JPH02268252A - Method for measuring reflectivity of material - Google Patents

Method for measuring reflectivity of material

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JPH02268252A
JPH02268252A JP1089680A JP8968089A JPH02268252A JP H02268252 A JPH02268252 A JP H02268252A JP 1089680 A JP1089680 A JP 1089680A JP 8968089 A JP8968089 A JP 8968089A JP H02268252 A JPH02268252 A JP H02268252A
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JP
Japan
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light
optical sensor
measured
light source
reflectance
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Application number
JP1089680A
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Japanese (ja)
Inventor
Taizo Hoshino
泰三 星野
Atsuki Matsumura
篤樹 松村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify the constitution of an apparatus and to make it possible to measure reflectivity in any wavelength region by computing with a specified expression the output intensity of an optical sensor and stored required data, and obtaining the reflectivity of a material to be measured. CONSTITUTION:The radiation spectrum of a light source for the control parameter of a variable radiation spectrum means 12 is measured beforehand in a light source 11. Said light source 11 is used. The light from the light source 11 is reflected from a material to be measured 30 at a certain control parameter (j). The light is projected on an optical sensor 10. Output intensity Aj of the light outputted from the optical sensor 10 is measured with a detecting part 14 in an operating means 13. Then a wavelength region is arbitrarily divided into (n) parts. Of the light rays which are emitted from the light source 11 whose control parameter (j) is set, the amount of emitted light Pji in a wavelength region (i), the output intensity Aj, the spectral sensitivity Ri of the optical sensor 10 in the wavelength region (i) and the amount of emitted light Bi which is projected on the optical sensor 10 directly in the same wavelength region are substituted for the terms of the expression (j=1, 2,...m, and m>=n). Simultaneous equations for the obtained reflectivity (ri) are operated, and the reflectivity (r) is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、光センサを用いて平板形状の物質の反射率を
測定する測定方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a measurement method for measuring the reflectance of a plate-shaped substance using an optical sensor.

(従来の技術) 平板形状の物質の所定の波長に対する反射率測定は、光
センサを用いて被測定物を設置した場合の光センサの出
力強度と、被測定物を設置しない場合の出力強度との比
を求めることにより測定していた。
(Prior art) Reflectance measurement of a flat plate-shaped substance at a predetermined wavelength is performed by measuring the output intensity of an optical sensor when an object to be measured is installed using an optical sensor, and the output intensity when no object to be measured is installed. It was measured by finding the ratio of

すなわち、第19図に示すように、白色光源50からの
光を集光ミラー51により集光して分光器52に入射し
、当該分光器52によって、ある波長の単色光に分光す
る。そして、この特定波長λの単色光に重畳する高調波
をロングパスフィルタ53によって除去した後に、再び
集光ミラー54によって集光し、被測定物56により反
射させて光センサ55に照射する。このとき、光センサ
55より出力される出力強度Aと、当該光センサ55に
照射された光示P、光センサ55の分光感度R1及び求
める被測定物56の反射率rとの間には、 A=r・R−P       ・・・・・・(2)の関
係が成立する。
That is, as shown in FIG. 19, light from a white light source 50 is focused by a condensing mirror 51 and enters a spectroscope 52, which separates the light into monochromatic light of a certain wavelength. After the harmonics superimposed on the monochromatic light of the specific wavelength λ are removed by the long-pass filter 53, the light is again focused by the condensing mirror 54, reflected by the object to be measured 56, and irradiated onto the optical sensor 55. At this time, there is a relationship between the output intensity A output from the optical sensor 55, the light indicator P irradiated to the optical sensor 55, the spectral sensitivity R1 of the optical sensor 55, and the desired reflectance r of the object to be measured 56. A=r·R−P The relationship (2) holds true.

また、第19図に示す測定光学系において被測定物56
を設置せず、直接光センサ55に光を照射する場合には
、同様に、 A−=R舎P      ・・・・・・ (2′)の関
係が成立する。これら(2)(2°)式よりr=A/A
− となり、光センサ55の出力強度の比を各波長毎に求め
ることにより被測定物56の反射率を求めることができ
る。
In addition, in the measurement optical system shown in FIG.
In the case where the optical sensor 55 is directly irradiated with light without installing the optical sensor 55, the relationship A-=R-shaP (2') similarly holds true. From these equations (2) (2°), r=A/A
-, and by determining the ratio of the output intensities of the optical sensor 55 for each wavelength, the reflectance of the object to be measured 56 can be determined.

このような操作を波長λ毎に繰り返し、被測定物56の
反射率rを所定の波長領域で求めたのが第20図に示す
グラフである。本図にて示す被測定物(ゲルマニウム板
)は、波長が0.2〜1μmの領域で反射率が最大とな
ることから、この波長領域の光のみを反射させたい場合
などに使用して好適な物質であることが認められる。
The graph shown in FIG. 20 is obtained by repeating such operations for each wavelength λ and determining the reflectance r of the object to be measured 56 in a predetermined wavelength range. The object to be measured (germanium plate) shown in this figure has a maximum reflectance in the wavelength range of 0.2 to 1 μm, so it is suitable for use when it is desired to reflect only light in this wavelength range. It is recognized that the substance is

(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来の反射率の測定方法によれば
、測定光学系の装置が大がかりになるという欠点がある
。すなわち、従来装置には少なくとも、白色光源、複数
の集光ミラー、分光器、分光器を駆動するための駆動装
置、高調波の混入を防止するロングパスフィルタ、当該
ロングパスフィルタの切換え機構、光センサからの出力
を記録する記録装置等が必要となる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, such a conventional method for measuring reflectance has a disadvantage in that the measurement optical system requires a large-scale device. In other words, the conventional device includes at least a white light source, a plurality of condensing mirrors, a spectroscope, a drive device for driving the spectroscope, a long-pass filter to prevent harmonics from being mixed in, a switching mechanism for the long-pass filter, and an optical sensor. A recording device or the like is required to record the output.

また、従来の測定装置には分光器が必須であるため、白
色光源からの光を単色光に分光する際に、分光される光
の波長領域によってはプリズムあるいはグレーティング
を変更しなければならないという非常に煩わしい操作を
ともなってしまう。
In addition, since conventional measurement equipment requires a spectrometer, when splitting light from a white light source into monochromatic light, the prism or grating must be changed depending on the wavelength range of the light to be split. This results in cumbersome operations.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡便な装置で物質の反射率を測定するこ
とができ、しかも、いずれの波長領域でも反射率の測定
ができる測定方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a measurement method that can measure the reflectance of a substance with a simple device and can also measure the reflectance in any wavelength range. The purpose is to provide a method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するための本発明は、放射スペクトル可
変手段により少なくともn個の互いに独立した放射スペ
クトルの波形が与えられる光源から、被測定物に反射さ
せた後に光センサに少なくとも前記n個の光をそれぞれ
照射し、このとき光センサから出力される少なくともn
個の出力強度により、n個に分割した前記光の波長領域
のそれぞれにおける前記被測定物の反射率を測定する方
法であって、ある放射スペクトルをもつ光(添字jにて
表わす)の、ある分割された波長領域(添字iにて表わ
す)における前記光源の放射光量をPji。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention for achieving the above object is directed to a light source to which at least n mutually independent radiation spectrum waveforms are given by a radiation spectrum variable means. The optical sensor is irradiated with at least the n lights after being reflected by the optical sensor, and at this time the at least n lights output from the optical sensor are
A method of measuring the reflectance of the object to be measured in each of the wavelength regions of the light divided into n using output intensities of The amount of light emitted from the light source in the divided wavelength region (indicated by subscript i) is Pji.

ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
ンサの出力強度をAjl ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
度をRi。
The output intensity of the optical sensor when irradiated with light having a certain radiation spectrum is Ajl. The spectral sensitivity of the optical sensor in a certain divided wavelength region is Ri.

同波長領域において、前記被測定物に反射されずに直接
前記光センサに照射される放射光量をBi1同波長領域
において、前記被測定物の反射率をriとしたときに、 (j=1゜ 2゜ S 但し、 m≧n) により与えられる(1)式から前記被測定物の反射率(
r i)を求めることを特徴とする物質の反射率の測定
方法である。
In the same wavelength region, the amount of radiation that is directly irradiated onto the optical sensor without being reflected by the object to be measured is Bi1, and in the same wavelength region, when the reflectance of the object to be measured is ri, (j=1° 2゜S However, m≧n) From equation (1) given by, the reflectance of the object to be measured (
This is a method for measuring the reflectance of a substance, characterized by determining r i).

(作用) このように構成した本発明にあっては、以下の手順によ
り被測定物の反射率を測定することができる。
(Function) In the present invention configured as described above, the reflectance of the object to be measured can be measured by the following procedure.

まず、放射スペクトル可変手段としての制御パラメータ
に対する光源の放射スペクトル、つまり波長に対する放
射光量あるいは放射輝度が予め測定された光源を用いる
。そして、ある制御パラメータ(添字jで表わす)にお
いてこの光源からの光を被測定物に反射させて光センサ
に当該反射光を照射し、このとき、光センサから出力さ
れる出力強度Ajを測定する。
First, a light source is used whose radiation spectrum, that is, the amount of emitted light or the radiance with respect to the wavelength, has been measured in advance with respect to the control parameters as the radiation spectrum variable means. Then, under a certain control parameter (denoted by subscript j), the light from this light source is reflected on the object to be measured and the reflected light is irradiated onto the optical sensor, and at this time, the output intensity Aj output from the optical sensor is measured. .

次に、波長領域を任意にn分割し、jなる制御パラメー
タを設定した光源から放射される光のうち、ある波長領
域iにおける放射光量Pjiと、上記測定された出力強
度Aj、またある波長領域iにおける光センサの分光感
度Ri、同波長領域において被測定物に反射されずに直
接光センサに照射された放射光量Bi。
Next, the wavelength range is arbitrarily divided into n, and among the light emitted from the light source for which the control parameter j is set, the amount of emitted light Pji in a certain wavelength range i, the output intensity Aj measured above, and the output intensity Aj in a certain wavelength range are calculated. The spectral sensitivity Ri of the optical sensor at i, and the amount of emitted light Bi directly irradiated onto the optical sensor without being reflected by the object to be measured in the same wavelength region.

とを下記式、 (j=1.2.  ・・・2m1但し、m≧n)に代入
して得られる反射率riについての連立方程式を演算す
ることにより、任意に分割した波長域における物質の反
射率rを求めることができる。
By substituting and calculating the simultaneous equations for the reflectance ri obtained by substituting the following equation into the following formula, (j=1.2....2m1, where m≧n), the material in the arbitrarily divided wavelength range can be calculated. The reflectance r can be determined.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の反射率
を測定する装置を示す基本構成図、第2図は、光センサ
の検出視野が光源より小さい場合における同測定装置の
光源及び光センサ部分を示す構成図、第3〜7図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
第8図は、同じく光センサの検出視野が光源より大きい
場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図である。
Fig. 1 is a basic configuration diagram showing an apparatus for measuring the reflectance of a measured object using the measurement method of the present invention, and Fig. 2 shows the light source of the measurement apparatus when the detection field of the optical sensor is smaller than the light source. FIGS. 3 to 7 are block diagrams showing the light source, light sensor, and correction device portions of the measuring device when the detection field of view of the light sensor is larger than the light source,
FIG. 8 is a configuration diagram showing the light source and optical sensor portions of the same measuring device according to another embodiment in the case where the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source.

第1図に示す如く、本実施例の測定装置は、平板形状に
形成された被測定物30と、光センサ10と、当該光セ
ンサ10に特定の放射スペクトルを有する光を照射する
白色光源11と、この白色光源11の放射スペクトルの
波形を変更する放射スペクトル変更手段12と、種々の
演算を行う演算手段13とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the measuring device of this embodiment includes an object to be measured 30 formed in a flat plate shape, an optical sensor 10, and a white light source 11 that irradiates the optical sensor 10 with light having a specific radiation spectrum. , radiation spectrum changing means 12 for changing the waveform of the radiation spectrum of this white light source 11, and calculation means 13 for performing various calculations.

前記白色光源11として本実施例は黒体炉を用いている
。この黒体炉11は、周知のように完全放射体であって
、るつぼ内に収容された円筒管からなる黒体と、るつぼ
内に前記黒体を包含するように充填された白金と、るつ
ぼ全体を埋め込んで熱絶縁を向上せしめるトリア粉など
から構成され、るつぼ周囲に設けられた高周波加熱コイ
ルなどからなる加熱手段によって白金を介して黒体を加
熱することにより白色光を発生させるようになっている
。そして、この黒体炉11から発せられる白色光は、黒
体の加熱温度によりその放射スペクトル、すなわち、光
の波長λと放射輝度りとの関係が独立して変化するとい
う特性を有している。換言すれば、黒体炉11の加熱温
度に対して特定の放射スペクトルを有する光を発生させ
る特性を備えており、しかも、これらの光は互いに独立
、すなわち単に放射輝度りが相似的に変化したものでな
く、波長λに対する放射輝度りの波形がそれぞれ異なる
波形となるという特性を有している。したがって、本実
施例にあっては、放射スペクトル変更手段12を黒体炉
11の加熱温度Tとし、ある特定の加熱温度1つに対し
て、独立した1つの放射スペクトルの波形を有する光を
光源11から発生させるようにしている。
In this embodiment, a black body furnace is used as the white light source 11. As is well known, the blackbody furnace 11 is a complete radiator, and includes a blackbody made of a cylindrical tube housed in a crucible, platinum filled in the crucible so as to contain the blackbody, and a crucible made of platinum. The crucible is made of thoria powder, which is embedded throughout the crucible to improve thermal insulation, and white light is generated by heating the black body through platinum using a heating means such as a high-frequency heating coil installed around the crucible. ing. The white light emitted from the blackbody furnace 11 has the characteristic that its radiation spectrum, that is, the relationship between the wavelength λ of the light and the radiance RI, changes independently depending on the heating temperature of the blackbody. . In other words, it has the characteristic of generating light having a specific radiation spectrum depending on the heating temperature of the blackbody furnace 11, and furthermore, these lights are independent of each other, that is, the radiance simply changes in a similar manner. Rather, it has the characteristic that the waveforms of the radiance with respect to the wavelength λ are different. Therefore, in this embodiment, the radiation spectrum changing means 12 is set to the heating temperature T of the blackbody furnace 11, and the light source emits light having an independent radiation spectrum waveform for one specific heating temperature. I am trying to generate it from 11.

