JPH08313349A - 分光光度計 - Google Patents

分光光度計

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JPH08313349A
JPH08313349A JP7118724A JP11872495A JPH08313349A JP H08313349 A JPH08313349 A JP H08313349A JP 7118724 A JP7118724 A JP 7118724A JP 11872495 A JP11872495 A JP 11872495A JP H08313349 A JPH08313349 A JP H08313349A
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健二 井村
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澄 今井
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    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/065—Integrating spheres

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単純な構造で、標準の光の照明における全分
光放射輝度率にほぼ等しい全分光放射輝度率を精度良く
短時間で得る。 【構成】 積分球２の開口２１に蛍光性サンプル１が配
置される。第１の光源部３は、開口２２に配置され、Ｕ
Ｖ成分を含む光束を出力するランプ３１を有し、パルス
状の光束３３が開口２２を通って積分球２内に入射す
る。第２の光源部４は、開口２３に配置され、ランプ４
１、ＵＶ成分を遮断するＵＶカットフィルタ４３等から
なる。ＵＶカットフィルタ４３は、ランプ４１と開口２
３の間に介設され、積分球２内に入射する光束４４はＵ
Ｖ成分が除去される。分光部５，６は、放射光１１、モ
ニタ用光束６２の分光強度を検出する。演算制御部７
は、分光強度データ等を記憶するメモリ７１を備え、各
データを用いて演算を行って全分光放射輝度率を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維、紙製品等の蛍光
物質を含む試料の色を測定するための分光光度計に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、蛍光物質を含む測定試料（以
下、蛍光性サンプルという）を白色光Ｉで照明したと
き、その視覚的な性質は、JIS Z 8717に示されるよう
に、全分光放射輝度率βt,I(λ)で表される。全分光放
射輝度率βt,I(λ)は、同一条件で照明、観察された蛍
光性サンプルと完全拡散反射面との波長λにおける分光
放射輝度の比、すなわち同一条件で照明したときに同一
方向で同一立体角に蛍光性サンプルと完全拡散反射面と
から放射される波長λにおける光束の強度の比で、数１
で表される。
【０００３】
【数１】βt,I(λ)＝Ｓ(λ)／Ｓ0(λ) 但し、Ｓ(λ)は蛍光性サンプルからの放射光の波長λに
おける強度、Ｓ0(λ)は完全拡散反射面からの放射光の
波長λにおける強度である。
【０００４】また、全分光放射輝度率βt,I(λ)は、蛍
光性サンプルからの反射光成分による反射分光放射輝度
率をβo,I(λ)、蛍光性サンプルからの蛍光成分による
蛍光分光放射輝度率をβf,I(λ)とすると、
【０００５】
【数２】βt,I(λ)＝βo,I(λ)＋βf,I(λ) で表される。
【０００６】蛍光分光放射輝度率βf,I(λ)は、照明さ
れている蛍光性サンプルが紫外線（以下、ＵＶという）
成分で励起されて放射する蛍光成分の波長λにおける強
度と、同一の照明条件で完全拡散反射面が放射する光束
の波長λにおける強度との比であり、数３で表される。
【０００７】
【数３】
【０００８】但し、ｉI(λ')は照明光の分光強度、ｅ
(λ,λ')は蛍光性サンプルが波長λ'の照明光による励
起で波長λの蛍光を放射する効率、Ｓ0(λ)は同一の照
明光による完全拡散反射面の放射光の波長λにおける強
度である。
【０００９】蛍光分光放射輝度率βf,I(λ)は、反射分
光放射輝度率βo,I(λ)と異なり、波長λにおける放射
輝度率に照明光の内のＵＶ成分の強度が関係しているた
め、照明光の分光強度に依存する。
【００１０】以下において、添え字Ｉは白色光の種類を
示し、添え字ＤはＣＩＥの測色用の標準の光Ｄ65による
照明、添え字Ｘは実際に使用される光源による照明を示
している。
【００１１】蛍光性サンプルの評価には、通常、標準の
光Ｄ65が用いられるが、この分光強度ｉD(λ)と実際の
照明光の分光強度ｉX(λ)に差があれば、同一の蛍光性
サンプルであっても、数３におけるβf,D(λ)とβ
f,X(λ)に差が生じ、その結果として数２におけるβt,D
(λ)とβt,X(λ)にも差が生じる。
