JP2019148540A - 光測定装置、及び電子機器 - Google Patents
光測定装置、及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019148540A JP2019148540A JP2018034416A JP2018034416A JP2019148540A JP 2019148540 A JP2019148540 A JP 2019148540A JP 2018034416 A JP2018034416 A JP 2018034416A JP 2018034416 A JP2018034416 A JP 2018034416A JP 2019148540 A JP2019148540 A JP 2019148540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- axis
- wavelength
- interference filter
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 139
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 77
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 87
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 12
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
特許文献1の光測定装置(分光測定装置)では、励起光源照射部で励起光を生成して、試料に照射し、試料で励起された蛍光を蛍光検出部で検出する。励起光源照射部は、光源と、AOTF(Acousto-Optic Tunable Filter)とを備えて構成され、光源から出力された光をAOTFに入射させて、所定波長の励起光を生成する。これにより、励起光の波長を任意の波長に変更することが可能となる。
また、蛍光分析部は、試料から出力される蛍光が入射される第1蛍光フィルターと第2蛍光フィルターとを有し、2種類の蛍光を分析することが可能となっている。
このような光測定装置では、試料に照射する励起光と、試料から出射される蛍光との双方の波長を所望の波長に設定することができ、複数種の蛍光を分析することが可能となる。
本適用例では、ギャップ変更部によって一対の反射膜の間の寸法を変更することができる。これにより、対象物に照射する照射光の波長と、受光部で受光させる測定光の波長とを変更することができる。
ところで、干渉フィルターを透過する光の波長は、当該光の入射角によって変化する。本適用例では、第一軸及び第二軸は異なる軸方向を有し、角度変更部によって干渉フィルターに対する第一軸の角度と、干渉フィルターに対する第二軸の角度とを変更することができる。つまり、干渉フィルターに対する第一軸の角度と、干渉フィルターに対する第二軸の角度とを同じ角度にすれば、照射光の波長と測定光の波長を同一波長とすることができ、異なる角度にすれば、照射光の波長と測定光の波長とを異ならせることができる。したがって、前者では、対象物で反射した所定波長の光の光量を検出する分光測定を実施することができ、後者では、照射光を励起光として対象物で発生した蛍光や燐光の光量を測定することができる。
また、上記適用例のように、ギャップ変更部と角度変更部とを備える構成とし、一対の反射膜の間の寸法と、第一軸や第二軸に対する一対の反射膜との角度との双方を調整可能な構成とすることで、対象物に照射する照射光の波長と、受光部で受光させる測定光の波長との双方を、より細かく制御することが可能となる。
本適用例では、第一軸及び第二軸が、反射膜の間(反射膜上を含む)のいずれか1点で交差し、角度変更部は、その交点を中心として干渉フィルターを回転させて、第一軸及び第二軸の一対の反射膜に対する角度を変更する。これにより、角度変更部によって干渉フィルターの角度を変更した際に、照射光や測定光の一対の反射膜への入射位置や出射位置が大きくずれることがない。つまり、干渉フィルターの角度を変更する際に、例えば一対の反射膜とは離れた位置を回転中心として干渉フィルターを回転させると、一対の反射膜の位置が大きく変動する。この場合、第一軸や第二軸が反射膜から外れる場合がある。反射膜の面積を大きくすることで、第一軸や第二軸が反射膜から外れないようにすることもできるが、この場合、干渉フィルターのサイズが大型化し、また、反射膜が撓み易くなる。これに対して、本適用例では、干渉フィルターのサイズを拡大することなく、第一軸や第二軸が反射膜から外れる不都合を抑制できる。
一般に、干渉フィルターに対して、反射膜の法線方向に対して傾斜する方向から光を入射させると半値幅が広がる。これは、P偏光の光が干渉フィルターに入射させた際に、干渉フィルターを透過した光のピーク波長と、S偏光の光が干渉フィルターに入射させた際に、干渉フィルターを透過した光のピーク波長とが異なるためである。反射膜の法線方向に対する光の入射角が大きくなるほど、偏光方向による波長シフト量も大きくなる。
これに対して、本適用例の光測定装置は、偏光方向を所定の直線方向に揃える偏光板を備え、照射光及び測定光が偏光板を通過する。なお、偏光板を設ける位置は、干渉フィルターの光入射面及び出射面のいずれか一方側の面に対向して設けられてもよく、干渉フィルターを挟み込むように一対の偏光板が設けられていてもよい。また、第一軸と第二軸とに、それぞれ個別に偏光板が設けられていてもよい。
このような本適用例では、P偏光及びS偏光のうちのいずれか一方の光が、干渉フィルターを通過する。或いは、干渉フィルターを通過した光のうち、P偏光及びS偏光のうちのいずれか一方の光が偏光板を通過する。したがって、対象物に照射される照射光の波長の半値幅を狭くでき、所望波長の照射光を対象物に照射できる。また、受光部で受光される測定光の波長の半値幅を狭くでき、所望波長の光を精度良く測定できる。
