(57)【要約】  本発明は、測定面上に被検試料を載置可能な測定プリズムと、前記試料に対して全反射の臨界角を含む角度範囲で光を照射可能な光源と、反射した光を受光する受光器とを備えた屈折計に関する。その際、光源は個別にまたは一緒に点灯可能な複数の分離した光源からなり、分離した光源の光を１点に集束させて照射可能に構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定面上に被検試料を載置可能な測定プリズムと、前記試料に対して全反射の臨界角を含む角度範囲で光を照射可能な光源と、反射した光を受光する受光器とを備えた屈折計において、前記光源が、個別にまたは一緒に点灯可能な複数の分離した光源（１）からなり、前記分離した光源の光を１点に集束させて照射可能に構成されていることを特徴とする屈折計。
【請求項２】
前記分離した光源が、所定の間隔で並置される複数の白色光ランプからなることを特徴とする、請求項１記載の屈折計。
【請求項３】
前記分離した光源が、所定の距離で並置される複数の有色ＬＥＤからなることを特徴とする、請求項１記載の屈折計。
【請求項４】
前記複数の有色ＬＥＤには、それぞれ干渉フィルタ（３）が後置され、前記干渉フィルタによって前記有色ＬＥＤの光を所定の波長にフィルタリング可能に構成されていることを特徴とする、請求項３記載の屈折計。
【請求項５】
前記受光器が１次元ＣＣＤフォトダイオード列であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項６】
前記分離した光源がｎ個設けられ、これらにｎ個の入射端と１つの出射端（６）とを有する光ファイバ（５）が後置されており、前記光ファイバの前記出射端に、所望するすべての波長が現れるように、前記光ファイバの各入射端の入射側に前記分離した光源が配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の屈折計。
【請求項７】
前記光ファイバの分岐した光線路内への光の入射結合を改善するためのレンズ（２）が設けられており、これらのレンズは同時に干渉フィルタ（３）内の光の透過を最適化し、かつ有効波長および半値幅を設定可能に構成されていることを特徴とする、請求項６記載の屈折計。
【請求項８】
光源が分離した光源からなり、前記分離した光源の光が光回折格子（８）によって１点に反射され、この１点から前記光が光ファイバに入射結合されるように構成されていることを特徴とする、請求項１記載の屈折計。
【請求項９】
前記分離した光源は、選択された入射角で、すべての波長に対して同一の回折角にそれらが案内されるように配置されていることを特徴とする、請求項８記載の屈折計。
【請求項１０】
前記光回折格子の代わりに、分散特性を有する直視プリズム（分散プリズム）が設けられていることを特徴とする、請求項８記載の屈折計。
【請求項１１】
前記光回折格子の代わりに単色レンズが設けられていることを特徴とする、請求項８記載の屈折計。
【請求項１２】
反射型である前記光回折格子の代わりに、分散特性を有する透過型回折格子が設けられていることを特徴とする、請求項８記載の屈折計。
【請求項１３】
前記光ファイバは入射側で長方形状、出射側で円形状を有するように形成されており、個々の光源のスペクトルは短い側と平行に配向され、かついずれも形状変換器の幅よりも長く、光ファイバから出射する光のスペクトル分布から、入射光のスペクトル半値幅を決定する部分が選択可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の屈折計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定面上に被検試料を載置可能な測定プリズムと、前記試料に対して全反射の臨界角を含む角度範囲で光を照射可能な光源と、反射した光を受光する受光器とを備えた屈折計に関する。
【背景技術】
【０００２】
屈折計はふつう波長５８９ｎｍの黄色Ｎａ線で液体、固体物質または気体物質の屈折率を測定するのに利用される。しかし屈折率は、周知のように、測定に使用される光の波長の関数であり、波長が短くなるほど上昇する。この関数の推移は材料特性について重要な情報を与え、通常いわゆるアッベ数で表され、アッベ数は３つの波長における屈折率から算術定数として計算することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、屈折計の測定手段を簡素化し、測定の解析能力を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題が本発明によれば請求項１の特徴で解決される。
