JP4306948B2 - 透過光屈折計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の屈折率を測定するための屈折計の分野に関し、さらに詳細には、行われる測定に対する操作者の影響を軽減する自動透過光屈折計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アッべ屈折計は、液体試料の屈折率を測定するために広く使用されている。従来技術のアッべ屈折計は、試料が配置される光透過型プリズム組立品に対して移動可能であるミラーを含むことが知られており、臨界角に依存するシャドーラインが、透過光を再指向するミラーの配向または位置を調整することによって、接眼レンズを通して見ることができる。そのような計器に関して、操作者は、プリズム組立品に対して外部に取付けられた照射源を調整し、ミラーを調整することによって十字線または他の基準線のマーキングとシャドーラインが、視角的に一直線を成すように整列させなければならない。屈折率の読取りは、読取りが実行される時間ごとに作動する動力付きゲージによって決定されるようなミラーの位置に基づく。十字線を基準線と視覚的に一直線を成すように整列するステップは、特に異なる操作者の中では、人為的な誤差を生じさせる。また、ミラーの位置を決定するために動力付きゲージを使用することは、読取りを記録する際に遅れの原因になる。
【０００３】
米国特許第４，６４０，６１６号は、自動反射光屈折計を教示し、その中では、計器の光路を決定するさまざまな光学素子が、互いに対して固定される。屈折率を算出するためのシャドーラインの位置を検出するために、光路は、操作書の目と対向するように線形走査型アレイに向ける。米国特許第４，６４０，６１６号に記載される計器は、可動式ミラーを有する屈折計と比較すると、比較的狭い範囲の屈折率を測定し、手動モードは存在しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、試料の読取り中に、操作者によって目で認識されるような基準マーカとシャドーラインが一直線を成すように整列されるまで、操作者が手動でシャドーラインの位置を調整することの必要性を排除するような改良された透過光屈折計を提供することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、屈折計の可動式ミラーの位置を瞬時に決定することができる改良された透過光屈折計を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、調整の必要性を排除するために、内部に固定された照射源を組込んだ改良された透過光屈折計を提供することにある。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、きわめて広い可視光の範囲のいずれに対しても調整できる改良された透過光屈折計を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、所望であればその全体領域を通じて半自動から全自動に簡単に更新できる改良された透過光屈折計を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、透過光屈折率測定に加えて、反射光屈折率測定用の第２の照射源を組込んだ改良された透過光屈折計を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらおよび他の目的を考慮して、本発明によって製作される屈折計は、試料が配置される光透過型プリズム組立品に対して、可動式の光学素子を調節可能に支持するためのエレベータ組立品を含む。ビームスプリッタは、一対の検出経路、すなわち接眼レンズに導かれる第１の検出経路および感光式シャドーライン検出器に導かれる第２の検出経路に光を分割するために、可動式光学素子から下流側に配置され、それによって屈折計は、自動または手動モードで機能することができる。エレベータ組立品は、可動式光学素子の位置を表す信号情報を瞬時に形成するために、可動式光学素子と共に移動し、位置検出器と協働する位置表示光源を含む。好ましい実施態様において、位置検出器およびシャドーライン検出器の両方が、同一の線形走査型アレイである。両検出器からの出力は、試料の屈折率を得るために、ディジタル形式に変換され、屈折率と検出器セル番号との間の記憶された関係のほかに、較正オフセットおよび倍率係数を用いて処理される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