【００１２】従来、照明光の内のＵＶ成分の強度を調節
することにより分光強度ｉX(λ)を分光強度ｉD(λ)に近
づける方法が用いられている（「Assessment of Whiten
essand Tint of Fluorescent Substrates with Good In
strument Correlation」Rolf Griesser，「The Calibra
tion of Instruments for the Measurement of Paper w
hiteness」J.Anthony Bristow(COLOR research and app
lication誌Vol.19 No.6 Dec.1994)）。
【００１３】図４は、この従来の分光光度計の構成図
で、照明光の光束中に挿入程度を調節可能なＵＶカット
フィルタを挿入し、照明光束の一部からＵＶ成分を除去
することによりＵＶ強度を調節している。この場合、数
３は数４で表される。
【００１４】
【数４】
【００１５】但し、ａはＵＶ成分の減衰度である。
【００１６】図４において、蛍光性サンプル１は積分球
２のサンプル用の開口２１に配置される。クセノンラン
プなどからなるＵＶ成分を十分に含む光源１０１は、発
光回路１０４によって駆動され、その光束１０２は開口
２３を通って積分球２内に入る。ここで、その光束１０
２の光路を部分的に遮断するようにＵＶカットフィルタ
１０３が挿入されており、ＵＶカットフィルタ１０３を
通過した光束はＵＶ成分が除去されている。ＵＶカット
フィルタ１０３の挿入度合いは調節可能で、これによっ
て照明光中のＵＶ強度が調節可能になっている。
【００１７】積分球２内に入った光束１０２は、その内
部で拡散反射され、拡散光となって蛍光性サンプル１を
照明し、照明された表面からの所定方向成分の放射光１
１が観察用開口２４を通って試料用の分光部５に入射
し、分光強度が検出される。同様に、蛍光性サンプル１
の照明光とほぼ同一の分光強度を持つ光束６２がモニタ
用光ファイバ６１に入射し、モニタ用の分光部６に導か
れて、分光強度が検出される。
【００１８】更に、分光反射率が既知の非蛍光性標準白
色板１２を積分球２の開口２１に配置して、非蛍光性標
準白色板１２からの放射光１１の分光強度及びそのとき
の非蛍光性標準白色板１２の照明光の分光強度を検出す
る。
【００１９】演算制御部７０は、分光部５，６から入力
される分光強度データから、数５に基づいて全分光放射
輝度率βt,X(λ)を算出し、その結果を表示部８に表示
させる。
【００２０】
【数５】
【００２１】但し、Ｗ(λ)は非蛍光性標準白色板１２の
既知の分光反射率、ＳW(λ)は非蛍光性標準白色板１２
からの放射光の分光強度、ＲW(λ)は非蛍光性標準白色
板１２の照明光の分光強度、Ｓ(λ)は蛍光性サンプル１
からの放射光の分光強度、Ｒ(λ)は蛍光性サンプル１の
照明光の分光強度である。
【００２２】ＵＶカットフィルタ１０３の挿入度合い、
すなわち数４におけるＵＶ成分の減衰度ａを決定してＵ
Ｖ強度を校正するために、蛍光物質を含む標準サンプル
（以下、蛍光性標準サンプルという）１３が用いられ
る。この蛍光性標準サンプル１３は、標準の光Ｄ65照明
下におけるＣＩＥ白色度等の所定の指標が与えられた
紙、プラスチックや布等からなるもので、例えば紙の蛍
光性標準サンプルの場合には、標準の光Ｄ65照明下にお
けるＣＩＥ白色度が与えられている。
【００２３】この蛍光性標準サンプル１３を図４の分光
光度計で測定し、得られた全分光放射輝度率βt,X(λ)
から算出されるＣＩＥ白色度が与えられた値と一致する
ようにＵＶカットフィルタ１０３の挿入度合いを調節す
ることによって、ＵＶ強度を校正する。
【００２４】そして、調節されたＵＶカットフィルタ１
０３の挿入度合いの状態で蛍光性サンプル１を測定すれ
ば、そのサンプルに含まれる蛍光物質がＵＶ強度の校正
に用いた蛍光性標準サンプルに含まれるものと同一また
は類似の場合、すなわち数３におけるｅ(λ,λ')が同一
または類似の場合には、測定されたＣＩＥ白色度は、そ
の蛍光性サンプル１を標準の光Ｄ65で照明したときのＣ
ＩＥ白色度に非常に近い値になる。
【００２５】また、第２の従来例として、蛍光性サンプ
ルの全分光放射輝度率を求める方法として、JIS Z 8717
に記載された全分光放射輝度率合成法がある。これは、
異なる分光強度を有するｎ個の光源ｉk(λ)（ｋ＝１，
２，…，ｎ）を用いて、数６が標準の光Ｄ65の分光強度
ｉD(λ)に近づくようにａkを定め、各光源で照明された
蛍光性サンプルの全分光放射輝度率βt,K(λ)から、数
７によって全分光放射輝度率を合成するものである。
【００２６】
【数６】
【００２７】
【数７】
【００２８】この方法は、分光強度が標準の光Ｄ65に近
似するように各光源を合成するので上記従来例のような
蛍光性標準サンプルを必要とせず、蛍光性サンプルが含
む合成物質がどのような種類の場合でも、標準の光Ｄ65
