JPH09145601A - 分光特性測定装置 - Google Patents
分光特性測定装置Info
- Publication number
- JPH09145601A JPH09145601A JP31076695A JP31076695A JPH09145601A JP H09145601 A JPH09145601 A JP H09145601A JP 31076695 A JP31076695 A JP 31076695A JP 31076695 A JP31076695 A JP 31076695A JP H09145601 A JPH09145601 A JP H09145601A
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- JP
- Japan
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- light
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- Pending
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定な分光放射強度分布を有し、一定の光入
力に対する各波長における分光装置の出力強度を高い再
現性で得られる分光特性測定装置を提供する。 【解決手段】 分光特性装置６の入射側光学系１、３、
４近傍に、分光装置本体６の使用波長付近に帯域を制限
した光源モニタ用検出器２を配置するとともに、光源モ
ニタ用検出器２の出力が一定となるように光源１の光量
を調節する制御手段７を設け、分光装置の使用波長帯域
近傍の光のみをモニタして光源の光量を調整することに
より、入射側光学系１、３、４の波長強度分布条件を一
定化する。
力に対する各波長における分光装置の出力強度を高い再
現性で得られる分光特性測定装置を提供する。 【解決手段】 分光特性装置６の入射側光学系１、３、
４近傍に、分光装置本体６の使用波長付近に帯域を制限
した光源モニタ用検出器２を配置するとともに、光源モ
ニタ用検出器２の出力が一定となるように光源１の光量
を調節する制御手段７を設け、分光装置の使用波長帯域
近傍の光のみをモニタして光源の光量を調整することに
より、入射側光学系１、３、４の波長強度分布条件を一
定化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分光装置を用いた
分析、計測用の分光特性測定装置に関する。
分析、計測用の分光特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分光装置を用いた分光特性測定装置の各
波長に対する出力強度特性、すなわち、各波長の光入力
があったときの分光装置自体の出力強度の特性を得るに
は、以下の（ａ）（ｂ）のいずれかの方法が用いられて
いる。
波長に対する出力強度特性、すなわち、各波長の光入力
があったときの分光装置自体の出力強度の特性を得るに
は、以下の（ａ）（ｂ）のいずれかの方法が用いられて
いる。
【０００３】（ａ）分光装置の各構成要素である集光光
学系、スリット、分光素子、検出器、増幅器それぞれの
各波長に対する出力特性を測定し、これらの測定により
分光装置全体の出力強度特性を求める。
学系、スリット、分光素子、検出器、増幅器それぞれの
各波長に対する出力特性を測定し、これらの測定により
分光装置全体の出力強度特性を求める。
【０００４】（ｂ）単色光を生成するためのモノクロメ
ータを分光装置の入射側に配し、各波長に対する出力強
度を測定した単色光を分光装置に入射して分光装置全体
の出力強度特性を求める。
ータを分光装置の入射側に配し、各波長に対する出力強
度を測定した単色光を分光装置に入射して分光装置全体
の出力強度特性を求める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（ａ）
の方法で出力特性を求めた場合、分光装置の各構成要素
の特性にはそれぞれ誤差を含んでいるため、すべての特
性を重畳すると各構成要素からの誤差を累積して測定す
ることになり、その値は実用性を著しく欠くこととなっ
た。
の方法で出力特性を求めた場合、分光装置の各構成要素
の特性にはそれぞれ誤差を含んでいるため、すべての特
性を重畳すると各構成要素からの誤差を累積して測定す
ることになり、その値は実用性を著しく欠くこととなっ
た。
【０００６】一方、（ｂ）のモノクロメータを用いる方
法では、入射光学系を分光装置が実際に用いられる条件
と偏光特性、光束内の強度分布等に関して同等とするこ
とは困難であり、また光量の損失も著しいものとなっ
た。
法では、入射光学系を分光装置が実際に用いられる条件
と偏光特性、光束内の強度分布等に関して同等とするこ
とは困難であり、また光量の損失も著しいものとなっ
た。
