JPH0213832A - 試液の屈折率測定方法 - Google Patents
試液の屈折率測定方法Info
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- JPH0213832A JPH0213832A JP16521188A JP16521188A JPH0213832A JP H0213832 A JPH0213832 A JP H0213832A JP 16521188 A JP16521188 A JP 16521188A JP 16521188 A JP16521188 A JP 16521188A JP H0213832 A JPH0213832 A JP H0213832A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、試液の屈折率測定方法に関し、特に、干渉
計に用いられるマツチング液等の試液の屈折率を測定す
るのに適した屈折率測定方法に関する。
計に用いられるマツチング液等の試液の屈折率を測定す
るのに適した屈折率測定方法に関する。
［従来の技術］
液体の屈折率を測定するには、一般に、アツベの屈折計
などの屈折計が用いられる。しかし、屈折計を用いる測
定では、例えば干渉計に用いられている試液を干渉計の
中に入れたままで、その試液の屈折率を測定することは
できない、したがって、温度などの諸条件によって変化
する試液の屈折率を、干渉計使用中にリアルタイムで測
定することはできない、また、複数の液体を混合して微
妙に屈折率を調整するマツチング液の屈折率を、干渉計
の中に入れたままの状態で測定することはできない。
などの屈折計が用いられる。しかし、屈折計を用いる測
定では、例えば干渉計に用いられている試液を干渉計の
中に入れたままで、その試液の屈折率を測定することは
できない、したがって、温度などの諸条件によって変化
する試液の屈折率を、干渉計使用中にリアルタイムで測
定することはできない、また、複数の液体を混合して微
妙に屈折率を調整するマツチング液の屈折率を、干渉計
の中に入れたままの状態で測定することはできない。
そこで、従来、干渉計に用いられるマツチング液等の試
液の屈折率を測定するには１例えば次のような方法がと
られていた。
液の屈折率を測定するには１例えば次のような方法がと
られていた。
用いられる装置は、全体としては、例えばマツへ〇ツエ
ンダ−の干渉計になっていて、−光束を平面波の参、照
光として使い、もう−光束中に、屈折率参照用の屈折率
既知のガラス試料をマツチング液に液浸してセットする
。このような液浸装置をマツハ等ツエンダ−干渉計の一
光東中に置くことにより生ずる干渉縞観測において、Ｎ
木の干渉縞が観測される間の試料の厚さの差を測定して
、その測定値からマツチング液の屈折率を求めていた。
ンダ−の干渉計になっていて、−光束を平面波の参、照
光として使い、もう−光束中に、屈折率参照用の屈折率
既知のガラス試料をマツチング液に液浸してセットする
。このような液浸装置をマツハ等ツエンダ−干渉計の一
光東中に置くことにより生ずる干渉縞観測において、Ｎ
木の干渉縞が観測される間の試料の厚さの差を測定して
、その測定値からマツチング液の屈折率を求めていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、上述の従来の測定方法では、マツチング液の屈
折率が変動すればＮ木の干渉縞の生じる範囲も変動し、
その度毎にその部分の試料の厚さを測定しなければなら
ない、したがって測定作業がはなはだ繁雑なものとなり
、屈折率調整や温度変化によって変動するマー２チンダ
液の屈折率を、干渉計使用中に測定するのは極めて困難
なことであり、また測定を自動化することなども困難で
あった。
折率が変動すればＮ木の干渉縞の生じる範囲も変動し、
その度毎にその部分の試料の厚さを測定しなければなら
ない、したがって測定作業がはなはだ繁雑なものとなり
、屈折率調整や温度変化によって変動するマー２チンダ
液の屈折率を、干渉計使用中に測定するのは極めて困難
なことであり、また測定を自動化することなども困難で
あった。
この発明は、そのような従来の欠点を解消し、干渉計に
用いられるマツチング液等の試液の屈折率を、リアルタ
イムで簡単に測定することができ、測定の自動化を行う
