JPS6132607B2 - - Google Patents
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- JPS6132607B2 JPS6132607B2 JP51126201A JP12620176A JPS6132607B2 JP S6132607 B2 JPS6132607 B2 JP S6132607B2 JP 51126201 A JP51126201 A JP 51126201A JP 12620176 A JP12620176 A JP 12620176A JP S6132607 B2 JPS6132607 B2 JP S6132607B2
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- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/08—Beam switching arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は二光束分光光度計に係り、特に光束を
参照光と試料光とに分割してそれぞれの光量に対
応する信号をデイジタル量にて精度良く比較して
試料の分光透過率や反射率などを測定する二光束
分光光度計に関する。
参照光と試料光とに分割してそれぞれの光量に対
応する信号をデイジタル量にて精度良く比較して
試料の分光透過率や反射率などを測定する二光束
分光光度計に関する。
二光束分光光度計は光束を参照光と試料光とに
分け、両者の光量の比を求めて試料の分光透過率
や分光反射率などの光学的特性を測定する装置で
あり、その比を求める方法の１つに電気的直接比
方式がある。この方式は光電変換された参照光信
号量Ｒと試料光信号量Ｓとを直流信号にてレシオ
メータなどにより電気的に比較し、比（Ｓ／Ｒ）
を求める方法である。
分け、両者の光量の比を求めて試料の分光透過率
や分光反射率などの光学的特性を測定する装置で
あり、その比を求める方法の１つに電気的直接比
方式がある。この方式は光電変換された参照光信
号量Ｒと試料光信号量Ｓとを直流信号にてレシオ
メータなどにより電気的に比較し、比（Ｓ／Ｒ）
を求める方法である。
ところで、分光光度計で波長走査をする場合、
光電変換されて得られる参照光信号量Ｒ、試料光
信号量Ｓは共に、光源のエネルギーＥ（λ）、光
学系の効率Ｍ（λ）、検知器の感度Ｄ（λ）など
の相剰値Ｅ（λ）・Ｍ（λ）・Ｄ（λ）に従い、波
長λによつて変化する。この波長による変化の割
合は例えば紫外・可視領域の分光光度計では数十
〜数百倍の割合である。従つて一般に３〜４桁の
精度を有しているレシオメータなどの電気的比較
手段により比（Ｓ／Ｒ）を取る場合、感度の良い
波長においては３〜４桁の精度良い比が求められ
ても、感度の悪い波長においてはその数十〜数百
分の１の精度しか得られないこととなり、甚だ不
都合である。このため一般には参照光信号量Ｒに
よりフイードバツクをかけてスリツト幅を加減し
たり、検知器の感度を制御して参照光信号量Ｒを
常に一定に保ち、この状態において試料光信号量
Ｓを観測することにより比Ｓ／Ｒを得る自動利得
調整方式が用いられている。
光電変換されて得られる参照光信号量Ｒ、試料光
信号量Ｓは共に、光源のエネルギーＥ（λ）、光
学系の効率Ｍ（λ）、検知器の感度Ｄ（λ）など
の相剰値Ｅ（λ）・Ｍ（λ）・Ｄ（λ）に従い、波
長λによつて変化する。この波長による変化の割
合は例えば紫外・可視領域の分光光度計では数十
〜数百倍の割合である。従つて一般に３〜４桁の
精度を有しているレシオメータなどの電気的比較
手段により比（Ｓ／Ｒ）を取る場合、感度の良い
波長においては３〜４桁の精度良い比が求められ
ても、感度の悪い波長においてはその数十〜数百
分の１の精度しか得られないこととなり、甚だ不
都合である。このため一般には参照光信号量Ｒに
よりフイードバツクをかけてスリツト幅を加減し
たり、検知器の感度を制御して参照光信号量Ｒを
常に一定に保ち、この状態において試料光信号量
Ｓを観測することにより比Ｓ／Ｒを得る自動利得
調整方式が用いられている。
第１図はこのような自動利得調整方式による二
光束分光光度計を示す機能説明図である。光源１
の光は分光器２によつて単色光に選択される。分
光器の出射スリツト３は上記単色光の波長幅と光
量を定めるものである。１対のセクター鏡４，
４′と、１対の反射鏡５，５′は上記出射スリツト
３の出射光を参照光Ｒと試料光Ｓの２光束に分割
する部分で、この２光束はセクター鏡４，４′の
セクタモータ１６による回転に同期信号発生器１
５によつて同期して交互に検知器６へ送られる。
検知器６の信号は増幅器７で増幅され、位相弁別
器８，８′によつて参照光と試料光の信号が交互
に導かれてホールド回路９，９′に入り直流信号
に変換される。このうち参照光信号量であるホー