【０００７】本発明はこのような問題を解決し、安定な
分光放射強度分布を有し、一定の光入力に対する各波長
における分光装置の出力強度を高い再現性で得られる分
光特性測定装置を提供することを目的とする。
分光放射強度分布を有し、一定の光入力に対する各波長
における分光装置の出力強度を高い再現性で得られる分
光特性測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】分光装置本体への光入力
に対し、１あるいは複数の波長における分光装置本体の
出力強度を測定する分光特性測定装置において、分光特
性測定装置の入射側光学系近傍に、分光装置本体の使用
波長付近に帯域を制限した光源モニタ用検出器を配置す
るとともに、光源モニタ用検出器の出力が一定となるよ
うに光源の光量を調節する制御手段を設け、入射側光学
系の波長強度分布条件を一定化するようにしたことを特
徴とする。
に対し、１あるいは複数の波長における分光装置本体の
出力強度を測定する分光特性測定装置において、分光特
性測定装置の入射側光学系近傍に、分光装置本体の使用
波長付近に帯域を制限した光源モニタ用検出器を配置す
るとともに、光源モニタ用検出器の出力が一定となるよ
うに光源の光量を調節する制御手段を設け、入射側光学
系の波長強度分布条件を一定化するようにしたことを特
徴とする。
【０００９】
【実施の形態】本用途における光源は分光放射率が波長
に対して急変しない連続光源であり、例えば光強度が安
定した熱型光源が精度を高める上で望ましいため、以
下、熱型光源を前提として作用を説明する。
に対して急変しない連続光源であり、例えば光強度が安
定した熱型光源が精度を高める上で望ましいため、以
下、熱型光源を前提として作用を説明する。
【００１０】熱型光源はプランクの放射則に従い単位面
積あたり、温度及び放射率に応じた分光強度を持った放
射を行なう。温度をＴ、波長λにおける分光放射率をε
（λ）とすると波長λにおける分光放射量は、 ε（λ）・Ｃ1 ／（（ｅｘｐ（Ｃ2 ／（λ・Ｔ））−１）・λ5 ） Ｃ1 ＝ｈ・Ｃ2 Ｃ2 ＝ｈ・Ｃ／ｋ であらわせる。ここで、ｈはプランク定数、Ｃは光速、
ｋはボルツマン定数である。発光体の面積及び放射率が
変化しない限りは、熱型光源の光強度を変えることは光
源の発光体の温度を変えることを意味するため、光強度
を変えれば分光分布も変化する。このため分光装置の出
力の波長依存性を連続光を用いて測定するには光強度を
一定にする必要がある。本発明においては分光装置の入
射光学系近傍に光源モニタ用検出器を配置し光源モニタ
用検出器からの出力を一定にすることで光強度を一定に
する。
積あたり、温度及び放射率に応じた分光強度を持った放
射を行なう。温度をＴ、波長λにおける分光放射率をε
（λ）とすると波長λにおける分光放射量は、 ε（λ）・Ｃ1 ／（（ｅｘｐ（Ｃ2 ／（λ・Ｔ））−１）・λ5 ） Ｃ1 ＝ｈ・Ｃ2 Ｃ2 ＝ｈ・Ｃ／ｋ であらわせる。ここで、ｈはプランク定数、Ｃは光速、
ｋはボルツマン定数である。発光体の面積及び放射率が
変化しない限りは、熱型光源の光強度を変えることは光
源の発光体の温度を変えることを意味するため、光強度
を変えれば分光分布も変化する。このため分光装置の出
力の波長依存性を連続光を用いて測定するには光強度を
一定にする必要がある。本発明においては分光装置の入
射光学系近傍に光源モニタ用検出器を配置し光源モニタ
用検出器からの出力を一定にすることで光強度を一定に
する。
【００１１】しかしながら、熱型光源の放射の分光分布
は広い帯域にわたるため、帯域の広い検出器で光強度を
測定すると、分光装置の使用波長における強度の変化に
対して広帯域で測定した光強度の変化は鈍感になる。こ
の影響を防ぐために、光源モニタ用検出器がモニタする
波長帯域を分光装置の使用する波長帯域近傍に限定すれ
ば、分光装置の使用波長における強度の変化に対する光
強度の変化は敏感になる。さらに、光源モニタ用検出器
の波長帯域を狭くすることにより外乱光の影響を抑える
ことが可能となる。
は広い帯域にわたるため、帯域の広い検出器で光強度を
測定すると、分光装置の使用波長における強度の変化に
対して広帯域で測定した光強度の変化は鈍感になる。こ
の影響を防ぐために、光源モニタ用検出器がモニタする
波長帯域を分光装置の使用する波長帯域近傍に限定すれ
ば、分光装置の使用波長における強度の変化に対する光
強度の変化は敏感になる。さらに、光源モニタ用検出器
の波長帯域を狭くすることにより外乱光の影響を抑える
ことが可能となる。
【００１２】また、一般に光源の放射の空間分布には方
位依存性がある。光源直後に散乱板を配置することによ
り、光源の放射強度の方向依存性を緩和することができ
る。さらに光源モニタ用検出器と分光装置に入射する強
度に差が生じない様、光源と光源モニタ用検出器及び分
光装置との距離は光強度の許す範囲で長いことが測定の
再現性を高める上で好ましい。また、分光装置の集光光
