WO2014207809A1 - 屈折率測定装置 - Google Patents
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- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/4133—Refractometers, e.g. differential
Definitions
- the present invention relates to a refractive index measuring apparatus that measures the refractive index of a sample by irradiating the sample with measurement light.
- a sample is placed in a V-shaped groove formed in a V block prism, and the sample is irradiated with measurement light via the V block prism.
- the measurement light transmitted through the sample can be detected by a detector, and the refractive index of the sample can be measured (for example, see Patent Document 1 below).
- part of the measurement light that is transmitted to the detector through the sample is separated by, for example, a beam splitter and guided to an eyepiece (not shown).
- a beam splitter When adjusting the position of the V block prism, the operator can perform the work while viewing the state of the measurement light by looking into the apparatus from the eyepiece.
- a camera is attached to the eyepiece to prevent light from entering the outside of the apparatus from the eyepiece, and the measurement light is imaged by the camera at the eyepiece so that an image captured by the camera during the measurement can be obtained.
- a configuration that can be observed is conceivable.
- it is necessary to provide a separate display unit for displaying an image captured by the camera which is costly and results in detection by the detector and the camera. Since the captured image is displayed on a separate display screen, there is a possibility that smooth observation cannot be performed.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a refractive index measurement apparatus that can observe the actual state of measurement light well during measurement without incurring costs. . It is another object of the present invention to provide a refractive index measuring apparatus that can perform measurement favorably.
- a refractive index measuring apparatus is a refractive index measuring apparatus that measures a refractive index of a sample by irradiating the sample with measurement light, and that detects a measurement light transmitted through the sample, and transmits the sample.
- Display processing for displaying in real time on one display screen a camera that captures the measured light, a graph representing the detection intensity of the measured light detected by the detector, and an image of the measured light captured by the camera And a section.
- the graph representing the detection intensity of the measurement light detected by the detector and the measurement light image captured by the camera are displayed in real time on one display screen. There is no need to provide a separate display unit for displaying the captured image, and costs are not incurred. Also, by confirming the captured image of the camera displayed in real time on one display screen together with the graph, the actual state of the measurement light can be observed well during measurement.
- V block prism when adjusting the position of the V block prism, it is possible to work while confirming the captured image of the camera displayed in real time on the display screen. In this way, by displaying the image captured by the camera on the display screen, it is not necessary to provide an eyepiece, so that light outside the apparatus enters from the eyepiece during measurement and affects the detection result by the detector. Can be prevented, and measurement can be performed satisfactorily.
- the measurement light can be measured well by checking the measurement light in real time with the graph. be able to.
- the refractive index measurement device may further include a scanning processing unit that performs scanning by changing an angle at which the measurement light emitted from the sample is received or an angle of the measurement light incident on the sample.
- the display processing unit displays the detection intensity of the detector, which changes with the scanning by the scanning processing unit, in real time on the display screen so as to draw continuously as a graph, and is captured by the camera. It is preferable that an image to be displayed is displayed in real time on the display screen so as to move with scanning.
- the display processing unit preferably displays an imaging switching key for starting or stopping display of an image captured by the camera on the display screen on the display screen.
- the display of the captured image of the camera on the display screen can be started or stopped by selecting the imaging switching key as necessary. Therefore, only when necessary, such as during measurement, the graph and the captured image of the camera can be displayed in real time on one display screen, and measurement can be performed satisfactorily.
- the display processing unit displays an enlarged display key for enlarging and displaying an image captured by the camera on the display screen on a separate screen.
- the captured image of the camera can be enlarged and displayed on a separate screen on the display screen by selecting an enlarged display key as necessary. Therefore, for example, when you want to adjust the position of the V block prism more accurately, or when you want to observe the degree of blurring of the measurement light more accurately, work well by checking the captured image of the camera with an enlarged display. It can be performed.
- the display processing unit display a stop key for stopping scanning by the scanning processing unit on the display screen.
- the scanning by the scanning processing unit can be stopped and the measurement can be stopped by selecting a stop key as necessary. Therefore, when you check the graph drawn continuously on the display screen as you scan and check the captured image by the camera at that time in real time on the same display screen, Since the measurement can be stopped immediately, the measurement can be performed better.
- the present invention it is not necessary to separately provide a display unit for displaying the captured image of the camera, and the cost is not increased.
- the present invention by confirming a captured image of a camera displayed in real time on a single display screen together with a graph, the actual state of measurement light can be observed well during measurement.
- light outside the apparatus is not incident from the eyepiece during measurement, and the degree of blurring of the measurement light can be confirmed in real time together with the graph. be able to.
- FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a refractive index measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
- This refractive index measurement device is a V block type refractive index measurement device that measures the refractive index of a sample by irradiating the sample with measurement light via a V block prism 1.
- sample examples include glass, plastic, and liquid.
- the sample is placed in a V-shaped groove 11 formed in the V block prism 1 (FIG. 1 shows the groove 11 viewed from directly above), and the measurement light transmitted through the sample is detected.
- the refractive index of the sample can be measured by detecting with the instrument 2.
- a light source unit 3 for irradiating measurement light in addition to the V block prism 1 and the detector 2 described above, a light source unit 3 for irradiating measurement light, and a first optical system for guiding the measurement light from the light source unit 3 to the V block prism 1 4 and a second optical system 5 for guiding the measurement light transmitted through the V block prism 1 to the detector 2.
- the light source unit 3 is provided with a plurality of light sources 31.
- the light source 31 for example, a helium lamp, a hydrogen lamp, and a mercury lamp are used, and measurement light having different wavelengths such as a helium d line, a hydrogen C line, a hydrogen F line, a mercury e line, a mercury g line, and a mercury h line is used as the light source. Irradiation from the unit 3 is possible. Measurement light from the light source 31 is reflected by the mirror 32 and irradiated from the light source unit 3 in the horizontal direction.
- the mirror 32 is rotatable about a rotation shaft 321 extending in the vertical direction (the front-rear direction in FIG. 1), and the measurement light from the light source 31 corresponding to the rotation position of the mirror 32 is sent to the first optical system 4. Can lead.
- the light source 31 is not limited to the above type.
- the first optical system 4 includes a lens 41, mirrors 42, 43, and 44, an interference filter 45, a slit 46, a collimator lens 47, and the like. Measurement light from the light source unit 3 passes through the lens 41, is sequentially reflected by the mirrors 42 and 43, and then enters the interference filter 45.
- a plurality of interference filters 45 are provided, and only the measurement light (monochromatic light) having a specific wavelength corresponding to the interference filter 45 is inserted by inserting the interference filter 45 selected according to the type of the light source 31 into the optical path. Is transmitted through the interference filter 45 and guided to the mirror 44 side. The measurement light reflected by the mirror 44 passes through the slit 46, is converted into parallel light by the collimator lens 47, and then enters the V block prism 1. The measurement light incident on the V block prism 1 from one end face 12 passes through the sample placed in the V-shaped groove 11, passes through the V block prism 1 again, and passes through the V block prism 1 and the sample. The light is emitted from the other end face 13 at an angle corresponding to the difference in refractive index.
- the second optical system 5 includes mirrors 51 and 52, a telemeter lens 53, a beam splitter 54, and the like.
- the second optical system 5 is fixed to a disc 7 attached to a rotating shaft 61 of the motor 6.
- the mirrors 51 and 52 and the telemeter lens 53 are arranged in parallel to the rotation shaft 61 at a position eccentric with respect to the rotation shaft 61, and the mirror 52 and the beam splitter 54 are perpendicular to the rotation shaft 61.
- Each is fixed to the disc 7 so as to be lined up.
- the mirror 51 is arranged so that the reflection surface is inclined by 45 ° with respect to the incident direction of the measurement light, so that the measurement light reflected by the mirror 51 is converted into the traveling direction by 90 ° and guided to the telemeter lens 53. It is burned.
- the telemeter lens 53 condenses the measurement light from the V block prism 1 and guides it to the mirror 52, and the measurement light reflected by the mirror 52 passes through the beam splitter 54 and is fixed to the disk 7. Is detected.
- the mirror 51 and the telemeter lens 53 are arranged in a line in a direction perpendicular to the incident direction of the measurement light from the V block prism 1, and are integrated into a circle as the telemeter unit 50 at a position eccentric with respect to the rotation shaft 61. It is held on the plate 7. Therefore, by rotating the motor 6 and rotating the disk 7 around the rotation shaft 61, the position of the telemeter unit 50 relative to the V block prism 1 is changed (scanned), and the measurement light from the V block prism 1 is measured. Can be received from different angles and guided to the detector 2.
- the motor 6 is composed of a servo motor with an encoder, for example, and can accurately grasp the rotation angle of the motor 6.
- the measurement light reflected by the beam splitter 54 is reflected by the mirror 8, passes through the lens 9, is guided to the camera 200, and the measurement light transmitted through the sample can be imaged by the camera 200.
- the beam splitter 54 and the mirror 8 are provided on the rotating shaft 61.
- the autocollimation prism 10 is inserted on the optical path between the beam splitter 54 and the mirror 8. It is possible.
- the camera 200 can be constituted by a CCD (Charge Coupled Device) camera, for example.
- the camera 200 is not limited to the configuration provided at the position as described above.
- the measurement light is guided to the camera 200 via a beam splitter that is attached to the disk 7 and provided separately from the beam splitter 54.
- a beam splitter that is attached to the disk 7 and provided separately from the beam splitter 54.
- Such a configuration may be used, or a configuration in which two or more cameras 200 are provided may be used.
- FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 100 in the refractive index measurement apparatus of FIG.
- the operation of this refractive index measuring device is controlled by a control unit 100 including, for example, a CPU (Central Processing Unit).
- the control unit 100 functions as a scanning processing unit 101, a refractive index measurement processing unit 102, a display processing unit 103, and the like when the CPU executes a program.
- the scanning processing unit 101 causes the telemeter unit 50 to scan the V block prism 1 by rotating the motor 6.
- the scanning processing unit 101 rotates the motor 6 at a constant speed to change the angle at which the measurement light emitted from the sample is received.
- the refractive index measurement processing unit 102 performs processing for measuring the refractive index of the sample based on the rotation angle of the motor 6 rotated by the scanning processing unit 101 and the detection intensity in the detector 2. Specifically, by rotating the motor 6 and detecting the measurement light from the V block prism 1 at each rotation angle with the detector 2, the rotation angle with the highest detection intensity is specified, and the rotation angle and The refractive index of the sample can be measured based on the refractive index of the V block prism 1.
- the display processing unit 103 performs processing related to display on the display screen of the display unit 300.
- the display unit 300 includes, for example, a liquid crystal display, and may be provided in the refractive index measuring device or may be provided separately from the refractive index measuring device.
