JPS6128292B2 - - Google Patents
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- JPS6128292B2 JPS6128292B2 JP55025928A JP2592880A JPS6128292B2 JP S6128292 B2 JPS6128292 B2 JP S6128292B2 JP 55025928 A JP55025928 A JP 55025928A JP 2592880 A JP2592880 A JP 2592880A JP S6128292 B2 JPS6128292 B2 JP S6128292B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
- G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
本発明は積分球を用いた反射率測定装置に関す
る。 積分球を用いた反射率測定装置には従来置換法
と比較法とが用いられている。置換法は後述する
誤差を含み精密な反射率測定には比較法が用いら
れる。比較法は全く同じに作られた２個の標準試
料を要し、また２光束を用いるので、その２光束
を光学的に対称に構成しなければならないから、
装置の構成及び反射率測定の実施に或る程度困難
が伴う。 本発明は精度の上では比較法と同じであり従来
の比較法に比し装置構成も測定の実施もより容易
になる反射率測定装置を提供しようとするもので
ある。 本発明の目的及び特徴を明らかにするためま
ず、従来の置換法及び比較法について述べる。第
１図は置換法を説明するもので、Ｉは積分球、ｓ
は試料、Inは光入射窓、Ouは光出射窓で、Ｆは
入射光である。今入射光の強さをＰとし、出射窓
Ouから出る光の強さをＢ、試料ｓの反射率を
rs、積分球Ｉの内面全体（試料ｓ及び２つの窓
In、Ouの部分も含めたもの）の平均反射率を
とする。また試料ｓの面積（詳細に云えば積分球
の試料測定用窓の面積の意味であるが、以後一々
断らない）をｃ、窓Inの面積をａ、窓Ouの面積
をｂ、積分球Ｉの内面積（試料ｓ、２つの窓In、
Ouの面積も含む）をＳ＝４πR2（Ｒは積分球Ｉ
の半径）とすると、試料ｓをセツトしたとき出射
窓Ouから出る光の強度Bsは Bs＝Bos＋Bls＋B2s＋… 上式でBosは試料から反射して直接窓Ouに到達す
る光の量で、 Bos＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ で表わされる。Blsは試料からの反射光で積分球
内で１回反射されて窓Ouに到達するものゝ量
で、 Bls＝Ｐ・rs・・ｂ／Ｓ で表わされる。入射光が試料ｓに当つて反射され
る光量はＰ・rsであり、これれが全部積分球内面
に入射して反射されこの１回反射された光は再び
全部積分球内面に入射するので、積分球内で１回
反射されて再び積分球内面に入射する光の量は
Ｐ・rs・であり（は積分球内面の平均反射
率）、このようにして窓Ouには球内面との面積比
ｂ／Ｓだけが入射することになる。次にB2sは積
分球内面で２回反射されて窓Ouに到達する光の
総量で、上述したＰ・rs・の光量が再び全部積
分球内面に入射して反射される光量Ｐ・rs・２
のうち面積比ｂ／Ｓが２回反射の結果窓Ouに来
るので、 B2s＝Ｐ・rs・２・ｂ／Ｓ 以下B3sは積分球内面で３図反射したものを表わ
し、上述と同様の考え方で計算されるので、 Bs＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ（１＋＋２＋３…） ＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ・１／１−ｒ こゝで、 ｂ／Ｓ・１／１−ｒ＝ηｓ ……(1) とおくと上式は、 Bs＝Ｐ・rs・ηｓ ……(2) となる。は前述したように積分球Ｉの内面の試
料ｓ及び２つの窓In，Ouをも含めた平均反射率
で、窓Inの面積ａ、窓Ouの面積ｂ、試料ｓの面
積ｃとすると、 ＝ｒｓｃ＋ｒ（Ｓ−ａ−ｂ−ｃ）／Ｓ ……(3) こゝでｒは積分球Ｉそのものゝ内面の反射率であ
り、２つの窓In，Ouは光を反射しないから、反
射率がｒである部分はＳ―ａ―ｂ―ｃであり、反
射率がrsの部分が面積ｃだけある。試料ｓの代り
に標準試料を置き、このときの窓Ouから出射す
る光束をBstとすると、(1)式と同様にして、 Bst＝Ｐ・rst・ηst ……(4) こゝでrstは標準試料の反射率、ηstは試料ｓを
