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METHOD OF MEASURING DIAMETER, REFRACTIVE INDEX, DISTANCE BETWEEN CENTER AXES AND ANGLE BETWEEN INCIDENT LIGHT AXIS AND INTERVAL OF CYLINDRICAL OBJECT, AND APPARATUS USING THE SAME commons

Patent code P110004974
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2006-302150
Publication number P2008-116410A
Patent number P4923255
Date of filing Nov 7, 2006
Date of publication of application May 22, 2008
Date of registration Feb 17, 2012
Inventor
  • (In Japanese)但馬 文昭
  • (In Japanese)西山 善郎
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title METHOD OF MEASURING DIAMETER, REFRACTIVE INDEX, DISTANCE BETWEEN CENTER AXES AND ANGLE BETWEEN INCIDENT LIGHT AXIS AND INTERVAL OF CYLINDRICAL OBJECT, AND APPARATUS USING THE SAME commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement method of efficiently and concurrently measuring diameters, refractive indexes and distances between center axes of a plurality of cylindrical objects of an nm-order, and an apparatus employing the measurement method.
SOLUTION: The method for measuring the respective diameters, the refractive indexes, the distances between the center axes and an angle formed by an incident light axis and an interval of the plurality of cylindrical objects with their center axes in a parallel relation includes a step of calculating a deviation index expressed by a function of the individual diameters, the refractive indexes, the distances between the center axes and the angle formed by the incident light axis and the interval from measurement scattered light intensity due to scattered light with a predetermined scattering angle obtained by projecting vertically polarized light vertically polarized with respect to a longitudinal direction of the plurality of the cylindrical objects and calculated scattered light intensity calculated from the scattering angle to derive a combination of the individual diameters, the refractive indexes, the distances between the center axes and the angle formed by the incident light axis and the interval of the plurality of cylindrical objects making the deviation index minimum.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


細径円柱体の直径を求める方法としては、特許文献1に、繊維製造時の外径測定を、レーザ光の回折強度の比率を基に求める方法により行い、外径10μm程度の繊維が測定できることが示されている。
又、特許文献2、3では、レーザ光による被測定細線のフラウンフォーファ回折像の回
折パターンからその外径を算出する方法によって、外径17.5μmの細線の測定ができ
ることが開示されている。



しかしながら、nmオーダーの細径円柱体の外径測定となると有効な測定方法がなかった。
そこで、本発明者らは非特許文献1に示すようにレーザ光を被測定物に対して垂直、或いは水平に偏光したレーザ光を用いて、被測定物による散乱強度を測定し、ある式の基に計算した計算値との偏差から、その外径および屈折率を測定する方法を開発した。この方法によれば、外径240nm程度の細い円柱体が測定できることを示した。



更に、より細径のナノファイバーの外径及び屈折率を測定する方法として、本発明者らは特許文献4に示す測定方法及び測定装置を提案している。この方法を用いることで90nm程度と細いナノファイバーの外径を測定することが可能となっている。



【特許文献1】
特開平5-45130号公報
【特許文献2】
特開平6-288723号公報
【特許文献3】
特開平6-241733号公報
【非特許文献1】
但馬文昭、西山善郎、「約120nmのくもの糸の太さと屈折率の測定の可能性の検討」、平成16年春季第64回応用物理学会学術講演会講演予稿集、社団法人 応用物理学会、平成16年3月
【特許文献4】
特開2006-242591号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、複数の細径円柱体が平行や同軸に配されているナノカーボンチューブ、光ファイバ、めっき線、蒸着線や蜘蛛の糸などにおいて、個々の細径円柱体の直径、屈折率及び、それらの中心軸間距離並びに入射光軸と間隔のなす角を同時にはかる測定方法、およびこの測定方法を用いた装置に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
中心軸が平行関係を持つ複数の円柱体の長さ方向に対して平行に偏光した平行偏光光を前記複数の円柱体に投射し
前記複数の円柱体の個々で前記平行偏光光の一部が反射して生じる散乱光の散乱角度と散乱光強度とを、前記複数の円柱体の周囲で円周上に配された複数の観測点で測定し、
前記測定散乱強度を測定したときの、前記円柱体ごとの前記観測点から円柱体中心までの距離と前記円柱体ごとの散乱角度とから、円柱体間の多重散乱を考慮した式に基づいて複数の計算散乱光強度を算出し、
前記測定により得た複数の測定散乱光強度と、前記算出した複数の計算散乱光強度とから、前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の関数で表される偏差指標を算出し、
前記偏差指標を最小とする前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の組み合わせを導出して、
前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角を求める
円柱体の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の測定方法。

【請求項2】
 
同一の中心軸を持つ複数の円柱体の長さ方向に対して平行に偏光した平行偏光光を前記複数の円柱体に投射し
前記複数の円柱体の個々で前記平行偏光光の一部が反射して生じる散乱光の散乱角度と散乱光強度とを、前記複数の円柱体の周囲で円周上に配された複数の観測点で測定し、
前記測定散乱強度を測定したときの、前記円柱体ごとの前記観測点から円柱体中心までの距離と前記円柱体ごとの散乱角度とから、円柱体間の多重散乱を考慮した式に基づいて複数の計算散乱光強度を算出し、
前記測定により得た複数の測定散乱光強度と、前記算出した複数の計算散乱光強度とから、前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の関数で表される偏差指標を算出し、
前記偏差指標を最小とする前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の組み合わせを導出して、
前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角を求める
円柱体の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の測定方法。

【請求項3】
 
中心軸が平行関係を持つ複数の円柱体の長さ方向に対して直交する向きに偏光した垂直偏光光を前記複数の円柱体に投射し
前記複数の円柱体の個々で前記垂直偏光光の一部が反射して生じる散乱光の散乱角度と散乱光強度とを、前記複数の円柱体の周囲で円周上に配された複数の観測点で測定し、
前記測定散乱強度を測定したときの、前記円柱体ごとの前記観測点から円柱体中心までの距離と前記円柱体ごとの散乱角度とから、円柱体間の多重散乱を考慮した式に基づいて複数の計算散乱光強度を算出し、
前記測定により得た複数の測定散乱光強度と、前記算出した複数の計算散乱光強度とから、前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の関数で表される偏差指標を算出し、
前記偏差指標を最小とする前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の組み合わせを導出して、
前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角を求める
円柱体の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の測定方法。

【請求項4】
 
同一の中心軸を持つ複数の円柱体の長さ方向に対して直交する向きに偏光した垂直偏光光を前記複数の円柱体に投射し
前記複数の円柱体の個々で前記垂直偏光光の一部が反射して生じる散乱光の散乱角度と散乱光強度とを、前記複数の円柱体の周囲で円周上に配された複数の観測点で測定し、
前記測定散乱強度を測定したときの、前記円柱体ごとの前記観測点から円柱体中心までの距離と前記円柱体ごとの散乱角度とから、円柱体間の多重散乱を考慮した式に基づいて複数の計算散乱光強度を算出し、
前記測定により得た複数の測定散乱光強度と、前記算出した複数の計算散乱光強度とから、前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の関数で表される偏差指標を算出し、
前記偏差指標を最小とする前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の組み合わせを導出して、
前記複数の円柱体の個々の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角を求める
円柱体の直径、屈折率、中心軸間距離及び入射光軸と間隔のなす角の測定方法。

【請求項5】
 
請求項1乃至請求項4のいずれかの測定方法を用いた装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006302150thum.jpg
State of application right Registered
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