ルド回路９の出力信号は比較器１０によつて一定
値と比較され、DC−DC変換器などからなる感度
調整器１１を経て検知器の感度が制御され、常に
参照光信号量Ｒが一定となるようフイードバツク
がかけられる。試料光信号量Ｓは例えば記録計な
どの表示器１４に与えられて、試料の透過率など
が表示される。また特に試料の吸収測定を対象と
する場合は測定値がランベルト・ベアーの法則を
基に論じられることが多いので切替スイツチ１３
を切替えて対数変換回路１２により結果を吸光度
に対して直線化した後表示される。上述せる説明
では検知器の感度を制御することによる自動利得
調整方式の例を示したが、同様の方法によりスリ
ツト３の幅を加減したり、あるいは増幅器７の増
幅度を制御する方法も用いられる。
光束分光光度計を示す機能説明図である。光源１
の光は分光器２によつて単色光に選択される。分
光器の出射スリツト３は上記単色光の波長幅と光
量を定めるものである。１対のセクター鏡４，
４′と、１対の反射鏡５，５′は上記出射スリツト
３の出射光を参照光Ｒと試料光Ｓの２光束に分割
する部分で、この２光束はセクター鏡４，４′の
セクタモータ１６による回転に同期信号発生器１
５によつて同期して交互に検知器６へ送られる。
検知器６の信号は増幅器７で増幅され、位相弁別
器８，８′によつて参照光と試料光の信号が交互
に導かれてホールド回路９，９′に入り直流信号
に変換される。このうち参照光信号量であるホー
ルド回路９の出力信号は比較器１０によつて一定
値と比較され、DC−DC変換器などからなる感度
調整器１１を経て検知器の感度が制御され、常に
参照光信号量Ｒが一定となるようフイードバツク
がかけられる。試料光信号量Ｓは例えば記録計な
どの表示器１４に与えられて、試料の透過率など
が表示される。また特に試料の吸収測定を対象と
する場合は測定値がランベルト・ベアーの法則を
基に論じられることが多いので切替スイツチ１３
を切替えて対数変換回路１２により結果を吸光度
に対して直線化した後表示される。上述せる説明
では検知器の感度を制御することによる自動利得
調整方式の例を示したが、同様の方法によりスリ
ツト３の幅を加減したり、あるいは増幅器７の増
幅度を制御する方法も用いられる。
このようなアナログ的手法による例では、増幅
器やホールド回路のドリフト、対数変換回路の直
線性や精度などに難点がある。このため、ホール
ド回路をデイジタル記憶装置に置き換え、デイジ
タル演算によつて対数変換を行なう方式が考えら
れる。特に近年のデイジタル計算機の発展により
光電変換された参照光信号量、試料光信号量をア
ナログ・デイジタル変換（以下Ａ／Ｄ変換と略
す）してデイジタル計算機に入力し、データ処理
を行なうことが容易になつて来た。このような装
置においては、デイジタル量にて入力された参照
光信号量Ｒを、ROMなどの記憶装置に予め保持
された一定値Ｃとデイジタル演算によつて比較
し、（Ｃ−Ｒ）の値に基づいた量をデイジタル・
アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と略す）を経
てアナログ量にし、例えば検知器感度調整器を制
御し、常にＲ＝Ｃとなるようにして自動利得調整
が行なわれる。
器やホールド回路のドリフト、対数変換回路の直
線性や精度などに難点がある。このため、ホール
ド回路をデイジタル記憶装置に置き換え、デイジ
タル演算によつて対数変換を行なう方式が考えら
れる。特に近年のデイジタル計算機の発展により
光電変換された参照光信号量、試料光信号量をア
ナログ・デイジタル変換（以下Ａ／Ｄ変換と略
す）してデイジタル計算機に入力し、データ処理
を行なうことが容易になつて来た。このような装
置においては、デイジタル量にて入力された参照
光信号量Ｒを、ROMなどの記憶装置に予め保持
された一定値Ｃとデイジタル演算によつて比較
し、（Ｃ−Ｒ）の値に基づいた量をデイジタル・
アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と略す）を経
てアナログ量にし、例えば検知器感度調整器を制
御し、常にＲ＝Ｃとなるようにして自動利得調整
が行なわれる。
しかしながら、かかる方法では、デイジタル計
算機による演算は非常に精度良く行なえても、上
記したＤ／Ａ変換器や検知器感度調整器（例えば
DC−DC変換器などが用いられる）の精度が最終
結果として得られる試料の透過率や吸光度などの
精度に直接影響するという欠点がある。例えば吸
光度の値を０〜４まで精度良く測定するには少な
くとも４桁の精度を持つＤ／Ａ変換器が必要であ
り、実際的には極めて困難である。さらにDC−
DC変換器などの検知器感度調整器の応答速度が
遅い場合には、その遅れが得られるスペクトルに
影響するため分光光度計の波長走査をあまり速く
できないなどの問題もある。特にスリツト幅を制
御する方式では機械的な方法であるため応答を速
