JP2002535673A - 反射率計 - Google Patents
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- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
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- G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
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- G02B6/04—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres
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Abstract
(57)【要約】
ランプにより構成された光源及び照明器光学系を備えた４５°／０°方式の照明器を有する反射率計。ランプにより放出された光は、反射後、測定開口部を経てハウジング内へ進み、この中に収納された測定装置に送られる。さらに、照明器光学系が、光源のところで始まり、尖円形の光放出側部を備えたリムの形態で終端する多数本の光ガイドにより形成される。光ガイドは、一又は数個の群を形成し、一つの光ガイド群は、プラスチックの一体品として作られる。
Description
【０００１】 本発明は、ランプにより構成された光源及び照明器光学系を備えた４５°／０
°方式の照明器を有する反射率計であって、ランプにより放出された光は、反射
後、測定開口部を経てハウジング内へ進み、この中に収納された測定装置に送ら
れ、照明器光学系が、光源のところで始まり、尖円形の光放出側部を備えたリム
の形態で終端する多数本の光ガイドにより形成されている反射率計に関する。特
に、本発明は、構造的に分光光度計として用いられる反射率計に関し、かかる反
射率計では、測定システムを光の分散手段、これと協働する光学部品及び検出手
段を備えた分光光度計システムによって従来通り構成できる。
°方式の照明器を有する反射率計であって、ランプにより放出された光は、反射
後、測定開口部を経てハウジング内へ進み、この中に収納された測定装置に送ら
れ、照明器光学系が、光源のところで始まり、尖円形の光放出側部を備えたリム
の形態で終端する多数本の光ガイドにより形成されている反射率計に関する。特
に、本発明は、構造的に分光光度計として用いられる反射率計に関し、かかる反
射率計では、測定システムを光の分散手段、これと協働する光学部品及び検出手
段を備えた分光光度計システムによって従来通り構成できる。
【０００２】 かかる反射率計は実用的に知られている。分光光度計として設計されたかかる
反射率計の照明器に関し、ＩＳＯ規格が作成されており、反射測定法のための測
定上の幾何学的形状に関し、側色のための最新のＩＳＯ規格、即ちＩＳＯ−５−
４：１９９５（Ｅ）は、環状流入モードでは、照明があらゆる側において４５°
（±５°）の角度で照射され、０°（±５°）の反射光を測定する４５°／０°
形態又は方式を記載している。
反射率計の照明器に関し、ＩＳＯ規格が作成されており、反射測定法のための測
定上の幾何学的形状に関し、側色のための最新のＩＳＯ規格、即ちＩＳＯ−５−
４：１９９５（Ｅ）は、環状流入モードでは、照明があらゆる側において４５°
（±５°）の角度で照射され、０°（±５°）の反射光を測定する４５°／０°
形態又は方式を記載している。
【０００３】 １又は２以上のランプ又はＬＥＤを用いてあらゆる側において４５°の角度で
照明を行うことが知られており、これらランプ又はＬＥＤは、レンズを備えた場
合であっても或いは備えていない場合であっても、互いに異なる方向から、露出
されるべき試料に差し向けられる。しかしながら、最新のＩＳＯ規格に準拠する
ためには、多数のランプが必要であり、それにより分光光度計の構造が比較的高
価なものになる。また、拡散室内に１又は２以上の光源を用いることも知られて
おり、光は、環状開口部を経て試料に４５°の角度で当たる。この解決策の欠点
は、かかる拡散室が比較的広いスペースを占め、これにより、コスト高になると
共に分光光度計の寸法形状に悪影響が生じることにある。さらに、米国特許第４
，３２０，４４２号は、反射鏡系が用いられ、形状面の理由でかなり複雑な環状
照明器を開示している。上述の分光光度計の場合、照明器光学系が、光源のとこ
ろで始まり、尖円形の光放出側部を備えたリムの形態で終端する多数本の光ガイ
ドにより形成されている照明器が用いられる。かかる分光光度計は、米国特許第
４，４６４，０５４号で知られている。その製造にあたり、ガラス繊維の形態の
複数本の光ガイドのかなり労力がかかる仕上げ及び取付けが、光源の側と尖円形
の光放出側部の両方に必要である。
照明を行うことが知られており、これらランプ又はＬＥＤは、レンズを備えた場
合であっても或いは備えていない場合であっても、互いに異なる方向から、露出
