JPH0718791B2 - Differential refractometer - Google Patents

Differential refractometer

Info

Publication number
JPH0718791B2
JPH0718791B2 JP2308239A JP30823990A JPH0718791B2 JP H0718791 B2 JPH0718791 B2 JP H0718791B2 JP 2308239 A JP2308239 A JP 2308239A JP 30823990 A JP30823990 A JP 30823990A JP H0718791 B2 JPH0718791 B2 JP H0718791B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
cell
refractive index
transmitting member
light transmitting
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2308239A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03218442A (en
Inventor
宏一 岡
晃 川口
邦夫 熊谷
康弘 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Electronics Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otsuka Electronics Co Ltd filed Critical Otsuka Electronics Co Ltd
Priority to JP2308239A priority Critical patent/JPH0718791B2/en
Publication of JPH03218442A publication Critical patent/JPH03218442A/en
Publication of JPH0718791B2 publication Critical patent/JPH0718791B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、たとえば分子量の決定などのために用いられ
る示差屈折率計に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a differential refractometer used for, for example, determination of molecular weight.

〈従来の技術〉 溶液の屈折率およびその濃度依存性の測定により、その
溶質である試料の分子量を測定する技術が従来より知ら
れている。このような試料溶液の屈折率の測定は、たと
えば試料溶液とその溶媒とを分割収容した透明容器から
なるセルを用い、このセルにスリットを介した単色光を
入射させた場合に試料溶液と溶媒との屈折率差に応じて
入射光の光路が曲げられることを利用して行うことがで
きる。このように、屈折率が既知のリファレンス(前述
の例では試料溶液の溶媒)と、屈折率が未知のサンプル
(試料溶液)との屈折率差に応じて入射光が偏向される
ことを利用して、サンプルの屈折率の測定を行うように
したのが示差屈折率計である。
<Prior Art> A technique for measuring the molecular weight of a sample as a solute by measuring the refractive index of a solution and its concentration dependence has been conventionally known. The measurement of the refractive index of such a sample solution uses, for example, a cell composed of a transparent container that separately stores the sample solution and its solvent, and the sample solution and the solvent are applied when monochromatic light is incident on this cell through a slit. This can be performed by utilizing the fact that the optical path of the incident light is bent according to the difference in the refractive index between and. In this way, the fact that the incident light is deflected according to the refractive index difference between the reference with a known refractive index (solvent of the sample solution in the above example) and the sample with an unknown refractive index (sample solution) is used. The differential refractometer is adapted to measure the refractive index of the sample.

従来から用いられている示差屈折率計の基本的な構成は
第21図に示されている。光源1からの光は、スリット2
を介してコリメータレンズ3に導かれて平行光とされ
る。この平行光はスリット4でその幅が制限された光束
Aとなってセル5に入射する。このセル5からの光束A
は、結像レンズ6から後述する補正用ガラス板7を介し
て、結像レンズ6の焦点面に配設したフォトセンサ8の
検出面上にスリット4の像を形成する。補正用ガラス7
はダイヤル9の操作によって矢印R1方向に角変位され
る。
The basic structure of the differential refractometer used conventionally is shown in FIG. Light from the light source 1 is emitted from the slit 2
It is guided to the collimator lens 3 via and is made into parallel light. This collimated light enters the cell 5 as a light beam A whose width is limited by the slit 4. Light flux A from this cell 5
Forms an image of the slit 4 on the detection surface of the photosensor 8 arranged on the focal plane of the imaging lens 6 from the imaging lens 6 through a glass plate 7 for correction which will be described later. Correction glass 7
Is angularly displaced in the direction of arrow R1 by operating the dial 9.

第22図はセル5の構成を拡大して示す横断面図である。
このセル5はブライスセルなどと称されるもので、四角
柱状の透明筒体で構成したセル容器5aの内部空間を仕切
板5bで斜めに仕切り、第1室51と第2室52とを形成した
ものである。たとえば第1室51に屈折率の測定を行うべ
き試料溶液を満たし、第2室52にその溶媒を満たした場
合には、スリット4からの光束Aは試料溶液と溶媒との
屈折率差に対応して偏向される。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing an enlarged structure of the cell 5.
This cell 5 is called a Bryce cell or the like, and the inner space of the cell container 5a made of a transparent cylinder having a rectangular column shape is diagonally partitioned by a partition plate 5b to form a first chamber 51 and a second chamber 52. It was done. For example, when the first chamber 51 is filled with the sample solution whose refractive index is to be measured and the second chamber 52 is filled with the solvent, the light flux A from the slit 4 corresponds to the difference in the refractive index between the sample solution and the solvent. And be deflected.

屈折率の測定に当たっては、先ず第1の手順として第1
室51および第2室52の両方に同じ溶媒を満たして、スリ
ット4の像をフォトセンサ8で検出させる。そして、第
2の手順としてたとえば第1室51に試料溶液を入れ、第
2室52に溶媒を入れて同様の測定を行う。この第1,第2
の手順間でスリット像の結像位置は光束Aが受ける偏向
量に対応して変化する。
In measuring the refractive index, the first procedure is the first
Both the chamber 51 and the second chamber 52 are filled with the same solvent, and the image of the slit 4 is detected by the photosensor 8. Then, as a second procedure, for example, the sample solution is put in the first chamber 51 and the solvent is put in the second chamber 52, and the same measurement is performed. This first, second
The image forming position of the slit image changes according to the amount of deflection of the light beam A during the procedure.

屈折率差Δnは、 但し、nS……試料溶液の屈折率 nR……溶媒の屈折率 e ……セル外の屈折率 α……光束Aの偏向角 θ……光束Aと仕切板5bとのなす角 のように表される。第式において、符号±は、屈折率
nS,nRおよび角度θの値によっていずれか一方の符号が
選択される。一方、セル5とフォトセンサ8との間の距
離をlとすると、スリット像の結像位置の変化Δxを用
いて、sinαは、 と表されるので、上記第式は、 と変形される。空気中では、e≒1であるので、結局、 となる。すなわち、変位Δxを知れば、屈折率差Δnが
得られ、したがって溶媒の屈折率に基づいて試料溶液の
屈折率を求めることができる。
The refractive index difference Δn is However, n S …… Refractive index of sample solution n R …… Refractive index of solvent e …… Refractive index outside the cell α …… Deflection angle of light flux A θ …… Represented by. In the formula, the sign ± is the refractive index
One of the signs is selected depending on the values of n S , n R and the angle θ. On the other hand, assuming that the distance between the cell 5 and the photosensor 8 is l, sin α is calculated by using the change Δx in the imaging position of the slit image. Therefore, the above equation is Will be transformed. In the air, e≈1, so after all, Becomes That is, if the displacement Δx is known, the refractive index difference Δn can be obtained, so that the refractive index of the sample solution can be obtained based on the refractive index of the solvent.

第23図は補正用ガラス板7の作用を説明するための平面
図である。ダイヤル9の操作によって補正用ガラス板7
がその基準位置7a(第23図中に破線で示す位置)から角
度βだけ角変位されると、光束Aの補正用ガラス板7へ
の入射角は角度βに等しくなる。このとき、光束Aが屈
折されることによりその光路がΔx′だけずれるとする
と、この光路の変位Δx′は近似的に、 Δx′∝sinβ …… となる。
FIG. 23 is a plan view for explaining the action of the correction glass plate 7. The correction glass plate 7 is operated by operating the dial 9.
Is angularly displaced from the reference position 7a (the position shown by the broken line in FIG. 23) by the angle β, the incident angle of the light flux A on the correcting glass plate 7 becomes equal to the angle β. At this time, if the optical path of the light flux A is deviated by Δx ′ due to refraction, the displacement Δx ′ of this optical path is approximately Δx′∝sin β.

したがって、先ず補正用ガラス板7を基準位置7aの姿勢
とした状態でセル5の両室51,52に溶媒を満たして光束
Aをフォトセンサ8で検出させ、次にセル5の第1室51
に試料溶液を満たした場合の偏向を受けた光束Aをダイ
ヤル9の操作によりフォトセンサ8に結像させるように
した場合には、補正用ガラス板7による光束Aの光路の
変位Δx′は、 Δx′∝Δx …… となる。変位Δx′は、ダイヤル9の値から求められ、
したがってこのダイヤル9の値に基づいて上記第式か
ら試料溶液とその溶媒との屈折率差Δnを求めることが
できる。
Therefore, first, with the correction glass plate 7 in the attitude of the reference position 7a, both chambers 51, 52 of the cell 5 are filled with a solvent to detect the light flux A by the photosensor 8, and then the first chamber 51 of the cell 5 is detected.
When the light beam A that has been deflected when the sample solution is filled is imaged on the photosensor 8 by operating the dial 9, the displacement Δx ′ of the optical path of the light beam A by the correction glass plate 7 is Δx′∝Δx. The displacement Δx ′ is obtained from the value of the dial 9,
Therefore, based on the value of the dial 9, the refractive index difference Δn between the sample solution and the solvent can be obtained from the above equation.