はじめに、図面の図１および図２を参照すると、本発明の好ましい実施態様によって製作される透過光屈折計が示されており、概ね参照符号１０によって識別されている。屈折計１０は、光を透過する試料物質の屈折率を測定するために使用され、Ｄ線屈折率、固体の割合およびこれらの値を温度補償値に換算して、このような測定値を記録する。屈折計１０は、傾斜のある前面１２Ａ、左右の対向する側面パネル１２Ｂ、１２Ｃ、水平な背面１２Ｄおよび水平な背面１２Ｄと交差している直立している背面１２Ｅを有する筐体１２を具備するように示されている。集束可能な接眼レンズ１４は、傾斜のある前面１２Ａから上前方に延在し、電子ユーザインターフェイス１６が接眼レンズ１４の真下の前面に配置される。電源スイッチ１８および回転可能なシャドーライン調整つまみ２０が、右側面パネル１２Ｂに設けられる。一組のＲＳ２３２シリアル通信ポート２２が、左側面パネル１２Ｃに配置される。
【００１２】
屈折計１０は、試験用として光を透過する試料物質を収容するために、水平な背面１２Ｄの上に露光されるプリズム組立品２４をさらに含む。図４で最もよくわかるように、プリズム組立品２４は、試料を収容するために上部の水平な入射面２６Ａを有する屈折プリズム２６を有する。プリズム組立品２４はまた、枢軸アームの近い方の端を直立している背面１２Ｅに枢支可能であるように接続する枢軸ピン３４によって規定される軸を中心とした回転のために、枢軸アーム３２の遠い方の端に取り付けられた照射プリズム３０を含む。見て取ることができるように、照射プリズム３０は、操作者が試料物質を屈折プリズム２６の試料を収容する入射面２６Ａに追加することができるようにするために、屈折プリズム２６から離れて枢動され、試料が屈折プリズム２６および照射プリズム３０の対向する面の間に閉じ込められるように試料が一旦追加されると、逆方向に枢動される。屈折率測定の当業界で公知であるように、屈折プリズム２６および照射プリズム３０の温度調節用として所定の温度で液体を巡回させるために、市場で入手可能な水槽を用いて伝導することができるようにするために、２つの水槽口３６は屈折プリズム２６に隣接するように設けられ、別の２つの水槽口３８は照射プリズム３０に隣接するように設けられる。最後に、照射窓４０が、照射プリズム３０に対向する直立している背面１２Ｅに配置される。
【００１３】
図３は、筐体１２の内部に取付けられた屈折計１０の内部構成要素を示している分解組立図である。屈折計１０の内部構成要素には、照射窓４０を介して光を透過するように配置された照射源４２、電源４６を支持するベース組立品４４、左側面パネル１２Ｃに隣接する直立している主電子論理回路基板４８、可動式光学素子５０およびエレベータ組立品７２がある。
【００１４】
図４は、屈折計１０の光学構成を概略的に示している。照射源４２は、照射窓４０を介して光を照射プリズム３０に指向するように配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）４５から構成されるエリアアレイ４３を具備することが好ましい。例として、エリアアレイ４３は、公称波長５８９ｎｍを有する光を放射するＬＥＤ４５の２×３アレイとして選択されることもできる。ＬＥＤエリアアレイ４３から光を受光する照射プリズム３０は、射出面３０Ａ、射出面３０Ａに対して４５°の鋭角を成す内部反射面３０Ｂ、射出面３０Ａに平行な上面３０Ｃおよび上面３０Ｃおよび射出面３０Ａと直角に交わる入射面３０Ｄを含む。照射プリズム３０は、５８９ｎｍで公称屈折率１．７９１９０を有するＳｃｈｏｔｔ ＳＦ１１ガラスで製作されることが好ましい。入射面３０Ｄおよび射出面３０Ａ以外の照射プリズム３０のすべての面は、好ましくは二酸化ケイ素で被覆した保護アルミニウムである反射コーティングで被覆され、保護用の黒の塗料がこれらの被覆面に塗布される。理解されているように、ＬＥＤエリアアレイ４３からの光は、入射面３０Ｄで照射プリズム３０に入射し、光が射出面３０Ａを介して拡散光の照射フィールドとして照射プリズム３０から射出するまで被覆された面による内部反射で遮断される。
