JP2000304521A - 角度計及びそれを用いた旋光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、例えばウォームギア等の
回転体の機械的な精度に拘わらず、その回転角を高精度
に測定することのできる角度計及びそれを用いた旋光計
を提供することにある。 【解決手段】 回転体１３８の回転に伴って被検光路長
Ｘ１を変化させ、被検光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ
４を得る干渉計１４２と、該干渉光Ｌ４の強度変化を光
電変換する光検出器１４４と、該光検出器１４４により
得られた干渉光Ｌ４の強度変化より、回転体１３８の回
転角βに応じた該被検光路長Ｘ１の変化量情報を求める
計数手段１４６と、該被検光路長Ｘ１の変化量情報よ
り、該回転体１３８の回転角βを求める変換手段１４８
と、を備えたことを特徴とする角度計。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角度計及びそれを用
いた旋光計、特に干渉計による回転角測定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より各種部材を角度調節するのに、
例えばウォームとウォームホイールとを組み合わせたウ
ォームギア等の回転体が用いられる。例えばウォームホ
イールのほぼ中心部に角度調節する部材を固定すると、
ウォームを回転させることによりウォームホイールが回
転するので、該部材を該ウォームホイールの回転と一体
的に回転させることができる。

【０００３】このような角度調節を適正に行うために
は、ウォームホイール等の回転体の回転角を正確に把握
したうえで、角度調節する必要がある。ここで、前記ウ
ォームとウォームホイールの機械的な精度は、別個独立
に測定されているため、従来、このようなウォームとウ
ォームホイールを組み合わせて得られる回転角は、それ
ぞれの機械精度より推測するしないが、特に微小角を高
精度に測定するには、角度標準用プリズムとオートコリ
メータとを組み合わせた角度標準器により補正値を求
め、該補正値により前記回転角の推測値を校正する方法
が用いられる。

【０００４】ところで、各種有機物質は、直線偏光の偏
光面を回転させる性質を持っており、この旋光角を測定
することにより、物質の同定、あるいは光学異性体の識
別等を行うことができる。図１にはこのような旋光角を
測定する旋光計の一般的な概略構成が示されている。

【０００５】ナトリウム（Ｎａ）ランプ１０の発光方向
前方には、レンズ１２が設置され、レンズ１２によって
平行光線となった光束は、レンズ１２の前方に設置され
た偏光子１４を通過する。偏光子１４を通過した光束は
所定の振動方向の直線偏光となる。そして、さらに前方
に設置されたファラデーセル１６を通過する。ファラデ
ーセル１６は、何層にも巻かれたコイルにて形成されて
おり、このコイルに交流電流を流す発振回路が設置され
ている。

【０００６】上記直線偏光は、このファラデーセル１６
によってその偏向方向が変調される。このファラデーセ
ル１６を出た光束は、試料の充填されたフローセル２０
に入り、その充填試料を透過した後、さらに前方に設置
された検光子２２を通過する。この検光子２２を通過し
た光束が光学系の最終段の部材である検出器２４に入射
される。この検出器２４は、例えばフォトマルチプライ
ヤで構成されている。検出器２４で得た電気信号に基づ
いて旋光角を求めるための電気系統部分として、前記増
幅器２６、ｆＨｚ増幅器２８、同期整流回路３０、電圧
指示計３２が用いられる。

【０００７】なお、前記旋光計では、偏光子１４の偏光
方向と検光子２２の透過軸方向とが直交するように、検
光子２２を角度調節して設置されるが、このような角度
調整についても、例えば前記ウォームギア等の回転体が
用いられる。例えば図２に示すように、ウォーム３６に
より回転されるウォームホイール３８のほぼ中心の穴
に、検光子２２が固定される。そして、このような旋光
計においても、旋光角の測定精度を向上させるために
は、検光子２２の角度調節をいかに適正に行えるかが重
要な課題となる。