のも容易な、試液の屈折率測定方法を提供することを目
的とする。
用いられるマツチング液等の試液の屈折率を、リアルタ
イムで簡単に測定することができ、測定の自動化を行う
のも容易な、試液の屈折率測定方法を提供することを目
的とする。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明の試液の屈折率測
定方法は、屈折率及び形状が既知のくさび状の透明試料
を試液中に浸し、これにコヒーレント光を透過させてそ
の透過光波を参照光波と重ね合わせて干渉縞を発生させ
、その干渉縞の明るさの強度分布を測定してその強度分
布から干渉縞の空間周波数を求め、上記透明試料の既知
の屈折率及び形状と上記干渉縞の空間周波数とから上記
試液の屈折率を求めるようにしたことを特徴とする。
定方法は、屈折率及び形状が既知のくさび状の透明試料
を試液中に浸し、これにコヒーレント光を透過させてそ
の透過光波を参照光波と重ね合わせて干渉縞を発生させ
、その干渉縞の明るさの強度分布を測定してその強度分
布から干渉縞の空間周波数を求め、上記透明試料の既知
の屈折率及び形状と上記干渉縞の空間周波数とから上記
試液の屈折率を求めるようにしたことを特徴とする。
［作用］
第４図に示されるように、コヒーレント光の波長を入、
くさび状のガラス試料９の形状を、θ。
くさび状のガラス試料９の形状を、θ。
Ｌ、ガラス試料９の屈折率と試液８の屈折率を各々ｎ
ｇ ＊ ｎ ｍとする。
ｇ ＊ ｎ ｍとする。
試液８中に浸漬されたくさび状のガラス試料９を透過し
た光波によって生ずる干渉縞３０は、直線状の平行な等
間隔の縞となる。そして、その縞の強度分布を測定すれ
ば縞の空間周波ａＦが求まり、空間周波数Ｆが求まれば
、 Ｆ＝に／Ｌ （ｎｕ−ｎｇ）Ｌｅｔａｎ θ＝にλであるから、次
式から試液の屈折率を求めることができる。
た光波によって生ずる干渉縞３０は、直線状の平行な等
間隔の縞となる。そして、その縞の強度分布を測定すれ
ば縞の空間周波ａＦが求まり、空間周波数Ｆが求まれば
、 Ｆ＝に／Ｌ （ｎｕ−ｎｇ）Ｌｅｔａｎ θ＝にλであるから、次
式から試液の屈折率を求めることができる。
ｎｆｉ”ｎｇ＋入＊Ｆ／ｌａｎθ
［実施例］
第１図は１本発明に用いられる測定装置を示しており、
この装置は基本的にはマツハ・ツエンダ−の干渉計にな
っている。１は、コヒーレント光（波長λ）を出射する
コヒーレント光源であり、例えば、Ｈｅ−Ｍｅレーザ光
源が用いられる。コヒーレント光源１から出射された光
線は、ビームエキスパンダレンズ２によって拡げられ、
コリメータレンズ３によって平行光束となる。４は第１
のハーフミラ−であり、このハーフミラ−４で反射され
た光束は可動ミラー５でさらに反射されて透明容器６を
透過する。可動ミラー５は、その角度を任意に微動（チ
ルト）させることができる。
この装置は基本的にはマツハ・ツエンダ−の干渉計にな
っている。１は、コヒーレント光（波長λ）を出射する
コヒーレント光源であり、例えば、Ｈｅ−Ｍｅレーザ光
源が用いられる。コヒーレント光源１から出射された光
線は、ビームエキスパンダレンズ２によって拡げられ、
コリメータレンズ３によって平行光束となる。４は第１
のハーフミラ−であり、このハーフミラ−４で反射され
た光束は可動ミラー５でさらに反射されて透明容器６を
透過する。可動ミラー５は、その角度を任意に微動（チ
ルト）させることができる。
透明容器６は、歪みのないガラスで形成されている。７
は、開閉自在な蓋である。透明容器６内には、被検レン
ズ１０の材質がポリメチルメタクリレート（アクリル）
の場合には、例えばジメチルシリコンオイルとフェニル
メチルシリコンオイルとを混合したマツチング液８が入
っている。
は、開閉自在な蓋である。透明容器６内には、被検レン
ズ１０の材質がポリメチルメタクリレート（アクリル）
の場合には、例えばジメチルシリコンオイルとフェニル
メチルシリコンオイルとを混合したマツチング液８が入
っている。
マツチング液８内には、第２図にも示されるように、屈
折率ｎｇ及び形状（θ、Ｌ）が既知の、光学的に均質な
くさび状のガラス試料９と、この装置によって屈折率な
どを測定しようとする被検レンズ１０とが並列に、透過
光に対して垂直に配置されている。なお、ガラス試料９
の材質は、必ずしもガラスでなくてもよく、光学的に均
