簡便かつ精密に校正を行うことができる旋光計及び旋光計の校正方法、並びに旋光計校正プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
ここで、本発明の旋光計の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各図面において、同一の構成部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、各構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で、好ましい数、位置、形状等にすることができる。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【0030】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態に係る旋光計の概略図である。この図３の旋光計２００は、光源１０１、干渉フィルタ１０２、偏光子１０３、偏光子回転手段１０４、角度エンコーダ１０５、変調手段１０６、試料室１０７、試料設置部１０７ａ、検光子１０８、検光子回転手段１０９、検出手段１１０、及び制御手段１１１を有する。なお、図３中の矢印は光路であり、変調手段１０６と試料室１０７との位置は逆であっても構わない。
図３は、本発明の第１実施形態に係る旋光計の概略図である。この図３の旋光計２００は、光源１０１、干渉フィルタ１０２、偏光子１０３、偏光子回転手段１０４、角度エンコーダ１０５、変調手段１０６、試料室１０７、試料設置部１０７ａ、検光子１０８、検光子回転手段１０９、検出手段１１０、及び制御手段１１１を有する。なお、図３中の矢印は光路であり、変調手段１０６と試料室１０７との位置は逆であっても構わない。
【0031】
光源１０１は、５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲、例えば２５０ｎｍ～９００ｎｍの波長の光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、点灯回路（不図示）から点灯用の電力が供給されて発光する。光源１０１としてＬＥＤを用いることにより、光源の小型化及び省電力化を図ることが可能であり、旋光計における発熱量を抑制することができる。
なお、光源１０１は、ＬＥＤ以外にも、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、レーザー等の光源を使用することができる。
なお、光源１０１は、ＬＥＤ以外にも、ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、レーザー等の光源を使用することができる。
【0032】
干渉フィルタ１０２は、試料の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。
なお、干渉フィルタ１０２を設ける位置は、検光子１０８の前であれば特に制限はなく、偏光子１０３と変調手段１０６の間、又は試料室１０７の前後であってもよい。
なお、干渉フィルタ１０２を設ける位置は、検光子１０８の前であれば特に制限はなく、偏光子１０３と変調手段１０６の間、又は試料室１０７の前後であってもよい。
【0033】
偏光子１０３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１０１からの光を直線偏光に変換する。
偏光子１０３としては、例えば、ダイクローム又はグランテーラープリズムなどが挙げられる。
偏光子１０３は偏光子回転手段１０４に固定されており、校正時には、偏光子回転手段１０４により回転する。偏光子１０３の回転によって、偏光子１０３に固有の透過軸の方向も回転するので、偏光子１０３から生じる直線偏光の偏光面も回転する。
偏光子１０３を回転させる角度（偏光子の回転角度）は、特に制限はなく、測定する試料の旋光度等に応じて適宜選定することができる。偏光子１０３の回転角度は、偏光子に角度エンコーダが取付けられているので正確に測定可能である。角度エンコーダで測定された回転角度は高精度に角度標準化された標準回転角度となる。
偏光子回転手段１０４としては、例えば、回転ステージ、パルスモータ、中空モータ、などが挙げられ、偏光子回転手段を駆動制御するドライバも含まれる。
偏光子１０３には角度エンコーダ１０５が取付けられており、偏光子回転手段１０４及び角度エンコーダ１０５は制御手段１１１と接続されている。
偏光子１０３としては、例えば、ダイクローム又はグランテーラープリズムなどが挙げられる。
偏光子１０３は偏光子回転手段１０４に固定されており、校正時には、偏光子回転手段１０４により回転する。偏光子１０３の回転によって、偏光子１０３に固有の透過軸の方向も回転するので、偏光子１０３から生じる直線偏光の偏光面も回転する。
偏光子１０３を回転させる角度（偏光子の回転角度）は、特に制限はなく、測定する試料の旋光度等に応じて適宜選定することができる。偏光子１０３の回転角度は、偏光子に角度エンコーダが取付けられているので正確に測定可能である。角度エンコーダで測定された回転角度は高精度に角度標準化された標準回転角度となる。
偏光子回転手段１０４としては、例えば、回転ステージ、パルスモータ、中空モータ、などが挙げられ、偏光子回転手段を駆動制御するドライバも含まれる。
偏光子１０３には角度エンコーダ１０５が取付けられており、偏光子回転手段１０４及び角度エンコーダ１０５は制御手段１１１と接続されている。
【0034】
角度エンコーダ１０５は、偏光子１０３に取付けられ、偏光子１０３の回転角度（即ち、偏光子から生じる直線偏光の偏光面の回転角度）を測定し、測定した角度結果を示す信号を制御手段１１１へ入力する。
角度エンコーダ１０５としては、計量法に基づき特定標準器として認証されている角度測定装置（ロータリエンコーダ自己校正装置）により高精度に角度標準化され、トレーサビリティが保証されたロータリーエンコーダが用いられる（２０ 産総研 ＴＯＤＡＹ ２００７－０９．Ｔｅｃｈｎｏ－Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．「角度標準の供給と発展」；ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ.ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／Ｐｏｒｔａｌｓ／０／ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｉｍａｇｅｓ／ａｉｓｔ＿ｊ／ａｉｓｔｉｎｆｏ／ａｉｓｔ＿ｔｏｄａｙ／ｖｏｌ０７＿０９／ｖｏｌ０７＿０９＿ｐ２０．ｐｄｆ；２０２４年５月１日検索）。これによって、角度エンコーダで測定された偏光子の回転角度もトレーサビリティが保証されることになる。
角度エンコーダ１０５としては、計量法に基づき特定標準器として認証されている角度測定装置（ロータリエンコーダ自己校正装置）により高精度に角度標準化され、トレーサビリティが保証されたロータリーエンコーダが用いられる（２０ 産総研 ＴＯＤＡＹ ２００７－０９．Ｔｅｃｈｎｏ－Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．「角度標準の供給と発展」；ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ.ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／Ｐｏｒｔａｌｓ／０／ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｉｍａｇｅｓ／ａｉｓｔ＿ｊ／ａｉｓｔｉｎｆｏ／ａｉｓｔ＿ｔｏｄａｙ／ｖｏｌ０７＿０９／ｖｏｌ０７＿０９＿ｐ２０．ｐｄｆ；２０２４年５月１日検索）。これによって、角度エンコーダで測定された偏光子の回転角度もトレーサビリティが保証されることになる。