されるべき試料に差し向けられる。しかしながら、最新のＩＳＯ規格に準拠する
ためには、多数のランプが必要であり、それにより分光光度計の構造が比較的高
価なものになる。また、拡散室内に１又は２以上の光源を用いることも知られて
おり、光は、環状開口部を経て試料に４５°の角度で当たる。この解決策の欠点
は、かかる拡散室が比較的広いスペースを占め、これにより、コスト高になると
共に分光光度計の寸法形状に悪影響が生じることにある。さらに、米国特許第４
，３２０，４４２号は、反射鏡系が用いられ、形状面の理由でかなり複雑な環状
照明器を開示している。上述の分光光度計の場合、照明器光学系が、光源のとこ
ろで始まり、尖円形の光放出側部を備えたリムの形態で終端する多数本の光ガイ
ドにより形成されている照明器が用いられる。かかる分光光度計は、米国特許第
４，４６４，０５４号で知られている。その製造にあたり、ガラス繊維の形態の
複数本の光ガイドのかなり労力がかかる仕上げ及び取付けが、光源の側と尖円形
の光放出側部の両方に必要である。
【０００４】 本発明の目的は、簡単且つ比較的安価に製造でき、照明器光学系が上述のＩＳ
Ｏ規格に従う照明器光学系を備えた分光光度計を提供することにある。
Ｏ規格に従う照明器光学系を備えた分光光度計を提供することにある。
【０００５】 本発明によれば、上述の形式の反射率計は、照明器光学系が光ガイドの一又は
数個の群から成り、一つの光ガイド群は、プラスチックの一体品として作られて
いることを特徴とする。この解決策により、特に射出成形法を用いることにより
、照明器光学系の安価な大量生産が可能になる。
数個の群から成り、一つの光ガイド群は、プラスチックの一体品として作られて
いることを特徴とする。この解決策により、特に射出成形法を用いることにより
、照明器光学系の安価な大量生産が可能になる。
【０００６】 照明器光学系は、周囲空気との屈折率の違いの結果として光ガイド内における
全反射の原理を利用している。これにより、全反射のための幾何学的条件が満足
されたままである限り、入射光を事実上損失なしに伝搬させることができる。こ
れとの関係において、照明器光学系が分光光度計のハウジングと接触する箇所が
できるだけ少ないことが重要である。
全反射の原理を利用している。これにより、全反射のための幾何学的条件が満足
されたままである限り、入射光を事実上損失なしに伝搬させることができる。こ
れとの関係において、照明器光学系が分光光度計のハウジングと接触する箇所が
できるだけ少ないことが重要である。
【０００７】 特に、一群の光ガイドは、移行領域を経て多数の光チャネルの状態に次第に分
かれる入射領域と、チャネルが再結合されて環状放出領域とから成る。光ガイド
に課せられる幾何学的条件との関係で、光ガイドの材料の組成、光ガイドの厚さ
及び曲率は、全反射の要件がほぼ完全に満たされるように光が光ガイドに入るこ
とができる角度に合わせて調節されている。
かれる入射領域と、チャネルが再結合されて環状放出領域とから成る。光ガイド
に課せられる幾何学的条件との関係で、光ガイドの材料の組成、光ガイドの厚さ
及び曲率は、全反射の要件がほぼ完全に満たされるように光が光ガイドに入るこ
とができる角度に合わせて調節されている。
【０００８】 光ガイドの各群に関し、ランプが設けられるのがよい。しかしながら、コスト
面を考えて、ランプを１つだけ用いることが好ましい。それと同様に、もし照明
器光学系がたった１つの光ガイド群で形成されていれば好ましい。この場合、照
明器光学系を例えば単一射出成形部品で形成してもよい。
面を考えて、ランプを１つだけ用いることが好ましい。それと同様に、もし照明
器光学系がたった１つの光ガイド群で形成されていれば好ましい。この場合、照
明器光学系を例えば単一射出成形部品で形成してもよい。
【０００９】 好ましくは、ランプは、照明器光学系にしっかりと連結される。この結果とし
て、取付け費用が節約されるだけでなく、照明器光学系に関し正確に位置決めさ
れるランプの取付け方法も得られる。ランプを、光学的に明るいセメントを用い
て照明器に直接取り付けるのがよく、それにより、反射及び考えられる汚れによ
る光損失と軸合わせ誤差の両方が無くなり、しかも入射光強度の安定性が、ラン
プの不用意なずれの影響を受けないようになる。別個のランプ支持構造を用いた
場合、例えば振動及びウォーミングアップによってずれが生じる場合がある。
て、取付け費用が節約されるだけでなく、照明器光学系に関し正確に位置決めさ
れるランプの取付け方法も得られる。ランプを、光学的に明るいセメントを用い
て照明器に直接取り付けるのがよく、それにより、反射及び考えられる汚れによ
る光損失と軸合わせ誤差の両方が無くなり、しかも入射光強度の安定性が、ラン
プの不用意なずれの影響を受けないようになる。別個のランプ支持構造を用いた
場合、例えば振動及びウォーミングアップによってずれが生じる場合がある。
【００１０】 好ましい実施形態では、ランプは、キセノン閃光管で形成される。かかるキセ
ノン閃光管は、公知の分光光度計で用いられる場合の多い電灯と比べて利点があ