このような構成では、ダイヤル9の手動操作によりスリ
ット像の結像位置をずらす作業は、操作者による個人差
が現れる恐れがあり、このためデータの再現性が悪く、
結果として屈折率測定の精度の劣化を招来していた。
In such a configuration, the work of shifting the image forming position of the slit image by the manual operation of the dial 9 may cause individual differences among operators. Therefore, the reproducibility of data is poor,
As a result, the accuracy of the refractive index measurement is deteriorated.

この問題を解決した他の先行技術はたとえば特開昭63-1
88744号公報に開示されており、その基本的な構成は第2
4図に示されている。光源11からの光は、集光レンズ12
で集光され、さらにスリット13で絞られ、コリメータレ
ンズ14で平行光とされる。この平行光は屈折率が既知の
透明材料で構成したVブロック15に入射する。このVブ
ロック15は、頂角を90度としたV字形の凹所15aを形成
してこの凹所15aを試料台としたものである。この凹所1
5aにはたとえば頂角を90度に加工した屈折率が未知の試
料16が載置され、コリメータレンズ14からの平行光のほ
ぼ半分はこの試料16を透過する。
Another prior art that solves this problem is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-1.
It is disclosed in Japanese Patent No. 88744, and its basic configuration is the second
Shown in Figure 4. The light from the light source 11 is collected by the condenser lens 12
The light is focused by, is further focused by the slit 13, and is collimated by the collimator lens 14. The parallel light enters the V block 15 made of a transparent material having a known refractive index. The V block 15 has a V-shaped recess 15a having an apex angle of 90 degrees, and the recess 15a is used as a sample table. This recess 1
A sample 16 having an apex angle of 90 degrees and an unknown refractive index is placed on 5a, and almost half of the parallel light from the collimator lens 14 passes through the sample 16.

Vブロック15からの光はチョッパ17を介して結像レンズ
18により集光されて一次元CCD(電荷結合素子)などで
構成した一次元イメージセンサ19に入射して、スリット
13の像を形成する。チョッパ17は、Vブロック15からの
光のうち試料16を透過した光に対応した開口と試料16を
透過しない光に対応した開口とを形成した固定片17a
と、前記開口のうちのいずれか一方を遮断する可動片17
bとを備える。
The light from the V block 15 passes through the chopper 17 and forms an imaging lens.
The light is condensed by 18 and is incident on the one-dimensional image sensor 19 composed of a one-dimensional CCD (charge coupled device) and the slit.
Form 13 images. The chopper 17 has a fixed piece 17a having an opening corresponding to the light transmitted through the sample 16 and an opening corresponding to the light not transmitted through the sample 16 among the light from the V block 15.
And a movable piece 17 for blocking either one of the openings.
b and.

試料16の屈折率の測定に当たっては、先ず試料16を透過
した光をチョッパ17で遮断する。このときのスリット像
の結像位置は一次元イメージセンサ19により検出され、
たとえば図外の制御手段などに保持される。この場合に
は、チョッパ17を通過する光は屈折率が一様なVブロッ
ク15のみを透過した光であるので偏向を受けていない。
In measuring the refractive index of the sample 16, first, the light transmitted through the sample 16 is blocked by the chopper 17. The image forming position of the slit image at this time is detected by the one-dimensional image sensor 19,
For example, it is held by a control means (not shown). In this case, since the light passing through the chopper 17 is the light that has passed through only the V block 15 having a uniform refractive index, it is not deflected.

次に、チョッパ17でブロック15からの光のうち試料16を
介さない光を遮断する。これにより結像レンズ18には、
Vブロック15と試料16との屈折率差に対応した偏向を受
けた光が入射する。このためスリット像は、前記屈折率
差に対応して、前述の場合とは異なる位置に結像される
ことになる。この結像位置が一次元イメージセンサ19に
よって検出されて前述の制御手段に取り込まれる。この
制御手段では、試料16を介した光と、試料16を介さない
光とがそれぞれ形成したスリット像の結像位置間の距離
が演算される。この演算結果から、試料16とVブロック
15との屈折率の差が求まるのは上述の第21図に示された
第1の先行技術の場合と同様である。
Next, the chopper 17 blocks the light from the block 15 that does not pass through the sample 16. This allows the imaging lens 18 to
Light deflected corresponding to the difference in refractive index between the V block 15 and the sample 16 enters. Therefore, the slit image is imaged at a position different from that in the above case, corresponding to the refractive index difference. This image formation position is detected by the one-dimensional image sensor 19 and taken into the above-mentioned control means. In this control means, the distance between the image forming positions of the slit images formed by the light passing through the sample 16 and the light not passing through the sample 16 is calculated. From this calculation result, sample 16 and V block
The difference in the refractive index from 15 is obtained as in the case of the first prior art shown in FIG. 21 described above.

この第24図に示された先行技術では、偏向量の測定は、
手動操作を必要とすることなく一次元イメージセンサ19
の出力に基づいて行われ、したがって、屈折率の測定が
簡単になり、また測定操作者の個人差による測定誤差が
生じることがないので、測定精度が向上される。
In the prior art shown in FIG. 24, the measurement of the deflection amount is
One-dimensional image sensor 19 without the need for manual operation
Therefore, the measurement of the refractive index is simplified, and the measurement error due to the individual difference of the measurement operator does not occur, so that the measurement accuracy is improved.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の先行技術の新たな問題は、チョッパ17の可動片17
bを駆動する際に振動が発生し、この振動のために一次
元イメージセンサ19におけるスリット像の結像位置が変
位して、結果として測定精度が劣化するとともに、機械
的な駆動部分を有しているため部品点数の増大を招いて
いることである。
<Problems to be Solved by the Invention> A new problem of the above-mentioned prior art is that the movable piece 17 of the chopper 17 is
Vibration is generated when driving b, and the imaging position of the slit image in the one-dimensional image sensor 19 is displaced due to this vibration, resulting in deterioration of measurement accuracy and a mechanical drive portion. This leads to an increase in the number of parts.

また第21図に示された第1の先行技術では、上述のよう
に測定操作者の個人差のためにデータの再現性が悪いと
いう問題の他に、セル5の両室に溶媒を満たした場合に
おけるスリット像の検出と、セル5の第1室51に試料溶
液を満たした場合のスリット像の検出とが或る時間間隔
を有して行われるので、機械的振動や空気のゆらぎの状
態の時間変化、および光学ベース(図示せず)の経時変
化による撓みの影響などの誤差要因が入り込み、これに
より測定精度が一層劣化するという問題もあった。
Further, in the first prior art shown in FIG. 21, in addition to the problem that the reproducibility of data is poor due to individual differences among measurement operators as described above, both chambers of the cell 5 are filled with a solvent. In this case, since the detection of the slit image and the detection of the slit image when the first chamber 51 of the cell 5 is filled with the sample solution are performed with a certain time interval, the state of mechanical vibration or air fluctuation There is also a problem that an error factor such as an influence of bending due to a change with time of an optical base and a change with time of an optical base (not shown), and the like, further deteriorates the measurement accuracy.

そこで、本発明は、上述の技術的課題を解決し、測定精
度が格段に向上されるようにした示差屈折率計を提供す
ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problem and to provide a differential refractometer in which the measurement accuracy is remarkably improved.