【００１５】
屈折プリズム２６は、照射プリズム３０の射出面３０Ａに対向する入射面２６Ａ、入射面２６Ａに対して６０°の鋭角を成す射出面２６Ｂおよび入射面２６Ａから角度９０°で延在する背面２６Ｃを含むように示されている。屈折プリズム２６は、５８９ｎｍで公称屈折率１．７８６７７を有するＳｃｈｏｔｔ ＬａＦ２２Ａガラスで製作されることが好ましい。入射面２６Ａおよび射出面２６Ｂ以外の屈折プリズム２６のすべての面は、望ましくない内部反射および迷光の入射を効果的に軽減するために、光沢のない平坦な黒のエナメル塗料を用いて塗布される。系が検査用に設定される場合には、検査対象の液体試料は、射出面３０Ａの上と平行な入射面２６Ａの下との間に閉じ込められる。
【００１６】
オプションの特徴として、反射光の屈折率測定を実行するために、背面２６Ｃを経た光を試料／入射面２６Ａに指向するように、追加照射源４７を配置することができる。図２に示されている表面板４９がこの目的のために取外し可能であり、このオプションが所望である場合には、背面２６Ｃは塗料を施されないままである。
【００１７】
一面の拡散照射光は、試料によって透過され、入射面２６Ａに斜めに入射する。試料媒体からさらに高い屈折率の屈折プリズム媒体へ伝達する際に、臨界角未満の角度で入射する光は屈折されるが、臨界角より大きな角度で入射する光は、鋭い識別可能な境界線が射出面２６Ｂを経て屈折プリズム２６から出ている光によって規定されるように、入射面２６Ａによって反射される。この境界、または「シャドーライン」が生じる角度は、臨界角の測定および試料の未知の屈折率を考慮する。
【００１８】
反射面５２を有するミラーが最も好ましい可動式光学素子５０は、透過光を受光し、５８９ｎｍフィルタ５６およびその上に配置されるコリメーティングレンズシステム５８を有する検出経路部分５４に沿って光を反射するように配置構成される。一例として、コリメーティングレンズシステム５８は、両凹レンズ５８Ｂを伴う色消しの正のダブレット５８Ａを含む。
【００１９】
本発明によれば、検出経路部分５４は、コリメーティングレンズシステム５８の後の検出経路部分５４に対して角度４５°で指向されるビームスプリッタ６４によって規定される第１および第２の検出経路６０、６２の一致する区間を含むものとして考えることができる。したがって、第１の検出経路６０は、ビームスプリッタ６４を介して接眼レンズ１４に向かって透過される光を伴うのに対し、第２の検出経路６２は、ビームスプリッタ６４によって感光式検出器６６に向かって反射される光を伴う。操作者の目６７および検出器６６の両方で像形成される平行光が、照射される領域と隣接する暗視野との間の境界のシャドーラインを規定することを理解されたい。以下に説明されるように、シャドーラインとして測定基準位置を確立するために使用される操作者の十字線の像を表示するために、十字線レチクル６５が、接眼レンズ１４の前の第１の検出経路６０に配置される。シャドーライン検出器は、２６２４セルを有するＳＯＮＹ ＩＬＸ ５０５Ａ線形走査型アレイであるが、本発明から逸脱しなければ、他の光電検出装置を使用してもよい。
【００２０】
図５は、接眼レンズ１４を介して見た場合に操作者が見ると考えられるものを示している図である。シャドーライン２は、暗視野４と照射領域６との間の境界によって規定される。視野の中心と交差している基準十字線８の像は、十字線レチクル６５によって形成される。
【００２１】
