JPH0672803B2 - 可視紫外用分光光度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は紫外および可視の両域を測定波長域とする吸光
分光光度計に関するものである。

ロ．従来技術 この種の分光光度計においては、第１図を借りて説明す
ると、光源部（イ）に紫外域用の重水素ランプL1と可視
域用のハロゲンランプL2とが使用され、両者を切り替え
ることによつて測定波長域を選択するようになつてい
る。両ランプL1とL2は扇形の回転台１上に設置され、こ
の回転台１をパルスモータPM1によつて所定角度だけ回
転して切り替えるように構成されており、選択された光
源ランプからの光を凹面鏡M1で反射して入口スリツト２
に通し、これを分光部（ロ）の回折格子３で分光して出
口スリツト４に結像させ、高次回折光カツト用フイルタ
５で高次回折光を除去して単色光を得ている。この単色
光はハーフミラーHMによつて２つのビームに分割され、
試料セルSAMと対照セルREFを透過して、それぞれ測光部
（ハ）の光検出器D1およびD2で光電変換されて増幅器A1
およびA2で増幅され、対照側電圧VRと試料側電圧VSがス
イツチS1によつて交互に切り替えられて、A/Dコンバー
タ６でA/D変換されたのち、マイクロコンピユータより
なる制御装置（ニ）に取り込まれ、Ｔ＝VS/VR×100
（％）によつて試料の透過率が求められる。このように
して各波長毎に透過率がプロツトされるのである。PM2
は回折格子３を回転させ、波長をスキヤニングするため
のパルスモータである。

上記の構成において、光源の切り替えはマイクロコンピ
ユータを用いてパルスモータPM1を制御することにより
行われるが、従来はパルスモータPM1の回転角の原点
（例えば一方の光源位置）をマイクロスイツチあるいは
光電スイツチなどを用いて検出し、その位置から所定ス
テツプ数だけモータを回転させて、光源の切り替えを行
つていた。しかしながらこの原点位置検出手段は、回転
台１とその上に設置されているランプL1およびL2との位
置関係に固定されていることを前提としているので、ラ
ンプの取り替えや経時変化などによつてランプの発光中
心がずれた場合には、それを補正する手段がなく、入口
スリツト２に入射する光量が減少してしまうという欠点
があつた。また高次回折光カツト用フイルタ５を切り替
えるためのフイルタ切替用パルスモータPM3の初期設定
も、マイクロスイツチまたは光電スイツチによつて行わ
れており、コスト高の一因となつていた。

ハ．発明の目的 本発明は上記の欠点に鑑み、何らかの原因でランプを支
持した回転台とランプの発光中心との位置関係がずれて
も、常に入口スリツトには最大光量を入射させることが
できるような回転台の位置検出手段を提供すると共に、
高次回折光カツト用フイルタの位置検出手段としてのマ
イクロスイツチや光電スイツチおよびその関連配線を省
略することを目的とするものである。

ニ．発明の構成 本発明は、可視域用光源と紫外域用光源との切り替え手
段を有する光源部と、光源部からの光を分光する回折格
子および高次回折光をカツトするフイルタ群よりなる分
光部と、分光部からの光を試料を透過させて測光する測
光部とを備えた分光光度計において、光源切り替え用回
転台を駆動するパルスモータの初期設定を、それぞれパ
ルスモータを１ステツプずつ回転させながら分光光度計
自身の測光部の出力を判別することにより、各光源の位
置と回転円板に設けたスリツトの位置を検出して行うよ
うにした制御装置を設けたものであり、従来のマイクロ
スイツチあるいは光電スイツチなどを用いたパルスモー
タの初期設定手段に代えて、光源切り替え用回転台にお
いては測光部の出力の最大点によつて入口スリツトを通
過する光量の最大点を検出し、またフイルタ切り替え用
回転円板においては回転円板に設けたスリツトの位置を
分光光度計自身の測光部の出力を判別することによつて
検出し、このときの回転角をそれぞれ光源位置およびフ
イルタ切り替え用原点位置として初期設定するようにし
たものである。

