JP6450564B2 - Specimen for optical property measurement and optical property measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、光学特性の測定試料となる樹脂製の被検体及びこれを用いた光学特性測定方法に関し、特に、光学特性の測定に適した形状を有する光学特性測定用被検体と光学特性測定方法に関する。 The present invention relates to a resin-made specimen that is a sample for measuring optical characteristics, and an optical characteristics measuring method using the same, and in particular, an optical characteristics measuring specimen having a shape suitable for measuring optical characteristics and an optical characteristics measuring method. About.
一般に、無色透明又は有色透明(半透明を含む)な樹脂は、LED、ランプなどの照明装置において光学材料として利用されている。
例えば、車のヘッドライト周囲に配置されリング状に発光させたり、蛍光灯及び電球などの照明器具を被覆して発光態様を均一化させたり、スマートフォンなどに備える液晶表示装置の背面に面状発光体(バックライト導光板)として配置され液晶表示装置を均一に照射するなど、光の拡散、伝播を補助する目的で利用されている。
In general, a colorless and transparent or colored transparent (including translucent) resin is used as an optical material in an illumination device such as an LED or a lamp.
For example, it is arranged around the headlight of a car and emits light in a ring shape, or covers light fixtures such as fluorescent lamps and light bulbs to make the light emission mode uniform, or planar light emission on the back of a liquid crystal display device provided in a smartphone etc. It is arranged as a body (backlight light guide plate) and used for the purpose of assisting the diffusion and propagation of light, such as uniformly irradiating a liquid crystal display device.
このような樹脂は、それぞれの用途に適した形状に成形されて初めてその光学的効果が発揮されるものの、そのような形状に成形する前の樹脂そのものの光学特性を測定することにより、事前に光学的効果が予測可能となる(例えば、特許文献1)。 Although such a resin exhibits its optical effect only after it is molded into a shape suitable for each application, by measuring the optical properties of the resin itself before molding into such a shape, The optical effect can be predicted (for example, Patent Document 1).
近年、このような光学的利用において求められる樹脂材料の特徴として、光の透過率が高く、特定波長光の吸収率の低い材料が好まれる傾向にある。
このような特徴を有する樹脂の光学特性として、例えば、光の透過率を測定するには、樹脂材料を所定の形状に成形した被検体を作製し、その被検体の端部より入射した入射光が樹脂材料内を伝播して出射したときの減衰率を測る必要があり、また、特定波長光の吸収率を測定するためには、被検体の端部より入射した入射光が材料内を伝播して出射したときの色差などを測定する必要がある。
In recent years, as a characteristic of a resin material required for such optical use, there is a tendency that a material having a high light transmittance and a low specific wavelength light absorptivity is preferred.
As an example of the optical characteristics of a resin having such characteristics, in order to measure the light transmittance, a specimen in which a resin material is molded into a predetermined shape is produced, and incident light incident from the end of the specimen is produced. It is necessary to measure the attenuation rate when the light is propagated through the resin material and emitted, and in order to measure the absorption rate of light of a specific wavelength, the incident light incident from the end of the subject propagates through the material. Therefore, it is necessary to measure the color difference when the light is emitted.
しかしながら、元々光の透過率が高く、特定波長光の吸収率の低い材料の場合、被検体内を伝播した光が減衰するまで、又は特定波長の光が吸収されるまでには、長い光路長を要することになり、被検体自体の全長が短ければ、入射光と出射光の強度差等が明確に現れないことから、単位長さ当たりの減衰率や吸収率を求めるに際に、測定誤差が生じることになる。
そこで、被検体の全長を所望する長さとすることも考えられるが、その長さが、例えば、直線距離にして1から2メートル程度に及ぶときには、被検体の取り扱いが問題となるうえ、このような被検体を成形する金型も作製困難となり、ひいては、光学特性の測定自体が困難になる。
However, in the case of a material that originally has a high light transmittance and a low specific wavelength light absorptivity, a long optical path length is required until the light that has propagated through the subject is attenuated or until light of a specific wavelength is absorbed. If the total length of the subject itself is short, the difference in intensity between the incident light and the emitted light does not appear clearly.Therefore, when calculating the attenuation rate and absorption rate per unit length, measurement errors Will occur.
Therefore, it is conceivable to set the total length of the subject to a desired length. However, when the length is, for example, about 1 to 2 meters in terms of a linear distance, the handling of the subject becomes a problem. Therefore, it is difficult to produce a mold for molding a simple specimen, and as a result, it is difficult to measure optical characteristics.