【０００５】
好ましい諸構成は従属請求項の特徴から明らかとなる。
【０００６】
本発明に係る解決手段によれば、干渉フィルタを後置した分離した光源（ＬＥＤまたは白色光ランプ）を有するディジタル屈折計において、所定の光源を自動的に点灯して被検試料の屈折率を有効な波長で測定できるように波長を調整できる。順次光源が点灯され、測定が繰り返される。分離した光源の光線の集束は、光ファイバまたは光回折格子によって行うことができる。実施形態では、白色または有色ＬＥＤまたは白色光ランプからなるさまざまな色の光源が、必要に応じて干渉フィルタを後置して、入射端と同数の分枝を有する光ファイバに照射され、この光ファイバ内で単一の円形光源へと集束される。
【０００７】
このためｎ個の分離したした光源が設けられ、これらの光源にｎ個の入射端と１つの出射端とを有する光ファイバが後置されており、光ファイバの出射端に必要なすべての波長が現れるように、光ファイバの各入射端の入射側に光源が配置されている。
【０００８】
分岐した光線路内への光の入射結合を改善するためにレンズを設けておくことができ、これらのレンズは同時に干渉フィルタ内の光の透過を最適化し、かつ有効波長および半値幅を設定可能にする。
【０００９】
光源は分離した光源で構成することができ、分離した光源の光は光回折格子によって１点に反射され、この１点から前記光が光ファイバに入射結合される。
【００１０】
その際、分離した光源は、選択された入射角で、すべての波長に対して同一の回折角にそれらが案内されるように配置されている。
【００１１】
他の構成によれば、光回折格子の代わりに、分散特性を有する直視プリズム（分散プリズム）を設けておくことができる。
【００１２】
反射型光回折格子の代わりに、分散特性を有する１つの透過型回折格子を設けておくことも可能である。
【００１３】
最後に、光ファイバは入射側で長方形状、出射側で円形状を有するように形成しておくことができ、個々の光源のスペクトルは短い側と平行に配向され、かついずれも形状変換器の幅よりも長く、光ファイバから出射する光のスペクトル分布から、入射光のスペクトル半値幅を決定する部分が選択可能である。
【００１４】
受光器として本発明によれば１次元ＣＣＤフォトダイオード列が設けられている。
【００１５】
以下、図面を基に本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
分離した光源１、詳細には白色光ランプまたは有色ＬＥＤのいずれかによって個別に放射された光は‐図示実施例の場合‐レンズ２と干渉フィルタ３とによって光ファイバ５の複数の分枝４に入射される。集束によって出射端６で点状光線７が生成され、次にこの光線が屈折計の測定面に照射される。
【００１７】
図２の実施では分離したＬＥＤ１の放射光が１つの光回折格子８に入射され、そこで１点に集束されるように反射される。
【００１８】
その際、光を色に応じて異なる角度で反射する光学格子の有利な特性は、異なる入射角の下で異なる有色光源を再結合するのに利用される。本発明はこのような格子の逆の機能を利用しており、光路が反対方向に通過することになる。個々の光源は、赤色、黄色、緑色および青色ＬＥＤに応じた正しい角度で凹面格子に照射され、反射後に単一の点に集束するように配置されている。そしてＬＥＤが相前後して点灯されると、屈折計は任意に選択された波長の光を照射され、相応する測定を行うことになる。上記に加えてこの技術的解決手段は、場合によっては高価な干渉フィルタを利用する必要がないという利点を有する。これは屈折計へと向かう開口部の大きさが色の純度も一緒に決定するからである。これとともに、入射開口部の大きさを介して光の半値幅を設定することができる。
【００１９】
光源のＬＥＤ自体の数は、個々のＬＥＤまたはランプの間で幾何学的に達成可能な最小の間隔によって制限される。特別に適した光源を選択することによって、比較的大きなスペクトル範囲をカバーすることができる。波長の選択は一定の範囲内で自由に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光ファイバを示す概略図である。
【図２】回折格子を有する場合の配置を示す斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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