照明下とほぼ等しい全分光放射輝度率を得ることができ
る。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す上記従来例では、ＵＶ強度を校正するために、ＵＶ
カットフィルタ１０３の移動と測定を繰り返してＵＶカ
ットフィルタ１０３の挿入度合いの調節を行わなければ
ならず、測定に時間を要する。また、上述したように、
ＣＩＥ白色度等のような蛍光性標準サンプルの所定の指
標に対してＵＶ強度の校正が行われるので、その指標に
ついては実際の照明光Ｘによる値が標準の光Ｄ65照明下
における値に一致しても、全分光放射輝度率βt,X(λ)
が標準の光Ｄ65照明下における全分光放射輝度率β
t,D(λ)に一致するとは限らない。従って、全分光放射
輝度率から計算される他の指標、例えば色彩値が一致し
ないということが起こり得る。
【００３０】また、上記第２の従来例は、標準の光Ｄ65
に精度良く近似させるためには分光強度の異なる光源を
多数備える必要があり、その場合には構造が複雑になる
とともにコストが上昇するので、実用的なものではな
い。
【００３１】本発明は、上記問題を解決するもので、単
純な構造で、標準の光の照明における全分光放射輝度率
に等しい全分光放射輝度率が精度良く短時間で得られる
分光光度計を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ＵＶ成分を含む光束を出力する第１の光
源と、ＵＶ成分を含まない光束を出力する第２の光源
と、測定位置に配置されたサンプルを上記第１、第２の
光源で照明したときに上記サンプルから放射される光束
の分光強度である第１、第２の放射光分光強度を測定す
る第１の測定手段と、上記第１、第２の光源による照明
光の分光強度である第１、第２の光源分光強度を測定す
る第２の測定手段と、上記測定位置に白色分光反射率が
既知の非蛍光性標準白色板が配置されると、上記第１、
第２の光源をそれぞれ個別に点灯させて上記非蛍光性標
準白色板から放射される光束の分光強度である第１、第
２の白色標準分光強度と、その時の第１、第２の光源分
光強度を測定させるとともに、上記測定位置に蛍光性サ
ンプルが配置されると、上記第１、第２の光源をそれぞ
れ個別に点灯させて上記蛍光性サンプルから放射される
光束の分光強度である第１、第２の放射分光強度と、そ
の時の第１、第２の光源分光強度を測定させる測定制御
手段と、上記第１の光源を点灯したときに得られる上記
各分光強度に重み付けを行う第１の重み係数を記憶する
第１の記憶手段と、上記第２の光源を点灯したときに得
られる上記各分光強度に重み付けを行う第２の重み係数
を記憶する第２の記憶手段と、上記第１、第２の重み係
数によって重み付けが行われた上記各分光強度及び上記
既知の白色分光反射率から上記蛍光性サンプルの全分光
放射輝度率を波長毎に算出する演算制御手段とを備えた
ものである（請求項１）。
【００３３】また、上記第１、第２の重み係数は、波長
毎に設定された値からなり、上記第１、第２の光源を点
灯したときに得られる上記各分光強度に波長毎に重み付
けを行うものである（請求項２）。
【００３４】また、請求項２記載の分光光度計におい
て、上記測定位置に標準の光における全分光放射輝度率
が既知の蛍光性標準サンプルが配置されると、上記第
１、第２の光源をそれぞれ個別に点灯させて上記蛍光性
標準サンプルから放射される光束の分光強度である第
１、第２の蛍光標準分光強度と、その時の第１、第２の
光源分光強度を測定させる第２の測定制御手段と、上記
第１の蛍光標準分光強度及びその時の上記第１の光源分
光強度、上記第２の蛍光標準分光強度及びその時の上記
第２の光源分光強度、上記第１の白色標準分光強度及び
その時の上記第１の光源分光強度、上記第２の白色標準
分光強度及びその時の上記第２の光源分光強度、上記既
知の白色分光反射率、及び上記既知の標準の光における
全分光放射輝度率から、上記第１、第２の重み係数を波
長毎に算出する第２の演算制御手段とを備えたものであ
る（請求項３）。
【００３５】また、上記第１、第２の光源は、ＵＶ成分
を含む光束を出力する単一のランプを有する光源部から
なり、この光源部は、上記ランプによる照明光の光路上
にある遮蔽位置及び上記光路上から退避した退避位置間
に移動可能に配設され、光束のＵＶ成分を遮断するＵＶ
カットフィルタと、上記ＵＶカットフィルタを上記遮蔽
位置と上記退避位置間で移動させる移動手段と、上記第
１の光源を点灯させるときは上記ＵＶカットフィルタを
上記退避位置に配置した状態で上記ランプを点灯させ、
上記第２の光源を点灯させるときは上記ＵＶカットフィ
ルタを上記遮蔽位置に配置した状態で上記ランプを点灯
させる点灯制御手段とを備えたものである（請求項
４）。
【００３６】
【作用】請求項１記載の発明によれば、まず、非蛍光性
標準白色板が測定位置に配置された状態で第１の光源が
点灯され、第１の白色標準分光強度及びそのときの第１
の光源分光強度が測定され、次いで第２の光源が点灯さ