また、前記光センサ10は、前記光源11から照射され
る光の方向に対して対向する位置に設置され、さらにこ
れら光源11と光センサ10との間には被測定物30が
配設されている。これら被測定物30、光源11及び光
センサlOは、乾燥した窒素ガスを充満した所定の密閉
容器内に収容されている。これにより大気中の水蒸気あ
るいは二酸化炭素等による光の吸収を防止することがで
きる。
Further, the optical sensor 10 is installed at a position facing the direction of the light emitted from the light source 11, and an object to be measured 30 is disposed between the light source 11 and the optical sensor 10. There is. The object to be measured 30, the light source 11, and the optical sensor IO are housed in a predetermined sealed container filled with dry nitrogen gas. This can prevent absorption of light by water vapor, carbon dioxide, etc. in the atmosphere.

前記演算手段13は、光センサ10の出力強度Aを検出
する検出部14と、予め必要なデータを格納しておく記
憶部15と、これら出力強度A及び必要なデータを入力
して被測定物30の反射率rを演算する演算部16とを
有しており、マイクロコンピュータなどにより構成する
ことができる。本実施例にあっては、光センサ10の出
力強度Aを検出する検出部14として直流電圧計を用い
、また記憶部15には、黒体炉11の加熱温度Tに対す
る光源11の放射光量Pのデータを格納している。
The calculation means 13 includes a detection section 14 that detects the output intensity A of the optical sensor 10, a storage section 15 that stores necessary data in advance, and inputs these output intensity A and necessary data to detect the measured object. It has a calculation section 16 that calculates the reflectance r of 30, and can be configured by a microcomputer or the like. In this embodiment, a DC voltmeter is used as the detection unit 14 that detects the output intensity A of the optical sensor 10, and the storage unit 15 stores information about the amount of emitted light P of the light source 11 with respect to the heating temperature T of the blackbody furnace 11. Stores data.

また、前記演算部16にて演算された被測定物30の波
長λに対する反射率rを記録する記録手段17を当該演
算部16に接続するように構成することもできる。
Further, a recording means 17 for recording the reflectance r of the object to be measured 30 with respect to the wavelength λ calculated by the calculation unit 16 may be connected to the calculation unit 16.

第2図に示すように、前記光センサ10の検出視野αが
前記光1g、lfの大きさより小さい場合にあっては、
上述した装置構成のみによって測定することができるが
、第3図に示すように、光センサ10の検出視野βが光
源11の大きさより大きい場合には、測定光学系に光源
11以外からの光が当該光センサ10に照射されること
から、以下述べるような検出視野の補正装置を用いて測
定を行なう。
As shown in FIG. 2, when the detection field of view α of the optical sensor 10 is smaller than the size of the lights 1g and lf,
Although measurement can be performed only with the above-mentioned device configuration, as shown in FIG. Since the light is irradiated onto the optical sensor 10, measurement is performed using a detection field of view correction device as described below.

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算出
し得る部材(18)を用いることにより、実際の光源1
1を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなす
ことができるように構成したものであって、実際の測定
値との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備
えている。
This correction device uses a member (18) that can calculate the amount of emitted light in advance using a theoretical formula.
1 can be regarded as a new light source having a predetermined relationship with the current light source, and has the feature that measurement can be performed without causing an error from an actual measurement value.

すなわち、まず第4図に示すように、光センサ10の検
出視野βを光源11の大きさ以下に制限するために通孔
19が形成されたバッフル板18を被7111定物30
と光センサ10との間に配設し、さらにこのバッフル板
18の表面を黒化すると共に室温と同一温度に温調した
状態で、光センサ10の出力強度Aを測定し、この測定
値Aを後述する(3)式に代入する。
That is, first, as shown in FIG.
The output intensity A of the optical sensor 10 is measured while the surface of the baffle plate 18 is blackened and the temperature is controlled to be the same as the room temperature. is substituted into equation (3), which will be described later.

このとき、光センサ10に照射される光ff1Plには
、第7図に示すように光源11から被測定物30を反射
して放射された光11 r Pと、前記バッフル板18
から放射された光(主に赤外線である)による光量とが
含まれている。後者の光量は、表面を黒化された前記バ
ッフル板18を室温における黒体、すなわち完全放射体
とみなすことができることから、前記通孔19が形成さ
れた前記バッフル板18(第4図)と同一位置に配設さ
れた通孔が形成されていないバッフル板20 (第5図
)から放射される光ff1Poから、前記通孔19が形
成された前記バッフル板18(第4図)と同一位置に配
設された前記通孔と同一形状のバッフル板21(第6図
)から放射される光量P2を減じた値(PO−P2 )
となる。したがって、求める光量P1は、PL =rp
+(PO−P2)   ・−・・(5)となり、ここで
、P、PO,P2のそれぞれの値は、ブランクの放射式
を用いて精度良く、しかも容易に算出することができる
。つまり、光センサ10の検出視野が光源11の大きさ
より大きい場合には、上述した検出視野の補正装置を用
いることにより、Plなる光量を放射する新たな光源を
備えた測定光学系とみなす訳である。
At this time, the light ff1Pl irradiated onto the optical sensor 10 includes light 11rP reflected from the light source 11 and emitted from the object 30 as shown in FIG. 7, and the baffle plate 18.
This includes the amount of light (mainly infrared rays) emitted from the The latter light amount is different from that of the baffle plate 18 (FIG. 4) in which the through holes 19 are formed, since the baffle plate 18 whose surface is blackened can be regarded as a black body at room temperature, that is, a perfect radiator. From the light ff1Po emitted from the baffle plate 20 (FIG. 5) in which the through hole is not formed and which is arranged at the same position, the light ff1Po is located at the same position as the baffle plate 18 (FIG. 4) in which the through hole 19 is formed. The value obtained by subtracting the amount of light P2 emitted from the baffle plate 21 (FIG. 6), which has the same shape as the through hole arranged in the hole (PO-P2)
becomes. Therefore, the required light amount P1 is PL = rp
+(PO-P2) (5), where each value of P, PO, and P2 can be calculated easily and accurately using a blank radiation equation. In other words, when the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, by using the above-mentioned detection field of view correction device, it can be regarded as a measurement optical system equipped with a new light source that emits a light amount of Pl. be.

