JPS6329210B2 - - Google Patents

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JPS6329210B2
JPS6329210B2 JP57151046A JP15104682A JPS6329210B2 JP S6329210 B2 JPS6329210 B2 JP S6329210B2 JP 57151046 A JP57151046 A JP 57151046A JP 15104682 A JP15104682 A JP 15104682A JP S6329210 B2 JPS6329210 B2 JP S6329210B2
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integrating sphere
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measurement
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JP57151046A
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Osamu Akyama
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Shimadzu Corp
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Publication of JPS6329210B2 publication Critical patent/JPS6329210B2/ja
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
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    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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    • G01J3/42Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
    • GPHYSICS
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    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/065Integrating spheres

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積分球反射測定を行う複光束分光光度
計に関する。試料の分光反射特性を測定する場
合、通常積分球が用いられる。本発明はこのよう
な試料の反射特性測定用の分光光度計に関する。
試料面の光反射に関する性質は拡散面を鏡面の
2種類があるが一般には両方の性質が混じつてお
り、反射光も拡散成分と鏡面反射成分の両方を含
んでいる。従つて反射測定には拡散成分だけを測
定する場合と鏡面反射も含めた全反射光を測定す
る場合の2通りがある。一つの積分球だけを用い
て複光束法により上記2通りの測定を行う場合、
従来次のような問題があつた。第1図は従来例を
示す。第1図Aの例ではIが積分球、Rは対照試
料、Sが測定試料でrは対照光束、sは測定光束
である。積分球Iの図で向う側に窓aがあり、そ
の向うに受光素子が置かれている。2つの光束
r,sは積分球の中心を外して互に平行に積分球
Iに入射し、各試料R,Sは各対応光束に対して
傾けてセツトされ鏡面反射成分が積分球の頂部図
で直上に来るようになつている。この構成で拡散
反射成分のみの測定を行う場合、積分球Iの頂部
の窓に光トラツプTを置いて鏡面反射成分を除去
する。拡散成分と鏡面反射成分の両方を含む全反
射成分を測定する場合には積分球Iの頂部の窓に
光トラツプの代りに白板Wをセツトする。この構
成では下記の欠点がある。
(1) 対照試料、測定試料とも積分球Iの接平面上
にない。従つて積分球内面が欠球状になつて完
全な積分作用が行われない。
(2) 2種類の測定を行うためには光トラツプTと
白板Wとを交換しなければならず操作ミスを招
く可能性がある。
(3) 白板Wと積分球Iの内面の塗装材とが経時的
に同じ反射特性を持つようにすることが困難で
ある。このため測定結果が経時的に変つて来
る。
第1図Bの例についても第1図Aの各部と対応
する部分には同じ符号がつけてある。この例で上
の図は拡散成分のみを測定する場合を示し、各試
料には夫々の光束が垂直に入射し、鏡面反射光は
積分球Iの各光束の入射窓から外へ送り出され
る。第1図Bの下の図は全反射光成分の測定を行
う場合を示している。この場合測定試料Sと積分
球Iとの間に傾いたスペーサSpを介在させ、測
定試料Sの鏡面反射成分が積分球Iの内面に入射