くすることが困難であり非常に不都合となる。
算機による演算は非常に精度良く行なえても、上
記したＤ／Ａ変換器や検知器感度調整器（例えば
DC−DC変換器などが用いられる）の精度が最終
結果として得られる試料の透過率や吸光度などの
精度に直接影響するという欠点がある。例えば吸
光度の値を０〜４まで精度良く測定するには少な
くとも４桁の精度を持つＤ／Ａ変換器が必要であ
り、実際的には極めて困難である。さらにDC−
DC変換器などの検知器感度調整器の応答速度が
遅い場合には、その遅れが得られるスペクトルに
影響するため分光光度計の波長走査をあまり速く
できないなどの問題もある。特にスリツト幅を制
御する方式では機械的な方法であるため応答を速
くすることが困難であり非常に不都合となる。
本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、精度良く試料の分光透過率や反射率などを測
定できる二光束分光光度計を提供することにあ
る。
し、精度良く試料の分光透過率や反射率などを測
定できる二光束分光光度計を提供することにあ
る。
本発明の要点は、Ａ／Ｄ変換された２種類のデ
イジタル信号の一方の信号値があらかじめ定めら
れた一定範囲内になるように制御するとともに２
種類のデイジタル信号の比を求めるものである。
イジタル信号の一方の信号値があらかじめ定めら
れた一定範囲内になるように制御するとともに２
種類のデイジタル信号の比を求めるものである。
第２図は本発明に基づく望ましい一実施例を示
す機能説明図である。参照光と試料光はセクター
鏡４，４′の回転に同期して交互に検知器６に入
射して光電変換され、Ａ／Ｄ変換器１７にてデイ
ジタル量に変換され、記憶装置などを含むデイジ
タル計算機１８に与えられる。デイジタル計算機
１８は同期信号発生器１５からの位相弁別信号に
基づいて参照光信号と試料光信号を弁別しそれぞ
れの値を記憶する。このうち参照光信号量Ｒは、
予め定められた参照光信号量の上限値Ｒnaxおつ
び下限値Ｒnioと比較され、その結果に基づいた
値がＤ／Ａ変換器１９によつてアナログ量で出力
され、感度調整器１１を動作させて検知器６の感
度を調整し、Ｒnax＞Ｒ＞Ｒnioとなるよう制御が
行なわれる。一方記憶された測光値は参照光信号
量Ｒと試料光信号量Ｓの比Ｓ／Ｒ、あるいはそれ
ぞれを平均化した値の比が演算されて表示器１４
に試料の分光透過率や反射率が表示される。表示
器１４が記録計などのアナログ表示器の場合に
は、演算結果がＤ／Ａ変換された後表示器に送ら
れる。参照光信号量ＲとＲnax，Ｒnioとの比較
は、例えばＲを（Ｒnax−Ｒnio）に基づいた一定
値Ｋで除し、その商（Ｒ／Ｋ）が一定値Ｃと等し
いかどうかを判定することにより、Ｒnax，Ｒnio
の両方と比較することなく容易に行ない得る。ま
たはＲの値の上位桁だけを取つてこれを一定値
C′と比較することによつてさらに簡単な演算に
より行なうことができる。上記の演算の結果を
Ｄ／Ａ変換器１９に与えて検知器感度を調整する
ための値Ｖoは、例えば前回の演算によつてＤ／
Ａ変換器に与えた値Ｖo-1に上記計算結果（Ｃ−
Ｒ／Ｋ）を加えた値を与えることにより、参照光
信号量Ｒが常にＲnax＞Ｒ＞Ｒnioなる一定幅内に
入るよう制御することができる。
す機能説明図である。参照光と試料光はセクター
鏡４，４′の回転に同期して交互に検知器６に入
射して光電変換され、Ａ／Ｄ変換器１７にてデイ
ジタル量に変換され、記憶装置などを含むデイジ
タル計算機１８に与えられる。デイジタル計算機
１８は同期信号発生器１５からの位相弁別信号に
基づいて参照光信号と試料光信号を弁別しそれぞ
れの値を記憶する。このうち参照光信号量Ｒは、
予め定められた参照光信号量の上限値Ｒnaxおつ
び下限値Ｒnioと比較され、その結果に基づいた
値がＤ／Ａ変換器１９によつてアナログ量で出力
され、感度調整器１１を動作させて検知器６の感
度を調整し、Ｒnax＞Ｒ＞Ｒnioとなるよう制御が
行なわれる。一方記憶された測光値は参照光信号
量Ｒと試料光信号量Ｓの比Ｓ／Ｒ、あるいはそれ
ぞれを平均化した値の比が演算されて表示器１４
に試料の分光透過率や反射率が表示される。表示
器１４が記録計などのアナログ表示器の場合に
は、演算結果がＤ／Ａ変換された後表示器に送ら
れる。参照光信号量ＲとＲnax，Ｒnioとの比較
は、例えばＲを（Ｒnax−Ｒnio）に基づいた一定
値Ｋで除し、その商（Ｒ／Ｋ）が一定値Ｃと等し
いかどうかを判定することにより、Ｒnax，Ｒnio
の両方と比較することなく容易に行ない得る。ま
たはＲの値の上位桁だけを取つてこれを一定値
C′と比較することによつてさらに簡単な演算に
より行なうことができる。上記の演算の結果を
Ｄ／Ａ変換器１９に与えて検知器感度を調整する
ための値Ｖoは、例えば前回の演算によつてＤ／
Ａ変換器に与えた値Ｖo-1に上記計算結果（Ｃ−
