JPH0789084B2 - 分光測定方法 - Google Patents
分光測定方法Info
- Publication number
- JPH0789084B2 JPH0789084B2 JP1177514A JP17751489A JPH0789084B2 JP H0789084 B2 JPH0789084 B2 JP H0789084B2 JP 1177514 A JP1177514 A JP 1177514A JP 17751489 A JP17751489 A JP 17751489A JP H0789084 B2 JPH0789084 B2 JP H0789084B2
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- Japan
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- light
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- spectral
- dispersion
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光源からの光や物体の反射光などの分光分布
を測定するための分光測定装置に関するもので、光源の
光色、演色性を評価したり、物体色の測定など、そのス
ペクトルに対する効果量の評価に使用するものである。
を測定するための分光測定装置に関するもので、光源の
光色、演色性を評価したり、物体色の測定など、そのス
ペクトルに対する効果量の評価に使用するものである。
従来の技術 光源のエネルギー量や光色、演色性を評価したり、物体
色の測定に分光測定を使用する場合、スペクトルの波長
分解能よりも測定におけるエネルギー積分の精度の向上
が重要となる。すなわち、波長分布の細部の形状より、
適当な波長区分に対する放射のエネルギー強度をいかに
正確にとらえるかが課題となる。これには、使用する分
光器のスペクトル帯域半値幅と測定波長サンプリング間
隔を一致させることで実現される。従来の分散素子駆動
型モノクロメータでは、たとえばプリズムモノクロメー
タでは分散曲線と波長目盛りが一致するため、機械幅を
等間隔送りで測定した。このとき、短波長部分と長短波
長部分では、線分散の大きさがかなり異なるが、隣合う
測定波長位置での分散の差は大きな変化がないものとし
て行なった。また分散素子駆動型の回折格子モノクロメ
ータでは、サインバー機構の導入により、分散曲線と波
長目盛りは独立している。しかし回折格子モノクロメー
タの分散は、プリズムのそれに比べて直線に近く、ま
た、分光測定の途中で分散の変化に合わせてスリット幅
を機械的に修正することが難しいため、分散の変化を無
視して分光測定をおこなってきた。
色の測定に分光測定を使用する場合、スペクトルの波長
分解能よりも測定におけるエネルギー積分の精度の向上
が重要となる。すなわち、波長分布の細部の形状より、
適当な波長区分に対する放射のエネルギー強度をいかに
正確にとらえるかが課題となる。これには、使用する分
光器のスペクトル帯域半値幅と測定波長サンプリング間
隔を一致させることで実現される。従来の分散素子駆動
型モノクロメータでは、たとえばプリズムモノクロメー
タでは分散曲線と波長目盛りが一致するため、機械幅を
等間隔送りで測定した。このとき、短波長部分と長短波
長部分では、線分散の大きさがかなり異なるが、隣合う
測定波長位置での分散の差は大きな変化がないものとし
て行なった。また分散素子駆動型の回折格子モノクロメ
ータでは、サインバー機構の導入により、分散曲線と波
長目盛りは独立している。しかし回折格子モノクロメー
タの分散は、プリズムのそれに比べて直線に近く、ま
た、分光測定の途中で分散の変化に合わせてスリット幅
を機械的に修正することが難しいため、分散の変化を無
視して分光測定をおこなってきた。
先に述べた分散素子駆動型モノクロメータでは測定時間
がかかるため、近年、分光分散光学系と受光素子アレイ
を組み合わせ、測定対象物からの光スペクトルを短時間
に測定する分光測定器が使用されるようになったが、測
定サンプリング間隔に相当する受光素子の機械的間隔
と、分散とが独立しているため、受光素子アレイの面上
での分散の非直線性が大きく、スペクトル帯域半値幅と
測定波長サンプリング間隔が一致せず、先に述べた分散
素子駆動型モノクロメータに比べて測定誤差が大きいと
いう問題点があった。
がかかるため、近年、分光分散光学系と受光素子アレイ
を組み合わせ、測定対象物からの光スペクトルを短時間
に測定する分光測定器が使用されるようになったが、測
定サンプリング間隔に相当する受光素子の機械的間隔
と、分散とが独立しているため、受光素子アレイの面上
での分散の非直線性が大きく、スペクトル帯域半値幅と
測定波長サンプリング間隔が一致せず、先に述べた分散
素子駆動型モノクロメータに比べて測定誤差が大きいと
いう問題点があった。
発明が解決しようとする課題 上記に述べたように、分光分散光学系と受光素子アレイ
を組み合わせ、測定対象物からの光スペクトルを短時間
に測定する分光測定器では、測定サンプリング間隔に相
当する受光素子の機械的間隔と、分光分散光学系の分散
とが独立している。このため、受光素子アレイの面上で
の分散の非直線性が大きく、スペクトル帯域半値幅と測
定波長サンプリング間隔が一致せず不整合が生じるた
め、光源のエネルギー量や光色、演色性を評価したり、
物体色の測定に分光測定を使用する場合、誤差を生ず
る。
を組み合わせ、測定対象物からの光スペクトルを短時間
に測定する分光測定器では、測定サンプリング間隔に相
当する受光素子の機械的間隔と、分光分散光学系の分散
とが独立している。このため、受光素子アレイの面上で
の分散の非直線性が大きく、スペクトル帯域半値幅と測
定波長サンプリング間隔が一致せず不整合が生じるた
め、光源のエネルギー量や光色、演色性を評価したり、
物体色の測定に分光測定を使用する場合、誤差を生ず
る。
いま、モノクロメータのスペクトル帯域特性の波長半値
幅を5nmに測定し、波長546.1nmの水銀輝線を測定した場
合を考える。モノクロメータの波長を545nmおよび550nm
に設定したとき、そのスペクトル帯域特性は第１図のよ
うになる。水銀輝線のエネルギーをＰ＝100wW・m-2とし
たとき、設定波長が545nmおよび550nmのときの測定値
は、（１）、（２）式よりもとめられる。
幅を5nmに測定し、波長546.1nmの水銀輝線を測定した場
合を考える。モノクロメータの波長を545nmおよび550nm
に設定したとき、そのスペクトル帯域特性は第１図のよ
うになる。水銀輝線のエネルギーをＰ＝100wW・m-2とし
たとき、設定波長が545nmおよび550nmのときの測定値
は、（１）、（２）式よりもとめられる。
逆に、このときの測定値Ｐ（545）、Ｐ（550）から区分
求積によりＰを求めると Ｐ＝Ｐ（545）＋Ｐ（550）＝100［mW m-2］ ・・・
（３） となる。すなわち、モノクロメータのスペクトル帯域特
性が理想的な二等辺三角形であれば、スペクトル帯域特
性の波長半値幅と測定における波長サンプリング間隔を
一致させることにより、先に示した重価積分を精度よく
行なうことができる。
求積によりＰを求めると Ｐ＝Ｐ（545）＋Ｐ（550）＝100［mW m-2］ ・・・
（３） となる。すなわち、モノクロメータのスペクトル帯域特
性が理想的な二等辺三角形であれば、スペクトル帯域特
性の波長半値幅と測定における波長サンプリング間隔を
一致させることにより、先に示した重価積分を精度よく
行なうことができる。
これに対し、スペクトル帯域特性の波長判値幅と測定に
おける波長サンプリング間隔が一致しない場合を考え
る。上記の例では、波長サンプリング間隔5nm、入射ス
リット波長幅5nm、に対して出射スリット波長幅を7nmに
設定すると、モノクロメータのスペクトル帯域特性は第
２図に示す様に帯域判値幅9nmの台形となる。（図の放
射照度の目盛りは、この台形のスペクトル帯域特性と、
先に示した理想的な二等辺三角形を成すスペクトル帯域
特性の面積が等しくなるように正規化したものであ
る。）このとき、放射照度100wW・m-2の波長546.1nm水
銀輝線の測定値は、設定波長が545nmおよび550nmにおい
て、それぞれ97mW・m-2と42mW・m-2で、水銀輝線の放射
照度測定値が139mW・m-2となり真値に対して39％の誤差
が生じる。
おける波長サンプリング間隔が一致しない場合を考え
る。上記の例では、波長サンプリング間隔5nm、入射ス
リット波長幅5nm、に対して出射スリット波長幅を7nmに
設定すると、モノクロメータのスペクトル帯域特性は第
２図に示す様に帯域判値幅9nmの台形となる。（図の放
射照度の目盛りは、この台形のスペクトル帯域特性と、
先に示した理想的な二等辺三角形を成すスペクトル帯域
特性の面積が等しくなるように正規化したものであ
る。）このとき、放射照度100wW・m-2の波長546.1nm水
銀輝線の測定値は、設定波長が545nmおよび550nmにおい
て、それぞれ97mW・m-2と42mW・m-2で、水銀輝線の放射
照度測定値が139mW・m-2となり真値に対して39％の誤差
が生じる。
本発明は、分光分散光学系と受光素子アレイを組み合せ
た分光測定器のスペクトル帯域半値幅と測定波長サンプ
リング間隔との不整合によって生じる測定誤差を無く
し、分光測定を行なう波長範囲の全域のどの部分でも、
分光的情報（データ）の過不足が生じないようにし、測
定精度を向上させることを課題とした。
た分光測定器のスペクトル帯域半値幅と測定波長サンプ
リング間隔との不整合によって生じる測定誤差を無く
し、分光測定を行なう波長範囲の全域のどの部分でも、
分光的情報（データ）の過不足が生じないようにし、測
定精度を向上させることを課題とした。
課題に解決するための手段 本発明は、分光分散光学系と受光素子アレイを組み合わ
せ、測定対象物からの光スペクトルを測定する分光測定
方法であって、前記受光素子アレイを構成する個々の受
光素子と前記分散素子との組み合わせによる分光応答度
特性と、隣接する受光素子と分散素子との組み合わせに
よる分光応答度特性が、不連続にならずに、互いに隣接
する分光応答度特性の重心波長を結ぶ連続した滑らかな
曲線になるような位置になるように、前記受光素子アレ
イを分散方向に移動し、この移動位置で、それぞれの受
光素子の出力を検出し、分光測定を行なう波長範囲の全
域のどの部分でも、分光的情報の過不足が生じないよう
にした分光測定が実現できるものである。
せ、測定対象物からの光スペクトルを測定する分光測定
方法であって、前記受光素子アレイを構成する個々の受
光素子と前記分散素子との組み合わせによる分光応答度
特性と、隣接する受光素子と分散素子との組み合わせに
よる分光応答度特性が、不連続にならずに、互いに隣接
する分光応答度特性の重心波長を結ぶ連続した滑らかな
曲線になるような位置になるように、前記受光素子アレ
イを分散方向に移動し、この移動位置で、それぞれの受
光素子の出力を検出し、分光測定を行なう波長範囲の全
域のどの部分でも、分光的情報の過不足が生じないよう
にした分光測定が実現できるものである。
作用 本発明は、測定対象物からの光スペクトルを短時間に測
定する分光測定において、受光素子アレイの面上での分
散の非直線性が大きい場合、測定しようとする波長範囲
のどの部分でも、スペクトル帯域半値幅と測定波長サン
プリング間隔を一致させることができ、分光的情報（デ
ータ）の過不足が生じないようにした分光測定が実現で
きる。このため、光源のエネルギー量や光色、演色性を
評価したり、物体色の測定に分光測定を使用する場合、
精度の高い測定が可能となる。
定する分光測定において、受光素子アレイの面上での分
散の非直線性が大きい場合、測定しようとする波長範囲
のどの部分でも、スペクトル帯域半値幅と測定波長サン
プリング間隔を一致させることができ、分光的情報（デ
ータ）の過不足が生じないようにした分光測定が実現で
きる。このため、光源のエネルギー量や光色、演色性を
評価したり、物体色の測定に分光測定を使用する場合、
精度の高い測定が可能となる。
実施例 本発明の一実施例を図面を使って説明する。第３図に、
本発明の一実施例である連続干渉フィルム（フィルター
の一方向に対して、透過帯域スペクトルの重心波長が、
連続的に変化する狭帯域透過干渉フィルター）とフォト
ダイオードアレイを使用したものに関して、それを使用
して光源の分光分布を測定する場合について示す。図に
おいて１は測定しようとする光源である。光源１からの
光束を、連続干渉フィルタ２に導き、空間的に波長分離
した光をフォトダイオードアレイ３で検出する。前記フ
ォトダイオードアレイは、モータ４で、前記連続干渉フ
ィルタ２の分光分散方向に前記フォトダオードアレイ３
を移動する。これによって、前記フォトダイオードアレ
イ３を構成する個々の受光素子の分光応答度は、その前
面に位置する前記連続干渉フィルタ２の、その受光素子
の位置における分光透過率によって補正され、前記連続
干渉フィルタ２の分光分散方向に前記フォトダイオード
アレイ３を移動することにより、個々の受光素子の干渉
フィルタによって補正された分光応答度の重心波長を、
変化させる。フォトダイオードアレイ３の各素子の出力
は、データ処理部５に送られる。前記データ処理部５
は、モータ制御部６から前記フォトダイオードアレイ３
を移動位置の信号を受け取り、前記フォトダイオードア
レイ３を構成する個々の受光素子と前記連続干渉フィル
タ２との組合わせによる分光応答度特性と、隣接する受
光素子と前記連続干渉フィルタ２との組合わせによる分
光応答度特性が、不連続にならずに、互いに隣接する分
光応答特性の重心波長を結ぶ連続した滑らかな曲線にな
るような移動位置で、それぞれの受光素子の出力を検出
する。
本発明の一実施例である連続干渉フィルム（フィルター
の一方向に対して、透過帯域スペクトルの重心波長が、
連続的に変化する狭帯域透過干渉フィルター）とフォト
ダイオードアレイを使用したものに関して、それを使用
して光源の分光分布を測定する場合について示す。図に
おいて１は測定しようとする光源である。光源１からの
光束を、連続干渉フィルタ２に導き、空間的に波長分離
した光をフォトダイオードアレイ３で検出する。前記フ
ォトダイオードアレイは、モータ４で、前記連続干渉フ
ィルタ２の分光分散方向に前記フォトダオードアレイ３
を移動する。これによって、前記フォトダイオードアレ
イ３を構成する個々の受光素子の分光応答度は、その前
面に位置する前記連続干渉フィルタ２の、その受光素子
の位置における分光透過率によって補正され、前記連続
干渉フィルタ２の分光分散方向に前記フォトダイオード
アレイ３を移動することにより、個々の受光素子の干渉
フィルタによって補正された分光応答度の重心波長を、
変化させる。フォトダイオードアレイ３の各素子の出力
は、データ処理部５に送られる。前記データ処理部５
は、モータ制御部６から前記フォトダイオードアレイ３
を移動位置の信号を受け取り、前記フォトダイオードア
レイ３を構成する個々の受光素子と前記連続干渉フィル
タ２との組合わせによる分光応答度特性と、隣接する受
光素子と前記連続干渉フィルタ２との組合わせによる分
光応答度特性が、不連続にならずに、互いに隣接する分
光応答特性の重心波長を結ぶ連続した滑らかな曲線にな
るような移動位置で、それぞれの受光素子の出力を検出
する。
第４図に前記連続干渉フィルタ２の分散方向の機械的な
位置と分光透過特性の重心波長の関係を示す。波長は、
短波長短からの距離に比例している。一方、それぞれの
波長位置におけるそれぞれの受光素子に分光応答度のス
ペクトル帯域半値幅は、第５図に示すとおり、波長に大
きく依存する。したがって、それぞれの受光素子の分光
応答度の重心波長と、隣接する受光素子の出力検出を行
なう時の分光応答度の重心波長との波長的距離が、その
波長における、分散光学系によって決定される波長帯域
半値幅または、その整数分の１となる位置で、その受光
素子の出力を検出し、波長帯域半値幅または、その整数
分の１と、波長サンプリング間隔が等しい分光測定デー
タを得る。
位置と分光透過特性の重心波長の関係を示す。波長は、
短波長短からの距離に比例している。一方、それぞれの
波長位置におけるそれぞれの受光素子に分光応答度のス
ペクトル帯域半値幅は、第５図に示すとおり、波長に大
きく依存する。したがって、それぞれの受光素子の分光
応答度の重心波長と、隣接する受光素子の出力検出を行
なう時の分光応答度の重心波長との波長的距離が、その
波長における、分散光学系によって決定される波長帯域
半値幅または、その整数分の１となる位置で、その受光
素子の出力を検出し、波長帯域半値幅または、その整数
分の１と、波長サンプリング間隔が等しい分光測定デー
タを得る。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明の構成によって、分光分
散光学系と受光素子アレイを組み合せ、測定対象物から
の光スペクトルを短時間に測定する分光測定器におい
て、受光素子アレイの面上での分散の非直線性が大きい
場合、測定しようとする波長範囲のどの部分でも、スペ
クトル帯域半値幅と測定波長サンプリング間隔を一致さ
せることができ、分光的情報（データ）の過不足が生じ
ないようにした分光測定が実現できる。このため、光源
のエネルギー量や光色、演色性を評価したり、物体色の
測定に分光測定を使用する場合、精度の高い測定が可能
となる。
散光学系と受光素子アレイを組み合せ、測定対象物から
の光スペクトルを短時間に測定する分光測定器におい
て、受光素子アレイの面上での分散の非直線性が大きい
場合、測定しようとする波長範囲のどの部分でも、スペ
クトル帯域半値幅と測定波長サンプリング間隔を一致さ
せることができ、分光的情報（データ）の過不足が生じ
ないようにした分光測定が実現できる。このため、光源
のエネルギー量や光色、演色性を評価したり、物体色の
測定に分光測定を使用する場合、精度の高い測定が可能
となる。
第１図は、モノクロメータのスペクトル帯域特性の波長
半値幅を5nmに設定し、波長546.1nmの水銀輝線を測定し
た場合、モノクロメータの波長を545nmおよび550nmに設
定したときの、スペクトル帯域特性、すなわちスペクト
ル帯域半値幅と測定波長サンプリング間隔の整合がとれ
ている場合のスペクトル帯域特性図、第２図は、波長サ
ンプリング間隔5nm、入射スリット波長幅5nm、に対して
出射スリット波長幅を9nmに設定した場合のモノクロメ
ータのスペクトル帯域特性、すなわちスペクトル帯域半
値幅と測定波長サンプリング間隔の整合がとれない場合
のスペクトル帯域特性図、第３図は、本発明の一実施例
である連続干渉フィルタとフォトダイオードアレイを使
用した装置の構成図である。また、第４図に前記連続干
渉フィルタ２の分散方向の機械的な位置と分光透過特性
の重心波長の関係を、第５図に受光素子の分光応答度の
スペクトル帯域半値幅の波長に対する特性図を示す。 １……光源、２……連続干渉フィルタ、３……フォトダ
イオードアレイ、４……モータ、５……データ処理部、
６……モータ制御部。
半値幅を5nmに設定し、波長546.1nmの水銀輝線を測定し
た場合、モノクロメータの波長を545nmおよび550nmに設
定したときの、スペクトル帯域特性、すなわちスペクト
ル帯域半値幅と測定波長サンプリング間隔の整合がとれ
ている場合のスペクトル帯域特性図、第２図は、波長サ
ンプリング間隔5nm、入射スリット波長幅5nm、に対して
出射スリット波長幅を9nmに設定した場合のモノクロメ
ータのスペクトル帯域特性、すなわちスペクトル帯域半
値幅と測定波長サンプリング間隔の整合がとれない場合
のスペクトル帯域特性図、第３図は、本発明の一実施例
である連続干渉フィルタとフォトダイオードアレイを使
用した装置の構成図である。また、第４図に前記連続干
渉フィルタ２の分散方向の機械的な位置と分光透過特性
の重心波長の関係を、第５図に受光素子の分光応答度の
スペクトル帯域半値幅の波長に対する特性図を示す。 １……光源、２……連続干渉フィルタ、３……フォトダ
イオードアレイ、４……モータ、５……データ処理部、
６……モータ制御部。
Claims (3)
- 【請求項１】分光分散光学系と受光素子アレイを組み合
わせ、測定対象物からの光スペクトルを測定する分光測
定方法であって、前記受光素子アレイを構成する個々の
受光素子と前記分散素子との組み合わせによる分光応答
度特性と、隣接する受光素子と分散素子との組み合わせ
による分光応答度特性が、不連続にならずに、互いに隣
接する分光応答度特性の重心波長を結ぶ連続した滑らか
な曲線になるような位置になるように、前記受光素子ア
レイを分散方向に移動し、この移動位置で、それぞれの
受光素子の出力を検出し、分光測定を行なう波長範囲の
全域のどの部分でも、分光的情報の過不足が生じないよ
うにした分光測定方法。 - 【請求項２】分光分散光学系の分散方向に受光素子アレ
イをそのアレイ間隔以内の距離だけ移動し、前記受光素
子アレイのそれぞれの受光素子の分光応答度の重心波長
と隣接する受光素子の出力検出を行なう時の分光応答度
の重心波長との波長的距離が、その波長における前記分
散光学系によって決定される波長帯域半値幅、またはそ
の整数分の１となる位置で、その受光素子の出力を検出
し、波長帯域半値幅、またはその整数分の１と波長サン
プリング間隔が等しい分光測定データを得る請求項１記
載の分光測定方法。 - 【請求項３】分光分散光学系の分散方向に分光分散素子
をそのアレイ間隔以内の距離だけ移動し、前記受光素子
アレイのそれぞれの受光素子の分光応答度の重心波長と
隣接する受光素子の出力検出を行なう時の分光応答度の
重心波長との波長的距離が、その波長における前記分散
光学系によって決定される波長帯域半値幅、またはその
整数分の１となる位置で、その受光素子の出力を検出
し、波長帯域半値幅、またはその整数分の１と波長サン
プリング間隔が等しい分光測定データを得る請求項１記
載の分光測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177514A JPH0789084B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 分光測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1177514A JPH0789084B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 分光測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341326A JPH0341326A (ja) | 1991-02-21 |
| JPH0789084B2 true JPH0789084B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16032241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177514A Expired - Lifetime JPH0789084B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 分光測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789084B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5333116A (en) * | 1990-05-04 | 1994-07-26 | Ast Research, Inc. | Combination laptop and pad computer |
| US5200913A (en) * | 1990-05-04 | 1993-04-06 | Grid Systems, Inc. | Combination laptop and pad computer |
| USRE39429E1 (en) * | 1990-05-04 | 2006-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Combination laptop and pad computer |
| JPH05107114A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-27 | Nec Corp | 観測波長帯可変型電子走査式放射計 |
| DE9410778U1 (de) * | 1994-07-06 | 1994-08-18 | Kabelmetal Electro Gmbh | Spleiß- oder Abzweigverbindung für elektrische oder optische Kabel |
| US6005767A (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-21 | Vadem | Portable computer having articulated display |
| US6266236B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-07-24 | Vadem | Apparatus and method for connecting and articulating display in a portable computer having multiple display orientations |
| WO2001001070A1 (fr) * | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Omron Corporation | Dispositif a source lumineuse, spectroscope comportant le dispositif a source lumineuse et capteur d'epaisseur de couche |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168028U (ja) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1177514A patent/JPH0789084B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0341326A (ja) | 1991-02-21 |
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