干渉フィルターに対して傾斜する方向から照射光を入射させると、一部の光が反射膜によって、受光部に向かう方向に反射される。この反射された照射光が受光部で受光されると、測定光の正確な光量を測定することが困難となる。
これに対して、本適用例では、偏光板が対象物とは反対側、つまり、光源部や受光部が設けられる側に配置される。また、この偏光板は、第一軸に沿った照射光及び第二軸に沿った測定光が通過するように配置されている。この場合、光源部からの照射光のうち、第1の直線偏光の照射光が偏光板を通過し、第2の直線偏光の照射光が偏光板で遮光される。干渉フィルターに入射した第1の直線偏光の照射光の一部は、干渉フィルターの反射膜で反射されるが、この際、反射光の位相がλ/2だけずれることになり、第2の直線偏光となる。このため、第2の直線偏光の照射光は、偏光板により遮光され、受光部33への入射が抑制される。よって、受光部33で精度良く測定光の光を測定することが可能となる。
本適用例では、第一面と第二面とが交差する。これにより、照射光が一対の反射膜で反射されて受光部で受光される不都合を抑制でき、光測定装置における測定精度を向上できる。
本適用例の電子機器としては、例えば、光測定装置により測定された測定結果に基づいて紙種を判定可能なプリンターや、光測定装置により測定された測定結果により、画像を投影するスクリーンの種別を判定可能なプロジェクター等を例示できる。
上述したように、光測定装置は、1つの干渉フィルターにより、対象物に対して照射する照射光の波長と、受光部で受光させる光の波長とを調整することができ、光測定装置の構成の簡素化を図ることができる。したがって、当該光測定装置を組み込んだ電子機器においても、構成の簡素化を図ることができる。
以下、本発明の第一実施形態について説明する。
本実施形態では、光測定装置である分光器を備えたプリンターを一例として説明する。
[プリンター10の概略構成]
図1は、本実施形態におけるプリンター10の概略構成を示す外観図である。また、図2は、本実施形態のプリンター10の概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、プリンター10は、本発明の電子機器に相当し、供給ユニット11、搬送ユニット12と、キャリッジ13と、キャリッジ移動ユニット14と、制御ユニット15(図2参照)と、を備えている。このプリンター10は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器20から入力された印刷データに基づいて、各ユニット11,12,14及びキャリッジ13を制御し、メディアM(対象物)上に画像を印刷する。また、本実施形態のプリンター10は、メディアMに対して励起光(照射光)を照射し、メディアMに含まれる蛍光物質から発生する蛍光を測定する蛍光測定を実施する。これにより、プリンター10は、メディアMの種別を判定し、メディアMの種別に応じた印刷処理を実施する。例えば、プリンター10は、メディアMに画像を印刷する際のインクの吐出量等を制御する。また、プリンター10は、例えばメディアMに蛍光塗料による画像が形成された際の当該画像の色を測定することもできる。
以下、プリンター10の各構成について具体的に説明する。
なお、本実施形態では、ロール体111に巻装された紙面を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙面等のメディアMをローラー等によって例えば1枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によってメディアMが供給されてもよい。
搬送ローラー121は、図示略の搬送モーターが制御ユニット15の制御により駆動されることで回転され、従動ローラーとの間にメディアMを挟み込んだ状態で、メディアMをY方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー121の+Y側には、キャリッジ13に対向するプラテン122が設けられている。
このキャリッジ13は、キャリッジ移動ユニット14によって、Y方向と交差する主走査方向(X方向)に沿って移動可能に設けられている。また、キャリッジ13は、フレキシブル回路131により制御ユニット15に接続され、制御ユニット15からの指令に基づいて、印刷部16による印刷処理及び、分光器30による蛍光測定処理を実施する。
なお、キャリッジ13の詳細な構成については後述する。
キャリッジガイド軸141は、X方向に沿って配置され、両端部がプリンター10の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター142は、タイミングベルト143を駆動させる。タイミングベルト143は、キャリッジガイド軸141と略平行に支持され、キャリッジ13の一部が固定されている。そして、制御ユニット15の指令に基づいてキャリッジモーター142が駆動されると、タイミングベルト143が正逆走行され、タイミングベルト143に固定されたキャリッジ13がキャリッジガイド軸141にガイドされて往復移動する。
[印刷部16の構成]
印刷部16は、メディアMと対向する部分に、インクを個別にメディアM上に吐出して、メディアM上に画像を形成する。
この印刷部16は、例えば、複数色のインクに対応したインクカートリッジ(図示略)が着脱自在に装着されており、各インクカートリッジからインクタンク(図示略)にチューブ(図示略)を介してインクが供給される。また、印刷部16の下面(メディアMに対向する位置)には、インク滴を吐出するノズル(図示略)が、各色に対応して設けられている。これらのノズルには、例えばピエゾ素子が配置されており、ピエゾ素子を駆動させることで、インクタンクから供給されたインク滴が吐出されてメディアMに着弾し、ドットが形成される。
図3は、分光器30の概略構成を示す模式図である。
分光器30は、本発明における光測定装置であり、図3に示すように、光源部31と、波長可変干渉フィルター5(干渉フィルター)と、偏光板32と、受光部33と、照射側ミラー34Aと、受光側ミラー34Bと、角度変更部35と、駆動制御部36と、を含んで構成されている。