本発明は、上記の問題を解決するために提案されたものであり、コンパクトな形状ながらも、所望する長さの光路長を確保可能な光学特性測定用被検体と、その被検体を用いた光学特性測定方法の提供を目的とする。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and uses an optical characteristic measurement specimen capable of ensuring a desired optical path length while having a compact shape, and the specimen. An object is to provide a method for measuring optical characteristics.
上記目的を達成するため、本発明の光学特性測定用被検体は、光の入射する入射部と、入射した光が出射する出射部と、前記入射部から入射した光を前記出射部まで導く導光部と、を備え、前記導光部は、入射した光が全反射する曲率の光路を有する構成としてある。 In order to achieve the above object, an object for measuring optical characteristics according to the present invention includes an incident part where light is incident, an emitting part from which incident light is emitted, and a guide for guiding light incident from the incident part to the emitting part. An optical portion, and the light guide portion has an optical path with a curvature that totally reflects incident light.
また、本発明の光学特性測定方法は、樹脂材料により形成された被検体に光を入射させる工程と、前記被検体内を伝播して出射された光を測定する工程と、を有し、前記被検体は、光の入射する入射部と、入射した光が出射する出射部と、前記入射部から入射した光を前記出射部まで導く導光部と、を備え、前記導光部は、入射した光が全反射する曲率の光路を有する方法としてある。 The optical property measurement method of the present invention includes a step of causing light to enter a subject formed of a resin material, and a step of measuring light emitted through the subject, The subject includes an incident portion where light enters, an exit portion from which incident light exits, and a light guide portion that guides light incident from the incident portion to the exit portion, wherein the light guide portion is incident This is a method having an optical path with a curvature at which the reflected light is totally reflected.
本発明の光学特性測定用被検体及びその被検体を用いた光学特性測定方法によれば、コンパクトな形状ながらも、所望する長さの光路長を確保できるので、樹脂材料の光学特性を正確に測定することができる。 According to the optical characteristic measurement specimen of the present invention and the optical characteristic measurement method using the specimen, the optical path length of a desired length can be ensured despite the compact shape, so that the optical characteristics of the resin material can be accurately determined. Can be measured.
以下、本発明に係る光学特性測定用被検体及び光学特性測定方法の好ましい実施形態について、各図を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an object for measuring optical properties and an optical property measuring method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[光学特性測定用被検体]
本実施形態の光学特性測定用被検体1は、所定の樹脂材料の光学特性を測定するための樹脂製の被検体であり、図1に示すように、光の入射する入射部10と、入射した光が出射する出射部20と、入射部10から入射した光を出射部20まで導く導光部30と、を備えている。
[Optical property measurement specimen]
The optical
樹脂材料は、測定試料となる合成樹脂であり、射出成形によって図1に示すような形状に成形することにより、当該合成樹脂の光学特性を測定するために、好ましい被検体とすることができる。
樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、シクロポリオレフィン、及び塩化ビニール樹脂などの様々な合成樹脂を用いることができ、光が透過可能な程度の透光性を有するものであればその材料は特に限定されるものではない。
The resin material is a synthetic resin to be a measurement sample, and can be a preferable specimen for measuring optical characteristics of the synthetic resin by molding into a shape as shown in FIG. 1 by injection molding.
As the resin material, various synthetic resins such as acrylic resin, polycarbonate, styrene resin, cyclopolyolefin, and vinyl chloride resin can be used, as long as they have translucency enough to transmit light. The material is not particularly limited.
