JP3287371B2 - 受光光量調整方法及び屈折率計 - Google Patents
受光光量調整方法及び屈折率計Info
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- JP3287371B2 JP3287371B2 JP11452893A JP11452893A JP3287371B2 JP 3287371 B2 JP3287371 B2 JP 3287371B2 JP 11452893 A JP11452893 A JP 11452893A JP 11452893 A JP11452893 A JP 11452893A JP 3287371 B2 JP3287371 B2 JP 3287371B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は受光量の調整方法に関
し、特に屈折率測定装置における受光量の測定方法及び
装置に関するものである。
し、特に屈折率測定装置における受光量の測定方法及び
装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】図5は全反射法による屈折率の測定方法を
示す概念図である。プリズム2の一面に試料を載せ、光
源1より該プリズム2の他の一面から光を入射して試料
に照射する。このとき、図6に示すように入射角度によ
って試料表面で全反射を起こして、CCDラインセンサ
5に光が入射する領域と、試料を透過してCCDライン
センサ5にはほとんど反射光が入射しない領域を有する
理論曲線8bが求められる。
示す概念図である。プリズム2の一面に試料を載せ、光
源1より該プリズム2の他の一面から光を入射して試料
に照射する。このとき、図6に示すように入射角度によ
って試料表面で全反射を起こして、CCDラインセンサ
5に光が入射する領域と、試料を透過してCCDライン
センサ5にはほとんど反射光が入射しない領域を有する
理論曲線8bが求められる。
【0003】この理論曲線8bより上記2つの領域の堺
となる臨界点Pcを求め、該臨界点Pcより上記屈折率
が得られることになる。上記CCDラインセンサ5の出
力は該CCDラインセンサ5の位置(アドレス)によっ
て光の入射角が相違することから、該CCDラインセン
サ5の位置(CCDラインセンサ5を構成する素子のア
ドレス)によって異なり、試料を置かない場合には図7
の曲線8dに示すように、光の入射角がCCDラインセ
ンサ5に対して直角となる位置で該光の強度は最大とな
り、光の入射角がCCDラインセンサ5に対して直角よ
りずれるに従って該光の強度は小さくなる。従って、試
料を置いた場合に得られる受光曲線は曲線8cのように
なり、上記理論分布曲線8bとは異なった形状になる。
となる臨界点Pcを求め、該臨界点Pcより上記屈折率
が得られることになる。上記CCDラインセンサ5の出
力は該CCDラインセンサ5の位置(アドレス)によっ
て光の入射角が相違することから、該CCDラインセン
サ5の位置(CCDラインセンサ5を構成する素子のア
ドレス)によって異なり、試料を置かない場合には図7
の曲線8dに示すように、光の入射角がCCDラインセ
ンサ5に対して直角となる位置で該光の強度は最大とな
り、光の入射角がCCDラインセンサ5に対して直角よ
りずれるに従って該光の強度は小さくなる。従って、試
料を置いた場合に得られる受光曲線は曲線8cのように
なり、上記理論分布曲線8bとは異なった形状になる。
【0004】更に、CCDラインセンサ5を構成する各
素子の感度は均一ではないので、該素子の感度に基づく
CCDラインセンサ5の出力の不均一もある。そこで、
試料より反射する光の受光量から(上記曲線8cから)
上記入射角による影響あるいは素子の感度の不均一によ
る影響を除去するために、上記試料よりの受光量(曲線
8c)を試料を置かない場合の受光量(曲線8d)に対
応する出力で除して正規化することになる。
素子の感度は均一ではないので、該素子の感度に基づく
CCDラインセンサ5の出力の不均一もある。そこで、
試料より反射する光の受光量から(上記曲線8cから)
上記入射角による影響あるいは素子の感度の不均一によ
る影響を除去するために、上記試料よりの受光量(曲線
8c)を試料を置かない場合の受光量(曲線8d)に対
応する出力で除して正規化することになる。
【0005】このようにして得られた光量分布曲線8a
から臨界点Pcが簡単に求められることになる。
から臨界点Pcが簡単に求められることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】CCDラインセンサ5
の出力強度は照射時間が長くなるに従って大きくなる
が、光の吸光度物質によって異なる場合があり、照射時
間が一定であると試料によってCCDラインセンサ5の
出力が異なることになる。また、光源が経年劣化するこ
とによって、同じ照射時間でもCCDラインセンサ5の
出力が小さくなり、あるいは使用電圧によっても異なる
ことになる。
の出力強度は照射時間が長くなるに従って大きくなる
が、光の吸光度物質によって異なる場合があり、照射時
間が一定であると試料によってCCDラインセンサ5の
出力が異なることになる。また、光源が経年劣化するこ
とによって、同じ照射時間でもCCDラインセンサ5の
出力が小さくなり、あるいは使用電圧によっても異なる
ことになる。
【0007】CCDラインセンサ5の出力はこの後増幅
器で増幅されて、ディジタル化されるのであるから、上
記CCDラインセンサ5の出力が多少異なっても増幅時
のゲイン調整で最高レベル(全反射領域のレベル)を試
料や光源の状態にかかわらず一定にすることができる。
器で増幅されて、ディジタル化されるのであるから、上
記CCDラインセンサ5の出力が多少異なっても増幅時
のゲイン調整で最高レベル(全反射領域のレベル)を試
料や光源の状態にかかわらず一定にすることができる。
【0008】しかしながら、従来の屈折率測定装置では
このゲイン調整は測定作業の前に必ず必要となり、この
作業を怠ると精確な測定が出来ないことになる。また、
試料によっては吸光度が大きくCCDラインセンサ5の
出力が著しく小さくなって、増幅器で大きなゲインをと
って増幅しても雑音まで大きくなり、結果として精度の
高い屈折率の測定はできないことになる。
このゲイン調整は測定作業の前に必ず必要となり、この
作業を怠ると精確な測定が出来ないことになる。また、
試料によっては吸光度が大きくCCDラインセンサ5の
出力が著しく小さくなって、増幅器で大きなゲインをと
って増幅しても雑音まで大きくなり、結果として精度の
高い屈折率の測定はできないことになる。
【0009】本発明は上記従来の事情に鑑みて提案され
たものであって、試料の種類や光源の状態にかかわら
ず、出力調整の必要がなく、しかもノイズを含まない滑
らかな出力曲線を得ることができる受光量調整方法及び
装置を提供することを目的とするものである。
たものであって、試料の種類や光源の状態にかかわら
ず、出力調整の必要がなく、しかもノイズを含まない滑
らかな出力曲線を得ることができる受光量調整方法及び
装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、プリ
ズム1の一面に液体試料を配置し、該プリズム1の他の
一面より光を入射して該液体試料に照射し、残る一面よ
り得られる反射光より検出される全反射域と不反射域の
臨界点に基づいて屈折率を算出する屈折率計において、
上記反射光の受光量の基準値を設けておき、実際の受光
量が該基準値に達する迄の時間、上記試料よりの反射光
を受光するようにしたものである。
するために以下の手段を採用している。すなわち、プリ
ズム1の一面に液体試料を配置し、該プリズム1の他の
一面より光を入射して該液体試料に照射し、残る一面よ
り得られる反射光より検出される全反射域と不反射域の
臨界点に基づいて屈折率を算出する屈折率計において、
上記反射光の受光量の基準値を設けておき、実際の受光
量が該基準値に達する迄の時間、上記試料よりの反射光
を受光するようにしたものである。
【0011】即ち、上記実際の受光量と上記基準値とを
比較して、受光光量が未だ基準値に達しないときには、
必要な受光時間を算出して、該算出された時間に基づい
て再度受光を行うようにする。
比較して、受光光量が未だ基準値に達しないときには、
必要な受光時間を算出して、該算出された時間に基づい
て再度受光を行うようにする。
【0012】上記方法を実現するためには、図1に示す
ような装置を使用している。即ち、露光時間を設定する
露光時間設定手段110と、基準の受光量に対応する基
準電圧値を設定する基準値設定手段160と、上記露光
時間設定手段110に設定された時間の露光量に対応す
る電圧を検出する受光量検出手段120と、上記受光量
検出手段120で検出された受光量対応の電圧と、上記
基準電圧値とを比較する比較手段130と、受光量が未
だ基準値に達しないときには、必要な露光時間を算出し
て、上記露光時間設定手段110に設定する演算手段1
40とよりなるものである。
ような装置を使用している。即ち、露光時間を設定する
露光時間設定手段110と、基準の受光量に対応する基
準電圧値を設定する基準値設定手段160と、上記露光
時間設定手段110に設定された時間の露光量に対応す
る電圧を検出する受光量検出手段120と、上記受光量
検出手段120で検出された受光量対応の電圧と、上記
基準電圧値とを比較する比較手段130と、受光量が未
だ基準値に達しないときには、必要な露光時間を算出し
て、上記露光時間設定手段110に設定する演算手段1
40とよりなるものである。
【0013】
【作用】露光時間設定手段110には初期値として最も
小さい露光時間が設定される。露光の開始から上記のよ
うに初期設定された時間の受光量に相当する電圧が受光
量測定手段120で検出される。この電圧が比較手段1
30で基準の受光量に対応する基準電圧と比較され、未
だ基準値に達しないときには演算手段140が上記基準
の受光量に達するに必要な露光時間を算出して、上記露
光時間設定手段110に設定する。
小さい露光時間が設定される。露光の開始から上記のよ
うに初期設定された時間の受光量に相当する電圧が受光
量測定手段120で検出される。この電圧が比較手段1
30で基準の受光量に対応する基準電圧と比較され、未
だ基準値に達しないときには演算手段140が上記基準
の受光量に達するに必要な露光時間を算出して、上記露
光時間設定手段110に設定する。
【0014】そして、新たに設定した上記露光時間の露
光の後、該露光量を検出し、露光量が基準値になったと
きにその値を出力する。
光の後、該露光量を検出し、露光量が基準値になったと
きにその値を出力する。
【0015】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す機能ブロック
図、図2は本発明の手順を示すフロー図である。
図、図2は本発明の手順を示すフロー図である。
【0016】まず、基準値設定手段160には基準受光
量相当の電圧値が設定されるとともに、露光時間設定手
段110には露光時間の初期値が設定される。(図2、
F1)この初期値は例えば、上記基準受光量を得るに必
要な時間より短い時間が設定される。このように露光時
間設定手段110に露光時間が設定された後、前CCD
ラインセンサ5にリセットをかけて、前回の測定によっ
て蓄積された電荷を消去する(図2、F2)。その後、
測定開始を指示する(例えば測定開始信号を上記リセッ
ト後に出力する)と設定された時間に基づいて電気的な
シャッター(例えば図1のアンドゲートG1がONにな
る)が開かれ、後のCCDラインセンサ5の出力が受光
量検出手段120に取り込まれる(図2、F4)。これ
によって、該受光量検出手段120では受光量に相当す
る電圧値が検出されることになる(図2、F4)。
量相当の電圧値が設定されるとともに、露光時間設定手
段110には露光時間の初期値が設定される。(図2、
F1)この初期値は例えば、上記基準受光量を得るに必
要な時間より短い時間が設定される。このように露光時
間設定手段110に露光時間が設定された後、前CCD
ラインセンサ5にリセットをかけて、前回の測定によっ
て蓄積された電荷を消去する(図2、F2)。その後、
測定開始を指示する(例えば測定開始信号を上記リセッ
ト後に出力する)と設定された時間に基づいて電気的な
シャッター(例えば図1のアンドゲートG1がONにな
る)が開かれ、後のCCDラインセンサ5の出力が受光
量検出手段120に取り込まれる(図2、F4)。これ
によって、該受光量検出手段120では受光量に相当す
る電圧値が検出されることになる(図2、F4)。
【0017】このようにして検出された電圧値は比較手
段130に入力され、ここで上記基準値設定手段160
に設定された基準受光量に対応する電圧値と比較される
(図2、F5)。ここで、受光量が基準受光量より少な
いときには、演算手段140が上記受光量相当の電圧を
取り込んで以下の計算をする。
段130に入力され、ここで上記基準値設定手段160
に設定された基準受光量に対応する電圧値と比較される
(図2、F5)。ここで、受光量が基準受光量より少な
いときには、演算手段140が上記受光量相当の電圧を
取り込んで以下の計算をする。
【0018】すなわち、
【数1】 となる。
【0019】このようにして得られた新たな露光時間は
再び露光時間設定手段110に設定され(図2、F
1)、新たに設定された時間に基づいて再びCCDライ
ンセンサ5のシャッターが開かれる。これによって、ほ
ぼ満足のできる露光量が得られることになり、これでも
露光量が不足する場合には更に上記手順が繰り返され
て、新たな露光時間が算出され、新たに設定された時間
に基づいて再びCCDラインセンサ5のシャッターが開
かれることになる。尚、上記基準の受光量には所定の許
容範囲が設けらている。
再び露光時間設定手段110に設定され(図2、F
1)、新たに設定された時間に基づいて再びCCDライ
ンセンサ5のシャッターが開かれる。これによって、ほ
ぼ満足のできる露光量が得られることになり、これでも
露光量が不足する場合には更に上記手順が繰り返され
て、新たな露光時間が算出され、新たに設定された時間
に基づいて再びCCDラインセンサ5のシャッターが開
かれることになる。尚、上記基準の受光量には所定の許
容範囲が設けらている。
【0020】図3は本発明の一実施例を示すのもであ
る。光源を通常より弱くした(通常の20%程度)装置
に対して本願発明を適用したものである。ここにおい
て、図3(a)は正規化しない状態のデータであり、図
3(b)は上記図3(a)に示したデータを正規化した
状態を示すものであり、更に、図3(c)は臨界点付近
の上記図3(b)の曲線の一部を拡大したものである。
図3(b)、図3(c)より明らかなように、光源の強
度が弱くなっているにもかかわらずノイズの少ないデー
タが得られていることが理解できる。
る。光源を通常より弱くした(通常の20%程度)装置
に対して本願発明を適用したものである。ここにおい
て、図3(a)は正規化しない状態のデータであり、図
3(b)は上記図3(a)に示したデータを正規化した
状態を示すものであり、更に、図3(c)は臨界点付近
の上記図3(b)の曲線の一部を拡大したものである。
図3(b)、図3(c)より明らかなように、光源の強
度が弱くなっているにもかかわらずノイズの少ないデー
タが得られていることが理解できる。
【0021】一方、図4は上記のように光源を通常より
弱くした装置に対して、本発明を適用しない状態のデー
タである。図4(a)は正規化しない状態のデータであ
り、図4(b)は上記図4(a)に示したデータを正規
化した状態を示すものであり、更に、図4(c)は上記
図4(b)の曲線の一部を拡大したものである。これに
よると、たとえ正規化してレベルを調整しても本願発明
が適用された場合に比べてノイズが格段に多くなってい
ることが理解できる。
弱くした装置に対して、本発明を適用しない状態のデー
タである。図4(a)は正規化しない状態のデータであ
り、図4(b)は上記図4(a)に示したデータを正規
化した状態を示すものであり、更に、図4(c)は上記
図4(b)の曲線の一部を拡大したものである。これに
よると、たとえ正規化してレベルを調整しても本願発明
が適用された場合に比べてノイズが格段に多くなってい
ることが理解できる。
【0022】以上、受光量の調整に際してCCDライン
センサ側での調整のみについて説明したが、光源をO
N,OFFすることによって調整できることはもちろん
である。
センサ側での調整のみについて説明したが、光源をO
N,OFFすることによって調整できることはもちろん
である。
【0023】また、上記一連の手順はCPUに組み込ま
れたプログラムで行ってもよいし、上記各種段に対応す
る回路を供えることによって行ってもよい。
れたプログラムで行ってもよいし、上記各種段に対応す
る回路を供えることによって行ってもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、受光量が
一定になる迄CCDラインセンサによる受光が繰り返さ
れるので、最終的には基準の受光量又はそれに近い受光
量が得られ、試料や光源の種類による受光量のバラツキ
が無くなり、高精度の測定が可能となり、また、光源の
劣化が起こったとき、あるいは、光源を交換したときに
も調整が不要となる。
一定になる迄CCDラインセンサによる受光が繰り返さ
れるので、最終的には基準の受光量又はそれに近い受光
量が得られ、試料や光源の種類による受光量のバラツキ
が無くなり、高精度の測定が可能となり、また、光源の
劣化が起こったとき、あるいは、光源を交換したときに
も調整が不要となる。
【図1】本発明の機能ブロック図である。
【図2】本発明の手順を示すフロー図である。
【図3】本発明の実施例を示すグラフである。
【図4】本発明の比較例を示すグラフである。
【図5】全反射法による屈折率測定方法の説明図であ
る。
る。
【図6】受光曲線と臨界点を示す図である。
【図7】正規化された受光曲線を求める図である。
1 プリズム 110 露光時間設定手段 120 受光量検出手段 130 比較手段 140 演算手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−307645(JP,A) 特開 平5−72127(JP,A) 特開 昭63−287177(JP,A) 特開 昭63−283280(JP,A) 特開 昭63−281578(JP,A) 特開 昭63−119390(JP,A) 特開 昭63−275936(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 JICSTファイル(JOIS)
Claims (2)
- 【請求項1】 プリズムの一面に液体試料を配置し、該
プリズムの他の一面より光を入射して該液体試料に照射
し、残る一面より得られる反射光より検出される全反射
域と不反射域の臨界点に基づいて屈折率を算出する屈折
率計において、 上記反射光の基準値を設けておき、実際の受光量と該基
準値とを比較して 、 受光光量が未だ基準値に達しないと
きには、必要な受光時間を算出して、該算出された時間
に基づいて再度繰り返し受光を行うことを特徴とする受
光光量調整方法。 - 【請求項2】 プリズムの一面に液体試料を配置し 、 該
プリズムの他の一面より光を入射して該液体試料に照射
し 、 残る一面より得られる反射光より検出される全反射
域と不反射域の臨界点に基づいて屈折率を算出する屈折
率計において 、 上記反射光の 露光時間を設定する露光時間設定手段と、
基準の受光量に対応する基準電圧値を設定する基準値設
定手段と、上記露光時間設定手段に設定された時間の露
光量に対応する電圧を検出する受光量検出手段と、上記
受光量検出手段で検出された受光量対応の電圧と、上記
基準電圧値とを比較する比較手段と、受光量が未だ基準
値に達しないときには、必要な露光時間を算出して、上
記露光時間設定手段に再度繰り返し設定する演算手段と
よりなることを特徴とする屈折率計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11452893A JP3287371B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 受光光量調整方法及び屈折率計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11452893A JP3287371B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 受光光量調整方法及び屈折率計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06323990A JPH06323990A (ja) | 1994-11-25 |
JP3287371B2 true JP3287371B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=14640011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11452893A Expired - Lifetime JP3287371B2 (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 受光光量調整方法及び屈折率計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3287371B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004150923A (ja) | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Atago:Kk | 屈折計 |
US7362433B2 (en) | 2003-03-24 | 2008-04-22 | Hitachi Software Engineering Co., Ltd. | Absorbance reader apparatus, absorbance reader control method, and absorbance calculation program |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP11452893A patent/JP3287371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06323990A (ja) | 1994-11-25 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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