なお、光センサ10の検出視野が光源11の大きさより
大きい場合の測定は、前記バッフル板18に代えて、第
8図に示すように被測定物30と光センサ10との間に
、ミラーあるいはレンズなどの光学素子22を設置して
行なうこともできる。
Note that for measurements when the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, instead of the baffle plate 18, as shown in FIG. This can also be done by installing an optical element 22 such as a lens.

この場合には、光源11から被測定物30を通過して発
せられる光の反射率が100%であるミラー22を用い
ることが好ましく、反射率100%のミラー22の表面
から放射される光量は0となることから、光センサ10
に照射される光量は光#、11から被測定物30を反射
した光量のみとなる。したがって、この場合においても
、ミラー22の光学的特性、すなわちFメンバあるいは
口径及び焦点距離、光源11とミラー22の幾何学的配
置等から、光源11から放射される光量を算出すること
ができ、これによって、前述した第1図に示す測定光学
系と同様に被測定物30の反射率rを求めることができ
る。
In this case, it is preferable to use a mirror 22 whose reflectance of light emitted from the light source 11 after passing through the object 30 is 100%, and the amount of light emitted from the surface of the mirror 22 whose reflectance is 100% is 0, so the optical sensor 10
The amount of light irradiated on the object is only the amount of light reflected from the object to be measured 30 from light #, 11. Therefore, even in this case, the amount of light emitted from the light source 11 can be calculated from the optical characteristics of the mirror 22, that is, the F member or aperture and focal length, the geometric arrangement of the light source 11 and the mirror 22, etc. Thereby, the reflectance r of the object to be measured 30 can be determined in the same way as the measurement optical system shown in FIG. 1 described above.

次に、本発明の測定方法における解析原理にっいて説明
する。
Next, the analysis principle in the measurement method of the present invention will be explained.

前述したように、黒体炉11は完全放射体であることか
ら、その放射スペクトル、すなわち、光の波長λに対す
る放射輝度りの関係は、波長λと炉温Tとの関数で表さ
れたブランクの放射式によって求められる。
As mentioned above, since the blackbody furnace 11 is a perfect radiator, its radiation spectrum, that is, the relationship between the radiance and the wavelength λ of light, is a blank expressed as a function of the wavelength λ and the furnace temperature T. It is determined by the radiation formula.

すなわち、黒体炉]1からの放射スペクトルをM3[λ
、 Tl  (W/m3) 、波長をλ(m)、炉温を
T (K)とすると、この放射スペクトルは、Mc[λ
、 Tl −C1・λ−’ (exp  (C2/λT)−11・
・・・・・ (6) で表される。ここで、C,、C2はブランク定数、ボル
ツマン定数及び真空中の光速度から求まる定数であり、 C+ =3.7xlQ20 C2=1.4X107 である。
That is, the radiation spectrum from M3[λ
, Tl (W/m3), wavelength λ (m), and furnace temperature T (K), this radiation spectrum is Mc[λ
, Tl −C1・λ−′ (exp (C2/λT)−11・
...(6) It is expressed as follows. Here, C,, C2 are constants determined from Blank's constant, Boltzmann's constant, and the speed of light in vacuum, and C+ = 3.7xlQ20 C2 = 1.4x107.

まず、被測定物30の反射率を求めようとする波長領域
(λS〜λE)を任意にn個に分割する。
First, the wavelength range (λS to λE) in which the reflectance of the object to be measured 30 is to be determined is arbitrarily divided into n parts.

この分割は、等分割である必要はなく、例えば、被測定
物30の反射率領域が予め予想されるならば、その高反
射率領域の立ち上がり部分において細分化すると、高精
度の測定結果を得ることができ本発明の活用上好ましい
ものとなる。
This division does not need to be equal. For example, if the reflectance area of the object to be measured 30 is predicted in advance, highly accurate measurement results can be obtained by subdividing the area at the rising edge of the high reflectance area. This makes it preferable for the use of the present invention.

また、この波長領域(λ、〜λE)を分割するに際し、
もし、被測定物である光センサ10の分光感度域の境界
値、すなわち、その光よりも短波長域、長波長域では、 (分光感度)=0 であるような値が、予め予想できる場合には、その境界
値を前述のλ5、λ、とする。
Also, when dividing this wavelength region (λ, ~λE),
If the boundary value of the spectral sensitivity range of the optical sensor 10 that is the object to be measured, that is, the value such that (spectral sensitivity) = 0 in the shorter wavelength region and longer wavelength region than the light, can be predicted in advance. , let the boundary values be λ5 and λ mentioned above.

もし、そのような予想ができなければ、波長域の短波長
側の境界値をλSとして0を、長波長側の境界値をλE
として(1)を設定する。
If such a prediction cannot be made, the boundary value on the short wavelength side of the wavelength range is set to λS, and the boundary value on the long wavelength side is set to λE.
Set (1) as

かって、この波長分割は、 λ、〜λ1〜λ2・・・・・・λn−1〜λ8となり、
便宜上この波長領域を λI+  ■2+ ・・・λ。−1,ズ。
Once, this wavelength division was λ, ~λ1~λ2...λn-1~λ8,
For convenience, this wavelength range is defined as λI+ ■2+ ...λ. -1,zu.

及び ズ1=[λ1−1.λ1コ 但し、λ。=λ5、λ。=λ8 と表わす。as well as Z1=[λ1-1. λ1 However, λ. =λ5,λ. =λ8 It is expressed as

次に、放射スペクトル可変手段により選択されたある一
つの放射スペクトルの光を光源11から光センサ10に
照射した際に、当該放射スペクトルのうち前述したある
分割波長領域[λ1−1.λ1コによる放射光量をP(
2+)、黒体炉11の温度がT (K)のとき光センサ
10に照射される光のうち波長領域[λ1−1.λ1]
にある成分の光量をL丁 (ズ1)とすると、 (i=1. 2・・・・・・、  n)であることから
、この放射光量Pをλに対して矩形近似すれば、 P(λ1) =LT (Xt)   (λ1−λ、−1)・・・(8
)また、前述したように、光センサに照射される光量に
は、光源から放射され被測定物により反射された後に光
センサに照射される光量r(Σ1)・P(Σ1)と、途
中の測定光学系である前記バッフル板あるいは後述する
チョッピングブレードから発せられた光ff1B (Σ
1)とが含まれている。
Next, when light of a certain radiation spectrum selected by the radiation spectrum variable means is irradiated from the light source 11 to the optical sensor 10, a certain divided wavelength region [λ1-1. The amount of light emitted by λ1 is P(
2+), when the temperature of the blackbody furnace 11 is T (K), the wavelength range [λ1-1. λ1]
If the amount of light of the component in is L d (Z1), (i = 1. 2..., n), then if this amount of emitted light P is rectangularly approximated to λ, P (λ1) =LT (Xt) (λ1-λ, -1)...(8
) Also, as mentioned above, the amount of light irradiated to the optical sensor includes the amount of light r(Σ1)・P(Σ1) that is emitted from the light source, reflected by the object to be measured, and then irradiated to the optical sensor, and The light ff1B (Σ
1) is included.