- the display processing unit 103 can display the relationship between the rotation angle of the motor 6 rotated by the scanning processing unit 101 and the detection intensity in the detector 2 in a graph on the display screen of the display unit 300, for example. Further, the display processing unit 103 can display an image of measurement light captured by the camera 200 on the display screen of the display unit 300.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the display screen 301 of the display unit 300. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a graph 311 representing the detection intensity of the measurement light detected by the detector 2 and an image 312 captured by the camera 200 are displayed on a single display screen 301 in real time. It is like that.
- the graph 311 is displayed on the display screen 301 with the rotation angle of the motor 6 as the horizontal axis and the detection intensity at the detector 2 as the vertical axis, for example. Since the captured image 312 by the camera 200 is an image of the measurement light that has passed through the slit 46, it is displayed on the display screen 301 as a linear image corresponding to the shape of the slit 46, for example, as shown in FIG.
- an image of one measurement light is displayed as the captured image 312 by the camera 200.
- the measurement light transmitted through the sample is in a plurality of directions.
- an image of a plurality of measurement beams is displayed by the emission.
- an imaging switching key 313, an enlarged display key 314, a start key 315, a stop key 316, and the like are displayed on the display screen 301.
- the imaging switching key 313 and the enlarged display key 314 are displayed in the vicinity of the image 312 captured by the camera 200, for example.
- These keys 313 to 316 can be selected by operating an operation unit (not shown) constituted by, for example, a mouse or a keyboard.
- the imaging switching key 313 is selected to start or stop the display of the captured image 312 by the camera 200 on the display screen 301. As shown in FIG. 3, when a captured image 312 by the camera 200 is displayed on the display screen 301, the imaging switching key 313 is displayed as a display stop key. By selecting the display stop key, the captured image 312 is displayed. The display can be stopped. On the other hand, when the captured image 312 by the camera 200 is not displayed on the display screen 301, the imaging switching key 313 is displayed as a display start key, and the display of the captured image 312 is started by selecting the display start key. Can do.
- the enlargement display key 314 is selected to enlarge and display the image 312 captured by the camera 200 on the display screen 301 on another screen.
- a pop-up screen is displayed on the display screen 301, and the picked-up image 312 of the camera 200 enlarged while maintaining the aspect ratio is displayed on the pop-up screen.
- the start key 315 is selected to start scanning by the scanning processing unit 101.
- the graph 311 and the captured image 312 by the camera 200 are displayed on the display screen 301 in real time as scanning by the scanning processing unit 101 is performed. Note that the start key 315 may not be selected during measurement.
- a stop key 316 is selected to stop scanning by the scanning processing unit 101.
- the cancel key 316 is selected during the measurement, the measurement is stopped, and the display of the graph 311 on the display screen 301 and the captured image 312 by the camera 200 are stopped. Note that the stop key 316 may not be selected when the measurement is not in progress.
- the captured image of the camera 200 is displayed. There is no need to separately provide a display unit for displaying 312 and there is no cost.
- the actual state of the measurement light can be observed well during measurement.
- the work can be performed while confirming the captured image 312 of the camera 200 displayed on the display screen 301 in real time.
- the display screen 301 it is not necessary to provide an eyepiece, so that light outside the apparatus is incident from the eyepiece during measurement and detection by the detector 2 is performed. The influence on the result can be prevented, and the measurement can be performed satisfactorily.
- the measurement light can be measured well by checking in real time with the graph 311. It can be carried out.
- the display of the captured image 312 of the camera 200 on the display screen 301 can be started or stopped by selecting the imaging switching key 313 as necessary. Therefore, the graph 311 and the captured image 312 of the camera 200 can be displayed in real time on the single display screen 301 only when necessary, such as during measurement, and measurement can be performed satisfactorily.
- the captured image 312 of the camera 200 can be enlarged and displayed on a separate screen on the display screen 301 by selecting the enlarged display key 314 as necessary. Therefore, for example, when it is desired to adjust the position of the V block prism 1 more accurately, or when it is desired to observe the degree of blurring of the measurement light more accurately, the captured image 312 of the camera 200 is confirmed in an enlarged display. Work can be done well.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change in display mode on the display screen 301 of the display unit 300.
- FIG. 4 shows an example of a graph 311 displayed in real time on the display screen 301 when measuring the refractive index of the sample and an example of an image 312 captured by the camera 200.
- the display processing unit 103 displays the detection intensity of the detector 2 that changes with the scanning by the scanning processing unit 101 in real time on the display screen 301 so as to draw continuously as a graph 311. That is, the detection intensity in the detector 2 changes as the scanning processing unit 101 scans, but the locus of change in the detection intensity from the start of measurement to that time is continuously displayed on the display screen 301 as a graph 311. Drawn.
- the display processing unit 103 displays the captured image 312 by the camera 200 in real time so as to move on the display screen 301 with scanning. That is, as the angle at which the measurement light emitted from the sample is received changes as the scan processing unit 101 scans, the position of the measurement light incident on the camera 200 also changes, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). As described above, the image 312 captured by the camera 200 moves on the display screen 301.
- the telemeter unit 50 is moved to the position where the detection intensity of the detector 2 is highest, so that the captured image 312 by the camera 200 is shown in FIG. It is maintained in the same state as in b).
- the graph 311 may be maintained in the same state as in FIG. 4C, or may not be displayed.
- the captured image 312 by the camera 200 at that time can be confirmed in real time on the same display screen 301 while confirming the graph 311 continuously drawn on the display screen 301 with scanning. Therefore, since the relationship between the detection intensity of the measurement light detected by the detector 2 and the captured image 312 of the camera 200 is easy to understand, measurement can be performed more satisfactorily.
- the scanning by the scanning processing unit 101 can be stopped and the measurement can be stopped by selecting the stop key 316 as necessary. Therefore, an abnormality was found while checking the graph 311 continuously drawn on the display screen 301 as it was scanned and checking the captured image 312 of the camera 200 at that time in real time on the same display screen 301. In some cases, the measurement can be stopped immediately, so that the measurement can be performed better.
- the configuration in which the measurement light is guided from the light source unit 3 to the detector 2 along the horizontal direction has been described.
- the configuration is not limited to this, and at least a part of the optical path of the measurement light from the light source unit 3 to the detector 2 may be inclined with respect to the horizontal direction.
- the rotating shaft 61 of the motor 6 is not limited to the configuration extending in the horizontal direction, and may be configured to extend in a direction inclined with respect to the horizontal direction.
- the configuration of the optical member provided in the optical path of the measurement light from the light source unit 3 to the detector 2 is not limited to the configuration illustrated in the above embodiment, and other optical members may be provided, Some optical members may be omitted.
- the scanning processing unit 101 is not limited to the configuration in which scanning is performed by changing the angle at which the measurement light emitted from the sample is received, but the configuration in which scanning is performed by changing the angle of the measurement light incident on the sample. It may be.
- a collimator unit (not shown) that holds a collimator lens is fixed to a disc, and the disc is rotated by a motor, thereby changing the angle of the collimator unit with respect to the V block prism 1 to perform scanning.
- the structure which can be used may be sufficient.
- the present invention is not limited to a V-block type refractive index measuring apparatus, and other types such as an Abbe system can be used.
- the present invention can also be applied to a refractive index measuring device.
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Abstract
コストをかけることなく、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる屈折率測定装置を提供する。検出器により検出される測定光の検出強度を表すグラフ３１１、及び、カメラによる撮像画像３１２を、１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示させる。これにより、カメラの撮像画像３１２を表示させるための表示部を別途設ける必要がなく、コストがかからない。また、グラフ３１１とともに１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示されるカメラの撮像画像３１２を確認することにより、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる。
Description
本発明は、試料に測定光を照射することにより試料の屈折率を測定する屈折率測定装置に関するものである。
屈折率測定装置の一例であるＶブロック方式の屈折率測定装置では、Ｖブロックプリズムに形成されているＶ字状の溝に試料が載置され、Ｖブロックプリズムを介して試料に測定光を照射することにより、試料を透過した測定光を検出器で検出して試料の屈折率を測定することができるようになっている（例えば、下記特許文献１参照）。
この種の屈折率測定装置では、試料を透過して検出器へと導かれる測定光の一部が、例えばビームスプリッタにより分離され、接眼部（図示せず）に導かれる。作業者は、Ｖブロックプリズムの位置調整を行う際などに、接眼部から装置内を覗くことにより、測定光の状態を目視しながら作業を行うことができる。
上記のような従来のＶブロック方式の屈折率測定装置では、測定中に接眼部から装置外の光が入射し、検出器による検出結果に影響を与えるのを防止するため、測定中は接眼部にキャップが被せられる。そのため、実際の測定光の状態を測定中に観察することができないという問題があった。
そこで、接眼部にカメラを装着し、接眼部からの装置外の光の入射を防止するとともに、接眼部において測定光をカメラで撮像することにより、測定中にカメラで撮像した画像を観察することができるような構成が考えられる。しかしながら、このようにカメラを屈折率測定装置に後付けする場合には、カメラで撮像した画像を表示させるための表示部を別途設ける必要があり、コストがかかるとともに、検出器による検出結果とカメラで撮像した画像とが別々の表示画面に表示されるため、円滑に観察を行うことができないおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コストをかけることなく、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる屈折率測定装置を提供することを目的とする。また、本発明は、良好に測定を行うことができる屈折率測定装置を提供することを目的とする。
本発明に係る屈折率測定装置は、試料に測定光を照射することにより試料の屈折率を測定する屈折率測定装置であって、試料を透過した測定光を検出する検出器と、試料を透過した測定光を撮像するカメラと、前記検出器により検出される測定光の検出強度を表すグラフ、及び、前記カメラにより撮像される測定光の画像を、１つの表示画面にリアルタイムで表示させる表示処理部とを備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、検出器により検出される測定光の検出強度を表すグラフ、及び、カメラにより撮像される測定光の画像が、１つの表示画面にリアルタイムで表示されるため、カメラの撮像画像を表示させるための表示部を別途設ける必要がなく、コストがかからない。また、グラフとともに１つの表示画面にリアルタイムで表示されるカメラの撮像画像を確認することにより、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる。
例えば、Ｖブロックプリズムの位置調整を行う際などには、表示画面にリアルタイムで表示されるカメラの撮像画像を確認しながら作業を行うことができる。このように、カメラによる撮像画像を表示画面に表示させることにより、接眼部を設ける必要がないため、測定中に接眼部から装置外の光が入射し、検出器による検出結果に影響を与えるのを防止することができ、良好に測定を行うことができる。
また、測定中においては、表示画面にリアルタイムで表示されるカメラの撮像画像を確認することにより、測定光のぼやけ具合を観察することができる。試料の設置態様が適当でない場合や、試料が散乱しやすい性質を有する場合などには、測定光がぼやけやすいため、測定光のぼやけ具合をグラフとともにリアルタイムで確認することにより、良好に測定を行うことができる。
前記屈折率測定装置は、試料から出射する測定光を受光する角度、又は、試料に入射する測定光の角度を変化させることにより走査を行う走査処理部をさらに備えていてもよい。この場合、前記表示処理部は、前記走査処理部による走査に伴い変化する前記検出器の検出強度をグラフとして連続的に描画するように前記表示画面にリアルタイムで表示させるとともに、前記カメラにより撮像される画像を前記表示画面上で走査に伴い移動するようにリアルタイムで表示させることが好ましい。
このような構成によれば、走査に伴い表示画面に連続的に描画されるグラフを確認しながら、そのときのカメラによる撮像画像を同じ表示画面においてリアルタイムで確認することができる。したがって、検出器により検出される測定光の検出強度と、カメラの撮像画像との関係が分かりやすいため、より良好に測定を行うことができる。
前記表示処理部は、前記表示画面に対する前記カメラにより撮像される画像の表示を開始又は停止させるための撮像切替キーを前記表示画面に表示させることが好ましい。
このような構成によれば、必要に応じて撮像切替キーを選択することにより、表示画面に対するカメラの撮像画像の表示を開始又は停止させることができる。したがって、測定中などのような必要なときにのみ、グラフ及びカメラの撮像画像を１つの表示画面にリアルタイムで表示させ、良好に測定を行うことができる。
前記表示処理部は、前記カメラにより撮像される画像を前記表示画面に別画面で拡大表示させるための拡大表示キーを前記表示画面に表示させることが好ましい。
このような構成によれば、必要に応じて拡大表示キーを選択することにより、カメラの撮像画像を表示画面に別画面で拡大表示させることができる。したがって、例えばＶブロックプリズムの位置調整をより正確に行いたい場合や、測定光のぼやけ具合をより正確に観察したい場合などには、カメラの撮像画像を拡大表示で確認することにより、良好に作業を行うことができる。
前記表示処理部は、前記走査処理部による走査を停止させるための中止キーを前記表示画面に表示させることが好ましい。
このような構成によれば、必要に応じて中止キーを選択することにより、走査処理部による走査を停止させ、測定を中止させることができる。したがって、走査に伴い表示画面に連続的に描画されるグラフを確認しながら、そのときのカメラによる撮像画像を同じ表示画面においてリアルタイムで確認しているときに、異常を発見した場合などには、直ちに測定を中止させることができるため、より良好に測定を行うことができる。
本発明によれば、カメラの撮像画像を表示させるための表示部を別途設ける必要がなく、コストがかからない。また、本発明によれば、グラフとともに１つの表示画面にリアルタイムで表示されるカメラの撮像画像を確認することにより、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる。さらに、本発明によれば、測定中に接眼部から装置外の光が入射することがなく、かつ、測定光のぼやけ具合をグラフとともにリアルタイムで確認することができるため、良好に測定を行うことができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る屈折率測定装置の構成例を示す概略平面図である。この屈折率測定装置は、Ｖブロックプリズム１を介して試料に測定光を照射することにより試料の屈折率を測定するＶブロック方式の屈折率測定装置である。