するようにする。この構成においては下記の欠点
がある。
(1) 全反射光測定の場合スペーサSpを用いるの
で、測定試料Sが積分球Iの接平面から外れて
傾き、また接平面より後方に位置するため、測
定試料Sの反射光中の拡散成分の一部がスペー
サSpに当るため正確な積分球測定ができない。
(2) 2種の測定に応じてスペーサSpを着脱しな
ければならないから操作が面倒である。
以上要するに単一の積分球を用いて2種の測定
を行う場合、2つの試料のうち少くとも一つが積
分球の接平面から離れ、また2種の測定に応じて
部品の交換着脱を行う必要があつて操作が面倒で
あり、操作ミスを誘発する可能性がある。
本発明は上述した問題点を解消した積分球反射
測定用複光束分光器を得ることを目的としてい
る。
本発明は、2つの試料設定窓と、各試料設定窓
に向つて積分球内に光を入射させる2つの光入射
窓を有し、1つの試料設定窓とそれに対応する光
入射窓の各中心を結ぶ線が中心を外れているよう
にした積分球を用い、一つの試料設定窓にセツト
した試料に対しては光が斜め入射するようにした
積分球を用い、測定の種類に応じて対照試料と測
定試料の設定位置を交換するようにした積分球反
射測定用複光束分光光度計を提供するものであ
る。
以下本発明の実施例を説明する。第2図は積分
球Iの部分だけを示し、第2図Aは拡散成分のみ
を測定する場合、第2図Bは鏡面反射光を含む全
反射光を測定する場合を示す。拡散成分測定の場
合図で積分球Iの側方の試料設定窓Wsに測定試
料Sをセツトし、下方の試料設定窓Wbに対照試
料Rをセツトする。積分球Iの窓Wsの真反対側
に光入射窓Wisがあり、この窓を通して測定光束
sを測定試料Sに垂直に入射させる。この場合試
料Sからの鏡面反射成分は光入射窓Wisから外に
出て除かれる。図で積分球Iの真上から少し側方
に寄つた位置に試料設定窓Wbに対応する光入射
窓Wibがあり、この窓を通して対照光束rを対照
試料Rに対して斜めに入射させる。この場合対照
試料Rが鏡面反射成分を有すると、その鏡面反射
成分は除けないが、対照試料はベースライン補正
の信号を得るのが目的で光源及び測光系の波長特
性とがドリフトに応答できればよいので鏡面反射
成分を除去する必要はない。積分球Iの図で向う
側の壁に窓aがあつてその窓から出射する光を測
光する。第2図Bは全反射光を測定する場合を示
し、対照試料Rと測定試料Sの設定場所は第2図
Aの場合と入れ替つている。この配置では窓Wib
から入射した測定光束は測定試料Sに斜めに入射
し、鏡面反射光は積分球Iの内面に入射するよう
になつて測光系に捕捉される。またこの場合対照
試料Rに対し対照光束rが垂直入射することにな
り、対照試料Rの鏡面反射光は光入射窓Wisから
外へ放出されてしまうが、前述したのと全く同じ
理由でベースライン補正に対しては何等の障害に
もならない。
第3図は上述本発明の一実施例の全体を示す。
1は分光器、2は分光器1の出射光を時系列的に
2光束に分割する装置で、光チヨツパを兼ねたセ
クターミラーCH、鏡M1〜M6より成り、2光
束f1,f2が交互に積分球Iに入射せしめられ
る。Dは光検出器で、積分球の光出射窓aから出
射する光を受光するようになつており例えばホト
マルチプライヤを用いている。光検出器Dの出力
信号はプリアンプPA、サンプリングスイツチS
1,S2を経てサンプルホールド回路H1,H2
に入力される。サンプルホールド回路H1の出力
信号は負高圧回路Vを介して光検出器Dにフイー
ドバツクされ対照光測定出力が一定になるように
光検出器Dの感度調整を行う。サンプルホールド
回路H2の出力信号は測定試料反射光の測定出力
でA/D変換器を経てコンピユータCPUに読込
まれ、更にD/A変換器を経てレコーダRDによ
つて記録される。上述したように測定の種類によ
つて対照試料Rと測定試料Sとはそのセツト位置
が入れ替わるので、それに応じて2光束f1,f
2も何れを対照光束とし、測定光束とするかの切
換えをする必要がある。ブロツク3で囲んだ部分
がこの切換えを行う部分で、切換えはサンプリン
グスイツチS1,S2の開閉のタイミングを変更
することにより行われる。即ち試料の拡散光成分
だけを測定する場合第2図Aに示すように測定試
料Sは積分球の試料設定窓Wsにセツトされ、対
照試料Rは窓Wbにセツトされて、光束f1が測
定光束となり、f2が対照光束となる。従つてこ
の場合には光束f1が積分球Iに入射しているタ
イミングでスイツチS1が閉じS2が開となり、
光束f2が積分球Iに入射しているタイミングで
S1が開、S2が閉となる。試料の全反射成分を
測定する場合には第2図Bに示すように測定試料
Sと対照試料Rのセツト位置が上の場合と入れ替
るのでf2が測定光束となりf1が対照光束とな
る。従つてこの場合スイツチS1,S2の開閉の
タイミングは上の場合と反対になる。S1,S2
の開閉はセクターミラーCHの回転と同期して行
われ、4はそのための同期信号発生器で、光束f
1の測光出力をサンプリングする信号sf1と光束
f2の測光信号をサンプリングする信号sf2を発
