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| このページでは重点製品や新製品をご紹介しています。 |
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| ■ポーラリメーター |
ガラス製品，プラスチック製品の内部応力を、容易かつ正確に測定する神港精機のポーラリメーター
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１）ガラス部品の内部応力（歪）量を測定し数値化 ガラス部品，プラスチック製品の成型，切断，融着等の熱加工においては、製品内部に残留する応力（歪）が製品不良の原因に なるため、工程内での内部応力（歪）検査が重要な工程となっています。 通常内部応力検査は、直交させた偏光板2枚の間に熱加工後のガラス部品，プラスチック製品を置き、 内部応力の方向及び大小をチエックしています。 神港精機のポーラリメータは直交した2枚の偏光板に加え内部応力の大小を数値化できる計測部を組み込み、 熱加工工程の現場で、加工による応力の数値化用として御愛用していただいています。 ２）測定対象及び目的に合わせ４機種をラインアップ 計測部仕様の違いにより SP-Ⅱ、SF-Ⅱ、SP-125、SF-ⅡC型の４機種があります。 SP-Ⅱ 型は内部応力の小さいガラス部品用、SF-Ⅱ型は計測範囲が大きく万能タイプです。 SF-ⅡC型は、ＣＣＤカメラと画像処理ソフトにより、簡易かつ正確な測定と測定結果を数値化できる機能を実現した 新開発製品です。 |
| ～Ⅰ．新開発製品 画像処理機能付きＳＦⅡ型ポーラリメーターの概要～ |
１.装置の特徴
１）ＣＣＤカメラ＋画像処理ソフト採用で正確かつ再現性を確保
SP-Ⅱ、SF-Ⅱ、SP-125、は計測を作業者の目視により行う仕様となっており、計測値にバラツキが出る恐れがあります。
新しく開発したSF-ⅡC型では、２枚の偏光板及び鋭敏色板により得られた干渉縞をCCDカメラにてパソコンに取り込み、
これを画像処理ソフトで処理することにより干渉縞の色相を正確に表示出来ます。
セナルモン法による測定において、干渉縞をＣＣＤカメラで観測することで、作業者による測定バラツキを防ぎ、
正確かつ再現性のある測定を可能にしました。
 画像処理機能付きSF-ⅡC型ポーラリメーター |
 鋭敏色板によるRGB分解 |
２）オペレーターに優しい操作性
SF-ⅡC型では、計測ポイントの設定や計測に関する制御をパソコン画面上で容易に行え、最大10個の計測ポイントの
選択及び検光子の回転範囲やステップ量が任意に設定できます。
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＝主応力軸の見つけ方＝
複屈折のあるＷｏｒｋを直交した２つの偏光板内におき、偏光板内で偏光板に平行な面でＷｏｒｋを回転すると
複屈折が見えたり見えなかったりする。
複屈折の軸と偏光軸が一致した方向では複屈折が見えなくなる（測定点が消光する）角度を見つける。
このとき主応力方向は偏光軸に一致している。
また消光点状態から45°回転すると複屈折が最大に見える。この位置が複屈折の測定位置である。
３）内部応力（歪）量を数値化し生産管理データーに有効活用が可能
選択されたポイントでの内部応力の測定値は、自動的に計算され画面上に表示されます。
当然のことながら、このデーターを電子データーとして利用できますので、生産管理データーとして有効に活用が出来ます。
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２．用途
最近の用途
◎ PDPチップ管の封止部
◎ 液晶バックライト用蛍光管端子の融着部
◎ 結晶材料の単レンズ
他の用途
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・蛍光灯ステム部 | ・電球ステム部 |
| ・建築用フロートガラス | ・ブラウン管ステム断面・透視 | |
| ・蛍光管、電子管、ランプ | ・薬瓶、アンプル | |
| ・透明樹脂 | ・防爆型照明器具の外筒 | |
| ・透明ガラス部品 |
３．主仕様
| 測定法 | セナルモン法 | 測定視野 | φ40mm |
| 測定精度 | 1.6nm(複屈折量) | カメラ視野 | 1×、2×、4×接写仕様 |
| 測定範囲 | 一次干渉内で590nm | 光源 | 15V 150W 安定化電源 |
４．機能及び基礎技術説明
神港精機のポーラリメーターは…
◎偏光を利用して複屈折を見ることができる
複屈折：透明体を光が通過するときに、振動方向により屈折率が異なる物理現象である。
屈折率の差により透明体を光が通過するときに振動方向で通過速度（通過時間）が異なり通過した光に位相差ができる。
偏光を手段にして楕円偏光として見える。
◎複屈折の大きさ（位相差）を定量できる
＊ 透明硝子の残留内部応力による複屈折の観測、測定（定量）ができる。
＊ 但し硝子透明体の測定点において位相のすすみ遅れは判定できるが、圧縮・引張の判定は、
材料の熱加工後に冷却の時間差から人が判定する。
＊ 応力と複屈折の大きさ（位相差）は比例する。（光弾性）
測定板と位相板、他の機能