る。放出された光は昼光と正しく一致し、これに対し電灯では青色光が非常に少
なく、ＵＶ放射線も少ない。特に、検出手段がシリコンフォトダイオード（これ
は実際には、短波長、特に、青色光及びＵＶ放射線に対する感度が低い）を備え
ている場合、キセノン閃光管は、理想的な光源となる。そのコストは低く、光出
力は高い。もし閃光パワー又は出力が正しく選択されていれば、寿命は、パルス
数千万回分になる場合がある。しかしながら、キセノン閃光管からの拡散光は、
試料に簡単に差し向けることができず、これらの寸法形状及び所要の光電圧供給
方式により、試料に簡単に近接して配置することができない。上述の「環状４５
°／０°方式ＩＳＯ規格」に準拠するため、拡散室、種々の反射鏡及びいわゆる
積分球が従来用いられた。しかしながら、これら解決策はすべて、比較的高価で
あり、場所を広くとり、その結果、キセノン照明は、大型且つ高価な装置で特に
用いられている。しかしながら、本発明による照明器光学系は、キセノン閃光の
利用に関して、占有するスペースが少なく、さらに、安価に製造配置できる解決
策を提供している。しかしながら、照明器光学系の利用可能性は、キセノン管と
の組合せには限定されない。また、これを他の光源と共に用いる場合、光源に合
わせて解像された入射領域の形態を備えた「環状４５°／０°方式」照明法につ
いて管状又は管状でない高い照明出力を得ることができ、他方、光源は１つしか
必要ではなく、或いは使用されるべき各色についてＬＥＤが一つずつ必要である
。
ノン閃光管は、公知の分光光度計で用いられる場合の多い電灯と比べて利点があ
る。放出された光は昼光と正しく一致し、これに対し電灯では青色光が非常に少
なく、ＵＶ放射線も少ない。特に、検出手段がシリコンフォトダイオード（これ
は実際には、短波長、特に、青色光及びＵＶ放射線に対する感度が低い）を備え
ている場合、キセノン閃光管は、理想的な光源となる。そのコストは低く、光出
力は高い。もし閃光パワー又は出力が正しく選択されていれば、寿命は、パルス
数千万回分になる場合がある。しかしながら、キセノン閃光管からの拡散光は、
試料に簡単に差し向けることができず、これらの寸法形状及び所要の光電圧供給
方式により、試料に簡単に近接して配置することができない。上述の「環状４５
°／０°方式ＩＳＯ規格」に準拠するため、拡散室、種々の反射鏡及びいわゆる
積分球が従来用いられた。しかしながら、これら解決策はすべて、比較的高価で
あり、場所を広くとり、その結果、キセノン照明は、大型且つ高価な装置で特に
用いられている。しかしながら、本発明による照明器光学系は、キセノン閃光の
利用に関して、占有するスペースが少なく、さらに、安価に製造配置できる解決
策を提供している。しかしながら、照明器光学系の利用可能性は、キセノン管と
の組合せには限定されない。また、これを他の光源と共に用いる場合、光源に合
わせて解像された入射領域の形態を備えた「環状４５°／０°方式」照明法につ
いて管状又は管状でない高い照明出力を得ることができ、他方、光源は１つしか
必要ではなく、或いは使用されるべき各色についてＬＥＤが一つずつ必要である
。
【００１１】 ランプは好ましくは管状であり、ランプは、照明器光学系の入射領域の側部に
設けられたスリットを除き、反射鏡によって完全に包囲されている。キセノン管
は、すでに述べたように、照明器光学系の入射側に接着するのがよい。さらにラ
ンプを反射鏡で包囲することにより、照明器光学系に向かう方向以外の方向に放
出される光ができるだけ少なくなる。
設けられたスリットを除き、反射鏡によって完全に包囲されている。キセノン管
は、すでに述べたように、照明器光学系の入射側に接着するのがよい。さらにラ
ンプを反射鏡で包囲することにより、照明器光学系に向かう方向以外の方向に放
出される光ができるだけ少なくなる。
【００１２】 特定の設計では、照明器光学系の入射領域の光の入射断面は、矩形であり、そ
の厚さはチャネルの厚さよりも大きい。光の入射に続く移行領域は、円錐形経路
をなし、チャネルは、入射領域の厚さが次第に減少した状態で、幅方向に広がり
ながら矩形断面で形成されている。入射領域の厚さが光のビーム幅の増大につれ
て減少する移行領域のこの設計は、光源の形状をこれら光チャネルに効率的に結
合し、これら光チャネルはまず最初に群方向に広がり、或る場所では他の組合せ
をなして互いに支持する。これら接触領域は、構造に十分な強度をもたらすのに
役立ち、したがって照明器光学系を高信頼度且つ安価に製造することができるよ
うになる。接触面積を、チャネルの曲げ角度を組み合わせて、チャネルの有効光
学幅に関し、光が至るところで次第に偏向され、全反射の条件ができるだけ多く
満足されるような仕方で選択される。これにより、多すぎる光の出射量が防止さ
れ、効率が最大になる。
の厚さはチャネルの厚さよりも大きい。光の入射に続く移行領域は、円錐形経路
をなし、チャネルは、入射領域の厚さが次第に減少した状態で、幅方向に広がり
ながら矩形断面で形成されている。入射領域の厚さが光のビーム幅の増大につれ