【０００８】このために、特に検光子２２の回転角βの
測定には、非常に高精度が要求されるが、従来は、検光
子２２の回転角を測定するのに、ウォーム３６を回転さ
せるパルスモータ４０のパルス数をカウントし、該カウ
ント値より検光子２２の回転角を換算し、得られた回転
角に基づいて検光子２２の角度調節をしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の角度測定にあっては、ウォームホイール３８の回転
角の測定精度は、ウォーム３６とウォームホイール３８
の機械的な精度に強く依存している。特に前記従来の角
度計では、検出される旋光角信号が微弱であるため、ウ
ォーム３６とウォームホイール３８の機械的な誤差が旋
光角の測定値に直接影響する。

【００１０】例えば測定正確さは、ウォームホイール３
８の機械的な誤差、及び測定再現性を考慮し、ウォーム
ホイール３８の直径を１００ｍｍとした場合には、 ±０．００２°（±１°以下）、±０．２％（±１°以
上） と非常に高精度が要求される。また、ウォームホイール
３８の仕様は、例えば、 ±０．００１°（±１．８°以下）、α±０．１％（±
１．８°以上） と非常に高精度が要求される。

【００１１】このように、旋光角の測定をより高精度に
行うには、ウォームギア等の回転体の仕様に、より高精
度が要求されるが、前記回転体の機械的な精度を向上さ
せることにより回転角の測定精度を向上させる手法で
は、もはや技術的にも、コスト的にも限界に達してい
た。

【００１２】このように従来より、回転角をより高精度
に測定できる技術の開発が強く望まれていたものの、前
記回転体の機械的な精度を向上させることにより、測定
精度を向上させる手法を用いていたのでは、前述した理
由から事実上不可能であった。本発明は前記従来技術の
課題に鑑みなされたものであり、その目的は例えばウォ
ームギア等の回転体の機械的な精度に拘わらず、その回
転角を高精度に測定することのできる角度計及びそれを
用いた旋光計を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、光の干渉を利用
し、光の波長を基準に回転角を測定することにより、す
なわち、回転体の回転角に応じた移動鏡の移動距離を干
渉計により測定し、該移動鏡の移動距離より回転角を求
めることにより、従来極めて困難であった、ウォームギ
ア等の回転体の機械的な精度に拘わらず、測定精度を大
幅に向上させることができることを見出し、本発明を完
成するに至った。

【００１４】すなわち、本発明にかかる角度計は、干渉
計と、光検出器と、計数手段と、変換手段と、を備え、
回転体の回転角に応じた被検光路長の変化量を干渉計に
より測定し、該被検光路長の変化量より回転角を求める
ことを特徴とする。ここで、前記干渉計は、前記回転体
の回転に伴って被検光路長を変化させ、該被検光路から
の被検光と参照光路からの参照光との干渉光を得る。ま
た、前記光検出器は、前記干渉計により得られた干渉光
の強度変化を光電変換する。

【００１５】前記計数手段は、前記光検出器により得ら
れた干渉光の強度変化より、該被検光路長の変化量情報
を得る。前記変換手段は、前記計数手段により得られた
被検光路長の変化量情報より、前記回転体の回転角を求
める。なお、前記角度計において、前記計数手段は、前
記光検出器により前記干渉光の強度変化を光電検知して
得られた干渉縞の縞数に相当する明度信号数を計数する
ことにより、前記被検光路長の変化量情報を得ることが
好適である。

【００１６】また、前記角度計において、前記回転体
は、一方の回転体により他方の回転体を回転させること
が好適である。また、前記角度計において、前記回転体
は、各回転軸が互いにほぼ直角をなすウォーム、及びウ
ォームホイールよりなるウォームギアであり、該ウォー
ムホイールの回転角を測定することも好適である。

【００１７】また、前記角度計において、前記干渉計
は、光源と、分割手段と、固定鏡と、移動鏡と、合成手
段と、ワイヤ巻取軸と、ワイヤと、を含み、前記回転体
の回転に伴って前記ワイヤ巻取軸が前記ワイヤを巻取り
又は巻戻すことにより、前記移動鏡を、前記回転体の回
転角に応じた距離だけ移動させることが好適である。こ
こで、前記光源は、可干渉光を出射する。