【0035】
変調手段１０６は、直線偏光の偏光面を変調するファラデーコイルである。このファラデーコイルは、内部を光路が通る位置に配置されており、交流電流を発信する発振器１１９に接続されている。
変調手段１０６としてのファラデーセルは、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、内部を光路が通る位置に配置されている。ファラデーセルは、発振器１１９から電流が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がファラデー効果により回転する。この場合、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。
変調手段１０６としてのファラデーセルは、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、内部を光路が通る位置に配置されている。ファラデーセルは、発振器１１９から電流が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がファラデー効果により回転する。この場合、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。
【0036】
変調手段１０６を通過した変調された直線偏光は、試料室１０７へ入射される。
試料室１０７内の試料設置部１０７ａには、試料を充填するセルを設置する。試料設置部１０７ａは光路が通る位置に設置されており、測定時には試料設置部１０７ａのセルに充填された試料に直線偏光が入射される。校正時には試料設置部１０７ａは試料又はセルのない状態となる。
試料設置部１０７ａに設置するセルとしては、例えば、ガラス製セル、石英製セル、フローセル、ステンレス（ＳＵＳ）製セルなどが挙げられる。
試料室１０７内の試料設置部１０７ａには、試料を充填するセルを設置する。試料設置部１０７ａは光路が通る位置に設置されており、測定時には試料設置部１０７ａのセルに充填された試料に直線偏光が入射される。校正時には試料設置部１０７ａは試料又はセルのない状態となる。
試料設置部１０７ａに設置するセルとしては、例えば、ガラス製セル、石英製セル、フローセル、ステンレス（ＳＵＳ）製セルなどが挙げられる。
【0037】
試料室１０７を通過した直線偏光は、検光子１０８を通過する。
検光子１０８は、単一の透過軸を有する偏光板であり、偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸とが直交するように検光子回転手段１０９により回転され、角度調節して設置されている。検光子１０８に入射された直線偏光のうち、検光子１０８の透過軸に平行な直線偏光のみが検光子１０８を透過する。
検光子１０８は検光子回転手段１０９に固定され、検光子回転手段１０９の回転によって検光子１０８が回転する。検光子１０８が回転することにより、検光子１０８に固有の透過軸の方向が変化し、検光子１０８を透過する直線偏光の強度が変化する。検光子回転手段１０９は制御手段１１１に接続されている。
検光子１０８の回転角度は、例えば、検光子に取付けた角度エンコーダで測定してもよいし、検光子回転手段１０９であるパルスモータのパルス信号の数により測定してもよい。
検光子回転手段１０９としては、例えば、回転ステージ、中空モータ、パルスモータなどが挙げられ、検光子回転手段を駆動制御するドライバも含まれる。
検光子１０８は、単一の透過軸を有する偏光板であり、偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸とが直交するように検光子回転手段１０９により回転され、角度調節して設置されている。検光子１０８に入射された直線偏光のうち、検光子１０８の透過軸に平行な直線偏光のみが検光子１０８を透過する。
検光子１０８は検光子回転手段１０９に固定され、検光子回転手段１０９の回転によって検光子１０８が回転する。検光子１０８が回転することにより、検光子１０８に固有の透過軸の方向が変化し、検光子１０８を透過する直線偏光の強度が変化する。検光子回転手段１０９は制御手段１１１に接続されている。
検光子１０８の回転角度は、例えば、検光子に取付けた角度エンコーダで測定してもよいし、検光子回転手段１０９であるパルスモータのパルス信号の数により測定してもよい。
検光子回転手段１０９としては、例えば、回転ステージ、中空モータ、パルスモータなどが挙げられ、検光子回転手段を駆動制御するドライバも含まれる。
【0038】
検光子１０８を通過した直線偏光は、検出手段１１０へ入射される。
検出手段１１０としては、例えば、光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ；ＰＭＴ）、フォトダイオード等の受光素子から構成されており、直線偏光を検出した場合に、直線偏光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。検出手段１１０が出力する検出信号の強度は、検出手段１１０が受光した直線偏光の受光量に対応する。
検出手段１１０は制御手段１１１と接続されており、検出手段１１０で得られた検出信号に基づき、制御手段１１１によって試料の旋光度が求められる。
検出手段１１０としては、例えば、光電子増倍管（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ；ＰＭＴ）、フォトダイオード等の受光素子から構成されており、直線偏光を検出した場合に、直線偏光の検出量を電圧で示す検出信号を出力する。検出手段１１０が出力する検出信号の強度は、検出手段１１０が受光した直線偏光の受光量に対応する。
検出手段１１０は制御手段１１１と接続されており、検出手段１１０で得られた検出信号に基づき、制御手段１１１によって試料の旋光度が求められる。
【0039】
制御手段１１１は、旋光計のすべての動作を制御し、各種の信号を入出力するための入出力インターフェイス、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、信号処理に必要な一時的な情報を記憶するメモリ、信号処理に必要な処理プログラム又はデータを記憶する記憶手段、入力手段、表示手段、出力手段などを含んで構成されている。
【0040】
本実施形態の旋光計は、偏光子１０３を回転させて角度エンコーダ１０５で測定した偏光子１０３の標準回転角度を用いて校正を行うことができる。
制御手段１１１は、旋光計を校正する際に、試料室１０７の試料設置部１０７ａに試料又はセルのない状態で、偏光子回転手段１０４により偏光子１０３を回転させ、偏光子１０３が回転した角度（偏光子からの直線偏光の偏光面が回転した角度）を角度エンコーダ１０５で測定した標準回転角度と、検出手段１１０が受光した受光量が最小になる検光子１０８の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子１０８の回転位置まで検光子回転手段１０９が検光子１０８を回転させた角度である旋光度と、を比較する処理を行う。