標準試料で置換えたときの(1)式相当量である。測
定の目的は標準試料の反射率を100として任意試
料ｓの反射率を表わすことにある。置換法ではこ
のため上式(2)(4)の比をとり、 Ｂｓ／Ｂｓｔ＝ｒｓ／ｒｓｔ・ηｓ／ηｓｔ ……(5) を以て試料ｓの標準試料に対する反射率とする。
これはηｓ＝ηstとみなすものである。しかし(3)
式から明らかなように積分球内面の平均反射率
は試料ｓの所に置くものゝ反射率で変り、(1)式か
ら明らかなようにηｓがを含んでいるのでηｓ
とηstとは等しくない。唯試料面積ｃが積分球Ｉ
の内面積Ｓに比し小さいので両者は近似的に等し
いに過ぎない。しかもこの方法における誤差は試
料と標準試料との反射率の差が大なる程大きくな
る。もう一つこの方法の欠点は標準試料と任意試
料とは同時測定できないので、両者の測定の間の
光源の変動が誤差原因となり、その補償が行われ
ない所にある。 なお実際には試料は完全な拡散反射面ではない
から試料からの直接の反射光が測定系に入らない
ように積分球内で出射窓と試料との間には衝立を
置くような手段が構じてある。従つて始めに書い
た級数の初項Bosは測定上は関係しないが理論の
上ではBosがあつてもなくても結果に変りはな
い。 第２図は比較法の原理を説明するもので種々の
符号は第１図及び上述において用いたものを用い
る。この場合積分球Ｉ内には同時に任意試料ｓと
標準試料Stとが置かれる。それらの測定面積を共
にｃとする。比較法では２つの入射光束FsとFst
を用い、これらの強さは共にＰであるようにす
る。これらの光束は交互に積分球Ｉに入射され、
Fsは試料ｓを照射し、Fstは標準試料Stを照射す
る。今光束Fsが試料ｓを照射している間の窓Ou
の出射光束Bsを考えると前述と同様にして、 Bs＝Ｐ・rs・η ……(6) また光束Fstが標準試料Stを照射している間の窓
Ouの出射光束Bstは、 Bst＝Ｐ・rst・η′ ……(7) こゝでη，η′は積分球Ｉの内面の平均反射率
が何れの場合においても共に試料ｓと標準試料St
とが存在するので、 ＝（ｒｓ＋ｒｓｔ）ｃ＋ｒ（Ｓ−ａ−ｂ−２ｃ）／
Ｓ となつてη＝η′となるから、 ｒｓ／ｒｓｔ＝Ｂｓ／Ｂｓｔ で求まり誤差を含まない。但し上記(6)式と(7)式の
Ｐが互に等しいことが条件であるが、この条件を
完全成立させることは困難であり、BsとBstとは
同時測定でないから光源の変動も補償されない。 比較法の上の欠点は従来２光束方式で一応解決
していた。２光束方式では２つの光FsとFstとを
同一光源の光を分割して高速で交互に切換えるよ
うにすると共に予め試料ｓの位置に標準試料Stと
同じ標準試料を置いて反射率100％のレベルを決
めておく。即ちｓとStの位置に夫々標準試料を置
いたとき、前記(6)式のBsは、 B′st＝P′・rst・η また(7)式は、 Bst＝Ｐ・rst・η となるから、（こゝでは２つの入射光束FsとFst
の光の強度が同じでないとして両者をP′，Ｐとし
て区別している） Ｂ′ｓｔ／Ｂｓｔ＝Ｐ′／Ｐ＝ｋ 上記ｋは２光束を交互に切換えながら測定して求
めたものなので光源の変動の影響を含まない２光
束の光路の光学的特性の差異による２光束Fsと
Fstの差を表わしている。上のｋを求めておい
て、次に任意試料Ｓを置き、 Bs＝P′・rs・η Bst＝Ｐ・rst・η を測定し、 ｒｓ／ｒｓｔ＝Ｂｓ／Ｂｓｔ・１／ｋ によつて２光束FsとFstの不同の影響を除去す
る。この方法では光源の変動、２光速の不同の影
響は除去されるが２個の全く同じ標準試料を必要
とする。 本発明は上述置換法のような積分球内の平均反
射率の差異による誤差を含まず、２光束を等価に
する必要も２個の全く同じ標準試料の必要もなし
に光源の変動の補償がなされる反射率測定装置を
提供するものである。 本発明は光源と分光器と積分球を備え、積分球
は試料設定位置のみを有し、積分球そのものゝ内
面の一部を標準試料の代りに用いるよういした２
光束方式の反射率測定装置に係る。以下実施例に
よつて本発明を説明する。 第３図は本発明の一実施例を示す。Ｉは積分
球、Ｌは光源でクセノンランプ或はハロゲンラン
プを用いる。Inは光入射窓、Ou，Ou′は光出射窓
で、ｓは試料である。出射窓Ouは積分球Ｉの中
心をはさんで試料ｓと相対する位置にあり、出射
窓Ou′と積分球Ｉの中心を結ぶ線は試料ｓから外
れた点で積分球Ｉと交わるようになつている。Ｈ
は半透明鏡で出射窓Ouを通して試料ｓを望める
位置にあり、出射窓Ouから出射した光を分光器
Ｍに導く。Ｘは鏡で出射窓Ou′を通る積分球Ｉの