本実施形態の分光器30では、光源部31から第一軸L1に沿って照射光が出射され、当該第一軸L1に沿った照射光は波長可変干渉フィルター5に入射され、波長可変干渉フィルター5を透過した所定波長の照射光が励起光として対象物であるメディアMに照射される。
また、メディアMに励起光が照射されると、メディアMに含まれる蛍光物質が励起されて、蛍光(燐光を含む)が発生する。これらの蛍光のうち、受光部33の光軸となる第二軸L2に沿って進む光が測定光となり、受光部33で受光される。この際、第二軸L2に沿う測定光は、波長可変干渉フィルター5に入射され、波長可変干渉フィルター5を透過した測定光が受光部33で受光される。
以下、分光器30の各部の構成について、詳細に説明する。
図4は、波長可変干渉フィルター5の概略構成を示す断面図である。
波長可変干渉フィルター5は、第一基板51と、第一基板51に対向する第二基板52とを有する。第一基板51の第二基板52に対向する面には、一対の反射膜の一方を構成する第一反射膜54が設けられ、第二基板52の第一基板51に対向する面には、一対の反射膜の他方を構成する第二反射膜55が設けられている。つまり、第一反射膜54及び第二反射膜55が、ギャップGを介して対向配置されている。
第一反射膜54及び第二反射膜55は、例えば金属膜や誘電体多層膜により構成されている。第一反射膜54及び第二反射膜55を誘電体多層膜により構成する場合、導電性膜(例えばITO膜やAg等の金属薄膜)を積層する。これにより、これらの第一反射膜54及び第二反射膜55は、導電性を有し、容量検出部としても機能させることができる。
さらに、第一基板51は、第二基板52に対向する面に第一電極561を備え、第二基板52は、第一電極561に対向する第二電極562を備えている。これらの第一電極561及び第二電極562により、本発明のギャップ変更部である静電アクチュエーター56が構成されており、第一電極561及び第二電極562の間に電圧を印加することで、第二基板52のダイアフラム部522が撓み、可動部521が第一基板51側に変位する。これにより、ギャップGの寸法が変動し、当該ギャップGの寸法に応じた波長の光を波長可変干渉フィルター5から透過させることが可能となる。
光源部31は、メディアMに対して本発明の照射光である励起光を照射する光源311を有する。本実施形態では、メディアMに照射する励起光の波長を変化させて、複数の蛍光成分を測定する。よって、光源311は、これらの複数の蛍光のそれぞれに対応した励起光を出力可能に構成されており、例えば、タングステンランプや、各色LEDを組み合わせた光源等が用いられる。
光源部31は、光源311の光出射方向に、光源側アパーチャー312を有し、光源311から出射された励起光は、光源側アパーチャー312を通過することで、フィルター中心点O0を通過する第一軸L1に沿って出射される。
偏光板32は、入射光のうち、所定の直線偏光の光を透過させる。偏光板32は、P偏光の光を透過させてS偏光の光を遮断するように配置されていてもよく、S偏光の光を透過させてP偏光の光を遮断するように配置されていてもよい。本実施形態の偏光板32では、入射光からS偏光の光を透過させ、P偏光の光を遮光する。
この偏光板32は、第一軸L1及び第二軸L2の双方が、当該偏光板32を通過するように配置されている。すなわち、光源部31から出力される励起光は、光源部31からメディアMに至るまでの間に偏光板32を通過し、メディアMで生じた蛍光(測定光)は、受光部33で受光されるまでの間に偏光板32を通過する。
このような偏光板32は、波長可変干渉フィルター5のメディアMとは反対側の面に固定(貼付)されていてもよく、波長可変干渉フィルター5から離れた位置に配置されていてもよい。
上述したような波長可変干渉フィルター5では、図5及び図6に示すように、フィルター中心軸Oに対する入射光の入射角度が大きくなるにしたがって、波長可変干渉フィルター5を透過する光の波長がシフトする。このため、フィルター中心軸O及び第一軸L1の角度θと、フィルター中心軸O及び第二軸L2の角度φとを異ならせることで、波長可変干渉フィルター5を透過してメディアMに照射される励起光の波長と、メディアMから波長可変干渉フィルター5を透過して受光部33で受光される測定光の波長とを異ならせることができる。
一方、波長可変干渉フィルター5を透過する光の透過率は、フィルター中心軸Oに対する入射光の入射角度が大きくなるにしたがって半値幅が大きくなる。これは、図5及び図6に示すように、フィルター中心軸Oに傾斜する方向から光を入射させた際の透過光の波長シフト量が、P偏光とS偏光とで異なるためである。すなわち、S偏光の光は、P偏光の光よりも、波長可変干渉フィルター5への入射角度を大きくした際の波長シフト量が大きい。このため、P偏光及びS偏光を分離しない場合、励起光や測定光に目標とする波長以外の光成分が混ざって出射されることになり、透過率の半値幅が大きくなり、また、角度によっては、2つのピーク波長を有する光が透過されることになる。
また、メディアMからの測定光は、S偏光及びP偏光の光が波長可変干渉フィルター5を透過するが、その後偏光板32に透過されることで、P偏光の光が遮光される。よって、受光部33で受光される測定光は、S偏光の波長シフト量に対応した光となる。
受光部33は、受光素子331と、受光側アパーチャー332とを備える。
メディアMに励起光が照射されることで発光された蛍光のうち、受光部33の光軸である第二軸L2上の光が測定光となり、波長可変干渉フィルター5に入射される。そして、波長可変干渉フィルター5を透過した光のうち、受光側アパーチャー332を通過した光が受光素子331で受光される。本実施形態では、第二軸L2は、波長可変干渉フィルター5のフィルター中心点O0を通過する軸であり、フィルター中心点O0において第一軸L1と交差する。
そして、受光素子331は、測定光を受光すると、受光量に応じた受光信号を出力する。
照射側ミラー34A及び受光側ミラー34Bは、波長可変干渉フィルター5のメディアM側に配置されている。
照射側ミラー34Aは、第一軸L1に沿って進行する照明光をメディアMの所定の測定位置に向かって反射させる。