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための請求項1記載の示差屈折率
計は、光源と、透過光による結像を作るため、前記結像
に対応する少なくとも2つの識別箇所を持った原像を有
する光透過部材と、この光透過部材を透過した光源光を
集光するレンズと、このレンズに関して、前記光透過部
材と共役な位置に配置され、前記原像の結像を検出する
イメージセンサと、前記光透過部材と前記イメージセン
サとの間のいずれかの位置に配置され、前記光透過部材
の原像の前記2つの識別箇所を通った光をそれぞれ通過
させる2つの開口を持つ絞り部材とを具備し、前記絞り
部材の一方の開口を通過した光を、屈折率を測定すべき
サンプルと基準となる屈折率を有するリファレンスとの
界面を斜めに透過させるよう配置することにより、前記
イメージセンサ上に検出された結像の前記2つの識別箇
所に対応する部分間の距離に基づいて前記サンプルの相
対屈折率を測定するものである。
<Means for Solving the Problem> A differential refractometer according to claim 1 for achieving the above object, a light source and at least two identifications corresponding to the image formation for forming an image by transmitted light. A light transmitting member having an original image having a portion, a lens for condensing the light source light transmitted through the light transmitting member, a lens arranged at a position conjugate with the light transmitting member with respect to the lens, An image sensor that detects an image, and is disposed at any position between the light transmitting member and the image sensor, and allows the light passing through the two identification portions of the original image of the light transmitting member to pass through 2 And a diaphragm member having two openings, and arranged so that light passing through one of the openings of the diaphragm member is obliquely transmitted through an interface between a sample whose refractive index is to be measured and a reference having a reference refractive index. What to do According to the above, the relative refractive index of the sample is measured based on the distance between the portions of the image formation detected on the image sensor corresponding to the two identification points.

前記リファレンスは空気であってもよい(請求項2)。The reference may be air (claim 2).

前記屈折率を測定すべきサンプルと、基準となる屈折率
を有するリファレンスとは、これらの物質を分割収容す
るセルの中にそれぞれ収容されているものであってもよ
い(請求項3)。
The sample whose refractive index is to be measured and the reference having a reference refractive index may be housed in cells that separately house these substances (claim 3).

前記他方の開口を通過した光は、空気中、又は前記セル
内のリファレンスの入った部分、前記セル内のサンプル
の入った部分、前記セルとは別の、空気のみを充填した
セル、若しくは前記セルとは別の、屈折率の既知の媒質
を充填したセルであってもよい(請求項4)。
The light passing through the other opening is in air, or a portion containing a reference in the cell, a portion containing a sample in the cell, a cell different from the cell, which is filled only with air, or the It may be a cell filled with a medium having a known refractive index, which is different from the cell (claim 4).

前記原像を有する光透過部材は、少なくとも2箇所に開
口を持った絞り部材であってもよく(請求項5)、遮光
体が形成された透光板であってもよく(請求項6)、透
光部が形成された遮光板であってもよく(請求項7)、
目盛が刻まれている透明板であってもよい(請求項
8)。
The light transmissive member having the original image may be a diaphragm member having openings at at least two locations (Claim 5), or a translucent plate on which a light shield is formed (Claim 6). A light-shielding plate having a light-transmitting portion formed thereon (claim 7),
It may be a transparent plate having graduations (claim 8).

また、前記光透過部材と前記イメージセンサとの間の、
光源光の集光位置に、この集光された光を通す開口を持
つアパーチャをさらに具備することが望ましい(請求項
9)。
Further, between the light transmitting member and the image sensor,
It is desirable that an aperture having an opening through which the condensed light passes is further provided at a condensing position of the light source light (claim 9).

〈作用〉 このような構成によれば、原像の少なくとも2つの識別
箇所のうちのたとえば1箇所を透過した光はサンプルと
リファレンスとの界面を斜めに透過してイメージセンサ
の検出面の1箇所に結像し、別の識別箇所を透過した光
はイメージセンサの検出面の他の箇所に結像する。これ
らの光はイメージセンサにおいて同時に検出され、この
イメージセンサの出力から前記各識別箇所を透過した光
の各結像位置間の距離を求めることができる。この結像
位置間の距離は、サンプルとリファレンスとの界面を斜
めに通った光がサンプルおよびリファレンスの相互の屈
折率差に対応して受けた偏向量に対応する。したがっ
て、イメージセンサの出力に基づいて、サンプルとリフ
ァレンスとの屈折率差を求めることができる。
<Operation> According to such a configuration, the light transmitted through, for example, one of the at least two identification portions of the original image is obliquely transmitted through the interface between the sample and the reference, and the light is transmitted to one portion of the detection surface of the image sensor. The light that is imaged on the other side and passes through another identification point is imaged on another point on the detection surface of the image sensor. These lights are detected at the same time by the image sensor, and the distance between the respective image forming positions of the light transmitted through the respective identification points can be obtained from the output of the image sensor. The distance between the imaging positions corresponds to the amount of deflection received by the light obliquely passing through the interface between the sample and the reference in accordance with the difference in the refractive index between the sample and the reference. Therefore, the refractive index difference between the sample and the reference can be obtained based on the output of the image sensor.

本発明の構成では、機械的に駆動される構成部分が含ま
れておらず、したがって振動による測定精度の劣化の問
題を克服することができる。また、原像の2つの識別箇
所を透過した光がイメージセンサで同時に検出されるの
で、一方の光の結像位置が振動や空気のゆらぎなどのた
めにずれても、他方の光の結像位置も同様の変化を示
し、したがって上記識別箇所を通った光の各結像位置間
の距離を求めることにより、前記振動による結像位置の
ずれを相殺させることができる。
The arrangement according to the invention does not include any mechanically driven components, so that the problem of measurement accuracy deterioration due to vibrations can be overcome. In addition, since the image sensor simultaneously detects the light transmitted through the two identification points of the original image, even if the image forming position of one light is shifted due to vibration or air fluctuation, the image formation of the other light is performed. The position also shows the same change. Therefore, by obtaining the distance between the image forming positions of the light passing through the identification portion, it is possible to cancel the deviation of the image forming position due to the vibration.

なお、光透過部材とイメージセンサとはレンズに対して
共役な位置関係となるように配置されているため、イメ
ージセンサの検出面上に原像を鮮明に結像させることが
できる。また絞り部材によって、原像の2箇所の識別箇
所を通った光を確実に分離して、前記両識別箇所を通っ
た光をイメージセンサの検出面上で確実に分離させるこ
とができる。このようにして、上記識別箇所を通った光
の結像位置間の距離の測定精度の向上が図られている。
Since the light transmitting member and the image sensor are arranged so as to have a conjugate positional relationship with the lens, the original image can be clearly formed on the detection surface of the image sensor. Further, the diaphragm member can surely separate the light that has passed through the two identification portions of the original image, and the light that has passed through both the identification portions can be reliably separated on the detection surface of the image sensor. In this way, the measurement accuracy of the distance between the image forming positions of the light passing through the identification portion is improved.

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Embodiment> An embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの発明の一実施例の示差屈折率計の基本的な
構成を簡略化して示す平面図であり、第2図はその平面
図である。光源21からの光は、干渉フィルタ22を介して
集光レンズ23で集光され、第3図に示すように2箇所に
細長い開孔24a,24bを有するスリット24を介して、光束L
1,L2を生じさせる。本実施例ではスリット24が光透過部
材を構成している。
FIG. 1 is a plan view showing a simplified basic configuration of a differential refractometer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. Light from the light source 21 is condensed by the condenser lens 23 via the interference filter 22, and passes through the slit 24 having elongated openings 24a and 24b at two places as shown in FIG.
Gives rise to 1, L2. In this embodiment, the slit 24 constitutes a light transmitting member.

スリット24からの光束L1,L2は結像レンズ25から、2つ
の開口を有するスリット26a、および結像レンズ25の光
軸上にピンホールなどを形成した絞り部材であるアパー
チャ26を介してセル27に入射する。セル27を透過した光
束L1,L2は反射鏡28により反射された後に再度セル27を
透過して、一次元イメージセンサ29にスリット24の像を
形成する。スリット24と一次元イメージセンサ29とは結
像レンズ25に関して光学的に共役な位置関係となるよう
に配設され、これによて一次元イメージセンサ29の検出
面上にスリット24の開孔24a,24bの像を鮮明に結像させ
るようにしている。30は遮光カット板であり、周囲の余
分な光が一次元イメージセンサ29に入射することを防い
でいる。
Light fluxes L1 and L2 from the slit 24 are transmitted from the imaging lens 25 to a cell 27 via a slit 26a having two openings and an aperture 26 which is a diaphragm member having a pinhole formed on the optical axis of the imaging lens 25. Incident on. The light beams L1 and L2 that have passed through the cell 27 are reflected by the reflecting mirror 28 and then pass through the cell 27 again to form an image of the slit 24 on the one-dimensional image sensor 29. The slit 24 and the one-dimensional image sensor 29 are arranged so as to have an optically conjugate positional relationship with respect to the imaging lens 25, whereby the aperture 24a of the slit 24 is formed on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29. The image of 24b is clearly formed. Reference numeral 30 denotes a light-shielding cut plate, which prevents extraneous light from entering the one-dimensional image sensor 29.