比較の方法としては、例えば、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。
制御手段１１１は、旋光計を校正する際に、試料室１０７の試料設置部１０７ａに試料又はセルのない状態で、偏光子回転手段１０４により偏光子１０３を回転させ、偏光子１０３が回転した角度（偏光子からの直線偏光の偏光面が回転した角度）を角度エンコーダ１０５で測定した標準回転角度と、検出手段１１０が受光した受光量が最小になる検光子１０８の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子１０８の回転位置まで検光子回転手段１０９が検光子１０８を回転させた角度である旋光度と、を比較する処理を行う。
比較の方法としては、例えば、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。
【0041】
制御手段１１１は、得られた標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行うことができる。
制御手段１１１は、予めスクロース水溶液又は石英旋光板等の標準試料で旋光計を校正して記憶している旋光度と、得られた標準回転角度とを対比する。波長５００ｎｍ～８００ｎｍでは標準試料が存在するので、標準試料で旋光計を校正して記憶している旋光度と標準回転角度を対比することによって、標準試料を用いたデータの管理が行えるので、測定データの信頼性が更に向上する。
制御手段１１１は、予めスクロース水溶液又は石英旋光板等の標準試料で旋光計を校正して記憶している旋光度と、得られた標準回転角度とを対比する。波長５００ｎｍ～８００ｎｍでは標準試料が存在するので、標準試料で旋光計を校正して記憶している旋光度と標準回転角度を対比することによって、標準試料を用いたデータの管理が行えるので、測定データの信頼性が更に向上する。
【0042】
第１実施形態の旋光計２００では、偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸とは互いに直交する（図４の実線１０３及び１０８参照）。この状態では検出手段１１０が受光した受光量が最小になる。
まず、試料室１０７の試料設置部１０７ａに旋光性を持つ物質を充填したセルを設置すると、偏光子１０３からの直線偏光の偏光面が試料の旋光度に対応してαだけ回転する。この状態は図４の偏光子１０３’で示され、検出手段１１０は、αの回転角度分による光の明るさを感知する。検光子１０８をαだけ回転すると、再び検出手段１１０が受光した受光量が最小になる。この受光量が最小になる検光子１０８’の回転角度から、試料の旋光度を求めることができる。
まず、試料室１０７の試料設置部１０７ａに旋光性を持つ物質を充填したセルを設置すると、偏光子１０３からの直線偏光の偏光面が試料の旋光度に対応してαだけ回転する。この状態は図４の偏光子１０３’で示され、検出手段１１０は、αの回転角度分による光の明るさを感知する。検光子１０８をαだけ回転すると、再び検出手段１１０が受光した受光量が最小になる。この受光量が最小になる検光子１０８’の回転角度から、試料の旋光度を求めることができる。
【0043】
ここで、偏光子１０３をある方向に固定し検光子１０８を回転させたとき、偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸とのなす回転角度をθとすると、光強度Ｉと回転角度θとの関係は図５に示すようになり、次式、Ｉ＝ｃｏｓ２θ、で表される。
偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸を直交状態とするとき、次式、Ｉ＝ｃｏｓ２θ、において回転角度θが９０゜付近で変化した場合、光強度Ｉの変化は小さいため精度の高い測定は困難である。これを解決するために本実施形態の旋光計では、変調手段１０６としてのファラデーセルによる対称角振動方式光学零位法を採用している。この対称角振動方式は、偏光面を変調し、変調周波数に関係する信号を測定する方法であり、他の周波数信号成分のノイズを除去することができ、高感度測定が可能である。
偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸を直交状態とするとき、次式、Ｉ＝ｃｏｓ２θ、において回転角度θが９０゜付近で変化した場合、光強度Ｉの変化は小さいため精度の高い測定は困難である。これを解決するために本実施形態の旋光計では、変調手段１０６としてのファラデーセルによる対称角振動方式光学零位法を採用している。この対称角振動方式は、偏光面を変調し、変調周波数に関係する信号を測定する方法であり、他の周波数信号成分のノイズを除去することができ、高感度測定が可能である。
【0044】
まず、試料室１０７の試料設置部１０７ａに試料又はセルのない状態で、偏光子１０３の透過軸と検光子１０８の透過軸とは互いに直交しており、偏光子１０３から生じた直線偏光の偏光面は、変調手段１０６としてのファラデーセルによりサイン波形で左右に±δ度だけ時間とともに振動している（図６（ａ））。これを直線偏光の偏光面の変調という。このときの光強度Ｉの変化は図６（ｂ）に示すようになる。変調の周波数をｆＨｚとすると、光強度Ｉの信号は図６（ｂ）より２ｆＨｚの周波数になる。
【0045】
次に、試料室１０７の試料設置部１０７ａに旋光性を持つ試料が充填されたセルが設置されている場合、偏光子１０３から生じた直線偏光の偏光面は試料の旋光度αだけ回転する（（図７（ａ））。このときの光強度Ｉの変化は図７（ｂ）に示すように、ｆＨｚと２ｆＨｚの信号が混じった状態になる。つまり、試料が旋光性を有する場合にはｆＨｚの周波数の光信号が生じる。このｆＨｚ成分の光信号は、検出手段１１０としての光電子増倍管で光電変換の後、増幅されて位相検波され、検光子１０８を回転する検光子回転手段１０９に入力され、ｆＨｚ信号がなくなるまで検光子１０８を回転する。したがって、検光子１０８は常にｆＨｚが生じなくなる状態で停止し、その角度が旋光度となる。
【0046】
＜旋光計の校正方法＞
本発明の旋光計の校正方法は、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うものであり、標準回転角度取得工程と、旋光度取得工程と、比較工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の旋光計の校正方法は、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うものであり、標準回転角度取得工程と、旋光度取得工程と、比較工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【0047】
－標準回転角度取得工程－
標準回転角度取得工程は、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、偏光子を回転させ、偏光子が回転した角度を角度エンコーダで測定して標準回転角度を取得する。
偏光子の回転角度は、特に制限はなく、測定する試料の旋光度等に応じて適宜選定することができる。
偏光子の回転角度は、偏光子に角度エンコーダを取付けることにより正確に測定可能である。角度エンコーダは特定標準器によってトレーサビリティの保証されたロータリーエンコーダを使用する。これによって、偏光子の回転角度もトレーサビリティが保証されることになる。