直径の延長上にあり、Ou′から出射した光を半透
明鏡Ｈを透過して分光器Ｍに入射させる向きに配
置されている。Ｙは３枚羽根回転チヨツパで出射
窓Ouから出射した光FsとOu′から出射した光Fst
とを交互に分光器Ｍに送出する。Ｄは光検出器で
分光器Ｍの出射光を受光し電気信号に変換する。
この出力はプリアンプＡを経て信号処理回路Ｚに
送られる。 信号処理回路ＺにおいてSW１，SW２はチヨ
ツパＹによる光束FsとFstの切換えに連動して開
閉されるスイツチで、光束Fsが分光器Ｍに入射
しているときはスイツチSW１が閉じSW２が開
で、そのときのプリアンプＡの出力はコンデンサ
Ｋ１に保持されバツフアアンプBA１を介してＡ
−Ｄ変換器Ａ−Ｄにおいてデイジタル信号に変換
されメモリMeに記憶される。また光束Fstが分光
器Ｍに入射されている期間においてはスイツチ
SW１が開、SW２が閉でプリアンプＡの出力は
コンデンサＫ２に保持されバツフアアンプBA２
を介して昇圧直流―直流変換器Ｄ―Ｄを介して光
検出器Ｄ（光電子増倍管を用いている）にダイノ
ードフイードバツクされる。この構成は（光束
Fs）／（光束Fst）の演算を行つていることに相
当する。 上述装置では光は矢印の方向に進むが、光学装
置では光の進行方向を逆にしても成立つので、光
検出器Ｄの所に光源Ｌを置き、光源Ｌの所に光検
出器Ｄを置いてもよい。この位置関係にすると前
述した数式をそのまゝ援用して本発明装置の作用
を説明することができる。今の場合光束Fsの強
さは前述数式の説明におけるBsに相当し、Fstは
Bstに相当する。積分球Ｉの内面の平均反射率
は、 ＝ｒｓｃ＋ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ
る。 積分球を用いた反射率測定装置には従来置換法
と比較法とが用いられている。置換法は後述する
誤差を含み精密な反射率測定には比較法が用いら
れる。比較法は全く同じに作られた２個の標準試
料を要し、また２光束を用いるので、その２光束
を光学的に対称に構成しなければならないから、
装置の構成及び反射率測定の実施に或る程度困難
が伴う。 本発明は精度の上では比較法と同じであり従来
の比較法に比し装置構成も測定の実施もより容易
になる反射率測定装置を提供しようとするもので
ある。 本発明の目的及び特徴を明らかにするためま
ず、従来の置換法及び比較法について述べる。第
１図は置換法を説明するもので、Ｉは積分球、ｓ
は試料、Inは光入射窓、Ouは光出射窓で、Ｆは
入射光である。今入射光の強さをＰとし、出射窓
Ouから出る光の強さをＢ、試料ｓの反射率を
rs、積分球Ｉの内面全体（試料ｓ及び２つの窓
In、Ouの部分も含めたもの）の平均反射率を
とする。また試料ｓの面積（詳細に云えば積分球
の試料測定用窓の面積の意味であるが、以後一々
断らない）をｃ、窓Inの面積をａ、窓Ouの面積
をｂ、積分球Ｉの内面積（試料ｓ、２つの窓In、
Ouの面積も含む）をＳ＝４πR2（Ｒは積分球Ｉ
の半径）とすると、試料ｓをセツトしたとき出射
窓Ouから出る光の強度Bsは Bs＝Bos＋Bls＋B2s＋… 上式でBosは試料から反射して直接窓Ouに到達す
る光の量で、 Bos＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ で表わされる。Blsは試料からの反射光で積分球
内で１回反射されて窓Ouに到達するものゝ量
で、 Bls＝Ｐ・rs・・ｂ／Ｓ で表わされる。入射光が試料ｓに当つて反射され
る光量はＰ・rsであり、これれが全部積分球内面
に入射して反射されこの１回反射された光は再び
全部積分球内面に入射するので、積分球内で１回
反射されて再び積分球内面に入射する光の量は
Ｐ・rs・であり（は積分球内面の平均反射
率）、このようにして窓Ouには球内面との面積比
ｂ／Ｓだけが入射することになる。次にB2sは積
分球内面で２回反射されて窓Ouに到達する光の
総量で、上述したＰ・rs・の光量が再び全部積
分球内面に入射して反射される光量Ｐ・rs・２
のうち面積比ｂ／Ｓが２回反射の結果窓Ouに来
るので、 B2s＝Ｐ・rs・２・ｂ／Ｓ 以下B3sは積分球内面で３図反射したものを表わ
し、上述と同様の考え方で計算されるので、 Bs＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ（１＋＋２＋３…） ＝Ｐ・rs・ｂ／Ｓ・１／１−ｒ こゝで、 ｂ／Ｓ・１／１−ｒ＝ηｓ ……(1) とおくと上式は、 Bs＝Ｐ・rs・ηｓ ……(2) となる。は前述したように積分球Ｉの内面の試