屈折プリズム２６の射出面２６Ｂから出る光の指向は、試料の屈折率を変化させることから、光学素子５０は、光を光学素子５０によって再指向させることができるように入射角を調整するために、射出面２６Ｂに対して移動可能である。したがって、前述のシャドーラインは、図５に示されているように、接眼レンズ１４の視野およびシャドーライン検出器６６の視野に現れる。示されている実施態様において、約１．３〜約１．７の範囲の屈折率を有する異なる試料に適応させるために、角度に範囲を設けることによって反射面５２は、水平な調整軸７０を中心にして回転することができる。移動の範囲は、光学素子５０を表す交互のごく細線によって概略的に示されている。
【００２２】
今度は、図６および図７も参照すると、可動式光学素子５０は、筐体１２内部に含まれるエレベータ組立品７２によって調整軸７０を中心にしてＬＥＤの回転を手動制御するために取付けられ、外部の調整つまみ２０に連動することが好ましい。エレベータ組立品７２は一般に、左側面パネル１２Ｃの内面に固定するように接着される支持板７４、調整軸７０と対向し、支持板７４の先端に固定されるＬ字型調整台７６、調整台７６によって枢支されるクラッチシャフト７８および調整軸７０を中心とする回転用にその第１の端で支持板７４に枢支され、弓形の調整ブレード８２によってその第２の端でクラッチシャフト７８に作動可能であるように連結されるエレベータアーム８０を含む。クラッチシャフト７８の端は、右側面パネル１２Ｂを貫通して延在し、調整つまみ２０に接続され、それによって、調整つまみ２０の回転は、調整軸７０を中心とするエレベータアーム８０の回転をさせるようにするために、調整ブレード８２に伝達される。可動式光学素子５０は、可動式光学素子５０がエレベータアーム８０によって支持されるようにエレベータアーム８０の中央部分に固定されるブラケット８２に取付けられる。
【００２３】
エレベータ組立品７２は、調整軸７０を中心として回転する際に移動可能である光学素子の位置を表す電子信号情報を形成するための位置検知手段８４をさらに含む。示されている実施態様において、位置検知手段８４は、支持板７４に固定される感光式位置検出器８８に対して、可動式光学素子５０と共に移動させるために、エレベータアーム８０に固定するように取付けられる位置表示光源８６を具備する。位置表示光源８６は、エレベータアーム８０上の中空の位置表示台９４の端に接着されるスリットアパーチャ９２に面するＬＥＤ９０のまっすぐな列で構成される線光源を含むことが好ましい。もちろん、点光源またはレーザダイオードを含む他の位置表示光源も可能である。位置表示光源８６からの光がエレベータアームを貫通して指向され、位置検出器８８で焦点を結ぶようにするために、位置表示台９４は、エレベータアーム８０を貫通する孔９８の中に設定されるポジションレンズ９６と一列を成すように配置される。シャドーライン検出器に関して、好ましい位置検出器は、２６２４セルを有するＳＯＮＹ ＩＬＸ ５０５Ａ線形走査型アレイであるが、他の光電検出装置も使用可能である。感光式位置検出器８８が可動式光学素子５０と共に移動するためにエレベータアーム８０に取付けられ、位置表示光源８６が支持板７４に固定されているような別の配置構成も可能であることを理解されたい。いずれの配置構成においても、ピーク出力信号を発生するために、位置検出器の素子またはセルが位置表示光源と一列を成すような構成に基づく可動式光学素子５０の位置に関連付けることができる信号情報を形成するように、位置表示光源８６および位置検出器８８が協働する。
【００２４】
したがって、本発明において、屈折光学系によって表示される信号情報を発生するための２つの検出器アレイ、すなわち位置検出器８８およびシャドーライン検出器６６が存在する。屈折計１０が自動モードである場合には、このような検出器アレイからの信号情報は、計器の光学手段の操作に関連して配置される試料の屈折率を算出するために処理される。
【００２５】