れ、第２の白色標準分光強度及びそのときの第２の光源
分光強度が測定される。そして、蛍光性サンプルが測定
位置に配置された状態で第１の光源が点灯され、第１の
放射光分光強度及びそのときの第１の光源分光強度が測
定され、次いで第２の光源が点灯され、第２の放射光分
光強度及びそのときの第２の光源分光強度が測定され
る。なお、第１、第２の光源の点灯の順番や、非蛍光性
標準白色板と蛍光性サンプルの測定の順番は逆でもよ
い。
【００３７】次に、第１の放射光分光強度及びそのとき
の第１の光源分光強度、第１の標準分光強度及びそのと
きの第１の光源分光強度に対して、第１の重み係数によ
り重み付けが行われる。また、第２の放射光分光強度及
びそのときの第２の光源分光強度、第２の標準分光強度
及びそのときの第２の光源分光強度に対して、第２の重
み係数により重み付けが行われる。
【００３８】そして、第１、第２の重み係数によって重
み付けが行われた各分光強度及び非蛍光性標準白色板の
既知の白色分光反射率から、蛍光性サンプルの全分光放
射輝度率が波長毎に算出される。
【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、ま
ず、非蛍光性標準白色板が測定位置に配置された状態で
第１の光源が点灯され、第１の白色標準分光強度及びそ
のときの第１の光源分光強度が測定され、次いで第２の
光源が点灯され、第２の白色標準分光強度及びそのとき
の第２の光源分光強度が測定される。そして、蛍光性サ
ンプルが測定位置に配置された状態で第１の光源が点灯
され、第１の放射光分光強度及びそのときの第１の光源
分光強度が測定され、次いで第２の光源が点灯され、第
２の放射光分光強度及びそのときの第２の光源分光強度
が測定される。
【００４０】次に、第１の放射光分光強度及びそのとき
の第１の光源分光強度、第１の標準分光強度及びそのと
きの第１の光源分光強度に対して、第１の重み係数によ
り波長毎に重み付けが行われる。また、第２の放射光分
光強度及びそのときの第２の光源分光強度、第２の標準
分光強度及びそのときの第２の光源分光強度に対して、
第２の重み係数により波長毎に重み付けが行われる。
【００４１】そして、第１、第２の重み係数によって重
み付けが行われた各分光強度及び非蛍光性標準白色板の
既知の白色分光反射率から、蛍光性サンプルの全分光放
射輝度率が波長毎に算出される。
【００４２】また、請求項３記載の発明によれば、蛍光
性標準サンプルが測定位置に配置された状態で第１の光
源が点灯され、第１の蛍光標準分光強度及びそのときの
第１の光源分光強度が測定され、次いで第２の光源が点
灯され、第２の蛍光標準分光強度及びそのときの第２の
光源分光強度が測定される。また、非蛍光性標準白色板
が測定位置に配置された状態で第１の光源が点灯され、
第１の白色標準分光強度及びそのときの第１の光源分光
強度が測定され、次いで第２の光源が点灯され、第２の
白色標準分光強度及びそのときの第２の光源分光強度が
測定される。
【００４３】そして、第１の蛍光標準分光強度及びその
ときの第１の光源分光強度、第２の蛍光標準分光強度及
びそのときの第２の光源分光強度、第１の白色標準分光
強度及びそのときの第１の光源分光強度、第２の白色標
準分光強度及びそのときの第２の光源分光強度、非蛍光
性標準白色板の既知の白色分光反射率、及び蛍光性標準
サンプルの既知の標準の光における全分光放射輝度率か
ら、第１、第２の重み係数が波長毎に算出される。
【００４４】更に、蛍光性サンプルが測定位置に配置さ
れた状態で第１の光源が点灯され、第１の放射光分光強
度及びそのときの第１の光源分光強度が測定され、次い
で第２の光源が点灯され、第２の放射光分光強度及びそ
のときの第２の光源分光強度が測定される。
【００４５】次に、第１の放射光分光強度及びそのとき
の第１の光源分光強度、第１の白色標準分光強度及びそ
のときの第１の光源分光強度に対して、算出された第１
の重み係数により波長毎に重み付けが行われる。また、
第２の放射光分光強度及びそのときの第２の光源分光強
度、第２の白色標準分光強度及びそのときの第２の光源
分光強度に対して、算出された第２の重み係数により波
長毎に重み付けが行われる。
【００４６】そして、第１、第２の重み係数によって重
み付けが行われた各分光強度及び非蛍光性標準白色板の
既知の白色分光反射率から、蛍光性サンプルの全分光放
射輝度率が波長毎に算出される。
【００４７】また、請求項４記載の発明によれば、第１
の光源を点灯させるときはＵＶカットフィルタが移動し
て退避位置に配置された状態でランプが点灯され、第２
の光源を点灯させるときはＵＶカットフィルタが移動し
て遮蔽位置に配置された状態でランプが点灯されて、単
一のランプを有する光源部が第１、第２の光源として用
いられる。そして、請求項１、２または３と同様にして
蛍光性サンプルの全分光放射輝度率が波長毎に算出され
る。
【００４８】
【実施例】図１は、本発明に係る分光光度計の第１実施
例の構成図である。積分球２は、内壁にMgOやBaSO4等の