入射部10は、導光部30の中心から離れた位置に設けられる始端面であり、その近傍に所定の波長域を有する光源を配置することにより、光源からの光がこの始端面から導光部30内に入射されることになる。
入射部10から導光部30の中心に至るまでにはゲート40が設けられている。射出成形時に、このゲート40を介して溶融した樹脂材料が金型内に充填され、光学特性測定用被検体1が成形されることになる。
The
A
導光部30は、入射部10からの入射光を導光部30内に伝播させて出射部20から出射させるために、入射光を出射部20へ導く光路301を有している。
光路301は、渦巻き状に形成され、光路始端面となる入射部10から終端部50まで曲率が連続して変化するように構成されている。
このような光路301の始点となる入射部10の曲率半径R0(外側半径)は40mm以上、好ましくは53mm以上、光路301間の隙間Sは5〜10mm、好ましくは6mmである。
また、光路301の光路幅W0は5〜15mm、好ましくは10mm、光路301の高さh0は1〜5mmが、好ましくは2.5mmである。
このように光路301を渦巻き状に形成することにより、光路を直線形状にするよりも光学特性測定用被検体1をコンパクトに形成することができる。
The
The
The radius of curvature R 0 (outer radius) of the
The optical path width W 0 of the
By forming the
このような好ましい曲率半径R0及び光路幅W0は、図2に示すような導光原理から求めることができる。
図2は、光路301内を伝播する光Lの特性を示す図であり、θiは入射角、θcは臨界角を示している。
光Lは、伝播速度のそれぞれ異なる物質間(この場合では、樹脂と空気層)の境界面において、入射角θiが臨界角θcよりも大きいときには全反射し、入射角θiが臨界角θcよりも小さいときには所定の出射角をもって境界面から出射することが知られている。
例えば、樹脂材料がポリカーボネートの場合では、ポリカーボネートから空気への臨界角θcは約39.1°であることから、入射角θi≧39.1°では全反射し、入射角θi<39.1°ではポリカーボネートから空気へ出射することになる。
入射部10からの入射光を、その減衰を極力抑えながら出射部20へ導くためには、境界面において光が全反射を繰り返しながら伝播する必要があり、そのためには、入射角θiが臨界角θcよりも常に大きくなるように光路301を形成しなければならない。
ところが、光路301は渦巻き状に形成されていることから、図2(b)に示すように、曲率半径が小さいと、入射角θiが臨界角θcよりも小さくなることがある。このようなときには、光Lは全反射することなく、所定の出射角をもって光路301外に出射されることから、十分な光量の光Lを出射部20へ導くことができなくなる。
また、このとき、曲率半径のみならず光路幅W0も光を減衰させる要因となり、光路幅W0が所定値以上大きいと、光Lの伝播角が広がることから、図2(b)に示すように、境界面において入射角θiが臨界角θcよりも小さくなることがある。
そこで、本発明の光学特性測定用被検体1は、光路301を渦巻き状に形成しながらも、上記のような値に曲率半径R0及び光路幅W0を規定することにより、入射部10からの入射光が全反射を繰り返しながら出射部20へ伝播するように形成されている。また、始点となる入射部10の曲率半径のみを規定したのは、入射部10から先では光が進むにつれて曲率半径が連続して大きくなり、それは全反射を促進する方向に作用するため、曲率半径の最も小さい部位に相当する入射部10の曲率半径のみを規定すれば必要にして十分だからである。
このように、入射した光の大部分を全反射させ、十分な光量の光を出射部20へ導くためには、入射部10の曲率半径R0は以下の式1により求めた値よりも大きくとることが必要である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the characteristics of the light L propagating in the
The light L is totally reflected at the interface between substances having different propagation speeds (in this case, resin and air layer) when the incident angle θi is larger than the critical angle θc, and the incident angle θi is larger than the critical angle θc. When it is small, it is known that light is emitted from the boundary surface with a predetermined emission angle.
For example, when the resin material is polycarbonate, since the critical angle θc from the polycarbonate to the air is about 39.1 °, total reflection occurs at an incident angle θi ≧ 39.1 °, and the incident angle θi <39.1 °. Then, it will radiate | emit to air from a polycarbonate.
In order to guide the incident light from the
However, since the
At this time, not only the radius of curvature but also the optical path width W 0 is a factor that attenuates light. If the optical path width W 0 is larger than a predetermined value, the propagation angle of the light L is widened. Thus, the incident angle θi may be smaller than the critical angle θc at the boundary surface.