図８は、ブロック図形式の屈折計１０の電子回路を示している。回路は、中央処理装置９２のほか、照射用ＬＥＤアレイ４３および位置表示光源８６にも接続される電源制御回路９０を含む。ＣＰＵ９２は、アドレス／データバス９４を介して他の電子回路構成要素および屈折計１０の電子入出力装置に連結される。パーソナルコンピュータなどの周辺装置とのデータ通信は、ユニバーサル非同期受信器／送信器９６によってそれぞれデータバス９４に接続されるシリアルポート２２を介して実行される。ユーザインターフェイス１６は、液晶ディスプレイ１０２を包囲し、図１に示されている以下のコマンドボタン：ＭＥＮＵボタン１０４、ＲＥＡＤボタン１０６、Ｄｏｗｎボタン１０８、Ｕｐボタン１１０およびＳＥＬＥＣＴボタン１１２を有するキーパッド入力部１００を含む。メモリブロックは、計器の電源を切る際には保存する必要がないプログラム変数を格納するための１２８キロバイト静的ランダムアクセス記憶装置（ＳＲＡＭ）１１４、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｓｕｇａｒ Ａｎａｌｙｓｉｓによって設けられる実行可能コードおよびサッカロース変換係数を格納するための２５６キロバイトフラッシュ電気消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）１１６および変更可能な使用者設定値、較正データおよび設定表示可能な変換表（カスタムチャネル）を格納するための３２キロバイトＥＥＰＲＯＭ１１８を含む。リアルタイムクロック１２０は、実験室の記録のために測定時間日付情報を提供する。プリズム組立品２４に関連する温度検知器１２６から得られた温度の値および位置検出器８８ならびにシャドーライン検出器６６のアレイ素子から得られた信号情報を含む測定情報の読取りは、プログラム可能タイマ回路１２４およびプログラム可能論理回路１２８によって制御される。上述したように、位置検出器８８は、位置表示光源８６に光学的に結合される。位置検出器８８の各走査で得られたアナログ信号情報は、アナログディジタル変換器１３２が後に続く低域フィルタ１３０に入力される。同様に、シャドーライン検出器６６は、ＬＥＤアレイ４５に光学的に連結され、シャドーライン検出器６６の各走査で得られたアナログ信号情報は、低域フィルタ１３４、次いでアナログディジタル変換器１３６に入力される。
【００２６】
実現可能なオプションの特徴として、シャドーライン調整つまみ２０を用いる手動位置調整とは対照的に、可動式光学素子５０の自動位置調整を行うために、ステッパモータ１３８をエレベータアーム８０に連動することができる。
【００２７】
位置検出器８８およびシャドーライン検出器６６からの信号情報は、屈折光学系を表していることを思い出されたい。さらに具体的には、可動式光学素子５０の位置に応じた位置にあるシャドーラインおよび試料の屈折率を規定するために、位置表示光源８６からの光は、可動式光学素子５０の位置に応じた位置で位置検出器８８に衝突し、試料によって透過される光は、シャドーライン検出器６６を照射する。位置表示光源８６からの光が位置検出器８８に衝突する位置は、セル番号ＣＮ１によって表現される。シャドーライン検出器６６上のシャドーラインの位置は、シャドーライン検出器の暗視野が照射される領域に移動するセル番号ＣＮ２によって特定される。
【００２８】
図９は、位置検出器８８の走査に関してセル番号の関数として信号強度の代表的なプロットを示している。位置表示光源８６およびアーパチャ９２は、スリット光源を規定するため、合理的にうまく規定されたピークが検出器アレイに生じる。一般的に有用な構成において、ピークセルが記録され、振幅の増大が再び発見されるまでスパイクのそれぞれの側を移動することによって、雑音レベルが決定される。次に、スパイクの下かつ雑音レベルの上の陰影をつけた領域の支点が、決定され、対応するセル番号または分別セル番号がＣＮ１として選択される。
【００２９】
