JP2006208350A

JP2006208350A - 液体の屈折率測定

Info

Publication number: JP2006208350A
Application number: JP2005051917A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Suzuki; 敏行鈴木
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】
眼科／眼鏡分野における眼鏡等の屈折力を測定するレンズメータにおいて、液体の屈折率を測定できる方法、装置を提供する。
【解決手段】測定対象液体を入れる容器において、その容器は光が透過する上部あるいは下面部にプリズム形状を有する。測定は液体無充填時と液体充填時の容器ごとのプリズム屈折力を測定した差から、該液体の屈折率を計算により求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼科／眼鏡分野における眼鏡レンズ等の屈折力を検査するレンズメータに関するものである。

従来のレンズメータは、被検査レンズの屈折力、その中でも像側（後側）屈折力を測定するものであった。これは、被検査レンズに対し一方向から測定光を照射し、屈折された光位置を検知し、その位置を被検査レンズの置かれた位置（レンズメータではノーズピースと呼ばれるレンズ置き台）を基準とした長さの逆数で示された。
特開平５−２３１９８５

本発明で解決しようとする課題は、従来レンズメータでは測定困難であった液体の屈折率を求める方法を開示するものである。

レンズの屈折力を測定するレンズメータにおいて、一部にプリズム形状を含んだ形状の分かった液体容器に充填した液体の屈折力を測定することにより、液体の屈折率を測定可能としたレンズメータの測定方法。と、レンズの屈折力を測定するレンズメータにおいて、液体容器に充填した液体の屈折力を測定することで液体の屈折率を測定可能とした、レンズメータに用いられる、一部にプリズム形状を含んだ形状の分かった液体容器。である。

以下、計算方法を図面をもとに説明する。
図２は基本的なレンズメータの原理を示し、Ｏの位置がノーズピースといわれるレンズ設置位置４であり、平行な測定光源が被検レンズ７を透過後屈折を受け対物レンズ５を通って受光素子６へ結像する。この時受光素子上の高さｑは被検査レンズの屈折力Ｄ（焦点距離Ｆの逆数）に比例する。受光素子で検知した光は光電効果により、電気信号に変えられ、ここでは図示されていない電気信号処理系を通して演算される。つまりｑの大きさを知ることでＦの大きさが計算できるのである。この測定原理は参考としてあげた特許文献１に詳説してあるのでここでは省略する。

本発明では、上で述べた従来のレンズメータで液体の屈折率を測定する方法を開示するのであるが、そのために図１で示した液体容器を説明する。本発明の液体容器８は次の３つの部分からなっている。既知の頂角θをもつ上面部と、透光体で作られた平行平面の液体入れ２と、１と２の間に作られた液体充填用空間３からなっている。図面では傾斜上面部に注入スペースが空けてある。

図３は液体の入った容器に光線が入射する様子を示している。図面は説明のため横方向に描かれてあるが、実際は上下面に配置される。図に示されたように、平行光線が液体の入った容器８に入射後容器と液体との屈折率差から角度βの偏向を受け、受光素子に高さＨで結像した状態を示している。このＨの大きさはレンズメータではプリズムディオプターの値（＝Ｐ）で測定される。眼鏡光学の装置では１プリズムディオプターは１ｍ先の１ｃｍを単位として計算されるため、以下の関係式が導かれる。

数１

Ｐ＝１００・ｔａｎβ
ｓｉｎβ＝Ｐ／√（１００^２＋Ｐ^２）
また、容器の屈折率をｎ、液体の屈折率をＮとする。この液体入容器に平行に入射した光線のスネルの法則を用いた光線追跡より、液体の屈折率Ｎは次式で求められる。

数２

Ｋ＝ｎ・ｃｏｓθ−ｓｉｎβ／ｓｉｎθ
Ｎ＝√（ｎ^２・ｓｉｎ^２θ＋Ｋ^２）
しかしながら、上式（数１）（数２）はあくまで理論的なものであり、実際の装置での製造誤差等が考慮されていない。このため、現実的には既知の液体を数種類用意し、それらを測り比べた値から係数を求めておき、得られた測定値に掛け合わせて表示する。

発明の効果

本発明では、傾斜付の透明容器８に屈折率の知りたい液体を入れ、液体の屈折率を眼科／眼鏡分野で使用されているレンズメータをもちいて測定計算する方法を開示した。これにより、従来特殊な装置が必要とされてきた液体の屈折率が簡単に測定できるようになるのである。眼科等病院で使用される各種液体の屈折率が知りたい時にはすぐ利用できるようになる。また、屈折率は糖度とも密接な関連があり、別に屈折率−糖度の相関を調べることで糖度計としても使用できる可能性がある。

どのような形態のレンズメータにも適用可能であるが、プリズムディオプターの測定可能な範囲に限られる。また、液体の屈折率をより精度よく求めるため、容器屈折率は液体に比べ多きことが望まれる。説明は傾斜ふたと平行容器の組合せで行ったが、本発明の趣旨に合うプリズムディオプターの大きさから求める方式にあう容器形状であればもちろん含まれる。

液体を収納する容器のふた部の傾斜角は、測定レンズメータの可測定プリズムディオプター（表示単位は△で表示する）が５△であれば、１０〜１５°（ＢＫ７）から５°前後（Ｎ＝１．８位の高屈折率レンズ）になる。もし可測定範囲が１０△であれば、１０〜２５°（ＢＫ７）から５〜１０°（高屈折率レンズ）くらいの傾斜角が望ましい。ただし透過率があまりに低い材質はさけるべきであり、特許文献１で開示されたレンズメータでは透過率は１０％は必要である。できれば無色透明な材質が望まれる。容器厚みは２〜５ミリぐらいが適当である。液体を入れる部分の厚みは、出し入れを考慮して５〜２０ミリ程度は必要とされる。

眼科／眼鏡分野での測定のみに関わらず、広く一般の液体屈折率測定に応用ができると思われる。また、果実の糖度を測定するための指標となる測定も可能である。

液体容器例レンズメータ原理図測定原理説明図

符号の説明

１傾斜付容器ふた
２液体容器
３液体
４被検レンズ設置面
５対物レンズ
６受光素子
７被検レンズ
８液体容器全体

Claims

レンズの屈折力を測定するレンズメータにおいて、一部にプリズム形状を含んだ形状の分かった液体容器に充填した液体の屈折力を測定することにより、液体の屈折率を測定可能としたレンズメータの測定方法。
レンズの屈折力を測定するレンズメータにおいて、液体容器に充填した液体の屈折力を測定することで液体の屈折率を測定可能とした、レンズメータに用いられる、一部にプリズム形状を含んだ形状の分かった液体容器。