学系の前面の位置で、装置を実際に使用する場合の試料
設置位置に相当する場所に、散乱板を配することで分光
装置に入射する光束の強度分布の不均一性を緩和し分光
装置の特性をさらに正確に測定することができる。
位依存性がある。光源直後に散乱板を配置することによ
り、光源の放射強度の方向依存性を緩和することができ
る。さらに光源モニタ用検出器と分光装置に入射する強
度に差が生じない様、光源と光源モニタ用検出器及び分
光装置との距離は光強度の許す範囲で長いことが測定の
再現性を高める上で好ましい。また、分光装置の集光光
学系の前面の位置で、装置を実際に使用する場合の試料
設置位置に相当する場所に、散乱板を配することで分光
装置に入射する光束の強度分布の不均一性を緩和し分光
装置の特性をさらに正確に測定することができる。
【００１３】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明を実施し
た波長範囲８００ｎｍから１１００ｎｍを測定する分光
装置を用いた分光特性測定装置である。光源１には連続
光源としてのハロゲンランプを用い、光源１の直後には
拡散板３を配し、本装置を実際に使用する場合の試料位
置に相当する場所に拡散板４を配置する。これら光源
１、拡散板３、拡散板４により本分光特性測定装置に入
射側光学系を構成する。入射側光学系の近傍には、光源
モニタ用検出器２が設置される。光源モニタ用検出器２
にはＳｉホトダイオードの前面にＩＲ８５フィルタをお
いたものを用いている。この光源モニタ用検出器２の波
長−感度特性を図２に示す。拡散板４からの光は集光光
学系５を介してスリット、分光素子、検出器、増幅器な
どから構成される分光装置本体６へ入射し、信号が出力
される。光源モニタ検出器２からの出力は、Ａ／Ｄ変換
器、コンピュータを有する制御部７に送られる。制御部
７ではモニタ検出器２からの出力信号が一定になるよう
に光源１の電源装置をフィードバック制御して光源の光
量を調整する。
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明を実施し
た波長範囲８００ｎｍから１１００ｎｍを測定する分光
装置を用いた分光特性測定装置である。光源１には連続
光源としてのハロゲンランプを用い、光源１の直後には
拡散板３を配し、本装置を実際に使用する場合の試料位
置に相当する場所に拡散板４を配置する。これら光源
１、拡散板３、拡散板４により本分光特性測定装置に入
射側光学系を構成する。入射側光学系の近傍には、光源
モニタ用検出器２が設置される。光源モニタ用検出器２
にはＳｉホトダイオードの前面にＩＲ８５フィルタをお
いたものを用いている。この光源モニタ用検出器２の波
長−感度特性を図２に示す。拡散板４からの光は集光光
学系５を介してスリット、分光素子、検出器、増幅器な
どから構成される分光装置本体６へ入射し、信号が出力
される。光源モニタ検出器２からの出力は、Ａ／Ｄ変換
器、コンピュータを有する制御部７に送られる。制御部
７ではモニタ検出器２からの出力信号が一定になるよう
に光源１の電源装置をフィードバック制御して光源の光
量を調整する。
【００１４】簡便のためハロゲンランプの放射率が波
長、温度両者に対し一定とし、点灯温度を３０００Ｋと
した場合の、光源モニタ用検出器に帯域による依存性が
全くないものを用いた場合と本実施例に用いた光源モニ
タ用検出器２を用いた場合の数値計算結果の比較を示
す。バンド幅を１０ｎｍに設定し、前記プランクの式を
用い波長帯域内で積分を行なった。光源モニタ用検出器
に帯域による依存性が全くないものを用いた場合は検出
強度が５％減少した場合９５０ｎｍにおける強度が６．
３５％減少するのに対して、本実施例に用いた光源モニ
タ用検出器２を用いた場合では５．０３％の減少とな
る。
長、温度両者に対し一定とし、点灯温度を３０００Ｋと
した場合の、光源モニタ用検出器に帯域による依存性が
全くないものを用いた場合と本実施例に用いた光源モニ
タ用検出器２を用いた場合の数値計算結果の比較を示
す。バンド幅を１０ｎｍに設定し、前記プランクの式を
用い波長帯域内で積分を行なった。光源モニタ用検出器
に帯域による依存性が全くないものを用いた場合は検出
強度が５％減少した場合９５０ｎｍにおける強度が６．
３５％減少するのに対して、本実施例に用いた光源モニ
タ用検出器２を用いた場合では５．０３％の減少とな
る。
【００１５】
【発明の効果】以上のように波長帯域を制限した光源モ
ニタ用検出器を用いたのことにより、光源の強度変動を
敏感に感知することができ、光源モニタ用検出器の出力
を一定にすれば、分光装置の使用波長範囲における光源
の分光放射強度分布を安定させ、一定の光入力に対する
各波長における分光装置の出力強度を高い再現性で測定
することができる。
ニタ用検出器を用いたのことにより、光源の強度変動を
敏感に感知することができ、光源モニタ用検出器の出力
