JP2006292510A - 蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 試料に近似の二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と評価用照明光Isの分光分布Is(λ)と分光分布が異なる照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)とI1、I2による試料放射光のSx1(λ)、Sx2(λ)とから、Isによる試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)を次の手順で求める。1:F(μ,λ)又はB(μ,λ)とIs(λ)とからFs(λ)又はBs(λ)を算出。2:I1、I2をW(λ)で線形結合した合成照明光のIc(λ)によるFc(λ)又はBc(λ)がIsによるFs(λ)又はBs(λ)と等しくなるようW(λ)を波長毎に算出。3:W(λ)とSx1(λ)、Sx2(λ)とからIcによるSxc(λ)を算出。4:Ic(λ)とSxc(λ)とからIsによるBxs(λ)を算出。
【選択図】 図1
Description
B(λ)=R(λ)+F(λ)…(1)
F(λ)=∫F(μ,λ)・I(μ)dμ/I(λ)…(2)
つまり、F(λ)は、照明光Iの分光分布I(μ)と二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)との畳み込み積分とI(λ)との比で与えられる。また、I(λ)は、比例定数を別にすれば、前記完全拡散反射体(面)からの反射光と等価である。また、式中、「・」、「/」及び「∫」の記号は、それぞれ乗算、除算及び積分を示すものとする(以降も同様)。
B(λ)=∫B(μ,λ)・I(μ)dμ/I(λ)…(2-1)
例えば図10の光学特性測定装置600に示すように、蛍光試料601が積分球602の試料用開口603に配設される。キセノンランプなど紫外域(UV域)に十分な強度を有する光源604からの光束605は、光源用開口を通って積分球602内に入射される。この光束605中には紫外カットフィルタ606が所定長挿入される。光束605のうちの紫外カットフィルタ606を通過した部分は紫外成分が除去されるので、紫外カットフィルタ606の挿入の程度を調節することで、照明光の可視域に対する紫外域(励起域)強度の相対比(相対紫外強度)が調整される。紫外カットフィルタ606を透過した光束と透過しなかった光束とは、それぞれ積分球602の内部で拡散多重反射され、合成されて蛍光試料601を拡散照明する。そして、当該合成された照明光によって照明されることで得られる蛍光試料601からの試料放射光の所定方向の成分(放射光成分607)が、放射光分光部608に入射し、該放射光成分607の分光分布Sx(λ)が測定される。一方、照明光と略同じ分光分布を有する光束609が、参照用光ファイバ610に入射してさらにこの参照用光ファイバ610を経て照明光分光部611に入射し、該光束609の分光分布Mx(λ)が測定される。そして、これらSx(λ)及びMx(λ)の測定情報に基づいて演算制御部612により全分光放射輝度率Bx(λ)が求められる(例えば、特許文献1の図4参照)。
上記Gaertner−Grisserの測定方法では、紫外カットフィルタ606の挿入度に応じて照明光を合成し、結果的に全分光放射輝度率B(λ)を合成するが、特許文献1の方法は、原理はGaertner−Grisserの測定方法と同様であり、また自由度も「1」であるものの、まず全分光放射輝度率B(λ)を数値的に合成し、結果的にこれを与える照明光を合成するという点で異なる。具体的に説明すると、例えば図11の光学特性測定装置700に示すように、積分球702に、紫外強度をもつ光束703を出力する第1照明部704、紫外強度をもたない光束705を出力する第2照明部706、試料用開口707に配設された蛍光試料701からの放射光(放射光成分708)の分光分布を測定する放射光分光部709、そのときの照明光の光束710の分光分布を光ファイバ711を介して測定する照明光分光部712、及び演算制御部713を備える。そして、蛍光試料701を第1及び第2照明部704、706で照明して、該試料からの放射光の分光分布Sx1(λ)、Sx2(λ)と、そのときの照明光の分光分布Mx1(λ)、Mx2(λ)とを測定し、これらSx1(λ)、Sx2(λ)とMx1(λ)、Mx2(λ)とから蛍光試料701に対する第1及び第2照明部704、706での全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)を求める。そして、この全分光放射輝度率Bx1(λ)及びBx2(λ)を、以下の式(3)に示すように、予め波長毎に設定して記憶しておいた重み係数W(λ)(以降、重み係数のことを「重み」と表現する)を用いて線形結合することで合成分光放射輝度率Bxc(λ)を求め、このBxc(λ)を、評価用照明光で照明された蛍光試料701の全分光放射輝度率とする。
Bxc(λ)=W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)…(3)