ＣＮ２の決定については、図１０に関して示されており、シャドーライン検出器６６の走査に対してセル番号の関数として信号強度の代表的なプロットを表している。ここで、明るい部分から検出器アレイ上の多数のセルを越えて広がっている暗い部分へ移行している。ＣＮ２に到達するための適切な構成としては、ピークセルを記録すること、ピークセルの右側に沿って最も急峻なスロープが連続するセルの間で発見されるまで下降すること、「暗」線を確立するためにピークセルの右で最も薄暗いセルを発見すること、最も急峻なスロープ線と暗線との間の交点を発見することおよび交点に対応するセル番号または分別セル番号としてＣＮ２を選択することが挙げられる。
【００３０】
図１１〜１３のフローチャートは、試料の屈折率を測定するために、屈折計１０を較正し、屈折計を使用するための操作論理ステップを示している。較正は一般に、２段階で行われる。第１の段階において、実際の計器の光学構成要素が「公称の計器」の光学構成要素とどれだけ異なるかを確認し、オフセット値を確定するために、蒸留水が較正用液体として使用される。較正の第２の段階において、一連の較正用液体は、算出された測定値を調整するための局所的な倍率係数を確定するために使用される。
【００３１】
フローチャートを参照する前に、フラッシュＥＥＰＲＯＭ１１６の中に予めプログラムされた関係関数について説明する必要がある。関数ｆ（ＣＮ１，ＣＮ２）は、屈折率ｎＤとＣＮ１およびＣＮ２との間の関係である。したがって、
ｎＤ＝ｆ（ＣＮ１，ＣＮ２）である。関数ｆ（ＣＮ１，ＣＮ２）は、既知の屈折率を有するさまざまな試料およびシャドーライン検出器６６の視野を表すセル領域にわたるインターバルにおいて調整されるＣＮ２の値に関して、値ｎＤ、ＣＮ１およびＣＮ２の表として格納されることができる。たとえば、好ましい実施態様において、シャドーライン検出器６６の視野は一般に、セル７５０〜セル１２５０であり、セル１０００が十字線基準交点を表している。したがって、シャドーラインは、セル番号７５０（ＣＮ２）で現れるように調整され、一組の測定は既知の屈折率に対応するＣＮ１の値を決定すると考えられ、次に、５０セルステップによってセル番号８００に調整され、一組の測定が既知の屈折率に対応するＣＮ１の値を決定するために、ＣＮ１＝１２５０が終了するまで反復される。
【００３２】
屈折計の電源が入ると、操作者は、較正メニューオプションを選択するために、キーパッド入力部１００を使用し、次に、表示された選択リストから１〜７の較正点の番号（６つの較正油および水）を選択する。次いで、ディスプレイは、操作者に完全な較正を行うように促す較正用スクリーンを示す。まず、操作者は、屈折プリズム面２６Ａに直接蒸留水を配置し、試料の上部に照射プリズム３０を近づけ、次に、操作者は、接眼レンズ１４を介して見たシャドーラインと十字線基準が一直線を成すようにシャドーライン調整つまみ２０を回転する。このとき、操作者は、ＲＥＡＤボタン１０６を押すことによって読取りを開始し、前述したように実際の値ＣＮ１Ａ、ＣＮ２Ａおよび温度が得られる。読取り温度における水の真の屈折率は格納されている温度補償データを用いて計算され、理論値ＣＮ１Ｔは水の温度補償された屈折率および関数ｆを用いて算出される。したがって、期待値または理論値ＣＮ１Ｔと実際の値ＣＮ１Ａとの差を表すオフセットＣＮ１Ｏを算出することができる。同様のオフセットＣＮ２Ｏが、ＣＮ２Ｔが十字線にあるセル１０００に等しいと仮定し、その値から実際の値ＣＮ２Ａを減じることによって、同様のオフセットＣＮ２Ｏが算出される。
【００３３】
一旦、ＣＮ１およびＣＮ２に関するオフセットを確定するために操作者が水に対する較正を十分に行うと、較正の第２の段階が図１２に示されているように開始される。操作者は、温度補償される屈折率を算出することができるようにするために、較正溶液のための屈折率情報を入力するように促される。プリズム２６、３０の間の較正溶液に対して、操作者は、接眼レンズ１４の視野のいずれかにシャドーラインを配置するように調整つまみ２０を手動で回転し、次にＲＥＡＤボタン１０６を押す。読取りによって得られた実際のセル番号値は、それぞれのオフセットによって調整される。読取られた温度における較正溶液の屈折率は、操作者によって予め入力された情報を用いて算出され、次に屈折率の理論値が、関数関係ｆ２における実際のセル番号（オフセットとして）を入力し、必要であれば補間することによって算出される。倍率係数は、理論的に導出される屈折率によって除される実際または真の屈折率にすぎない。一旦、操作者がすべての較正溶液を完了すると、ＣＮ１、ＣＮ２および倍率係数ＭＦの表が格納される。