【００１８】また、前記分割手段は、前記光源からの可
干渉光を二分割する。前記固定鏡は、前記参照光路上に
固定され、前記分割手段からの一方の分割光を受光す
る。前記移動鏡は、前記被検光路上を移動可能に設けら
れ、前記分割手段からの他方の分割光を受光し、前記参
照光路との間に光路差を得る。前記合成手段は、前記固
定鏡からの反射光と前記移動鏡からの反射光とを合成し
て干渉光を得る。

【００１９】前記ワイヤ巻取軸は、前記回転体の同心円
上に設けられる。前記ワイヤは、一端が前記ワイヤ巻取
軸に設けられ、他端が前記移動鏡に設けられる。また、
前記角度計において、前記干渉計は、前記光源と、前記
分割手段と、前記固定鏡と、前記移動鏡と、前記合成手
段と、アームと、を含み、前記回転体の回転に伴って前
記アームの移動鏡側が、該回転体と同心円上を回転する
ことにより、該移動鏡を、該回転体の回転角に応じた距
離だけ移動させることも好適である。

【００２０】ここで、前記アームは、一端側が前記ウォ
ームホイールに設けられ、他端側が移動鏡に設けられ
る。また、前記角度計において、前記固定鏡及び／又は
移動鏡は、コーナーキューブミラーであることも好適で
ある。また、前記角度計において、角度情報取得手段
と、比較手段と、を備えることも好適である。

【００２１】ここで、前記角度情報取得手段は、前記一
方の回転体の回転軸の一端側に設けられ、該回転体の回
転角情報を得る。また、前記比較手段は、前記角度情報
取得手段により得られた一方の回転体の回転角情報と、
前記変換手段により得られた他方の回転体の回転角情報
とを比較する。本発明の角度情報取得手段としては、例
えば光電式ロータリーエンコーダ等を用いることができ
る。

【００２２】また、前記角度計において、前記回転体の
回転軸の前記角度情報採取手段に対し他端側に設けら
れ、該回転体を回転可能な駆動手段を備えることも好適
である。本発明の駆動手段としては、例えばステッピン
グモータ等のモータ等を用いることができる。また、前
記目的を達成するために本発明にかかる旋光計は、前述
のような本発明の角度計において、前記回転体の同心円
上に検光子を固定したことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の好適
な一実施形態を説明する。第１実施形態 図３には本発明の第１実施形態にかかる角度計の概略構
成が示されている。なお、本実施形態においては、回転
体として各回転軸Ｏ´、Ｏが互いに直角をなすウォーム
１３６とウォームホイール１３８よりなるウォームギア
を想定し、該ウォームホイール１３８のほぼ中心部の穴
に固定された旋光計の検光子（図示省略）の傾き角βを
求める場合について説明する。前記従来技術と対応する
部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。

【００２４】同図において、本実施形態にかかる角度計
は、干渉計１４２と、光検出器１４４と、計数手段１４
６と、変換手段と、を含む。前記光検出器１４４は、前
記干渉計１４２からの干渉光Ｌ４の強度変化を光電変換
する。前記計数手段１４６は、例えばフリンジカウンタ
等よりなり、前記光検出器１４４により得られた干渉光
の強度変化より、被検光路長Ｘ１の変化量情報を得る。

【００２５】本実施形態では、被検光路長Ｘ１の変化量
情報を得るために、計数手段１４６により、前記干渉光
Ｌ４の強度変化を光電検知して得られた干渉縞の縞数に
相当する明度信号数を計数することにより、前記被検光
路長Ｘ１の変化量情報を得ている。ここで、本実施形態
では、回転角βが０°のときに、被検光路長Ｘ１と参照
光路長Ｘ２とが同じ光路長となるような場合を基準にし
ているため、前記被検光路長Ｘ１の変化量情報として
は、前記被検光路長Ｘ１と前記参照光路長Ｘ２との光路
差（Ｘ１−Ｘ２）情報を用いている。

【００２６】前記変換手段は、例えばＣＰＵ１４８等よ
りなり、前記計数手段１４６により得られた光路差（Ｘ
１−Ｘ２）情報より、ウォームホイール１５２の回転角
βを求める。これにより、検光子の傾き角βを求めるこ
とができる。また、本実施形態では、前記干渉計１４２
として、ウォームホイール１３８の同心円上に、ワイヤ
巻取軸としての回転プーリ１５２を設け、該回転プーリ
１５２にワイヤ１５４の一端を固定し、該回転プーリ１
５２が回転してワイヤ１５４を巻き取るようにしてい
る。

