JP2004109010A - 散乱光測定装置 - Google Patents
散乱光測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004109010A JP2004109010A JP2002273844A JP2002273844A JP2004109010A JP 2004109010 A JP2004109010 A JP 2004109010A JP 2002273844 A JP2002273844 A JP 2002273844A JP 2002273844 A JP2002273844 A JP 2002273844A JP 2004109010 A JP2004109010 A JP 2004109010A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical axis
- condenser lens
- sample solution
- scattered light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
【解決手段】光源2の光を集めて試料溶液Sに照射する集光レンズ5と、同じ集光レンズで集められた試料溶液Sからの散乱光を検出する受光器8とを備え、両面が平面状の光軸調整板Tを、投光軸上の、前記集光レンズ5と試料容器Sとの間、又は受光軸上の、前記集光レンズ5と試料容器Sとの間に設置し、光軸調整板Tが光軸となす角度を変えることができる角度可変手段を設けた。
【効果】照射光束を小さく絞っても、多重散乱の影響を受けない状態で、散乱光を正確に測定することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶液に光を照射し、散乱体積内から散乱される光を検出することにより散乱光測定を行う散乱光測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
散乱光測定装置は、流体中に存在する粒子の動き(ブラウン運動)による散乱光の経時変化を測定する装置である。
従来の散乱光測定装置では、溶液の入った直方体のセルに対してレンズで絞ったレーザ光を照射し、その散乱光をフォトマルチプライヤ等の受光素子で測定していた。
【0003】
【特許文献1】特開平11−51843号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
溶液の濃度が濃い場合、粒子に当たって散乱された光がまた他の粒子に当たって測定されるという多重散乱の問題が起こる。
濃厚溶液では、この多重散乱の影響を避けることが、正確な測定のために重要である。
そのために、測定する散乱角度を180度近くに設定し、照射光束をできるだけ小さく絞ることが有効である。
【0005】
測定する散乱角度を180度に設定するには、照射光を集光する集光レンズを、散乱光を集める対物レンズとして用いればよい(前記特許文献1参照)。
この場合、照射光束を小さく絞るほど、集光レンズの投光点の像と、受光点の像とを正確に重ね合わせることが、測定の感度を上げるために重要となってくる。
しかし、投光点の像と、受光点の像とを正確に重ね合わせることは、光学系の歪や寸法誤差の影響を受けるために、従来より、困難であった。
【0006】
そこで、本発明は、照射光束を小さく絞っても、多重散乱の影響を受けない状態で、散乱光を正確に測定することができる散乱光測定装置を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の散乱光測定装置は、光源と、試料溶液を収容する容器と、光源の光を集めて試料溶液に照射する集光レンズと、同じ集光レンズで集められた試料溶液からの散乱光を検出する受光器とを備え、両面が平面状の光軸調整板を、投光軸上の、前記集光レンズと試料容器との間、又は受光軸上の、前記集光レンズと試料容器との間に設置し、光軸調整板が光軸となす角度を変えることができる角度可変手段を設けたものである(請求項1)。
【0008】
前記の構成によれば、光軸調整板が光軸となす角度を、角度可変手段を用いて変えることにより、試料溶液中の投光点の焦点位置又は受光点の焦点位置を自由に調整することができる。したがって、投光点の焦点位置と受光点の焦点位置とが重なるように調整すれば、もっとも効率のよい散乱体積を得ることができ、多重散乱の影響を受けない状態で、散乱光を正確に測定することができる。
光源の光を平行光束にする投光レンズを集光レンズの前に設置した光学系では、 両面が平面状の光軸調整板を、投光軸上の、光源と投光レンズとの間に設置してもよい(請求項2)。
【0009】
同じ集光レンズで集められた試料溶液からの散乱光を受光器に集める受光レンズを設置した光学系では、両面が平面状の光軸調整板を、受光軸上の、受光レンズと受光器との間に設置してもよい(請求項3)。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
<第1の実施形態>
図1(a)は本発明の第1の実施形態にかかる散乱光測定装置を示す平面図、図1(b)は側面図である。
光源2の光は、アパーチャ3を通過し、投光レンズ4によって平行光束にされる。当該平行光束は、集光レンズ5で集められてセル中の試料溶液Sに照射される。この集光レンズ5で集められた試料溶液Sからの散乱光は、受光レンズ6によって集められ、アパーチャ7を通して受光器8によって検出される。
【0011】
前記光源2は、白色光源とモノクロメータの組み合わせで構成してもよく、レーザ発振装置などで構成してもよい。前記受光器8は、CCDなどの半導体素子で構成されたものでもよく、光電子増倍管などでもよい。
試料溶液Sは、セルに収容されているが、図では、セル壁の一部をなす、光透過窓9のみを描いている。
この実施形態では、平行な平面により両面が構成された光軸調整板T,Jを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間、及び受光軸上の受光レンズ6とアパーチャ7との間に設置している。
【0012】