料ｓ及び２つの窓In，Ouをも含めた平均反射率
で、窓Inの面積ａ、窓Ouの面積ｂ、試料ｓの面
積ｃとすると、 ＝ｒｓｃ＋ｒ（Ｓ−ａ−ｂ−ｃ）／Ｓ ……(3) こゝでｒは積分球Ｉそのものゝ内面の反射率であ
り、２つの窓In，Ouは光を反射しないから、反
射率がｒである部分はＳ―ａ―ｂ―ｃであり、反
射率がrsの部分が面積ｃだけある。試料ｓの代り
に標準試料を置き、このときの窓Ouから出射す
る光束をBstとすると、(1)式と同様にして、 Bst＝Ｐ・rst・ηst ……(4) こゝでrstは標準試料の反射率、ηstは試料ｓを
標準試料で置換えたときの(1)式相当量である。測
定の目的は標準試料の反射率を100として任意試
料ｓの反射率を表わすことにある。置換法ではこ
のため上式(2)(4)の比をとり、 Ｂｓ／Ｂｓｔ＝ｒｓ／ｒｓｔ・ηｓ／ηｓｔ ……(5) を以て試料ｓの標準試料に対する反射率とする。
これはηｓ＝ηstとみなすものである。しかし(3)
式から明らかなように積分球内面の平均反射率
は試料ｓの所に置くものゝ反射率で変り、(1)式か
ら明らかなようにηｓがを含んでいるのでηｓ
とηstとは等しくない。唯試料面積ｃが積分球Ｉ
の内面積Ｓに比し小さいので両者は近似的に等し
いに過ぎない。しかもこの方法における誤差は試
料と標準試料との反射率の差が大なる程大きくな
る。もう一つこの方法の欠点は標準試料と任意試
料とは同時測定できないので、両者の測定の間の
光源の変動が誤差原因となり、その補償が行われ
ない所にある。 なお実際には試料は完全な拡散反射面ではない
から試料からの直接の反射光が測定系に入らない
ように積分球内で出射窓と試料との間には衝立を
置くような手段が構じてある。従つて始めに書い
た級数の初項Bosは測定上は関係しないが理論の
上ではBosがあつてもなくても結果に変りはな
い。 第２図は比較法の原理を説明するもので種々の
符号は第１図及び上述において用いたものを用い
る。この場合積分球Ｉ内には同時に任意試料ｓと
標準試料Stとが置かれる。それらの測定面積を共
にｃとする。比較法では２つの入射光束FsとFst
を用い、これらの強さは共にＰであるようにす
る。これらの光束は交互に積分球Ｉに入射され、
Fsは試料ｓを照射し、Fstは標準試料Stを照射す
る。今光束Fsが試料ｓを照射している間の窓Ou
の出射光束Bsを考えると前述と同様にして、 Bs＝Ｐ・rs・η ……(6) また光束Fstが標準試料Stを照射している間の窓
Ouの出射光束Bstは、 Bst＝Ｐ・rst・η′ ……(7) こゝでη，η′は積分球Ｉの内面の平均反射率
が何れの場合においても共に試料ｓと標準試料St
とが存在するので、 ＝（ｒｓ＋ｒｓｔ）ｃ＋ｒ（Ｓ−ａ−ｂ−２ｃ）／
Ｓ となつてη＝η′となるから、 ｒｓ／ｒｓｔ＝Ｂｓ／Ｂｓｔ で求まり誤差を含まない。但し上記(6)式と(7)式の
Ｐが互に等しいことが条件であるが、この条件を
完全成立させることは困難であり、BsとBstとは
同時測定でないから光源の変動も補償されない。 比較法の上の欠点は従来２光束方式で一応解決
していた。２光束方式では２つの光FsとFstとを
同一光源の光を分割して高速で交互に切換えるよ
うにすると共に予め試料ｓの位置に標準試料Stと
同じ標準試料を置いて反射率100％のレベルを決
めておく。即ちｓとStの位置に夫々標準試料を置
いたとき、前記(6)式のBsは、 B′st＝P′・rst・η また(7)式は、 Bst＝Ｐ・rst・η となるから、（こゝでは２つの入射光束FsとFst
の光の強度が同じでないとして両者をP′，Ｐとし
て区別している） Ｂ′ｓｔ／Ｂｓｔ＝Ｐ′／Ｐ＝ｋ 上記ｋは２光束を交互に切換えながら測定して求
めたものなので光源の変動の影響を含まない２光
束の光路の光学的特性の差異による２光束Fsと
Fstの差を表わしている。上のｋを求めておい
て、次に任意試料Ｓを置き、 Bs＝P′・rs・η Bst＝Ｐ・rst・η を測定し、 ｒｓ／ｒｓｔ＝Ｂｓ／Ｂｓｔ・１／ｋ によつて２光束FsとFstの不同の影響を除去す
る。この方法では光源の変動、２光速の不同の影
響は除去されるが２個の全く同じ標準試料を必要
とする。 本発明は上述置換法のような積分球内の平均反
射率の差異による誤差を含まず、２光束を等価に
する必要も２個の全く同じ標準試料の必要もなし
に光源の変動の補償がなされる反射率測定装置を
提供するものである。 本発明は光源と分光器と積分球を備え、積分球
は試料設定位置のみを有し、積分球そのものゝ内
面の一部を標準試料の代りに用いるよういした２