【００２７】また、ワイヤ１５４の他端を直線運動する
スライダ（図示省略）に固定し、該スライダに、移動鏡
１６２を固定している。このため、ウォームホイール１
３８の回転に伴って、回転プーリ１５２が回転すると、
ワイヤ１５４を巻き取り又は巻き戻すことにより、移動
鏡１６２がスライダに沿って図中左右方向に、ウォーム
ホイール１３８の回転角βに応じた距離だけ移動する。

【００２８】本実施形態では、移動鏡１６２の移動距離
を光路差（Ｘ１−Ｘ２）として得ている。すなわち、光
源１５６より出射した可干渉光であるレーザ光束Ｌ１
は、分割手段、及び合成手段であるビームスプリッタ１
５８により固定鏡１６０に進行する光束Ｌ２と、移動鏡
１６２に進行する光束Ｌ３とに分割される。光束Ｌ２
は、固定鏡１６０により入反射され、再度ビームスプリ
ッタ１５８に入射する。光束Ｌ３は、移動鏡１６２によ
り入反射され、再度ビームスプリッタ１５８に入射す
る。

【００２９】ビームスプリッタ１５８では、固定鏡１６
０からの反射光束Ｌ２と、移動鏡１６２からの反射光束
Ｌ３とが合成され、干渉される。ここで、このようにし
て得られた干渉光Ｌ４は、ウォームホイール１３８を回
転させ、移動鏡１６２を移動させると、正弦波状に明暗
を繰り返す。このような干渉光Ｌ４の強度変化を光検出
器１４４により光電検出して、計数手段１４６により干
渉縞の縞数に相当する明度信号数を計数することによ
り、光路差（Ｘ１−Ｘ２）情報、すなわちウォームホイ
ールの回転角に応じた移動鏡１６２の移動距離を求める
ことができる。

【００３０】ＣＰＵ１４８は、計数手段１４６により得
られた光路差（Ｘ１−Ｘ２）情報を基に、ウォームホイ
ール１３８の回転角βを求める。このように本実施形態
では、ウォーム１３６を回転軸Ｏ´を中心として回転さ
せると、ウォームホイール１３８が回転軸Ｏを中心とし
て回転する。すると、ウォームホイール１５２の回転角
βに応じた距離だけ、移動鏡１６２がスライダに沿って
移動し、固定鏡１６０との間に光路差（Ｘ１−Ｘ２）が
生じる。この光路差情報を、前述のようにして光検出器
１４４、計数手段１４６等により得る。

【００３１】したがって、例えば図４に示すような、光
路差（Ｘ１−Ｘ２）とウォームホイール１３８の回転角
β°との関係を示す参照情報１６３を、あらかじめＣＰ
Ｕ１４８等に得ておけば、前述のようにして干渉光Ｌ４
の強度変化を光検出器１４４により光電検出して、計数
手段１４６により干渉縞の縞数（例えば明部分に対応す
る高いパルス信号等）を計数することにより光路差（Ｘ
１−Ｘ２）情報を得ることにより、このような参照情報
１６３を基に、回転角βをＣＰＵ１４８により求めるこ
とができる。

【００３２】以上のように本実施形態にかかる角度計に
よれば、ウォームホイール１３８の回転角に応じた移動
鏡１６２の移動距離を干渉計１４２により測定し、該移
動鏡１６２の移動距離より、ウォームホイール１３８の
回転角βを求めることとしたので、ウォームギア等の回
転体の機械的な精度に拘わらず、検光子の傾き角βを高
精度に測定することができる。すなわち、光の干渉を利
用し、光の波長を基準に回転角を求めることとしたの
で、機械的な精度が従来程、高くないウォームホイール
等の回転体の回転角についても、高精度に測定すること
ができるので、被測定物に対する汎用性が向上される。

【００３３】なお、前記構成では、固定鏡１６０及び移
動鏡１６２として平面鏡を用いた例について説明した
が、本発明の角度計は、これに限られるものではなく、
コーナーキューブミラー等の他の反射鏡を用いることが
できる。