Ｒ／Ｋ）を加えた値を与えることにより、参照光
信号量Ｒが常にＲnax＞Ｒ＞Ｒnioなる一定幅内に
入るよう制御することができる。
本発明の一実施例によれば、以下の効果が得ら
れる。すなわち、表示器１４に表示される試料の
分光透過率や反射率は、比Ｓ／Ｒの演算に基づい
て表示されるので、セクター鏡の１周期毎に表示
することができ、参照光信号量を検知器感度など
にフイードバツクする系の遅れに関係なく速い応
答を得ることができる。また、従来は参照光量Ｒ
を常に一定に保つべく高精度のＤ／Ａ変換器を必
要としたのに対し、本発明では参照光量Ｒを常に
一定に保つことを行なわないためＤ／Ａ変換器、
検知器感度調整器などは高精度にする必要がな
く、しかもデイジタル演算によつてＳ／Ｒの比を
求めているため精度良く試料の分光透過率や反射
率などを得ることができる。Ｓ／Ｒのデイジタル
演算においては、参照光信号量Ｒが波長走査など
に伴なつて大幅に変化しない様常に一定幅の値を
保つているので、デイジタル演算の精度が波長走
査などにより低下することはない。さらに本発明
では検知器感度調整器などフイードバツク系に遅
れがあつても得られるスペクトルに直接影響しな
いので正確なスペクトルを与えることができ、逆
に応答速度によつて分光光度計の波長走査速度を
制限することがない。
れる。すなわち、表示器１４に表示される試料の
分光透過率や反射率は、比Ｓ／Ｒの演算に基づい
て表示されるので、セクター鏡の１周期毎に表示
することができ、参照光信号量を検知器感度など
にフイードバツクする系の遅れに関係なく速い応
答を得ることができる。また、従来は参照光量Ｒ
を常に一定に保つべく高精度のＤ／Ａ変換器を必
要としたのに対し、本発明では参照光量Ｒを常に
一定に保つことを行なわないためＤ／Ａ変換器、
検知器感度調整器などは高精度にする必要がな
く、しかもデイジタル演算によつてＳ／Ｒの比を
求めているため精度良く試料の分光透過率や反射
率などを得ることができる。Ｓ／Ｒのデイジタル
演算においては、参照光信号量Ｒが波長走査など
に伴なつて大幅に変化しない様常に一定幅の値を
保つているので、デイジタル演算の精度が波長走
査などにより低下することはない。さらに本発明
では検知器感度調整器などフイードバツク系に遅
れがあつても得られるスペクトルに直接影響しな
いので正確なスペクトルを与えることができ、逆
に応答速度によつて分光光度計の波長走査速度を
制限することがない。
以上のように本発明によれば、試料の分光透過
率や反射率などの光学特性を精度良く測定するこ
とができる二光束分光光度計を提供することがで
きる。
率や反射率などの光学特性を精度良く測定するこ
とができる二光束分光光度計を提供することがで
きる。
第１図は従来技術に基づく二光束分光光度計の
一例を示す機能説明図、第２図は本発明に基づく
二光束分光光度計の望ましい一実施例を示す機能
説明図である。 １……光源、２……分光器、３……出射スリツ
ト、４，４′……セクター鏡、５，５……反射
鏡、６……検知器、８，８′……位相弁別器、
９，９′……ホールド回路、１１……感度調整
器、１２……対数変換回路、１４……表示器、１
５……同期信号発生器、１６……セクターモー
タ、１７……Ａ／Ｄ変換器、１８……デイジタル
計算機、１９……Ｄ／Ａ変換器。
一例を示す機能説明図、第２図は本発明に基づく
二光束分光光度計の望ましい一実施例を示す機能
説明図である。 １……光源、２……分光器、３……出射スリツ
ト、４，４′……セクター鏡、５，５……反射
鏡、６……検知器、８，８′……位相弁別器、
９，９′……ホールド回路、１１……感度調整
器、１２……対数変換回路、１４……表示器、１
５……同期信号発生器、１６……セクターモー
タ、１７……Ａ／Ｄ変換器、１８……デイジタル
計算機、１９……Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- １ 光源と、この光源からの光を二光束に分割す
る手段と、この二光束の光を検知する検知器と、
この検知器からの電気信号をデイジタル信号に変
換するアナログ・デイジタル変換器と、上記二光
束の光に対応するデイジタル信号をそれぞれ記憶
するデイジタル記憶手段と、上記デイジタル記憶
手段に記憶されたデイジタル信号の一方の信号値
があらかじめ定められた一定範囲内になるように
制御する手段と、上記デイジタル記憶手段に記憶
された２種類のデイジタル信号の比を演算する手
段を備えたことを特徴とする二光束分光光度計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12620176A JPS5352180A (en) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Two light beams spectrophotometer |