試料としては、例えばガラス、プラスチック又は液体などを挙げることができる。試料は、Ｖブロックプリズム１に形成されているＶ字状の溝１１（図１では溝１１を真上から見た図を示している。）に載置され、試料を透過した測定光を検出器２で検出することにより試料の屈折率を測定することができるようになっている。
この屈折率測定装置には、上述のＶブロックプリズム１及び検出器２に加えて、測定光を照射する光源部３と、光源部３からの測定光をＶブロックプリズム１に導く第１光学系４と、Ｖブロックプリズム１を透過した測定光を検出器２に導く第２光学系５とが備えられている。
光源部３には、複数の光源３１が備えられている。光源３１としては、例えばヘリウムランプ、水素ランプ及び水銀ランプが用いられ、ヘリウムｄ線、水素Ｃ線、水素Ｆ線、水銀ｅ線、水銀ｇ線及び水銀ｈ線などの異なる波長の測定光を光源部３から照射することができるようになっている。光源３１からの測定光は、ミラー３２で反射され、光源部３から水平方向に照射される。ミラー３２は、垂直方向（図１における紙面前後方向）に延びる回転軸３２１を中心に回転可能となっており、ミラー３２の回転位置に応じた光源３１からの測定光を第１光学系４に導くことができる。ただし、光源３１は、上記のような種類に限られるものではない。
第１光学系４には、レンズ４１、ミラー４２，４３，４４、干渉フィルタ４５、スリット４６及びコリメータレンズ４７などが備えられている。光源部３からの測定光は、レンズ４１を通過し、ミラー４２，４３で順次に反射した後、干渉フィルタ４５に入射する。
干渉フィルタ４５は複数設けられており、光源３１の種類に応じて選択された干渉フィルタ４５が光路中に挿入されることにより、その干渉フィルタ４５に対応する特定波長の測定光（単色光）のみが干渉フィルタ４５を透過し、ミラー４４側へと導かれる。ミラー４４で反射した測定光は、スリット４６を通過し、コリメータレンズ４７で平行光とされた後、Ｖブロックプリズム１に入射する。Ｖブロックプリズム１に対して一方の端面１２から入射した測定光は、Ｖ字状の溝１１に載置されている試料を透過した後、再びＶブロックプリズム１を通り、Ｖブロックプリズム１と試料の屈折率差に応じた角度で他方の端面１３から出射する。
第２光学系５には、ミラー５１，５２、テレメータレンズ５３及びビームスプリッタ５４などが備えられている。第２光学系５は、モータ６の回転軸６１に取り付けられた円板７に固定されている。具体的には、ミラー５１，５２及びテレメータレンズ５３が、回転軸６１に対して偏心した位置で回転軸６１に平行に並び、ミラー５２及びビームスプリッタ５４が、回転軸６１に対して垂直方向に並ぶように、それぞれ円板７に固定されている。
ミラー５１は、測定光の入射方向に対して反射面が４５°傾斜するように配置されることにより、当該ミラー５１で反射した測定光は、進行方向が９０°変換されてテレメータレンズ５３に導かれる。テレメータレンズ５３は、Ｖブロックプリズム１からの測定光を集光させてミラー５２に導き、ミラー５２で反射した測定光は、ビームスプリッタ５４を透過して、円板７に固定された検出器２により検出される。
ミラー５１及びテレメータレンズ５３は、Ｖブロックプリズム１からの測定光の入射方向に対して垂直方向に１列に配置され、回転軸６１に対して偏心した位置で、テレメータ部５０として一体的に円板７に保持されている。したがって、モータ６を回転させることにより、回転軸６１を中心に円板７を回転させれば、Ｖブロックプリズム１に対するテレメータ部５０の位置を変化（走査）させ、Ｖブロックプリズム１からの測定光を異なる角度から受光して検出器２に導くことができる。モータ６は、例えばエンコーダ付きのサーボモータからなり、モータ６の回転角を正確に把握することができる。
一方、ビームスプリッタ５４で反射した測定光は、ミラー８で反射した後、レンズ９を通過してカメラ２００へと導かれ、当該カメラ２００により試料を透過した測定光を撮像することができる。ビームスプリッタ５４及びミラー８は、回転軸６１上に設けられており、Ｖブロックプリズム１の位置調整を行う際には、ビームスプリッタ５４とミラー８との間の光路上にオートコリメーションプリズム１０を挿入可能となっている。
カメラ２００は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラにより構成することができる。カメラ２００は、上記のような位置に設けられた構成に限らず、例えば円板７に取り付けられ、ビームスプリッタ５４とは別に設けられたビームスプリッタを介して、当該カメラ２００に測定光が導かれるような構成であってもよいし、カメラ２００が２つ以上設けられた構成であってもよい。
図２は、図１の屈折率測定装置における制御部１００の構成例を示すブロック図である。この屈折率測定装置の動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部１００により制御される。制御部１００は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、走査処理部１０１、屈折率測定処理部１０２及び表示処理部１０３などとして機能する。
走査処理部１０１は、モータ６を回転させることにより、Ｖブロックプリズム１に対してテレメータ部５０を走査させる。試料の屈折率を測定する際には、走査処理部１０１が一定速度でモータ６を回転させることにより、試料から出射する測定光を受光する角度を変化させる。これにより、Ｖブロックプリズム１から検出器２に導かれる測定光の光量が変化するため、モータ６の回転に伴い、検出器２における検出強度が変化することとなる。
屈折率測定処理部１０２は、走査処理部１０１により回転されるモータ６の回転角と検出器２における検出強度とに基づいて、試料の屈折率を測定するための処理を行う。具体的には、モータ６を回転させて、各回転角におけるＶブロックプリズム１からの測定光を検出器２で検出することにより、検出強度が最も高くなる回転角を特定し、その回転角とＶブロックプリズム１の屈折率とに基づいて試料の屈折率を測定することができる。
表示処理部１０３は、表示部３００の表示画面への表示に関する処理を行う。表示部３００は、例えば液晶表示器からなり、屈折率測定装置に備えられていてもよいし、屈折率測定装置とは別に設けられていてもよい。表示処理部１０３は、例えば走査処理部１０１により回転されるモータ６の回転角と、検出器２における検出強度との関係を、表示部３００の表示画面にグラフで表示させることができる。また、表示処理部１０３は、カメラ２００により撮像される測定光の画像を、表示部３００の表示画面に表示させることができる。
