JPH0786592B2

JPH0786592B2 - セクタ−ミラ−

Info

Publication number: JPH0786592B2
Application number: JP5382487A
Authority: JP
Inventors: 与四郎深沢; 寛塚田
Original assignee: Jasco Corp
Current assignee: Jasco Corp
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS63220107A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はセクターミラーに係り、特に１周期中に参照側
光束と試料側光束を異なる回数だけ切替えて光検出側へ
導くようにした分光光度計等に使用されるセクターミラ
ーに関する。

［従来の技術］ダブルビーム方式の分光光度計の内、電気的直接比方式
では、試料光束と参照光束をセクターミラーを回転させ
て切替えを行ないながら検出側へ導き、光検出器の出力
信号よりセクターミラーの回転周波数ｆと同じ周波数成
分及び２倍の周波数成分を検出し、所定の演算を行なっ
て試料光強度Ｉと参照光強度I₀の比I/I₀を求めるように
している。

ここで、従来のセクターミラーは、例えば中心角180゜
が透過、180゜が反射の如く構成されて、チョッパーと
の組合せで光束の切替えを行なっており、斯かる方法で
は信号処理系において試料光が零の場合でも周波数ｆの
成分、2fの成分のいずれも零とならず、試料光の絶対零
を基準として装置の較正や調整、点検を行なうことが困
難であるという問題があった。

この問題を解決するために、第６図に示すようなセクタ
ーミラー10を用い、セクターミラー10が１回転する１周
期（Ｔ）の間に、ミラー領域12による参照光束Ｒの反
射、通過領域14による試料光束Ｓの通過、ダーク領域16
による参照光束Ｒの吸収及び試料光束Ｓの反射（即ち暗
光Ｄ状態）、透過領域18による試料光束Ｓの通過を順番
に行なわせ、光検出器より第７図に示すような出力を得
るようにした提案がなされている（特開昭59−4862
7）。この方法によれば、光検出器の出力中の基本周波
数ｆ成分は試料光のみの関数となり、参照光強度I₀には
無関係となる。このため、試料光強度Ｉが零となれば基
本周波数ｆの成分が零となり、試料光光路を遮断して試
料光強度Ｉを絶対零にした状態で、それを基準にしての
装置の較正や点検が可能である。

ところで、このように、セクターミラーが１回転する間
に参照光束Ｒと試料光束Ｓを異なる回数だけ切替えて光
検出側へ導くようにした分光光度計に於て、装置各部の
配置上の問題や装置のトータルコスト低減の要請等から
第８図に示す如く、セクターミラー20が中心軸に関して
対称に設けられた２つのミラー領域22、24と、ミラー領
域22、24の一方の間に設けられた通過領域26及びミラー
領域22、24の他方の間に設けられたダーク領域28を有す
ることが望ましい場合がある。この場合、例えばミラー
領域22、24で参照光束Ｒを反射して光検出側へ導き、通
過領域26で試料光束Ｓを通過させて光検出側へ導くよう
にしたときは光検出器より第７図に示すような出力が得
られる。

ところで、第８図の中でセクターミラー20が１回転する
間に発生する２つの参照光束Ｒに係る電気信号ｒ−１と
ｒ−２は、その高さと幅が等しいことが、光検出出力か
ら分離した基本周波数ｆ成分が試料光強度Ｉに比例した
関係を保ち、また２倍の周波数2f成分も試料光強度Ｉと
参照光強度I₀に関して所定の関係を保つ上で重要であ
り、高さと幅が等しくない場合測定誤差を生じる。これ
がため、第８図のミラー領域22とミラー領域24はその中
心角の正確な一致が要求される。第８図のセクターミラ
ー20は、従来例えば、第８図の如く、予め扇部30、扇部
32が対称に設けられた２枚羽状のミラー部材34を製造し
ておき、このミラー部材34に扇状のダーク板36を固着し
て形成していた。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、ィラーを所定の形状に加工することは一般に簡
単でなく、とくにミラー部材34の場合、２つの扇部30、
扇部32の中心角θ、θが正確に一致していなければなら
ないので、直線端縁38〜44の形成には極めて高い加工精
度が必要となり、製造コストが高価なものとなってしま
う。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ミラー部材の加工
精度がそれほど高くなくて済むセクターミラーを提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］本発明に係るセクターミラーでは、鏡面に形成された表
面を有する回転板と、回転板の一部に形成された開口部と、この開口部と反対側の回転板の表面に装着した吸光板
と、回転板の開口部側の端部に備えられた吸光部材と、回転板に対する吸光部材の固定位置を調整する固定位置
調整機構と、を有することを特徴としている。