光束方式の反射率測定装置に係る。以下実施例に
よつて本発明を説明する。 第３図は本発明の一実施例を示す。Ｉは積分
球、Ｌは光源でクセノンランプ或はハロゲンラン
プを用いる。Inは光入射窓、Ou，Ou′は光出射窓
で、ｓは試料である。出射窓Ouは積分球Ｉの中
心をはさんで試料ｓと相対する位置にあり、出射
窓Ou′と積分球Ｉの中心を結ぶ線は試料ｓから外
れた点で積分球Ｉと交わるようになつている。Ｈ
は半透明鏡で出射窓Ouを通して試料ｓを望める
位置にあり、出射窓Ouから出射した光を分光器
Ｍに導く。Ｘは鏡で出射窓Ou′を通る積分球Ｉの
直径の延長上にあり、Ou′から出射した光を半透
明鏡Ｈを透過して分光器Ｍに入射させる向きに配
置されている。Ｙは３枚羽根回転チヨツパで出射
窓Ouから出射した光FsとOu′から出射した光Fst
とを交互に分光器Ｍに送出する。Ｄは光検出器で
分光器Ｍの出射光を受光し電気信号に変換する。
この出力はプリアンプＡを経て信号処理回路Ｚに
送られる。 信号処理回路ＺにおいてSW１，SW２はチヨ
ツパＹによる光束FsとFstの切換えに連動して開
閉されるスイツチで、光束Fsが分光器Ｍに入射
しているときはスイツチSW１が閉じSW２が開
で、そのときのプリアンプＡの出力はコンデンサ
Ｋ１に保持されバツフアアンプBA１を介してＡ
−Ｄ変換器Ａ−Ｄにおいてデイジタル信号に変換
されメモリMeに記憶される。また光束Fstが分光
器Ｍに入射されている期間においてはスイツチ
SW１が開、SW２が閉でプリアンプＡの出力は
コンデンサＫ２に保持されバツフアアンプBA２
を介して昇圧直流―直流変換器Ｄ―Ｄを介して光
検出器Ｄ（光電子増倍管を用いている）にダイノ
ードフイードバツクされる。この構成は（光束
Fs）／（光束Fst）の演算を行つていることに相
当する。 上述装置では光は矢印の方向に進むが、光学装
置では光の進行方向を逆にしても成立つので、光
検出器Ｄの所に光源Ｌを置き、光源Ｌの所に光検
出器Ｄを置いてもよい。この位置関係にすると前
述した数式をそのまゝ援用して本発明装置の作用
を説明することができる。今の場合光束Fsの強
さは前述数式の説明におけるBsに相当し、Fstは
Bstに相当する。積分球Ｉの内面の平均反射率
は、 ＝ｒｓｃ＋ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ
【表】
こゝでα，βは光束Fs，Fstの分光器Ｍへの入射
効率で半透明鏡Ｈがあるからαとβとはかなり異
なつている。ｒは積分球Ｉそのものゝ内面反射
率、Ｐは入射光束である。ダイノードフイードバ
ツクを行つているからＡ―Ｄ変換器Ａ―Ｄの出力
信号は、BsとBiとの比として与えられることに
なり、 Ｂｓ／Ｂｉ＝αｒｓ／βｒ ……(9) である。Ａ―Ｄ変換器Ａ―Ｄは分光器Ｍの波長走
査の過程で波長差10nm毎にバツフアアンプBAl
の出力をサンプリングする。予め試料位置に標準
試料を置き、そのときの、 Ｂｓｔ／Ｂｉ＝αｒｓｔ／β（波長の関数）……(10) をメモリMeに記憶しておく。次に試料を置いて
上記(9)式のBs／Biを測定し、各サンプリング波
長毎にメモリMeから上記(10)式の演算値を読出し
(9)÷(10)を演算する。即ち、 Ｂｓ／Ｂｉ÷Ｂｉ／Ｂｓｔ＝αｒｓ／β・β／αｒｓ
ｔ＝ｒｓ／ｒｓｔ……(11) によつて試料の標準試料の反射率を100としたと
きの反射率が求まる。 上の説明で一言注意しておく。上記(9)式と(10)式
とでは各式に内在している積分球内面の平均反射
率が異なつている。即ち(9)式は試料を置いた場合
だから、 ＝ｒｓｃ−ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ (10)式の場合は標準試料を置いたから、 ＝ｒｓｔｃ―ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ となる。このための関数である積分球の効率η
＝（ｂ／Ｓ）×１／（１―）が異つているのであ
るが、式(8)から(9)を導く際の比をとる段階でηが
消去され、式(9)はηに依存しなくなつており、式
(10)も同様にしてηに依存しない。従つて(11)式によ
つて求めた反射率には置換法におけるような誤差
は入つていないのである。 第４図は本発明の他の実施例装置を示す。この
場合分光器Ｍから出た単色光を半透明鏡Ｈと鏡Ｘ
とにより２光束に分け回転チヨツパＹにより交互
に積分球Ｉ内に入射させ、一方の光束Fsによつ
て試料ｓを照射し、他方の光束Fstによつて積分
球Ｉそのものゝ内面の一部ｉを照射するように
し、一つの出射光Ouから出射する光束を光検出
器Ｄで検出し、第３図の例と同じ信号処理を行う
ものである。この場合前記(8)式のα，βは互に等
しく、Ｐが上下両者で異なつたものとなる。従つ
て(9)式は、 Ｂｓ／Ｂｉ＝Ｐｒｓ／Ｐ′ｒ ……(12) となり(10)式は、 Ｂｓｔ／Ｂｉ＝Ｐｒｓｔ／Ｐ′ｒ ……(13) となるだけで(12)式を(13)式で割算すればP′，P′は
消えるから、２つの入射光束Fs，Fstは等しいこ
とを要しない。 本発明積分球反射率測定装置は上述したような
構成で、光源の変動の影響を受けず、置換法のよ
うな積分球内面の平均反射率の変化による誤差と
云う問題がなく、２光束を用いるが、それらが光
学的に等価である必要がなく、また同じ標準試料
を２個必要とすると云つた難点もなく容易に高精
度の反射率測定ができる。
効率で半透明鏡Ｈがあるからαとβとはかなり異
なつている。ｒは積分球Ｉそのものゝ内面反射
率、Ｐは入射光束である。ダイノードフイードバ
ツクを行つているからＡ―Ｄ変換器Ａ―Ｄの出力
信号は、BsとBiとの比として与えられることに
なり、 Ｂｓ／Ｂｉ＝αｒｓ／βｒ ……(9) である。Ａ―Ｄ変換器Ａ―Ｄは分光器Ｍの波長走
査の過程で波長差10nm毎にバツフアアンプBAl
の出力をサンプリングする。予め試料位置に標準
試料を置き、そのときの、 Ｂｓｔ／Ｂｉ＝αｒｓｔ／β（波長の関数）……(10) をメモリMeに記憶しておく。次に試料を置いて
上記(9)式のBs／Biを測定し、各サンプリング波
長毎にメモリMeから上記(10)式の演算値を読出し
(9)÷(10)を演算する。即ち、 Ｂｓ／Ｂｉ÷Ｂｉ／Ｂｓｔ＝αｒｓ／β・β／αｒｓ
ｔ＝ｒｓ／ｒｓｔ……(11) によつて試料の標準試料の反射率を100としたと
きの反射率が求まる。 上の説明で一言注意しておく。上記(9)式と(10)式
とでは各式に内在している積分球内面の平均反射
率が異なつている。即ち(9)式は試料を置いた場合
だから、 ＝ｒｓｃ−ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ (10)式の場合は標準試料を置いたから、 ＝ｒｓｔｃ―ｒ（Ｓ―ａ―ｂ―ｂ′―ｃ）／Ｓ となる。このための関数である積分球の効率η
＝（ｂ／Ｓ）×１／（１―）が異つているのであ
るが、式(8)から(9)を導く際の比をとる段階でηが
消去され、式(9)はηに依存しなくなつており、式
(10)も同様にしてηに依存しない。従つて(11)式によ
つて求めた反射率には置換法におけるような誤差
は入つていないのである。 第４図は本発明の他の実施例装置を示す。この
場合分光器Ｍから出た単色光を半透明鏡Ｈと鏡Ｘ
とにより２光束に分け回転チヨツパＹにより交互
に積分球Ｉ内に入射させ、一方の光束Fsによつ
て試料ｓを照射し、他方の光束Fstによつて積分
球Ｉそのものゝ内面の一部ｉを照射するように
し、一つの出射光Ouから出射する光束を光検出
器Ｄで検出し、第３図の例と同じ信号処理を行う
ものである。この場合前記(8)式のα，βは互に等
しく、Ｐが上下両者で異なつたものとなる。従つ
て(9)式は、 Ｂｓ／Ｂｉ＝Ｐｒｓ／Ｐ′ｒ ……(12) となり(10)式は、 Ｂｓｔ／Ｂｉ＝Ｐｒｓｔ／Ｐ′ｒ ……(13) となるだけで(12)式を(13)式で割算すればP′，P′は
消えるから、２つの入射光束Fs，Fstは等しいこ
とを要しない。 本発明積分球反射率測定装置は上述したような
構成で、光源の変動の影響を受けず、置換法のよ
うな積分球内面の平均反射率の変化による誤差と
云う問題がなく、２光束を用いるが、それらが光
学的に等価である必要がなく、また同じ標準試料
を２個必要とすると云つた難点もなく容易に高精
度の反射率測定ができる。
第１図は置換法を説明する反射率測定装置の平
面図、第２図は比較法を説明する反射率測定装置
の平面図、第３図は本発明の一実施例装置の平面
図、第４図は本発明の他の実施例装置の平面図で
ある。 Ｉ…積分球、ｓ…試料、Ｌ…光源、Ｈ…半透明
鏡、Ｘ…鏡、Ｙ…回転チヨツパ、Ｄ…光検出器、
Ｍ…分光器。
面図、第２図は比較法を説明する反射率測定装置
の平面図、第３図は本発明の一実施例装置の平面
図、第４図は本発明の他の実施例装置の平面図で
ある。 Ｉ…積分球、ｓ…試料、Ｌ…光源、Ｈ…半透明
鏡、Ｘ…鏡、Ｙ…回転チヨツパ、Ｄ…光検出器、
Ｍ…分光器。
Claims (1)
- １ 積分球に光源又は光検出器との関係で試料を
望まない２つの窓と試料を望む１つの窓を設け、
試料を望まない１つの窓から光を積分球内に入射