標準回転角度取得工程は、試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、偏光子を回転させ、偏光子が回転した角度を角度エンコーダで測定して標準回転角度を取得する。
偏光子の回転角度は、特に制限はなく、測定する試料の旋光度等に応じて適宜選定することができる。
偏光子の回転角度は、偏光子に角度エンコーダを取付けることにより正確に測定可能である。角度エンコーダは特定標準器によってトレーサビリティの保証されたロータリーエンコーダを使用する。これによって、偏光子の回転角度もトレーサビリティが保証されることになる。
【0048】
－旋光度取得工程－
旋光度取得工程は、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度を測定して旋光度を取得する。
検光子の回転角度の測定は、例えば、検光子に取付けたエンコーダで測定してもよいし、検光子回転手段であるパルスモータのパルス信号の数により測定してもよい。
旋光度取得工程は、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度を測定して旋光度を取得する。
検光子の回転角度の測定は、例えば、検光子に取付けたエンコーダで測定してもよいし、検光子回転手段であるパルスモータのパルス信号の数により測定してもよい。
【0049】
－比較工程－
比較工程は、標準回転角度取得工程で得られた標準回転角度と旋光度取得工程で得られた旋光度とを比較する。
比較の方法としては、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。
比較工程は、標準回転角度取得工程で得られた標準回転角度と旋光度取得工程で得られた旋光度とを比較する。
比較の方法としては、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、補正データが閾値を超える場合には、補正データによって旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。
【0050】
－その他の工程－
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、管理工程、記憶工程、表示工程、出力工程などが挙げられる。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、管理工程、記憶工程、表示工程、出力工程などが挙げられる。
【0051】
（旋光計校正プログラム）
本発明の旋光計の校正プログラムは、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うための旋光計校正プログラムであって、
試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する処理と、偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得処理と、偏光子から生じる標準回転角度に回転した直線偏光が検光子に入射する状態で、検光子の初期回転位置から、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得処理と、標準回転角度と検光子回転角度とを比較し、検光子回転角度が標準回転角度と一致することを確認する校正処理と、をコンピュータに実行させる。
本発明の旋光計の校正プログラムは、偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正を行うための旋光計校正プログラムであって、
試料室の試料設置部に試料又はセルのない状態で、検光子の初期回転位置と、検出手段が受光した受光量が最小になる偏光子の初期回転位置とを決定する処理と、偏光子の初期回転位置から、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、角度エンコーダにより測定した偏光子の回転角度である標準回転角度を取得する標準回転角度取得処理と、偏光子から生じる標準回転角度に回転した直線偏光が検光子に入射する状態で、検光子の初期回転位置から、検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度である検光子回転角度を取得する検光子回転角度取得処理と、標準回転角度と検光子回転角度とを比較し、検光子回転角度が標準回転角度と一致することを確認する校正処理と、をコンピュータに実行させる。
【0052】
本発明の旋光計校正プログラムは、例えば、本発明の旋光計の校正方法をコンピュータに実行させるプログラムとすることができる。また、本発明の旋光計校正プログラムにおける好適な態様は、例えば、本発明の旋光計の校正方法における好適な態様と同様とすることができる。
【0053】
本発明の旋光計校正プログラムは、使用するコンピュータシステムの構成及びオペレーティングシステムの種類・バージョンなどに応じて、公知の各種のプログラム言語を用いて作成することができる。
【0054】
本発明の旋光計校正プログラムは、内蔵ハードディスク、外付けハードディスクなどの記録媒体に記録しておいてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ ＲＯＭ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ ＲＯＭ）、ＭＯディスク（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ〔ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） ｆｌａｓｈ ｄｒｉｖｅ〕などの記録媒体に記録しておいてもよい。
更に、本発明の旋光計校正プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータなど）に本発明の旋光計校正プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本発明の旋光計校正プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本発明の旋光計校正プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。
更に、本発明の旋光計校正プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータなど）に本発明の旋光計校正プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本発明の旋光計校正プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本発明の旋光計校正プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。
【0055】
＜コンピュータが読み取り可能な記録媒体＞
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の旋光計校正プログラムを記録してなる。
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリなどが挙げられる。