ホ．実施例 第１図は本発明の一実施例を示したものである。光源部
（イ）においては、扇形の回転台１の上に可視域用のハ
ロゲンランプL2と紫外域用の重水素ランプL1とが設置さ
れ、回転台１はパルスモータPM1によつて回転駆動され
るようになつている。選択された光源ランプ（図では紫
外域用ランプL1）からの光は凹面鏡M1によつて集光さ
れ、入口スリツト２を通つて分光部（ロ）に入射する。
分光器（ロ）ではパルスモータPM2によつて回転制御さ
れる回折格子３により入射光が分光され、所定波長の単
色光が出口スリツト４から出射される。この出射光から
高次回折光を除去する高次回折光カツト用フイルタ５の
各素子F1,F2,…は、第３図に示すように、フイルタ切替
用パルスモータPM3によつて回転駆動される回転円板６
の周辺に列設されており、これらのフイルタ群F1,F2,…
と、同一円周上に位置検出マークとなるスリツト15が設
けられている。そして回転円板６は出口スリツト４の後
に近接して配置されている。高次回折光カツト用フイル
タ５を通つた光はハーフミラーHMによつて２つのビーム
に分割され、試料セルSAMおよび対照セルREFを透過し
て、それぞれ測光部（ハ）の光検出器D1およびD2によつ
てで光電変換される。光検出器D1およびD2の出力はそれ
ぞれ増幅器A1およびA2で増幅されたのち、切替スイツチ
S1によつて交互に切り替えられ、A/Dコンバータ７によ
つてデイジタル値に変換されて、マイクロコンピユータ
よりなる制御部（ニ）で演算処理される。すなわち試料
側の電圧がVS、対照側の電圧がVRとすると、Ｔ＝VS/VR
×100（％）によつて試料の透過率が求められるのであ
る。この透過率がパルスモータPM2で回折格子３を順次
回転させることにより、すべての波長について求められ
る。制御部（ニ）はCPU8、ROM9、PAM10、表示装置11な
どで構成され、分析データを処理すると共に各パルスモ
ータPM1、PM2およびPM3を制御することによつて光源、
測定波長およびフイルタの切り替えを行つている。

上述のようにしてパルスモータPM1を制御して光源L1とL
2を切り替え、またパルスモータPM3を制御してフイルタ
群F1,F2,…を切り替えるためには、パルスモータPM1お
よびPM3の回転角の基準位置がCPUに情報として与えられ
ていなければならない。そのためには従来は、マイクロ
スイツチや光電スイツチを用いて回転台１および回転円
板６の初期設定を行つていたのであるが、本発明では次
のような手段で光源位置およびフイルタ位置の初期設定
を行う。

第２図は回転台１をパルスモータPM1で切り替えるため
の駆動機構の一例を示したもので、モータ軸に設けられ
た偏心軸12と回転台１に設けた長孔13とを係合させて、
パルスモータPM1を１回転させ、その間に測光部（ハ）
の出力が最大値を示す点を検出するのである。それには
まず分光部（ロ）の回折格子３を紫外線領域のたとえば
290nm付近に設定し、高次光カツトフイルタ５は未だ原
点位置が分つていないので任意の位置にセツトしてお
く。次に重水素ランプL1のみを点灯し、その状態でパル
スモータPM1を１ステツプずつ回転させて、各ステツプ
毎に対照セルREF側の信号VRをA/Dコンバータ７を通じて
マイクロコンピユータに読み込みながら、モータを１回
転させることにより、回転台１を１往復させ、各ステツ
プのうちでVRの値が最大値を示す位置を紫外域用光源位
置として確定する。しかし、フイルタ回転円板６の位置
によつては回転台１を一往復させても290nmの光が測光
部に全く或は殆んど入射しない場合がある。これは290n
mの波長域の光をカツトするフイルタが出口スリツト４
の後に位置しているかフイルタとフイルタとの間の枠部
が出口スリツトと重なつている場合である。そこで回転
台１を一往復させても測光部の出力が或るレベルを超え
ることがない場合には、回転円板６をその位置から一方
向へ100°回転させる。フイルタF1,F2…は回転円板６の
周囲に90°の範囲に突設されていて、回転円板を100°
回転させれば必ず円板６のフイルタが突設されていない
素透しの部分が出口スリツト４の後に来る。そこでもう
一度回転台１を一往復させて測光出力最大の位置を検出
し、そのときのモータPM1の駆動パルスの計数を記憶
し、これを重水素ランプL1の位置とする。

上述のようにして紫外用光源L1の位置が判明したら次に
フイルタ回転円板６の原点を検出する。L1を点灯したま
ゝで回折格子３は290nm位置にセツトされていて、測光
部の出力電圧が最大になるように装置状態がなつている
ので、回転円板６を１ステツプずつ回転させて行くと、
やがて円板６の周縁でスリツト15を設けてある突出部14
が出口スリツト４の後に来て光を遮ぎり、更に円板６を
回転させて行くとスリツト15が出口スリツト４と一致し
て再び測光部出力が最大値になる。そこで測光部出力が
一旦遮光状態のレベルに落ちた後円板６の一定回転量で
再び測光出力が最大に達することでスリツト15が出口ス
リツト４と一致したと判断され、このときの円板６の位
置を原点位置として、パルスモータPM3の駆動パルス数
を記憶しておく。