第4図はセル27の横断面図である。このセル27は四角柱
状の透明筒体で構成したセル容器27aの内部空間を透明
な仕切板27bで斜めに仕切って第1室71および第2室72
を形成したもので、たとえば第1室71には屈折率の測定
を行うべき試料溶液などのサンプルが満たされ、第2室
72にはその溶媒などのリファレンスが満たされる。
FIG. 4 is a cross sectional view of the cell 27. The cell 27 has a first chamber 71 and a second chamber 72 which are formed by diagonally partitioning the inner space of a cell container 27a formed of a transparent cylinder having a rectangular prism shape with a transparent partition plate 27b.
The first chamber 71 is filled with a sample such as a sample solution whose refractive index is to be measured, and the second chamber 71
72 is filled with a reference such as its solvent.

光束L2は第2室72から仕切板27bを透過して第1室71を
経て反射鏡28に向かい、光束L1は第2室72のみを透過す
る。反射鏡28で反射された後の光束L1,L2は第4図図示
の場合とほぼ正反対の方向に進行する。このようにし
て、光束L2は第1室71内の試料溶液と第2室72内の溶媒
との両方を透過し、光束L1は溶媒のみを透過することに
なるので、光束L2は試料溶液およびその溶媒の相互の屈
折率差に対応した偏向を受け、光束L1は前記屈折率差に
起因する偏向を受けない。したがって一次元イメージセ
ンサ29で検出されるスリット24の開孔24a,24bの像の結
像位置間の距離は試料溶液および溶媒の屈折率差に対応
する。第1室71に溶媒を満たし、第2室72に試料溶液を
満たした場合にも同様であり、仕切板27bを透過する光
束L2は屈折率差に対応した偏向を受け、第2室72のみを
透過する光束L1は屈折率差に起因する偏向を受けない。
The light flux L2 passes through the partition plate 27b from the second chamber 72, travels through the first chamber 71 toward the reflecting mirror 28, and the light flux L1 passes through only the second chamber 72. The light beams L1 and L2 after being reflected by the reflecting mirror 28 travel in a direction substantially opposite to the direction shown in FIG. Thus, the light flux L2 transmits both the sample solution in the first chamber 71 and the solvent in the second chamber 72, and the light flux L1 transmits only the solvent. The light flux L1 is deflected according to the mutual refractive index difference between the solvents, and the light flux L1 is not deflected due to the refractive index difference. Therefore, the distance between the image formation positions of the images of the openings 24a and 24b of the slit 24 detected by the one-dimensional image sensor 29 corresponds to the difference in refractive index between the sample solution and the solvent. The same is true when the first chamber 71 is filled with the solvent and the second chamber 72 is filled with the sample solution, and the light flux L2 that passes through the partition plate 27b is deflected according to the refractive index difference, and only the second chamber 72 is provided. The light flux L1 that passes through is not deflected due to the difference in refractive index.

結像レンズ25の背後に設けたスリット26aは、光束L1,L2
を充分に絞りこみ、光束L2が確実にセル27の仕切板27b
を透過し、また光束L1が確実にセル27の第2室72のみを
透過するようにしている。これにより、一次元イメージ
センサ29の検出面には、試料溶液およびその溶媒の両方
を透過した光束L2と、溶媒のみを透過した光束L1とが確
実に分離されて結像する。
The slit 26a provided behind the imaging lens 25 has the light fluxes L1 and L2.
The light beam L2 to ensure that the light flux L2
And the light beam L1 is surely transmitted only through the second chamber 72 of the cell 27. As a result, on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29, the light flux L2 that has transmitted both the sample solution and its solvent and the light flux L1 that has transmitted only the solvent are reliably separated and imaged.

第5図は測定原理を説明するための斜視図であり、一次
元イメージセンサ29の検出面上に光束L1,L2が結像する
様子が示されている。セル27の第1室71および第2室72
の両方に試料溶液の溶媒を満たした場合には、光束L2は
偏向を受けずに光路LREFを介して一次元イメージセンサ
29の検出面に入射する。この偏向を受けない場合の光束
L2の結像位置SREFと、第1室71に試料溶液を入れた場合
の偏向を受けた光束L2の結像位置S2との位置ずれΔX
が、試料溶液とその溶媒との屈折率の差に対応する。一
次元イメージセンサ29で検出されるのは、光束L1の結像
位置S1と光束L2の結像位置S2との間の距離ΔX1である
が、結像位置S1,SREF間の距離ΔX0を予め求めておけ
ば、位置ずれΔX(=ΔX−ΔX0)を求めることができ
る。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the measurement principle, and shows how the light beams L1 and L2 are imaged on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29. First chamber 71 and second chamber 72 of cell 27
If both of them are filled with the solvent of the sample solution, the light flux L2 is not deflected and is transmitted through the optical path L REF to the one-dimensional image sensor.
It is incident on 29 detection surfaces. Light flux without this deflection
Misalignment ΔX between the image forming position S REF of L2 and the image forming position S2 of the light beam L2 that has been deflected when the sample solution is placed in the first chamber 71.
Corresponds to the difference in refractive index between the sample solution and its solvent. What is detected by the one-dimensional image sensor 29 is the distance ΔX1 between the image forming position S1 of the light beam L1 and the image forming position S2 of the light beam L2, but the distance ΔX0 between the image forming positions S1 and S REF is set in advance. If calculated, the positional deviation ΔX (= ΔX−ΔX0) can be calculated.

本実施例においては、反射鏡28によって光路を折り返
し、光束L1,L2を2回にわたってセル27を通過させるよ
うにしているので、光束L2は2回にわたって偏向を受け
る。このため、位置ずれΔXは、たとえば第21図および
第24図に示された従来の構成の場合のスリット像の変位
量の2倍の値に対応する。したがって、本実施例の示差
屈折率計では、屈折率差Δnは、上記第式におけるΔ
xをΔX/2に置き換えることにより得られ、結局、 となる。但し、角度θは光束L2とセル27の仕切板27bと
のなす角(第4図参照)であり、lはセル27から一次元
イメージセンサ29の検出面に至る距離である。
In this embodiment, since the optical path is turned back by the reflecting mirror 28 and the light beams L1 and L2 are passed through the cell 27 twice, the light beam L2 is deflected twice. Therefore, the positional deviation ΔX corresponds to a value twice the displacement amount of the slit image in the case of the conventional configuration shown in FIGS. 21 and 24, for example. Therefore, in the differential refractometer of the present embodiment, the refractive index difference Δn is Δ in the above equation.
obtained by replacing x with ΔX / 2, Becomes However, the angle θ is an angle formed by the light flux L2 and the partition plate 27b of the cell 27 (see FIG. 4), and l is the distance from the cell 27 to the detection surface of the one-dimensional image sensor 29.

さらに、一次元イメージセンサ29におけるたとえばフォ
トダイオードなどの素子(図示せず)間の間隔が56×10
-3(mm)であるとすると、スリット像の結像位置間の素
子数mにより、 ΔX=m・56×10-3(mm) …… となるので、上記第式は、 と変形される。
Further, the distance between elements (not shown) such as a photodiode in the one-dimensional image sensor 29 is 56 × 10 5.
If it is -3 (mm), ΔX = m · 56 × 10 -3 (mm) ...... by the number of elements m between the image forming positions of the slit image, so the above equation is Will be transformed.

第6図は一次元イメージセンサ29の出力信号強度を示す
図であり、横軸に一次元イメージセンサ29の検出面にと
った一次元座標をより、縦軸に出力信号強度をとってい
る。ピークP1は光束L1に対応し、ピークP2aは第1室71
に溶媒を入れた場合の光束L2対応し、ピークP2bは第1
室71に試料溶液を入れた場合の光束L2対応している。第
5図図示の距離ΔX1はピークP1,P2bの各頂点間の距離に
対応し、距離ΔX0はピークP1,P2aの各頂点間の距離に対
応し、位置ずれΔXはピークP2a,P2bの各頂点間の距離
に対応する。これらは第6図に同時に示されている。
FIG. 6 is a diagram showing the output signal strength of the one-dimensional image sensor 29. The horizontal axis represents the one-dimensional coordinates on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29, and the vertical axis represents the output signal strength. The peak P1 corresponds to the light flux L1, and the peak P2a is the first chamber 71.
It corresponds to the light flux L2 when a solvent is added to the
It corresponds to the luminous flux L2 when the sample solution is put in the chamber 71. The distance ΔX1 shown in FIG. 5 corresponds to the distance between the vertices of the peaks P1 and P2b, the distance ΔX0 corresponds to the distance between the vertices of the peaks P1 and P2a, and the positional deviation ΔX corresponds to the vertices of the peaks P2a and P2b. Corresponds to the distance between. These are shown together in FIG.