| US05/843,790 US4180327A (en) | 1976-10-22 | 1977-10-20 | Spectrophotometers with digital processing |
| DE2747387A DE2747387C2 (de) | 1976-10-22 | 1977-10-21 | Spektralphotometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12620176A JPS5352180A (en) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Two light beams spectrophotometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5352180A JPS5352180A (en) | 1978-05-12 |
| JPS6132607B2 true JPS6132607B2 (ja) | 1986-07-28 |
Family
ID=14929197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12620176A Granted JPS5352180A (en) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Two light beams spectrophotometer |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4180327A (ja) |
| JP (1) | JPS5352180A (ja) |
| DE (1) | DE2747387C2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55116228A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-06 | Hitachi Ltd | Spectrophotometer |
| US4536091A (en) * | 1979-06-01 | 1985-08-20 | Isco, Inc. | Absorbance monitor |
| JPS56122936A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-26 | Shimadzu Corp | Reflection factor measuring device |
| GB2071311B (en) * | 1980-03-07 | 1983-10-26 | Perkin Elmer Ltd | Minimizing adverse phase change effects |
| US4458323A (en) * | 1980-04-18 | 1984-07-03 | Hewlett-Packard Company | Method of performing measurements and error analysis of the measurements |
| US4357673A (en) * | 1980-04-18 | 1982-11-02 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for performing measurements and error analysis of the measurements |
| DE3107033A1 (de) * | 1981-02-25 | 1982-09-09 | Medicor Müvek, Budapest | Schaltungsanordnung zur bestimmung der charakteristischen merkmale von fluessigkeiten und/oder gasen, insbesondere der haemoglobin-konzentration des blutes |
| US4417812A (en) * | 1981-03-03 | 1983-11-29 | Medicor Muvek | Circuit arrangement for determining the characteristics of liquids and/or gases, in particular the hemoglobin content of the blood |
| EP0063431B1 (en) * | 1981-04-10 | 1987-10-28 | Masaaki Konomi | Spectroscopic analyzer system |
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