また、受光側ミラー34Bは、メディアMで生じた蛍光を受光部33に向かって反射させる。受光側ミラー34Bで反射された蛍光のうち、第二軸L2に沿った蛍光が、受光部33に受光されることになる。
角度変更部35は、波長可変干渉フィルター5のフィルター中心軸OのZ方向に対する傾斜角度ζを変更する。すなわち、角度変更部35は、フィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度θ、及びフィルター中心軸Oと第二軸L2との為す角度φを変更する。
図7は、本実施形態の角度変更部35の一例を示す図である。図8は、角度変更部35によって波長可変干渉フィルター5の角度を調整した際の一例を示す図である。
図7において、光源部31をXY平面に投射した位置から、受光部33をXY平面に投射した位置に向かう軸をu軸とし、XY平面においてu軸に直交する軸をv軸とする。uvZ座標系における原点は、フィルター中心点O0となる。なお、u軸はX軸と一致してもよく、Y軸と一致してもよい。
本実施形態では、図7に示すように、波長可変干渉フィルター5は、パッケージ筐体60に収納されて保持基板61に固定され、さらに、この保持基板61は、角度変更部35によって、回転軸L3を中心として回転可能に回路基板62に保持される。なお、回転軸L3は、フィルター中心軸O、第一軸L1及び第二軸L2が含まれるuZ面に対して直交するv軸上の軸である。
角度変更部35としては、保持基板61を、回転軸L3を中心に回転させる構成であれば如何なる構成としてもよく、例えば、図7に示すように、保持基板61に固定された回転軸部351を、回路基板62に設けられた軸受部351Aで受ける構成等が挙げられる。この場合、回転軸部351を、ステッピングモーター等の駆動源352を用いて回転させて、波長可変干渉フィルター5のフィルター中心軸OをuZ平面内でZ軸に対して傾斜させる。
駆動制御部36は、分光器30に配置された基板(例えば回路基板62等)に設けられる。この駆動制御部36は、マイコン等により構成され、制御ユニット15の制御指令に基づいて、分光器30の駆動を制御する。つまり、駆動制御部36は、光源311の点灯及び消灯の制御、受光部33の駆動制御、波長可変干渉フィルター5の静電アクチュエーター56への電圧制御、角度変更部35の駆動制御等を実施する。
この駆動制御部36は、演算回路やメモリー等の記憶回路、各種ドライバー回路等を備えて構成されている。記憶回路には、波長可変干渉フィルター5を駆動させるための駆動テーブルが記憶されている。
図9は、駆動テーブルの一例を示す図である。駆動テーブルは、図9に示すように、フィルター中心軸OとZ方向との為す傾斜角度ζ、ギャップGの寸法、及び波長可変干渉フィルター5を透過する光の透過波長の関係が記録されている。なお、ギャップGの寸法の代わりに、静電アクチュエーター56に印加する電圧が記録されていてもよく、ギャップGの寸法に対応する静電アクチュエーター56への電圧を記録したデータを別途記憶していてもよい。
例えば、図9のデータD1は、図3に示すように、第一軸L1と第二軸L2との為す角度が40°である場合で、フィルター中心軸OとZ方向との為す傾斜角度ζが0°(Z方向と平行)である場合に、ギャップGの寸法をg1に設定することで、600nmの励起光及び測定光が波長可変干渉フィルター5から透過されることを示している。
また、図9のデータD2は、フィルター中心軸Oを第二軸L2側に14°傾けた場合の例であり、第一軸L1とフィルター中心軸Oとの為す角が34°、第二軸L2とフィルター中心軸Oとの為す角が6°になる例である。この場合、ギャップGの寸法をg2とすることで、500nmの励起光、600nmの測定光がそれぞれ波長可変干渉フィルター5を透過することを示している。
制御ユニット15は、本発明の制御部であり、図2に示すように、I/F151と、ユニット制御回路152と、メモリー153と、CPU(Central Processing Unit)154と、を含んで構成されている。
I/F151は、外部機器20から入力される印刷データをCPU154に入力する。
ユニット制御回路152は、供給ユニット11、搬送ユニット12、印刷部16、分光器30、及びキャリッジ移動ユニット14をそれぞれ制御する制御回路を備えており、CPU154からの指令信号に基づいて、各ユニットの動作を制御する。なお、各ユニットの制御回路が、制御ユニット15とは別体に設けられ、制御ユニット15に接続されていてもよい。
各種データとしては、例えば、メディアMに照射する励起光の波長と、当該励起光をメディアMに照射した際に発光される蛍光の波長と、当該メディアMの種別と、を関連付けたメディア種別データが記憶されている。また、各メディア種別に対して印刷部16による印刷処理をする際に印刷プロファイルが記録されている。また、本実施形態では、駆動テーブルが駆動制御部36を構成するマイコンの記憶回路に記憶される例を示したが、メモリー153に記憶されていてもよい。
次に、上述したようなプリンター10では、メディアMに対する蛍光測定を実施し、その結果に基づいた印刷処理を実施する。以下、この印刷処理について説明する。
図10は、本実施形態における印刷処理を示すフローチャートである。
本実施形態のプリンター10では、例えばメディアMに画像を形成する際に、メディアMの種別に応じた適切な印刷処理を行うために、メディアMの蛍光特性を測定してメディア種別を判定する。
具体的には、ユーザーにより、メディアMの交換が実施された後、メディアMに画像を印刷する印刷指令が入力されると、制御ユニット15は、分光器30に対して、蛍光測定を指令する測定指令信号を出力する(ステップS1)。この際、制御ユニット15は、メディア種別を示す変数をi(初期値は1)として、メディア種別データから、変数iに対応するメディア種別の励起光の波長と励起光の波長との組合せを読み出して、これらの波長を含む測定指令信号を分光器30に出力する。
そして、駆動制御部36は、静電アクチュエーター56に読み出した電圧を印加し、かつ、角度変更部35を制御して波長可変干渉フィルター5の角度を変更し、光源311を点灯させる(ステップS3)。
これにより、光源部31から出力された励起光のうち、波長可変干渉フィルター5を透過した励起光が、第一軸L1に沿ってメディアMに照射される。メディアMに照射された励起光によって励起される蛍光成分が含まれている場合、蛍光が生じ、測定光として第二軸L2に沿って波長可変干渉フィルター5を通過して受光部33で受光される。この際、測定指令信号に含まれる蛍光の波長とは一致する波長の蛍光が生じた場合、当該蛍光は波長可変干渉フィルター5を高い透過率で透過されるので、受光部33での受光量も大きくなる。
ステップS4でNoと判定された場合、制御ユニット15は、変数iに1を加算し(ステップS5)、変数iが最大値I(メディア種別データに含まれるデータ総数)となったか否かを判定する(ステップS6)。ステップS6でYesと判定されると、制御ユニット15は、メディアMの種別が判定できないとして、エラー処理を実施し(ステップS7)、例えばエラーメッセージをプリンター10に設けられたディスプレイ(図示略)に表示させたり、音声出力部(図示略)から警告音を出力したりする。ステップS6でNoと判定された場合は、ステップS1に戻り、次のメディア種別に対する励起光の波長及び蛍光の波長を含む測定指令信号が分光器30に出力されて、分光器30による蛍光測定処理が再度実施される。
また、ステップS4においてYesと判定された場合、制御ユニット15は、プリンター10にセットされているメディアMが、変数iに対応するメディア種別であると判定する(ステップS8)。これにより、制御ユニット15は、判定されたメディア種別に対応する印刷プロファイルを読み込んで、印刷部16による印刷処理を実施する(ステップS9)。
本実施形態のプリンター10は、分光器30(光測定装置)と、制御ユニット15(制御部)とを備えて構成されている。
この分光器30は、光源部31と受光部33と波長可変干渉フィルター5(干渉フィルター)とを備える。光源部31は、第一軸L1に沿ってメディアM(対象物)に照射する励起光を出射する。受光部33は、メディアMへの励起光の照射により発光された蛍光のうち、第一軸L1とは異なる第二軸L2に沿って進む測定光を受光する。波長可変干渉フィルター5は、第一反射膜54及び第二反射膜55を有し、ギャップGの寸法に応じた波長の光を透過させる。そして、第一軸L1及び第二軸L2が、波長可変干渉フィルター5の第一反射膜54及び第二反射膜55を通るように、光源部31からの励起光の出射方向、受光部33による測定光の受光方向が設定されている。
また、分光器30を小型にできるため、分光器30を搭載させるプリンター10のキャリッジ13も小型にでき、プリンター10の構成の簡素化を図ることができる。
このため、静電アクチュエーター56に印加する電圧を変更することで、メディアMに照射する励起光の波長と、受光部33で受光させる測定光の波長との双方を変更することができる。
これにより、メディアMに照射する励起光の波長と、受光部で受光させる測定光の波長とを変更することができる。
また、静電アクチュエーター56によってギャップGの寸法を変更し、角度変更部35によってフィルター中心軸Oの傾斜角度を調整することで、励起光の波長及び測定光の波長をより細かく制御することができ、所望波長の励起光をメディアMに照射させ、所望波長の測定光を受光部33で測定することができる。
すなわち、本実施形態のように、可動部521を第一基板51側に変位させる構成では、フィルター中心軸Oから離れる位置程、波長シフト量が大きくなる。したがって、波長可変干渉フィルター5から精度良く目標波長の光を透過させるには、入射光がフィルター中心軸O(フィルター中心点O0)を通過するように入射させることが好ましい。ここで、波長可変干渉フィルター5を、例えば第一基板51や第二基板52の端部を回転中心として回転させると、回転時の第一反射膜54及び第二反射膜55の位置が大きく変動する。このため、第一軸L1や第二軸L2に沿った光の、第一反射膜54や第二反射膜55に対する光入射位置がフィルター中心軸O(フィルター中心点O0)から大きくずれる場合がある。これに対して、本実施形態では、波長可変干渉フィルター5を回転させる回転軸L3がフィルター中心点O0を通るため、回転時における第一反射膜54及び第二反射膜55の位置の変動が小さく、入射位置のずれによる波長シフトを抑制できる。
フィルター中心軸Oに対して傾斜する方向から波長可変干渉フィルター5を入射させた際、P偏光の光とS偏光の光とでは、透過光の波長が異なる。したがって、偏光板32を設けない構成とすると、波長が異なるP偏光の光とS偏光の光が透過されることになる。これに対して、本実施形態のように偏光板32を設けることで、P偏光の光を遮光することができる。すなわち、メディアMに対して、目標波長の励起光を照射することができ、受光部33で目標波長の測定光を受光することができる。
これによって、第一反射膜54や第二反射膜55で、励起光が第二軸L2側に向かって反射された場合でも、偏光板32により遮光することができ、励起光が受光部33で受光される不都合を抑制できる。
次に、本発明に係る第二実施形態について説明する。上述した第一実施形態では、第一軸L1と、第二軸L2と、フィルター中心軸Oとが同一平面に含まれる場合を例示した。これに対して、第二実施形態では、第一軸L1とフィルター中心軸Oとを含む面が、第二軸L2とフィルター中心軸Oとを含む面とは異なる点で上記第一実施形態と相違する。
図11に示すように、本実施形態では、光源部31は、第一面(YZ平面)上の第一軸L1に沿って励起光をメディアMに照射する。一方、メディアMからの測定光のうち、第二面(XZ平面)上の第二軸L2に沿って進む測定光を受光部33で受光する。なお、図11は本実施形態では、第一面がYZ平面、第二面がXZ平面であり、第一面と第二面とが直交する例を示すが、これに限定されず、第一面と第二面とが直交以外の角度で交差していてもよい。
第二実施形態では、図12に示すように、波長可変干渉フィルター5を格納したパッケージ筐体60を保持基板61が、枠体63に対して第一回転軸L4を中心として回転可能に保持される。そして、この枠体63は、第一回転軸L4に対して直交する第二回転軸L5を中心として回転可能に回路基板62に保持される。
第一回転軸L4及び第二回転軸L5は、フィルター中心点O0を通る回転軸となる。すなわち、本実施形態では、第一軸L1、第二軸L2、第一回転軸L4、及び第二回転軸L5がフィルター中心点O0で交差する。また、図12に示す例では、第二回転軸L5はY軸に沿った軸であり、枠体63をY軸回りで回転させる。よって、第一回転軸L4は、第二回転軸L5を中心とした回転により、フィルター中心点O0を中心にXZ平面内で回転可能となる。
このような構成では、第一実施形態に比べて、第一軸L1とフィルター中心軸Oとの為す角度θ、及び、第二軸L2とフィルター中心軸Oとの為す角度φの設定範囲に自由度を向上させることができ、メディアMに照射させる励起光の波長と、受光部33で受光させる測定光の波長とをより自由に選択することができる。
本実施形態では、第一軸L1と、第二軸L2とが異なる平面上に設けられる。このような構成では、第一軸L1に沿って進む励起光が、波長可変干渉フィルター5の第一反射膜54または第二反射膜55で、第二軸L2に向かって反射される不都合が抑制され、励起光が受光部33で受光される不都合を抑制できる。
なお、波長可変干渉フィルター5の角度によっては、フィルター中心軸Oが第一軸L1と第二軸L2とを含む平面上に位置する場合もあるが、偏光板32を、波長可変干渉フィルター5の光源部31及び受光部33が配置される側に配置する構成とすることで、受光部33で励起光が受光される不都合を抑制することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
図13及び図14は、本発明に係る光測定装置の他の構成例を示す模式図である。
上記第一実施形態では、励起光を照射側ミラー34Aで反射させてメディアMに入射させ、メディアMから発せられた蛍光の一部が受光側ミラー34Bで反射されて測定光として受光部33で受光させた。これに対して、図13に示すように、第一軸L1がメディアMの表面の法線方向となるように、光源部31を配置してもよい。この場合、照射側ミラー34Aの構成を不要にできる。
さらに、受光素子331をイメージセンサーにより構成する構成としてもよく、この場合、図14に示すように、第二軸L2上に、対象物の像を受光素子331に結像させる結像レンズ333を設ける構成としてもよい。このような構成では、蛍光波長に対する分光画像を撮像することができ、対象物における蛍光物質の位置や分布を測定することもできる。
第一実施形態において、偏光板32がP偏光を遮光しS偏光を透過させる例を示したが、P偏光を透過させてS偏光を遮断するように構成されていてもよい。
また、偏光板32が、波長可変干渉フィルター5のメディアMとは反対側に配置される例を示したが、波長可変干渉フィルター5のメディアM側に配置されていてもよい。
この場合、メディアMで発光した蛍光が第一反射膜54や第二反射膜55で反射した際に、メディアMに再入射することを抑制できる。
さらに、偏光板32は、波長可変干渉フィルター5を挟む位置に配置されていてもよい。つまり、波長可変干渉フィルター5のメディアM側と、波長可変干渉フィルター5の光源部31及び受光部33が設けられる側のそれぞれに偏光板32が設けられていてもよい。この場合では、第一反射膜54及び第二反射膜55で反射された励起光が受光部33に受光される不都合、及び第一反射膜54及び第二反射膜55で反射された測定光がメディアMに再入射される不都合を抑制できる。
さらには、偏光板32は、上述したように、波長可変干渉フィルター5のメディアM側の面に貼付されてもよく、波長可変干渉フィルター5から離れた位置に設けられていてもよい。
第一軸L1及び第二軸L2の交点に配置される波長可変干渉フィルター5から離れて偏光板32が配置される場合では、第一軸L1及び第二軸L2のそれぞれに対して偏光板32を配置してもよい。
さらに、励起光や測定光からS偏光の光を透過させ、P偏光の光を遮断する偏光板32を例示したが、円偏光を直線偏光に変換するλ/4板が設けられていてもよい。この場合、波長可変干渉フィルター5に励起光や測定光が入射する前に、励起光及び測定光を直線偏光に揃える必要がある。したがって、波長可変干渉フィルター5を挟むようにλ/4を配置すればよい。
或いは、第一軸L1の光源部31と波長可変干渉フィルター5との間、第二軸L2の波長可変干渉フィルター5よりもメディアM側にλ/4板を設ける構成としてもよい。
上記実施形態では、干渉フィルターとして静電アクチュエーター56によりギャップGの寸法を変更可能な波長可変干渉フィルター5を例示したが、ギャップ変更部が設けられず、反射膜間の距離が一定である干渉フィルターを用いてもよい。
この場合でも、角度変更部によって干渉フィルターの角度(フィルター中心軸Oの角度)を変更することで、励起光の波長と測定光の波長とを変更することができる。
上記実施形態において、角度変更部35,35Aが設けられない構成としてもよい。この場合でも、波長可変干渉フィルター5のフィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度θ、及びフィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度φが異なる角度であれば、励起光と測定光の波長を異ならせることができる。ギャップGの寸法を変更することで、励起光と測定光の波長を変更することができる。
上記実施形態では、フィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度θ、及びフィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度φを異なる角度として、励起光と測定光の波長を異ならせる例を示したが、これに限定されない。すなわち、上記実施形態は、対象物であるメディアMに対して励起光を照射し、メディアMで生じた蛍光や燐光を測定するため、励起光の波長と、測定光の波長とを異なる波長とした。
これに対して、例えば、光源部31からの光をメディアMに照射し、メディアMで反射された光を測定部で測定する分光測定装置としても、本発明の光測定装置を適用することができる。
この場合、フィルター中心軸Oと第一軸L1との為す角度θ、フィルター中心軸Oと第二軸L2との為す角度φとを同じ角度にする。前分光で対象物に照射する照射光の波長を目標波長(測定対象の波長)とすることで、目標波長以外の光の対象物への入射が抑制される。また、仮に、外光等の不要な光が対象物に照射された場合でも、後分光によって目標波長の光が受光部33に導かれる。このように、前分光と後分光とで、分光波長を揃えることで、高精度な分光測定処理を実施することができる。
上記実施形態では、静電アクチュエーター56に電圧を印加した際に、位置が移動しない第一反射膜54の中心をフィルター中心点O0として、第一軸L1、第二軸L2、及び回転軸L3(第一回転軸L4,第二回転軸L5)の交点がフィルター中心点O0となる例を示したが、これに限定されない。
フィルター中心点O0としては、波長可変干渉フィルター5において、フィルター中心軸O上であれば如何なる位置であってもよい。例えば、静電アクチュエーター56に電圧を印加していない状態で、第一反射膜54の中心と第二反射膜55の中心とを結ぶ線分の中点であってもよい。
例えば、第一軸L1と第二軸L2とがねじれの関係となっていてもよい。すなわち、第一軸L1に沿って進む照射光(励起光)、及び第二軸L2に沿って進む測定光が、波長可変干渉フィルター5の第一反射膜54及び第二反射膜55を通過するように、光源部31や受光部33が配置されていればよい。
ギャップ制御部として静電アクチュエーター56を例示したが、これに限定されない。例えば、第一基板51と第二基板52との間に電圧印加によって伸縮する圧電素子を配置して、ギャップGの寸法を変更してもよく、ギャップGの空気圧を変更することで、可動部521を押し上げたり吸引したりする構成としてもよい。
Claims (8)
- 第一軸に沿って対象物に照射する照射光を出射する光源部と、
前記対象物からの光のうち、前記第一軸とは異なる第二軸に沿って進む測定光を受光する受光部と、
一対の反射膜を有し、前記一対の反射膜の間の寸法に応じた波長の光を透過させる干渉フィルターと、を備え、
前記第一軸に沿って出射された前記照射光、及び前記第二軸に沿って進む前記測定光は、前記干渉フィルターの前記一対の反射膜を通過する
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項1に記載の光測定装置において、
前記干渉フィルターは、前記一対の反射膜の間の寸法を変更するギャップ変更部を備える
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光測定装置において、
前記干渉フィルターの前記第一軸及び前記第二軸に対する角度を変更する角度変更部を備える
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項3に記載の光測定装置において、
前記第一軸及び前記第二軸は、前記一対の反射膜の一方から、前記一対の反射膜の他方までの間で交差し、
前記角度変更部は、前記第一軸及び前記第二軸の交点を中心として前記干渉フィルターの角度を変更する
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光測定装置において、
前記第一軸における前記光源部から前記対象物までの間、及び前記第二軸における前記対象物から前記受光部までの間に設けられた偏光板を備える
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項5に記載の光測定装置において、
前記偏光板は、前記干渉フィルターの前記対象物とは反対側に設けられる
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光測定装置において、
前記一対の反射膜のいずれか一方の法線方向と前記第一軸とを含む第一面と、前記法線方向と前記第二軸とを含む第二面とが交差する
ことを特徴とする光測定装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光測定装置と、
前記光測定装置を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018034416A JP2019148540A (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 光測定装置、及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018034416A JP2019148540A (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 光測定装置、及び電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019148540A true JP2019148540A (ja) | 2019-09-05 |
Family
ID=67850505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018034416A Withdrawn JP2019148540A (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 光測定装置、及び電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019148540A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62203024A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-07 | Canon Inc | フアブリ・ペロ−分光装置 |
JPH0296110A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 色彩調整装置 |
JPH11352409A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Olympus Optical Co Ltd | 蛍光検出装置 |
JP2015125084A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 蛍光観察装置、及び光学部材 |
JP2016090251A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | セイコーエプソン株式会社 | 分光測定装置、及び分光測定方法 |
-
2018
- 2018-02-28 JP JP2018034416A patent/JP2019148540A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62203024A (ja) * | 1986-03-04 | 1987-09-07 | Canon Inc | フアブリ・ペロ−分光装置 |
JPH0296110A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 色彩調整装置 |
JPH11352409A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Olympus Optical Co Ltd | 蛍光検出装置 |
JP2015125084A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 蛍光観察装置、及び光学部材 |
JP2016090251A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | セイコーエプソン株式会社 | 分光測定装置、及び分光測定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9739662B2 (en) | Spectrometry device and image forming apparatus | |
US9804025B2 (en) | Spectrometry device and image forming apparatus | |
US10247609B2 (en) | Spectrometry device, image forming apparatus, and spectrometry method | |
US9976899B2 (en) | Spectroscopic measurement device, image forming apparatus, and spectroscopic measurement method | |
US20200240843A1 (en) | Media Type Determination Device, Electronic Apparatus, And Media Type Determination Method | |
JP2016180610A (ja) | 測色装置、画像形成装置、電子機器、カラーチャート、及び測色方法 | |
US10442228B2 (en) | Spectrometry device, image forming apparatus, and spectrometry method | |
US10473527B2 (en) | Measuring device and measuring method | |
US10308051B2 (en) | Measurement device and printing apparatus | |
US10015367B2 (en) | Color measurement device and printing apparatus | |
JP2019148540A (ja) | 光測定装置、及び電子機器 | |
US10006854B2 (en) | Measurement device and printing apparatus | |
JP7404860B2 (ja) | 測定装置、プリンター、及び測定方法 | |
JP2017116388A (ja) | 分光測定装置、印刷装置、メディア、及び分光測定方法 | |
JP2019027872A (ja) | 光学モジュール、及び電子機器 | |
US20190155014A1 (en) | Interference Filter, Optical Device, Optical Module, And Electronic Apparatus | |
JP2017122688A (ja) | 測定装置及び印刷装置 | |
JP2018169185A (ja) | 測色装置、画像形成装置及び測色方法 | |
JP2017121997A (ja) | 測定装置、印刷装置、及び測定方法 | |
JP2003029348A (ja) | 焼付装置および焼付方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20180910 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181121 |
|
RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7427 Effective date: 20200807 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210915 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20210916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211005 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20211108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220510 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20220711 |