E(λ)=∫Q(μ,λ)・I(μ)dμ …(4)
但し、Q(μ,λ)は、二分光励起効率、すなわち波長μ、波長幅dμの単位強度の励起光成分の、蛍光の波長λの成分に対する励起効率を示す。
図1は、本発明に係る蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。図1に示すように、光学特性測定装置10は、被測定試料1、第1照明部2、第2照明部3、参照面部4、受光部5、2チャンネル分光部6及び制御部7を備えて構成されている。被測定試料1は、蛍光物質を含む繊維や紙製品等からなる測定対象となる試料である。被測定試料1は、所定の測定位置に配置される。第1照明部2は、被測定試料1を照明するものであり、光源としての白熱ランプ21と、該白熱ランプ21を駆動して点灯(例えばパルス点灯)させるための第1駆動回路22とを備える。第2照明部3は、第1照明部2と同様、被測定試料1を照明するものであり、紫外域の光束を出力する光源(紫外光源)としての紫外LED31と、該紫外LED31を駆動して点灯(例えばパルス点灯)させるための第2駆動回路32とを備える。なお、第2照明部3の光源は、紫外LED31に限定されず、紫外域の光束が出力可能であれば、キセノンフラッシュランプなど、いずれの光源でもよい。
<測定の原理>
一般に、蛍光試料は、或る評価用照明光Isで照明したときの該蛍光試料の分光放射輝度率を得るために、上記二分光器法測定器、或いは評価用照明光Isと同じ分光分布の照明光をもつ測定器を用いなければならないが、本実施形態においては、特定の二分光蛍光放射輝度率に近似した励起・蛍光特性を有する蛍光試料について、特定の評価用照明光と同じ蛍光分光放射輝度率を与える仮想的な照明光を数値的に合成する。すなわち、蛍光試料の二分光蛍光放射輝度率をF(μ,λ)とし、評価用照明光Isと、上記数値的に合成される照明光(以降、合成照明光という)Icとの分光分布をそれぞれIs(λ)、Ic(λ)とすると、上記式(2)から、各照明光による蛍光分光放射輝度率F(λ)(=∫F(μ,λ)・I(μ)dμ/I(λ))が以下の式(5)となる合成照明光Icを、分光分布、特に励起域と蛍光域の相対強度の異なる2つの照明光I1、I2の線形結合による合成によって求める。ただし、分光分布I(λ)は、上述で説明したように比例定数を別にすれば、完全拡散反射体(面)からの反射光と等価である。
∫F(μ,λ)・Is(μ)dμ/Is(λ)=∫F(μ,λ)・Ic(μ)dμ/Ic(λ)…(5)
Ic(λ)=W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)…(6)
Fc(λ)=∫F(μ,λ)・Ic(μ)dμ/Ic(λ)=∫F(μ,λ)・[W(λ)・I1(μ)+(1−W(λ))・I2(μ)]dμ/[W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)]…(7)
∫F(μ,λ)・Is(μ)dμ/Is(λ)=∫F(μ,λ)・[W(λ)・I1(μ)+(1−W(λ))・I2(μ)]dμ/[W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)]…(8)
Sxc(λ)=W(λ)・Sx1(λ)+(1−W(λ))・Sx2(λ)…(9)
Ic(λ)=W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)…(10)
(但し、Sxc(λ)は合成照明光Icで照明されるときの前記試料の放射光の分光分布を、Ic(λ)は照明光I1、I2の重みつき線形結合によって合成される合成照明光Icの分光分布を示す。)
校正定数C(λ)とによって、以下の式(11)により全分光放射輝度率Bs(λ)が求められる。
Bs(λ)=C(λ)・Sc(λ)/Ic(λ)…(11)
∫F(μ,λ)・Ic(μ)dμ/Ic(λ)=W(λ)・∫F(μ,λ)・I1λ(μ)dμ+(1−W(λ))・∫F(μ,λ)・I2λ(μ)dμ=W(λ)・∫F(μ,λ)・I1(μ)dμ/I1(λ)+(1−W(λ))・∫F(μ,λ)・I2(μ)dμ/I2(λ) …(12)
∫F(μ,λ)・Is(μ)dμ/Is(λ)=W(λ)・∫F(μ,λ)・I1(μ)dμ/I1(λ)+(1−W(λ))・∫F(μ,λ)・I2(μ)dμ/I2(λ) …(13)
Ic(μ)=W(λ)・I1(μ)/I1(λ)+(1−W(λ))・I2(μ)/I2(λ)…(12’)
Fxc(λ)=W(λ)・Fx1(λ)+(1−W(λ))・Fx2(λ)…(14)
Bxc(λ)=W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)…(15)
<1.分光手段の相対分光感度校正>
上述したように本実施形態の方法では、測定器の実照明光の分光分布を把握することが必要であり、そのために、製造時等において予め放射光分光手段(ここでは2チャンネル分光部6)の相対分光感度の校正が行われる。まず、放射光分光手段を公知の方法によって波長校正し、更にA光源など既知の分光分布A(λ)を有する光源からの光束を入射させて得た出力Sa(λ)から、感度校正係数G(λ)が求められる(以下、式(16)参照)。
G(λ)=A(λ)/Sa(λ)…(16)
測定に先立って(前段階で)行われる白色校正では、反射分光放射輝度率Rw(λ)が既知であり、蛍光特性をもたない白色校正板を、照明光I1及びI2(照明光LA及び照明光LB)で照明したときの、試料放射光(白色校正板からの放射光)の分光分布Sw1(λ) 、Sw2(λ)と、参照面反射光(参照面部4からの反射光)の分光分布Mw1(λ)、Mw2(λ)とから、以下、<1>、<2>に示す2種類の係数が求められる。
D1(λ)=[G(λ)・Sw1(λ)]/[Mw1(λ)・Rw(λ)]…(17)
D2(λ)=[G(λ)・Sw2(λ)]/[Mw2(λ)・Rw(λ)]…(18)
I1(λ)=D1(λ)・Mx1(λ)…(19)
I2(λ)=D2(λ)・Mx2(λ)…(20)
C1(λ)= Rw(λ)/[Sw1(λ)/Mw1(λ)] …(21)
C2(λ)= Rw(λ)/[Sw2(λ)/Mw2(λ)] …(22)
Bx1(λ)=C1(λ)・Sx1(λ)/Mx1(λ)…(23)
Bx2(λ)=C2(λ)・Sx2(λ)/Mx2(λ)…(24)
a1.任意の照明光で照明された蛍光試料が放射する蛍光の分光特性は、照明光の分光分布と試料の二分光蛍光放射輝度率によって求められる(式(2)参照)。
a2.したがって、照明光の分光分布が既知であれば、既知の二分光蛍光放射輝度率をもつ仮想的な蛍光基準試料の全分光放射輝度率を算出でき、現実の蛍光基準試料に置き換えることができる。
a3.仮想的な蛍光基準試料について、上述の特許文献1の方法を適用する。
a4.評価用照明光の分光分布は予めデータとして与えておき、測定装置の照明光(実照明光)の分光分布は実測で求める。
光学特性測定装置10による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定手順としては、予め行われる図3のフローに示す白色校正後、図4に示すフローに沿って当該全分光放射輝度率の測定を行う。図3は、白色校正に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御部7は、測定開口に配設した白色校正用の試料、すなわち反射分光放射輝度率Rw(λ)が既知であり蛍光特性のない白色校正板に対して、第1照明部2(白熱ランプ21)を点灯させて照明光LA(照明光I1)によって照明する(ステップS1)。そして、2チャンネル分光部6(放射光分光手段)によって、当該照明光LAによる試料反射光(ここでは、蛍光特性のない白色校正板に対する試料放射光であるので、試料反射光となる)の分光分布Sw1(λ)を測定するとともに、照明光LAの参照面反射光の分光分布Mw1(λ)を測定し、これらSw1(λ)及びMw1(λ)の分光分布情報を分光データメモリ71に保存する(ステップS2)。
Fs(λ)=∫F(μ,λ)・Is(μ)dμ/Is(λ)…(25)
F1(λ)=∫F(μ,λ)・I1(μ)dμ/I1(λ)…(26)
F2(λ)=∫F(μ,λ)・I2(μ)dμ/I2(λ)…(27)
W(λ)・F1(λ)+(1−W(λ))・F2(λ)=Fs(λ)…(28)
そして、上記ステップS14、16において保存されたMx1(λ)、Mx2(λ)と、Sx1(λ)、Sx2(λ)とから、上述の式(23)、(24)を用いて、照明光LA、LBによる全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)を算出し(ステップS22)、当該算出されたBx1(λ)、Bx2(λ)と、上記ステップS21において算出した重みW(λ)とから、以下の式(29)によって評価用照明光による全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出する(ステップS23)。
Bxs(λ)= W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)…(29)
<測定の原理>
通常、印刷の着色は、Y、M、C、Kの4種のインクが用紙の上に大きさの異なるドットとして付着することによる。Kインクは吸収特性が波長に依存しないため、蛍光増白紙に到達する照明光の相対分光分布に影響しないので、ここでは図12(a)に示すように、YMCインクについて考える。この場合、例えば図12(b)に示すように、インクは互いに重なることがあり、印刷面は、Y、M及びCと、各インクの重なり部分のYM、MC、CY、及びYMCと、非印刷面とで構成される。蛍光増白紙における印刷面も上述のように各インクが付着しているので、測定域の励起は、各インク及び各インクの重なり部分の分光透過率、及び測定域に占めるそれらによる印刷部分の面積率、つまり色に依存する。
Ie(λ)=[P%y・I(λ)・Ty(λ)+P%m・I(λ)・Tm(λ)+P%ym・I(λ)・Ty(λ)・Tm(λ)+P%w・I(λ)]…(30)
F(λ)=∫Ie(μ)・F(μ,λ)dμ
=I(λ)・[P%y・Ty(μ)+P%m・Tm(μ)+P%ym・Ty(μ)・Tm(μ)+P%w]・F(μ,λ)…(31)
