JPH07286939A - 材料の屈折率を測定する装置および測定法 - Google Patents
材料の屈折率を測定する装置および測定法Info
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- JPH07286939A JPH07286939A JP7080572A JP8057295A JPH07286939A JP H07286939 A JPH07286939 A JP H07286939A JP 7080572 A JP7080572 A JP 7080572A JP 8057295 A JP8057295 A JP 8057295A JP H07286939 A JPH07286939 A JP H07286939A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム
源１、このビームに応動してサンプルビーム４と基準ビ
ーム５を供給する手段、基準ビーム５を反射するために
設けられている並進反射手段６、サンプルビーム４の走
行路の中に材料８を保持するための手段２７を備え、該
保持手段は、材料を通ってサンプルビーム４を逆反射さ
せる反射手段９と、サンプルビーム４の通過する個所の
材料の厚さを測定する手段を含み；反射された基準ビー
ム５と反射されたサンプルビーム４を検出して、これに
応動して検出器出力信号を発生するために設けられてい
る検出器手段９２を備える。 【効果】 ガラス表面の幾何学的形状を測定することな
しメガネレンズの屈折率が測定可能となる。
源１、このビームに応動してサンプルビーム４と基準ビ
ーム５を供給する手段、基準ビーム５を反射するために
設けられている並進反射手段６、サンプルビーム４の走
行路の中に材料８を保持するための手段２７を備え、該
保持手段は、材料を通ってサンプルビーム４を逆反射さ
せる反射手段９と、サンプルビーム４の通過する個所の
材料の厚さを測定する手段を含み；反射された基準ビー
ム５と反射されたサンプルビーム４を検出して、これに
応動して検出器出力信号を発生するために設けられてい
る検出器手段９２を備える。 【効果】 ガラス表面の幾何学的形状を測定することな
しメガネレンズの屈折率が測定可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メガネレンズのような
材料の屈折率を測定する方法および装置に関する。
材料の屈折率を測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】ガラスの屈折率を測定するために用いられ
る各種の従来技術がある。１つの方法においては、全反
射の臨界角を測定するためのアッベ（Ａｂｂｅ）屈折計
を用いる。この方法によれば、屈折率は、測定された臨
界角の値から導出される。この方法は刊行物“Ｏｐｔｉ
ｃｓ”ｂｙ Ｅｕｇｅｎｅ Ｈｅｃｈｔ ａｎｄＡｌｆ
ｒｅｄ Ｚａｊａｃ，Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ａｄ
ｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ
ｍｐａｎｙ,Ｉｎｃ.Ｆｅｂｒｕａｒｙ，１９７９（Ｃｏ
ｐｙｒｉｇｈｔ １９７４），ｐｐ．８１−８４．に示
されている。
る各種の従来技術がある。１つの方法においては、全反
射の臨界角を測定するためのアッベ（Ａｂｂｅ）屈折計
を用いる。この方法によれば、屈折率は、測定された臨
界角の値から導出される。この方法は刊行物“Ｏｐｔｉ
ｃｓ”ｂｙ Ｅｕｇｅｎｅ Ｈｅｃｈｔ ａｎｄＡｌｆ
ｒｅｄ Ｚａｊａｃ，Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ａｄ
ｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ
ｍｐａｎｙ,Ｉｎｃ.Ｆｅｂｒｕａｒｙ，１９７９（Ｃｏ
ｐｙｒｉｇｈｔ １９７４），ｐｐ．８１−８４．に示
されている。
【０００３】ガラスの屈折率を測定するために用いられ
る別の方法においては、ガラスの、屈折率に依存する反
射率を測定する。屈折率と反射率との関係は例えば前記
の刊行物の第７５頁のフレネルの式に示されている。
る別の方法においては、ガラスの、屈折率に依存する反
射率を測定する。屈折率と反射率との関係は例えば前記
の刊行物の第７５頁のフレネルの式に示されている。
【０００４】ガラスの屈折率を測定するさらに別の方法
においては、ガラスのサンプルブロックを貫通する光ビ
ームの偏向角度を測定する。この方法は前記の刊行物の
第６２−６３頁に示されている。
においては、ガラスのサンプルブロックを貫通する光ビ
ームの偏向角度を測定する。この方法は前記の刊行物の
第６２−６３頁に示されている。
【０００５】前述の全部の方法は欠点を有する。例えば
これらの方法は、測定されるべき屈折率のガラスの表面
の幾何学的形状が既知であることを必要とする。例えば
同等の精度の屈折率の測定を行い得るには表面の曲率半
径を、約０．１％の精度まで測定しなければならない。
さらに最初の２つの方法は反射の測定である。これは、
メガネの屈折率を測定する時は欠点を有する、何故なら
ばメガネは反射防止用にコーティングされていることが
多いからである。
これらの方法は、測定されるべき屈折率のガラスの表面
の幾何学的形状が既知であることを必要とする。例えば
同等の精度の屈折率の測定を行い得るには表面の曲率半
径を、約０．１％の精度まで測定しなければならない。
さらに最初の２つの方法は反射の測定である。これは、
メガネの屈折率を測定する時は欠点を有する、何故なら
ばメガネは反射防止用にコーティングされていることが
多いからである。
【０００６】
【発明の解決すべき課題】そのためガラスの表面の幾何
学的寸法を測定せずにガラスたとえばメガネレンズのガ
ラスの屈折率を測定する方法と装置が必要とされる。
学的寸法を測定せずにガラスたとえばメガネレンズのガ
ラスの屈折率を測定する方法と装置が必要とされる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明による
第１の測定装置における次の構成により解決されてい
る。即ち （ａ）実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム源； （ｂ）このビームに応動してサンプルビームと基準ビー
ムを供給する手段； （ｃ）基準ビームを反射するために設けられている並進
反射手段； （ｄ）サンプルビームの走行路の中の材料を保持するた
めの手段を備え該保持手段は、材料の中のサンプルビー
ムを逆反射させる反射手段と、サンプルビームの通過す
る個所の材料の厚さを測定する手段を含み； （ｅ）反射された基準ビームと反射されたサンプルビー
ムを検出して、これに応動して検出器出力信号を発生す
るために設けられている検出器手段を備え； （ｆ）検出器出力信号に応動て、並進反射手段の位置を
測定し、さらに並進反射手段の位置と材料の厚さに応動
して、材料の屈折率を測定する分析手段；とを備えてい
る構成により解決されている。
第１の測定装置における次の構成により解決されてい
る。即ち （ａ）実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム源； （ｂ）このビームに応動してサンプルビームと基準ビー
ムを供給する手段； （ｃ）基準ビームを反射するために設けられている並進
反射手段； （ｄ）サンプルビームの走行路の中の材料を保持するた
めの手段を備え該保持手段は、材料の中のサンプルビー
ムを逆反射させる反射手段と、サンプルビームの通過す
る個所の材料の厚さを測定する手段を含み； （ｅ）反射された基準ビームと反射されたサンプルビー
ムを検出して、これに応動して検出器出力信号を発生す
るために設けられている検出器手段を備え； （ｆ）検出器出力信号に応動て、並進反射手段の位置を
測定し、さらに並進反射手段の位置と材料の厚さに応動
して、材料の屈折率を測定する分析手段；とを備えてい
る構成により解決されている。
【０００８】この第１の測定装置の実施において、ビー
ム源は発光ダイオードでありその出力はコリメートされ
てピンホールにより集束化される；サンプルビームと基
準ビームを供給する装置はビームスプリッタである；可
動の反射手段はステップモータに取り付けられている逆
反射体である；材料の保持手段はキャリパ手段であり、
このキャリパ手段は、材料をビームスプリッタと逆反射
体から所定の距離で保持する；検出器装置は検出器を含
み、検出器の出力は帯域通過濾波され、平方根平均二乗
フィルタで濾波されてトリガへ加えられる。
ム源は発光ダイオードでありその出力はコリメートされ
てピンホールにより集束化される；サンプルビームと基
準ビームを供給する装置はビームスプリッタである；可
動の反射手段はステップモータに取り付けられている逆
反射体である；材料の保持手段はキャリパ手段であり、
このキャリパ手段は、材料をビームスプリッタと逆反射
体から所定の距離で保持する；検出器装置は検出器を含
み、検出器の出力は帯域通過濾波され、平方根平均二乗
フィルタで濾波されてトリガへ加えられる。
【０００９】本発明により第２の測定装置は次の構成を
有する即ち （ａ）実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム源； （ｂ）このビームに応動して、サンプルビームと第１お
よび第２の基準ビームを供給するステップ； （ｃ）第１の基準ビームを反射するために設けられてい
る並進反射手段； （ｄ）材料をサンプルビームの走行路の中に保持する手
段を備え該保持手段は、材料の中をサンプルビームを逆
反射させる反射手段と、第２の基準ビームを反射させる
装置を含み； （ｅ）反射された第１の基準ビーム反射された第２の基
準ビーム、および反射されたサンプルビームを検出する
ために設けられている検出器手段を備え該検出器手段は
これらのビームに応動して検出器出力信号を発生し； （ｆ）該検出器出力信号に応動し並進反射手段の第１お
よび第２の位置を測定するための、かつ該第１および第
２の位置に応動して、材料の屈折率を測定するための分
析手段を備えている構成により解決されている。
有する即ち （ａ）実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム源； （ｂ）このビームに応動して、サンプルビームと第１お
よび第２の基準ビームを供給するステップ； （ｃ）第１の基準ビームを反射するために設けられてい
る並進反射手段； （ｄ）材料をサンプルビームの走行路の中に保持する手
段を備え該保持手段は、材料の中をサンプルビームを逆
反射させる反射手段と、第２の基準ビームを反射させる
装置を含み； （ｅ）反射された第１の基準ビーム反射された第２の基
準ビーム、および反射されたサンプルビームを検出する
ために設けられている検出器手段を備え該検出器手段は
これらのビームに応動して検出器出力信号を発生し； （ｆ）該検出器出力信号に応動し並進反射手段の第１お
よび第２の位置を測定するための、かつ該第１および第
２の位置に応動して、材料の屈折率を測定するための分
析手段を備えている構成により解決されている。
【００１０】この第２の測定装置において、ビーム源は
発光ダイオードであり、その出力はコリメートされピン
ホールにより集束される；サンプルビームと第１および
第２に基準ビームを供給するは第１および第２のビーム
スプリッタである；可動の反射手段はステップモータに
取り付けられている逆反射体である；材料のための保持
手段は、材料と第１および第２の逆反射体を保持するキ
ャリパ手段である；検出器手段は検出器を含み、その出
力は帯域通過濾波され、値（平均二乗の平方根）フィタ
で濾波されてトリガへ加えられる。
発光ダイオードであり、その出力はコリメートされピン
ホールにより集束される；サンプルビームと第１および
第２に基準ビームを供給するは第１および第２のビーム
スプリッタである；可動の反射手段はステップモータに
取り付けられている逆反射体である；材料のための保持
手段は、材料と第１および第２の逆反射体を保持するキ
ャリパ手段である；検出器手段は検出器を含み、その出
力は帯域通過濾波され、値（平均二乗の平方根）フィタ
で濾波されてトリガへ加えられる。
【００１１】次に本発明の構成を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１２】
【実施例の説明】図１は本発明による、ガラスの表面の
曲率半径を測定することなく、ガラスたとえば眼鏡レン
ズ８のガラスの屈折率を測定するための装置の実施例２
００を示す。
曲率半径を測定することなく、ガラスたとえば眼鏡レン
ズ８のガラスの屈折率を測定するための装置の実施例２
００を示す。
【００１３】本発明のこの実施例において、光源１によ
り送出された光ビーム出力２０５は、コリメータレンズ
２によりビーム２１０としてコリメートされる。本発明
によれば、光源１からの出力２０５は短かいコヒーレン
ト長さを有する。このコヒーレント長さは有利に数ミク
ロンのオーダである。適切な光源は例えば発光ダイオー
ド（“ＬＥＤ”）である。
り送出された光ビーム出力２０５は、コリメータレンズ
２によりビーム２１０としてコリメートされる。本発明
によれば、光源１からの出力２０５は短かいコヒーレン
ト長さを有する。このコヒーレント長さは有利に数ミク
ロンのオーダである。適切な光源は例えば発光ダイオー
ド（“ＬＥＤ”）である。
【００１４】レンズ２からのコリメートされた出力２１
０は、焦点距離ｆを有するレンズ２１によりビーム２２
０として小さいピンホール２２へ収束される。ピンホー
ルの直径は実質的に次の式により与えられる。
０は、焦点距離ｆを有するレンズ２１によりビーム２２
０として小さいピンホール２２へ収束される。ピンホー
ルの直径は実質的に次の式により与えられる。
【００１５】 ｄ＝１．２２λｆ／ａ （１） ただしλはＬＥＤ１からの出力の波長、ａはレンズ２に
より形成されたコリメートされたビーム２１０の半径で
ある。この結果、ピンホール２２から送出されたビーム
２３０は空間的にコヒーレントとなる。別の実施例にお
いてはビーム２３０はスーパ−ルミネセント光源たとえ
ばスーパールミネセントダイオードからの出力として供
給される。スーパールミネセントダイオードは回折の制
限された光源であるにもかかわらず、図１に示された拡
張ＬＥＤ源が必要とするよりもよりクリティカル困難な
合わせ（アラインメント）必要とする。
より形成されたコリメートされたビーム２１０の半径で
ある。この結果、ピンホール２２から送出されたビーム
２３０は空間的にコヒーレントとなる。別の実施例にお
いてはビーム２３０はスーパ−ルミネセント光源たとえ
ばスーパールミネセントダイオードからの出力として供
給される。スーパールミネセントダイオードは回折の制
限された光源であるにもかかわらず、図１に示された拡
張ＬＥＤ源が必要とするよりもよりクリティカル困難な
合わせ（アラインメント）必要とする。
【００１６】ビーム２３０は、次にコリメータレンズ２
３により再びコリメートされてビーム２４０となる。ビ
ーム２４０はサンプルビーム４と基準ビーム５を形成す
る目的でビームスプリッタ３へ入射する。
３により再びコリメートされてビーム２４０となる。ビ
ーム２４０はサンプルビーム４と基準ビーム５を形成す
る目的でビームスプリッタ３へ入射する。
【００１７】図１に示されている様に基準ビーム５は、
可動の台７の上に取り付けられている基準ミラー６へ入
射するように、導びかれる。基準ミラー６は例えば逆反
射するプリズムのような逆反射体とすることができる。
可動の台７の上に取り付けられている基準ミラー６へ入
射するように、導びかれる。基準ミラー６は例えば逆反
射するプリズムのような逆反射体とすることができる。
【００１８】さらに図１に示されているようにサンプル
ビーム４はメガネレンズ８へその頂点において入射する
ように導びかれる。サンプルビーム４はメガネレンズ８
を通過して、キャリパ手段２７の可動のアース上に取り
付けられている逆反射プリズム９へ入射する。逆反射さ
れたサンプルビーム４と逆反射された基準ビーム５は検
出路９１において重ねられ、この組み合わされた信号は
光検出器９２により導びかれる。
ビーム４はメガネレンズ８へその頂点において入射する
ように導びかれる。サンプルビーム４はメガネレンズ８
を通過して、キャリパ手段２７の可動のアース上に取り
付けられている逆反射プリズム９へ入射する。逆反射さ
れたサンプルビーム４と逆反射された基準ビーム５は検
出路９１において重ねられ、この組み合わされた信号は
光検出器９２により導びかれる。
【００１９】本発明によれば基準ミラー６は一定の直線
的な速度Ｖで可動の台７により往復運動される。本発明
によれば、基準ビーム５の光学的長さがサンプルビーム
４の光学的長さＬに等しくなると検出器９２における信
号が、次の式により与えられる周波数ｆにより直ちに変
調される： ｆ＝２Ｖ／λ （２） ただしλは光源１の波長である。
的な速度Ｖで可動の台７により往復運動される。本発明
によれば、基準ビーム５の光学的長さがサンプルビーム
４の光学的長さＬに等しくなると検出器９２における信
号が、次の式により与えられる周波数ｆにより直ちに変
調される： ｆ＝２Ｖ／λ （２） ただしλは光源１の波長である。
【００２０】図２は、検出器９２により形成される検出
器信号３００のグラフを示す。図２において縦軸４００
は検出器信号３００の振幅を示し、横軸４１０は基準ミ
ラー７の変位を示す。
器信号３００のグラフを示す。図２において縦軸４００
は検出器信号３００の振幅を示し、横軸４１０は基準ミ
ラー７の変位を示す。
【００２１】図２に示されている様に信号の長さは光源
１のコヒーレンス長さにほぼ等しく、光源１がＬＥＤで
ある実施例においては、信号の長さはミクロンのオーダ
である。
１のコヒーレンス長さにほぼ等しく、光源１がＬＥＤで
ある実施例においては、信号の長さはミクロンのオーダ
である。
【００２２】サンプルビーム４の光学的長さＬは次の式
で与えられる： Ｌ＝２（ｄ1＋ｎｄ＋ｄ2） （３） ただしｄ1 はメガネレンズ８の上側表面からビームスプ
リッタ３への距離、ｎはメガネ８のガラス材料の屈折
率、ｄはメガネレンズ８の厚さ、ｄ2 はメガネレンズ８
の下側表面から逆反射体９への距離である。本発明によ
れば、メガネレンズ８の屈折率ｎは、式（３）からｎを
求めることにより測定される：このことは以下の実施例
によりなされる。
で与えられる： Ｌ＝２（ｄ1＋ｎｄ＋ｄ2） （３） ただしｄ1 はメガネレンズ８の上側表面からビームスプ
リッタ３への距離、ｎはメガネ８のガラス材料の屈折
率、ｄはメガネレンズ８の厚さ、ｄ2 はメガネレンズ８
の下側表面から逆反射体９への距離である。本発明によ
れば、メガネレンズ８の屈折率ｎは、式（３）からｎを
求めることにより測定される：このことは以下の実施例
によりなされる。
【００２３】本発明の方法を実施するための設定ステッ
プの一部はメガネレンズ８の厚さｄの測定を必要とす
る。ピン１０と１１を有するキャリパ手段２７がこの目
的で用いられる。図１に示されている様に逆反射体９は
キャリパ手段２７の可動のピン１１へ固定され、キャリ
パ手段２７のピン１０は干渉計プラットフォーム１０１
へ固定されている。ピン１１と逆反射体９との間の固定
の距離と、ピン１０と干渉計プラットフォーム１０１の
間の固定の距離との使用が、既知の所定の値としてのｄ
2とｄ1を与える。次に本発明によればメガネレンズ８の
厚さｄが変位センサ１２により測定される。変位センサ
１２は、逆反射体９を保持するキャリパ手段２７のピン
の変位を測定する。
プの一部はメガネレンズ８の厚さｄの測定を必要とす
る。ピン１０と１１を有するキャリパ手段２７がこの目
的で用いられる。図１に示されている様に逆反射体９は
キャリパ手段２７の可動のピン１１へ固定され、キャリ
パ手段２７のピン１０は干渉計プラットフォーム１０１
へ固定されている。ピン１１と逆反射体９との間の固定
の距離と、ピン１０と干渉計プラットフォーム１０１の
間の固定の距離との使用が、既知の所定の値としてのｄ
2とｄ1を与える。次に本発明によればメガネレンズ８の
厚さｄが変位センサ１２により測定される。変位センサ
１２は、逆反射体９を保持するキャリパ手段２７のピン
の変位を測定する。
【００２４】変位センサ１２からの電気的な読み出し信
号３１０は制御ユニット１３へ伝送される。制御ユニッ
トはステップモータ７を駆動するための出力信号３２０
を出力する。本発明によれば検出器９２からの信号３０
０は、帯域通過フィルタ１４により帯域通過濾波され
る。帯域通過フィルタ１４からの出力信号３３０は式
（２）により与えられる周波数と、光源１のコヒーレン
ス長さに相応するパルス長さとを有する振動する信号パ
ルスである。帯域通過フィルタ１４からの出力３３０は
さらに値（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｖａｌ
ｕｅ）フィルタ１５により濾波される。その目的は検出
器９２により発生された信号パルスすなわち信号３４０
の包絡線を得るためである。
号３１０は制御ユニット１３へ伝送される。制御ユニッ
トはステップモータ７を駆動するための出力信号３２０
を出力する。本発明によれば検出器９２からの信号３０
０は、帯域通過フィルタ１４により帯域通過濾波され
る。帯域通過フィルタ１４からの出力信号３３０は式
（２）により与えられる周波数と、光源１のコヒーレン
ス長さに相応するパルス長さとを有する振動する信号パ
ルスである。帯域通過フィルタ１４からの出力３３０は
さらに値（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ｖａｌ
ｕｅ）フィルタ１５により濾波される。その目的は検出
器９２により発生された信号パルスすなわち信号３４０
の包絡線を得るためである。
【００２５】次にフィルタ１５からの出力信号３４０は
入力としてトリガユニット１６たとえばシュミットトリ
ガへ加えられる。その目的は信号パルス３４０から時限
信号３５０を導出するためである。時限パルス３５０は
入力として制御ユニット１３へ加えられる。
入力としてトリガユニット１６たとえばシュミットトリ
ガへ加えられる。その目的は信号パルス３４０から時限
信号３５０を導出するためである。時限パルス３５０は
入力として制御ユニット１３へ加えられる。
【００２６】本発明によればトリガ１６からの時限信号
３５０に応動して制御ユニット１３は、トリガパルス３
５０の瞬時におけるステップモータ７の位置を記憶す
る。ステップモータ７の位置は、サンプルビーム４の光
路長さに等しい基準アーム長さに相応する。この光路長
さは上述の式２のＬに等しい。
３５０に応動して制御ユニット１３は、トリガパルス３
５０の瞬時におけるステップモータ７の位置を記憶す
る。ステップモータ７の位置は、サンプルビーム４の光
路長さに等しい基準アーム長さに相応する。この光路長
さは上述の式２のＬに等しい。
【００２７】いまや制御ユニット１３は屈折率ｎを求め
るために式（３）を解くのに必要とされる値を有する：
（ａ）ｄ1とｄ2（前述の様にｄ1とｄ2は所定値として得
られる）；ｄ（前述の様にｄは変位センサ１２により出
力される信号３１０から得られる）；（ｃ）Ｌ（前述の
様にＬはステップモータ７の位置から得られる）。制御
ユニット１３はメガネレンズ８の材料の屈折率ｎを求め
るために式（３）を解いて、この値を例えばディスプレ
ー１７に表示する。多くの方法と装置が当業者に制御ユ
ニット１３を提供するために知られている。例えば制御
ユニット１３は簡単に入手できるマイクロプロセッサ装
置を用いて製造できる。
るために式（３）を解くのに必要とされる値を有する：
（ａ）ｄ1とｄ2（前述の様にｄ1とｄ2は所定値として得
られる）；ｄ（前述の様にｄは変位センサ１２により出
力される信号３１０から得られる）；（ｃ）Ｌ（前述の
様にＬはステップモータ７の位置から得られる）。制御
ユニット１３はメガネレンズ８の材料の屈折率ｎを求め
るために式（３）を解いて、この値を例えばディスプレ
ー１７に表示する。多くの方法と装置が当業者に制御ユ
ニット１３を提供するために知られている。例えば制御
ユニット１３は簡単に入手できるマイクロプロセッサ装
置を用いて製造できる。
【００２８】図３はブロック図で本発明の選択的な実施
例５００を示す。これは、ガラスの表面の曲率半径を測
定することなくガラスたとえばメガネレンズ８のガラス
の屈折率を測定する装置である。
例５００を示す。これは、ガラスの表面の曲率半径を測
定することなくガラスたとえばメガネレンズ８のガラス
の屈折率を測定する装置である。
【００２９】以下では、図１に示された前述の実施例２
００とは異なる部分だけを説明する。
００とは異なる部分だけを説明する。
【００３０】図３に示されている様にビーム２４０は空
間的にコヒーレントなコリメートされたビームである。
このビームはビームスプリッタ３により分割されてサン
プルビーム４と基準ビーム５になる。さらに図３に示さ
れている様に基準ビーム５はさらに第１の基準ビーム２
５と第２の基準ビーム２６に分割される。第１の基準ビ
ーム２５は、ステップモータにより駆動される、可動の
段７の上に取り付けられている基準逆反射体６により反
射される。
間的にコヒーレントなコリメートされたビームである。
このビームはビームスプリッタ３により分割されてサン
プルビーム４と基準ビーム５になる。さらに図３に示さ
れている様に基準ビーム５はさらに第１の基準ビーム２
５と第２の基準ビーム２６に分割される。第１の基準ビ
ーム２５は、ステップモータにより駆動される、可動の
段７の上に取り付けられている基準逆反射体６により反
射される。
【００３１】第２の基準ビーム２６はプラットホーム２
８の上に取り付けられている逆反射体１２７により反射
される。図３に示されている様に逆反射体９のキャリパ
手段ピン１１もプラットホーム２８の上に取り付けられ
ている。逆反射された第２の基準ビーム２６はビームス
プリッタ２４とビームスプリッタ３により反射されて、
逆反射された第１の基準ビーム２５および逆反射された
サンプルビーム４と検出器ビーム路９１において重ねら
れる。
８の上に取り付けられている逆反射体１２７により反射
される。図３に示されている様に逆反射体９のキャリパ
手段ピン１１もプラットホーム２８の上に取り付けられ
ている。逆反射された第２の基準ビーム２６はビームス
プリッタ２４とビームスプリッタ３により反射されて、
逆反射された第１の基準ビーム２５および逆反射された
サンプルビーム４と検出器ビーム路９１において重ねら
れる。
【００３２】本発明による測定過程は次のように行なわ
れる。メガネレンズ８がキャリパ手段ピン１０と１１の
間に、両方のピンがメガネレンズ８と密着するように、
挿入される。ビームスプリッタ３、ビームスプリッタ２
４と逆反射体１２７との間の幾何学的光路は、ビームス
プリッタ３と逆反射体９との間の幾何学的光路と同じに
選定される。上述のように逆反射体６は一定の直線的な
速度Ｖで可動の段７により往復運動され、さらに検出器
９２は図４に示されている検出器信号６００を発生す
る。
れる。メガネレンズ８がキャリパ手段ピン１０と１１の
間に、両方のピンがメガネレンズ８と密着するように、
挿入される。ビームスプリッタ３、ビームスプリッタ２
４と逆反射体１２７との間の幾何学的光路は、ビームス
プリッタ３と逆反射体９との間の幾何学的光路と同じに
選定される。上述のように逆反射体６は一定の直線的な
速度Ｖで可動の段７により往復運動され、さらに検出器
９２は図４に示されている検出器信号６００を発生す
る。
【００３３】図４において縦軸６１０は検出器信号６０
０の振幅を示し、横軸６２０は基準ミラー７００の変位
を示す。図４における信号ピーク１００１の位置は、キ
ャリパ手段２７のゼロ点からの逆反射体１２７の位置を
マークする。キャリパ手段２７のゼロ点は、図３におけ
るノギズ１０と１１が接触する（メガネ８がない）個所
における点に相応する。その結果、図４におけるピーク
１００１の位置がメガネレンズ８の厚さｄを測定する。
図４における信号ピーク２００１の位置はメガネレンズ
８の光学的厚さｎｄに依存する。ピーク１００１と２０
０１は、制御ユニット１３により、図１を用いて説明し
た様にトリガ１６から出力され信号３５０から測定され
る。次に制御ユニット１３は逆反射体６の位置を求める
ために、これによりｄとｎｄを求めるためにピーク１０
０１と２００１を用いる。これらの２つの数ｄ，ｎｄを
用いて制御ユニット１３はｎを求めてその結果をディス
クプレー１７に表示する。図３に示された選択的な実施
例５００の利点は、図１に示された変位センサ１２が必
要とされないこと、および ｄ1（メガネレンズ８の上側
表面からビームスプリッタ３への距離）またはｄ2（メ
ガネレンズ８の下側表面から逆反射体９への距離）を知
る必要がないことである。
０の振幅を示し、横軸６２０は基準ミラー７００の変位
を示す。図４における信号ピーク１００１の位置は、キ
ャリパ手段２７のゼロ点からの逆反射体１２７の位置を
マークする。キャリパ手段２７のゼロ点は、図３におけ
るノギズ１０と１１が接触する（メガネ８がない）個所
における点に相応する。その結果、図４におけるピーク
１００１の位置がメガネレンズ８の厚さｄを測定する。
図４における信号ピーク２００１の位置はメガネレンズ
８の光学的厚さｎｄに依存する。ピーク１００１と２０
０１は、制御ユニット１３により、図１を用いて説明し
た様にトリガ１６から出力され信号３５０から測定され
る。次に制御ユニット１３は逆反射体６の位置を求める
ために、これによりｄとｎｄを求めるためにピーク１０
０１と２００１を用いる。これらの２つの数ｄ，ｎｄを
用いて制御ユニット１３はｎを求めてその結果をディス
クプレー１７に表示する。図３に示された選択的な実施
例５００の利点は、図１に示された変位センサ１２が必
要とされないこと、および ｄ1（メガネレンズ８の上側
表面からビームスプリッタ３への距離）またはｄ2（メ
ガネレンズ８の下側表面から逆反射体９への距離）を知
る必要がないことである。
【００３４】図３の選択的な実施例５００においては、
検出器９２からの信号３００が帯域通過フィルタ１４に
より帯域通過濾波される。帯域通過フィルタ１４からの
出力信号３３０は２つの振動する信号パルスである。各
パルスは、式（２）により与えられる周波数と、光源１
のコヒーレント長さに相応するパルス長さを有する。帯
域通過フィルタ１４からの出力３３０は、検出器９２に
より発生される信号パルス即ち信号３４０の包絡線を得
る目的で、値フィルタ１５により濾波される。
検出器９２からの信号３００が帯域通過フィルタ１４に
より帯域通過濾波される。帯域通過フィルタ１４からの
出力信号３３０は２つの振動する信号パルスである。各
パルスは、式（２）により与えられる周波数と、光源１
のコヒーレント長さに相応するパルス長さを有する。帯
域通過フィルタ１４からの出力３３０は、検出器９２に
より発生される信号パルス即ち信号３４０の包絡線を得
る目的で、値フィルタ１５により濾波される。
【００３５】次に値フィルタ１５からの出力信号３４０
は入力としてトリガユニット１６たとえばシュミットト
リガへ、信号パルス３４０から時限信号３５０を導出す
るために加えられる。時限パルス３５０は入力として制
御ユニット１３へ加えられる。
は入力としてトリガユニット１６たとえばシュミットト
リガへ、信号パルス３４０から時限信号３５０を導出す
るために加えられる。時限パルス３５０は入力として制
御ユニット１３へ加えられる。
【００３６】本発明によれば、トリガ１６からの時限信
号３５０に応動して制御ユニット１３は、時限パルス３
５０における各パルスの瞬時におけるステップモータ７
の位置を記憶する。前述のようにピーク１００１に相応
するステップモータ７の位置はｄを発生し、ピーク２０
０１に相応するステップモータ７の位置はｎｄを発生す
る。
号３５０に応動して制御ユニット１３は、時限パルス３
５０における各パルスの瞬時におけるステップモータ７
の位置を記憶する。前述のようにピーク１００１に相応
するステップモータ７の位置はｄを発生し、ピーク２０
０１に相応するステップモータ７の位置はｎｄを発生す
る。
【００３７】前述の本発明の特定の実施例は本発明の基
本的な技術思想の単なる一例にすぎない。種々の変形は
当業者にこの技術思想にもとづいて可能である。
本的な技術思想の単なる一例にすぎない。種々の変形は
当業者にこの技術思想にもとづいて可能である。
【図１】本発明の有利な実施例のブロック図である。こ
の場合、本発明は、ガラスの表面の幾何学的寸法を測定
せずにガラスの屈折率を測定する装置である。
の場合、本発明は、ガラスの表面の幾何学的寸法を測定
せずにガラスの屈折率を測定する装置である。
【図２】本発明による、検出器により発生される信号図
である。
である。
【図３】本発明の別の実施例のブロック図である。
【図４】本発明の別の実施例による、検出器により発生
される信号図である。
される信号図である。
１ 光源 ２ コリメータレンズ ３ ビームスプリッタ ４ サンプルビーム ５ 基準ビーム ６ 基準ミラー ７ 可動の段 ８ メガネレンズ ９ 逆反射プリズム １０，１１ ピン １２ 変位センサ １３ 制御ユニット １４ 帯域通過フィルタ １５ 値フィルタ １６ トリガユニット １７ ディスクプレー ２７ キャリパ手段 ９２ 検出器
Claims (17)
- 【請求項１】 材料の屈折率を測定する装置において、
該測定装置は次の構成要素ないし手段を備えており；即
ち実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム源；この
ビーム応動してサンプルビームと基準ビームを供給する
手段；基準ビームを反射するように配置されている並進
可能な反射手段 ；サンプルビームの走行路の中に材料
を保持するための手段を備え、該保持手段は、材料を通
ってサンプルビームを逆反射させる反射手段と、サンプ
ルビームの通過する個所の材料の厚さを測定する手段を
含み；反射された基準ビームと反射されたサンプルビー
ムを検出して、これに応動して検出器出力信号を発生す
るように配置さられている検出器手段を備え；検出器出
力信号に応動して、並進可能な反射手段の位置を測定
し、さらに並進可能な反射手段の位置と材料の厚さに応
動して、材料の屈折率を測定する分析手段；とを備えて
いることを特徴とする、材料の屈折率を測定する装置。 - 【請求項２】 ビーム源が数ミクロンより小いかまたは
これに等しいコヒーレント長さを有する、請求項１記載
の測定装置。 - 【請求項３】 ビーム源が発光ダイオードである、請求
項２記載の装測定置。 - 【請求項４】 ビーム源がＬＥＤからの出力をコリメー
トする手段と、ピンホールを介してコリメートされた出
力を集束する手段を含む、請求項３記載の測定装置。 - 【請求項５】 サンプルビームと基準ビームを供給する
手段はがビームスプリッタである、請求項２記載の測定
装置。 - 【請求項６】 並進反射手段はステップモータに取り付
けられている逆反射体ある、請求項２記載の測定装置。 - 【請求項７】 材料のための保持部材はカリパ−ないし
はさみ尺手段であり、該手段はビームスプリッタから所
定の距離をおいたところで材料の第１の面を保持し、か
つ反射手段から所定の距離をおいたところで材料の第２
の面を保持する、請求項２記載の測定装置。 - 【請求項８】 反射装置が逆反射体であり、材料の厚さ
を測定する装置がキャリパ手段の変位を測定する手段を
含む、請求項７記載の測定装置。 - 【請求項９】 検出器手段は検出器を含み、該検出器の
出力は帯域通過濾波され、値（平均二重の平方根）フィ
ルタで濾波されてトリガへ加えられる、請求項８記載の
測定装置。 - 【請求項１０】 逆反射体が実質的に一定の速度で運動
される、請求項６記載の測定装置。 - 【請求項１１】 材料の屈折率を測定する方法におい
て、該測定法が次のステップを有し即ち、 実質的に空間的にコヒーレントな放射ビームを形成する
ステップ；該ビームをサンプルビームと基準ビームに分
割するステップ；並進反射器から基準ビームを反射させ
るステップ；材料をサンプルビームの走行路の中に保持
して該サンプルビームを該材料の中を通して逆反射させ
るスッテプ；サンプルビームが通過する個所で材料の厚
さを測定するステップ；反射された基準ビームと反射さ
れたサンプルビームを検出して、これらに応動する検出
器出力信号を発生するステップ；検出器出力信号に応動
して、並進反射器の位置を測定するステップ；および並
進反射器の位置と材料の厚さに応動して材料の屈折率を
測定するステップを有することを特徴とする、材料の屈
折率を測定する方法。 - 【請求項１２】 材料の屈折率を測定する装置におい
て、該測定装置は次の構成要素ないし手段を備えてお
り；即ち実質的に空間的にコヒーレントな放射ビーム
源；このビームに応動して、サンプルビームと第１およ
び第２の基準ビームを供給する手段；第１の基準ビーム
を反射するために設けられている並進する反射手段；材
料をサンプルビームの走行路の中に保持する手段を備
え、該保持手段は、材料の中をサンプルビームを逆反射
させる反射手段と、第２の基準ビームを反射させる手段
含み；反射された第１の基準ビーム、反射された第２に
基準ビーム、および反射されたサンプルビームを検出す
るために設けられている検出器手段を備え、該検出器手
段はこれらのビームに応動して検出器出力信号を発生
し；該検出器出力信号に応動して、並進反射手段の第１
及び第２の位置を測定するための、かつ該第１および第
２の位置に応動して、材料の屈折率を測定するための分
析手段を備えていることを特徴とする、材料の屈折率を
測定する装置。 - 【請求項１３】 材料の屈折率を測定する方法におい
て、該測定方法が次のステップを有し即ち；実質的に空
間的にコヒーレントな放射ビームを形成するステップ；
該ビームをサンプルビームと第１および第２基準ビーム
へ分割するステップ；第１基準ビームを並進反射器から
反射させるステップ；材料をサンプルビームの走行路の
中に保持して該サンプルビームを材料の中を通して逆反
射させるステップ；該サンプルビームの反射の位置を基
準として固定されている位置から第２の基準ビームを反
射させるステップ；反射された第１の基準ビーム、反射
された第２の基準ビーム、および反射されたサンプルビ
ームを検出して、これらに応動して検出器出力信号を発
生するステップ；該検出器出力信号に応動して、並進す
る反射器の第１および第２の位置を測定するステップ；
該第１および第２の位置に応動して材料の屈折率を測定
するステップ；を有することを特徴とする、材料の屈折
率を測定する方法。 - 【請求項１４】 ビーム源が、数ミクロンより小さいか
またはこれに等しいコヒーレント長さを有する、請求項
１２記載の測定装置。 - 【請求項１５】 並進反射手段は実質的に一定の速度で
運動される、請求項６記載の測定装置。 - 【請求項１６】 ビーム源がスーパールミネセントダイ
オードである、請求項２記載の測定装置。 - 【請求項１７】 ビーム源がスーパールミネセントダイ
オードである、請求項１２記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22343494A | 1994-04-05 | 1994-04-05 | |
| US08/223434 | 1994-04-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286939A true JPH07286939A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3645933B2 JP3645933B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=22836480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08057295A Expired - Fee Related JP3645933B2 (ja) | 1994-04-05 | 1995-04-05 | 材料の屈折率を測定する装置および測定法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5469261A (ja) |
| EP (1) | EP0676629B1 (ja) |
| JP (1) | JP3645933B2 (ja) |
| CA (1) | CA2146300C (ja) |
| DE (1) | DE69525481D1 (ja) |
| ES (1) | ES2171474T3 (ja) |
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