質で変形しない透明試料ならばプラスチックその他のも
のであってもよい、また、その形状は、必ずしも全体的
にくさび状である必要はなく、部分的にくさび状の形状
をしているものであってもよい。
折率ｎｇ及び形状（θ、Ｌ）が既知の、光学的に均質な
くさび状のガラス試料９と、この装置によって屈折率な
どを測定しようとする被検レンズ１０とが並列に、透過
光に対して垂直に配置されている。なお、ガラス試料９
の材質は、必ずしもガラスでなくてもよく、光学的に均
質で変形しない透明試料ならばプラスチックその他のも
のであってもよい、また、その形状は、必ずしも全体的
にくさび状である必要はなく、部分的にくさび状の形状
をしているものであってもよい。
第１のハーフミラ−４を透過した光束は、第１の固定ミ
ラ゛−１１で反射された後、さらに第２のハーフミラ−
！２で反射されて、被検レンズ１０又はガラス試料９を
通ってきた光波と重ね合わせられる、そして、２つの光
波の重なりによって生じる干渉縞が、第１の結像レンズ
１３によって撮像素子１４表面上に結像する。
ラ゛−１１で反射された後、さらに第２のハーフミラ−
！２で反射されて、被検レンズ１０又はガラス試料９を
通ってきた光波と重ね合わせられる、そして、２つの光
波の重なりによって生じる干渉縞が、第１の結像レンズ
１３によって撮像素子１４表面上に結像する。
この第１の結像レンズ１３と撮像素子１４とは、一体と
なって図において上下方向に移動できるように設けられ
ている。したがって、第１図においては第１の結像レン
ズ１３が被検レンズｌＯに対向しているが、第３図に示
されるように第１の結像レンズ１３をガラス試料９に対
向させることもできる。
なって図において上下方向に移動できるように設けられ
ている。したがって、第１図においては第１の結像レン
ズ１３が被検レンズｌＯに対向しているが、第３図に示
されるように第１の結像レンズ１３をガラス試料９に対
向させることもできる。
第１図に戻って、撮像素子１４は、例えば５０×５０個
の独立した光電素子により形成されている。そして、そ
の出力端に、ＡＤ変換器１５、デジタル用演算回路１６
及び表示装置１７が順次接続されている。また、演算回
路１６には、演算に必要なデータを記憶するメモリ１８
と、既知のデータを入力する入力回路１９とが順次接続
されている。尚、演算回路１６としては、マイクロコン
ピュータその他の演算装置を用いることができる。
の独立した光電素子により形成されている。そして、そ
の出力端に、ＡＤ変換器１５、デジタル用演算回路１６
及び表示装置１７が順次接続されている。また、演算回
路１６には、演算に必要なデータを記憶するメモリ１８
と、既知のデータを入力する入力回路１９とが順次接続
されている。尚、演算回路１６としては、マイクロコン
ピュータその他の演算装置を用いることができる。
２０は、透明容器６内の状態を観察するための観察装置
であり、第２のハーフミラ−１２に対向して設けられた
第２の固定ミラー２１と、第２の結像レンズ２２と、そ
の結像位置に設けられた撮像装置２３とテレビモニタ２
４とにより構成されている。
であり、第２のハーフミラ−１２に対向して設けられた
第２の固定ミラー２１と、第２の結像レンズ２２と、そ
の結像位置に設けられた撮像装置２３とテレビモニタ２
４とにより構成されている。
本発明の測定方法によってマツチング液８（試液）の屈
折率測定を行うには、まず、既知のデータを入力回路１
９から入力する。そして、ガラス試料９に関する既知の
データ（ｎｇ、θ、Ｌ）はメモリ１８に入力して記憶し
ておく。
折率測定を行うには、まず、既知のデータを入力回路１
９から入力する。そして、ガラス試料９に関する既知の
データ（ｎｇ、θ、Ｌ）はメモリ１８に入力して記憶し
ておく。
次に、第３図に示されるように、第１の結像レンズ１３
をガラス試料９に対向させる。すると、第４図に示され
るように、ガラス試料９を透過した光波と参照光波との
重なりによって発生する干渉縞３０が、撮像素子１４に
結像する。そして。
をガラス試料９に対向させる。すると、第４図に示され
るように、ガラス試料９を透過した光波と参照光波との
重なりによって発生する干渉縞３０が、撮像素子１４に
結像する。そして。
そのときの、撮像素子１４からの出力によって、その縞
の空間周波数Ｆを演算回路１６において演算する。これ
