JPH11153534A - 光散乱強度測定装置 - Google Patents
光散乱強度測定装置Info
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- JPH11153534A JPH11153534A JP9318759A JP31875997A JPH11153534A JP H11153534 A JPH11153534 A JP H11153534A JP 9318759 A JP9318759 A JP 9318759A JP 31875997 A JP31875997 A JP 31875997A JP H11153534 A JPH11153534 A JP H11153534A
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】試料からの散乱光の強度を、散乱角の関数とし
て測定することのできる光散乱強度測定装置において、
広い角度範囲での散乱光の検出を極めて短時間で行える
ようにする。 【解決手段】試料１からの散乱光を反射させて集光する
ための反射鏡６と、反射鏡６からの反射光の集光点に配
置され、反射鏡６の表面上の像を結像する結像レンズ１
２と、結像レンズ１２により結像された像を記録するカ
メラ１３とを備える。
て測定することのできる光散乱強度測定装置において、
広い角度範囲での散乱光の検出を極めて短時間で行える
ようにする。 【解決手段】試料１からの散乱光を反射させて集光する
ための反射鏡６と、反射鏡６からの反射光の集光点に配
置され、反射鏡６の表面上の像を結像する結像レンズ１
２と、結像レンズ１２により結像された像を記録するカ
メラ１３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料からの散乱光
の強度を、散乱角の関数として測定することのできる光
散乱強度測定装置に関するものである。
の強度を、散乱角の関数として測定することのできる光
散乱強度測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】試料に光を当て、散乱光の角度依存性や
時間変化を測定することによって粒子の大きさ、形状、
分子量、熱運動などに関する情報を得ることができる。
この散乱光の角度依存性を測定する装置は、光散乱強度
測定装置といわれ、１方向から試料に光を照射し、散乱
光を検出する検出器を、試料の回りに回転するゴニオメ
ータの上に設置し、ゴニオメータを回転させていろいろ
な角度での検出を行う。
時間変化を測定することによって粒子の大きさ、形状、
分子量、熱運動などに関する情報を得ることができる。
この散乱光の角度依存性を測定する装置は、光散乱強度
測定装置といわれ、１方向から試料に光を照射し、散乱
光を検出する検出器を、試料の回りに回転するゴニオメ
ータの上に設置し、ゴニオメータを回転させていろいろ
な角度での検出を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の光散
乱強度測定装置では、広い角度範囲の散乱光を測定しよ
うとすれば、測定に数十分以上かかり時間効率が悪いと
ともに、測定時間内に会合や凝集などの経時変化を起こ
す試料は測定できないという欠点がある。もし測定時間
を短縮しようとすると測定する角度ポイントを減らす必
要があり、そのためにデータの精度を犠牲にしなければ
ならない。
乱強度測定装置では、広い角度範囲の散乱光を測定しよ
うとすれば、測定に数十分以上かかり時間効率が悪いと
ともに、測定時間内に会合や凝集などの経時変化を起こ
す試料は測定できないという欠点がある。もし測定時間
を短縮しようとすると測定する角度ポイントを減らす必
要があり、そのためにデータの精度を犠牲にしなければ
ならない。
【０００４】さらに、ゴニオメータを回転させた際に観
測ポイントがずれないように、非常に精度の高い機械設
計をしなければならず、このため装置製作に手間がかか
るという問題もあった。そこで、複数の検出器を試料の
回りに円環状に固定して、散乱光検出を行う装置も開発
されている。しかし、この装置では、測定される角度の
数は限られてしまう。
測ポイントがずれないように、非常に精度の高い機械設
計をしなければならず、このため装置製作に手間がかか
るという問題もあった。そこで、複数の検出器を試料の
回りに円環状に固定して、散乱光検出を行う装置も開発
されている。しかし、この装置では、測定される角度の
数は限られてしまう。
【０００５】本発明は、試料からの散乱光の強度を、散
乱角の関数として測定することのできる光散乱強度測定
装置において、３６０°を上限とする広い角度範囲での
散乱光の検出を極めて短時間で行うことのできる光散乱
強度測定装置を実現することを目的とする。
乱角の関数として測定することのできる光散乱強度測定
装置において、３６０°を上限とする広い角度範囲での
散乱光の検出を極めて短時間で行うことのできる光散乱
強度測定装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光散乱強度測定
装置は、試料からの散乱光を反射させて集光するための
反射鏡と、反射鏡からの反射光の集光点に配置され、反