させ、試料を望まない他の１つの窓及び試料を望
む窓からの出射光を交互に光検出器に入射させ、
夫々の場合の測光出力の比を算出し、或は逆に試
料を望む窓と試料を望まない１つの窓とから交互
に積分球内に光を入射させ、試料を望まない他の
１つの窓からの出射光を上記入射光の切換えと同
期して弁別して検出し試料を望む窓から光を入射
させたときの測光出力と試料を望まない窓から光
を入射させたときの測光出力の比を算出する回路
構成を設け、試料を置く位置に標準試料を置いた
ときの上記算出値を記憶し、試料を置く位置に測
定対象試料を置いたときの上記算出値を上記記憶
させておいた算出値で割算する信号処理回路を設
けた反射率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2592880A JPS56122936A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Reflection factor measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2592880A JPS56122936A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Reflection factor measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56122936A JPS56122936A (en) | 1981-09-26 |
| JPS6128292B2 true JPS6128292B2 (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=12179429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2592880A Granted JPS56122936A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Reflection factor measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56122936A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3138879A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Verfahren zur erfassung photometrischer signale und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| JPS5940841U (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | 株式会社ジャパンデイスポ | 変色検査用紙の測色装置 |
| JPS60165823U (ja) * | 1984-04-10 | 1985-11-02 | 大塚電子株式会社 | 積分球 |
| CA1231852A (en) * | 1984-09-04 | 1988-01-26 | Stuart G. Macdonald | Reflectometer featuring an integrating cavity of enhanced efficiency |
| JPS6183756A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | 株式会社竹中工務店 | 組立鉄筋及びその組立鉄筋を用いた半既製コンクリ−ト版 |
| US4682897A (en) * | 1984-12-10 | 1987-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Light scattering measuring apparatus |
| JP2604754B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1997-04-30 | 倉敷紡績株式会社 | 分光光度計 |
| JPH0612335B2 (ja) * | 1989-10-20 | 1994-02-16 | スガ試験機株式会社 | 分光測色装置の光学系 |
| DE9005845U1 (ja) * | 1990-05-23 | 1990-07-26 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim, De | |