F(λ)=∫I(μ)・Fe(μ,λ)dμ…(32)
Fe(μ,λ)=[P%y・Ty(μ)+P%m・Tm(μ)+P%c・Tc(μ)+P%ym・Ty(μ)・Tm(μ)+P%mc・Tm(μ)・Tc(μ)+P%cy・Tc(μ)・Ty(μ)+P%ymc・Ty(μ)・Tm(μ)・Tc(μ)+P%w]・F(μ,λ)…(33)
Fe(μ,λ)=P%y・Fy(μ,λ)+P%m・Fm(μ,λ)+P%c・Fc(μ,λ)+P%ym・Fym(μ,λ)+P%mc・Fmc(μ,λ)+P%cy・Fcy(μ,λ)+P%ymc・Fymc(μ,λ)+P%w・F(μ,λ)…(34)
b1.蛍光増白基材上の印刷面の実効的な二分光蛍光放射輝度率を、蛍光増白基材の二分光蛍光放射輝度率と各インクの分光透過特性及び面積率とから推定する。
b2.推定した実効二分光蛍光放射輝度率に対し、上述の評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率の測定原理の要約のa1.〜a4.の項目を適用する。
b3.殆ど励起エネルギーのない照明光による、つまり蛍光の影響を殆ど受けない実測全分光放射輝度率から面積率を推定する。
光学特性測定装置による蛍光増白紙(蛍光試料)上の印刷面に対する全分光放射輝度率の測定手順としては、予め校正として行われる図5のフローに示す基準印刷面の測定後、図6に示すフローに沿って当該蛍光増白紙の印刷面の測定を行う。図5は、基準印刷面の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートによる白色校正後、まず、測定開口に配設されたYインクの面積率P%yが100%の印刷面を有する試料に対し、第1照明部2(白熱ランプ21)を点灯して照明光LA(照明光I1)によって照明する(ステップS51)。そして、2チャンネル分光部6(放射光分光手段)によって、当該照明光LAによる試料放射光の分光分布Sx1(λ)を測定するとともに、照明光LAの参照面反射光の分光分布Mx1(λ)を測定し、このSx1(λ)及びMx1(λ)の分光分布情報を分光データメモリ71に保存し(ステップS52)、第1照明部2を消灯する(ステップS53)。
By1(λ)=C1(λ)・Sx1(λ)/Mx1(λ)…(35)
Fs(λ)=∫Fe(μ,λ)・Is(μ)dμ/Is(λ)…(36)
F1(λ)=∫Fe(μ,λ)・I1(μ)dμ/I1(λ)…(37)
F2(λ)=∫Fe(μ,λ)・I2(μ)dμ/I2(λ)…(38)
W(λ)・F1(λ)+[1−W(λ)]・F2(λ)=Fs(λ)…(39)
そして、上記ステップS40において算出した全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)と、上記ステップS45において算出した重みW(λ)とから、以下の式(40)によって、評価用照明光による全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出する(ステップS46)。
Bxs(λ)= W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)…(40)
第2の工程:前記第1及び第2の実照明光I1、I2の重みつき線形結合によって合成される合成照明光Icの分光分布Ic(λ)=W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)による蛍光分光放射輝度率Fc(λ)又は全分光放射輝度率Bc(λ)が、前記評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)と等しくなるように重みW(λ)を波長毎に算出する。
第3の工程:前記重みW(λ)と前記放射光の実測分光分布Sx1(λ)、Sx2(λ)とから、前記合成照明光Icにより照明されたときの前記試料の放射光の分光分布Sxc(λ)=W(λ)・Sx1(λ)+(1−W(λ))・Sx2(λ)を算出する。
第4の工程:前記合成照明光Icの分光分布Ic(λ)と前記試料の放射光の分光分布Sxc(λ)とから、前記評価用照明光Isにより照明されたときの前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出する。
第2の工程:前記二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と前記第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)とから、前記第1及び第2の実照明光I1、I2による蛍光分光放射輝度率F1(λ)、F2(λ)又は全分光放射輝度率B1(λ)、B2(λ)を算出する。
第3の工程:前記蛍光分光放射輝度率F1(λ)、F2(λ)又は全分光放射輝度率B1(λ)、B2(λ)の重みつき線形結合によって合成される合成蛍光分光放射輝度率Fc(λ)=W(λ)・F1(λ)+(1−W(λ))・F2(λ)又は合成全分光放射輝度率Bc(λ)=W(λ)・B1(λ)+(1−W(λ))・B2(λ)が前記評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)と等しくなるように重みW(λ)を波長毎に算出する。
第4の工程:前記重みW(λ)と前記実測全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)とから、前記評価用照明光Isにより照明されたときの前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)=W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)を算出する。
(1)蛍光の各波長成分(波長λ)に対する、照明光全体の励起効率を分光積分励起効率E(λ)とすると、上記実施形態における特徴点は、評価用照明光と同じ分光積分励起効率をもたらす照明光を、照明光LA(第1照明部2の照明光)と照明光LB(第1及び第2照明部2、3の照明光)とから数値的に合成することにある。これが達成されていると、合成照明光(Ic)で照明されたときの試料の全分光放射輝度率は、評価用照明光(Is)で照明されたときの全分光放射輝度率と同じとなる。この照明光の合成には、評価用照明光と実際の照明光LA、LBとが蛍光試料にもたらす分光積分励起効率を算出する必要があり、そのためには各照明光の分光分布とともに、蛍光試料に少なくとも近似する二分光励起効率の情報が必要である。上記実施形態では、二分光励起効率Q(μ,λ)として、現在の校正システムから入手し易い二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は2分光放射輝度率B(μ,λ)を用いている。この場合、分光積分励起効率E(λ)=∫Q(μ,λ)・I(μ)dμ/I(λ)は、蛍光分光放射輝度率F(λ)=∫F(μ,λ)・I(μ)dμ/I(λ)又は全分光放射輝度率B(λ)に置き換えられる。ただし、本発明の目的としては、二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)が有する蛍光の分光分布の情報は必要ではなく、上述のように蛍光波長λに対する励起波長μの相対的な励起効率である二分光励起効率Q(μ,λ)を用いることができる。二分光励起効率Q(μ,λ)の、蛍光波長λへの依存性を無視できる場合は、分光励起効率をQ(μ)とすることができる。これらを用いる方法も上記実施形態に含まれる。
2 第1照明部(第1の照明手段)
21 白熱ランプ(白熱光源)
22 第1駆動回路
3 第2照明部(第2の照明手段)
31 紫外LED(紫外光源)
32 第2駆動回路
4 参照面部
5 受光部
6 2チャンネル分光部(放射光分光手段、照明光分光手段)
61 第1入射スリット
62 第2入射スリット
7 制御部(演算制御手段)
70 CPU
71 分光データメモリ
72 評価用照明光データメモリ(記憶手段)
73 二分光データメモリ(記憶手段)
74 係数メモリ(記憶手段)
75 面積率メモリ(記憶手段)
10 光学特性測定装置
Claims (14)
- 蛍光試料の光学特性測定方法であって、
試料に近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と、
評価用照明光Isの分光分布Is(λ)と、
分光分布が異なる第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)と、
前記第1及び第2の実照明光I1、I2により照明された前記試料の放射光の実測分光分布Sx1(λ)、Sx2(λ)とから、
前記評価用照明光Isにより照明された前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)を以下の第1〜第4の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第1の工程:前記二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と評価用照明光Isの分光分布Is(λ)とから、評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)を算出する。
第2の工程:前記第1及び第2の実照明光I1、I2の重みつき線形結合によって合成される合成照明光Icの分光分布Ic(λ)=W(λ)・I1(λ)+(1−W(λ))・I2(λ)による蛍光分光放射輝度率Fc(λ)又は全分光放射輝度率Bc(λ)が、前記評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)と等しくなるように重みW(λ)を波長毎に算出する。
第3の工程:前記重みW(λ)と前記放射光の実測分光分布Sx1(λ)、Sx2(λ)とから、前記合成照明光Icにより照明されたときの前記試料の放射光の分光分布Sxc(λ)=W(λ)・Sx1(λ)+(1−W(λ))・Sx2(λ)を算出する。
第4の工程:前記合成照明光Icの分光分布Ic(λ)と前記試料の放射光の分光分布Sxc(λ)とから、前記評価用照明光Isにより照明されたときの前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出する。 - 蛍光試料の光学特性測定方法であって、
試料に近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と、
評価用照明光Isの分光分布Is(λ)と、
分光分布が異なる第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)と、
前記第1及び第2の実照明光I1、I2により照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)とから、
前記評価用照明光Isにより照明された前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)を以下の第1〜第4の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第1の工程:前記二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と評価用照明光Isの分光分布Is(λ)とから、評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)を算出する。
第2の工程:前記二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と前記第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)とから、前記第1及び第2の実照明光I1、I2による蛍光分光放射輝度率F1(λ)、F2(λ)又は全分光放射輝度率B1(λ)、B2(λ)を算出する。
第3の工程:前記蛍光分光放射輝度率F1(λ)、F2(λ)又は全分光放射輝度率B1(λ)、B2(λ)の重みつき線形結合によって合成される合成蛍光分光放射輝度率Fc(λ)=W(λ)・F1(λ)+(1−W(λ))・F2(λ)又は合成全分光放射輝度率Bc(λ)=W(λ)・B1(λ)+(1−W(λ))・B2(λ)が前記評価用照明光Isによる蛍光分光放射輝度率Fs(λ)又は全分光放射輝度率Bs(λ)と等しくなるように重みW(λ)を波長毎に算出する。
第4の工程:前記重みW(λ)と前記実測全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)とから、前記評価用照明光Isにより照明されたときの前記試料の全分光放射輝度率Bxs(λ)=W(λ)・Bx1(λ)+(1−W(λ))・Bx2(λ)を算出する。 - 蛍光増白基材と該蛍光増白基材を着色する1種類以上の着色料とで構成される前記蛍光試料に対し、前記第1〜第4の工程の前段階において、
前記蛍光増白基材に近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と、
前記着色料P1〜Pmの分光透過率T1(λ)〜Tm(λ)、あるいは前記着色料及び該着色料の組み合わせP1〜Pn(n≧m)の分光透過率T1(λ)〜Tn(λ)と、
測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nとから、該測定域の実効的な二分光蛍光放射輝度率Fe(μ,λ)又は実効的な二分光放射輝度率Be(μ,λ)を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の蛍光試料の光学特性測定方法。 - 蛍光増白基材と該蛍光増白基材を着色する1種類以上の着色料とで構成される前記蛍光試料に対し、前記第1〜第4の工程の前段階において、
前記蛍光増白基材と前記着色料及び該着色料の組み合わせP1〜Pnで着色された前記蛍光増白基材との二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率にそれぞれ近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)及びF1(μ,λ)〜Fn(μ,λ)、又は二分光放射輝度率B(μ,λ)及びB1(μ,λ)〜Bn(μ,λ)と、
測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nとから、該測定域の実効的な二分光蛍光放射輝度率Fe(μ,λ)又は実効的な二分光放射輝度率Be(μ,λ)を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の蛍光試料の光学特性測定方法。 - 前記第1及び第2の実照明光I1、I2により照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)の少なくとも一方から、測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nを算出することを特徴とする請求項3又は4記載の蛍光試料の光学特性測定方法。
- 前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nを算出するための実測全分光放射輝度率が、励起域に殆ど強度を有さない照明光によるものであることを特徴とする請求項5記載の蛍光試料の光学特性測定方法。
- 蛍光試料の光学特性測定装置であって、
分光分布が異なる第1及び第2の実照明光I1、I2により試料を照明するための第1及び第2の照明手段と、
前記試料からの放射光の分光分布を測定する放射光分光手段と、
前記第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布を測定する照明光分光手段と、
前記試料に近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と、評価用照明光Isの分光分布Is(λ)との情報を記憶する記憶手段と、
前記第1及び第2の照明手段を順次点灯し、前記放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第1及び第2の実照明光I1、I2それぞれによる前記試料の放射光の実測分光分布Sx1(λ)、Sx2(λ)又は試料の実測全分光放射輝度率Bx1(λ)、Bx2(λ)と、該第1及び第2の実照明光I1、I2の分光分布I1(λ)、I2(λ)とを算出するとともに、当該算出した情報に基づいて前記試料が評価用照明光Isにより照明されたときの全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出する演算制御手段とを備えることを特徴とする蛍光試料の光学特性測定装置。 - 前記記憶手段は、蛍光増白基材の二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率に近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)又は二分光放射輝度率B(μ,λ)と、
前記蛍光増白基材を着色する1種類以上の着色料P1〜Pmの分光透過率T1(λ)〜Tm(λ)、あるいは前記着色料及び該着色料の組み合わせP1〜Pn(n≧m)の分光透過率T1(λ)〜Tn(λ)と、
測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nとの情報をさらに記憶し、
前記演算制御手段は、当該さらに記憶される情報と前記評価用照明光Isの分光分布Is(λ)との情報に基づいて前記試料が評価用照明光Isにより照明されたときの全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出することを特徴とする請求項7記載の蛍光試料の光学特性測定装置。 - 前記記憶手段は、蛍光増白基材と該蛍光増白基材を着色する1種類以上の着色料及び該着色料の組み合わせP1〜Pnで着色された前記蛍光増白基材との二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率にそれぞれ近似する二分光蛍光放射輝度率F(μ,λ)及びF1(μ,λ)〜Fn(μ,λ)、又は二分光放射輝度率B(μ,λ)及びB1(μ,λ)〜Bn(μ,λ)と、
測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nとの情報をさらに記憶し、
前記演算制御手段は、当該さらに記憶される情報と前記評価用照明光Isの分光分布Is(λ)との情報に基づいて前記試料が評価用照明光Isにより照明されたときの全分光放射輝度率Bxs(λ)を算出することを特徴とする請求項7記載の蛍光試料の光学特性測定装置。 - 前記演算制御手段は、前記第1及び第2の照明手段を点灯して測定した前記試料の実測全分光放射輝度率の少なくとも一方から、測定域における前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nを算出することを特徴とする請求項8又は9記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
- 前記組み合わせP1〜Pnに対する面積率P%1〜P%nを算出するための実測全分光放射輝度率が、励起域に殆ど強度を有さない照明光によるものであることを特徴とする請求項10記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
- 前記第1の照明手段は白熱光源であり、前記第2の照明手段は紫外域に強度を有する紫外光源であることを特徴とする請求項11記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
- 前記第1の実照明光を第1の照明手段の照明光で構成し、前記第2の実照明光を第1の照明手段及び第2の照明手段の双方の照明光で構成することを特徴とする請求項12記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
- 前記第1及び第2の実照明光は、少なくとも短波長域において、前記照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
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