アパーチャ26の働きによってたとえばピークP1を形成す
る光束L1は充分に絞り込まれているので、このピークP1
は充分に鋭い形状を有することができる。このことはピ
ークP2a,P2bに関しても同様である。
Due to the action of the aperture 26, for example, the light flux L1 forming the peak P1 is sufficiently narrowed down, so that the peak P1
Can have a sufficiently sharp shape. This also applies to the peaks P2a and P2b.

本実施例では、ピーク位置の決定に際して、各ピークと
座標軸とにより囲まれた部分の面積(以下「ピーク面
積」という)が演算される。そしてこのピーク面積を二
分する座標値がピーク位置として決定される。このよう
なピーク位置決定方法によれば、一次元イメージセンサ
29における素子間の間隔よりもさらに詳細なピーク位置
の決定が可能となる。
In this embodiment, when determining the peak position, the area of the portion surrounded by each peak and the coordinate axis (hereinafter referred to as "peak area") is calculated. Then, the coordinate value that bisects this peak area is determined as the peak position. According to such a peak position determining method, the one-dimensional image sensor
It is possible to determine the peak position more detailed than the inter-element spacing at 29.

ピーク位置の決定のための他の方法としては、一次元イ
メージセンサ29の各素子が検出する光量Iiを重みとして
平均位置xMを下記式に基づいて演算し、この平均位置
xMをピーク位置とする方法を用いることもできる。
As another method for determining the peak position, the average position x M is calculated based on the following formula with the light amount I i detected by each element of the one-dimensional image sensor 29 as a weight, and the average position is calculated.
A method in which x M is the peak position can also be used.

但し、xは一次元イメージセンサ29の検出面上の座標位
置を示す。
However, x indicates a coordinate position on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29.

しかしながら、この方法では、平均位置xMからずれたデ
ータが強調されてしまう欠点がある。前述のようにピー
ク面積を二分する座標位置をピーク位置とする方法で
は、すべての光の重要性が均一になり、また受光した光
の殆ど全部が有効なデータとして扱われるので、ピーク
位置の精度が高くなるという利点がある。
However, this method has a drawback that data deviated from the average position x M is emphasized. In the method of setting the coordinate position that bisects the peak area as the peak position as described above, the importance of all lights becomes uniform, and almost all of the received light is treated as valid data. Has the advantage of being higher.

ピーク位置の決定のための技術としては、この他にたと
えば特開昭63-295935号公報に開示された技術を用いる
ことができる。この開示技術は、一次元イメージセンサ
においてたとえば5個の素子で光が受光される場合に、
光量と座標位置との相関を示すグラフ上に形成される五
角形の重心をピーク位置として決定し、この五角形の面
積に等しい面積を有する所定の底辺の三角形の高さをピ
ーク高さとして決定するようにして、たとえイメージセ
ンサへの入射光の強度のピーク位置が素子間の非光電変
換領域である場合にも正確にそのピーク位置およびピー
ク高さが検出されるようにした技術である。この技術の
適用によっても、素子間の間隔よりもさらに詳細なピー
ク位置の決定が可能である。
As the technique for determining the peak position, the technique disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-295935 can be used. The disclosed technique is such that when light is received by, for example, five elements in a one-dimensional image sensor,
The center of gravity of the pentagon formed on the graph showing the correlation between the light quantity and the coordinate position is determined as the peak position, and the height of a predetermined base triangle having an area equal to the area of this pentagon is determined as the peak height. Even if the peak position of the intensity of the incident light on the image sensor is in the non-photoelectric conversion region between the elements, the peak position and the peak height can be accurately detected. Also by applying this technique, it is possible to determine the peak position in more detail than the spacing between the elements.

第7図は光束L1に対応したピークP1のピーク位置座標x1
(第6図参照)と、第1室71に溶媒を入れたときの光束
L2に対応したピークP2aのピーク位置座標x2a(第6図参
照)との各時間変化を示す図である。光束L1,L2の結像
位置は、機械的な振動や空気のゆらぎなどの影響を受け
てそれぞれ曲線l1,l2で示すように時間の経過に伴って
変動する。しかしながら、この結像位置の変動は、光束
L1,L2に関して等しく現れ、したがってこの光束L1,L2の
各結像位置間の距離ΔX0は曲線l0で示すようにほぼ時間
変化を示さず、本件発明者らによる実験では、±2/1000
(mm)の時間変化が測定されたに過ぎなかった。
FIG. 7 shows the peak position coordinate x1 of the peak P1 corresponding to the light flux L1.
(See FIG. 6) and the luminous flux when the solvent is put in the first chamber 71.
It is a figure which shows each time change with the peak position coordinate x2a (refer FIG. 6) of the peak P2a corresponding to L2. The image formation positions of the light fluxes L1 and L2 are affected by mechanical vibrations and air fluctuations, and fluctuate with the passage of time as indicated by curves l1 and l2, respectively. However, this change in the imaging position
The distances ΔX0 between the respective imaging positions of the luminous fluxes L1 and L2 show almost no time change as shown by the curve l0, and in the experiment by the present inventors, ± 2/1000
Only the time change in (mm) was measured.

このようにして距離ΔX0の測定は機械的な振動などの影
響を排除して正確に行うことができる。セル27の第1室
71に試料溶液を入れた場合にも同様であり、したがって
第5図の距離ΔX1の測定は正確に行われる。この結果、
位置ずれΔXが高精度で求まることになる。すなわち、
本実施例では試料溶液を透過した光束L2と溶媒のみを透
過した光束L1とを同時に検出するようにしているため、
機械的な振動や空気のゆらぎなどの影響が光束L1,L2の
各結像位置の変化として共通に現れ、したがってこの両
者間の距離の測定は上記のような誤差要因を相殺して正
確に行われることになる。
In this way, the distance ΔX0 can be accurately measured by eliminating the influence of mechanical vibration and the like. First chamber of cell 27
The same is true when the sample solution is put in 71, and therefore the distance ΔX1 in FIG. 5 is accurately measured. As a result,
The positional deviation ΔX can be obtained with high accuracy. That is,
In this embodiment, since the light flux L2 that has passed through the sample solution and the light flux L1 that has transmitted only the solvent are detected at the same time,
Effects such as mechanical vibrations and air fluctuations commonly appear as changes in the imaging positions of the light fluxes L1 and L2.Therefore, the distance between the two can be accurately measured by canceling out the above error factors. Will be seen.

たとえばセル27と一次元イメージセンサ29との間の距離
lを300(mm)とし、角度θを45度とすると、最小検出
感度Δnminは、 となる。上述のように機械的な振動などの影響が極度に
抑えられるので、上記第式で示される検出感度は、容
易に得ることができる。
For example, if the distance 1 between the cell 27 and the one-dimensional image sensor 29 is 300 (mm) and the angle θ is 45 degrees, the minimum detection sensitivity Δn min is Becomes As described above, the influence of mechanical vibration or the like is extremely suppressed, so that the detection sensitivity represented by the above equation can be easily obtained.

以上のように本実施例の構成では、第21図に示された第
1の先行技術における補正用ガラス板7や第24図に示さ
れた第2の先行技術におけるチョッパ17のような機械的
に駆動される構成が含まれておらず、各構成部分は測定
操作時には終始静止しているので、不所望な振動が生じ
ることはなく、また部品点数が低減されるので低コスト
にも有利となる。しかも、前述のように機械的な振動
や、光学ベース(図示せず)の経時変化などによらず
に、光束L2の結像位置の位置ずれΔXの測定は高精度で
行われ、したがって屈折率の測定が極めて高精度で行わ
れるようになる。
As described above, in the structure of this embodiment, the mechanical glass such as the correction glass plate 7 in the first prior art shown in FIG. 21 or the chopper 17 in the second prior art shown in FIG. 24 is used. Since it does not include a structure driven by, and each component is stationary during the measurement operation, unwanted vibration does not occur, and the number of parts is reduced, which is advantageous for low cost. Become. Moreover, as described above, the positional deviation ΔX of the image forming position of the light flux L2 is measured with high accuracy without being affected by mechanical vibration, aging of the optical base (not shown), etc. Will be measured with extremely high accuracy.