また、本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の旋光計校正プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の旋光計校正プログラムを記録してなる。
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリなどが挙げられる。
また、本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の旋光計校正プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。
【0056】
以下、本発明の旋光計の構成例やフローチャートなどを用いて、本発明で開示する技術の一例を更に詳細に説明する。
図８に、本発明の旋光計のハードウェア構成例を示す。
旋光計２００においては、例えば、制御部２０１、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、Ｉ／Ｏインターフェイス２０４、通信インターフェイス２０５、入力装置２０６、出力装置２０７、表示装置２０８が、システムバス２０９を介して接続されている。
図８に、本発明の旋光計のハードウェア構成例を示す。
旋光計２００においては、例えば、制御部２０１、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、Ｉ／Ｏインターフェイス２０４、通信インターフェイス２０５、入力装置２０６、出力装置２０７、表示装置２０８が、システムバス２０９を介して接続されている。
【0057】
制御部２０１は、演算（四則演算、比較演算等）、ハードウェア、及びソフトウェアの動作制御などを行う。制御部２０１としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよいし、本発明の旋光計に用いるマシンの一部であってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
制御部２０１は、例えば、主記憶装置２０２などに読み込まれたプログラム（例えば、本発明の旋光計校正プログラムなど）を実行することにより、種々の機能を実現する。
本発明の旋光計２００における標準回転角度取得部、旋光度取得部、及び比較部が行う処理は、制御部２０１により行うことができる。
制御部２０１は、例えば、主記憶装置２０２などに読み込まれたプログラム（例えば、本発明の旋光計校正プログラムなど）を実行することにより、種々の機能を実現する。
本発明の旋光計２００における標準回転角度取得部、旋光度取得部、及び比較部が行う処理は、制御部２０１により行うことができる。
【0058】
主記憶装置２０２は、各種プログラムを記憶するとともに、各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。主記憶装置２０２としては、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の少なくともいずれかを有するものを用いることができる。
ＲＯＭは、例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等の各種プログラムなどを記憶する。また、ＲＯＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などが挙げられる。
ＲＡＭは、例えば、ＲＯＭや補助記憶装置２０３などに記憶された各種プログラムが、制御部２０１により実行される際に展開される作業範囲として機能する。ＲＡＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。
ＲＯＭは、例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等の各種プログラムなどを記憶する。また、ＲＯＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などが挙げられる。
ＲＡＭは、例えば、ＲＯＭや補助記憶装置２０３などに記憶された各種プログラムが、制御部２０１により実行される際に展開される作業範囲として機能する。ＲＡＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。
【0059】
補助記憶装置２０３としては、各種情報を記憶できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。また、補助記憶装置２０３、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）ドライブなどの可搬記憶装置としてもよい。また、本発明の旋光計校正プログラムは、例えば、補助記憶装置２０３に格納され、主記憶装置２０２のＲＡＭ（主メモリ）にロードされ、制御部２０１により実行される。
【0060】
Ｉ／Ｏインターフェイス２０４は、各種の外部装置を接続するためのインターフェイスである。Ｉ／Ｏインターフェイス２０４は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＳＤカード、ＵＳＢメモリなどのデータの入出力を可能にする。
【0061】
通信インターフェイス２０５としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、無線又は有線を用いた通信デバイスなどが挙げられる。
【0062】
入力装置２０６としては、本発明の旋光計２００に対する各種要求や情報の入力を受け付けることができれば特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクなどが挙げられる。また、入力装置２０６がタッチパネル（タッチディスプレイ）である場合は、入力装置２０６が表示装置２０８を兼ねることができる。
【0063】
出力装置２０７としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、プリンタなどが挙げられる。
表示装置２０８としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
表示装置２０８としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
【0064】
図９に、本発明の旋光計の機能構成例を示す。
図９に示すように、旋光計２００は、通信機能部２２０と、入力機能部２３０と、出力機能部２４０と、表示機能部２５０と、記憶機能部２６０と、制御機能部２７０とを備える。
図９に示すように、旋光計２００は、通信機能部２２０と、入力機能部２３０と、出力機能部２４０と、表示機能部２５０と、記憶機能部２６０と、制御機能部２７０とを備える。
【0065】
通信機能部２２０は、例えば、各種のデータを外部の装置と送受信する。
入力機能部２３０は、例えば、旋光計２００に対する各種指示を受け付ける。また、入力機能部２３０は、例えば、測定する試料などに関する情報を受け付ける。
出力機能部２４０は、例えば、試料の測定データをプリントアウトする。
表示機能部２５０は、例えば、試料の測定データをディスプレイに表示する。
入力機能部２３０は、例えば、旋光計２００に対する各種指示を受け付ける。また、入力機能部２３０は、例えば、測定する試料などに関する情報を受け付ける。