【００３４】第２実施形態 図５には、本発明の第２実施形態にかかる角度計の概略
構成が示されている。なお、前記図３と対応する部分に
は符号１００を加えて示し説明を省略する。本実施形態
では、前記図３に示した構成に加えて、図５に示すよう
に、ウォーム２３６の一端側に、例えば光電式ロータリ
ーエンコーダ等の角度情報取得手段２６４を接続してい
る。

【００３５】そして、角度情報取得手段２６４からのパ
ルス数を、計数手段２４６により計数し、該計数値を基
に、ＣＰＵ２４８等によりウォーム２３６の回転角情報
を得ることができる。したがって、このようにして得ら
れたウォーム２３６の回転角情報と、前述のようにして
得られたウォームホイール２３８の回転角情報βとを、
例えばＣＰＵ２４８等の比較手段により比較することに
より、ウォーム２３６の回転に対するウォームホイール
２３８の回転精度を直接測定することが可能となる。

【００３６】ここで、ウォーム２３６の他端に、ステッ
ピングモータ等の駆動手段２４０を設けることにより、
前記ウォーム２３６の回転に対するウォームホイール２
３８の回転精度を、連続的に自動測定することが可能と
なる。これにより、本実施形態では、前記第１実施形態
に比較し、さらにウォーム２３６とウォームホイール２
３８の機械精度と回転精度の相関の検証が容易となる。
なお、前記構成では、固定鏡２６０及び移動鏡２６２と
して平面鏡を用いた例について説明したが、本発明の角
度計は、これに限られるものではなく、コーナーキュー
ブミラー等の他の反射鏡を用いることができる。

【００３７】第３実施形態 図６には、本発明の第３実施形態にかかる角度計の概略
構成が示されている。なお、前記本発明の第１、２実施
形態と対応する部分には符号１００を加えて示し、説明
を省略する。また、本実施形態では、固定鏡３６０及び
移動鏡３６２としてコーナーキューブミラーを用いてい
る。

【００３８】図６において、本実施形態にかかる角度計
は、ウォームホイール３３８の面にコーナーキューブミ
ラーからなる移動鏡３６２を、回転中心ＯからＲだけ離
れた位置に取り付けている。このために本実施形態で
は、ウォームホイール３３８の面に、長手方向に長さＲ
を持つアーム３６６の一端側を設け、他端側に移動鏡３
６２を設けている。

【００３９】そして、本実施形態では、ウォームホイー
ル３３８を回転させると、該回転に伴って移動鏡３６２
が、回転軸Ｏを中心としたＲ上を移動する。この移動鏡
３６２の移動距離を、前記第１実施形態と同様に、前記
光検出器３４４、計数手段３４６等により求め、求めら
れた移動鏡３６２の移動距離を基に、ＣＰＵ３４８によ
り回転角βを求めることができる。

【００４０】ここで、本実施形態では、アーム３６６に
より移動鏡３６２を、ウォームホイール３３８の回転軸
Ｏを中心とするＲ上を移動させているが、移動鏡として
一般的な平面鏡を用いたのでは、鏡面の向きが各Ｒ上で
異なるので、該移動鏡からの反射光をビームスプリッタ
３５８に返光できない場合がある。また、単にコーナー
キューブミラーを用いただけでは、分割光Ｌ３の移動鏡
３６２への入射位置が異なると、入射位置によって、中
心部より少しずれた部分に入射する。

【００４１】そこで、本実施形態では、入射光Ｌ３の移
動鏡３６２への入射位置に拘わらず、反射光Ｌ３をビー
ムスプリッタ３５８に返光することができるように、固
定鏡３６０及び移動鏡３６２として、コーナーキューブ
ミラーを用い、且つ、これらのコーナーキューブミラー
の後段に、それぞれ反射鏡３６８、反射鏡３７０を設け
ているのである。

【００４２】以上のように本実施形態にかかる角度計に
よれば、前記第１実施形態と同様、ウォームホイール３
３８の回転角に応じた移動鏡３６２の移動距離を干渉計
３４２により測定し、該移動距離より、ウォームホイー
ル３３８の回転角βを求めることとしたので、ウォーム
ギア等の回転体の機械的な精度に拘わらず、検光子の傾
き角を高精度に測定することができる。