［実施例］図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。第１
図には本発明に係るセクターミラーが示されている。

シャフト50の先端には取付ヘッドとしての円盤状のフラ
ンジ52が形成されており、このフランジ52に回転板54が
装着されて、分光光度計の使用時にはモータ及びギヤ系
にり所定速度で回転されるようになってちる。回転板54
は、シャフト50に通された三枚の部材に分かれており、
表面側にミラー板56、裏面側に基板58、真中に弾性板60
が備えられている（第２図乃至第４図参照）。即ち、ミ
ラー板56がフランジ52に当接されており、更に弾性板60
を挾んで基板58が重ね合わされ、フランジ52の前面側か
ら通したねじ64がミラー板56と弾性板60に挿通されたあ
と基板58に螺合されることで一体化されてシャフト50に
固着されている。

ミラー板56と基板58は大径で、基板58が少し大きく形成
され、弾性板60は小径でフランジ52と同じ大きさに形成
されている。

ミラー板56は、ガラスの表面に銀蒸着などで鏡面を形成
したもので、その一部が中心角90゜だけ略扇状に切除さ
れて光束通過用の切除部66となっている。この切除部66
に対応して、基板58にも、切除部66とほぼ同じ大きさの
光束通過用の切除部70が設けられている（第４図参
照）。これらの切除部66、70により光束通過用の開口部
73が回転板54に形成される。但し、基板58では、回転中
心から見て切除部70と対称な位置も中心角90゜の略扇状
に切除されて切除部71が形成され、回転中心に対する自
身の重心の偏心が防止されている。また、切除部70の最
外周部分だけ肉が残されてバランサ部72が形成されてお
り、回転板54全体の重心の偏心が抑えられている。

ミラー板56の切除部66には、弾性板60と同径でミラー板
56より少しだけ薄い扇状のバランサ75が嵌込まれてい
る。このバランサ75は切除部66の中心側にシャフト50に
接するように配置されており、フランジ52の前面側から
通したねじ65が螺合されることでフランジ52に固着され
ている。

基板58とバランサ75は剛性及び比重の大きい金属等で形
成されている。弾性板60は、例えばコルク部材やゴム部
材から成り、ミラー板56の温度による厚さ変化を吸収
し、フランジ52と基板58との挟みつけによるミラー板56
の固定を確実なものとしている。この弾性板60は、回転
中心から見て、前記切除部66、70と反対側が中心角90゜
の略扇状に切除され切除部61が形成されており、バラン
サ部72、バランサ75とともに、回転板54全体の偏心が少
なくされ、基板58のはずみ車作用と合わせて回転時、回
転板54の回転ムラや振動が抑制されるようになってい
る。

ミラー板56の表面側で回転中心から見て切除部66の反対
側には、中心角90゜の略扇状の吸光板74（ダーク板）が
装着されており、参照光束或いは試料光束がミラー板56
の表面で反射されるのが防止され光検出側へ導かれない
ようになっている。従って、ミラー板56での反射は、吸
光板74を除く２つの反射部76、78部分でなされる。

吸光板74は中央にビス穴80が穿設されており、このビス
穴80に対応してミラー板56の裏面側の所定箇所にビス穴
82が穿設されている。そして、２つのビス穴80、82に嵌
着させた吸光性を有するビス83により、吸光板74がミラ
ー板56にビス止めされている（第２図参照）。吸光板74
は外周がミラー板56と同径に、また、内周がフランジ52
と同径に形成されている。