て減少する移行領域のこの設計は、光源の形状をこれら光チャネルに効率的に結
合し、これら光チャネルはまず最初に群方向に広がり、或る場所では他の組合せ
をなして互いに支持する。これら接触領域は、構造に十分な強度をもたらすのに
役立ち、したがって照明器光学系を高信頼度且つ安価に製造することができるよ
うになる。接触面積を、チャネルの曲げ角度を組み合わせて、チャネルの有効光
学幅に関し、光が至るところで次第に偏向され、全反射の条件ができるだけ多く
満足されるような仕方で選択される。これにより、多すぎる光の出射量が防止さ
れ、効率が最大になる。
【００１３】 照明器光学系の堅固さは、チャネルを出口のところで相互に連結するほどのも
のであることが必要である。光放出領域では、これにより、チャネルの端部から
の光の散乱が生じる。チャネルの端部に凸レンズ形の設計を施すことにより、拡
散光を試料の方向において幾分定位置に集光できることが判明した。
のであることが必要である。光放出領域では、これにより、チャネルの端部から
の光の散乱が生じる。チャネルの端部に凸レンズ形の設計を施すことにより、拡
散光を試料の方向において幾分定位置に集光できることが判明した。
【００１４】 チャネルの出口を介して放出された光は、４５°の角度をなして尖円形に差し
向けられ、光の方向に垂直に測定したチャネルと凸レンズ状出口開口部の厚さは
、チャネルの出口から突出表面の中心までの距離の１７．５％未満である。
向けられ、光の方向に垂直に測定したチャネルと凸レンズ状出口開口部の厚さは
、チャネルの出口から突出表面の中心までの距離の１７．５％未満である。
【００１５】 照明器光学系は、光学的に明るいプラスチック、好ましくはアクリレートガラ
ス（ＰＭＭＡ）で作られている。
ス（ＰＭＭＡ）で作られている。
【００１６】 照明器光学系からの散乱光の強度は反射光の強度を表していることが判明して
いる。検出手段は、これに生じるばらつき及び最終測定結果に対するこれらばら
つきの影響を見込んで、照明器光学系の近くに検出手段が設けられ、検出手段は
、照明器光学系からの散乱光を測定し、これに応じて、測定システムによって得
られた測定結果を補正するよう構成されている。検出手段は、拡散体及び光検出
器で形成されており、かかる検出手段は、チャネルの周り具合が最も大きな場所
で散乱光の強度が一番高いので、照明器光学系の湾曲度の最も大きな部分の近く
に配置される。
いる。検出手段は、これに生じるばらつき及び最終測定結果に対するこれらばら
つきの影響を見込んで、照明器光学系の近くに検出手段が設けられ、検出手段は
、照明器光学系からの散乱光を測定し、これに応じて、測定システムによって得
られた測定結果を補正するよう構成されている。検出手段は、拡散体及び光検出
器で形成されており、かかる検出手段は、チャネルの周り具合が最も大きな場所
で散乱光の強度が一番高いので、照明器光学系の湾曲度の最も大きな部分の近く
に配置される。
【００１７】 本発明の反射率計は、印刷物、塗料、プラスチック、生地（布）、食品等の表
面色を測定するための安価でハンディな且つ信頼性の高い器具である。測定シス
テム、特に分光光度計システムをこの測定システムからの情報を処理できるよう
コンピュータに接続するのがよい。
面色を測定するための安価でハンディな且つ信頼性の高い器具である。測定シス
テム、特に分光光度計システムをこの測定システムからの情報を処理できるよう
コンピュータに接続するのがよい。
【００１８】 次に、本発明の内容を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】 反射率計はその用途が分光光度計には限定されず、反射濃度計や三刺激値型の
反射色彩計（側色計）にも用いることができるが、分光光度計の場合の使用につ
いて例示の実施形態を用いて説明する。
反射色彩計（側色計）にも用いることができるが、分光光度計の場合の使用につ
いて例示の実施形態を用いて説明する。
【００２０】 図１に示す反射率計は、反射要素３、コリメータレンズ４、格子モノクロメー
タ５及び検出器６を備えたリトロー型構造の分光光度計システム２を収容したハ
ウジング１を有している。かかる測定システムは、E.G. Loewen 及びE. Popov著
「回折格子及び応用分野（Diffraction gratings and applications ）」（Marc
el Dekker, Inc., New York, 1997 ）（特にパラグラフ１２．５参照のこと）で
知られているので、このシステムの動作原理についての詳細な説明は省く。本発
明は、入射開口部７及びレンズ８を介して、分光光度計システムそれ自体ではな
く、試料Ｓによって反射された実質的に平行なビーム９を得る方法に関するに過
ぎない。原理的には、この測定システムを、あらゆる種類の公知の方法で設計す
ることができるので、本明細書において説明するリトロー型構造には限定されな
いことは確かである。
タ５及び検出器６を備えたリトロー型構造の分光光度計システム２を収容したハ
ウジング１を有している。かかる測定システムは、E.G. Loewen 及びE. Popov著
「回折格子及び応用分野（Diffraction gratings and applications ）」（Marc
el Dekker, Inc., New York, 1997 ）（特にパラグラフ１２．５参照のこと）で
知られているので、このシステムの動作原理についての詳細な説明は省く。本発
明は、入射開口部７及びレンズ８を介して、分光光度計システムそれ自体ではな
く、試料Ｓによって反射された実質的に平行なビーム９を得る方法に関するに過
ぎない。原理的には、この測定システムを、あらゆる種類の公知の方法で設計す
ることができるので、本明細書において説明するリトロー型構造には限定されな
いことは確かである。
【００２１】 反射率計は、照明器光学系１１及びランプ１２を備えた照明器１０を有してい
る。照明器光学系は、ランプ１２のところで始まり、尖円形の光放出側部を備え
たリムの形態で終端する光ガイド１３により形成されている。現行ＩＳＯ規格に
したがって、露出されるべき試料Ｓの表面は、４５°の角度で照射され、この場
合、許容誤差はせいぜい±５°である。試料の表面によって散乱され、反射され
た光のうち、光ビーム９が、この表面に垂直に、レンズ８を備えた開口部７を通
って測定システム２内へ入る。レンズ８は、ビーム９の照射方向の許容誤差がこ
れまたせいぜい±５°であるように設計されたものである。
る。照明器光学系は、ランプ１２のところで始まり、尖円形の光放出側部を備え
たリムの形態で終端する光ガイド１３により形成されている。現行ＩＳＯ規格に
したがって、露出されるべき試料Ｓの表面は、４５°の角度で照射され、この場
合、許容誤差はせいぜい±５°である。試料の表面によって散乱され、反射され
た光のうち、光ビーム９が、この表面に垂直に、レンズ８を備えた開口部７を通
って測定システム２内へ入る。レンズ８は、ビーム９の照射方向の許容誤差がこ
れまたせいぜい±５°であるように設計されたものである。
【００２２】 本発明の照明器光学系１１の実用例が、特に図２及び図３に示されている。こ
の実施形態では、照明器光学系は、光学的に明るいプラスチック、特にアクリレ
ートガラスの一体品として作られた光ガイドの一群から成る。この光ガイド群は
、移行領域１５を経て次第に多数本の光チャネル１６の状態になる入射領域１４
と、チャネル１６が再び互いに結合される環状放出領域１７とから成る。照明器
光学系１１は、入射領域１４の近くに、締結要素１８を備え、これら締結要素は
、照明器光学系１１の製造中に同時に成形される。ランプ１２は、これら締結要
素１８相互間に剛性的に配置され、特にセメントで接着される。入射領域１４の
光の入射は、細長い矩形の断面を有し、その厚さは、チャネル１６の厚さよりも
大きい。光の入射に続く移行領域１５は、円錐形の経路をもたらし、入射領域の
厚さが減少した状態で、幅方向に広がりながら矩形の断面から形成される。チャ
ネルは、移行領域１５から、群方向に広がり、他の組合せの状態で再び互いに支
持する。チャネル１６がすべて再び結合される環状放出領域１７では、チャネル
の端部は、凸レンズ形状の設計のものである。光ガイド１３の材料の組成、特に
この材料の屈折率並びにこれらの厚さ及び光が光ガイド１３に入ることができる
角度に対する曲率の調節により、全反射の要件はほぼ完全に満足され、したがっ
て入射光が実質的にすべてチャネルのレンズ上出射開口部を経て出るようになっ
ている。これら端部を介して放出された光は、４５°の角度をなしてすべての側
部に完全且つ一様に円錐形をなして差し向けられる。光の方向に垂直に測定した
チャネル１６のレンズ状出射開口部の厚さｄは、チャネルの出口から露出表面の
中心までの距離Ｌの１７．５％未満である。レンズ状出射開口部の厚さは、チャ
ネルの厚さに一致する必要はなく、これらは、僅かに厚さが大きくてもよく、そ
して端部に向かって次第に薄くなっていてもよく、或いは、これらは一定の厚さ
を有するが、テーパしたレンズ状端部を有していてもよい。
の実施形態では、照明器光学系は、光学的に明るいプラスチック、特にアクリレ
ートガラスの一体品として作られた光ガイドの一群から成る。この光ガイド群は
、移行領域１５を経て次第に多数本の光チャネル１６の状態になる入射領域１４
と、チャネル１６が再び互いに結合される環状放出領域１７とから成る。照明器
光学系１１は、入射領域１４の近くに、締結要素１８を備え、これら締結要素は
、照明器光学系１１の製造中に同時に成形される。ランプ１２は、これら締結要
素１８相互間に剛性的に配置され、特にセメントで接着される。入射領域１４の
光の入射は、細長い矩形の断面を有し、その厚さは、チャネル１６の厚さよりも
大きい。光の入射に続く移行領域１５は、円錐形の経路をもたらし、入射領域の
厚さが減少した状態で、幅方向に広がりながら矩形の断面から形成される。チャ
ネルは、移行領域１５から、群方向に広がり、他の組合せの状態で再び互いに支
持する。チャネル１６がすべて再び結合される環状放出領域１７では、チャネル
の端部は、凸レンズ形状の設計のものである。光ガイド１３の材料の組成、特に