【００４３】また、本実施形態によれば、第１実施形態
のような回転プーリとワイヤに代えて、アーム３６６の
みで移動鏡を移動させることとしたので、第１実施形態
に比較し、部品数を減らすことができる。これにより、
長時間使用による構成部品の接続部分の不具合の発生等
についても、大幅に低減することができる。

【００４４】第４実施形態 図７には、本発明の第２実施形態にかかる角度計の概略
構成が示されている。なお、前記図６と対応する部分に
は符号１００を加えて示し説明を省略する。また、本実
施形態では、固定鏡４６０及び移動鏡４６２としてコー
ナーキューブミラーを用いている。本実施形態では、前
記図６に示した構成に加えて、図７に示すようにウォー
ム４３６の一端側に、例えば光電式ロータリーエンコー
ダ等の角度情報取得手段４６４を接続している。

【００４５】そして、光電式ロータリーエンコーダ等の
角度情報取得手段４６４からのパルス数を、計数手段４
４６により計数し、該計数値を基に、ＣＰＵ４４８等に
よりウォーム４３６の回転角情報を得ることができる。
したがって、このようにして得られたウォーム４３６の
回転角情報と、前述のようにして得られたウォームホイ
ール４３８の回転角情報βとを、ＣＰＵ４４８等の比較
手段により比較することにより、ウォーム４３６の回転
に対するウォームホイール４３８の回転精度を直接測定
することが可能となる。

【００４６】ここで、ウォーム４３６の他端に、ステッ
ピングモータ等の駆動手段４４０を設けることにより、
ウォーム４３６の回転に対するウォームホイール４３８
の回転角を連続的に自動測定することが可能となる。こ
れにより、本実施形態では、前記第３実施形態に比較
し、さらに、ウォーム４３６とウォームホイール４３８
の機械精度と回転精度の相関の検証が容易となる。

【００４７】以上のように本実施形態にかかる角度計に
よれば、ウォームホイールの回転角に応じた移動鏡の移
動距離を干渉計により測定し、該移動距離情報よりウォ
ームホイールの回転角を求めることとしたので、ウォー
ムギアの機械的な精度に拘わらず、該ウォームホイール
の同心円上に設けられた検光子の傾き角βを高精度に測
定することができる。

【００４８】したがって、バイオテクノロジや天然化合
物等の微小試料の旋光度を高感度測定する場合に、狭い
角度範囲（例えば±１５°等）を測定した場合であって
も、検光子の回転角βを干渉計により直接、測定するこ
とができるので、測定正確さを向上させることができ
る。これにより、ウォームギアの機械的な誤差が測定値
に影響せず、例えばウォームホイールの直径が１００ｍ
ｍ程度であれば、０．０００１８°の最小検知角度が可
能となる。すなわち、測定再現性を０°と仮定すると、
測定正確さは±０．０００１８°（±１５°以下）とな
る。

【００４９】このように、本実施形態では、回転体の回
転に伴って、正弦波状に明暗を繰り返す干渉光の強度変
化を光電検出して得られた干渉縞の縞数に相当する明度
信号数を計数することにより回転体の回転角を求めるこ
ととしたので、縞１個を角度に換算すると、±０．００
０１８°であることから、これより、精度が悪化するこ
とはなく、従来に比較し、例えば約１桁という大幅な精
度改善をすることができる。また、本実施形態では、ウ
ォームギアの精度には従来程、高精度が要求されないの
で、被測定物に対する汎用性が向上される。

【００５０】また、本実施形態では、ウォームの回転軸
に、例えば光電式ロータリーエンコーダ等の角度情報取
得手段を接続することにより、ウォームの回転に対する
ウォームホイールの回転精度を直接、測定することが可
能となる。ここで、ウォーム回転軸の他端側に、モータ
等の駆動手段を接続することにより、ウォームの回転に
対するウォームホイールの回転角を連続的に自動測定す
ることが可能となる。これにより、ウォームとウォーム
ホイールの機械精度と回転精度の相関の検証が容易とな
る。