生しており、この両信号が切換え部3においてス
イツチS1,S2の何れに送るかの切換えがなさ
れる。コンピユータCPUは指定された測定の種
類に応じて切換え部3を操作する。
第4図は本発明の他の実施例を示す。この実施
例では積分球Iに入射する2光束f1,f2が直
交しており試料設定窓Wbが光束f2に対して傾
くように設けられている。拡散光のみを測定する
場合は測定試料Sを窓Wsにセツトし、対照試料
を窓Wbにセツトする。鏡面反射光も含めた全反
射光を測定する場合は測定試料Sを窓Wbにセツ
トし、対照試料Rを窓Wsにセツトする。なお積
分球以外の部分の構成は基本的に前記第2,第3
図に示した実施例と同じでよく、説明及び図示を
省略する。
本発明は上述した所から明かなように、対照試
料の測定は光源の変動とか測定回路のドリフトに
応答できればよく、光を垂直に入射させるか斜め
入射にするかとか鏡面反射光を含めるか除去する
か等にこだわる必要のないことを着眼し、積分球
に2つの試料設定窓を設けて、その一方は光束が
垂直入射するようにし、他方は光束が斜め入射す
るようにして測定の種類に応じて測定試料と対照
試料のセツト位置を入れ替えるようにしたもので
あるから、前述従来例のような光トラツプと白板
の着け替え、或はスペーサの着脱等誤操作を招く
ような操作が不要であり、白板を用いることによ
る経時的な変化の問題とかスペーサを用いること
による拡散光成分の一部がセツトされる問題等が
なくなり、測定試料も対照試料とも積分球に接し
てセツトすることができる等の効果が得られる。
なお上の説明では全反射光測定の場合常に拡散
成分と鏡面反射成分が混合しているものとしてい
るが、拡散成分を殆んど含まないような鏡面試料
に対しては全反射光測定によつて鏡面反射測定が
できることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは夫々従来例の積分球断面図、第
2図は本発明の一実施例の積分球断面を示し、第
3図は同実施例の全体構成を示す平面図及びブロ
ツク図、第4図は本発明の他の実施例の積分球断
面図である。 I……積分球、Ws,Wb……試料設定窓、W…
…光の出射窓、R……対照試料、S……測定試
料、D……光検出器、S1,S2……サンプリン
グスイツチ、H1,H2……サンプルホールド回
路、1……分光器、2……光束分割装置、3……
切換え部、4……同期信号発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 2つの試料設定窓と、これらの試料設定窓の
    一方には光が垂直に入射するように、また他方に
    は光が斜め入射するように、これら各試料設定窓
    に対向させて設けられた光入射窓とを有する積分
    球と、上記光入射窓を通して対応する上記試料設
    定窓に向けて光を入射させる2光束形成光学手段
    とよりなる積分球式複光束反射測定装置。 2 積分球に入射せしめられる2光束の何れを試
    料光束とし、何れを対照光束とするかの切換え手
    段を設けた特許請求の範囲第1項記載の積分球式
    複光束反射測定装置。
JP57151046A 1982-08-30 1982-08-30 積分球式複光束反射測定装置 Granted JPS5940144A (ja)

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JP57151046A JPS5940144A (ja) 1982-08-30 1982-08-30 積分球式複光束反射測定装置
GB08307375A GB2128359B (en) 1982-08-30 1983-03-17 Double-beam spectrophotometer
US06/477,523 US4540281A (en) 1982-08-30 1983-03-21 Double-beam spectrophotometer
DE19833311954 DE3311954A1 (de) 1982-08-30 1983-03-31 Zweistrahliges spektralfotometer

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JPS5940144A JPS5940144A (ja) 1984-03-05
JPS6329210B2 true JPS6329210B2 (ja) 1988-06-13

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ID=15510110

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US (1) US4540281A (ja)
JP (1) JPS5940144A (ja)
DE (1) DE3311954A1 (ja)
GB (1) GB2128359B (ja)

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