出力機能部２４０は、例えば、試料の測定データをプリントアウトする。
表示機能部２５０は、例えば、試料の測定データをディスプレイに表示する。
【0066】
記憶機能部２６０は、例えば、各種プログラムを記憶するプログラム格納用ＤＢ２６１と、標準回転角度取得部、旋光度取得部、及び比較部からのデータを記憶するデータ記憶用ＤＢ２６２とを有する。
【0067】
制御機能部２７０は、標準回転角度取得部２７１、旋光度取得部２７２、及び比較部２７３を有する。制御機能部２７０は、例えば、記憶機能部２６０のプログラム格納用ＤＢ２６１に記憶された各種プログラムを実行するとともに、本発明の旋光計全体の動作を制御する。
【0068】
標準回転角度取得部２７１は、例えば、旋光計の試料室の試料設置部１０７ａに試料又はセルのない状態で、偏光子を回転させ、偏光子が回転した角度を角度エンコーダで測定して標準回転角度を取得する処理を行う。
【0069】
旋光度取得部２７２は、例えば、旋光計の検出手段が受光した受光量が最小になる検光子の回転位置から、直線偏光が回転し前記受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子を回転させた角度を測定して旋光度を取得する処理を行う。
比較部２７３は、例えば、標準回転角度と旋光度とを比較する処理を行う。
比較部２７３は、例えば、標準回転角度と旋光度とを比較する処理を行う。
【0070】
【0071】
ステップＳ１１では、旋光計２００は、試料室１０７の試料設置部１０７ａに試料又はセルのない状態で、検出手段１１０が出力する受光信号の強度が最小になる検光子１０８の初期回転位置を決定すると、処理をＳ１２に移行する。
【0072】
ステップＳ１２では、制御手段１１１は、検光子１０８の回転位置を初期回転位置に定めた検光子回転手段１０９による検光子１０８の初期回転位置の角度を検光子の回転角度０°に初期化すると、処理をＳ１３に移行する。
【0073】
ステップＳ１３では、制御手段１１１は、偏光子回転手段１０４により偏光子１０３を回転させ、検出手段１１０が出力する受光信号の強度が最小になる偏光子１０３の初期回転位置を決定すると、処理をＳ１４に移行する。ステップＳ１３では、偏光子１０３が初期回転位置にある状態では、偏光子１０３の透過軸は検光子１０８の透過軸と直交している（クロスニコルの位置）。
【0074】
ステップＳ１４では、制御手段１１１は、偏光子１０３の回転位置を初期回転位置に定めた偏光子回転手段１０４による偏光子１０３の初期回転位置の角度及び角度エンコーダ１０５の角度を偏光子の回転角度０°に初期化すると、処理をＳ１５に移行する。
【0075】
ステップＳ１５では、制御手段１１１は、偏光子回転手段１０４により偏光子１０３を回転し、停止させると、処理をＳ１６に移行する。ステップＳ１５では、制御手段１１１は、例えば、予め定められた回転角度だけ偏光子１０３を回転させればよい。偏光子１０３の回転によって偏光子から生じる直線偏光の偏光面も回転する。
【0076】
ステップＳ１６では、角度エンコーダ１０５は、回転角度０°の回転位置から停止するまでの偏光子が回転した角度（標準回転角度）を計測し、計測した標準回転角度を制御手段１１１に送信すると、処理をＳ１７に移行する。
【0077】
ステップＳ１７では、制御手段１１１は、検光子回転手段１０９により検光子１０８を回転し、停止させると、処理をＳ１８に移行する。
ステップＳ１７では、制御手段１１１は、検光子１０８を回転させながら受光信号の変化を順次測定する。例えば、受光信号の強度が所定の閾値以下となる回転位置を求めることにより、受光信号の強度が最小となる検光子１０８の回転位置を決定する。この状態では、偏光子１０３の透過軸は検光子１０８の透過軸と直交する（クロスニコルの位置）。
ステップＳ１７では、制御手段１１１は、検光子１０８を回転させながら受光信号の変化を順次測定する。例えば、受光信号の強度が所定の閾値以下となる回転位置を求めることにより、受光信号の強度が最小となる検光子１０８の回転位置を決定する。この状態では、偏光子１０３の透過軸は検光子１０８の透過軸と直交する（クロスニコルの位置）。
【0078】
ステップＳ１８では、制御手段１１１は、検光子１０８が回転した角度から旋光度を求めると、処理をＳ１９に移行する。ステップＳ１８では、検光子１０８の回転角度は、検光子に取付けたエンコーダで測定してもよいし、検光子回転手段１０９としてのパルスモータのパルス信号の数により算出してもよい。
【0079】
ステップＳ１９では、制御手段１１１は、ステップＳ１６で得られた標準回転角度とステップＳ１８で得られた旋光度を比較すると、本処理を終了する。
標準回転角度と旋光度の比較方法としては、例えば、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、前記補正データが閾値を超える場合には、補正データによって前記旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。なお、得られた補正データは制御手段における記憶手段に記憶される。
標準回転角度と旋光度の比較方法としては、例えば、標準回転角度と旋光度とが一致することを確認する方法、標準回転角度と旋光度との差分を補正データとして算出し、前記補正データが閾値を超える場合には、補正データによって前記旋光度の補正を行う方法などが挙げられる。なお、得られた補正データは制御手段における記憶手段に記憶される。
【0080】
校正の処理が終了した後は、試料室１０７の試料設置部１０７ａに試料が設置され、試料の測定が行われる。なお、校正の処理は、旋光計の製造時又は点検時などに個々の旋光計について実行される。
【0081】
本発明の旋光計、本発明の旋光計の校正方法、及び本発明の旋光計プログラムによると、標準試料を用いることなく、波長５４６ｎｍよりも短波長側を含む幅広い波長範囲において簡便かつ精密に校正を行うことができる。また、本発明の旋光計は、校正を行う際に部品の取換が不要であり、試料測定時と同じ装置構成で校正を行うことができるので、迅速かつ簡便に校正を行うことができる。
【0082】
（第２実施形態）
旋光計により旋光度を長時間に亘って測定を行うと、温度変化、偏光子の歪み、振動などの影響によってバランス位置（検出手段における受光量が最小になる位置）が理想的な状態から変化して、直線偏光の偏光面の変動が生じ、測定精度が低下するおそれがある。第２実施形態の旋光計によると、偏光面変動補正手段により直線偏光の偏光面の変動を補正することによって、旋光度の測定精度を更に向上させることができる。
旋光計により旋光度を長時間に亘って測定を行うと、温度変化、偏光子の歪み、振動などの影響によってバランス位置（検出手段における受光量が最小になる位置）が理想的な状態から変化して、直線偏光の偏光面の変動が生じ、測定精度が低下するおそれがある。第２実施形態の旋光計によると、偏光面変動補正手段により直線偏光の偏光面の変動を補正することによって、旋光度の測定精度を更に向上させることができる。
【0083】
図１１は、第２実施形態の旋光計の一例を示す概略図である。なお、第２実施形態において、既に説明した第１実施形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【0084】