は公知のディスクリート・フーリエ・トランスフオーム
（ＤＦＴ）により行うことができるが、さらに高速なフ
ァースト・フーリエ・トランスフオーム（ＦＦＴ）によ
るのがよい。
の空間周波数Ｆを演算回路１６において演算する。これ
は公知のディスクリート・フーリエ・トランスフオーム
（ＤＦＴ）により行うことができるが、さらに高速なフ
ァースト・フーリエ・トランスフオーム（ＦＦＴ）によ
るのがよい。
この場合、まず、撮像素子１４上の干渉縞３０に対して
直角をなす、第５図に示されるような線分３１上の強度
分・布を測定する。第６図は、その線分３１上の強度分
布を例示しており、正弦波様のカーブとなっている。
直角をなす、第５図に示されるような線分３１上の強度
分・布を測定する。第６図は、その線分３１上の強度分
布を例示しており、正弦波様のカーブとなっている。
このようにして測定された強度分布のデータは、線分３
１上の有限の範囲のものである。したがって、このよう
な強度分布が無限に連続して続くものと仮定してＦＦＴ
によるフーリエ解析を行って空間周波数Ｆを求める。そ
の場合に、線分３１上の強度分布の波形の始点Ａと終点
Ｂとが、第６図に示されるようにちょうど一致していれ
ば、これを無限に展開したときカーブが連続的につなが
り都合がよい、しかし、始点Ａと終点Ｂとが一致してい
ないときには、このカーブをつないだ部分が不連続にな
って、これをＦＦＴでフーリエ解析すると、高周波成分
が発生して誤差が生じる。そこで、周波数を求める際に
、いわゆる窓関数を用いて高周波成分を除去するとよい
、また、ディスクリート、即ち離散的なフーリエ変換を
行うと、必然的に量子化誤差が発生し、どうしても稿本
数０．５本分相当の誤差の発生は避けられない、そこで
、周波数債域で、振幅のピーク位置の検出を２次関数近
似で求めると、その誤差を半分程度に軽減することがで
きる。
１上の有限の範囲のものである。したがって、このよう
な強度分布が無限に連続して続くものと仮定してＦＦＴ
によるフーリエ解析を行って空間周波数Ｆを求める。そ
の場合に、線分３１上の強度分布の波形の始点Ａと終点
Ｂとが、第６図に示されるようにちょうど一致していれ
ば、これを無限に展開したときカーブが連続的につなが
り都合がよい、しかし、始点Ａと終点Ｂとが一致してい
ないときには、このカーブをつないだ部分が不連続にな
って、これをＦＦＴでフーリエ解析すると、高周波成分
が発生して誤差が生じる。そこで、周波数を求める際に
、いわゆる窓関数を用いて高周波成分を除去するとよい
、また、ディスクリート、即ち離散的なフーリエ変換を
行うと、必然的に量子化誤差が発生し、どうしても稿本
数０．５本分相当の誤差の発生は避けられない、そこで
、周波数債域で、振幅のピーク位置の検出を２次関数近
似で求めると、その誤差を半分程度に軽減することがで
きる。
このような補正を交えて、演算回路１６において干渉縞
の周波数Ｆを求める。そして、メモリ１８からｎｇ、θ
、Ｌの値を読み出して、演算回路１６においてひきつづ
きマツチング液８の屈折率ｎｍをｎｆｉ＝ｎｇ＋λｅＦ
／ｌａｎθとして求め、その結果を表示装置１７に出力
して表示する。
の周波数Ｆを求める。そして、メモリ１８からｎｇ、θ
、Ｌの値を読み出して、演算回路１６においてひきつづ
きマツチング液８の屈折率ｎｍをｎｆｉ＝ｎｇ＋λｅＦ
／ｌａｎθとして求め、その結果を表示装置１７に出力
して表示する。
そして、被検レンズｌＯの光学的測定を行う場合には、
第１図に示されるように、第１の結像レンズ１３を被検
レンズ１０に対向する位置に移動させる。 。
第１図に示されるように、第１の結像レンズ１３を被検
レンズ１０に対向する位置に移動させる。 。
［発明の効果］
本発明の試液の屈折率測定方法によれば、試液にコヒー
レント光を照射して生じる干渉縞の空間周波数から試液
の屈折率を求めるので、定量的な測定が可能であり、自
動化が可能となって試液の屈折率を簡単に測定すること
ができる。また、試験を干渉計中で使用しながらリアル
タイムにその屈折率を測定することができるので、干渉
計を用いた光学測定を高精度で行うことができる。
レント光を照射して生じる干渉縞の空間周波数から試液
の屈折率を求めるので、定量的な測定が可能であり、自
動化が可能となって試液の屈折率を簡単に測定すること
ができる。また、試験を干渉計中で使用しながらリアル