図３は、表示部３００の表示画面３０１の一例を示す図である。図３に示すように、本実施形態では、検出器２により検出される測定光の検出強度を表すグラフ３１１と、カメラ２００による撮像画像３１２とが、１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示されるようになっている。
グラフ３１１は、例えばモータ６の回転角を横軸、検出器２における検出強度を縦軸として表示画面３０１に表示される。カメラ２００による撮像画像３１２は、スリット４６を通過した測定光の画像であるため、図３に示すように、例えばスリット４６の形状に対応する線状の画像として表示画面３０１に表示される。
この例では、カメラ２００による撮像画像３１２として１本の測定光の画像が表示されているが、例えば試料が複屈折する材料である場合などには、試料を透過した測定光が複数の方向に出射することにより、複数本の測定光の画像が表示される場合もある。また、オートコリメーションプリズム１０を用いてＶブロックプリズム１の位置調整を行う際には、Ｖブロックプリズム１の位置に対応して表示位置が変化するオートコリメーション像及び標線が撮像画像３１２内に現れ、このオートコリメーション像と標線の表示が所定の配置となるように調整することによって、Ｖブロックプリズム１の位置と光軸とが垂直になるように調整を行うことができる。
表示処理部１０３の処理により、表示画面３０１には、撮像切替キー３１３、拡大表示キー３１４、開始キー３１５及び中止キー３１６などが表示される。撮像切替キー３１３及び拡大表示キー３１４は、例えばカメラ２００による撮像画像３１２の近傍に表示される。これらのキー３１３～３１６は、例えばマウス又はキーボードなどにより構成される操作部（図示せず）を操作することにより選択することができる。
撮像切替キー３１３は、表示画面３０１に対するカメラ２００による撮像画像３１２の表示を開始又は停止させるために選択される。図３に示すように、カメラ２００による撮像画像３１２が表示画面３０１に表示されているときには、撮像切替キー３１３は表示停止キーとして表示され、当該表示停止キーを選択することにより、撮像画像３１２の表示を停止させることができる。一方、カメラ２００による撮像画像３１２が表示画面３０１に表示されていないときには、撮像切替キー３１３は表示開始キーとして表示され、当該表示開始キーを選択することにより、撮像画像３１２の表示を開始させることができる。
拡大表示キー３１４は、カメラ２００による撮像画像３１２を表示画面３０１に別画面で拡大表示させるために選択される。拡大表示キー３１４が選択された場合には、例えば表示画面３０１にポップアップ画面が表示され、当該ポップアップ画面に、縦横比を保持した状態で拡大されたカメラ２００による撮像画像３１２が表示される。
開始キー３１５は、走査処理部１０１による走査を開始させるために選択される。開始キー３１５が選択されることにより測定が開始された場合には、走査処理部１０１による走査に伴って、グラフ３１１及びカメラ２００による撮像画像３１２が表示画面３０１にリアルタイムで表示される。なお、測定中は、開始キー３１５を選択できないように構成されていてもよい。
中止キー３１６は、走査処理部１０１による走査を停止させるために選択される。測定中に中止キー３１６が選択された場合には、測定が中止され、表示画面３０１に対するグラフ３１１及びカメラ２００による撮像画像３１２の表示が停止される。なお、測定中でないときには、中止キー３１６を選択できないように構成されていてもよい。
本実施形態では、検出器２により検出される測定光の検出強度を表すグラフ３１１、及び、カメラ２００による撮像画像３１２が、１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示されるため、カメラ２００の撮像画像３１２を表示させるための表示部を別途設ける必要がなく、コストがかからない。また、グラフ３１１とともに１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示されるカメラ２００の撮像画像３１２を確認することにより、実際の測定光の状態を測定中に良好に観察することができる。
例えば、Ｖブロックプリズム１の位置調整を行う際などには、表示画面３０１にリアルタイムで表示されるカメラ２００の撮像画像３１２を確認しながら作業を行うことができる。このように、カメラ２００による撮像画像３１２を表示画面３０１に表示させることにより、接眼部を設ける必要がないため、測定中に接眼部から装置外の光が入射し、検出器２による検出結果に影響を与えるのを防止することができ、良好に測定を行うことができる。
また、測定中においては、表示画面３０１にリアルタイムで表示されるカメラ２００の撮像画像３１２を確認することにより、測定光のぼやけ具合を観察することができる。試料の設置態様が適当でない場合や、試料が散乱しやすい性質を有する場合などには、測定光がぼやけやすいため、測定光のぼやけ具合をグラフ３１１とともにリアルタイムで確認することにより、良好に測定を行うことができる。
特に、本実施形態では、必要に応じて撮像切替キー３１３を選択することにより、表示画面３０１に対するカメラ２００の撮像画像３１２の表示を開始又は停止させることができる。したがって、測定中などのような必要なときにのみ、グラフ３１１及びカメラ２００の撮像画像３１２を１つの表示画面３０１にリアルタイムで表示させ、良好に測定を行うことができる。
また、本実施形態では、必要に応じて拡大表示キー３１４を選択することにより、カメラ２００の撮像画像３１２を表示画面３０１に別画面で拡大表示させることができる。したがって、例えばＶブロックプリズム１の位置調整をより正確に行いたい場合や、測定光のぼやけ具合をより正確に観察したい場合などには、カメラ２００の撮像画像３１２を拡大表示で確認することにより、良好に作業を行うことができる。
図４は、表示部３００の表示画面３０１における表示態様の変化の一例を示す図である。図４では、試料の屈折率を測定する際に表示画面３０１にリアルタイムで表示されるグラフ３１１及びカメラ２００による撮像画像３１２の一例を段階的に示している。
表示処理部１０３は、走査処理部１０１による走査に伴い変化する検出器２の検出強度をグラフ３１１として連続的に描画するように表示画面３０１にリアルタイムで表示させる。すなわち、走査処理部１０１による走査に伴い、検出器２における検出強度は変化することとなるが、測定開始からその時点までの検出強度の変化の軌跡が、グラフ３１１として連続的に表示画面３０１に描画される。
したがって、図４（ａ）のような測定開始後の初期の段階では、グラフ３１１として表される部分は少ないが、図４（ｂ）のように検出器２の検出強度が最も高くなったときには、グラフ３１１にピークが現れる。その後、図４（ｃ）のように検出器２の検出強度が徐々に下がることにより、ピークを有する曲線状のグラフ３１１が連続的に描画される。