Therefore, the subject for
As described above, in order to totally reflect most of the incident light and guide a sufficient amount of light to the emitting
出射部20は、入射部10から入射され光路301内を伝播した光を、その伝播方向を制御することにより、被検体外に出射させる機能を有する部分であり、本実施形態では、始端面となる入射部10に対して直交する表面1aから出射させる構成を備えている。
このような構成を実現させるために、裏面1bに反射子20aを備えている。反射子20aは、本実施形態では、裏面1bから外方に向けて凸設形成されており、図3に示す例では、複数の三角柱をその長手方向を光路長方向に直交させるように並べて配置してある。
このような構成により、光路301内を伝播する光Lが、図3(c)に示すように、三角柱の傾斜面で反射され、裏面1b側から表面1a側に向けて出射されることになる。
このような三角柱タイプの反射子20aは、幅W1は4mm、高さh1は0.5mm、ピッチP1は0.5mm、傾斜角α1は45°、配置数は10が好ましい。
幅W1以外の縮尺を維持したまま細い三角柱とすることも可能であり、その場合、配置数を増加して光路長方向の長さを維持する。光路長方向の反射子領域の長さT1はピッチP1と配置数の積で決まる(T1=P1×配置数)。配置数は最低2個必要であり、5個以上が好ましい。なお、反射子の面積(W1×T1)は、入射光の減衰を考慮した場合、小さいほど好ましいが、一方で、出射光を受光するカメラ類・輝度計類・照度計類(以下、カメラと略す)の受光装置の測定径より大きいことが好ましい。
傾斜角α1は、光Lの出射方向に影響を及ぼす因子であり、カメラなどの受光装置の位置に応じて適宜変更可能である。本実施形態では、カメラを表面1aに対して垂直(鉛直)方向に配置することから(図8参照)、傾斜角α1は45°が好ましい。これにより、出射光の多くを表面1aに対して垂直方向に向けることができる。
また、配置数は光量の増減に影響を及ぼす因子であり、出射部20の数や間隔等に応じて適宜変更可能である。
The emitting
In order to realize such a configuration, a
With such a configuration, as shown in FIG. 3C, the light L propagating in the
It is also possible to narrow triangular prism while maintaining a scale other than the width W 1, in which case, by increasing the arrangement number to maintain the length of the optical path length direction. The length T 1 of the reflector region in the optical path length direction is determined by the product of the pitch P 1 and the number of arrangement (T 1 = P 1 × number of arrangement). The number of arrangement | positioning is required at least 2 pieces, and 5 or more are preferable. The area of the reflector (W 1 × T 1 ) is preferably as small as possible in consideration of the attenuation of incident light. On the other hand, cameras, luminance meters, and illuminance meters (hereinafter referred to as “light emitting devices”) that receive emitted light. It is preferably larger than the measurement diameter of the light receiving device (abbreviated as camera).
The inclination angle α 1 is a factor that affects the emission direction of the light L, and can be appropriately changed according to the position of a light receiving device such as a camera. In the present embodiment, (see FIG. 8) to be placed in a vertical (perpendicular) direction with respect to the
Further, the number of arrangement is a factor that affects the increase / decrease in the amount of light, and can be appropriately changed according to the number and interval of the
また、三角柱タイプの反射子20aでは、先端の形状をR形状などの面取り加工を施すことなく、鋭利な形状とすることが好ましい。これは、先端をR形状とすると反射方向の定まらない光が増加し、表面1aに対して垂直方向に向かう光が減少するからである(図11(a)参照)。
Moreover, in the triangular
このような反射子20aは、光路301上において複数設けられ、各反射子20aが光路301内を伝播する光を、その伝播方向をそれぞれ制御することにより、被検体外に出射させるようになっている。
本実施形態では、光路301上に8つの反射子201a〜208aが設けられ、これに応じて光学特性測定用被検体1は8つの出射部201〜208を備えていることになる。
このような出射部20(反射子20a)の数は、特に限定されるものではなく適宜選択可能であるものの、その配置に関しては一定の法則性を備えていることが好ましい。
例えば、本実施形態では、図1(a)に示すように、各出射部201〜208が正面視において、一の直線k上に位置するように配置されている。
このような配置により、各出射部20からの出射光をカメラなどの受光装置によって受光する際に、受光装置に備える受光素子、レンズ及び受光装置自体などを直線kに沿って走査(スキャン)させれば足りることから、走査時間が短縮され、測定の高速化が図られる。
A plurality of
In the present embodiment, eight
The number of such emitting portions 20 (
For example, in this embodiment, as shown to Fig.1 (a), each output part 201-208 is arrange | positioned so that it may be located on the one straight line k in front view.