この材料の屈折率並びにこれらの厚さ及び光が光ガイド１３に入ることができる
角度に対する曲率の調節により、全反射の要件はほぼ完全に満足され、したがっ
て入射光が実質的にすべてチャネルのレンズ上出射開口部を経て出るようになっ
ている。これら端部を介して放出された光は、４５°の角度をなしてすべての側
部に完全且つ一様に円錐形をなして差し向けられる。光の方向に垂直に測定した
チャネル１６のレンズ状出射開口部の厚さｄは、チャネルの出口から露出表面の
中心までの距離Ｌの１７．５％未満である。レンズ状出射開口部の厚さは、チャ
ネルの厚さに一致する必要はなく、これらは、僅かに厚さが大きくてもよく、そ
して端部に向かって次第に薄くなっていてもよく、或いは、これらは一定の厚さ
を有するが、テーパしたレンズ状端部を有していてもよい。
【００２３】 キセノン閃光管がランプ１２として用いられ、これは上述したように締結要素
１８に接着される。反射鏡１９がこのランプ１２の周りに設けられ、それにより
スリット状開口部は照明器光学系の入射領域１４の側で明澄な状態になっている
。
１８に接着される。反射鏡１９がこのランプ１２の周りに設けられ、それにより
スリット状開口部は照明器光学系の入射領域１４の側で明澄な状態になっている
。
【００２４】 上述したように、チャネルは、全反射の要件が決して完全には満たされること
がないという事実の結果として、これから出る光の量は最小限であるに過ぎない
ように形成されている。照明器によって生じるこの散乱光の強度は、試料Ｓにあ
たる光の強度を正確に表していることが分かっている。この散乱光の測定を可能
にするため、拡散体２０及び基準フォトダイオードの形態の測定セル２１が、チ
ャネルの曲率の最も大きな部分の近くに配置されている。この測定セルを用いた
散乱光の測定により、光強度の変動をソフトウェアを用いることにより補正する
ことができる。かかる変動は、中でも閃光管の積算総光強度のばらつきがあるこ
と及び（又は）例えば白熱フィラメントの場合と同様に閃光管中の放電が正確に
一定の位置を持たないことにより生じる場合がある。最後に述べた理由により、
照明器中への放射線の幾何学的形状は、閃光ごとに異なる場合があり、これによ
り、試料Ｆに対する光の強度のばらつきが別途生じる。
がないという事実の結果として、これから出る光の量は最小限であるに過ぎない
ように形成されている。照明器によって生じるこの散乱光の強度は、試料Ｓにあ
たる光の強度を正確に表していることが分かっている。この散乱光の測定を可能
にするため、拡散体２０及び基準フォトダイオードの形態の測定セル２１が、チ
ャネルの曲率の最も大きな部分の近くに配置されている。この測定セルを用いた
散乱光の測定により、光強度の変動をソフトウェアを用いることにより補正する
ことができる。かかる変動は、中でも閃光管の積算総光強度のばらつきがあるこ
と及び（又は）例えば白熱フィラメントの場合と同様に閃光管中の放電が正確に
一定の位置を持たないことにより生じる場合がある。最後に述べた理由により、
照明器中への放射線の幾何学的形状は、閃光ごとに異なる場合があり、これによ
り、試料Ｆに対する光の強度のばらつきが別途生じる。
【００２５】 図４〜図６は、本発明の照明器光学系の第２の例示の実施形態を示している。
【００２６】 この照明器光学系の構造は大部分、図２及び図３のものと一致しているが、チ
ャネル１６は、実質的に正方形の断面を有し、照明器光学系は異なる方法で製造
されている。光ガイドはこの場合、凹部を波形アクリレート板に設けることによ
って形成されている。これは、圧縮又は射出成形により行うのがよい。
ャネル１６は、実質的に正方形の断面を有し、照明器光学系は異なる方法で製造
されている。光ガイドはこの場合、凹部を波形アクリレート板に設けることによ
って形成されている。これは、圧縮又は射出成形により行うのがよい。
【００２７】 本発明は、図面と関連して説明した例示の実施形態には限定されず、当然のこ
とながら、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する限り、全ての設計
変更例を含むものである。
とながら、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する限り、全ての設計
変更例を含むものである。
【００２８】 特に、照明器光学系は、幾つかの互いに別個に成形された部品から成っていて
もよいが、かかる部品は、円周方向に均等な尖円形の照明形態が得られるよう互
いに適合するような設計のものであることが指摘される。例えば、もし照明器光
学系がかかる部品のうちの２つ、即ち、各部分が一体品の状態に成形された光ガ
イドの２つの群から成っている場合、２つのランプを設けるのがよい。製造上の
観点からは推奨できないが、光ガイドを幾つかの個々の群にわたって分布させる
ことが可能である 別の実施形態では、利用するランプは１つだけでよいことは確かであるが、光
ガイド群が２つの側部から単一の環状放出領域まで延びるようにしてもよい。
もよいが、かかる部品は、円周方向に均等な尖円形の照明形態が得られるよう互