【００３４】
オフセットおよび倍率係数を確定するための較正に続いて、屈折計１０は、自動モードで作動する準備が行われる。プリズム２６、３０の間の試料に関して、シャドーラインは、シャドーライン調整つまみ２０を回転することによって、接眼レンズ１４の視野のどこに配置されてもよい。操作者は、セル番号の値を得るために読取りを行い、較正によって得られたオフセットの格納されている値にそれを追加させる。オフセットとしてのセル番号を用いて、倍率係数は、較正の第２の段階を通じて格納された倍率係数から補間される。次に、関係ｆ２および補間された倍率係数を用いて、屈折率が算出される。
【００３５】
上述の関数関係を用いた別のアプローチとして、ＣＮ２＝１０００と仮定することによって、屈折率とＣＮ１のみの関数関係を確定し、次に、、「中心から離れている」（１０００を越えているか、または１０００未満のいずれか）ＣＮ２を考慮して、屈折率の算出前にＣＮ１がどの程度まで調整されなければならないかを決定することもできる。
【００３６】
測定値の出力は、ＬＣＤディスプレイ１０２によって伝達され、シリアルポート２２を介して周辺装置にダウンロードされることができる。操作者の選択に応じて、屈折率、固体の割合、温度補償された屈折率および温度補償された個体の割合について、読取りを行うことができる。
【００３７】
本発明は、試料の読取りを行う前に、視覚を用いてシャドーラインを十字線と一直線を成すように整列させることに関する人為的な誤差を排除することによって、測定の再現性を向上することができることを認識されたい。第１および第２の検出経路の使用によって、本発明はまた、所望であれば手動モードで作動することもできる。さらに、接眼レンズ１４の視野内のいずれかに配置されるシャドーラインを用いて、計器の読取りを実現することに関連して、可動式光学素子５０の調節可能性によって、屈折計１０をさらに広範囲の用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施態様によって製作される透過光屈折計の前面斜視図である。
【図２】 図１に示された屈折計の背面斜視図である。
【図３】 屈折計の分解組立斜視図である。
【図４】 屈折計の光学系を示す概略図である。
【図５】 屈折計の操作者が見た場合の測定シャドーラインおよび基準十字線を示している。
【図６】 屈折計のエレベータ組立品を示している斜視図である。
【図７】 図６に示されたエレベータ組立品の部分を示している分解組立斜視図である。
【図８】 図１に示された屈折計の回路を示している電子ブロック図である。
【図９】 屈折計の位置検出の一般的な走査用のセル番号の関数として表された信号強度のグラフである。
【図１０】 屈折計のシャドーライン検出器の走査に関してセル番号の関数として表された信号強度のグラフである。
【図１１】 本発明の屈折計の操作論理を示している概略的なフローチャートである。
【図１２】 本発明の屈折計の操作論理を示している概略的なフローチャートである。
【図１３】 本発明の屈折計の操作論理を示している概略的なフローチャートである。
【符号の説明】
２ シャドーライン、４ 暗視野、 ６ 照射領域、 ８ 基準用十字線、 １０ 透過光屈折計、 １２Ａ、 前面、 １２Ｂ、 右側面パネル、 １２Ｃ 左側面パネル、 １２Ｄ 水平な背面、 １２Ｅ 直立している背面、 １２ 筐体、 １４ 接眼レンズ、 １６ 電子ユーザインターフェイス、 １８ 電源スイッチ、 ２０ シャドーライン調整つまみ、 ２２ ＲＳ２３２シリアル通信ポート、 ２４ プリズム組立品、 ２６ 屈折プリズム、 ２６Ａ 入射面、 ２６Ｂ 射出面、 ２６Ｃ 背面、 ３０ 照射プリズム、 ３０Ａ 射出面、 ３０Ｂ 内部反射面、 ３０Ｃ 上面、 ３０Ｄ 入射面、 ３２ 枢軸アーム、 ３４ 枢軸ピン、 ３６ 水槽口、 ３８ 水槽口、 ４０ 照射窓、 ４２ 照射源、 ４３ エリアアレイ、 ４４ ベース組立品、４５ 発光ダイオード（ＬＥＤ）、 ４６ 電源、 ４７ 追加照射源、 ４８ 主電子論理回路基板、 ４９ 表面板、 ５０ 可動式光学素子、 ５２ 反射面、 ５４ 検出経路部分、 ５８Ａ 色消しの正のダブレット、 ５８Ｂ 両凹レンズ、 ５６ ５８９ｎｍフィルタ、 ５８ コリメーティングレンズシステム、６０ 第１の検出経路、 ６２ 第２の検出経路、 ６４ ビームスプリッタ、 ６５ 十字線レチクル、
６６ 感光式検出器、 ６７ 操作者の目、 ７０ 調整軸、 ７２ エレベータ組立品、７４ 支持板、 ７６ 調整台、７８ クラッチシャフト、 ８０ エレベータアーム、 ８２ 調整ブレード、 ８３ ブラケット、 ８４ 位置検出装置、８６ 位置表示光源、 ８８ 感光式検出器、 ９０ ＬＥＤまたは電源制御回路、 ９２ スリットアパーチャまたは中央処理装置（ＣＰＵ）、 ９４ 位置表示台またはアドレス／データバス、 ９６ ポジションレンズまたはユニバーサル非同期受信器／送信器、 ９８ 孔、 １００ キーパッド入力部、
１０２ 液晶ディスプレイ、 １０４ ＭＥＮＵボタン、１０６ ＲＥＡＤボタン、 １０８ Ｄｏｗｎボタン、 １１０ Ｕｐボタン、１１４ １２８キロバイト静的ランダムアクセス記憶装置（ＳＲＡＭ）、 １１６ ２５６キロバイトフラッシュ電気消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、 １１８ ３２キロバイトフラッシュ電気消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、 １２０ リアルタイムクロック、 １２４ プログラム可能タイマ回路、 １２６ 温度検知器、 １２８ プログラム可能論理回路、 １３０ 低域フィルタ、 １３２ アナログディジタル変換器、 １３４ 低域フィルタ、 １３６ アナログディジタル変換器、 １３８ ステッパモータ

Claims (2)

1. 照射境界シャドーラインを規定するために、光学手段（２４）に連動するように配置される試料によって透過される光を受光するための光学手段（２４）と、
   第１および第２の検出経路（６０，６２）に沿って、前記シャドーラインを投影するためのビームスプリッタ（６４）と、
   操作者に前記シャドーラインの像を示すために、前記第１の検出経路（６０）にある接眼レンズ（１４）と、
   感光式検出器（６６）上の前記シャドーラインの位置を表す信号情報を発生し、前記位置が前記試料の屈折率に応じるようになっている前記第２の検出経路（６２）上の感光式検出器（６６）と、
   前記試料の屈折率を算出するために、前記信号情報を数値で表すための処理手段（９２，９４）と、を具備する透過光屈折計（１０）において、
   前記光学手段（２４）が、前記シャドーラインを獲得し、前記シャドーラインを前記ビームスプリッタ（６４）に再指向するために、前記ビームスプリッタ（６４）の前にある可動式光学素子（５０）および前記可動式光学素子（５０）の位置を表す位置信号情報を発生するための位置検知手段（８４）を含み、前記処理手段（９２，９４）が、前記試料の屈折率を算出するために、前記感光式検出器（６６）から得た前記信号情報および前記位置信号情報を数値で表すようになっており、
   前記位置検知手段（８４）が、位置表示光源（８６）および前記位置表示光源（８６）と協働する感光式位置検出器（８８）を含み、前記位置表示光源（８６）および前記位置検出器（８８）の一方が、前記位置表示光源（８６）および前記位置検出器（８８）の他方に対して、前記可動式光学素子（５０）と共に移動するように取付けられている、透過光屈折計（１０）。
2. 前記位置表示光源（８６）が、前記可動式光学素子（５０）と共に移動するように取付けられている、請求項１に記載の透過光屈折計（１０）。

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