With this arrangement, when the light emitted from each
このような法則性を実現するために、出射部201〜208は、図4に示すように、入射部10からそれぞれ固有の距離をもって配置され、入射部10からそれぞれ異なる光路長を有するようになっている。
また、各反射子20aは、それぞれ異なる形状とすることもできるが、同一の形状とすることが好ましい、これは、形状が異なると、出射光の強度も変化することから、光路長が光学特性(例えば、減衰率、色差など)に及ぼす影響を確認するためには、その他の影響を極力排除することが好ましいからである。
In order to realize such a law property, as shown in FIG. 4, the
Each of the
このように本実施形態では、入射部10(始端面)に対して直交する表面1aから光を出射させるように構成されていることから、光路301内を伝播する光Lを、裏面1bに設けられた反射子20aに向けるように制御する必要がある。
そこで、光路301は、以下に示す特徴的な断面形状を有している。
Thus, in this embodiment, since it is comprised so that light may be radiate | emitted from the
Therefore, the
図5の各(i)は図1(a)に示すA−A断面図、図5の各(ii)は図1(a)に示すB−B断面図を示し、また、図5(a)は本発明の好ましい本実施形態、図5(b)は他の本実施形態を示している。
光路301の断面であって光路長方向に直交する断面の形状を、図5(b)の(i)に示すような矩形状に形成した場合、表面1a及び裏面1bに対して平行に進む光Lは、光路301が曲率を有していることから、図5(b)に示すように、光路幅W0方向の境界面(両側面)で反射しながら光路301内を伝播するものの、光路高さh0方向の境界面、すなわち、表面1a及び裏面1bに入射することはない。つまり、断面形状を矩形状とすると、このような表面1a及び裏面1bに対して平行に進む光Lが裏面1bに設けられた反射子20aに向かって積極的に進むことはない。
一方、本実施形態では、光路長方向に直交する断面の形状を、図5(a)の(i)に示すような台形状に形成してある。このようにすると、表面1a及び裏面1bに対して平行に進む光Lであっても、台形の斜辺に入射したときには、斜辺の傾斜角α2に従って伝播方向が変更され、図5(a)に示すように、光路高さh0方向に伝播可能な振れ角を得ることとなる。これにより、表面1a及び裏面1bに対して平行に進む光Lを、裏面1bに設けられた反射子20aに積極的に向かわせることができる。
このような伝播方向の制御に必要な傾斜角α2は、2°〜30°であり、好ましくは、4°〜10°である。
Each (i) of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1 (a), each (ii) of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 1 (a), and FIG. ) Shows a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 5B shows another embodiment.
When the cross-sectional shape of the
On the other hand, in this embodiment, the shape of the cross section orthogonal to the optical path length direction is formed in a trapezoidal shape as shown in (i) of FIG. In this way, even the light L traveling parallel to the
Inclination angle alpha 2 required for control of such propagation direction is 2 ° to 30 °, preferably, 4 ° to 10 °.
また、本実施形態では、光路301内を伝播する光Lの方向性を揃える目的で、入射光の一部を光路301外に積極的に逃がす逃がし用出射部200を備えている。逃がし用出射部200は、他の出射部20よりも入射部10に近い位置に配置され(図1及び図4参照)、他の出射部20と同様、裏面1bに逃がし用反射子200aを有している。
このような逃がし用出射部200を備えることにより、入射部10から入射される光のうちで、光路高さh0方向の振れ角を有する光が積極的に光路301外に出射され、方向性の揃った光Lが光路301内を伝播することとなる。これにより、外乱因子が抑制され、測定の精度を向上させることができる。
なお、逃がし用反射子200aは、他の反射子20aと同一の形状することもできるが、三角柱の配置数を他の反射子20aよりも多くするなどして、光路高さh0方向の振れ角を有する光を積極的に光路301外に出射させる形状を採用することが好ましい。
Further, in the present embodiment, for the purpose of aligning the directivity of the light L propagating in the
By providing the
Incidentally,
また、逃がし用反射子200aを含む反射子20aの形状は、三角柱タイプが好ましいものの、その他の形態を有する反射子20aを採用することもできる。
例えば、図6に示すような半円柱タイプの反射子20aを採用することもでき、図7に示すような半球状タイプの反射子20aを採用することもできる。
Moreover, although the shape of the
For example, a
半円柱タイプの反射子20aでは、図6(a)に示すように、半円柱を隙間なく配置することもできるが(半円柱Aタイプ)、図6(b)に示すように、隙間を空けて配置することもできる(半円柱Bタイプ)。
いずれのタイプでも、幅W2は4mm、高さh2は73μm、ピッチP2は352μmが好ましい。配置数は、図6(a)に示す例では14が好ましく、図6(b)に示すタイプでは10が好ましい。また、隙間S2は0.5mmが好ましい。
幅W2以外の縮尺を維持したまま細い半円柱とすることも可能であり、その場合、配置数を増加して光路長方向の長さを維持する。高さh2とピッチP2は概ね1:5とすることが好ましい。
このような半円柱タイプの反射子20aの中では、隙間を空けて配置する半円柱Bタイプよりも、半円柱を隙間なく配置する半円柱Aタイプの方が、表面1aから出射する光の量が多くなる傾向にある(図12参照)。
また、このような半円柱タイプの反射子20aと、三角柱タイプの反射子20aとを比べると、表面1aから出射する光の量に大きな差はない(図12参照)。
In the
In either type, the width W 2 is 4 mm, the height h 2 is 73Myuemu, pitch P 2 is 352μm is preferable. The number of arrangement is preferably 14 in the example shown in FIG. 6A and 10 in the type shown in FIG. 6B. Further, the clearance S 2 is 0.5mm is preferred.