図１１に示す第２実施形態の旋光計３００は、図３に示す第１実施形態の旋光計２００において、第２光源１１２を有し、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８を有する以外は、第１実施形態の旋光計と同じである。
偏光面変動補正手段１１８は、第２光源１１２からの入射光を偏光子１０３で変換した直線偏光が、変調手段１０６、試料設置部１０７ａ以外の試料室１０７、及び第２検光子１１４を通過し、第２検出手段１１５で検出した検出信号を、ドライバ１１６を介してフィードバック制御することにより直線偏光の偏光面の変動を補正する手段である。
第２実施形態の旋光計３００は、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８を有することによって、旋光度の測定精度が更に向上する。
偏光面変動補正手段１１８は、第２光源１１２からの入射光を偏光子１０３で変換した直線偏光が、変調手段１０６、試料設置部１０７ａ以外の試料室１０７、及び第２検光子１１４を通過し、第２検出手段１１５で検出した検出信号を、ドライバ１１６を介してフィードバック制御することにより直線偏光の偏光面の変動を補正する手段である。
第２実施形態の旋光計３００は、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８を有することによって、旋光度の測定精度が更に向上する。
【0085】
第２光源１１２としては、例えばレーザー光源などが挙げられ、第１実施形態の旋光計の光源１０１と同様なものを用いることができる。
第２検光子１１４は、回転しないで固定であること以外は、第１実施形態の旋光計の検光子１０８と同様なものを用いることができる。第２検光子１１４を固定とすることによって、第２検光子回転手段が不要となり、第２検出手段から検出信号の強度のみを取得することができる。
第２検出手段１１５は、第１実施形態の旋光計の検出手段１１０と同様なものを用いることができる。
干渉フィルタ１０２は、直線偏光の偏光面の変動補正用の第２光源１１２からの光をカットしないように試料室１０７よりも後であって、ミラー１１３の後の位置に設けている。
変調手段１０６としての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であり、ファラデーコイルに交流電流を印可することによって入射した光の偏光方向を周期的に変調させている（上記図６及び図７参照）。
第２検光子１１４は、回転しないで固定であること以外は、第１実施形態の旋光計の検光子１０８と同様なものを用いることができる。第２検光子１１４を固定とすることによって、第２検光子回転手段が不要となり、第２検出手段から検出信号の強度のみを取得することができる。
第２検出手段１１５は、第１実施形態の旋光計の検出手段１１０と同様なものを用いることができる。
干渉フィルタ１０２は、直線偏光の偏光面の変動補正用の第２光源１１２からの光をカットしないように試料室１０７よりも後であって、ミラー１１３の後の位置に設けている。
変調手段１０６としての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であり、ファラデーコイルに交流電流を印可することによって入射した光の偏光方向を周期的に変調させている（上記図６及び図７参照）。
【0086】
第２実施形態においては、第２検光手段１１５からの検出信号は、上記図６と同様に２ｆＨｚの交流（ＡＣ）成分となる。温度変化、偏光子の歪み、振動などの影響によって偏光面が変動すると、上記図７と同様にｆＨｚの変動分が生じ、検出信号は２ｆＨｚとｆＨｚが混在した信号となる。この混在した検出信号から変動分を打ち消すような信号を制御手段１１１によりＤＣ成分として生成し、この生成したＤＣ成分をドライバ１１６でＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分を変調手段１０６としてのファラデーセルに印加する。
【0087】
具体的には、図１１に示すように、第２光源１１２からの入射光を偏光子１０３で変換した直線偏光が、変調手段１０６、試料設置部１０７ａ以外の試料室１０７、及び第２検光子１１４を通過し第２検出手段１１５で検出した検出信号から変動分を打ち消すような信号をＤＣ成分として生成し、生成したＤＣ成分をドライバ１１６に送り、ドライバ１１６でＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とする。該ＤＣ成分＋ＡＣ成分を変調手段１０６としてのファラデーセルに印加する。ここで、直線偏光の偏光面に変動がない場合には、変調手段１０６としてのファラデーセルへの印加信号は図１２の実線で示すようになる。一方、直線偏光の偏光面に変動がある場合には、第２検出手段１１５で検出した信号は変動分を含んだ状態となる。この変動分を打ち消すような信号を制御手段１１１によりＤＣ成分として生成する。この生成したＤＣ成分をドライバ１１６によりＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、図１２の点線で示すように、ＤＣ成分＋ＡＣ成分により変調手段１０６としてのファラデーセルを駆動すると、偏光方向の周期的な変調に加えて偏光回転を付与することができ、直線偏光の偏光面の変動分を除去することができる。その結果、バランス位置（検出手段における受光量が最小になる位置）の変動を補正することができ、より正確に旋光度を測定することが可能になる。
【0088】
（第３実施形態）
第３実施形態の旋光計は、第２実施形態の旋光計とは異なる方法によって、直線偏光の偏光面の変動を補正する実施形態である。
図１３は、第３実施形態の旋光計の一例を示す概略図である。なお、第３実施形態において、既に説明した第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
第３実施形態の旋光計は、第２実施形態の旋光計とは異なる方法によって、直線偏光の偏光面の変動を補正する実施形態である。
図１３は、第３実施形態の旋光計の一例を示す概略図である。なお、第３実施形態において、既に説明した第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【0089】
図１３に示す第３実施形態の旋光計４００は、図１１に示す第２実施形態の旋光計３００における光源１０１及び第２光源１１２が単一の光源１０１からなり、偏光子１０３が第２偏光子１１７である以外は、第２実施形態の旋光計３００と同様である。
【0090】
光源１０１としては、第１実施形態の光源と同様の光源が用いられ、偏光方向が揃っている偏光レーザー、無偏光レーザーなどが挙げられる。
第２偏光子１１７としては、ローションプリズム又はウォラストンプリズムが用いられる。これらの中でも、ローションプリズムが好ましい。
ローションプリズムは、２つのプリズムを互いに光学軸が直交する様に張り合わせたもので、入射側のプリズムの光学軸は、プリズムへの入射光の光軸と平行になるようになっている。そして、出射側のプリズムは光学軸の方向が入射光の光軸と直交するように配置されている。このため、光が一番目のプリズムを透過するときは偏光状態に関わらず、屈折率は同一である。しかし、光が二番目のプリズムに入ると、偏光状態によって屈折率が異なる。この場合、二番目のプリズムに対して常光線となる偏光状態の光は、一番目のプリズムと同じ屈折率となるので、プリズムの境界で光は屈折せず、プリズムを透過する。一方、二番目のプリズムで異常光線となる偏光状態を持つ光は、二つのプリズムの境界で屈折し、光の入射方向と異なる方向に光が出ていく。その結果、ローションプリズムからの光の出射角違いにより、偏光状態が異なる光を分離することができる。