回転板54の開口部73に露出した両端縁には、ミラー板56
の表面側から基板58の裏面側を囲むようにして二つの吸
光部材84、86が備えられており、各々、反射部76と反射
部78における参照光束或いは試料光束に対する実際の反
射範囲が同一となるように調整できるようになってい
る。各吸光部材84、吸光部材86は、第３図の如く、断面
が略釣状に形成されて、ミラー板56、基板58を一緒にし
て切除部66、70側に露出した端部に嵌合されている。吸
光部材84、86の口の幅（第３図ｌ参照）は、回転板54の
厚さと同じとなっており、単に回転板54に嵌めただけの
状態のとき外力による摺動で、回転板54に対する位置を
変位させることができるようになっている。吸光部材8
4、86のミラー板56表面側で、該ミラー板56表面と平行
な表面部88、90は長方形状に形成され、そのミラー板56
表面上の端がミラー板56の半径方向にほぼ沿った直線部
92、94となっている。吸光部材84、86の基板58裏面側
で、該基板58と平行な裏面部96、98は表面部88、90より
幅広の長方形状に形成されており、各々基板58の中心か
ら見て遠近２箇所に長溝100、102、104、106が穿設さ
れ、これらの長溝100、102、104、106を通して基板58に
螺合されるねじ108、110、112、114の締結により、吸光
部材84、86が回転板54に固定されるようになっている
（第１図（Ｂ）、第３図参照）。

但し、ねじ108、110、112、114の首は長溝100、102、10
4、106の幅より細くなっており、ねじ108、110、112、1
14をきつく締めないでおけば、反射部76、78に或る程度
以上の大きさの外力を加えた場合は、回転板54に対する
吸光部材84、86の位置が第１図の上下左右に変位可能
で、力を加えないときは一定した位置を保ち例えば試験
的にセクターミラーを分光光度計に組込み、所定速度で
回転させても変位しないようにできる。吸光部材84、86
を変位させると、ミラー板56表面側の直線部92、94の位
置も変位する。セクターミラーが回転している間に参照
光束或いは試料光束の当たる範囲は、第１図（Ａ）中の
２つの二点鎖線で囲まれた中であり、従って、直線部9
2、94、で前方から回転板54に向かってきた光束に対す
る反射から吸光への切替がシャープになされるととも
に、直線部92、94の変位により、反射部76、78上での参
照光束或いは試料光束に対する実際の反射範囲（第１図
（Ａ）の斜線部Ｘ、Ｙ参照）が変化する。この反射範囲
の変化は、分光光度計の信号処理系で抽出される2f成分
の出力波形（第７図参照）の変化に対応するので、ねじ
108〜114をきつく締めずに分光光度計にセクターミラー
を試験的に組込み、2f成分の出力波形を観察するなどし
ながら、１周期中に生じる2f成分の２つの波形の高さや
幅が一致するように吸光部材84、86の位置を調整するこ
とで前記２つの反射範囲の同一化を図ることができ、同
一化後、ねじ108〜114を完全に締結すればセクターミラ
ーが完成する。

吸光部材84、86の表面部88、90の内面側は、先端から中
央部近傍にかけて段（第３図Ｄ参照）が設けられてお
り、吸光部材84、86の位置調整時に反射部76、78の反射
範囲に傷をつけないようになっている。

次に、本実施例に係るセクターミラーの組立手順を説明
する。

第４図に示す如く、円板状のミラー部材に、中心角90゜
の切除部66と、中心から見て切除部66の反対側所定位置
のビス穴82とを設けたミラー板56に、中央所定位置にビ
ス穴80を形成した吸光板74をビス83によりビス止めし、
この際、吸光板74の両側の直線端縁116、118の延長がミ
ラー板56の中心を向くようにする。一方、ギア系の出力
軸と結合されるシャフト50のフランジ52の裏面側に該フ
ランジ52とシャフト50に接するようにしてバランサ75を
ねじ65で固着する。そしてフランジ52を先頭にして前記
吸光板74が装着されたミラー板56、弾性板60、基板58を
シャフト50に通して重ね合わせ、バランサ75が切除部66
に嵌まり、前方から見て弾性板60の切除部61が吸光板74
と同じ位置となり、基板58の切除部70が切除部66と同じ
位置となるように重ね合わせ、ねじ64をミラー板56、弾
性板60の各ねじ孔に通したあと基板58のめねじに螺合
し、固定する。これにより、シャフト50に固着された回
転板54が形成される。