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セナルモン法 定量したい複屈折（楕円偏光）の一方向の振動成分に1/4波長の位相差を加えて、 振動面は異なるが同位相にする。 複屈折（楕円偏光）をさらに1/4波長板を通過させると直線偏光と等価となる。 この直線偏光の振動面は複屈折の大きさに比例する。この振動面の方向は 回転検光子（直線偏光板）の回転により消光角度を読み取り、 複屈折の大きさを知ることができる。 位相差（nm）＝θ × 589／180 θ：を回転検光子の回転角度等価直線偏光の消光角度 （単位 ： °） 589：使用している単色光の波長（Na放電灯の黄色光） （単位 ： nm） 180：回転検光子半回転角度 （単位 ： °） |
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| 位相板、他の機能 | ||
◎1/4波長板
1/4波長の位相板 楕円偏光を直線偏光に変換する。
◎鋭敏色板
550 nmの位相板（複屈折板）である。
白色光源を使用して直交した偏光板内に置くと、波長550nmの振動成分が干渉により消える。
このとき550ｎｍに近い波長の振動成分はその近さに従って消光の度合いが変化する。
結果は白色光内の 青色と赤色が合わさって赤紫色に見える。
複屈折と重ねると位相差が色変化として見える。
◎干渉フィルター
屈折率の異なった光学薄膜を複数層蒸着したもの。白色光光源から単色光を取り出す。（単色光のみ透過させる。）
複屈折のセナルモン法測定の単色光が得られる。
５．オプション
オイルバス
複雑な表面形状のガラスであっても、ガラス材料と屈折率の同等の液体中にあると、複雑な エッジが見えなくなる。
測定用の偏光が測定物のエッジ付近で屈折しないで通過する。
たとえば、すりガラスでも透明ガラス状に見える。
| ガラスの屈折率 | 約 1.52 | 水の屈折率 | 1.33 |
| 菜種油の屈折率 | 1.46 （環境にやさしい） | モノクロルベンゼン （有機溶剤、有毒、引火性） | 1.52 |
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| 光の進行状況 |
| ～Ⅱ．光を用いた内部応力（歪）測定の原理について～ |
１.光の本質
・伝搬方向に対し垂直な方向に振動する電磁波である。
２.偏光
・光（電場ベクトル）の振動方向が規則的な光。直線偏光、円偏光、楕円偏光がある。
・太陽光などの自然光は進行方向に垂直な全方位に一様に振動しながら伝搬していく（ランダム偏光、無偏光）。
これを光の振動方向が同一平面内に含まれる直線偏光にしたり、振幅ベクトルの先端が楕円運動をする楕円偏光にしたり
すれば、光の挙動に関する解析が容易となる。
・直接偏光
光の進行方向に垂直な面内における、電場ベクトルの先端の軌跡が直線である偏光を直線偏光という（上図－No.1、No.5）。
このような光は電場ベクトルが一平面内にあるので平面偏光ともいう。
直線偏光は、ランプなどの自然光が直線偏光子を通過することによって得られる。
・楕円偏光・円偏光
光の進行方向に垂直な面内における、電場ベクトルの先端の軌跡が楕円である偏光を楕円偏光（上図－No.2、No.4）、
円である偏光を円偏光（上図－No.3）という。
楕円偏光は、その進行方向に垂直な面内で振動する二つの互いに直交する電場ベクトルの和として表すことができる。
この二つの振動する電場ベクトルの振幅が等しく位相差が（2m＋1）π／2（m＝0,±1,±2…）の時が円偏光である。
３.複屈折
・複屈折とは結晶その他の、方向によって光学的性質が異なる物質に入射する光が、互いに垂直な振動方向を持つ
二つの光に分かれる現象である。
・一般に透明な物質を通して見ると単一の像を見ることができるが、無色透明の方解石の結晶は二重の像を造る。
これが複屈折現象で、この場合、結晶を回転させると、一方の像は動くが、他方の像は動かない。
それは光の「電界の振動方向」の偏り、すなわち偏光の方向に対して、結晶の持つ屈折率の値が異なるためである。
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| 図1.方解石の複屈折 | 図2.直行する二つの電場成分を持ち、方解石の主断面を横切っている光ビーム |
４.ポーラライザー、アナライザー、鋭敏色板、四分の一波長板の役割
・ポーラライザー(偏光子)
自然光を偏光にするための光学素子。
・アナライザー(検光子)
偏光を検出するための光学素子。
・鋭敏色板
平行ニコル又は直行ニコルの間に入れて、透過光の色（赤紫）の変化によって試料の複屈折性を検出する結晶板。
・四分の一波長板
互いに垂直な方向に振動する電場ベクトルの光路差を1/4波長変化させる位相板。
５.歪み測定の原理
・歪みを持つガラス材料並びにプラスティック材料に直線偏光を通過させると複屈折により楕円偏光になる。
（歪みのないものを除く）
・この楕円偏光を1/4波長板に通過させると元のものとは違う振動面を持つ直線偏光になる。
この振動面の回転角（φ）と角位相差（δ）との間にはδ＝2φの関係がある。
尚、この値は光が通過する距離と個々の材料が持つ光弾性定数によって左右される。
・鋭敏色板に楕円偏光を通過させると、位相差量を色の変化に置き換えられる。
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