タイムにその屈折率を測定することができるので、干渉
計を用いた光学測定を高精度で行うことができる。
第１図ないし第３図は本発明による測定を行う測定装置
の一例を示す略示図、第４図ないし第６図はマツチング
液（試液）の屈折率を求める手順を示す略示図である。 代理人 弁理士 三 井 和彦 第４図 第５＠ 第６図 へ
の一例を示す略示図、第４図ないし第６図はマツチング
液（試液）の屈折率を求める手順を示す略示図である。 代理人 弁理士 三 井 和彦 第４図 第５＠ 第６図 へ
Claims (1)
- 屈折率及び形状が既知のくさび状の透明試料を試液中に
浸し、これにコヒーレント光を透過させてその透過光波
を参照光波と重ね合わせて干渉縞を発生させ、その干渉
縞の明るさの強度分布を測定してその強度分布から干渉
縞の空間周波数を求め、上記透明試料の既知の屈折率及
び形状と上記干渉縞の空間周波数とから上記試液の屈折
率を求めるようにしたことを特徴とする試液の屈折率測
定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16521188A JP2652667B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 試液の屈折率測定方法 |
| US07/707,438 US5151752A (en) | 1988-06-16 | 1991-05-28 | Method of measuring refractive indices of lens and sample liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16521188A JP2652667B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 試液の屈折率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213832A true JPH0213832A (ja) | 1990-01-18 |
| JP2652667B2 JP2652667B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=15807957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16521188A Expired - Fee Related JP2652667B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-07-01 | 試液の屈折率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652667B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531090A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Shimadzu Corp | Ｍｒ装置 |
| JP2010085235A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | F K Kogaku Kenkyusho:Kk | 試料の高さの計測方法 |
-
1988
- 1988-07-01 JP JP16521188A patent/JP2652667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0531090A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-09 | Shimadzu Corp | Ｍｒ装置 |
| JP2010085235A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | F K Kogaku Kenkyusho:Kk | 試料の高さの計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2652667B2 (ja) | 1997-09-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |