JPH07294420A - Birefringence measuring device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To facilitate manual scanning on a sample sheet by radiating polarized light in the specific polarizing direction to a sample by a portable measuring head, detecting and transferring transmitted light or reflected light, calculating a retardation value and/or principal refractive power, and transferring a result to the detecting side. CONSTITUTION:A polarizer 4 where the polarizing directions of respective polarizing elements are different from each other, is arranged on the same circumference of a holding plate 4A. An analyzer 5 is arranged by a holding plate 5A by arranging analyzing elements in positions corresponding to positions of the polarizing elements. Respective light receiving elements 6 are arranged in positions corresponding to the polarizing elements and the analyzing elements. The respective elements are arranged on respective corresponding optical paths. Output of the light receiving elements 6 is introduced to an operation control part 9 through an amplifying circuit 7 and an A/D converter 8, and data processing such as the angle distribution of transmitted light intensity or the characteristic distribution of a sheet is performed. A part up to the converter 8 from a light source 1 constitutes a portable measuring head part 11. In order to facilitate manual scanning of a measurement object S, the head part 11 has a U-shaped sample space between the light projecting side and the light receiving side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、複屈折測定装置、特
に可搬型の検出端を有する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a birefringence measuring device, and more particularly to a device having a portable detecting end.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に複屈折測定装置においては、特定
の偏光方向の直線偏光を試料に照射し、試料からの透過
光または反射光の強度を検出し、偏光方向角度に対する
検出出力の偏光方向角度依存性から、レターデーショ
ン、配向方向等を求めている。しかしこの装置は全体と
してはかなり大型で据え付け型となり、また測定ヘッド
部も装置全体の一部として組み込まれているので、測定
場所が特定され、また簡便な操作には不向きであった。2. Description of the Related Art Generally, in a birefringence measuring apparatus, a sample is irradiated with linearly polarized light having a specific polarization direction, the intensity of transmitted light or reflected light from the sample is detected, and the polarization direction angle of the detection output with respect to the polarization direction angle is detected. From the dependence, the retardation, the orientation direction, etc. are sought. However, this device as a whole is quite large and of a stationary type, and the measuring head part is also incorporated as a part of the entire device, so that the measuring place is specified and it is not suitable for simple operation.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしプロセスでの本
格的なオンライン測定の前に、シートの停止時または安
全範囲の低速走行時等にプロセスラインの上下場所、あ
るいはシートの幅方向で、概略の測定値や特性分布等を
チェックしておきたい場合も多く、簡便に操作できかつ
可搬型のヘッド部が実現できれば、装置の機能、操作性
は格段に向上される。However, before full-scale on-line measurement in the process, when the seat is stopped or the vehicle is traveling at a low speed within the safe range, the vertical position of the process line, or the width direction of the seat, the In many cases, it is desired to check measured values, characteristic distributions, etc., and if a head unit that can be easily operated and is portable can be realized, the function and operability of the device will be significantly improved.

【０００４】本発明は、試料、とくにプロセスラインに
おけるシートの特性分布等の簡便なチェックが可能な可
搬型ヘッド部を備えた複屈折測定装置を提供しようとす
るものである。An object of the present invention is to provide a birefringence measuring apparatus equipped with a portable head unit capable of easily checking the characteristic distribution of a sample, especially a sheet in a process line.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、可搬の測定ヘ
ッドと、測定結果の表示部を備えたことを特徴とする複
屈折測定装置であり、具体的には、特定の偏光方向の偏
光を試料に照射する投光手段と、試料からの透過光また
は反射光の強度を検出する手段と、検出出力を伝送する
手段と、転送された検出出力からレターデーション値及
び／または主屈折力方向を算出する手段と、算出結果を
検出側に転送する手段を備えたことを特徴とする可搬型
複屈折測定装置であり、さらに、転送された算出結果を
検出側で表示または印字出力する手段、伝送手段とし
て、無線通信手段を用いたことを特徴とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a birefringence measuring apparatus characterized by comprising a portable measuring head and a measurement result display section. Projection means for irradiating the sample with polarized light, means for detecting the intensity of transmitted light or reflected light from the sample, means for transmitting the detection output, and retardation value and / or main refractive power from the transferred detection output. A portable birefringence measuring device comprising means for calculating the direction and means for transferring the calculation result to the detection side, and means for displaying or printing out the transferred calculation result on the detection side. The wireless communication means is used as the transmission means.

【０００６】[0006]

【作用】本発明の構成においては、測定ヘッド部が、自
由に試料シート上を手動走査できるように構成されてい
るので、概略の測定を行う場合、本測定に先立つて予備
測定を行う場合等に、簡便に適用することができる。し
たがって、また本測定の柔軟性を向上させるものであ
る。In the structure of the present invention, since the measuring head section can freely scan the sample sheet by hand, it is possible to perform a rough measurement or a preliminary measurement prior to the main measurement. Can be easily applied to. Therefore, it also improves the flexibility of this measurement.

【０００７】なおまたヘッドの検出信号のうち或る条件
のものを選別することにより、手動走査における個人差
を低減し、測定の再現性、信頼性を向上させることもで
きる。Further, by selecting one of the detection signals of the head under a certain condition, it is possible to reduce the individual difference in manual scanning and improve the reproducibility and reliability of measurement.

【０００８】[0008]

【実施例】図１は、本発明の１実施例の可搬測定型複屈
折測定装置の概略構成図であり、（１）は光源、（２）
は集光レンズユニット、（３）は特定の波長範囲の光を
選択透過させるバンドパスフィルタである。（４）は偏
光子であり、保持板（４Ａ）に同一円周上に例えば３〜
６個程度配置され、各偏光素子の偏光方向は互いに異な
っている。図２は偏光素子が３個の場合の平面的配置例
を示し、正三角計の頂点３個の偏光素子を配置した例を
示しており、三角形の底辺方向がＭＤ方向に垂直であ
り、各偏光素子の偏光子方向は例えば３０度ずつ異なっ
ている。各偏光素子相互の平面的位置関係及び偏光方向
関係はこれに限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a portable measurement type birefringence measuring apparatus according to one embodiment of the present invention, in which (1) is a light source and (2).
Is a condenser lens unit, and (3) is a bandpass filter for selectively transmitting light in a specific wavelength range. Reference numeral (4) is a polarizer, and the holding plate (4A) has, for example, 3 to
About six pieces are arranged, and the polarization directions of the respective polarization elements are different from each other. FIG. 2 shows an example of a planar arrangement in the case where there are three polarizing elements, and shows an example in which three vertexes of an equilateral trigonometer are arranged, and the base direction of the triangle is perpendicular to the MD direction. The polarizer directions of the polarizing elements are different by 30 degrees, for example. The planar positional relationship and the polarization direction relationship between the respective polarizing elements are not limited to this.

【０００９】（Ｓ）は被測定試料である。（５）は検光
子であり保持板（５Ａ）において、上記の各偏光素子の
位置に対応する位置にそれぞれ検光素子が設けられてい
る。（６）は受光部であり、偏光素子、検光素子と対応
する位置に各受光素子（６１）、（６２）、（６３）が
設けられている。偏光素子、検光素子、受光素子はそれ
ぞれ対応する光路上に設けられ、対応する偏光素子と検
光素子とは例えば平行ニコルの関係に構成される。
（７）は各受光素子の出力をそれぞれ増幅する増幅器、
（８）はＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換機（８）の出
力は、演算制御部（９）に導入されて、例えば透過光強
度の角度分布、シート長さ方向の特性分布等の比較的初
歩のデータ処理が行われ、ＣＲＴ、液晶表示器などの表
示器（１０）に表示される。(S) is a sample to be measured. Reference numeral (5) is an analyzer, and the holding plate (5A) is provided with an analyzing element at a position corresponding to the position of each polarizing element. Reference numeral (6) is a light receiving portion, and light receiving elements (61), (62), (63) are provided at positions corresponding to the polarizing element and the light detecting element. The polarizing element, the light detecting element, and the light receiving element are respectively provided on the corresponding optical paths, and the corresponding polarizing element and the light detecting element are configured in a parallel Nicol relationship, for example.
(7) is an amplifier that amplifies the output of each light receiving element,
(8) is an A / D converter. The output of the A / D converter (8) is introduced into the arithmetic control unit (9) to perform relatively elementary data processing such as angular distribution of transmitted light intensity and characteristic distribution in the sheet length direction. It is displayed on a display (10) such as a CRT or a liquid crystal display.

【００１０】以上の（１）〜（８）の部分は可搬の測定
ヘッド（１１）を構成し、（９）及び（１０）の部分は
表示部（１２）を構成する。図３は、可搬化した複屈折
測定ヘッド部の概略配置図である、（１３）は測定ヘッ
ドの各要素を収納した測定ヘッドブロック匡体であり、
コの字形の試料用空間（１４）を挟んで投光側部分（１
５）（図１の１〜４の部分）が配置され、対向部（１
６）には受光側部分（１６）（図１の５〜８の部分）が
配置されている。The above parts (1) to (8) form a portable measuring head (11), and the parts (9) and (10) form a display section (12). FIG. 3 is a schematic layout diagram of a portable birefringence measuring head unit. (13) is a measuring head block housing that houses each element of the measuring head,
The projection side portion (1
5) (portions 1 to 4 in FIG. 1) are arranged, and the facing portion (1
A light receiving side portion (16) (portions 5 to 8 in FIG. 1) is arranged in 6).

【００１１】（１７）は電池、充電式電池等の電源、
（１８）は測定開始スイッチである。表示部（１２）
は、測定ヘッド部（１１）とは別個のユニットとし、有
線で結合して小型の可搬形としてもよいが、例えば図３
のように、測定ヘッド匡体内に収納してもよい。表示器
（１０）は液晶表示器等により小型に構成し、演算制御
部（９）にはキーボード入力部を設けておくことが望ま
しい。(17) is a power source such as a battery or a rechargeable battery,
(18) is a measurement start switch. Display (12)
May be a unit separate from the measurement head unit (11) and may be connected by wire to form a small portable unit.
As described above, the measurement head may be housed in the housing. It is desirable that the display unit (10) be made compact by a liquid crystal display unit or the like, and the arithmetic control unit (9) be provided with a keyboard input unit.

【００１２】図４は、他の実施例の測定ヘッド部の概略
構成図であり、測定試料に投射した測定光の反射光によ
り複屈折を測定する方式のものである。図４において、
（２１）は光源、（２２）は集光レンズユニット、（２
３）はバンドパスフィルタ、（２４）は受光素子、（２
５）は偏光子と検光子の両作用を行う偏光板であり、相
互に偏光方向が異なるように構成されている。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a measuring head portion of another embodiment, which is a system in which birefringence is measured by reflected light of measuring light projected on a measuring sample. In FIG.
(21) is a light source, (22) is a condenser lens unit, and (2
3) is a bandpass filter, (24) is a light receiving element, (2)
Reference numeral 5) is a polarizing plate that functions as both a polarizer and an analyzer, and is configured so that the polarization directions thereof are different from each other.

【００１３】（２６）は円柱ブロックで、測定波長範囲
で透明な円筒ブロックにの底部（試料側）に偏光板が配
列され、対応する軸方向位置の各中央部には各偏光板よ
り小さな受光素子が取りつけられ、受光素子の周囲には
投光光束通過用の光路が形成されている。また上記構成
の代わりに、ブロック（２６）に偏光板と同程度の円筒
孔各位置に形成して、底部には偏光素子をそれぞれ嵌め
込み、各孔の上部には中央に受光素子を配置した透明円
板を受光素子が孔の中心に合致するように貼りつける等
の構成でもよい。なお各孔の中央部を投光用光路とし、
その周縁部を受光素子とする構成も原理的には可能であ
る。Reference numeral (26) is a cylindrical block, in which a polarizing plate is arranged at the bottom (sample side) of a transparent cylindrical block in the measurement wavelength range, and light receiving light smaller than each polarizing plate is provided at each central portion of the corresponding axial position. An element is attached, and an optical path for passing a projected light flux is formed around the light receiving element. Instead of the above-mentioned structure, a transparent hole is formed in the block (26) at each position of a cylindrical hole of the same degree as that of a polarizing plate, a polarizing element is fitted in the bottom part thereof, and a light receiving element is arranged in the center above each hole. The disc may be attached so that the light receiving element is aligned with the center of the hole. In addition, the central part of each hole is used as an optical path for projection,
In principle, a configuration in which the peripheral portion is used as a light receiving element is also possible.

【００１４】光源より出た光はこの投光用光路を経て更
に偏光子板を通り、被測定試料物（Ｓ）経て反射板（２
７）で反射され、試料（Ｓ），偏光板（２５）を経て、
受光素子（２４）により受光される。図５は、本発明の
複屈折測定装置のさらに他の実施例を示し、（３１）は
可搬の測定ヘッドであり、例えば、図１の測定ヘッド部
（１１）または図２の方式の反射形測定ヘッド部と同様
の演算制御部（３２）、表示器（３３）を有する。（３
４）は通信インタフェースであ以上の（３１）〜（３
４）の要素は図３の場合と同様に、可搬の測定部（Ｂ）
を構成する。The light emitted from the light source passes through the light path for projecting, further passes through the polarizer plate, passes through the sample to be measured (S), and then the reflecting plate (2).
7), reflected by the sample (S), the polarizing plate (25),
The light is received by the light receiving element (24). FIG. 5 shows still another embodiment of the birefringence measuring apparatus of the present invention, in which (31) is a portable measuring head, for example, the measuring head unit (11) of FIG. 1 or the reflection of the system of FIG. It has an arithmetic control unit (32) and a display unit (33) similar to the shape measuring head unit. (3
4) is a communication interface, and the above (31) to (3)
The element of 4) is the portable measuring unit (B) as in the case of FIG.
Make up.

【００１５】（Ａ）は、本体測定部であり、（４１）は
必要な各要素を備えた本体測定ヘッド、（４２）は本体
走査機構であり、測定ヘッドまたは試料を相互に走査
し、またはプロセスラインで走行する被測定シート（Ｓ
ｐ）の測定を行い得る。（４３）は本体処理部であり、
本体演算処理部（４４）、表示及び印字等の出力部４
５）、通信インターフェース（４６）等を備える。本体
演算処理部（４４）は走査機構、光源、その他の測定動
作の制御、検出データのサンリング、レターデーショ
ン、主屈折率方向その他の複屈折特性の算出演算、印
字、表示出力その他の各種データ処理を行う演算、制御
機能を有している。(A) is a main body measuring section, (41) is a main body measuring head having necessary elements, and (42) is a main body scanning mechanism for mutually scanning the measuring head or the sample, or Sheet to be measured (S
p) can be measured. (43) is a main body processing unit,
Main body arithmetic processing unit (44), output unit 4 for displaying and printing
5), a communication interface (46) and the like. The main body arithmetic processing unit (44) controls the scanning mechanism, the light source, and other measurement operations, sun data of detection data, retardation, main refractive index direction and other calculation of birefringence characteristics, printing, display output, and other various data. It has arithmetic and control functions for processing.

【００１６】通信インタフェース（４６）は双方向き通
信機能を有し、伝送路を介して、有線、無線、光その他
の方法により、通信インタフェース（３４）との間で通
信を行うことができる。通信インタフェース（３４）、
（４６）はいずれも双方向通信機能を備えることが望ま
しい。図５の装置においては、可搬測定部（Ｂ）によ
り、取得した測定データを本体測定部に送り、演算制御
部（４４）において、高精度の本格的な複屈折データ
（レターデーション、主屈折率方向等）を算出し、これ
を同時に可搬測定部（Ｂ）に転送して、（Ｂ）の表示器
（３３）に表示する等の動作が可能である。The communication interface (46) has a bidirectional communication function, and can communicate with the communication interface (34) via a transmission line by a wired, wireless, optical or other method. Communication interface (34),
It is desirable that all of (46) have a bidirectional communication function. In the apparatus of FIG. 5, the portable measurement unit (B) sends the acquired measurement data to the main unit measurement unit, and the arithmetic control unit (44) sends high-precision full-scale birefringence data (retardation, main refraction data). It is possible to perform an operation such as calculating the rate direction, etc., transferring it to the portable measuring unit (B) at the same time, and displaying it on the display (33) of (B).

【００１７】従って、図５のような本体測定部と相互に
通信可能な可搬測定ヘッドによりオペレータは、単に測
定データを手動で採取するのみでなく、高度に処理され
た測定結果を参照しながら、極めて有効に手動測定を行
うことが可能となる。Therefore, the portable measurement head capable of mutually communicating with the main body measurement unit as shown in FIG. 5 allows the operator to refer not only to the measurement data manually but also to the highly processed measurement results. It becomes possible to perform manual measurement extremely effectively.

【００１８】[0018]

【発明の効果】以上のように、本発明により、測定ヘッ
ド部が、自由に試料シート上を手動走査できるように構
成されているので、概略の測定を行う場合、本測定に先
立つて予備測定を行う場合等に、簡便に適用することが
できる。したがって、また本測定の柔軟性を向上させる
ものである。As described above, according to the present invention, the measuring head portion is configured so that it can be manually scanned on the sample sheet. Therefore, when performing a rough measurement, the preliminary measurement is performed prior to the main measurement. It can be easily applied when performing Therefore, it also improves the flexibility of this measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の１実施例の複屈折測定装置の概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a birefringence measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の複屈折測定装置における偏光板の構成
例図である。FIG. 2 is a structural example view of a polarizing plate in the birefringence measuring device of the present invention.

【図３】本発明の１実施例の複屈折測定装置の可搬測定
部の配置例図である。FIG. 3 is an arrangement diagram of a portable measuring unit of the birefringence measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図４】本発明の１実施例の複屈折測定装置の概略構成
図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a birefringence measuring device according to one embodiment of the present invention.

【図５】本発明の他の実施例の複屈折測定装置の概略シ
ステム構成図である。FIG. 5 is a schematic system configuration diagram of a birefringence measuring device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光源 ２ 集光レンズユニット ３ バンドパスフィルタ ４ 偏光子 ５ 検光子 ６ 受光素子 ７ 増幅回路 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ 演算制御部 １０ 表示器 １１ 測定ヘッド部 １２ 表示部 １３ 可搬測定ヘッド匡体 １４ 測定試料用空間 １５ 投光側部 １６ 受光側部 １７ 電源 １８ 測定開始スイッチ ２１ 光源 ２２ 集光レンズユニット ２３ バンドパスフィルタ ２４ 受光素子 ２５ 偏光板（偏光子兼検光子） ２６ ブロック ２７ 投光用光路 ２８ 反射板 ３１ 可搬測定ヘッド ３２ 演算制御部 ３３ 表示器 ３４ 通信インタフェース ４１ 本体測定ヘッド ４２ 走査機構 ４３ 本体処理部 ４４ 本体演算処理部 ４５ 出力部 ４６ 通信インタフェース Ａ 本体測定部 Ｂ 可搬測定部 Ｓ 被測定物 Ｓｐ プロセスライン中の被測定シート Ｔ 伝送路 1 Light Source 2 Condensing Lens Unit 3 Band Pass Filter 4 Polarizer 5 Analyzer 6 Light-Receiving Element 7 Amplifying Circuit 8 A / D Converter 9 Arithmetic Control Section 10 Indicator 11 Measuring Head Section 12 Display Section 13 Portable Measuring Head Case 14 Space for measurement sample 15 Light emitting side 16 Light receiving side 17 Power supply 18 Measurement start switch 21 Light source 22 Condensing lens unit 23 Bandpass filter 24 Light receiving element 25 Polarizing plate (polarizer / analyzer) 26 Block 27 For light projecting Optical path 28 Reflector 31 Portable measuring head 32 Arithmetic control unit 33 Display 34 Communication interface 41 Main body measuring head 42 Scanning mechanism 43 Main body processing unit 44 Main body arithmetic processing unit 45 Output unit 46 Communication interface A Main body measuring unit B Portable measuring unit S Measured object Sp Measured sheet in process line T Transmission line

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】可搬の測定ヘッドとこれと結合された測定
結果表示部とを備えたことを特徴とする複屈折測定装
置。1. A birefringence measuring apparatus comprising a portable measuring head and a measurement result display unit coupled to the portable measuring head. 【請求項２】データ処理機能を有する装置本体と、装置
本体と双方向通信手段で相互に結合された可搬のヘッド
部とから成り、該ヘッド部には、異なる偏光方向の複数
の直線偏光を同時にまたは順次試料に照射する投光手段
と、試料からの各透過光または反射光の強度を検出する
手段と、検出出力を装置本体に転送する手段とを備え、
装置本体には、可搬ヘッドから転送されたデータから複
屈折量を求める演算処理手段と、この演算処理結果を可
搬ヘッド部に逆に転送する手段を備えたことを特徴とす
る請求項１記載の複屈折測定装置。2. A device main body having a data processing function, and a portable head part connected to the device main body by bidirectional communication means, wherein the head part has a plurality of linearly polarized lights having different polarization directions. And a means for irradiating the sample simultaneously or sequentially, a means for detecting the intensity of each transmitted light or reflected light from the sample, and means for transferring the detection output to the apparatus main body,
The apparatus main body further comprises arithmetic processing means for obtaining a birefringence amount from data transferred from the portable head, and means for inversely transferring the arithmetic processing result to the portable head part. The birefringence measuring device described. 【請求項３】前記可搬のヘッド部側に、装置本体から転
送された処理データを表示または印字する可視出力手段
が備えられていることを特徴とする請求項２記載の複屈
折測定装置。3. The birefringence measuring apparatus according to claim 2, wherein the portable head section is provided with a visible output means for displaying or printing the processed data transferred from the apparatus main body. 【請求項４】伝送手段として、有線、無線または光通信
手段が用いられていることを特徴とする請求項２または
３記載の複屈折測定装置。4. The birefringence measuring device according to claim 2, wherein a wired, wireless or optical communication means is used as the transmission means.