白色拡散反射塗料が塗装されており、入射する光束を混
合して拡散光を生成するもので、適所にサンプル用開口
２１，光源用開口２２，２３，観察用開口２４が設けら
れ、開口２２，２３の近傍に第１の光源部３及び第２の
光源部４が配設されている。蛍光性サンプル１は、蛍光
物質を含む繊維や紙製品等からなる試料で、積分球２の
サンプル用開口２１に配置される。
【００４９】第１の光源部３は、ランプ３１及び発光回
路３２からなる。ランプ３１は、例えばクセノンランプ
等のＵＶ成分を含む光束を出力するものからなり、積分
球２の光源用開口２２に配置されている。発光回路３２
は、ランプ３１を駆動してパルス点灯させるもので、パ
ルス状の光束３３が開口２２を通って積分球２内に入射
するようになっている。
【００５０】第２の光源部４は、ランプ４１、発光回路
４２及びＵＶカットフィルタ４３からなる。ランプ４１
は、例えばクセノンランプ等からなり、積分球２の光源
用開口２３に配置されている。ＵＶカットフィルタ４３
は、ランプ４１と光源用開口２３の間に介設され、例え
ば波長が４００ｎｍ未満のＵＶ成分を透過せずに遮断す
るものである。発光回路４２は、ランプ４１を駆動して
パルス点灯させるもので、パルス状の光束４４がＵＶカ
ットフィルタ４３を透過してＵＶ成分が除去され、開口
２３を通って積分球２内に入射するようになっている。
【００５１】そして、積分球２内に入射した光束３３，
４４は、内壁で拡散反射され、拡散光となって蛍光性サ
ンプル１を照明し、照明された蛍光性サンプル１の表面
からの所定方向成分の放射光１１が、観察用の開口２４
を通って積分球２から出射する。
【００５２】積分球２の観察用開口２４には、分光部５
が配置されている。分光部５は、放射光１１の分光強度
を検出するもので、得られた分光強度データは後述する
演算制御部７に送出される。
【００５３】また、積分球２のサンプル用開口２１の近
傍には、光ファイバ６１の入射端が配設されている。光
ファイバ６１は、出射端が分光部６に接続され、入射端
に入射する蛍光性サンプル１の照明光とほぼ同一の分光
分布を有するモニタ用光束６２を分光部６に導くもので
ある。分光部６は、モニタ用光束６２の分光強度を検出
して照明光をモニタするもので、得られた分光強度デー
タは演算制御部７に送出される。
【００５４】演算制御部７は、発光回路３２，４２の駆
動を制御してランプ３１，４１の点灯を制御するもので
ある。また、分光部５，６で得られた分光強度データ等
のデータを記憶するメモリ７１を備え、後述する手順に
より演算を行って全分光放射輝度率βt,X(λ)を算出す
るものである。また、表示部８の表示内容を制御するも
のである。表示部８は、例えばＣＲＴ等からなり、演算
制御部７で算出された全分光放射輝度率などの演算結果
を表示するものである。
【００５５】なお、演算制御部７は、算出された全分光
放射輝度率βt,X(λ)から色彩値等の他の指標値を算出
するようにしてもよい。
【００５６】次に、蛍光性サンプル１を測定して全分光
放射輝度率βt,X(λ)を算出する手順について説明す
る。まず、蛍光物質を含まない非蛍光性標準白色板１２
を用いて反射率の校正を行う。すなわち、サンプル用開
口２１に、分光反射率Ｗ(λ)が既知の非蛍光性標準白色
板１２を配置し、ランプ３１を点灯して非蛍光性標準白
色板１２からの放射光１１及びモニタ用光束６２の分光
強度Ｓw1(λ)，Ｒw1(λ)を検出し、メモリ７１に記憶す
る。次いでランプ４１を点灯し、同様に非蛍光性標準白
色板１２からの放射光１１及びモニタ用光束６２の分光
強度Ｓw2(λ)，Ｒw2(λ)を検出し、メモリ７１に記憶す
る。
【００５７】次に、標準の光Ｄ65で照明したときの全分
光放射輝度率βt,D(λ)が既知の蛍光性標準サンプル１
３を用いて、ＵＶ強度の校正を行う。すなわち、蛍光性
標準サンプル１３をサンプル用開口２１に配置し、ラン
プ３１を点灯して蛍光性標準サンプル１３からの放射光
１１及びモニタ用光束６２の分光強度Ｓ1(λ)，Ｒ1(λ)
を検出し、メモリ７１に記憶する。次いでランプ４１を
点灯し、同様に蛍光性標準サンプル１３からの放射光１
１及びモニタ用光束６２の分光強度Ｓ2(λ)，Ｒ2(λ)を
検出し、メモリ７１に記憶する。
【００５８】そして、重み係数ａ1(λ)，ａ2(λ)（但
し、ａ1(λ)＋ａ2(λ)＝１）が与えられたとき、メモリ
７１に記憶された分光強度の各データＳw1(λ)，Ｒ
w1(λ)，Ｓw2(λ)，Ｒw2(λ)，Ｓ1(λ)，Ｒ1(λ)，Ｓ
2(λ)，Ｒ2(λ)を用いて数８で算出される全分光放射輝
度率βt,X(λ)が、蛍光性標準サンプル１３の既知の全
分光放射輝度率βt,D(λ)に等しくなるように、重み係
数ａ1(λ)，ａ2(λ)を波長毎に算出する。これによっ
て、ＵＶ強度の校正が行われる。
【００５９】
【数８】
【００６０】これは、第１の光源部３からのＵＶ成分を
含む光束３３及び第２の光源部４からのＵＶ成分を含ま
ない光束４４を重み係数ａ1(λ)，ａ2(λ)で重み付けし