光軸調整板T,Jの材質は、光を透過させるものなら何でもよく、ガラス、合成樹脂などを用いることができる。ただし、屈折率は、空気の屈折率とは異なるものでなければならない。
光軸調整板T,Jと、光軸とのなす角度は、可変できるようになっている。可変方法は、どんな方法を用いてもよいが、例えば、図2に示すように、光軸調整板T,Jを一軸回りに回転可能に取り付けて、プーリ11、ベルト12を介してモータ13で回転駆動する方法があげられる。
【0013】
光軸調整板T,Jは、図3(a)に示すように、平行な平面により両面が構成されているが、平行に限られるものではなく、例えば楔のように非平行な平面により両面が構成されていてもよい(図3(b)参照)。
光軸調整板と、入射光軸とのなす角度を変えると出射光軸が移動する原理を、図4を用いて説明する。光軸調整板の屈折率をn、厚さをtとする。
図4に示すように、光軸調整板の入射面21に立てられた法線と入射光軸A1との傾き角をα1とする。入射光は、光軸調整板の入射面21で屈折する。その屈折角をα2で表している。屈折された光は、光軸調整板の出射面22でさらに屈折する。その屈折角はα1となる。光軸調整板の入射面21上の入射点と、出射面22上の出射点との位置ずれを、光軸に垂直に測定すると、dとなる。dは、幾何光学的考察から、
d=tsin(α1−α2)/cosα2
=t sinα1[1− cosα1/√(n2− sin2α1)]
で表される。このように、光軸の位置ずれdは、光軸調整板と入射光軸との傾き角α1の関数で表される。
【0014】
したがって、光軸調整板を傾けることにより、光軸をずらすことができ、これにより、集光レンズ5により集光される投光点の焦点位置を動かすことができる。
ただし平行光束区間(投光レンズ4と集光レンズ5との間)に光軸調整板Tを挿入して傾けても、光軸はずれるが、集光レンズ5の焦点位置は変わらないので、効果はない。光軸調整板T,Jを平行光束以外の区間に挿入する必要がある。
【0015】
光軸調整板T,Jの回転軸方向は、2つの光軸調整板で、90°異ならせるのが好ましい。例えば、光軸調整板Tを図1のY軸を中心に回転するように設置すれば、他の光軸調整板Jを、X軸を中心に回転するように取り付ける。
図5は、試料溶液S中にZ方向に垂直に作った仮想的な平面X′−Y′を示す。光軸調整板Tを、Y軸を中心に回転させると、投光点の焦点位置P(T)は、この平面上をX′軸に沿って上下する。光軸調整板Jを、X軸を中心に回転させると、受光点の焦点位置P(J)は、この平面上をY′軸に沿って上下する。
【0016】
そこで、光軸調整板T,Jの回転角度をそれぞれ調整することにより、投光点と受光点の焦点位置F(T),F(J)を完全に重複させることができる。これにより、投光点と受光点の焦点位置F(T),F(J)の重複部分(つまり散乱体積)を最大に設定することができる。また、多重散乱光の影響をできるだけ受けずに、直接散乱光を測定することができる。
この図1の実施形態では、光軸調整板T,Jを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間、及び受光軸上の受光レンズ6とアパーチャ7との間に設置していたが、両方を入れ替えて、光軸調整板Tを、投光軸上のアパーチャ3と投光レンズ4との間に設置し、光軸調整板Jを、受光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置してもよい。
【0017】
また、光軸調整板Tを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置し、光軸調整板Jを、受光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置してもよい。
また、光軸調整板Tを、投光軸上のアパーチャ3と投光レンズ4との間に設置し、光軸調整板Jを、受光軸上の受光レンズ6とアパーチャ7との間に設置してもよい。
【0018】
<第2の実施形態>
次に、受光点の焦点位置を固定して、投光点の焦点位置を可変する光学系を説明する。
図6(a)は散乱光測定装置を示す平面図、図6(b)は側面図である。
この実施形態では、光軸調整板Tを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間にのみ間に設置している。
【0019】
したがって、この構成であれば、受光点の焦点位置は固定される。光軸調整板Tを所定の軸を中心に所定の角度だけ傾けて、投光点の焦点位置を受光点の焦点位置に合わせる。このために、光軸調整板Tは、X軸中心にも、Y軸中心にも回転できるように設置することが望ましい。
具体的には、光軸調整板Tを二軸ジャイロスコープの上に設定することが考えられる。各軸にモータを配置し、それぞれを独立に駆動制御する。
【0020】
なお、この図6の実施形態では、光軸調整板Tを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置していたが、投光軸上のアパーチャ3と投光レンズ4との間に設置してもよい。また、受光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間又は、受光軸上の受光レンズ6とアパーチャ7との間に設置してもよい。
<第3の実施形態>
この実施形態では、投光レンズ4を省略した光学系を用いる。
【0021】
図7(a)は散乱光測定装置を示す平面図、図7(b)は側面図である。
光源2をガスレーザなどのレーザ発振装置で構成すれば、その照射光の平行度は高いので、投光レンズ4は不要になる。
この構成において、光軸調整板Tを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置し、角度可変に設けている。光軸調整板Tを所定の軸を中心に所定の角度だけ傾けて、投光点の焦点位置を受光点の焦点位置に合わせる。
【0022】
図6と同様、受光点の焦点位置は固定されるので、このために、光軸調整板Tは、X軸中心にも、Y軸中心にも回転できるように設置することが望ましい。