次に回転板54の光透過用の開口部73に露出した両端部
に、ミラー板56、基板58を一緒にして各々、吸光部材8
4、86を嵌合し、ねじ108、110、112、114を長溝100、10
2、104、106に通し基板58の裏面側所定箇所に穿設され
たねじ穴に螺合し、きつくない程度に吸光部材84、86を
基板58に締結する（第５図参照）。

なお、予め基板58にねじ108、110、112、114の先端部を
少しだけ螺合させておき、ねじ108、110に長溝100、102
を差し込み、ねじ112、114に長溝104、106を差し込めば
簡単に回転板54に対する吸光部材84、86の取付を行え
る。

このように組立てたセクターミラーを試験・調整用の分
光光度計の所定箇所に組込み、試験的に所定の回転数で
回転させながら参照光束或いは試料光束を当て、光検出
側に反射させる。このときの、信号処理系から出力され
る2f成分波形を観察し、１周期中の２つの波形がアンバ
ランスなときは吸光部材84又は吸光部材86のいずれか、
又は両方に所定の外力を加えて位置を調整し、再び試験
して波形チェックを行なう。以下、１周期中の2f成分の
２つの波形がその高さや幅などが一致するまで調整と試
験を繰返す。この調整作業で、１周期中の2f成分の２つ
の波形が一致したならば、ねじ108、110、112、114を完
全に締結しセクターミラーの組立てを完了する。

本実施例では、270゜の中心角に形成されたミラー板56
の切除部66とは反対側に吸光板74を装着し、切除部66端
縁側に吸光部材84、86を位置調整自在に固定したことに
より、吸光板74の直線端縁116と吸光部材84の直線部92
で規制される反射部76の反射範囲Ｘと吸光板74の直線端
縁118と吸光部材86の直線部94で規制される反射部78の
反射範囲Ｙとが互いに同一となるように簡単に調整で
き、ミラー板56の切除部66の形成などミラー板56の作成
に対し高度な加工精度を要せず、製造が容易となり製造
コストが安価で済む。そして、各反射部76、78の反射範
囲の両端がほぼ半径方向に沿った直線で規制されてお
り、シャープな光束切替がされることになり、2f成分波
形が方形波に近い形に形成されるので、2f成分の抽出が
容易、確実となり、高い測定精度が確保される。また、
吸光板74をミラー板56にビス止めしたことにより、ミラ
ー板56に対する吸光板74の装着が簡単な構成で容易にで
きる。更に、吸光部材84、86を、回転板54の開口部73側
の端部をコ字状に囲むように折曲したので、吸光部材8
4、86がセクターミラーの半径方向へ突出することがな
く、よって開口部73を狭めずまた、回転板54の裏面側で
吸光部材84、86な形成した長溝100、102、104,106にね
じ108、110、112、114をはめ基板58に螺合して固定する
ようにしたので、簡単に半締結状態とでき、吸光部材8
4、86の位置調整を迅速に行えるとともに回転板54の裏
面側で吸光部材84、86に外力を加えるようにすれば、位
置調整中誤ってミラー板56表面に傷をつけることもな
い。また、ミラー板56と基板58の間に弾性板60を介在さ
せたことで、温度変化で生じようとする変形が吸収さ
れ、セクターミラーの歪みやガタによる測定精度の劣化
が防止される。また、切除部70、71を設けて自身の釣合
いを図った貫性の大きい基板58を回転板54に含めたこと
により、はずみ車作用で安定した定速回転が得られ、更
に、基板58の重量が重く、切除部68の最外周にバランサ
部72を残すとともにミラー板56の切除部66にバランサ75
を取付け更に、弾性板60の吸光板74の対応した位置に切
除部61を設けたことにより回転板54全体の重心を回転中
心とほぼ一致するようにしたことにより、セクターミラ
ーが回転する際の回転ムラ、不必要な振動等が生じず正
確で安定した測定を行える。

