JP2003344283A - 手持ち屈折計およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立てが容易な手持ち屈折計を提供する。 【解決手段】 手持ち屈折計は、鏡筒と、前記鏡筒の第
１端部に設けられた、屈折率が既知の基礎プリズムと、
前記鏡筒の内部に設けられた光学組立体であって、筒形
の光学シャーシと、前記光学シャーシにより所定の光軸
に沿って一列に保持される、対物レンズ、基礎プリズム
に接触された被測定体の屈折率を示すための目盛りを有
する目盛り部材、および、開玉レンズと、を有する光学
組立体と、前記鏡筒の第２端部に設けられた元玉レンズ
と、を備え、前記光学シャーシは、前記目盛り部材を、
前記光学シャーシに対して、光軸を中心とする円周方向
において位置決めするための光学シャーシ側位置決め部
を有し、前記目盛り部材は、前記光学シャーシ側位置決
め部に係合することにより、前記目盛り部材を、前記光
学シャーシに対して、光軸を中心とする円周方向におい
て位置決めするための目盛り部材側位置決め部を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屈折計に関し、特
に液体の屈折率を測定するための手持ち屈折計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体の屈折率を測定するため
の手持ち屈折計が知られている。液体の屈折率が可溶性
物質の含有量によって変化することから、手持ち屈折計
は、一般的に、屈折率の違いを濃度や糖度に換算して液
体の濃度や糖度を測定するための濃度計や糖度計として
使用される。

【０００３】手持ち屈折計は、被測定液と屈折率が既知
の基礎プリズムとの境界面における臨界角から、被測定
液の屈折率を測定するというものである。被測定液から
基礎プリズムに向かって光を入射させると、境界面にお
いて臨界角で屈折した光が基礎プリズムから出射する方
向に、明暗の境界線が生ずる。屈折率（あるいは濃度ま
たは糖度）を示す目盛り上に、この明暗の境界線を結像
させることにより、対応する屈折率（あるいは濃度また
は糖度）が得られる。

【０００４】図６は、光軸に沿って切断した従来の手持
ち屈折計の断面図である。図示のとおり、手持ち屈折計
は、フレームと光学系部品とを有する。フレームは、鏡
筒１０と、鏡筒１０の内部に固定された円筒形の光学シ
ャーシ６０とを含む。鏡筒１０は、筒型の鏡筒中央部１
２と、鏡筒中央部１２の前方端部に着脱可能に固定され
た鏡筒先端部１４と、鏡筒中央部１２の後方端部に着脱
可能に固定された鏡筒接眼部１６と、を含む。光学系部
品は、鏡筒先端部１４に固定された基礎プリズム２０
と、鏡筒接眼部１６に固定された元玉レンズ２２と、光
学シャーシ６０の内部に固定された対物レンズ２６、斜
光スプリング６２、および、目盛り６４と開玉レンズ６
６とから成る光学目盛り６８を含む。

【０００５】図７は、図６の線７に沿って切断した断面
図である。光学目盛り６８は、対物レンズ２６と同様
に、光軸を中心とする円筒形の外周面を有する。図示の
とおり、光学目盛り６８は、屈折率（あるいは濃度また
は糖度）を示す目盛り線７０を有する。