上述した所によつてフイルタ回転円板６の原点が決まつ
たら最後に可視域用光源L2の位置を検出する。即ち、回
折格子３を可視光線領域のたとえば540nm付近に設定
し、フイルタ５を同領域に設定したのち、ハロゲンラン
プL2のみを点灯し、パルスモータPM1を重水素ランプL1
の確定位置から設計上決まつている一定回転角だけ離れ
たある範囲内のみでステツプ回転させて、各ステツプ毎
のVRの値も求め、そのうちの最大値に対応するパルスモ
ータPM1の位置を可視域用光源位置として確定する。以
後はこれらの位置データを用いてパルスモータを制御す
ることにより、常にランプが最適位置にくるように光源
の切り替えを行うことができる。なお上記実施例は、回
転台によつてランプを回転させることにより光源の切り
替えを行うものであるが、ランプを固定しておき、回転
台に設けた凹面鏡を回転させることにより、光源の切り
替えを行うようにしてもよい。また本実施例はハーフミ
ーラを用いたダブルビーム方式の例を示したが、シング
ルビーム方式あるいは回転ミラーを用いたチヨツピング
ダブルビーム方式としてもよい。また光源とフイルタの
初期設定はどちらを先に行つてもよい。

ヘ．発明の効果 本発明は上述のように光源切替用回転台とフイルタ切替
用回転円板の初期設定手段として、別途マイクロスイツ
チや光電スイツチなどを用いることなく、それぞれの駆
動用パルスモータを１ステツプずつ回転させながら測光
部の出力を判別することにより、光源の位置およびスリ
ツトの位置を検出するようにしたものであるから、マイ
クロコンピユータのプログラムを追加すのみで、分光光
度計が本体備えている測光部を利用することができ、そ
れによつてコストダウンができるという利点がある。ま
たランプ交換などで回転台と発光中心との位置関係にず
れが生じても、常に分光器の入口スリツトに最大光量が
入射するように設定することができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
同上の光源切替用回転台の斜視図、第３図は同上のフイ
ルタ切替用回転円板の斜視図である。 １……回転台、２……入口スリツト、３……回折格子、
４……出口スリツト、５……高次回折光カツト用フイル
タ、６……回転円板、７……A/Dコンバータ、８……CP
U、９……ROM、10……RAM、11……表示装置、12……偏
心軸、13……長孔、14……凸部、15……スリツト、
（イ）……光源部、（ロ）……分光部、（ハ）……測光
部、（ニ）……制御装置、L1……可視域用光源、L2……
紫外域用光源、PM1……光源切替用パルスモータ、PM2…
…回折格子駆動用パルスモータ、PM3……フイルタ切替
用パルスモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可視域用光源と紫外域用光源との切り替え
   手段を有する光源部と、光源部からの光を分光する回析
   格子および高次回析光をカットするフィルタ群よりなる
   分光部と、分光部からの光を試料を透過させて測光する
   測光部とを備えた分光光度計において、光源切り替えと
   フィルタの交換を制御する制御装置を設け、光源切り替
   え手段を、上記二つの光源の位置をパルスモータによっ
   て移動させて何れかの光源を使用位置に位置させる構成
   とし、フィルタ交換手段を上記フィルタ群を一つの回転
   円板上の同一円周上に列設すると共に、この円板の上記
   円周上に同円板の原点を示すスリットを設け、この回転
   円板をパルスモータによって駆動して一つのフィルタを
   分光部の光路上に位置させる構成とし、上記二つの光源
   の夫々の使用位置を決定する動作において、上記制御装
   置は紫外用光源に対しては回折格子を紫外域の一つの波
   長位置に設定し、紫外用光源を点灯し、光源切り替え用
   の前記パルスモータを駆動しながら、測光部の出力が最
   大値を示す紫外用光源の位置を検出して、その位置を記
   憶し、可視光用光源に対しては、回折格子を可視域の一
   つの波長に設定して、上記と同様パルスモータを駆動し
   て測光部出力が最大になる位置を検出してその位置を記
   憶し、フィルタ群を列設した回転円板の原点位置を決定
   する動作において、上記制御装置は、紫外用域は可視用
   何れかの光源をその使用位置において点灯し、その光源
   の出射光の波長範囲の一波長に回折格子を設定し、回転
   円板を回転させて、同円板上の前記スリットを通過した
   光が測光部で検出されたときの同円板の回転位置を原点
   位置とするようになっていることを特徴とする可視紫外
   用分光光度計。