したがって、ローションプリズムを用いることによって光源１０１からの入射光を、異なる光軸の第１の直線偏光と第２の直線偏光に分光することができる。
第２偏光子１１７としては、ローションプリズム又はウォラストンプリズムが用いられる。これらの中でも、ローションプリズムが好ましい。
ローションプリズムは、２つのプリズムを互いに光学軸が直交する様に張り合わせたもので、入射側のプリズムの光学軸は、プリズムへの入射光の光軸と平行になるようになっている。そして、出射側のプリズムは光学軸の方向が入射光の光軸と直交するように配置されている。このため、光が一番目のプリズムを透過するときは偏光状態に関わらず、屈折率は同一である。しかし、光が二番目のプリズムに入ると、偏光状態によって屈折率が異なる。この場合、二番目のプリズムに対して常光線となる偏光状態の光は、一番目のプリズムと同じ屈折率となるので、プリズムの境界で光は屈折せず、プリズムを透過する。一方、二番目のプリズムで異常光線となる偏光状態を持つ光は、二つのプリズムの境界で屈折し、光の入射方向と異なる方向に光が出ていく。その結果、ローションプリズムからの光の出射角違いにより、偏光状態が異なる光を分離することができる。
したがって、ローションプリズムを用いることによって光源１０１からの入射光を、異なる光軸の第１の直線偏光と第２の直線偏光に分光することができる。
【0091】
第１の直線偏光は、変調手段１０６、試料室１０７、干渉フィルタ１０２、及び検光子１０８を通過し、試料の旋光度の測定に用いられる。
第２の直線偏光は、変調手段１０６、試料設置部１０７ａ以外の試料室１０７、及び第２検光子１１４を通過し、第２検出手段１１５で検出したＡＣ成分と直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から変動分を打ち消すような信号をＤＣ成分として生成し、この生成したＤＣ成分をドライバ１１６でＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分で変調手段１０６としてのファラデーセルを駆動して直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８に用いられる。
第２の直線偏光は、変調手段１０６、試料設置部１０７ａ以外の試料室１０７、及び第２検光子１１４を通過し、第２検出手段１１５で検出したＡＣ成分と直線偏光の偏光面の変動分を含む検出信号から変動分を打ち消すような信号をＤＣ成分として生成し、この生成したＤＣ成分をドライバ１１６でＡＣ成分と合わせてＡＣ成分＋ＤＣ成分とし、該ＡＣ成分＋ＤＣ成分で変調手段１０６としてのファラデーセルを駆動して直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８に用いられる。
【0092】
光源１０１から第２偏光子１１７としてのローションプリズムに４５°で入射すれば縦方向の光軸の直線偏光と横方向の光軸の直線偏光に分光される。また、光源１０１から第２偏光子１１７としてのローションプリズムに約１０°で入射すれば高エネルギーの直線偏光と低エネルギーの直線偏光に分光される。低エネルギーの直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８に用い、高エネルギーの直線偏光を試料測定用として使用することができる。
【0093】
第３実施形態の旋光計４００は、第２実施形態の旋光計３００と同様に、直線偏光の偏光面の変動を補正する偏光面変動補正手段１１８を有することによって、旋光度の測定精度が更に向上する。
【符号の説明】
【0094】
１０１ 光源
１０２ 干渉フィルタ
１０３ 偏光子
１０４ 偏光子回転手段
１０５ 角度エンコーダ
１０６ 変調手段
１０７ 試料室
１０７ａ 試料設置部
１０８ 検光子
１０９ 検光子回転手段
１１０ 検出手段
１１１ 制御手段
１１２ 第２光源
１１３ ミラー
１１４ 第２検光子
１１５ 第２検出手段
１１６ ドライバ
１１７ 第２偏光子
１１８ 偏光面変動補正手段
１１９ 発振器
２００ 旋光計
２０１ 制御部
２０２ 主記憶装置
２０３ 補助記憶装置
２０４ Ｉ／Ｏインターフェイス
２０５ 通信インターフェイス
２０６ 入力装置
２０７ 出力装置
２０８ 表示装置
２０９ システムバス
２６０ 記憶機能部
２６１ プログラム格納用ＤＢ
２６２ データ記憶用ＤＢ
２７０ 制御機能部
２７１ 標準回転角度取得部
２７２ 旋光度取得部
２７３ 比較部
３００ 旋光計
４００ 旋光計
１０２ 干渉フィルタ
１０３ 偏光子
１０４ 偏光子回転手段
１０５ 角度エンコーダ
１０６ 変調手段
１０７ 試料室
１０７ａ 試料設置部
１０８ 検光子
１０９ 検光子回転手段
１１０ 検出手段
１１１ 制御手段
１１２ 第２光源
１１３ ミラー
１１４ 第２検光子
１１５ 第２検出手段
１１６ ドライバ
１１７ 第２偏光子
１１８ 偏光面変動補正手段
１１９ 発振器
２００ 旋光計
２０１ 制御部
２０２ 主記憶装置
２０３ 補助記憶装置
２０４ Ｉ／Ｏインターフェイス
２０５ 通信インターフェイス
２０６ 入力装置
２０７ 出力装置
２０８ 表示装置
２０９ システムバス
２６０ 記憶機能部
２６１ プログラム格納用ＤＢ
２６２ データ記憶用ＤＢ
２７０ 制御機能部
２７１ 標準回転角度取得部
２７２ 旋光度取得部
２７３ 比較部
３００ 旋光計
４００ 旋光計
【要約】 （修正有）
【課題】校正を行う際に部品の取換が不要であり、標準試料の代りに偏光子の標準回転角度を用いることによって、幅広い波長範囲において迅速、簡便かつ精密に校正を行うことができる旋光計等の提供。
【解決手段】偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正できる旋光計である。旋光計は、光源と偏光子と偏光子回転手段と、偏光子に取付けられ、偏光子が回転した角度を測定する角度エンコーダと検光子と検光子回転手段と、検出手段と、旋光計の校正時において、試料室に試料又はセルのない状態で、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、偏光子の回転角度を角度エンコーダで測定した標準回転角度と、検出手段の受光量が最小になる検光子の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子回転手段が検光子を回転させた角度である旋光度とを比較する処理を行う制御手段とを有する。
【選択図】図３
【解決手段】偏光子を回転させて測定した偏光子の回転角度を用いて校正できる旋光計である。旋光計は、光源と偏光子と偏光子回転手段と、偏光子に取付けられ、偏光子が回転した角度を測定する角度エンコーダと検光子と検光子回転手段と、検出手段と、旋光計の校正時において、試料室に試料又はセルのない状態で、偏光子回転手段により偏光子を回転させ、偏光子の回転角度を角度エンコーダで測定した標準回転角度と、検出手段の受光量が最小になる検光子の回転位置から、直線偏光が回転し受光量が最小でなくなった状態で受光量が最小になる検光子の回転位置まで検光子回転手段が検光子を回転させた角度である旋光度とを比較する処理を行う制御手段とを有する。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