【０００６】従来の手持ち屈折計はこのような構造を有
するため、製造が困難である。対物レンズ２６、斜光ス
プリング６２、および光学目盛り６８は、専用の治具に
より光学シャーシ６０の内部に押し入れ、接着されなけ
ればならない。特に、光学目盛り６８は、接着される前
に、目盛り線７０が光学目盛り６８に結像される明暗の
境界線と平行になるように、光学シャーシ６０に対して
正確に位置決めされなければならない。この光学目盛り
６８の位置決めは、光学シャーシ６０を鏡筒先端部１２
に固定した後、光学シャーシ６０の端部を治具によりわ
ずかに押し広げて光学目盛り６４を回転させながら行な
うため、困難な作業であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、上
記の問題点を解決するための、製造が容易な屈折計を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、被測定体の
屈折率を測定するための手持ち屈折計であって、鏡筒
と、前記鏡筒の第１端部に設けられた、屈折率が既知の
基礎プリズムと、前記鏡筒の内部に設けられた光学組立
体であって、筒形の光学シャーシと、前記光学シャーシ
により所定の光軸に沿って一列に保持される、対物レン
ズ、基礎プリズムに接触された被測定体の屈折率を示す
ための目盛りを有する目盛り部材、および、開玉レンズ
と、を有する光学組立体と、前記鏡筒の第２端部に設け
られた元玉レンズと、を備え、前記光学シャーシは、前
記目盛り部材を、前記光学シャーシに対して、光軸を中
心とする円周方向において位置決めするための光学シャ
ーシ側位置決め部を有し、前記目盛り部材は、前記光学
シャーシ側位置決め部に係合することにより、前記目盛
り部材を、前記光学シャーシに対して、光軸を中心とす
る円周方向において位置決めするための目盛り部材側位
置決め部を有する手持ち屈折計により達成される。

【０００９】好ましくは、前記光学シャーシは、相互に
接合された上側シャーシおよび下側シャーシを有する。
好ましくは、前記光学シャーシは、迷光が生じるのを防
止するための遮光手段を内側に有する。前記遮光手段
は、例えば、前記光学シャーシの延伸軸方向に間隔を空
けて設けられた環状凹部または環状凸部を有する。前記
遮光手段は、前記光学シャーシの延伸軸方向に沿って起
伏する波形の形状を有してもよい。

【００１０】あるいは、上記課題は、フレームと、プリ
ズムと、対物レンズと、目盛り部材と、接眼レンズと、
を有し、前記フレームは、前記目盛り部材を、前記フレ
ームに対して、光軸を中心とする円周方向において位置
決めするためのフレーム側位置決め手段を有し、前記目
盛り部材は、前記フレーム側位置決め部と係合すること
により、前記目盛り部材を、前記フレームに対して、光
軸を中心とする円周方向において位置決めするための目
盛り部材側位置決め部を有する屈折計によって達成され
る。

【００１１】また、上記課題は、被測定体の屈折率を測
定するための手持ち屈折計の製造方法であって、対物レ
ンズおよび開玉レンズを下側シャーシに配置する工程
と、目盛り部材の目盛り部材側位置決め部を下側シャー
シの光学シャーシ側位置決め部に係合することにより、
目盛り部材を下側シャーシに位置決めする工程と、上側
シャーシの光学シャーシ側位置決め部を目盛り部材の目
盛り部材側位置決め部に係合して、上側シャーシを下側
シャーシに取り付ける工程と、を有する製造方法によっ
て達成される。

【００１２】上記製造方法は、さらに、内側に遮光手段
を有する上側シャーシおよび下側シャーシを成形する工
程を有することが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図７を参照しなが
ら、本願発明による屈折計の実施形態を詳細に説明す
る。

【００１４】図１は、本願発明による屈折計の実施形態
を光軸に沿って切断した断面図である。図示のとおり、
この実施形態は、一般的には、鏡筒１０と、前記鏡筒１
０の第１端部に設けられた、屈折率が既知の基礎プリズ
ム２０と、前記鏡筒１０の内部に設けられた光学組立体
２４であって、筒形の光学シャーシ３２と、前記光学シ
ャーシ３２により所定の光軸に沿って一列に保持され
る、対物レンズ２６、基礎プリズム２０に接触された被
測定体２１の屈折率を示すための目盛りを有する目盛り
部材２８、および、開玉レンズ３０と、を有する光学組
立体２４と、前記鏡筒１０の第２端部に設けられた元玉
レンズ２２と、を備え、前記光学シャーシ３２は、前記
目盛り部材２８を、前記光学シャーシ３２に対して、光
軸を中心とする円周方向において位置決めするための光
学シャーシ側位置決め部４６を有し、前記目盛り部材２
８は、前記光学シャーシ側位置決め部４６に係合するこ
とにより、前記目盛り部材２８を、前記光学シャーシ３
２に対して、光軸を中心とする円周方向において位置決
めするための目盛り部材側位置決め部４８を有する。

【００１５】より詳細には、以下の通りである。図１に
示すように、鏡筒１０は、筒形の鏡筒中央部１２と、鏡
筒中央部１２の前方（光の入射側）の端部に着脱自在に
固定された鏡筒先端部１４と、鏡筒中央部１２の後方
（接眼側）の端部に着脱自在に固定された鏡筒接眼部１
６と、を含む。

【００１６】鏡筒先端部１４の前方には、蓋部１８が、
ピン１９により開閉自在に取り付けられている。図１に
示す蓋部１８の閉位置において、被測定体（被測定液）
２１が、蓋部１８と基礎プリズム２０との間に保持され
る。蓋部１８は、様々な角度から被測定体２１に光を入
射させるための光透過性材料からなる。

【００１７】基礎プリズム２０は、蓋部１８の内側の鏡
筒先端部１４に固定されている。基礎プリズム２０は、
被測定体２１との境界面を形成する第１プリズム面２０
ａと、第１プリズム面２０ａと共に基礎プリズム２０の
頂角２０ｃを定義する第２プリズム面２０ｂとを有す
る。蓋部１８を透過した光は、第１プリズム面２０ａか
ら入射し、第２プリズム面２０ｂから出射する。

【００１８】光学シャーシ３２は、鏡筒中央部１２の内
部に固定されている。光学シャーシ３２の形状は、筒形
であり、例えば、図示のように円筒形である。光学シャ
ーシ３２は、好ましくは、相互に接合された第１シャー
シとしての上側シャーシ３４および第２シャーシとして
の下側シャーシ３６を含む。上側シャーシ３４および下
側シャーシ３６は、例えば、円筒をその中心軸に沿って
切断した半円筒形の形状を有する。

【００１９】対物レンズ２６は、光学シャーシ３２の前
方側に設けられた対物レンズ保持部５４により保持され
る。このとき、対物レンズ２６の光軸は、第１プリズム
面２０ａおよび第２プリズム面２０ｂの各法線を含む平
面上にある。以下、対物レンズ２６の光軸の方向をＸ軸
方向、第１プリズム面２０ａおよび第２プリズム面２０
ｂの各法線を含む平面をＸＹ平面と称する。

【００２０】対物レンズ２６より後方において、光学シ
ャーシ３２は、迷光が生じるのを防止するための遮光手
段３８を内側に有する。遮光手段３８は、光軸を中心と
する円周方向に沿って延伸する複数の溝（凹部）３９を
含む。これらの溝３９は、光軸の方向（Ｘ軸方向）に間
隔を空けて設けられる。図示のとおり、溝３９は、例え
ば、半円形（Ｕ字型）の断面を有する。これにより、光
学シャーシ３２の内部において乱反射による迷光が発生
じるのを防止することができる。

【００２１】目盛り部材２８は、光学シャーシ３２に設
けられた目盛り部材位置決め部（光学シャーシ側位置決
め部）４６により、対物レンズ２６の焦点に配置され
る。目盛り部材２８は、光学シャーシ側位置決め部４６
に係合する目盛り部材側位置決め部４８を有する。

【００２２】図２は、図１の線２−２に沿って切断した
断面図である。図示のとおり、目盛り部材２８は、被測
定体の屈折率を示すための複数の目盛り線４４を有す
る。目盛り部材２８に結像される明暗の境界線が屈折率
の値を正確に示すように、目盛り部材２８は、目盛り線
４４がＺ軸と平行になるように位置決めされる。より詳
細には、図２に示すように、光学シャーシ側位置決め部
４６は、例えば、Ｚ軸方向に延伸するＺ方向溝４６ａ
と、Ｙ軸方向に延伸するＹ方向溝４６ｂと、を含む。一
方、目盛り部材側位置決め部４８は、目盛り線４４と平
行な方向に延伸する第１外縁部４８ａと、目盛り線４４
と直交する方向に延伸する第２外縁部４８ｂと、を含
む。これにより、目盛り部材２８は、目盛り線４４がＺ
軸と平行になるように、光軸を中心とする円周方向にお
いて位置決めされる。

【００２３】図３は、図１の線３−３に沿って切断した
断面図である。図示のとおり、目盛り部材側位置決め部
４８は、例えば、厚さｔの矩形断面を有する。一方、光
学シャーシ側位置決め部４６は、例えば、幅ｔの矩形断
面の溝からなる。これにより、目盛り部材２８は、対物
レンズ２６の焦点に合うように、光軸の方向（Ｘ軸方
向）において位置決めされる。

【００２４】再び図１を参照するに、接眼レンズ４０
は、互いに対向する開玉レンズ３０と元玉レンズ２２と
からなる。開玉レンズ３０は、光学シャーシ３２に設け
られた開玉レンズ保持部５６により、目盛り部材２８の
後方に保持されている。元玉レンズ２２は、鏡筒接眼部
１６に設けられた接眼開口１５に固定されている。開玉
レンズ３０および元玉レンズ２２の光軸は、対物レンズ
２６の光軸と一致する。これにより、対物レンズ２６に
より目盛り部材２８上に結像された明暗の境界線が示す
屈折率の値は使用者によって読み取り可能であるように
拡大される。

【００２５】図４は、本願発明による屈折計の実施形態
の製造方法を示すフローチャートである。

【００２６】ステップＳ１０１で、上側シャーシ３４お
よび下側シャーシ３６を成形する。図５は、組み立て前
の上側シャーシ３４および下側シャーシ３６を示す。好
ましくは、上側シャーシ３４および下側シャーシ３６
は、鋳込み成形などにより容易に成形され得るように、
プラスチックからなる。これにより、上側シャーシ３４
および下側シャーシ３６の成形用の型をあらかじめ加工
しておくことによって、遮光手段３８を容易に形成する
ことができる。

【００２７】このように形成された遮光手段３８は、従
来の屈折計における遮光スプリング６２（図６）と同様
に、乱反射による迷光の発生を防止する効果を有する。
しかも、遮光スプリング６２を使用する場合、あるいは
上側シャーシ３４および下側シャーシ３６の成形後に遮
光手段３８を後加工する場合に比べて、材料費および加
工費を削減することができる。また、遮光スプリング６
２を取り付ける工程、あるいは、遮光手段３８を後加工
する工程が必要ないため、製造時間も短縮することがで
きる。なお、遮光手段３８と同様に、対物レンズ保持部
５４および開玉レンズ保持部５６が、上側シャーシ３４
および下側シャーシ３６の成形時に形成される。対物レ
ンズ保持部５４および開玉レンズ保持部５６の形状は、
例えば、対物レンズ２６および開玉レンズ３０の円筒形
の側面に係合するように、上側シャーシ３４および下側
シャーシ３６の中心軸の円周方向に沿って延伸する溝か
らなる。

【００２８】ステップＳ１０３で、下側シャーシ３６の
対物レンズ保持部５４および開玉レンズ保持部５６に対
物レンズ２６および開玉レンズ３０を挿入する。対物レ
ンズ２６および開玉レンズ３０の挿入は、従来の製造方
法のように、光学シャーシ６０（図６）の端部から押し
込む必要がないので、特別な治具を使用する必要がな
く、容易である。したがって、製造時間を短縮すること
ができる。

【００２９】ステップＳ１０５で、下側シャーシ３６に
目盛り部材２８を挿入する。より詳細には、目盛り部材
２８の第２外縁部４８ｂをＹ方向溝４６ｂに沿わせて、
第１外縁部４８ａ（図２参照）がＸ方向溝４６ａに当接
するまで、目盛り部材２８を目盛り部材位置決め部４６
に挿入する。これにより、目盛り部材２８を、光軸の軸
方向について位置決めすると同時に、光軸を中心とする
円周方向についても位置決めすることができる。目盛り
部材２８の挿入は、従来の製造方法における、光学シャ
ーシ６０の端部から光学目盛り６８を押し込む作業に比
べて、容易である。また、挿入後の目盛り部材２８は、
従来の光学目盛り６８のように、光軸を中心とする円周
方向における困難な位置決めを必要としない。したがっ
て、製造時間を短縮することができる。

【００３０】ステップＳ１０７で、対物レンズ２６、目
盛り部材２８、および、開玉レンズ３０の各面のゴミ取
りを行なう。下側シャーシに組み込んだときゴミの確認
をして、ゴミがあればシャーシから取り外してゴミ取り
を行なうことができる。また、シャーシに穴を開けてお
くことにより、組み込んだ後、従来どおりにゴミ取りを
行なうこともできる。

【００３１】ステップＳ１０９で、上側シャーシ３４を
下側シャーシ３６に接合する。図５に示すように、上側
シャーシ３４および下側シャーシ３６は、相互に接合す
るための接合部を有する。接合部は、例えば、穴（また
は溝）５０および突起５２からなる。相互接合により、
上側シャーシ３４の対物レンズ保持部５４、目盛り部材
位置決め部４６、および、開玉レンズ保持部５６は、下
側シャーシ３６に挿入された対物レンズ２６、目盛り部
材２８、および、開玉レンズ３０と係合する。これによ
り、円筒形の光学シャーシ３２の内部に対物レンズ２
６、目盛り部材２８、および、開玉レンズ３０が位置決
めされた光学組立体２４が完成される。したがって、光
学組立体２４は、従来よりも短時間かつ低コストで製造
され、従来のものと同様の機能を有する。

【００３２】ステップＳ１１１で、光学組立体２４を鏡
筒中央部１２に取り付ける。ステップＳ１１３で、鏡筒
中央部１２に鏡筒先端部１４および鏡筒接眼部１６を取
り付ける。これにより、目盛り部材２８の目盛り線４４
は、光学シャーシ３２および鏡筒１０を介して、基礎プ
リズム２０に対して、屈折計の光軸を中心とする円周方
向において正確に位置決めされる。

【００３３】以上の説明から明らかなように、前記屈折
計は、以下の効果を奏する。 （１）屈折計の製造において、迷光の発生を防止するた
めの遮光手段を光学シャーシの内側に容易に形成するこ
とができる。 （２）屈折計の製造において、対物レンズ、目盛り部材
および接眼レンズを容易にフレームに取り付けられる。 （３）屈折計の製造において、目盛り部材を光学シャー
シに対して容易に位置決めすることができる。

【００３４】なお、本願発明は、以上に説明した実施形
態に限定されるものではない。例えば、光学シャーシ
は、必ずしも、円筒形でなくてもよい。光学組立体の組
み立てについても、上側シャーシに対して対物レンズ、
目盛り部材、および、開玉レンズを挿入し、その後、下
側シャーシを上側シャーシに取り付けてもよい。また、
遮光手段３８の溝３９は、半円形の替わりに、例えば、
Ｖ字型、角形の断面を有していてもよい。

【００３５】

【発明の効果】したがって、本願発明によれば、製造が
容易な手持ち屈折計を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本願発明による屈折計の実施形態を光
軸に沿って切断した断面図である。

【図２】図２は、図１の線２−２に沿って切断した断面
図である。

【図３】図３は、図１の線３−３に沿って切断した断面
図である。

【図４】図４は、本願発明による屈折計の実施形態の組
み立て方法を示すフローチャートである。

【図５】図５は、上側シャーシおよび下側シャーシの平
面図である。

【図６】図６は、従来の屈折計の断面図である。

【図７】図７は、図６の線７に沿って切断した断面図で
ある。

【符号の説明】

１０ 鏡筒 １２ 鏡筒中央部 １４ 鏡筒対物部 １６ 鏡筒接眼部 １５ 接眼開口 １８ 蓋部 ２０ 基礎プリズム ２２ 元玉レンズ ２４ 光学組立体 ２６ 対物レンズ ２８ 目盛り部材２８ ３０ 開玉レンズ ３２ 光学シャーシ ３４ 上側シャーシ ３６ 下側シャーシ ３８ 遮光手段 ４０ 接眼レンズ ４４ 目盛り線 ４６ 光学シャーシ側位置決め部 ４８ 目盛り側位置決め部 ５０ 穴または溝 ５２ 突起 ５４ 対物レンズ保持部 ５６ 開玉レンズ保持部 ６０ 光学シャーシ ６２ 斜光スプリング ６４ 目盛り ６６ 開玉レンズ ６８ 光学目盛り ７０ 目盛り線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定体（２１）の屈折率を測定するた
   めの手持ち屈折計であって、 鏡筒（１０）と、 前記鏡筒（１０）の第１端部に設けられた、屈折率が既
   知の基礎プリズム（２０）と、 前記鏡筒（１０）の内部に設けられた光学組立体（２
   ４）であって、筒形の光学シャーシ（３２）と、前記光
   学シャーシ（３２）により所定の光軸に沿って一列に保
   持される、対物レンズ（２６）、基礎プリズム（２０）
   に接触された被測定体（２１）の屈折率を示すための目
   盛りを有する目盛り部材（２８）、および、開玉レンズ
   （３０）と、を有する光学組立体（２４）と、 前記鏡筒（１０）の第２端部に設けられた元玉レンズ
   （２２）と、を備え、 前記光学シャーシ（３２）は、前記目盛り部材（２８）
   を、前記光学シャーシ（３２）に対して、光軸を中心と
   する円周方向において位置決めするための光学シャーシ
   側位置決め部（４６）を有し、 前記目盛り部材（２８）は、前記光学シャーシ側位置決
   め部（４６）に係合することにより、前記目盛り部材
   （２８）を、前記光学シャーシ（３２）に対して、光軸
   を中心とする円周方向において位置決めするための目盛
   り部材側位置決め部（４８）を有する手持ち屈折計。
2. 【請求項２】 前記光学シャーシ（３２）は、相互に接
   合された第１シャーシ（３４）および第２シャーシ（３
   ６）を有する請求項１の手持ち屈折計。
3. 【請求項３】 前記光学シャーシ（３２）は、迷光が生
   じるのを防止するための遮光手段（３８）を内側に有す
   る請求項２の手持ち屈折計。
4. 【請求項４】 フレーム（１０、３２）と、 プリズム（２０）と、 対物レンズ（２６）と、 目盛り部材（２８）と、 接眼レンズ（４０）と、 を有し、 前記フレーム（１０、３２）は、前記目盛り部材（２
   ８）を、前記フレーム（１０、３２）に対して、光軸を
   中心とする円周方向において位置決めするためのフレー
   ム側位置決め手段（４６）を有し、 前記目盛り部材（２８）は、前記フレーム側位置決め部
   （４６）と係合することにより、前記目盛り部材（２
   ８）を、前記フレーム（１０、３２）に対して、光軸を
   中心とする円周方向において位置決めするための目盛り
   部材側位置決め部（４８）を有する屈折計。
5. 【請求項５】 被測定体の屈折率を測定するための手持
   ち屈折計の製造方法であって、 対物レンズ（２６）および開玉レンズ（３０）を第２シ
   ャーシ（３６）に配置する工程と、 目盛り部材（２８）の目盛り部材側位置決め部（４８）
   を第２シャーシ（３６）の光学シャーシ側位置決め部
   （４６）に係合することにより、目盛り部材（２８）を
   第２シャーシ（３６）に位置決めする工程と、 第２シャーシ（３６）の光学シャーシ側位置決め部（４
   ６）を目盛り部材（２８）の目盛り部材側位置決め部
   （４８）に係合して、第１シャーシ（３４）を第２シャ
   ーシ（３６）に取り付ける工程と、 を有する製造方法。