【００５１】なお、本発明の角度計としては前記各構成
に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々
の変形が可能である。例えば、前記各構成では、回転体
としてウォームとウォームホイールよりなるウォームギ
アを用いた例について説明したが、本発明は、これに限
られるものではなく、他の回転体にも適用することがで
きる。

【００５２】また、前記各構成では、旋光計の検光子
を、ウォームホイールの中心の穴に設け、該検光子の傾
き角を測定した例について説明したが、本発明は、これ
に限られるものではなく、回転体の同心円上に回転角を
測定したい部材を固定すれば、他の部材の角度測定にも
適用することができる。また、本発明の第３、４実施形
態では、移動鏡及び固定鏡としてコーナーキューブミラ
ーを用いることが好適であるものの、本発明の角度計
は、これに限られるものではなく、干渉光を適正に得ら
れるのであれば、例えば平面鏡等の他の反射鏡を用いる
ことができる。

【００５３】また、前記実施形態では、例えばＣＰＵ等
の比較手段を設けた例について説明したが、これに限ら
れるものではなく、使用者が比較手段と同様の処理をし
てもよい。さらに、前記各構成では、回転角が０°のと
き、被検光路長と参照光路長が同じ光路長であるような
場合を基準としたため、回転体の回転角に応じた移動鏡
の移動距離として、被検光路長と参照光路長との光路差
を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、前記状態とは異なる干渉状態を基準
にしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる角度
計によれば、ウォームホイール等の回転体の回転角の応
じた被検光路長の変化量を干渉計により測定し、該被検
光路長の変化量情報より回転角を求めることとしたの
で、回転体の機械的な精度の影響を受けることなく、回
転角を直接的に測定することができる。これにより、回
転体の機械的な精度に拘わらず、測定値の信頼性が向上
される。特に人工的に製作されたスケール等により測定
する従来のものとは異なり、光の干渉を利用し、光の波
長を基準に回転角を測定するため、絶対的な測定に近い
ものとなる。また、本発明にかかる角度計によれば、ウ
ォーム回転軸の一端側に駆動手段を、他端側に角度情報
取得手段を設けることにより、ウォームの回転に対する
ウォームホイールの回転角を、連続的に自動測定するこ
とが可能となる。これにより、ウォームとウォームホイ
ールの機械精度と回転精度の相関の検証が容易となる。
さらに、本発明にかかる旋光計によれば、ウォームホイ
ール等の回転体の同心円上に固定された検光子の傾き角
を測定するのに、前述のような本発明にかかる角度計を
用いることにより、検光子の微小な傾き角についても、
高精度に測定することができるので、該測定値に基づい
て検光子の角度調節をより適正に行うことができる。こ
れにより、そのような工夫のないものに比較し、旋光角
をより高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な旋光計の概略構成の説明図である。

【図２】検光子の一般的な設置状態の説明図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる角度計の概略構
成の説明図である。

【図４】前記図３に示した装置により得られた被検光路
と参照光路との光路差と、ウォームホイールの回転角と
の関係を示す一例である。

【図５】本発明の第２実施形態にかかる角度計の概略構
成の説明図である。

【図６】本発明の第３実施形態にかかる角度計の概略構
成の説明図である。

【図７】本発明の第４実施形態にかかる角度計の概略構
成の説明図である。

【符号の説明】

１２２…検光子 １３６，２３６，３３６，４３６…ウォーム（回転体） １３８，２３８，３３８，４３８…ウォームホイール
（回転体） １４２，２４２，３４２，４４２…干渉計 １４４，２４４，３４４，４４４…光検出器 １４６、２４６，３４６，４４６…計数手段 １４８，２４８，３４８，４４８…ＣＰＵ（変換手段） １６０，２６０，３６０，４６０…固定鏡 １６２，２６２，３６２，４６２…移動鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬沼 睦 東京都八王子市石川町2967番地の５ 日本 分光株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA39 BB16 CC05 DD03 FF52 GG04 JJ15 LL12 LL17 LL46 QQ51 2G059 AA10 EE05 EE09 GG01 HH02 JJ13 JJ19 JJ22 KK01 KK02 MM14