いに適合するような設計のものであることが指摘される。例えば、もし照明器光
学系がかかる部品のうちの２つ、即ち、各部分が一体品の状態に成形された光ガ
イドの２つの群から成っている場合、２つのランプを設けるのがよい。製造上の
観点からは推奨できないが、光ガイドを幾つかの個々の群にわたって分布させる
ことが可能である 別の実施形態では、利用するランプは１つだけでよいことは確かであるが、光
ガイド群が２つの側部から単一の環状放出領域まで延びるようにしてもよい。
【図１】 リトロー構造の分光光度計システムを備えた本発明の反射率計の概略構造を示
す図である。
す図である。
【図２】 反射率計に用いられた照明器光学系の底面図である。
【図３】 照明器光学系の斜視図である。
【図４】 第２の実施形態における照明器光学系の平面図である。
【図５】 図４の照明器光学系の側面図である。
【図６】 ハウジングの底部に取り付けられた照明器光学系の斜視図である。
Claims (15)
- 【請求項１】 ランプにより構成された光源及び照明器光学系を備えた４５
°／０°方式の照明器を有する反射率計であって、ランプにより放出された光は
、反射後、測定開口部を経てハウジング内へ進み、この中に収納された測定装置
に送られ、照明器光学系が、光源のところで始まり、尖円形の光放出側部を備え
たリムの形態で終端する多数本の光ガイドにより形成されている反射率計におい
て、照明器光学系は、光ガイドの一又は数個の群から成り、一つの光ガイド群は
、プラスチックの一体品として作られていることを特徴とする反射率計。 - 【請求項２】 一群の光ガイドは、移行領域を経て次第に多数の光チャネル
の状態になる入射領域と、チャネルが再結合されて環状放出領域とから成ること
を特徴とする請求項１記載の反射率計。 - 【請求項３】 光ガイドの材料の組成、光ガイドの厚さ及び曲率は、全反射
の要件がほぼ完全に満たされるように光が光ガイドに入ることができる角度に合
わせて調節されていることを特徴とする請求項１又は２記載の反射率計。 - 【請求項４】 照明器光学系は、１つの光ガイド文及び１つのランプを有し
ていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一に記載の反射率計。 - 【請求項５】 ランプは、照明器光学系にしっかりと連結されていることを
特徴とする請求項４記載の反射率計。 - 【請求項６】 ランプは、キセノン閃光管で形成されていることを特徴とす
る請求項４又は５記載の反射率計。 - 【請求項７】 ランプは管状であり、ランプは、照明器光学系の入射領域の
側部に設けられたスリットを除き、反射鏡によって完全に包囲されていることを
特徴とする請求項３〜６のうちいずれか一に記載の反射率計。 - 【請求項８】 照明器光学系の入射領域の光の入射断面は、矩形であり、そ
の厚さはチャネルの厚さよりも大きいことを特徴とする請求項３〜７のうちいず
れか一に記載の反射率計。 - 【請求項９】 光の入射に続く移行領域は、円錐形経路をなし、チャネルは
、入射領域の厚さが次第に減少した状態で、幅方向に広がりながら矩形断面で形
成されていることを特徴とする請求項８記載の反射率計。 - 【請求項１０】 チャネルは、移行領域から、群の方向に広がり、或る場所
で他の組合せをなして互いに支持していることを特徴とする請求項３〜９のうち
いずれか一に記載の反射率計へ。 - 【請求項１１】 環状放出領域において、チャネルの端部は、凸レンズ状の
設計のものであることを特徴とする請求項３〜１０のうちいずれか一に記載の反
射率計。 - 【請求項１２】 チャネルの出口を介して放出された光は、４５°の角度を
なして尖円形に差し向けられ、光の方向に垂直に測定したチャネルと凸レンズ状
出口開口部の厚さは、チャネルの出口から突出表面の中心までの距離の１７．５
％未満であることを特徴とする請求項３〜１１のうちいずれか一に記載の反射率
計。 - 【請求項１３】 照明器光学系は、光学的に明るいプラスチック、好ましく
はアクリレートガラスで作られていることを特徴とする請求項１〜１２のうちい
ずれか一に記載の反射率計。 - 【請求項１４】 照明器光学系の近くに検出手段が設けられ、検出手段は、
照明器光学系からの散乱光を測定し、これに応じて、測定システムによって得ら
れた測定結果を補正するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜１３の
うちいずれか一に記載の反射率計。 - 【請求項１５】 検出手段は、照明器光学系の湾曲度の最も大きな部分の近
くに配置され、ディフューザー及び光検出器によって形成されていることを特徴
とする請求項１４記載の反射率計。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1011147A NL1011147C2 (nl) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Reflectometer. |
| NL1011147 | 1999-01-27 | ||