て合成した合成光源の照明下における全分光放射輝度率
βt,X(λ)を、標準の光Ｄ65照明下における既知の全分
光放射輝度率βt,D(λ)に、波長毎に一致させることと
等価である。
【００６１】なお、非蛍光性標準白色板の場合は、Ｓw1
(λ)／Ｒw1(λ)とＳw2(λ)／Ｒw2(λ)は本来等しくなる
はずで、数８のＳw'(λ)／Ｒw'(λ)をＳw1(λ)／Ｒ
w1(λ)あるいはＳw2(λ)／Ｒw2(λ)に置き換えてもよ
い。しかしながら、構成上、第１、第２の光源部３，４
は位置が異なり、そのモニタ性も異なるので、数８で演
算するのが望ましい。
【００６２】従来は、数４に示すように、例えばＣＩＥ
白色度が実際の照明光と標準の光Ｄ65による照明光で一
致するように調節したＵＶカットフィルタ１０３（図
４）の挿入度合いによって与えられるＵＶ成分の光束の
減衰度ａを可視域の全波長λに一律に適用して各波長に
おける蛍光分光放射輝度率βf,X(λ)を求めていた。
【００６３】これに対し、本実施例では、数９に示すよ
うに、可視域の各波長λ毎に重み係数、すなわち減数係
数ａ(λ)を適切に設定して、蛍光分光放射輝度率β
f,X(λ)及び全分光放射輝度率βt,X(λ)を、標準の光Ｄ
65照明下の蛍光分光放射輝度率βf,D(λ)及び全分光放
射輝度率βt,D(λ)にそれぞれ波長λ毎に等しくするこ
とと等価である。従って、全分光放射輝度率βt,X(λ)
が全波長域に亘って精度良く得られる。
【００６４】
【数９】
【００６５】以上のようにしてＵＶ強度の校正を行い、
各波長λ毎にａ1(λ)，ａ2(λ)を算出してから、蛍光性
サンプル１の測定を行う。まず、蛍光性サンプル１をサ
ンプル用開口２１に配置し、ランプ３１を点灯して蛍光
性サンプル１からの放射光１１及びモニタ用光束６２の
分光強度Ｓ1(λ)，Ｒ1(λ)を検出し、メモリ７１に記憶
する。次いでランプ４１を点灯し、同様に蛍光性サンプ
ル１からの放射光１１及びモニタ用光束６２の分光強度
Ｓ2(λ)，Ｒ2(λ)を検出し、メモリ７１に記憶する。
【００６６】次に、ＵＶ強度の校正で算出したａ
1(λ)，ａ2(λ)を用いて、数８に基づいて全分光放射輝
度率βt,X(λ)を算出する。
【００６７】算出された全分光放射輝度率βt,X(λ)
は、蛍光性サンプル１とＵＶ強度の校正に用いた蛍光性
標準サンプル１３の蛍光物質が同一または類似の場合に
は、標準の光Ｄ65照明下における全分光放射輝度率β
t,D(λ)にほぼ等しい値になる。
【００６８】従って、このβt,X(λ)から算出される全
ての指標、すなわちＣＩＥ白色度や他の白色度、または
色彩値などは、標準の光Ｄ65照明下における値にほぼ一
致させることができる。このように、蛍光性サンプル１
の測定精度を向上することができる。また、ＵＶカット
フィルタ４３の調節を行う必要がなく、測定を短時間で
行うことができる。
【００６９】図２は、第１の光源部３及び第２の光源部
４による合成光源を説明する図で、（ａ）は第１の光源
部３の分光強度Ｒ1(λ)、（ｂ）は第２の光源部４の分
光強度Ｒ2(λ)を示し、それぞれ説明の便宜上、単純化
した分光強度を有するようにしている。また、（ｃ）は
ａ1(λ)≦１，０≦ａ2(λ)の場合の合成光源の分光強度
ａ1(λ)・Ｒ1(λ)＋ａ2(λ)・Ｒ2(λ)を示し、（ｄ）はａ
1(λ)＞１，ａ2(λ)＜０の場合の合成光源の分光強度ａ
1(λ)・Ｒ1(λ)＋ａ2(λ)・Ｒ2(λ)を示している。但し、
（ｃ）（ｄ）において、ａ1(λ)＋ａ2(λ)＝１である。
【００７０】可視域の波長λにおける分光強度に対する
ＵＶ成分全体の分光強度の比は、図２（ｃ）の合成光源
では、数１０に示すように、第１の光源部３のみの場合
における値以下になっている。また、図２（ｄ）の合成
光源では、数１１に示すように、第１の光源部３のみの
場合における値より大きくなっている。
【００７１】
【数１０】
【００７２】
【数１１】
【００７３】なお、数１０、数１１において、ＳUVは波
長４００ｎｍ以下の分光強度の面積で、ＵＶ成分全体の
分光強度を表している。
【００７４】このように、第１実施例によれば、第１の
光源部３、第２の光源部４及び重み係数ａ1(λ)，ａ
2(λ)を用いることによって、可視域の波長λにおける
分光強度に対するＵＶ成分全体の分光強度の比を任意の
値に調節された合成光源を構成することができる。
【００７５】なお、本実施例のＵＶ強度校正において、
ａ1(λ)，ａ2(λ)を波長に依存しないａ1，ａ2（但し、
ａ1＋ａ2＝１）としてもよい。この場合には、標準の光
Ｄ65照明下におけるＣＩＥ白色度等の１つの指標が既知
の蛍光標準サンプルを測定し、数８においてａ1(λ)＝
ａ1，ａ2(λ)＝ａ2として得られた全分光放射輝度率β
t,X(λ)から算出されるＣＩＥ白色度が既知の値に一致
するようにａ1，ａ2を算出すればよい。これによって、
ＵＶカットフィルタ４３の調節を行うことなく、測定を
短時間で行うことができる。従って、測定の作業性の向
上が図れる。
【００７６】また、標準の光Ｄ65だけでなく、複数の評
価用光源についてａ1，ａ2の組合せを保持しておけば、
複数の評価用光源光を合成することができ、１つの蛍光
性サンプルを複数の評価用光源によって評価する場合に
大きな効果を発揮する。
【００７７】図３は、本発明に係る分光光度計の第２実
施例の構成図である。第２実施例では、第１実施例の第
１、第２の光源部３，４に代えて、単一の光源部９が配
設されている。光源部９は、ランプ９１、発光回路９
２、ＵＶカットフィルタ９３及び駆動部９４からなる。
ランプ９１は、例えばクセノンランプ等のＵＶ成分を含
む光束を出力するものからなり、積分球２の光源用の開
口２５に配置されている。発光回路９２は、ランプ９１
を駆動してパルス点灯させるもので、パルス状の光束９
５が開口２５を通って積分球２内に入射するようになっ
ている。
【００７８】ＵＶカットフィルタ９３は、例えば波長が
４００ｎｍ未満のＵＶ成分を透過せずに遮断するもの
で、ランプ９１、開口２５間に挿入された挿入位置と、
ランプ９１、開口２５間から退避した退避位置との間で
移動可能に配設されている。駆動部９４は、ＵＶカット
フィルタ９３を挿入位置と退避位置との間で移動させる
ものである。
【００７９】そして、積分球２内には、ＵＶカットフィ
ルタ９３が挿入位置にあるときはＵＶ成分が除去された
光束９５が入射し、ＵＶカットフィルタ９３が退避位置
にあるときはＵＶ成分を含む光束９５が入射する。
【００８０】これによって、光源部９は、ＵＶカットフ
ィルタ９３が退避位置にあるときは第１実施例における
第１の光源部３として作用し、ＵＶカットフィルタ９３
が挿入位置にあるときは第１実施例における第２の光源
部４として作用するようになっている。
【００８１】そして、演算制御部７は、駆動部９４を制
御することによりＵＶカットフィルタ９３を退避位置及
び挿入位置に移動させ、発光回路９２の駆動を制御して
それぞれの位置でランプ９１をパルス発光させることに
よって、各々の状態、すなわちＵＶ成分を含む照明光及
び含まない照明光における放射光１１及びモニタ用光束
６２の分光強度を得ている。
【００８２】そして、蛍光性サンプル１の測定は、第１
実施例と同様の手順で行う。これによって、第１実施例
と同様の効果が得られる。
【００８３】また、第２実施例では光源部を単一の光源
部９で構成したので、積分球２に設ける光源用の開口数
を第１実施例に比べて低減できるため、積分球２の内部
でより良好な拡散光を形成することができる。これによ
って、測定精度を向上することができる。また、第１実
施例に比べて積分球２の周囲の部材の点数を低減でき、
より簡易な構成の分光光度計を実現できる。この場合、
光源が単一であるので、数８のＳw'(λ)／Ｒw'(λ)をＳ
w1(λ)／Ｒw1(λ)に置き換えることができる。
【００８４】なお、上記第１実施例では第２の光源部４
から、上記第２実施例では第２の光源部４として作用す
るときの光源部９から、それぞれＵＶ成分を完全に除去
するようにしているが、本発明はこれに限られず、例え
ばＵＶカットフィルタ４３，９３を多少ずらせて配置
し、ある程度ＵＶ成分を透過させることにより、ＵＶ成
分の比率が異なる２つの光源部を構成するようにして
も、同様の効果を得ることができる。
【００８５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ＵＶ成分を含む光束を出力する第１の光源と、
ＵＶ成分を含まない光束を出力する第２の光源とを備
え、第１、第２の重み係数によって重み付けが行われた
各分光強度と、非蛍光性標準白色板の既知の白色分光反
射率とから、蛍光性サンプルの全分光放射輝度率を波長
毎に算出するようにしたので、単純な構成で蛍光性サン
プルの全分光放射輝度率を短時間で得ることができる。
【００８６】また、請求項２の発明によれば、第１、第
２の光源を点灯したときに得られる各分光強度に、第
１、第２の重み係数によって波長毎に重み付けを行うよ
うにしたので、標準の光による照明の全分光放射輝度率
にほぼ等しい値が得られ、測定精度を向上することがで
きる。
【００８７】また、請求項３の発明によれば、非蛍光性
標準白色板の既知の白色分光反射率と、蛍光性標準サン
プルの既知の標準の光における全分光放射輝度率と、第
１、第２の光源による各分光強度とから、波長毎に第
１、第２の重み係数を算出するようにしたので、第１、
第２の光源を点灯したときに得られる各分光強度に波長
毎に重み付けを行う第１、第２の重み係数として、波長
毎に最適な値を得ることができる。
【００８８】また、請求項４の発明によれば、第１、第
２の光源を単一のランプを有する光源部で構成するよう
にしたので、より一層単純な構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分光光度計の第１実施例の構成図
である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は合成光源を説明す
る図である。
【図３】本発明に係る分光光度計の第２実施例の構成図
である。
【図４】従来の分光光度計の構成図である。
【符号の説明】
１ 蛍光性サンプル ２ 積分球 ３ 第１の光源部 ３１ ランプ ３２ 発光回路 ４ 第２の光源部 ４１ ランプ ４２ 発光回路 ４３ ＵＶカットフィルタ ５，６ 分光部 ６１ 光ファイバ ７ 演算制御部 ７１ メモリ ８ 表示部 ９ 光源部 ９１ ランプ ９２ 発光回路 ９３ ＵＶカットフィルタ ９４ 駆動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川端 季久 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 牧野 正行 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＵＶ成分を含む光束を出力する第１の光
    源と、ＵＶ成分を含まない光束を出力する第２の光源
    と、測定位置に配置されたサンプルを上記第１、第２の
    光源で照明したときに上記サンプルから放射される光束
    の分光強度である第１、第２の放射光分光強度を測定す
    る第１の測定手段と、上記第１、第２の光源による照明
    光の分光強度である第１、第２の光源分光強度を測定す
    る第２の測定手段と、上記測定位置に白色分光反射率が
    既知の非蛍光性標準白色板が配置されると、上記第１、
    第２の光源をそれぞれ個別に点灯させて上記非蛍光性標
    準白色板から放射される光束の分光強度である第１、第
    ２の白色標準分光強度と、その時の第１、第２の光源分
    光強度を測定させるとともに、上記測定位置に蛍光性サ
    ンプルが配置されると、上記第１、第２の光源をそれぞ
    れ個別に点灯させて上記蛍光性サンプルから放射される
    光束の分光強度である第１、第２の放射分光強度と、そ
    の時の第１、第２の光源分光強度を測定させる測定制御
    手段と、上記第１の光源を点灯したときに得られる上記
    各分光強度に重み付けを行う第１の重み係数を記憶する
    第１の記憶手段と、上記第２の光源を点灯したときに得
    られる上記各分光強度に重み付けを行う第２の重み係数
    を記憶する第２の記憶手段と、上記第１、第２の重み係
    数によって重み付けが行われた上記各分光強度及び上記
    既知の白色分光反射率から上記蛍光性サンプルの全分光
    放射輝度率を波長毎に算出する演算制御手段とを備えた
    ことを特徴とする分光光度計。
  2. 【請求項２】 上記第１、第２の重み係数は、波長毎に
    設定された値からなり、上記第１、第２の光源を点灯し
    たときに得られる上記各分光強度に波長毎に重み付けを
    行うものであることを特徴とする請求項１記載の分光光
    度計。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の分光光度計において、上
    記測定位置に標準の光における全分光放射輝度率が既知
    の蛍光性標準サンプルが配置されると、上記第１、第２
    の光源をそれぞれ個別に点灯させて上記蛍光性標準サン
    プルから放射される光束の分光強度である第１、第２の
    蛍光標準分光強度と、その時の第１、第２の光源分光強
    度を測定させる第２の測定制御手段と、上記第１の蛍光
    標準分光強度及びその時の上記第１の光源分光強度、上
    記第２の蛍光標準分光強度及びその時の上記第２の光源
    分光強度、上記第１の白色標準分光強度及びその時の上
    記第１の光源分光強度、上記第２の白色標準分光強度及
    びその時の上記第２の光源分光強度、上記既知の白色分
    光反射率、及び上記既知の標準の光における全分光放射
    輝度率から、上記第１、第２の重み係数を波長毎に算出
    する第２の演算制御手段とを備えたことを特徴とする分
    光光度計。
  4. 【請求項４】 上記第１、第２の光源は、ＵＶ成分を含
    む光束を出力する単一のランプを有する光源部からな
    り、この光源部は、上記ランプによる照明光の光路上に
    ある遮蔽位置及び上記光路上から退避した退避位置間に
    移動可能に配設され、光束のＵＶ成分を遮断するＵＶカ
    ットフィルタと、上記ＵＶカットフィルタを上記遮蔽位
    置と上記退避位置間で移動させる移動手段と、上記第１
    の光源を点灯させるときは上記ＵＶカットフィルタを上
    記退避位置に配置した状態で上記ランプを点灯させ、上
    記第２の光源を点灯させるときは上記ＵＶカットフィル
    タを上記遮蔽位置に配置した状態で上記ランプを点灯さ
    せる点灯制御手段とを備えたものであることを特徴とす
    る請求項１〜３のいずれかに記載の分光光度計。
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