It is also possible to narrow semicylindrical while maintaining the scale of the non width W 2, in which case, by increasing the arrangement number to maintain the length of the optical path length direction. The height h 2 and the pitch P 2 are preferably about 1: 5.
Among such
Further, when such a
半球状タイプの反射子20aでは、長さT3×幅W3の範囲内において、直径Dは352μm、ピッチP3は直径D〜1mm、ピッチP4は直径D〜1mm、高さh3は73μmが好ましい。
長さT3×幅W3以外の縮尺を維持したまま半球を縮小することも可能であり、その場合、配置数を増加して長さT3×幅W3を維持する。高さh3と直径Dは概ね1:5とすることが好ましい。
このような半球状タイプの反射子20aは、三角柱タイプ及び半円柱タイプの反射子20aよりも、表面1aから出射する光の量が少なくなる傾向にある(図12参照)。
In the
It is also possible to reduce the hemisphere while maintaining a scale other than length T 3 × width W 3 , in which case the number of arrangements is increased to maintain length T 3 × width W 3 . It is preferable that the height h 3 and the diameter D are approximately 1: 5.
Such
[光学特性測定方法]
以上のように構成された光学特性測定用被検体1を用いて、当該被検体を構成する合成樹脂の光学特性を測定する方法について説明する。
光学特性測定用被検体1を所定の設置台300の上に載置する。このとき、裏面1b側が設置台300に面するように載置する。なお、設置台300は、黒などの光を吸収しやすい色彩を有することが好ましい。
続いて、図1(a)に示す入射部10の近傍に所定の波長域を有する光源を配置するとともに、光源からの光を入射部10に向けて照射する。
光源からの光は、光路始端面となる入射部10から導光部30内に入射され、光路301に沿って全反射を繰り返しながら、終端部50に向かって伝播する。
[Optical characteristics measurement method]
A method for measuring the optical properties of the synthetic resin constituting the subject using the optical property measuring subject 1 configured as described above will be described.
The optical
Subsequently, a light source having a predetermined wavelength region is disposed in the vicinity of the
Light from the light source enters the
入射光が逃がし用出射部200に到達すると、ここで、光路高さh0方向の振れ角を有する光が積極的に光路301外に出射され、それ以降は、方向性の揃った光Lが光路301内を伝播することになる。さらに、進むと光路長の最も短い出射部20である出射部201に到達する。
ここで、反射子201a方向に向かう光が、45°の傾斜面に反射して、表面1aに対して垂直方向に向けて出射される。
出射部201から出射されずにそのまま通過した光は、出射分の光量が相対的に減少するものの次の出射部202に到達する。ここでも、同様に、反射子202a方向に向かう光が、傾斜面に反射して、表面1aに対して垂直方向に向けて出射される。
以後、それぞれの出射部203〜208においても、上記の出射が繰り返されることになり、出射を免れた光が終端部50から出射されることになる。
一方、各出射部201〜208から出射された光は、表面1aに対して鉛直方向を受光面とするカメラ100により受光される。
各出射部201〜208は、直線k上に配置されていることから、例えば、カメラ100を直線kに沿って移動させることで、各出射部201〜208から出射された光の強度及び波長分布などの光学特性を測定することができる。
そして、光源の強度及び波長分布と、各出射部201〜208から出射された光の強度及び波長分布とを比較(例えば、比を算出)することで、当該被検体を構成する合成樹脂の光学特性(例えば、減衰率、特定波長の吸収率)を求めることができる。
このような光学特性を一の合成樹脂を基準として複数種類の合成樹脂について求めることで、被検体を同一形状に成形することを前提として、複数の合成樹脂同士の特性が相対的に比較可能となる。
When the incident light reaches the relief for emitting
Here, the light traveling in the direction of the
The light that has passed through without being emitted from the
Thereafter, the above-described emission is repeated also in each of the
On the other hand, the light emitted from each of the
Since each emission part 201-208 is arrange | positioned on the straight line k, by moving the
Then, by comparing (for example, calculating the ratio) the intensity and wavelength distribution of the light source and the intensity and wavelength distribution of the light emitted from each of the
By obtaining such optical characteristics for a plurality of types of synthetic resins based on one synthetic resin, it is possible to relatively compare the characteristics of a plurality of synthetic resins on the assumption that the specimen is molded into the same shape. Become.
以上説明したように、本実施形態の光学特性測定用被検体と、その被検体を用いた光学特性測定方法によれば、コンパクトな形状ながらも、所望する長さの光路長を確保することができるため、例えば、減衰率、特定波長の吸収率などの光学特性を測定することができる。 As described above, according to the optical property measurement subject of this embodiment and the optical property measurement method using the subject, it is possible to secure an optical path length of a desired length while having a compact shape. Therefore, for example, it is possible to measure optical characteristics such as an attenuation rate and an absorption rate at a specific wavelength.
以上、本発明の光学特性測定用被検体及び光学特性測定方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る光学特性測定用被検体及び光学特性測定方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the optical property measurement subject and optical property measurement method of the present invention have been described above. However, the optical property measurement subject and optical property measurement method according to the present invention are limited to the above-described embodiments. Needless to say, various modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、本実施形態では、反射子20aを裏面1bに凸設形成したが、裏面1bに凹設形成することもできる。
また、本実施形態では、光路長方向に直交する断面の形状を台形形状としたが、光路幅W0方向の少なくともいずれか一方の側面に傾斜角α2を有すれば足りることから、断面の形状は台形形状でなくてもよい。
For example, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the cross-sectional shape orthogonal to the optical path length direction is a trapezoidal shape, but it is sufficient that the side surface has an inclination angle α 2 on at least one side surface in the optical path width W 0 direction. The shape may not be trapezoidal.
また、入射部10とゲート40を接続する角度は、特に限定するものではないが、例えば、図9に示すように、接続角βは、図(a)の90°、図(b)の45°、図(c)の30°の中からいずれかを選択することができる。このときには、入射部10において光漏れの最も少ない接続角βを有するものを選択することが好ましい。
また、本実施形態では逃がし用出射部200を設けてあるが、これに代えて又はこれに加えて、光源から入射部10までの間に偏光板を設けることもできる。これにより、方向性の揃った光を入射部10に入射させることができる。
また、本発明の光学特性測定用被検体は、樹脂材料の射出成形時における流動特性を評価するためのスパイラルフロー試験の成形品として利用することもできる。例えば、一定の成形条件(樹脂温度、射出圧力など)で成形したときの成形品において、入射部10から終端部50までの長さ(光路長)が長いほど樹脂の流動性が高いなどの評価を行うことができる。
また、上記スパイラルフロー試験によって成形された被検体の終端部50については、入射光と直交する方向の断面を、平面状に作製し、入射光と同軸上にカメラを設置することで、被検体を通過した光を測定することも可能である。
The angle at which the
Further, in the present embodiment, the
In addition, the optical property measurement specimen of the present invention can also be used as a molded product of a spiral flow test for evaluating the flow characteristics during injection molding of a resin material. For example, in a molded product molded under a certain molding condition (resin temperature, injection pressure, etc.), the evaluation is such that the longer the length from the
In addition, for the
また、本発明に係る光学特性測定用被検体及び光学特性測定方法をより詳細に説明するために、以下のような測定資料を開示する。
例えば、図10は、出射部(反射子)を本実施形態のように間欠的に設けた例と、光路長に亘って連続的に設けた例において、光路長と出射部からの出射光の強度との関係を示すグラフであり、(a)は光路長と相対輝度との関係を示すグラフ、(b)は光路長と光路断面を通過する光エネルギーとの関係を示すグラフである。
これより、出射部(反射子)を光路長に亘って連続的に設けた例では、ある一定の光路長を境に光の強度(輝度)が極端に低下するものの、間欠的に設けた例では、出射部からのみ光が出射されることから、光の強度(輝度)が極端に低下することなく所定の光路長ごとに設けられた出射部ごとに徐々に低下することが分かる。また、間欠的に設けた例では、出射部以外からの出射光が確認できないことが分かる。
Further, in order to explain the optical property measurement object and the optical property measurement method according to the present invention in more detail, the following measurement materials are disclosed.
For example, FIG. 10 shows the optical path length and the output light from the output part in an example in which the output part (reflector) is provided intermittently as in this embodiment and in an example in which the output part is provided continuously over the optical path length. It is a graph which shows the relationship with an intensity | strength, (a) is a graph which shows the relationship between optical path length and relative brightness, (b) is a graph which shows the relationship between optical path length and the optical energy which passes an optical path cross section.
As a result, in the example in which the emission part (reflector) is continuously provided over the optical path length, the intensity (luminance) of the light is extremely decreased with a certain optical path length as a boundary, but the example is provided intermittently. Then, since light is emitted only from the emitting part, it can be seen that the intensity (luminance) of the light gradually decreases for each emitting part provided for each predetermined optical path length without extremely decreasing. Moreover, in the example provided intermittently, it turns out that the emitted light from other than an emission part cannot be confirmed.
また、図11(a)は、三角柱タイプの反射子において先端形状の違いが輝度に及ぼす影響を示すグラフであり、これを見ると、先端R形状の例では、入射部10に比較的近い出射部において輝度が低下することから、先端Rなしの鋭利な形状の方が好ましいことが分かる。
また、図11(b)は、光路断面形状の違いが輝度に及ぼす影響を示すグラフであり、これを見ると、傾斜角α2のない断面形状よりも、傾斜角α2のある断面形状(特に傾斜角α2=6°,10°)の方が出射部からの輝度が高いことから、傾斜角α2が反射子20aに向かう光量の増加に寄与していることが分かる。
FIG. 11A is a graph showing the influence of the difference in tip shape on the luminance in a triangular prism type reflector. Looking at this, in the example of the tip R shape, the exit is relatively close to the
Further, FIG. 11 (b) are graphs difference in optical path cross section showing the effect on the brightness, see, than without the cross-sectional shape inclined angle alpha 2, a tilt angle alpha 2 cross section ( In particular, the inclination angle α 2 = 6 °, 10 °) has a higher luminance from the emission part, and thus it can be seen that the inclination angle α 2 contributes to an increase in the amount of light toward the
また、図12は、反射子形状の違いが出射光強度及び出射角度に及ぼす影響を示すグラフであり、(a)は光路長と出射光強度との関係を示すグラフ、(b)は出射角度(90°、30°)ごとの出射光強度を示すグラフである。
これらを見ると、三角柱タイプの反射子は、カメラ100の位置する90°方向への出射光強度に最も優れているといえる。
FIG. 12 is a graph showing the influence of the difference in reflector shape on the outgoing light intensity and outgoing angle, (a) is a graph showing the relationship between the optical path length and outgoing light intensity, and (b) is the outgoing angle. It is a graph which shows the emitted light intensity for every (90 degrees, 30 degrees).
From these, it can be said that the triangular prism type reflector is most excellent in the emitted light intensity in the 90 ° direction where the
本発明は、樹脂材料の光学特性を測定するときの被検体及び測定方法として好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used as a specimen and a measurement method when measuring optical characteristics of a resin material.
1 光学特性測定用被検体
10 入射部
20 出射部
30 導光部
301 光路
20a 反射子
100 カメラ
300 設置台
DESCRIPTION OF
Claims (2)
入射した光が出射する出射部と、
前記入射部から入射した光を前記出射部まで導く導光部と、を備え、
前記導光部は、入射した光が全反射する曲率の光路を有する
ことを特徴とする光学特性測定用被検体。 An incident part where light is incident;
An emission part from which incident light is emitted; and
A light guide part that guides light incident from the incident part to the emission part,
The object for measuring optical characteristics, wherein the light guide section has an optical path with a curvature that totally reflects incident light.
前記被検体内を伝播して出射された光を測定する工程と、を有し、
前記被検体は、
光の入射する入射部と、
入射した光が出射する出射部と、
前記入射部から入射した光を前記出射部まで導く導光部と、を備え、
前記導光部は、入射した光が全反射する曲率の光路を有する
ことを特徴とする光学特性測定方法。 A step of causing light to enter a subject formed of a resin material;
Measuring the light propagated through the subject and emitted,
The subject is
An incident part where light is incident;
An emission part from which incident light is emitted; and
A light guide part that guides light incident from the incident part to the emission part,
The optical guide measuring method, wherein the light guide unit has a curvature optical path in which incident light is totally reflected.
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