を一定にすれば、分光装置の使用波長範囲における光源
の分光放射強度分布を安定させ、一定の光入力に対する
各波長における分光装置の出力強度を高い再現性で測定
することができる。
【００１６】以上に加えて、光源モニタ用検出器と分光
装置に入射する強度に差が生じない様、光源と光源モニ
タ用検出器及び分光装置との距離を光強度の許す範囲で
長くしたときは、光源と分光装置の間に広い空間が存在
するため、この空間にモノクロメータを配置し出力強度
測定光学系の配置を崩さずに波長精度の測定等を行なう
ことが可能である。
装置に入射する強度に差が生じない様、光源と光源モニ
タ用検出器及び分光装置との距離を光強度の許す範囲で
長くしたときは、光源と分光装置の間に広い空間が存在
するため、この空間にモノクロメータを配置し出力強度
測定光学系の配置を崩さずに波長精度の測定等を行なう
ことが可能である。
【図１】本発明の一実施例である分光特性測定装置の構
成図。
成図。
【図２】本発明の一実施例に用いる光源モニタ用検出器
の波長−感度特性図。
の波長−感度特性図。
１：光源 ２：光源モニタ用検出器 ３：拡散板 ４：拡散板 ５：集光光学系 ６：分光装置本体 ７：制御部 １０：分光特性測定装置
Claims (1)
- 【請求項１】分光装置本体への光入力に対し、１あるい
は複数の波長における分光装置本体の出力強度を測定す
る分光特性測定装置において、分光特性装置の入射側光
学系近傍に、分光装置本体の使用波長付近に帯域を制限
した光源モニタ用検出器を配置するとともに、光源モニ
タ用検出器の出力が一定となるように光源の光量を調節
する制御手段を設け、入射側光学系の波長強度分布条件
を一定化するようにしたことを特徴とする分光特性測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31076695A JPH09145601A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 分光特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31076695A JPH09145601A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 分光特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145601A true JPH09145601A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18009224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31076695A Pending JPH09145601A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 分光特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145601A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311664A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Minolta Co Ltd | 測光装置 |
| WO2020100688A1 (ja) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | マイクロモジュールテクノロジー株式会社 | 光学装置、分光センサモジュール、撮像モジュール、及び光学装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP31076695A patent/JPH09145601A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001311664A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Minolta Co Ltd | 測光装置 |
| WO2020100688A1 (ja) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | マイクロモジュールテクノロジー株式会社 | 光学装置、分光センサモジュール、撮像モジュール、及び光学装置の製造方法 |
| JP2020085976A (ja) * | 2018-11-16 | 2020-06-04 | マイクロモジュールテクノロジー株式会社 | 光学装置、分光センサモジュール、撮像モジュール、及び光学装置の製造方法 |
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