射鏡の表面上の像を結像する結像手段と、結像手段によ
り結像された像を記録する撮像手段とを備えるものであ
る（請求項１）。
装置は、試料からの散乱光を反射させて集光するための
反射鏡と、反射鏡からの反射光の集光点に配置され、反
射鏡の表面上の像を結像する結像手段と、結像手段によ
り結像された像を記録する撮像手段とを備えるものであ
る（請求項１）。
【０００７】前記の構成によれば、結像手段は、反射鏡
の鏡面にできた像を撮像面に結像させることができるの
で、撮像手段は、散乱光の強度パターンを記録すること
ができる。このように、結像手段や撮像手段を備える点
で、反射鏡を単に積分球の一種として利用するにすぎな
い２２３８４５号公報開昭６４−２９７３７号公報に記
載の発明とは異なっている。
の鏡面にできた像を撮像面に結像させることができるの
で、撮像手段は、散乱光の強度パターンを記録すること
ができる。このように、結像手段や撮像手段を備える点
で、反射鏡を単に積分球の一種として利用するにすぎな
い２２３８４５号公報開昭６４−２９７３７号公報に記
載の発明とは異なっている。
【０００８】前記反射鏡は、回転楕円体面の一部から構
成される楕円面ミラーであってもよい（請求項２）。こ
の場合は、楕円面ミラーの鏡面にできた像を収差なく撮
像面に結像させることができる。前記反射鏡は、球面の
一部から構成される球面ミラー又は三角錐面の一部から
構成される三角錐ミラーであってもよい（請求項３）。
この場合は、楕円面ミラーと比べてミラーの製作が容易
になる。
成される楕円面ミラーであってもよい（請求項２）。こ
の場合は、楕円面ミラーの鏡面にできた像を収差なく撮
像面に結像させることができる。前記反射鏡は、球面の
一部から構成される球面ミラー又は三角錐面の一部から
構成される三角錐ミラーであってもよい（請求項３）。
この場合は、楕円面ミラーと比べてミラーの製作が容易
になる。
【０００９】
【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。図１は、本発明
に係る光散乱強度測定装置の概略図である。光散乱強度
測定装置は、測定試料を収容するガラス製の試料セル１
と、この試料セル１にミラー２ａ，２ｂ、集光レンズ３
ａ，３ｂ、ピンホール４を通してレーザ光線を投射する
レーザ装置５とを備え、さらに試料からの散乱光を結像
レンズ１２に集光させるための楕円面ミラー６と、楕円
面ミラー６からの反射光を通すアパーチャ１１と、結像
レンズ１２と、ＣＣＤカメラ１３とを配置している。結
像レンズ１２は、楕円面ミラー６の鏡面にできた像をＣ
ＣＤカメラ１３の撮像面に結像させるものである。７は
試料セル１を真っ直ぐ透過したレーザ光線を吸収する吸
収板であり、透過したレーザ光線がガラスウィンドウ８
などに当たって反射・散乱されることを防ぐ。ピンホー
ル４やアパーチャ１１は、レーザ光の周りの余分な迷光
をカットし、きれいなレーザ光プロファイルを作る役割
を果たしている。
付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明
に係る光散乱強度測定装置の概略図である。光散乱強度
測定装置は、測定試料を収容するガラス製の試料セル１
と、この試料セル１にミラー２ａ，２ｂ、集光レンズ３
ａ，３ｂ、ピンホール４を通してレーザ光線を投射する
レーザ装置５とを備え、さらに試料からの散乱光を結像
レンズ１２に集光させるための楕円面ミラー６と、楕円
面ミラー６からの反射光を通すアパーチャ１１と、結像
レンズ１２と、ＣＣＤカメラ１３とを配置している。結
像レンズ１２は、楕円面ミラー６の鏡面にできた像をＣ
ＣＤカメラ１３の撮像面に結像させるものである。７は
試料セル１を真っ直ぐ透過したレーザ光線を吸収する吸
収板であり、透過したレーザ光線がガラスウィンドウ８
などに当たって反射・散乱されることを防ぐ。ピンホー
ル４やアパーチャ１１は、レーザ光の周りの余分な迷光
をカットし、きれいなレーザ光プロファイルを作る役割
を果たしている。
【００１０】なお、図１では、レーザ装置５の位置は、
平面作図の都合で試料セル１の上になっているが、試料
セル１に光を入射できるものであれば、この位置に限ら
れるものではなく、例えば試料セル１と同じ高さに置い
てもよい（この場合ミラーの配置はもちろん変わってく
る）。楕円面ミラー６は、図２(a) に示すように回転楕
円体の表面を輪切りにして内面を鏡面としたものであ
る。回転楕円体の性質により、一方の焦点６１から出た
光は、楕円面ミラー６に当たり、他方の焦点６２に集束
する。なお、楕円面ミラー６は必ずしも１周した輪状に
なっている必要はなく、図２(b) に示すように、一部が
欠けていてもよい。要するに、測定したい散乱角の範囲
にわたってミラーが存在していればよい。
平面作図の都合で試料セル１の上になっているが、試料
セル１に光を入射できるものであれば、この位置に限ら
れるものではなく、例えば試料セル１と同じ高さに置い
てもよい（この場合ミラーの配置はもちろん変わってく
る）。楕円面ミラー６は、図２(a) に示すように回転楕
円体の表面を輪切りにして内面を鏡面としたものであ
る。回転楕円体の性質により、一方の焦点６１から出た
光は、楕円面ミラー６に当たり、他方の焦点６２に集束
する。なお、楕円面ミラー６は必ずしも１周した輪状に
なっている必要はなく、図２(b) に示すように、一部が
欠けていてもよい。要するに、測定したい散乱角の範囲
にわたってミラーが存在していればよい。
【００１１】本発明に係る光散乱強度測定装置は、前記
の回転楕円体の性質を利用して、一方の焦点を試料セル
１に置き、他方の焦点は、結像レンズ１２に置いてい
る。したがって、試料セル１から出た散乱光で楕円面ミ
ラー６に当たったものは、楕円面ミラー６で反射されて
結像レンズ１２に集光し、ＣＣＤカメラ１３に入射す
る。
の回転楕円体の性質を利用して、一方の焦点を試料セル
１に置き、他方の焦点は、結像レンズ１２に置いてい
る。したがって、試料セル１から出た散乱光で楕円面ミ
ラー６に当たったものは、楕円面ミラー６で反射されて
結像レンズ１２に集光し、ＣＣＤカメラ１３に入射す
る。
【００１２】図３は、光散乱強度測定装置の具体的構造
を示す図である。図３において、試料セル１にレーザ光
線を投射するためのレーザ装置、ミラー、集光レンズの
図示は省略している。試料セル１は、高屈折率の液体を
満たした恒温液浸バスの中にセットされ、試料セル１か
ら出た散乱光は、ガラスウィンドウ８を透過して、楕円
面ミラー６に当たり反射される。試料セル１の直下には
楕円面ミラー６により反射された光を折り返す平面ミラ
ー１０が配置されている。この平面ミラー１０は、反射
光を折り返すことにより装置全体の高さを抑える効果を
もたらす。
を示す図である。図３において、試料セル１にレーザ光
線を投射するためのレーザ装置、ミラー、集光レンズの
図示は省略している。試料セル１は、高屈折率の液体を
満たした恒温液浸バスの中にセットされ、試料セル１か
ら出た散乱光は、ガラスウィンドウ８を透過して、楕円
面ミラー６に当たり反射される。試料セル１の直下には
楕円面ミラー６により反射された光を折り返す平面ミラ
ー１０が配置されている。この平面ミラー１０は、反射
光を折り返すことにより装置全体の高さを抑える効果を
もたらす。
【００１３】平面ミラー１０により折り返された光は、
アパーチャ１１、結像結像レンズ１２を通りＣＣＤカメ
ラ１３に入射する。ＣＣＤカメラ１３は非常に高い位置
分解能（例えば５１２×５１２画素）の受光素子を使用
しており、これにより、測定角度分解能として散乱角１
°以下という高分解能のデータを得ることが可能であ
る。
アパーチャ１１、結像結像レンズ１２を通りＣＣＤカメ
ラ１３に入射する。ＣＣＤカメラ１３は非常に高い位置
分解能（例えば５１２×５１２画素）の受光素子を使用
しており、これにより、測定角度分解能として散乱角１
°以下という高分解能のデータを得ることが可能であ
る。
【００１４】図４は、ＣＣＤカメラ１３の撮像面に生じ
た散乱光の強度パターンを示している。この散乱光のパ
ターンは、図２(b) に示した約半分が欠けた輪状の楕円
面ミラー６のミラー面の結像パターンであり、散乱角θ
が５°から１７５°という角度範囲をカバーしている。
このパターンを散乱角θを横軸にとりθの関数としてグ
ラフにしたものが図５である。
た散乱光の強度パターンを示している。この散乱光のパ
ターンは、図２(b) に示した約半分が欠けた輪状の楕円
面ミラー６のミラー面の結像パターンであり、散乱角θ
が５°から１７５°という角度範囲をカバーしている。
このパターンを散乱角θを横軸にとりθの関数としてグ
ラフにしたものが図５である。
【００１５】このように、光学系を構成する要素を動か
すことなしに、広い角度での散乱光強度データを一度に
取得することができる。なお、本発明は、前記の発明の
実施形態に限られるものではない。例えば、試料からの
散乱光を結像レンズ１２に集光させるのに、楕円面ミラ
ー以外に、図６(a) に示すような三角錐の一部を輪切り
にしたミラー６ｂや、図６(b) に示すような球面の一部
を輪切りにしたミラー６ｃを使用してもよい。これらの
ミラー６ｂ，６ｃを使うときは、楕円面ミラー６のよう
に１つの焦点から出て楕円面ミラー６に当たった光が無
収差で他の焦点に集まることはないが、輪の幅Ｗを小さ
くすることで１つの焦点から出てミラー６ｂ，６ｃに当
たった光をほぼ１点に集めることは可能である。したが
ってこれらのミラー６ｂ，６ｃ使っても、楕円面ミラー
６を使ったのと遜色ない精度で散乱光のデータを得るこ
とができる。
すことなしに、広い角度での散乱光強度データを一度に
取得することができる。なお、本発明は、前記の発明の
実施形態に限られるものではない。例えば、試料からの
散乱光を結像レンズ１２に集光させるのに、楕円面ミラ
ー以外に、図６(a) に示すような三角錐の一部を輪切り
にしたミラー６ｂや、図６(b) に示すような球面の一部
を輪切りにしたミラー６ｃを使用してもよい。これらの
ミラー６ｂ，６ｃを使うときは、楕円面ミラー６のよう
に１つの焦点から出て楕円面ミラー６に当たった光が無
収差で他の焦点に集まることはないが、輪の幅Ｗを小さ
くすることで１つの焦点から出てミラー６ｂ，６ｃに当
たった光をほぼ１点に集めることは可能である。したが
ってこれらのミラー６ｂ，６ｃ使っても、楕円面ミラー
６を使ったのと遜色ない精度で散乱光のデータを得るこ
とができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明の光散乱強度測定装
置によれば、散乱光の角度依存性を、非常に広い角度範
囲で、しかも光学系を構成する要素を動かすことなしに
一度に測定することができるので、測定の時間効率を格
段に向上させることができる。したがって、従来測定が
難しかった経時変化を起こす試料の測定が可能となる。
置によれば、散乱光の角度依存性を、非常に広い角度範
囲で、しかも光学系を構成する要素を動かすことなしに
一度に測定することができるので、測定の時間効率を格
段に向上させることができる。したがって、従来測定が
難しかった経時変化を起こす試料の測定が可能となる。
【００１７】また、光学系の構成要素に可動部分がない
ので、測定の安定性・信頼性が向上し、装置の寿命も長
くなる。光学系構成部品が少ないので、コスト面や製作
面で利点がある。
ので、測定の安定性・信頼性が向上し、装置の寿命も長
くなる。光学系構成部品が少ないので、コスト面や製作
面で利点がある。
【図１】本発明に係る光散乱強度測定装置の概略図であ
る。
る。
【図２】回転楕円体の表面を輪切りにして内面を鏡面と
した楕円面ミラーを示す図である。
した楕円面ミラーを示す図である。
【図３】光散乱強度測定装置の具体的構造を示す図であ
る。
る。
【図４】ＣＣＤカメラの撮像面に生じた散乱光の強度パ
ターンを示す図である。
ターンを示す図である。
【図５】散乱光の強度パターンを散乱角θの関数として
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】三角錐の一部を輪切りにしたミラー６ｂや、球
面の一部を輪切りにしたミラー６ｃを示す図である。
面の一部を輪切りにしたミラー６ｃを示す図である。
１ 試料セル ２ａ，２ｂ ミラー ３ａ，３ｂ 集光レンズ ４ ピンホール ５ レーザ装置 ６ 楕円面ミラー １０ 平面ミラー １１ アパーチャ １２ 結像レンズ １３ ＣＣＤカメラ
Claims (3)
- 【請求項１】試料からの散乱光の強度を、散乱角の関数
として測定することのできる光散乱強度測定装置におい
て、 試料に光を照射する照射手段と、試料からの散乱光を反
射させて集光するための反射鏡と、反射鏡からの反射光
の集光点に配置され、反射鏡の表面上の像を結像する結
像手段と、結像手段により結像された像を記録する撮像
手段とを備えることを特徴とする光散乱強度測定装置。 - 【請求項２】反射鏡が回転楕円体面の一部から構成され
る楕円面ミラーである請求項１記載の光散乱強度測定装
置。 - 【請求項３】反射鏡が、球面の一部から構成される球面
ミラー又は三角錐面の一部から構成される三角錐ミラー
である請求項１記載の光散乱強度測定装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31875997A JP3234183B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 光散乱強度測定装置 |
| US09/554,687 US6636308B1 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Apparatus for measuring characteristics of optical angle |
| CNB988112604A CN1170139C (zh) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | 光学角度特性测定装置 |
| CA002310625A CA2310625A1 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Apparatus for measuring characteristics of optical angle |
| TW087119164A TW388788B (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Apparatus for measuring characteristics of optical angle |
| KR1020007005436A KR20010032235A (ko) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | 광학각도 특성 측정장치 |
| AU11749/99A AU753282B2 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Apparatus for measuring characteristics of optical angle |
| PCT/JP1998/005232 WO1999026054A1 (fr) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Appareil de mesure des caracteristiques d'un angle optique |
| EP98954767A EP1035408A1 (en) | 1997-11-19 | 1998-11-19 | Apparatus for measuring characteristics of optical angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31875997A JP3234183B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 光散乱強度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153534A true JPH11153534A (ja) | 1999-06-08 |
| JP3234183B2 JP3234183B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=18102630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31875997A Expired - Lifetime JP3234183B2 (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 光散乱強度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3234183B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100580202B1 (ko) | 2004-04-30 | 2006-05-16 | 삼성전자주식회사 | 투명 화상의 산란 특성의 평가 방법 및 시스템 |
| JP2006234681A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 立体双楕円型光学装置 |
| CN103163049A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 哈尔滨工业大学 | 水平取向粒子群散射特性的测量方法及装置 |
| US8830458B2 (en) | 2012-09-24 | 2014-09-09 | Industrial Technology Research Institute | Measurement systems and measurement methods |
| JP2016151528A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | アズビル株式会社 | 粒子検出装置 |
| JP2022023979A (ja) * | 2017-02-10 | 2022-02-08 | アムジエン・インコーポレーテツド | 流体が充填された容器内の粒子を計数及びサイズ計測する撮像システム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5721070B2 (ja) * | 2011-03-08 | 2015-05-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光学特性測定装置 |
-
1997
- 1997-11-19 JP JP31875997A patent/JP3234183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100580202B1 (ko) | 2004-04-30 | 2006-05-16 | 삼성전자주식회사 | 투명 화상의 산란 특성의 평가 방법 및 시스템 |
| JP2006234681A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 立体双楕円型光学装置 |
| JP4742616B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2011-08-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 立体双楕円型光学装置 |
| US8830458B2 (en) | 2012-09-24 | 2014-09-09 | Industrial Technology Research Institute | Measurement systems and measurement methods |
| TWI467125B (zh) * | 2012-09-24 | 2015-01-01 | Ind Tech Res Inst | 量測系統與量測方法 |
| CN103163049A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 哈尔滨工业大学 | 水平取向粒子群散射特性的测量方法及装置 |
| JP2016151528A (ja) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | アズビル株式会社 | 粒子検出装置 |
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