なお、この図7の実施形態では、光軸調整板Tを、投光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間に設置していたが、受光軸上の集光レンズ5と光透過窓9との間又は、受光軸上の受光レンズ6とアパーチャ7との間に設置してもよい。
【0023】
【実施例】
図8に示すように、弾力性のある金属(ステンレス)板31の一辺を壁30に固定し、金属板31の真中に孔を空けて、光軸調整板Tを設置した。この金属板31の先端部に垂直にねじ32を当てて、金属板31をねじ32の出没方向に移動させた。これにより、入射角α1を変化させた。光軸調整板Tの屈折率は1.5、厚さtは0.7mmである。
【0024】
【表1】
【0025】
表1に、角度α1(度)、角度α2(度)、光軸のずれd(mm)、及び角度α1=9度のときのdを基準にしたdの変位「デルタd」を示す。
角度α1を9度から13度まで4度増やすと、デルタdは22μm変化する。
角度α1を4度増やすためには、ねじ32を0.7mm進める必要がある。
ねじ32のピッチを0.4mmとすると、ねじ32を0.7mm進めるには、630度回転させればよい。
【0026】
したがって、ねじ32の1度の回転で、光軸を22/630=0.035μm変位させることができる。このように、ねじによって光軸の微調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施形態にかかる散乱光測定装置を示す平面図、(b)は側面図である。
【図2】光軸調整板を回転させる方法を例示した斜視図である。
【図3】光軸調整板の形状を示す斜視図である。
【図4】光軸調整板を傾けて光軸を移動させる原理を説明するための光路図である。
【図5】溶液中にZ方向に垂直に作った仮想的な平面X−Yを示す図である。
【図6】(a)は本発明の第2の実施形態にかかる散乱光測定装置を示す平面図、(b)は側面図である。
【図7】(a)は本発明の第3の実施形態にかかる散乱光測定装置を示す平面図、(b)は側面図である。
【図8】実施例にかかる光軸調整板傾斜構造を示す側面図である。
【符号の説明】
2 光源
3 アパーチャ
4 投光レンズ
5 集光レンズ
S 試料溶液
6 受光レンズ
7 アパーチャ
8 受光器
9 光透過窓
T,J 光軸調整板
11 プーリ
12 ベルト
13 モータ
21 入射面
22 出射面
Claims (3)
- 光源と、試料溶液を収容する容器と、光源の光を集めて試料溶液に照射する集光レンズと、同じ集光レンズで集められた試料溶液からの散乱光を検出する受光器とを備える散乱光測定装置において、
両面が平面状の光軸調整板を、次の(a)又は(b)のいずれか1つ又は両方の位置に設置し、光軸調整板が光軸となす角度を変えることができる角度可変手段を設けたことを特徴とする散乱光測定装置。
(a)投光軸上の、前記集光レンズと試料容器との間、
(b)受光軸上の、前記集光レンズと試料容器との間 - 光源と、試料溶液を収容する容器と、光源の光を平行光束にする投光レンズと、当該平行光束を集めて試料溶液に照射する集光レンズと、同じ集光レンズで集められた試料溶液からの散乱光を検出する受光器とを備える散乱光測定装置において、
両面が平面状の光軸調整板を、投光軸上の、光源と投光レンズとの間に設置し、光軸調整板が光軸となす角度を変えることができる角度可変手段を設けたことを特徴とする散乱光測定装置。 - 光源と、試料溶液を収容する容器と、光源の光を集めて試料溶液に照射する集光レンズと、同じ集光レンズで集められた試料溶液からの散乱光を受光器に集める受光レンズと、受光器とを備える散乱光測定装置において、
両面が平面状の光軸調整板を、受光軸上の、受光レンズと受光器との間に設置し、光軸調整板が光軸となす角度を変えることができる角度可変手段を設けたことを特徴とする散乱光測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002273844A JP2004109010A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 散乱光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002273844A JP2004109010A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 散乱光測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004109010A true JP2004109010A (ja) | 2004-04-08 |
Family
ID=32270500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002273844A Pending JP2004109010A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 散乱光測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004109010A (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5838839A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Tokyo Optical Co Ltd | 屈折率測定装置 |
JPS62124441A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-06-05 | ベクトン・デイツキンソン・アンド・カンパニ− | 流動細胞測定装置 |
JPS62218916A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Les-The- Tec Kk | 透過型顕微鏡撮像装置 |
JPH05215666A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-24 | Norihito Tanpo | 菌数測定方法とその装置 |