| JPH06167391A (ja) * | 1991-08-29 | 1994-06-14 | Suga Test Instr Co Ltd | ２光路測色計 |
| JP4663155B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2011-03-30 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池の内部量子効率測定装置および方法 |
Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5292775A (en) * | 1976-01-30 | 1977-08-04 | Hitachi Ltd | Spectrophotometer of two light flux type |
| JPS5352183A (en) * | 1976-09-13 | 1978-05-12 | Kollmorgen Tech Corp | Parallel detecting spectrophotometer |
| JPS5352180A (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-12 | Hitachi Ltd | Two light beams spectrophotometer |
| JPS5466190A (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-28 | Hitachi Ltd | Two luminous flux spectrophotometer |
| JPS54116284A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Hitachi Ltd | Double luminous flux spectrophotometer |
| JPS54159282A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-15 | Hitachi Ltd | Analog signal sampling system of spectrophotometer |
-
1980
- 1980-02-29 JP JP2592880A patent/JPS56122936A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5292775A (en) * | 1976-01-30 | 1977-08-04 | Hitachi Ltd | Spectrophotometer of two light flux type |
| JPS5352183A (en) * | 1976-09-13 | 1978-05-12 | Kollmorgen Tech Corp | Parallel detecting spectrophotometer |
| JPS5352180A (en) * | 1976-10-22 | 1978-05-12 | Hitachi Ltd | Two light beams spectrophotometer |
| JPS5466190A (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-28 | Hitachi Ltd | Two luminous flux spectrophotometer |
| JPS54116284A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Hitachi Ltd | Double luminous flux spectrophotometer |
| JPS54159282A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-15 | Hitachi Ltd | Analog signal sampling system of spectrophotometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56122936A (en) | 1981-09-26 |
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