したがって、光センサに照射される光量は、r (f 
)  ”P (’L ) p)−B (L )と表わす
ことができる。なお、測定装置の構成によっては途中の
測定光学系から光センサに照射される光が皆無である場
合も考えられ、この場合には、上記式において、B(2
+)”0として取り扱えば良い。
Therefore, the amount of light irradiated to the optical sensor is r (f
) "P ('L) p) - B (L). Depending on the configuration of the measurement device, there may be cases where no light is irradiated from the measurement optical system to the optical sensor, In this case, in the above formula, B(2
+)” It should be treated as 0.

波長領域ズ1において光量r(ス1)・p ()I)+
B(Xl)の光が光センサに照射されたとき、当該光セ
ンサ10は、 R(At)(r(ズ+) P (Σ1) +B (ズ1
))の強度の信号を出力することになる。ここで、この
照射された光量と出力強度との関係は、各波長領域で独
立に成立することから、全波長領域、すなわち[λ5.
λE]の光が照射されたときの光センサ10の出力強度
は、各波長領域からの寄与成分の総和として測定されて
いることになる。したがって、測定された光センサの出
力強度は、+B (ス1))コ (j=1.2.  ・・・、n)       ・・・
 (3)で表わされる。なお、PTI(Σ1)は、黒体
炉11の温度がT、のときの波長領域ス1内における放
射光量を表わす。また、ATIは黒体炉11の温度がT
、のときの測定された光センサの出力強度を表わす。こ
こで、上記(3)式を変形すると、となり、このとき上
式左辺は測定により求められる測定値であり、また右辺
のPTI(L)及びR(ス1)は予め知られた値である
Light amount r(s1)・p()I)+ in wavelength region 1
When the light of B(Xl) is irradiated on the optical sensor 10, the optical sensor 10 is as follows: R(At)(r(Z+) P(Σ1)
)) will be output. Here, since the relationship between the amount of irradiated light and the output intensity is established independently in each wavelength region, it is assumed that the relationship between the amount of irradiated light and the output intensity is established independently in each wavelength region.
The output intensity of the optical sensor 10 when irradiated with light of λE] is measured as the sum of contributing components from each wavelength region. Therefore, the measured output intensity of the optical sensor is +B (s1)) (j=1.2. . . . , n) .
It is expressed as (3). Note that PTI (Σ1) represents the amount of emitted light in the wavelength region S1 when the temperature of the blackbody furnace 11 is T. In addition, ATI indicates that the temperature of the blackbody furnace 11 is T.
represents the measured output intensity of the optical sensor when . Here, if we transform the above equation (3), we get: In this case, the left side of the above equation is the measured value obtained by measurement, and the PTI (L) and R (S1) on the right side are values known in advance. .

したがって、上記(3)式は、求めるべき未知数r(L
)、r(ズ2 ) 、 −r (2゜)ニラいテのn元
1次連立方程式となる。そして、PTl(Σ+)、P工
2(ズ1)、・・・P工。(ズ1)が互いに独立した放
射スペクトルを有する光源を用いていることからも、第
2図に示すように、光センサ1oの検出視野αが光源1
1の大きさより小さい場合にあっては、前述した(6)
 (7) (8)式を用いることにより、また、第3図
に示すように、光センサ1oの検出視野βが光源11の
大きさより大きい場合にあっては、前述した(5) (
8) (7) (8)式を用いることにより、当該(3
)式はr(2,)について解けることになる。
Therefore, the above equation (3) is expressed as the unknown quantity r(L
), r(Z2), -r(2°) It becomes an n-element linear simultaneous equation. Then, PTl (Σ+), P engineering 2 (Z 1), ... P engineering. (Z 1) uses light sources with mutually independent radiation spectra, so that the detection field of view α of the optical sensor 1o is
If the size is smaller than 1, the above (6)
(7) By using equation (8), and as shown in FIG.
8) (7) By using equation (8), the corresponding (3
) can be solved for r(2,).

上述した実施例にあっては、黒体炉11の温度Tを変え
ることにより得られる光源11からの放射スペクトルの
種類が、分割波長領域の数nと等しい場合について説明
したが、本発明はこの実施例に限定されることなく、放
射スペクトルの種類がn個以上であれば良い。この場合
には、前記(1)式により得られる方程式の数が、求め
るべき未知数の数より多くなることから、当該方程式は
最小2乗法により解けることになる。
In the embodiments described above, a case has been described in which the type of radiation spectrum from the light source 11 obtained by changing the temperature T of the blackbody furnace 11 is equal to the number n of divided wavelength regions. The present invention is not limited to the embodiments, as long as there are n or more types of radiation spectra. In this case, since the number of equations obtained by the equation (1) is greater than the number of unknowns to be found, the equations can be solved by the method of least squares.

次に、第9〜17図を参照して、本発明の他の実施例に
ついて説明する。上述した第1実施例は、照射される光
に対する光センサ10の直流的出力信号を測定すること
により被測定物30の反射率rを求めた一例であるが、
以下述べる第2実施例は、任意の周波数に変調された光
源11からの光に対する光センサ10の交流的出力信号
を測定することにより被測定物30の反射率rを求める
具体例である。
Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 17. The first embodiment described above is an example in which the reflectance r of the object to be measured 30 is determined by measuring the DC output signal of the optical sensor 10 with respect to the irradiated light.
The second embodiment described below is a specific example in which the reflectance r of the object to be measured 30 is determined by measuring the alternating current output signal of the optical sensor 10 in response to light from the light source 11 modulated to an arbitrary frequency.

第9図は、第2実施例に係る測定方法を用いて被測定物
の反射率を測定する装置を示す構成図、第10.11図
は、光センサの検出視野が光源より小さい場合における
同測定装置の光源及び光センサ部分を示す構成図、及び
光センサにより照射される光量と時間との関係を示すグ
ラフ、第12〜17図は、光センサの検出視野が光源よ
り大きい場合における同測定装置の光源、光センサ及び
補正装置部分を示す構成図、及び光センサにより照射さ
れる光量と時間との関係を示すグラフである。
Fig. 9 is a block diagram showing an apparatus for measuring the reflectance of an object to be measured using the measurement method according to the second embodiment, and Figs. A configuration diagram showing the light source and the optical sensor part of the measurement device, a graph showing the relationship between the amount of light irradiated by the optical sensor and time, and Figures 12 to 17 show the same measurement when the detection field of the optical sensor is larger than the light source. It is a block diagram which shows the light source of an apparatus, an optical sensor, and a correction|amendment apparatus part, and a graph which shows the relationship between the amount of light irradiated by an optical sensor, and time.

第9図に示すように、本実施例の測定装置は、前述した
第1実施例の構成部品である被測定物30と、光センサ
10と、当該光センサ10に特定の放射スペクトルを有
する光を照射する白色光源11と、この白色光#、11
の放射スペクトルの波形を変更する放射スペクトル変更
手段12と、種々の演算を行う泄算手段13とに加え、
前記被測定物30と光センサ10との間に、当該光源1
1からの光を所定の周波数の光に変調する周波数変調装
置23を有している。
As shown in FIG. 9, the measuring device of the present embodiment includes an object to be measured 30, which is a component of the first embodiment described above, an optical sensor 10, and a light beam having a specific radiation spectrum to the optical sensor 10. a white light source 11 that irradiates the white light #, 11;
In addition to radiation spectrum changing means 12 for changing the waveform of the radiation spectrum of
The light source 1 is provided between the object to be measured 30 and the optical sensor 10.
It has a frequency modulation device 23 that modulates the light from 1 into light of a predetermined frequency.

また、前記光センサ10の出力端子には、当該出力信号
を増幅させて信号強度を太き(するための増幅器24が
接続され、さらにこの増幅された出力信号のうち、周波
数変調装置23により変調された交流波形を検出するロ
ックインアンプ25が接続されている。なお、前記増幅
器24は、光センサ10からの出力信号が十分大きい場
合には設ける必要はなく、また前述した第1実施例にこ
の増幅器24を適用しても良い。
Further, an amplifier 24 is connected to the output terminal of the optical sensor 10 to amplify the output signal to increase the signal strength, and furthermore, the amplified output signal is modulated by a frequency modulation device 23. A lock-in amplifier 25 is connected to the lock-in amplifier 25 for detecting the AC waveform.The amplifier 24 does not need to be provided if the output signal from the optical sensor 10 is sufficiently large. This amplifier 24 may also be applied.

このような光センサの出力信号のうち、周波数変調装置
23により変調された交流部分のみを抽出する手段とし
ては、他にも種々考えられる。例えば、単に交流電圧計
を光センサの出力端子に接続して平均電圧を測定したり
、また、光センサの出力端子に直流変換器を接続し、さ
らに直流電圧計を接続して、この直流電圧を測定するこ
ともできる。さらに、CRアクティブフィルタによって
光センサの出力信号の中心層波数を周波数変調装置23
による変調周波数に一致させ、これを交流電圧計によっ
て測定したり、あるいは直流変換器を介して直流電圧計
によって測定したりすることも可能である。
There are various other possible means for extracting only the alternating current portion modulated by the frequency modulation device 23 from the output signal of such an optical sensor. For example, you can simply connect an AC voltmeter to the output terminal of the optical sensor to measure the average voltage, or you can connect a DC converter to the output terminal of the optical sensor and then connect a DC voltmeter to measure the DC voltage. It can also be measured. Furthermore, the frequency modulation device 23 modulates the center layer wave number of the output signal of the optical sensor by a CR active filter.
It is also possible to measure the modulation frequency with an AC voltmeter, or with a DC voltmeter via a DC converter.

前記周波数変換装置23は、表面が黒化され、かつ室温
と同一温度に温調されると共に、光源11からの光を通
過させる通孔26が所定間隔をもって形成されたチョッ
ピングブレード27を有し、このチョピングブレード2
7には、当該チョッピングブレード27をある一定の速
度にて回転させる駆動部28が設けられている。前記通
孔26は光センサ10の検出視野より大きく形成されて
いる。また、周波数変調装置23の駆動部28から出力
されるリファレンス信号は、前記ロックインアンプ25
に入力されるように結線されている。
The frequency converter 23 has a chopping blade 27 whose surface is blackened and whose temperature is controlled to be the same as room temperature, and in which through holes 26 through which light from the light source 11 passes are formed at predetermined intervals. This chopping blade 2
7 is provided with a drive unit 28 that rotates the chopping blade 27 at a certain speed. The through hole 26 is formed to be larger than the detection field of the optical sensor 10. Further, the reference signal output from the drive unit 28 of the frequency modulation device 23 is transmitted to the lock-in amplifier 25.
It is wired so that it is input to the

前記演算手段13は、予め必要なデータを格納しておく
記憶部15と、前記ロックインアンプ25から送信され
た出力強度A及び必要なデータを人力して被測定物30
の反射率rを演算する演算部16とを有しており、マイ
クロコンピュータなどにより構成することができる。本
実施例にあっても、記憶部15には、黒体炉11の加熱
温度Tに対する光源11の放射光ff1Pのデータを格
納している。
The calculation means 13 includes a storage section 15 that stores necessary data in advance, and the output intensity A and the necessary data transmitted from the lock-in amplifier 25 and manually calculates the output intensity A and the necessary data to the object to be measured 30.
It has a calculation unit 16 that calculates the reflectance r of , and can be configured by a microcomputer or the like. Also in this embodiment, the storage unit 15 stores data on the emitted light ff1P of the light source 11 with respect to the heating temperature T of the blackbody furnace 11.

また、前記演算部16にて演算された被測定物30の反
射率rを記録する記録手段17を当該演算部16に接続
するように構成することもできる。
Further, a recording means 17 for recording the reflectance r of the object to be measured 30 calculated by the calculation section 16 may be connected to the calculation section 16.

このように構成した本実施例にあっては、被測定物30
と光センサ10との間に周波数変調装置23を設置して
いることから、当該光センサ10には変調装置23から
発せられた光(主に赤外線)も照射されていることにな
る。したがって、本実施例に係る測定装置は、第10図
に示す測定装置により光源11から発し被測定物30に
より反射された後、光センサ10に照射される光量rP
から、第13図に示す変調装置23のチョッピングブレ
ード27から発せられる光ff1P3を減じた光ff1
(rP−P3)の新たな光源を有する測定光学系となっ
ているとみなすことができる(第11図参照)。ここで
、光量P及びP3は、前記第1実施例と同様にして算出
することができる。
In this embodiment configured in this way, the object to be measured 30
Since the frequency modulation device 23 is installed between the optical sensor 10 and the optical sensor 10, the optical sensor 10 is also irradiated with light (mainly infrared rays) emitted from the modulation device 23. Therefore, in the measuring device according to this embodiment, the amount of light rP emitted from the light source 11, reflected by the object to be measured 30, and irradiated onto the optical sensor 10 by the measuring device shown in FIG.
The light ff1 obtained by subtracting the light ff1P3 emitted from the chopping blade 27 of the modulation device 23 shown in FIG.
It can be regarded as a measurement optical system having a new light source of (rP-P3) (see FIG. 11). Here, the light quantities P and P3 can be calculated in the same manner as in the first embodiment.

第10図に示すように、前記光センサ10の検出視野α
が前記光源11の大きさより小さい場合にあっては、上
述した装置構成のみによって測定することができるが、
第12図に示すように、光センサ10の検出視野βが光
源11の大きさより大きい場合には、測定光学系に光源
11以外からの光が当該光センサ10に照射されること
から、前述した第1実施例と同様な検出視野の補正装置
を用いて測定を行なう。
As shown in FIG. 10, the detection field of view α of the optical sensor 10 is
If the size of the light source 11 is smaller than the size of the light source 11, it can be measured only by the above-mentioned device configuration.
As shown in FIG. 12, when the detection field β of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, the measurement optical system is irradiated with light from sources other than the light source 11. Measurement is performed using the same detection field of view correction device as in the first embodiment.

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算出
し得る部材(29)を用いることにより、実際の光源1
1を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなす
ことができるように構成したものであって、実際の測定
値との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備
えている。
This correction device uses a member (29) that can calculate the amount of emitted light using a theoretical formula in advance, so that the actual light source 1
1 can be regarded as a new light source having a predetermined relationship with the current light source, and has the feature that measurement can be performed without causing an error from an actual measurement value.

すなわち、まず第12図に示すように、光センサ10の
検出視野βを光源11の大きさ以下に制限するために通
孔31が形成されたバッフル板29を被測定物30と周
波数変調装置23との間に配設し、さらにこのバッフル
板29の表面を黒化すると共に室温と同一温度に温調し
た状態で、光センサ10の出力強度Aを測定し、この測
定値Aを前述した(3)式に代入する。
That is, first, as shown in FIG. 12, a baffle plate 29 in which a through hole 31 is formed in order to limit the detection field of view β of the optical sensor 10 to be less than the size of the light source 11 is connected to the object to be measured 30 and the frequency modulator 23. The output intensity A of the optical sensor 10 was measured while the surface of the baffle plate 29 was blackened and the temperature was controlled to be the same as room temperature, and this measured value A was obtained as described above ( 3) Substitute into the equation.

このとき、第12図に示す光センサ10に照射される光
ff1Plは、第15図に示すように光源11から被測
定物30を反射して照射された光量rPと、第16図に
示すように、前記バッフル板29と同一位置に配設され
た通孔が形成されていないバッフル板32から放射され
る光量POとを加算した光量から、第14図に示すよう
に、前記バッフル板29に形成された通孔31に相当す
るバッフル板から放射される光ff1P2と第13図に
示すようにチョッピングブレード27が光源11からの
光を遮ったときの光センサ10によって検出される光f
f1P3とを加算した光量を減じた光量、つまり、 PL =rP+PO−P2−P3−  (9)となる。
At this time, the light ff1Pl irradiated onto the optical sensor 10 shown in FIG. 12 is equal to the amount of light rP reflected from the light source 11 and irradiated onto the object 30 as shown in FIG. As shown in FIG. The light ff1P2 emitted from the baffle plate corresponding to the formed through hole 31 and the light f detected by the optical sensor 10 when the chopping blade 27 blocks the light from the light source 11 as shown in FIG.
The light amount is obtained by subtracting the light amount obtained by adding f1P3, that is, PL = rP + PO - P2 - P3 - (9).

これらrP、PO,PL、P2.P3の関係は第17図
に示す通りである。
These rP, PO, PL, P2. The relationship of P3 is as shown in FIG.

ここで、P、PO,P2.P3のそれぞれの値は、ブラ
ンクの放射式を用いて精度良く、しかも容易に算出する
ことができる。つまり、光センサ10の検出視野が光源
11の大きさより大きい場合には、」二連した検出視野
の補正装置を用いることにより、Plなる光量を放射す
る新たな光源を備えた測定光学系とみなす訳である。
Here, P, PO, P2. Each value of P3 can be calculated easily and accurately using a blank radiation equation. In other words, when the detection field of view of the optical sensor 10 is larger than the size of the light source 11, by using two consecutive detection field of view correction devices, it is regarded as a measurement optical system equipped with a new light source that emits a light amount of Pl. This is the translation.

このように構成した本実施例にあっても、前記第1実施
例にて詳述した(3)式により、被測定物の反射率ri
についての連立方程式を得ることができ、これを前記演
算手段13にて解くことにより、任意に分割した波長領
域における反射率を得ることができる。
Even in this embodiment configured in this way, the reflectance ri of the object to be measured can be calculated using equation (3) detailed in the first embodiment.
By solving the simultaneous equations in the arithmetic means 13, it is possible to obtain the reflectance in an arbitrarily divided wavelength region.

なお、本発明は、前述した第1及び第2実施例のみに限
定されることなく、種々の変形例が考えられ、特に測定
装置の実施例は、本発明の要件を満たす限りにおいて種
々のものが適用できる。例えば、実施例にあっては、光
源として黒体炉を用いたが、フィラメント電流値により
互いに独立した放射スペクトルを発生させ得るランプも
適用することができる。
Note that the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications are possible, and in particular, the embodiments of the measuring device may be modified in various ways as long as they meet the requirements of the present invention. is applicable. For example, in the embodiment, a blackbody furnace is used as the light source, but a lamp that can generate mutually independent radiation spectra depending on the filament current value may also be used.

次に、本発明の反射率測定方法について、さらに具体的
な実施例を挙げて説明する。
Next, the reflectance measuring method of the present invention will be explained by giving more specific examples.

本具体例は、第9図に示す装置構成にて測定を行ない、
その測定結果を第18図に示す。
In this specific example, measurements were performed using the device configuration shown in FIG.
The measurement results are shown in FIG.

なお、本具体例においては、第9図における被測定物3
0には厚さが2mmのゲルマニウム単結晶板を使用し、
この被測定物30は、黒体炉11から照射された光の進
行方向に対して45°の角度をもって配置されている。
In this specific example, the object to be measured 3 in FIG.
0 uses a germanium single crystal plate with a thickness of 2 mm,
The object to be measured 30 is arranged at an angle of 45° with respect to the traveling direction of the light irradiated from the blackbody furnace 11.

一方、光源11として黒体炉を用いるとと共に、演算手
段13としてマイクロコンピュータを使用した。また、
放射スペクトル変更手段12としては、黒体炉の温度コ
ントローラを用い、前記マイクロコンピュータによって
当該温度コントローラを制御した。ここで、黒体炉11
、周波数変調装置23、被測定物30及び光センサ10
は、乾燥窒素ガスを充満させた密閉容器内に収容し、大
気中の水蒸気及び二酸化炭素等の影響を除去するように
した。
On the other hand, a blackbody furnace was used as the light source 11, and a microcomputer was used as the calculation means 13. Also,
As the radiation spectrum changing means 12, a temperature controller of a blackbody furnace was used, and the temperature controller was controlled by the microcomputer. Here, the blackbody furnace 11
, frequency modulation device 23, object to be measured 30, and optical sensor 10
was housed in a closed container filled with dry nitrogen gas to remove the effects of water vapor, carbon dioxide, etc. in the atmosphere.

測定条件としては、周波数変調装置23における変調周
波数を8Hzとし、黒体炉11の温度は200〜100
0℃(473〜1273K)の間を100℃単位に設定
して測定した。また、光源の分割波長は、 0.2、 1.0、 4.0、 7.0.10.0、1
3.0、16.0、19.0.22.0.100.0 
 μmの9区分とした。
As measurement conditions, the modulation frequency in the frequency modulator 23 is 8 Hz, and the temperature of the black body furnace 11 is 200 to 100 Hz.
The temperature was measured in 100°C units between 0°C (473 and 1273K). In addition, the division wavelengths of the light source are 0.2, 1.0, 4.0, 7.0.10.0, 1
3.0, 16.0, 19.0.22.0.100.0
There were 9 divisions of μm.

黒体炉からの放射光量は、各設定温度において、前述し
たブランクの放射式によって求め、また、得られた連立
方程式(9元1次連立方程式)は、前記マイクロコンピ
ュータを用いてガウスの消去法にて算出した。
The amount of radiation from the blackbody furnace is obtained at each set temperature using the blank radiation equation described above, and the obtained simultaneous equations (9-element linear simultaneous equations) are calculated using the Gaussian elimination method using the microcomputer. Calculated by.

第18図には、上記測定結果(図中、実線にて示す)と
、その比較例として従来の測定方法により測定した反射
率(図中、破線にて示す)とを示したが、この結果から
も本発明の測定方法の精度が優れたものであるかを理解
することができる。
Figure 18 shows the above measurement results (indicated by the solid line in the figure) and, as a comparative example, the reflectance measured by the conventional measurement method (indicated by the broken line in the figure). From this, it can be understood that the accuracy of the measuring method of the present invention is excellent.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、極めて簡便な装置構
成により物質の反射率を測定することかでき、しかも、
いずれの波長領域でも反射率を測定することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the reflectance of a substance can be measured with an extremely simple device configuration, and furthermore,
Reflectance can be measured in any wavelength range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の反射率
を測定する装置を示す基本構成図、第2図は、光センサ
の検出視野が光源より小さい場合における同測定装置の
光源及び光センサ部分を示す構成図、第3〜7図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
第8図は、同じく光センサの検出視野が光源より大きい
場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図、第9図は、本発明の第2実施
例に係る測定方法を用いて被測定物の反射率を測定する
装置を示す構成図、第10゜11図は、光センサの検出
視野が光源より小さい場合における同測定装置の光源及
び光センサ部分を示す構成図、及び光センサにより照射
される光量と時間との関係を示すグラフ、第12〜17
図は、光センサの検出視野が光源より大きい場合におけ
る同測定装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す
構成図、及び光センサにより照射される光量と時間との
関係を示すグラフ、第18図は、本発明の具体例による
反射率の測定結果を示すグラフ、第19〜20図は、従
来の反射率測定方法を用いた測定装置を示す構成図及び
測定により得られたデータを示すグラフである。 10・・・光センサ、11・・・光源、12・・・放射
スペクトル変更手段、13・・・演算手段、30・・・
被測定物。 特許出願人   新日本製鐵株式會社 代理人  弁理士 八 1)幹 雄(他1名)第1 図 第1−0図 第41図 亭 釣閏 第17図 詩川 埼光値kc層 手続補正書 平成1年6月7日
Fig. 1 is a basic configuration diagram showing an apparatus for measuring the reflectance of a measured object using the measurement method of the present invention, and Fig. 2 shows the light source of the measurement apparatus when the detection field of the optical sensor is smaller than the light source. FIGS. 3 to 7 are block diagrams showing the light source, light sensor, and correction device portions of the measuring device when the detection field of view of the light sensor is larger than the light source,
FIG. 8 is a configuration diagram showing the light source and optical sensor portion of the same measuring device according to another embodiment in which the detection field of view of the optical sensor is larger than the light source, and FIG. Figures 10 and 11, which are block diagrams showing an apparatus for measuring the reflectance of a measured object using such a measurement method, show the light source and optical sensor portion of the measuring apparatus when the detection field of view of the optical sensor is smaller than the light source. Configuration diagram and graph showing the relationship between the amount of light irradiated by the optical sensor and time, 12th to 17th
The figure shows a configuration diagram showing the light source, the photosensor, and the correction device portion of the measuring device when the detection field of view of the photosensor is larger than the light source, and a graph showing the relationship between the amount of light irradiated by the photosensor and time. The figure is a graph showing the results of reflectance measurement according to a specific example of the present invention, and Figures 19 and 20 are a configuration diagram showing a measuring device using a conventional reflectance measuring method, and graphs showing data obtained by measurement. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Optical sensor, 11... Light source, 12... Radiation spectrum changing means, 13... Calculating means, 30...
Object to be measured. Patent Applicant Nippon Steel Corporation Agent Patent Attorney 8 1) Mikio (1 other person) Figure 1 Figure 1-0 Figure 41 Tei Tsuryu Figure 17 Shikawa Saiko Value KC Layer Procedure Amendment June 7, 1999

Claims (1)

【特許請求の範囲】 放射スペクトル可変手段により少なくともn個の互いに
独立した放射スペクトルの波形が与えられる光源から、
被測定物に反射させた後に光センサに少なくとも前記n
個の光をそれぞれ照射し、このとき光センサから出力さ
れる少なくともn個の出力強度により、n個に分割した
前記光の波長領域のそれぞれにおける前記被測定物の反
射率を測定する方法であって、 ある放射スペクトルをもつ光(添字jにて表わす)の、
ある分割された波長領域(添字iにて表わす)における
前記光源の放射光量をPji、 ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
ンサの出力強度をAj、 ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
度をRi、 同波長領域において、前記被測定物に反射されずに直接
前記光センサに照射される放射光量をBi、同波長領域
において、前記被測定物の反射率をriとしたときに、 Aj−Σ^n_i_=_1(Bi・Ri) =Σ^n_i_=_1(ri・Pji・Ri)・・・・
・・(1)(j=1、2、・・・、m)但し、m≧n)
により与えられる(1)式から前記被測定物の反射率(
ri)を求めることを特徴とする物質の反射率の測定方
法。
[Scope of Claims] A light source that is provided with at least n mutually independent radiation spectrum waveforms by a radiation spectrum variable means,
After being reflected by the object to be measured, at least the n
In this method, the reflectance of the object to be measured is measured in each of the n wavelength regions of the light divided by the at least n output intensities outputted from the optical sensor at this time. So, for light with a certain emission spectrum (denoted by the subscript j),
Pji is the amount of emitted light from the light source in a certain divided wavelength region (represented by subscript i); Aj is the output intensity of the optical sensor when irradiated with light having a certain emission spectrum; Ri is the spectral sensitivity of the optical sensor, Bi is the amount of radiation that is directly irradiated to the optical sensor without being reflected by the object to be measured in the same wavelength region, and ri is the reflectance of the object to be measured in the same wavelength region. When, Aj-Σ^n_i_=_1(Bi・Ri) =Σ^n_i_=_1(ri・Pji・Ri)...
...(1) (j = 1, 2, ..., m) However, m≧n)
From equation (1) given by, the reflectance of the object to be measured (
A method for measuring the reflectance of a substance, characterized by determining ri).
JP1089680A 1989-04-11 1989-04-11 Method for measuring reflectivity of material Pending JPH02268252A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008051662A (en) * 2006-08-24 2008-03-06 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Measuring method and measuring instrument for absolute reflection factor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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