JPH08128944A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Nippon Koden Corp | 粒子分類装置 |
JPH1151843A (ja) * | 1997-06-15 | 1999-02-26 | Alv Laser Vertriebs Gmbh | 懸濁液の散乱光或いは蛍光を検出するためのファイバー検出器 |
JP2001033384A (ja) * | 1999-05-04 | 2001-02-09 | Laser Sensor Technol Inc | 多走査ビーム反射率を用いる粒子評価のための方法および装置 |
JP2002257706A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Otsuka Denshi Co Ltd | 光散乱測定プローブ |
-
2002
- 2002-09-19 JP JP2002273844A patent/JP2004109010A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5838839A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Tokyo Optical Co Ltd | 屈折率測定装置 |
JPS62124441A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-06-05 | ベクトン・デイツキンソン・アンド・カンパニ− | 流動細胞測定装置 |
JPS62218916A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Les-The- Tec Kk | 透過型顕微鏡撮像装置 |
JPH05215666A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-24 | Norihito Tanpo | 菌数測定方法とその装置 |
JPH08128944A (ja) * | 1994-11-01 | 1996-05-21 | Nippon Koden Corp | 粒子分類装置 |
JPH1151843A (ja) * | 1997-06-15 | 1999-02-26 | Alv Laser Vertriebs Gmbh | 懸濁液の散乱光或いは蛍光を検出するためのファイバー検出器 |
JP2001033384A (ja) * | 1999-05-04 | 2001-02-09 | Laser Sensor Technol Inc | 多走査ビーム反射率を用いる粒子評価のための方法および装置 |
JP2002257706A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Otsuka Denshi Co Ltd | 光散乱測定プローブ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2913984B2 (ja) | 傾斜角測定装置 | |
JP5072337B2 (ja) | 光学式変位センサ及びその調整方法 | |
CN109454324B (zh) | 激光光束分析仪单元和激光加工装置 | |
JP5252892B2 (ja) | 光学ユニット | |
JP7348730B2 (ja) | 試料測定装置および試料測定方法 | |
JPH10239052A (ja) | 傾斜検出装置 | |
JP2008055436A (ja) | レーザ照射装置 | |
WO2008001731A1 (fr) | Appareil d'examen de surface et procédé d'examen de surface | |
JP2004109010A (ja) | 散乱光測定装置 | |
JP3980457B2 (ja) | 散乱光測定装置 | |
CN1894554A (zh) | 测量透明样品厚度的方法和装置 | |
CN110202414B (zh) | 一种基于光学倏逝波的非接触式高精度对刀系统 | |
JP3894219B2 (ja) | キャピラリアレイ電気泳動装置及び電気泳動方法 | |
JP2021092563A (ja) | 光電子ユニット用測定装置 | |
JP2003222634A (ja) | 光学式移動検出装置および搬送システムおよび搬送処理システム | |
WO2020026378A1 (ja) | 光散乱検出装置および光散乱検出方法 | |
FI100432B (fi) | Laite optisten aaltojohtimien tutkimiseksi | |
JP4037280B2 (ja) | 光学測定装置 | |
US20030179374A1 (en) | Method for illuminating particles contained in a medium for optical analysis, and optical particle analyser | |
JP7140193B2 (ja) | 光散乱検出装置 | |
JP2926777B2 (ja) | 形状計測装置 | |
JP6791788B2 (ja) | 形状測定装置 | |
JP2005181452A (ja) | 光学装置 | |
JP2017207336A (ja) | 粒子検出装置及び粒子検出装置の検査方法 | |
JPS62804A (ja) | 表面形状測定方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050829 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070619 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070817 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070925 |