なお、上記実施例では、吸光部材84、86を２つ設けた
が、１つだけ設けるようにしてもよい。また、１つの吸
光部材に形成する長溝と、吸光部材を回転板54に固定す
るねじは１つづつとしてよい。更に、吸光部材84、86の
直線部92、94の延長が回転板54の中心を正確に通るよう
に位置調整してもよく、ミラー板56の中心角を270゜よ
り少し大きくしておくことで、反射部Ｘ、Ｙを中心角が
90゜ずつの部分円環状にできる。

［発明の効果］本発明に係るセクターミラーでは、表面に鏡面を有する
回転板の一部に開口部を形成し、この開口部と反対側の
回転板の表面に吸光板を装着し、開口部側の回転板の端
部に吸光部材を備え、回転板に対する吸光部材の固定位
置を固定位置調整機構で調整するようにしたことによ
り、吸光部材を変位させて回転板上の２つの反射範囲が
同一となるように簡単に調整でき、従って、ミラー材の
加工は精度が低くて良く、セクターミラーの製造が容易
となって製造コストが安価になるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るセクターミラーを示す
構成図であり、その内図（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は裏
面図、第２図は第１図（Ａ）中のII−II線に沿った断面
図、第３図は第１図（Ａ）中のIII−III線に沿った部分
拡大断面図、第４図は第１図に示すセクターミラーの組
立図、第５図は組立後の斜視図、第６図は従来のセクタ
ーミラーを示す正面図、第７図は第６図のセクターミラ
ーを用いたときの分光光度計中の信号出力例を示す線
図、第８図は他の従来例を示す正面図、第９図は第８図
に示したセクターミラーの組立図である。 54:回転板、56:ミラー板 58:基板、60:弾性板 66、70:切除部、73:開口部 74:吸光板、84、86:吸光部材 100、102、104、106:長溝 108、110、112、114:ねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鏡面に形成された表面を有する回転板と、
回転板の一部に形成された開口部と、この開口部と反対側の回転板の表面に装着した吸光板
と、回転板の開口部側の端部に備えられた吸光部材と、回転板に対する吸光部材の固定位置を調整する固定位置
調整機構と、を有することを特徴とするセクターミラー。
【請求項２】前記開口部は所定の中心角を有する略扇状
に形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセクターミラー。
【請求項３】前記吸光板は所定の中心角を有する略扇状
に形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセクターミラー。
【請求項４】前記吸光部材は、回転板の表面上側の端の
所定箇所が回転板のほぼ半径方向に沿って直線状に形成
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第３
項記載のセクターミラー。
【請求項５】前記吸光板は、回転板にビス止めするよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセ
クターミラー。
【請求項６】前記吸光部材と固定位置調整機構は、前記
開口部の両端縁に一組ずつ備えられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のセクターミラー。
【請求項７】前記吸光部材は、開口部の端縁にて、回転
板の表面側から裏面側に断面略コ字状に折曲されて成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセクター
ミラー。
【請求項８】前記固定位置調整機構は、前記吸光部材の
回転板の裏面側に形成した長溝と、この長溝を通して吸
光部材を回転板の裏面側にねじ止めするねじを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のセクターミラ
ー。
【請求項９】前記回転板は、開口部の内周側にバランサ
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
セクターミラー。
【請求項１０】前記回転板は裏面側に、重量が重く、前
方から見て吸光板に対応する箇所が切除された基板を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセクタ
ーミラー。
【請求項１１】前記基板は開口部の最外周側にバランサ
部を有することを特徴とする特許請求の範囲第10項記載
のセクターミラー。
【請求項１２】前記回転板は、表面側がガラス材、中間
が弾性材から成ることを特徴とする特許請求の範囲第10
項記載のセクターミラー。