| PCT/NL1999/000777 WO2000045151A1 (en) | 1999-01-27 | 1999-12-16 | Reflectometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002535673A true JP2002535673A (ja) | 2002-10-22 |
Family
ID=19768554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000596354A Pending JP2002535673A (ja) | 1999-01-27 | 1999-12-16 | 反射率計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6590663B1 (ja) |
| EP (1) | EP1151278A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002535673A (ja) |
| NL (1) | NL1011147C2 (ja) |
| WO (1) | WO2000045151A1 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464054A (en) * | 1982-05-27 | 1984-08-07 | Pacific Scientific Company | Colorimeter instrument with fiber optic ring illuminator |
| US4518259A (en) * | 1982-07-26 | 1985-05-21 | Eastman Kodak Company | Light guide reflectometer |
| US4991971A (en) * | 1989-02-13 | 1991-02-12 | United Technologies Corporation | Fiber optic scatterometer for measuring optical surface roughness |
| US5313542A (en) * | 1992-11-30 | 1994-05-17 | Breault Research Organization, Inc. | Apparatus and method of rapidly measuring hemispherical scattered or radiated light |
| US5754283A (en) * | 1994-10-26 | 1998-05-19 | Byk-Gardner Usa, Division Of Atlana | Color measuring device having interchangeable optical geometries |
| JP3984651B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2007-10-03 | メトリカ・インコーポレーテッド | 反射光線の測定方法及びその装置 |
| US5796472A (en) * | 1996-09-10 | 1998-08-18 | Wirthlin; Alvin R. | Optical translucency indicator for measurement of air filter dirtiness, liquid level, thickness, and other parameters |
-
1999
- 1999-01-27 NL NL1011147A patent/NL1011147C2/nl not_active IP Right Cessation
- 1999-12-16 WO PCT/NL1999/000777 patent/WO2000045151A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-12-16 EP EP99962569A patent/EP1151278A1/en not_active Withdrawn
- 1999-12-16 JP JP2000596354A patent/JP2002535673A/ja active Pending
- 1999-12-16 US US09/890,165 patent/US6590663B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6590663B1 (en) | 2003-07-08 |
| WO2000045151A1 (en) | 2000-08-03 |
| EP1151278A1 (en) | 2001-11-07 |
| NL1011147C2 (nl) | 2000-07-31 |
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