また、表示処理部１０３は、カメラ２００による撮像画像３１２を表示画面３０１上で走査に伴い移動するようにリアルタイムで表示させる。すなわち、走査処理部１０１による走査に伴い、試料から出射する測定光を受光する角度が変化するため、カメラ２００に入射する測定光の位置も変化し、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、カメラ２００による撮像画像３１２が表示画面３０１上で移動することとなる。
なお、走査処理部１０１による走査が終了した後は、検出器２の検出強度が最も高くなったときの位置にテレメータ部５０が移動されることにより、カメラ２００による撮像画像３１２は、図４（ｂ）の場合と同じ状態で維持される。このとき、グラフ３１１は、図４（ｃ）の場合と同じ状態で維持されてもよいし、非表示とされてもよい。
本実施形態では、走査に伴い表示画面３０１に連続的に描画されるグラフ３１１を確認しながら、そのときのカメラ２００による撮像画像３１２を同じ表示画面３０１においてリアルタイムで確認することができる。したがって、検出器２により検出される測定光の検出強度と、カメラ２００の撮像画像３１２との関係が分かりやすいため、より良好に測定を行うことができる。
また、本実施形態では、図３において説明したように、必要に応じて中止キー３１６を選択することにより、走査処理部１０１による走査を停止させ、測定を中止させることができる。したがって、走査に伴い表示画面３０１に連続的に描画されるグラフ３１１を確認しながら、そのときのカメラ２００による撮像画像３１２を同じ表示画面３０１においてリアルタイムで確認しているときに、異常を発見した場合などには、直ちに測定を中止させることができるため、より良好に測定を行うことができる。
以上の実施形態では、測定光が水平方向に沿って光源部３から検出器２まで導かれるような構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、光源部３から検出器２に至る測定光の光路の少なくとも一部が、水平方向に対して傾斜していてもよい。この場合、モータ６の回転軸６１は、水平方向に延びるような構成に限らず、水平方向に対して傾斜した方向に延びるような構成であってもよい。
また、光源部３から検出器２に至る測定光の光路中に設けられた光学部材の構成は、上記実施形態において例示した構成に限らず、他の光学部材が設けられていてもよいし、一部の光学部材が省略されていてもよい。
走査処理部１０１は、試料から出射する測定光を受光する角度を変化させることにより走査を行うような構成に限らず、試料に入射する測定光の角度を変化させることにより走査を行うような構成であってもよい。この場合、例えばコリメータレンズを保持するコリメータ部（図示せず）を円板に固定し、当該円板をモータで回転させることにより、Ｖブロックプリズム１に対するコリメータ部の角度を変化させて走査を行うことができるような構成であってもよい。
以上の実施形態では、本発明をＶブロック方式の屈折率測定装置に適用した場合について説明したが、本発明は、Ｖブロック方式の屈折率測定装置に限らず、アッベ方式などの他の方式の屈折率測定装置にも適用可能である。
１ Ｖブロックプリズム
２ 検出器
３ 光源部
４ 第１光学系
５ 第２光学系
６ モータ
７ 円板
８ ミラー
９ レンズ
１０ オートコリメーションプリズム
３１ 光源
３２ ミラー
４１ レンズ
４２，４３，４４ ミラー
４５ 干渉フィルタ
４６ スリット
４７ コリメータレンズ
５０ テレメータ部
５１，５２ ミラー
５３ テレメータレンズ
５４ ビームスプリッタ
６１ 回転軸
１００ 制御部
１０１ 走査処理部
１０２ 屈折率測定処理部
１０３ 表示処理部
２００ カメラ
３００ 表示部
３０１ 表示画面
３１１ グラフ
３１２ 撮像画像
３１３ 撮像切替キー
３１４ 拡大表示キー
３１５ 開始キー
３１６ 中止キー
２ 検出器
３ 光源部
４ 第１光学系
５ 第２光学系
６ モータ
７ 円板
８ ミラー
９ レンズ
１０ オートコリメーションプリズム
３１ 光源
３２ ミラー
４１ レンズ
４２，４３，４４ ミラー
４５ 干渉フィルタ
４６ スリット
４７ コリメータレンズ
５０ テレメータ部
５１，５２ ミラー
５３ テレメータレンズ
５４ ビームスプリッタ
６１ 回転軸
１００ 制御部
１０１ 走査処理部
１０２ 屈折率測定処理部
１０３ 表示処理部
２００ カメラ
３００ 表示部
３０１ 表示画面
３１１ グラフ
３１２ 撮像画像
３１３ 撮像切替キー
３１４ 拡大表示キー
３１５ 開始キー
３１６ 中止キー
Claims (5)
- 試料に測定光を照射することにより試料の屈折率を測定する屈折率測定装置であって、
試料を透過した測定光を検出する検出器と、
試料を透過した測定光を撮像するカメラと、
前記検出器により検出される測定光の検出強度を表すグラフ、及び、前記カメラにより撮像される測定光の画像を、１つの表示画面にリアルタイムで表示させる表示処理部とを備えたことを特徴とする屈折率測定装置。 - 試料から出射する測定光を受光する角度、又は、試料に入射する測定光の角度を変化させることにより走査を行う走査処理部をさらに備え、
前記表示処理部は、前記走査処理部による走査に伴い変化する前記検出器の検出強度をグラフとして連続的に描画するように前記表示画面にリアルタイムで表示させるとともに、前記カメラにより撮像される画像を前記表示画面上で走査に伴い移動するようにリアルタイムで表示させることを特徴とする請求項１に記載の屈折率測定装置。 - 前記表示処理部は、前記表示画面に対する前記カメラにより撮像される画像の表示を開始又は停止させるための撮像切替キーを前記表示画面に表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の屈折率測定装置。
- 前記表示処理部は、前記カメラにより撮像される画像を前記表示画面に別画面で拡大表示させるための拡大表示キーを前記表示画面に表示させることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の屈折率測定装置。
- 前記表示処理部は、前記走査処理部による走査を停止させるための中止キーを前記表示画面に表示させることを特徴とする請求項２に記載の屈折率測定装置。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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