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の回転軸を中心として回転可能な回
   転体の回転角を干渉計により測定する角度計であって、 前記回転体の回転に伴って被検光路長を変化させ、該被
   検光路からの被検光と参照光路からの参照光との干渉光
   を得る干渉計と、前記干渉計により得られた干渉光の強
   度変化を光電変換する光検出器と、前記光検出器により
   得られた干渉光の強度変化より、前記回転体の回転角に
   応じた、前記被検光路長の変化量情報を求める計数手段
   と、前記計数手段により得られた被検光路長の変化量情
   報より、前記回転体の回転角を求める変換手段と、を備
   え、前記回転体の回転角に応じた被検光路長の変化量を
   干渉計により測定することにより、該回転体の回転角を
   求めることを特徴とする角度計。
2. 【請求項２】 請求項１記載の角度計において、前記計
   数手段は、前記光検出器により前記干渉光の強度変化を
   光電検知して得られた干渉縞の縞数に相当する明度信号
   数を計数することにより、前記被検光路長の変化量情報
   を得ることを特徴とする角度計。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の角度計において、
   前記回転体は、一方の回転体により他方の回転体を回転
   させることを特徴とする角度計。
4. 【請求項４】 請求項３記載の角度計において、前記回
   転体は、各回転軸が互いにほぼ直角をなすウォーム、及
   びウォームホイールよりなるウォームギアであり、該ウ
   ォームホイールの回転角を測定することを特徴とする角
   度計。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の角度計
   において、前記干渉計は、可干渉光を出射する光源と、 前記光源からの可干渉光を二分割する分割手段と、前記
   参照光路上に固定され、前記分割手段からの一方の分割
   光を受光する固定鏡と、前記被検光路上を移動可能に設
   けられ、前記分割手段からの他方の分割光を受光し、前
   記参照光路との間に光路差を生じさせる移動鏡と、前記
   固定鏡からの反射光と前記移動鏡からの反射光を合成し
   て干渉光を得る合成手段と、前記回転体の同心円上に設
   けられたワイヤ巻取軸と、一端が前記ワイヤ巻取軸に設
   けられ、他端が移動鏡に設けられたワイヤと、を含み、
   前記回転体の回転に伴って前記ワイヤ巻取軸が前記ワイ
   ヤを巻取り又は巻戻すことにより、前記移動鏡を、該回
   転体の回転角に応じた距離だけ移動させることを特徴と
   する角度計。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の角度計
   において、前記干渉計は、可干渉光を出射する光源と、 前記光源からの可干渉光を二分割する分割手段と、前記
   参照光路上に固定され、前記分割手段からの一方の分割
   光を受光する固定鏡と、前記被検光路上を移動可能に設
   けられ、前記分割手段からの他方の分割光を受光し、前
   記参照光路との間に光路差を生じさせる移動鏡と、一端
   が前記回転体に設けられ、他端が移動鏡に設けられたア
   ームと、前記固定鏡からの反射光と前記移動鏡からの反
   射光とを合成して干渉光を得る合成手段と、を含み、前
   記回転体の回転に伴って前記アームの移動鏡側が、該回
   転体と同心円上を回転することにより、該移動鏡を、該
   回転体の回転角に応じた距離だけ移動させることを特徴
   とする角度計。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の角度計
   において、前記固定鏡及び／又は移動鏡は、コーナーキ
   ューブミラーであることを特徴とする角度計。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の角度計
   において、前記一方の回転体の回転軸の一端側に設けら
   れ、該回転体の回転角情報を得る角度情報取得手段と、
   前記角度情報取得手段により得られた一方の回転体の回
   転角情報と、前記変換手段により得られた他方の回転体
   の回転角情報とを比較する比較手段と、を備えたことを
   特徴とする角度計。
9. 【請求項９】 請求項８記載の角度計において、前記一
   方の回転体回転軸の前記角度情報取得手段に対し他端側
   に設けられ、該回転体を回転可能な駆動手段を備えたこ
   とを特徴とする角度計。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９記載のいずれかに記載の
    角度計において、前記回転体の同心円上に検光子を固定
    したことを特徴とする旋光計。