また、単一の光源21からの光から、2つの光束L1,L2を
形成し、この光束L1,L2をさらにスリット26aで絞り込ん
で確実に分割してそれぞれセル27に入射させ、光束L2は
試料溶液とその溶媒との両方を透過させ、光束L1は溶媒
のみを透過させるようにしているとともに、光源光から
光束L1,L2を形成させるスリット24を結像レンズ25に関
して一次元イメージセンサ29と光学的に共役な位置関係
となるように配設してスリット24の開孔24a,24bの像が
一次元イメージセンサ29の検出面に鮮明に結像されるよ
うにしている。これによって、一次元イメージセンサ29
によるスリット24の開孔24a,24bの各像の結像位置間の
距離ΔX1の測定は高精度で行うことができる。
Further, two light fluxes L1 and L2 are formed from the light from the single light source 21, and the light fluxes L1 and L2 are further narrowed down by the slit 26a so as to be surely divided and incident on the cell 27 respectively. Both the solution and its solvent are transmitted, and the light flux L1 is made to transmit only the solvent, and the slit 24 for forming the light fluxes L1, L2 from the light source light is provided with the one-dimensional image sensor 29 and the optical system with respect to the imaging lens 25. The images of the openings 24a and 24b of the slit 24 are clearly formed on the detection surface of the one-dimensional image sensor 29 by arranging so as to have a conjugate positional relationship. As a result, the one-dimensional image sensor 29
The distance ΔX1 between the image forming positions of the images of the openings 24a and 24b of the slit 24 can be measured with high accuracy.

なお、サンプルおよびリファレンスを分割収容するセル
としては、第4図図示のようなセル27の代わりに、第8
図〜第11図にそれぞれ示すように、四角柱状の透明筒体
で構成したセル容器40の内部空間を断面V字状の透明な
仕切板41で仕切り、たとえば一方の室42に屈折率の測定
を行うべきサンプルを入れ、他方の室43に屈折率が既知
のリファレンスを入れるようにしたセルが用いられても
よい。この場合に光束L2が仕切板41を透過するようにす
れば、この光束L2はセルを1回通過することによってサ
ンプルとリファレンスとの屈折率差による偏向を2回に
わたって受けることになるので、その偏向量が2倍とな
り、したがって屈折率測定の精度をさらに向上すること
ができる。
As a cell for separately storing the sample and the reference, instead of the cell 27 as shown in FIG.
As shown in each of FIGS. 11 to 11, the inner space of the cell container 40 formed of a transparent cylinder having a quadrangular prism shape is partitioned by a transparent partition plate 41 having a V-shaped cross section. For example, one of the chambers 42 has a refractive index measured. A cell may be used in which a sample to be subjected to is placed and a reference having a known refractive index is placed in the other chamber 43. In this case, if the light flux L2 is made to pass through the partition plate 41, this light flux L2 will be deflected by the refractive index difference between the sample and the reference twice by passing through the cell once. The amount of deflection is doubled, so that the accuracy of refractive index measurement can be further improved.

セルの他の例としては、第12図に示す構成が挙げられ
る。このセルでは、屈折率が既知の透明固体材料でV字
形の凹所45aを形成したVブロック45を構成し、前記凹
所45aに屈折率の測定を行うべき固体または液体などの
サンプル46を載置または収容するようにしている。この
場合には、Vブロック45がリファレンスとして機能す
る。
Another example of the cell is the configuration shown in FIG. In this cell, a V block 45 in which a V-shaped recess 45a is formed by a transparent solid material having a known refractive index is formed, and a sample 46 such as a solid or a liquid whose refractive index is to be measured is placed in the recess 45a. It is set or housed. In this case, the V block 45 functions as a reference.

上記のようなセルの他にも、2つの光束を同時に入射さ
せた場合に一方の光束はサンプルおよびリファレンスを
透過し、他方の光束はサンプルまたはリファレンスのい
ずれか一方のみを透過するような任意のセルが用いられ
てもよい。また、両方の光束がサンプルおよびリファレ
ンスを通過するような構成であってもよいが、この場合
には、2つの光束とサンプルおよびリファレンスを仕切
る仕切板との間の角度を相互に異ならせて、偏向後の各
光束の進行方向が互いに平行にならないようにする必要
がある。さらに、サンプルおよびリファレンスは液体な
どの流体である必要はなく、固体であってもよい。
In addition to the cells as described above, when two light fluxes are simultaneously incident, one light flux transmits the sample and the reference, and the other light flux transmits any one of the sample and the reference. Cells may be used. Further, both light fluxes may be configured to pass through the sample and the reference, but in this case, the angles between the two light fluxes and the partition plate partitioning the sample and the reference are made different from each other, It is necessary to prevent the traveling directions of the light beams after deflection from being parallel to each other. Further, the sample and reference need not be a fluid, such as a liquid, but can be solid.

第13図は本発明の他の実施例の基本的な構成を簡略化し
て示す平面図であり、第14図はその正面図である。この
第13図および第14図において前述の第1図および第2図
に示された各部に対応する部分には同一の参照符号を付
して示す。本実施例では、第1図および第2図に示され
た実施例で用いられるセル27に代えてたとえば第22図に
示されたブライスセルと同様な構成を有するセル50が用
いられる。そして光束L2はこのセル50を透過し、光束L1
はセル50外の空気中を伝搬する。セル50は光束L2に対し
て斜めになるように配設した仕切板でその内部空間を二
室に仕切り、一方の室に屈折率の測定を行うべきサンプ
ルを収容し他方の室に屈折率が既知のリファレンスを収
容したものである。このリファレンスは空気であっても
よい。
FIG. 13 is a plan view showing a simplified basic configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a front view thereof. In FIGS. 13 and 14, parts corresponding to the respective parts shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, a cell 50 having the same structure as the Blythe cell shown in FIG. 22, for example, is used in place of the cell 27 used in the embodiment shown in FIGS. Then, the light flux L2 passes through this cell 50, and the light flux L1
Propagates in the air outside the cell 50. The cell 50 is a partition plate that is arranged so as to be oblique to the light flux L2, and divides its internal space into two chambers, one chamber containing a sample whose refractive index is to be measured and the other chamber having a refractive index. It contains a known reference. This reference may be air.

このような構成によれば、光束L2は前記サンプルおよび
リファレンスの相互の屈折率差に対応した偏向を受け、
光束L1は前記屈折率差に起因する偏向を受けないので、
一次元イメージセンサ29で検出される光束L1,L2の各結
像位置間の距離は前記屈折率差に対応することになる。
そして、第1図および第2図に示された実施例の場合と
同様の作用および効果を達成することができる。
According to such a configuration, the light flux L2 undergoes the deflection corresponding to the refractive index difference between the sample and the reference,
Since the light flux L1 is not deflected due to the refractive index difference,
The distance between the image forming positions of the light fluxes L1 and L2 detected by the one-dimensional image sensor 29 corresponds to the refractive index difference.
Then, the same action and effect as in the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 can be achieved.

なお、第15図に示すように、セル50外を通る光束L1の光
路にセル50と同様な構成を有するとともに両方の室に収
容した空セル53を介在させるようにしてもよく、この場
合には、イメージセンサ29において光束L1,2の各結像位
置間の距離を検出することにより、セル50による光束L2
への影響を相殺させることができるので、屈折率の測定
精度を一層向上することができる。また、空セル53に代
えて、透明な固体材料で構成した中実のセルが用いられ
てもよい。
As shown in FIG. 15, an empty cell 53 having the same structure as the cell 50 and housed in both chambers may be provided in the optical path of the light flux L1 passing outside the cell 50, and in this case, The image sensor 29 detects the distance between the image forming positions of the light fluxes L1 and L2, and
Since it is possible to cancel the influence on the refractive index, it is possible to further improve the measurement accuracy of the refractive index. Further, instead of the empty cell 53, a solid cell made of a transparent solid material may be used.

また、セル50としては、断面V字状の仕切板を有するた
とえば第8図〜第11図図示のセルと類似のセルや、第12
図図示のようなセルなどを用いることもでき、この場合
には光束L2が当該セルを通過することにより2回にわた
って偏向を受けることになるので、屈折率の測定精度が
さらに向上される。
Further, as the cell 50, for example, a cell having a partition plate having a V-shaped cross section, similar to the cell shown in FIGS.
It is also possible to use a cell as shown in the figure. In this case, since the light beam L2 passes through the cell and is deflected twice, the measurement accuracy of the refractive index is further improved.

なお、上述した各実施例では、スリット24によって2つ
の分離した光束L1,L2を形成するようにしているが、ス
リット24に代えて他の光透過部材が用いられてもよい。
すなわち光透過部材はたとえば、第16図に示すように、
透明な板状体33に少なくとも2箇所の遮光部31,32(第1
6図中では斜線を付して示す。)をパターン形成して、
この遮光部31,32を識別箇所としたものであってもよ
く、また第17図に示すように第16図の光透過部材とは遮
光部と透光部とが反転されたものであってもよい。
In addition, in each of the above-described embodiments, the slit 24 forms the two separated light beams L1 and L2. However, instead of the slit 24, another light transmitting member may be used.
That is, the light transmitting member is, for example, as shown in FIG.
The transparent plate-like body 33 has at least two light-shielding portions 31, 32 (first
6 Shaded lines are shown in the figure. ) To form a pattern,
The light-shielding portions 31 and 32 may be used as identification points, and as shown in FIG. 17, the light-transmitting member shown in FIG. 16 has a light-shielding portion and a light-transmitting portion that are reversed. Good.

また、遮光部の形状は任意であり、たとえば第18図に示
すように円形などであってもよい。さらに、第19図に示
すように透明な板状体35に長方形の遮光部36を形成し
て、たとえば遮光部36の両端部36a,36bを2箇所の識別
箇所としたものであってもよい。また、第20図に示すよ
うに透明な板状体37の表面にスケール38を形成したもの
であってもよい。このように少なくとも2つの識別箇所
に着目すれば、イメージセンサ29の検出出力に基づいて
サンプルおよびリファレンスを透過した光の偏向量を得
ることができる。
The shape of the light shielding portion is arbitrary, and may be circular or the like as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 19, a rectangular light-shielding portion 36 may be formed on the transparent plate-like body 35, and for example, both end portions 36a and 36b of the light-shielding portion 36 may be used as two identification portions. . Further, as shown in FIG. 20, a scale 38 may be formed on the surface of a transparent plate-shaped body 37. By focusing on at least two identification points in this way, the deflection amount of the light transmitted through the sample and the reference can be obtained based on the detection output of the image sensor 29.

また、遮光カット板30はたとえば、アパーチャ26とセル
27との間,セル27と反射鏡28との間などに配設されても
よく、また複数個の遮光カット板が用いられてもよい。
In addition, the light blocking plate 30 may be, for example, an aperture 26 and a cell.
27, between the cell 27 and the reflecting mirror 28, or a plurality of light-shielding cut plates may be used.

さらにまた、前述の各実施例では、反射鏡28を用いて光
路を折り返し、全体の構成をコンパクトにするととも
に、光束L1,L2がセル27をそれぞれ2回にわたって透過
するようにして、偏向を受ける光束L2の偏向量を増大さ
せて、測定精度を向上するようにしているが、反射鏡28
を用いずにセル27の背後に一次元イメージセンサ29を配
置して直線的な構成とし、光束L1,L2がそれぞれ1回だ
けセル27を透過するようにしてもよい。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the optical path is folded back by using the reflecting mirror 28 to make the entire structure compact, and the light beams L1 and L2 are deflected by passing through the cell 27 twice each. The deflection amount of the light beam L2 is increased to improve the measurement accuracy.
Instead of using, the one-dimensional image sensor 29 may be arranged behind the cell 27 to form a linear structure so that the light beams L1 and L2 pass through the cell 27 only once.

その他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことが可能である。
Various other design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

〈発明の効果〉 以上のように本発明の示差屈折率計によれば、機械的に
駆動される構成部分が含まれていないので、機械的な振
動を排除して屈折率の測定を高精度で行うことができる
ようになるとともに、部品点数を低減して低コスト化に
寄与することができる。また、原像の2つの識別箇所を
透過した光がイメージセンサで同時に検出されるので、
たとえ一方の識別箇所を透過した光の結像位置が振動や
空気のゆらぎなどのためにずれても、他方の識別箇所を
透過した光の結像位置も同様の変化を示し、したがって
両方の光の結像位置間の距離を求めることにより、前記
振動や空気のゆらぎなどによる結像位置のずれを相殺さ
せることができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the differential refractometer of the present invention, since the mechanically driven component is not included, mechanical vibration is eliminated and the refractive index can be measured with high accuracy. It is possible to reduce the number of parts and contribute to cost reduction. Moreover, since the light transmitted through the two identification points of the original image is detected by the image sensor at the same time,
Even if the image formation position of the light transmitted through one of the identification points shifts due to vibration or air fluctuation, the image formation position of the light transmitted through the other identification point shows the same change. By obtaining the distance between the image forming positions, it is possible to cancel the deviation of the image forming position due to the vibration or the fluctuation of air.

さらにまた光透過部材とイメージセンサとはレンズに対
して共役な位置関係となるように配置されているため、
イメージセンサの検出面上に光透過部材の像を鮮明に結
像させることができ、また絞り部材によって、光透過部
材の2箇所の識別箇所を透過した光を確実に分割するよ
うにしているので、両光をイメージセンサの検出面上で
確実に分離させることができる。これにより、原像の2
つの識別箇所を透過した光の結像位置間の距離の測定精
度は良好なものとなる。このことによってもまた、屈折
率測定の精度の向上に寄与することができる。
Furthermore, since the light transmitting member and the image sensor are arranged so as to have a conjugate positional relationship with the lens,
Since the image of the light transmission member can be clearly formed on the detection surface of the image sensor, and the diaphragm member surely splits the light transmitted through the two identification portions of the light transmission member. The two lights can be reliably separated on the detection surface of the image sensor. As a result, 2 of the original image
The measurement accuracy of the distance between the image formation positions of the light transmitted through the two identification points becomes good. This can also contribute to improving the accuracy of the refractive index measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の示差屈折率計の基本的な構
成を簡略化して示す平面図、 第2図はその正面図、 第3図はスリット24の正面図、 第4図はセル27の断面図、 第5図は屈折率測定の原理を示す斜視図、 第6図は一次元イメージセンサ29の出力強度を示す図、 第7図は第6図のピークP1,P2aの各座標位置の時間変化
を示す図、 第8図〜第12図は適用可能なセルをそれぞれ例示する断
面図、 第13図は本発明の他の実施例の基本的な構成を簡略化し
て示す平面図、 第14図はその正面図、 第15図は本発明のさらに他の実施例の基本的な構成を示
す平面図、 第16図〜第20図は適用可能な光透過部材をそれぞれ例示
する正面図、 第21図は第1の先行技術の構成を簡略化して示す平面
図、 第22図はセル5の断面図、 第23図は補正用ガラス板7の作用を説明するための平面
図、 第24図は第2の先行技術の構成を簡略化して示す正面図
である。 21……光源、24……スリット(光透過部材)、25……結
像レンズ、26……アパーチャ(絞り部材)、27……セ
ル、29……一次元イメージセンサ、53……空セル
FIG. 1 is a plan view showing a simplified basic configuration of a differential refractometer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view thereof, FIG. 3 is a front view of a slit 24, and FIG. A sectional view of the cell 27, FIG. 5 is a perspective view showing the principle of refractive index measurement, FIG. 6 is a view showing the output intensity of the one-dimensional image sensor 29, and FIG. 7 is each of peaks P1 and P2a in FIG. FIGS. 8 to 12 are cross-sectional views each illustrating an applicable cell, and FIG. 13 is a plan view schematically showing the basic structure of another embodiment of the present invention. FIG. 14, FIG. 14 is a front view thereof, FIG. 15 is a plan view showing a basic configuration of still another embodiment of the present invention, and FIGS. 16 to 20 exemplify applicable light transmitting members. A front view, FIG. 21 is a plan view showing a simplified configuration of the first prior art, FIG. 22 is a sectional view of the cell 5, and FIG. Plane for explanatory view, FIG. 24 is a front view schematically showing the structure of a second prior art. 21 ... Light source, 24 ... Slit (light transmitting member), 25 ... Imaging lens, 26 ... Aperture (diaphragm member), 27 ... Cell, 29 ... One-dimensional image sensor, 53 ... Empty cell

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源(21)と、 透過光による結像を作るため、前記結像に対応する少な
くとも2つの識別箇所を持った原像を有する光透過部材
と、 この光透過部材を透過した光源光を集光するレンズ(2
5)と、 このレンズ(25)に関して、前記光透過部材と共役な位
置に配置され、前記原像の結像を検出するイメージセン
サ(29)と、 前記光透過部材と前記イメージセンサ(29)との間のい
ずれかの位置に配置され、前記光透過部材の原像の前記
2つの識別箇所を通った光(L1,L2)をそれぞれ通過さ
せる2つの開口を持つ絞り部材(26a)とを具備し、 前記絞り部材(26a)の一方の開口を通過した光(L2)
を、屈折率を測定すべきサンプルと基準となる屈折率を
有するリファレンスとの界面を斜めに透過させるよう配
置することにより、前記イメージセンサ(29)上に検出
された結像の前記2つの識別箇所に対応する部分間の距
離に基づいて前記サンプルの相対屈折率を測定すること
を特徴とする示差屈折率計。
1. A light source (21), a light transmitting member having an original image having at least two identification points corresponding to the image forming for forming an image by transmitted light, and a light transmitting member which transmits the light transmitting member. Lens that collects light from the light source (2
5), with respect to this lens (25), an image sensor (29) arranged at a position conjugate with the light transmitting member to detect the formation of the original image, the light transmitting member and the image sensor (29) And a diaphragm member (26a) having two openings, which are arranged at any position between the two and through which the lights (L1, L2) having passed through the two identification points of the original image of the light transmitting member respectively pass. The light (L2) passing through one opening of the diaphragm member (26a)
By arranging so that the interface between the sample whose refractive index is to be measured and the reference having a reference refractive index is obliquely transmitted, thereby distinguishing between the two images formed on the image sensor (29). A differential refractometer, wherein the relative refractive index of the sample is measured based on the distance between the portions corresponding to the locations.
【請求項2】前記リファレンスは空気であることを特徴
とする請求項1記載の示差屈折率計。
2. The differential refractometer according to claim 1, wherein the reference is air.
【請求項3】前記屈折率を測定すべきサンプルと、基準
となる屈折率を有するリファレンスとは、これらの物質
を分割収容するセル(27,50)の中にそれぞれ収容され
ているものである請求項1記載の示差屈折率計。
3. The sample whose refractive index is to be measured and the reference having a reference refractive index are respectively contained in cells (27, 50) for separately containing these substances. The differential refractometer according to claim 1.
【請求項4】前記他方の開口を通過した光(L1)は、空
気中、又は次の(a)〜(d)のいずれかの媒体を通過
するように配置したことを特徴とする請求項3記載の示
差屈折率計。 (a)前記セル(27)内のリファレンスの入った部分 (b)前記セル(27)内のサンプルの入った部分 (c)前記セル(50)とは別の、空気のみを充填したセ
ル(53) (d)前記セル(50)とは別の、屈折率の既知の媒質を
充填したセル(53)
4. The light (L1) that has passed through the other opening is arranged so as to pass through the medium in the air or any of the following (a) to (d). 3. The differential refractometer described in 3. (A) A portion containing a reference in the cell (27) (b) A portion containing a sample in the cell (27) (c) A cell different from the cell (50) and filled only with air ( 53) (d) A cell (53) filled with a medium having a known refractive index, which is different from the cell (50).
【請求項5】前記原像を有する光透過部材は、少なくと
も2箇所に開口(24a,24b)を持った絞り部材(24)で
あることを特徴とする請求項1記載の示差屈折率計。
5. The differential refractometer according to claim 1, wherein the light transmitting member having the original image is a diaphragm member (24) having openings (24a, 24b) at least at two positions.
【請求項6】前記原像を有する光透過部材は、遮光体
(31,32,36)が形成された透光板(33,35)であること
を特徴とする請求項1記載の示差屈折率計。
6. The differential refraction according to claim 1, wherein the light transmissive member having the original image is a translucent plate (33, 35) on which a light shield (31, 32, 36) is formed. Rate meter.
【請求項7】前記原像を有する光透過部材は、透光部が
形成された遮光板であることを特徴とする請求項1記載
の示差屈折率計。
7. The differential refractometer according to claim 1, wherein the light transmitting member having the original image is a light shielding plate on which a light transmitting portion is formed.
【請求項8】前記原像を有する光透過部材は、目盛(3
8)が刻まれている透明板(37)であることを特徴とす
る請求項1記載の示差屈折率計。
8. The light transmitting member having the original image is graduated (3
8. The differential refractometer according to claim 1, which is a transparent plate (37) in which 8) is engraved.
【請求項9】前記光透過部材と前記イメージセンサ(2
9)との間の、光源光の集光位置に配置され、この集光
された光を通す開口を持つアパーチャ(26)をさらに具
備することを特徴とする請求項1記載の示差屈折率計。
9. The light transmitting member and the image sensor (2
9. The differential refractometer according to claim 1, further comprising an aperture (26) which is arranged at a position for condensing the light from the light source and which has an opening through which the condensed light passes. .
JP2308239A 1989-11-30 1990-11-13 Differential refractometer Expired - Fee Related JPH0718791B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2308239A JPH0718791B2 (en) 1989-11-30 1990-11-13 Differential refractometer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-311473 1989-11-30
JP31147389 1989-11-30
JP2308239A JPH0718791B2 (en) 1989-11-30 1990-11-13 Differential refractometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03218442A JPH03218442A (en) 1991-09-26
JPH0718791B2 true JPH0718791B2 (en) 1995-03-06

Family

ID=26565466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2308239A Expired - Fee Related JPH0718791B2 (en) 1989-11-30 1990-11-13 Differential refractometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0718791B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012033341A2 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 광주과학기술원 Microrefractometer using defocusing imaging

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027138B2 (en) * 2004-01-29 2006-04-11 Wyatt Technology Corporation Enhanced sensitivity differential refractometer incorporating a photodetector array
US6975392B2 (en) * 2004-01-29 2005-12-13 Wyatt Technology Corporation Enhanced sensitivity differential refractometer measurement cell
EP1883806A1 (en) * 2005-05-13 2008-02-06 Showa Denko Kabushiki Kaisha Apparatus for measuring differential refractive index
JP5309785B2 (en) * 2008-08-21 2013-10-09 東ソー株式会社 Differential refractometer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63188744A (en) * 1987-01-31 1988-08-04 Hoya Corp Differential automatic measuring instrument for optical refractive index

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012033341A2 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 광주과학기술원 Microrefractometer using defocusing imaging
WO2012033341A3 (en) * 2010-09-08 2012-05-03 광주과학기술원 Microrefractometer using defocusing imaging

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03218442A (en) 1991-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2913984B2 (en) Tilt angle measuring device
CN1248058C (en) Position measuring device
US4660980A (en) Apparatus for measuring thickness of object transparent to light utilizing interferometric method
EP1772703B1 (en) Position detecting device and inclination sensor device of surveying apparatus using the same, and position measuring method
US5157454A (en) Differential refractometer
JP2001504592A (en) Distance measuring method and distance measuring device
JPH0812127B2 (en) Curvature radius measuring device and method
JPH0652170B2 (en) Optical imaging type non-contact position measuring device
US5011287A (en) Interferometer object position measuring system and device
JPH0718791B2 (en) Differential refractometer
US3552857A (en) Optical device for the determination of the spacing of an object and its angular deviation relative to an initial position
JPH10223517A (en) Focusing unit, viewer equipped with focusing unit, and aligner equipped with viewer
US4641961A (en) Apparatus for measuring the optical characteristics of an optical system to be examined
US4071772A (en) Apparatus for measurement of mechanical aberrations affecting stereoscopic image analysis
US3554653A (en) Autocollimator
EP1245925B1 (en) Tilt detecting device
JP2000146574A (en) Multi-axis system inclinometer for measuring inclination and inclination change
JP3688560B2 (en) Optical measuring device
JPH05312510A (en) Position detector
SU1753261A1 (en) Method to measure right angle of bp-180 @@@ prisms
SU587322A1 (en) Photoelectric microscope
JPS6239692B2 (en)
JPH08166209A (en) Polygon mirror evaluating device
JP2722247B2 (en) measuring device
JP3321965B2 (en) Gap measurement method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees