(57)【要約】【課題】プリズム内への外乱光の入射を抑えて正確な屈折率を測定し、かつ滴下された試料の状態を目視確認できる屈折計を提供する。【解決手段】試料部１の上面には、Ｐ偏光Ｒｐをカットする偏光板５が開閉可能に蝶番６を介して保持されている。プリズム４に入射する外乱光は、強度の強いＰ偏光Ｒｐが取り除かれ、強度の弱いＳ偏光Ｒｓだけになり、プリズム４内部での散乱光も大幅に減少し、光電検出器３に入射するノイズ光が減少するため、光電検出器３の出力信号より得られる光量分布曲線Ｖｐは臨界角θｃの前後で低値から高値に明確に分離されるため、容易に臨界角θｃを特定することができ、精度の良い屈折率の測定が可能である。しかも、外側から試料Ｓの状態観察が従来どおり可能である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料が滴下される貫通孔を有する試料部と、前記貫通孔の下面開口部が接触する試料面と、光源からの光を前記試料面に向けて入射させる入射面と、前記試料面からの反射光を検出する光電検出器が配設される検出面を備えたプリズムと、前記試料面に向けて入射させる光を出射する前記光源と、前記試料面からの反射光を検出する前記光電検出器とで構成される屈折計において、前記貫通孔の上面開口部に開閉可能にＰ偏光をカットする偏光板を配設したことを特徴とする屈折計。
【請求項２】
前記光電検出器と検出面との間にＳ偏光をカットする偏光板を配設したことを特徴とする請求項１記載の屈折計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の糖度や濃度などを測定するために用いられる屈折計に関し、特に外乱光の影響を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体の糖度や濃度などを測定する従来の屈折計は、図４に示すとおり、プリズム４上に滴下される液体の試料Ｓを保護する試料部１と、試料Ｓとプリズム４の境界面への入射光Ｒｏを出射する光源２と、反射角の増減方向に配列される受光素子列で構成され該境界面で全反射した光等を受光する光電検出器３と、光電検出器３への光入射側に配設されＰ偏光をカットする偏光板２５で構成される。
【０００３】
光電検出器３の各受光素子の出力信号から、全反射光Ｒｃと全反射が生起する臨界角θｃを読み取り、試料Ｓの屈折率ｎを次式より算出する。
ｎ＝ｎｏ×ｓｉｎθｃ  ・・・・・・・・  式（１）
ただし、ｎｏはプリズム４の屈折率である。
【０００４】
しかし、このタイプの屈折計は、主に野外や作業場で果物や野菜の搾り汁を測定するなど簡易な測定に使用されることが多く、試料Ｓの状態を外から目視できるのが好ましいため、試料部１は外部に対して開放されている。このため、測定すべき全反射光Ｒｃの他に、プリズム４に外部から入射した余分な外乱光が光電検出器３に入射し、屈折率の正確な測定の妨げとなる。
【０００５】
プリズム４と光電検出器３の間に配設された偏光板２５は、外乱光のうち割合の多いＰ偏光Ｒｐをカットする。媒質に斜めに光が入射した場合、Ｐ偏光Ｒｐの方がＳ偏光Ｒｓよりも透過率が高く、偏光板２５でＰ偏光Ｒｐをカットすることにより、外乱光を大幅に減らすことができ、屈折率の正確な測定が可能である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７１３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４に示す従来の屈折計では、例えば、プリズム４の構成材料をＢＫ７ガラスとし、プリズム４に入射する外乱光を、入射角５６°で入射する波長５８９ｎｍの無偏光光とすると、Ｐ偏光成分は１００％、Ｓ偏光成分は８４．９％プリズム４内に入ってしまうことがフレネルの公知の計算式より算出できる。光電検出器３の直前でＰ偏光Ｒｐはカットされるが、外乱光がプリズム４内部で乱反射し散乱を繰り返すと、強度の強いＰ偏光ＲｐがＳ偏光成分を持つ光に変換され、偏光板２５を透過し光電検出器３にノイズ光として入射する。プリズム４内に入ってくる外乱光の絶対量に比例して光電検出器３に入射するノイズ光も増え、正確な屈折率を求める際の妨害となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、液体試料が滴下される貫通孔を有する試料部と、前記貫通孔の下面開口部が接触する試料面と、光源からの光を前記試料面に向けて入射させる入射面と、前記試料面からの反射光を検出する光電検出器が配設される検出面を備えたプリズムと、前記試料面に向けて入射させる光を出射する前記光源と、前記試料面からの反射光を検出する前記光電検出器とで構成される屈折計において、前記貫通孔の上面開口部に開閉可能にＰ偏光をカットする偏光板を配設したものである。さらに、前記光電検出器と検出面との間にＳ偏光をカットする偏光板を配設してもよい。したがって光電検出器に入射するノイズ光は少なく、かつ滴下された液体試料の状態を観察できる。
【発明の効果】
【０００９】
プリズムに入射する外乱光は、強度の強いＰ偏光が取り除かれ、強度の弱いＳ偏光だけになり、プリズム内部での散乱光も大幅に減少し、光電検出器に入射するノイズ光が減少し精度の良い屈折率の測定が可能である。しかも、偏光板を透過するＳ偏光により滴下された試料の状態観察が従来どおり可能である。さらに、光電検出器とプリズムの検出面との間にＳ偏光をカットする偏光板を配設することにより、外乱光のＳ偏光成分を除去することができ、より精度の良い屈折率の測定ができる。この場合、光電検出器に入射する光はプリズムと試料の界面で反射されたＰ偏光とプリズムに入射したＳ偏光の乱反射の繰り返しで生じたＰ偏光成分を持つ光であるが、該Ｐ偏光成分を持つ光は強度の弱いＳ偏光より生じた弱い光であり、精度への悪影響は少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例による屈折計の概略構成を示す図である。
【図２】光電検出器の出力信号より得られる光量分布曲線である。
【図３】本発明の実施例による屈折計の変形例の概略構成を示す図である。
【図４】従来の屈折計の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例による屈折計は、滴下された液体試料と接する試料面と、光源からの光を前記試料面に向けて入射させる入射面と、前記試料面からの反射光を検出する光電検出器が配設される検出面を備えたプリズムと、上面にＰ偏光をカットする偏光板を開閉可能に配設し、下面が前記試料面と接し、前記液体試料の滴下部に貫通孔が形成された試料部と、光電検出器の出力信号より屈折率を算出する演算制御系で構成される。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例による屈折計の概略構成を示す図である。図２は、光電検出器３の出力信号より得られる光量分布曲線Ｖｐである。
【００１３】
本発明の実施例による屈折計は、図１に示すとおり、滴下された液体の試料Ｓと接する試料面４ｂと、光源２からの光を試料面４ｂに向けて入射光Ｒｏとして入射させる入射面４ａと、試料面４ｂからの全反射光Ｒｃなどを受光する光電検出器３が配設される検出面４ｃを備えたプリズム４と、下面が試料面４ｂと接し、液体の試料Ｓの滴下部にすり鉢状の貫通孔が形成された試料部１と、光電検出器３の出力信号より屈折率を算出する演算制御系で構成される。なお、ｎｏはプリズム４の、ｎは試料Ｓの屈折率である。臨界角θｃは全反射が生起する臨界角度である。
【００１４】
試料部１の上面には、Ｐ偏光Ｒｐをカットする偏光板５が開閉可能に蝶番６を介して保持されている。開閉可能とは、操作者が、試料部１の開口部上面を偏光板５で覆う状態と覆わない状態とを切り替えることができることを言い、着脱可能な構成をも含む。光電検出器３は、反射角の増減方向に配列される受光素子列で構成される。演算制御系は、受光素子列の受光素子を順次選択する受光素子切替手段１０と、選択された受光素子に入射する光量をデジタル化し各受光素子番号別に保存する光量読出記憶手段１１と、保存された受光素子番号に対応した光量の分布より臨界角θｃを検出する臨界角点検出手段１２と、検出された臨界角θｃを式（１）に適用して屈折率を算出する屈折率算出手段１３で構成される。
【００１５】
図２において、受光素子番号（Ｉ）に対応して保存された光量（Ｖ）の関係が光量分布曲線Ｖｐで示されている。臨界角点検出手段１２は、光量分布曲線Ｖｐの微分曲線Ｖｄを求め、微分曲線Ｖｄのピーク値が所定値を超える場合、該ピーク値に対応する受光素子番号を臨界角点Ｉｃとする。全反射が生起する臨界角θｃが既知の液体試料を測定したときの臨界角点Ｉｃより、臨界角点Ｉｃと臨界角θｃの関係が特定でき、臨界角点Ｉｃを臨界角θｃに換算する換算式を求める。換算式で算出された未知試料の臨界角θｃは屈折率算出手段１３へ送信され、未知試料の屈折率が式（１）より算出される。
【００１６】
本発明は以上の構成であるから、プリズム４に入射する外乱光は、強度の強いＰ偏光Ｒｐが取り除かれ、強度の弱いＳ偏光Ｒｓだけになり、プリズム４内部での散乱光も大幅に減少し、光電検出器３に入射するノイズ光が減少し、光量分布曲線Ｖｐは臨界角点Ｉｃ前後で低値から高値に明確に分離され、明確なピークを有する微分曲線Ｖｄが得られ、精度の良い屈折率の測定が可能である。しかも、偏光板５を透過するＳ偏光Ｒｓにより外側から試料Ｓの状態観察が従来どおり可能である。
【００１７】
図１に示す実施例では、Ｓ偏光をカットする偏光板は配設されていないが、図３に示すとおり、光電検出器３とプリズム４の検出面４ｃとの間にＳ偏光をカットする偏光板１５を配設してもよい。偏光板１５で外乱光のＳ偏光成分を除去することによりさらに精度の良い屈折率の測定が期待できる。この場合、光電検出器３に入射する光はプリズム４と試料Ｓの界面で反射されたＰ偏光とプリズム４に入射したＳ偏光の乱反射の繰り返しで生じたＰ偏光成分を持つ光であるが、該Ｐ偏光成分を持つ光は強度の弱いＳ偏光より生じた弱い光であり、精度への悪影響は少ない。なお図３において図１と同じ符号で示す部品は図１と同じものなので説明は省略する。上述のように本発明は図示例に限定されるものではなく種々の変形例を包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、液体の糖度や濃度などを測定するために用いられる屈折計に関し、特に外乱光の影響を軽減する技術に利用の可能性がある。
【符号の説明】
【００１９】
１  試料部
２  光源
３  光電検出器
４  プリズム
４ａ  入射面
４ｂ  試料面
４ｃ  検出面
５  偏光板
６  蝶番
１０  受光素子切替手段
１１  光量読出記憶手段
１２  臨界角点検出手段
１３  屈折率算出手段
１５  偏光板
２５  偏光板
θｃ  臨界角
Ｉｃ  臨界角点
Ｒｃ  全反射光
Ｒｏ  入射光
Ｒｐ  Ｐ偏光
Ｒｓ  Ｓ偏光
Ｓ  試料
Ｖｄ  微分曲線
Ｖｐ  光量分布曲線
【図１】
2011112598.tif 000003
【図２】
2011112598.tif 000004
【図３】
2011112598.tif 000005
【図４】
2011112598.tif 000006