JP7279937B2 - Optical measuring method and processing device - Google Patents
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Description
本発明は、測光量を測定可能な波長範囲を拡大できる光学測定方法および当該光学測定方法に向けられた処理装置に関する。 The present invention relates to an optical measurement method capable of expanding the wavelength range in which a photometric quantity can be measured, and a processing apparatus for the optical measurement method.
紫外域および赤外域といった可視域以外の波長を含む光を発生する光源が様々な分野で利用されている。例えば、紫外域の光を放射する水銀ランプ、重水素ランプ、UV-LEDなどは、殺菌用あるいは滅菌用、化学分析用、樹脂硬化用などの用途に用いられる。 2. Description of the Related Art Light sources that generate light containing wavelengths other than the visible range, such as the ultraviolet range and the infrared range, are used in various fields. For example, mercury lamps, deuterium lamps, UV-LEDs, etc. that emit light in the ultraviolet region are used for disinfection, sterilization, chemical analysis, resin curing, and the like.
このような可視域以外の波長を含む光を発生する光源を評価するためには、当該光源が発生する波長に応じた標準電球(標準器)を用意する必要がある。 In order to evaluate a light source that emits light including wavelengths outside the visible range, it is necessary to prepare a standard light bulb (standard device) that corresponds to the wavelengths emitted by the light source.
非特許文献1に開示されるように、日本において光放射量の値付けの最上位に位置するのは、産業技術総合研究所計量標準総合センター(NMIJ:National Metrology Institute of Japan)が管理する国家計量標準群である。光度、照度、分布温度などの測光量の値付けには、NMIJ(または、日本電気計器検定所)により供給される標準電球が用いられる。校正事業者は、NMIJ(または、日本電気計器検定所)により校正された標準電球を用いて、照度計、白熱電球、蛍光ランプなどの一般ユーザ向け機器を校正する。
As disclosed in Non-Patent
非特許文献2に開示されるように、校正事業者が提出した分光放射照度標準電球に対しては、特定標準器により、200[nm]以上400[nm]以下の校正範囲において、波長毎の分光放射照度が与えられ、特定副標準器により、250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲において、波長毎の分光放射照度が与えられる。
As disclosed in
また、校正事業者が提出した光度標準電球および全光束標準電球に対しては、波長範囲が360[nm]から830[nm]までの可視域を前提として、指定電圧または指定分布温度に対する光度測定値または全光束測定値が与えられる。 In addition, for the luminous intensity standard bulb and total luminous flux standard bulb submitted by the calibration laboratory, luminous intensity measurement for the specified voltage or specified distribution temperature, assuming that the wavelength range is from 360 [nm] to 830 [nm] in the visible region values or total flux measurements are given.
非特許文献3に開示されるように、250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲においては、被校正光源として分光放射照度用ハロゲン電球が用いられ、250[nm]以下の校正範囲においては、重水素ランプが用いられるとされている。但し、重水素ランプの校正範囲は200[nm]以上400[nm]以下とされている。
As disclosed in
上述したように、紫外域から赤外域までをカバーする国家標準トレーサブルな標準電球は、現在のところ、(1)200[nm]以上400[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(重水素ランプ)、および、(2)250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(ハロゲンランプ)の2つのみである。これらの標準電球に値付けされている物理量は、分光放射照度(単位例としては、[W/m2/nm]あるいは[μW/cm2/nm])である。 As described above, the national standard traceable standard bulb covering from the ultraviolet region to the infrared region is currently limited to (1) the spectral irradiance standard applied to the calibration range of 200 [nm] to 400 [nm] There are only two, a light bulb (deuterium lamp) and (2) a spectral irradiance standard light bulb (halogen lamp) applied to a calibration range of 250 [nm] to 2500 [nm]. The physical quantity assigned to these standard bulbs is the spectral irradiance (unit examples: [W/m 2 /nm] or [μW/cm 2 /nm]).
分光放射照度以外の物理量が値付けされている標準電球としては、全光束が値付けされている全光束標準電球、および、光度が値付けされている光度標準電球などがある。 Standard light bulbs for which physical quantities other than spectral irradiance are valued include total luminous flux standard light bulbs for which total luminous flux is valued, and luminous intensity standard light bulbs for which luminous intensity is valued.
光束および光度といった測光量は、対応する放射量(例えば、放射束および放射強度)に標準比視感度V(λ)を乗じて算出される。ここで、V(λ)が定義される波長範囲は、360[nm]から830[nm]までの可視域であるため、算出される光束および光度についても可視域が対象となり、紫外域(波長360[nm]以下)および赤外域(波長830[nm]以上)については測定することができない。 Photometric quantities such as luminous flux and luminous intensity are calculated by multiplying the corresponding radiant quantities (eg, radiant flux and radiant intensity) by the standard relative luminosity V(λ). Here, since the wavelength range in which V(λ) is defined is the visible region from 360 [nm] to 830 [nm], the calculated luminous flux and luminous intensity also target the visible region, and the ultraviolet region (wavelength 360 [nm] or less) and infrared region (wavelength 830 [nm] or more) cannot be measured.
したがって、紫外域(波長360[nm]以下)または赤外域(波長830[nm]以上)において、放射束などの放射量を測定しようとすれば、分光放射照度標準電球(重水素ランプまたはハロゲンランプ)を用いて測定装置を校正することで、国家標準トレーサビリティを確保せざるを得ない。 Therefore, in the ultraviolet region (wavelength of 360 [nm] or less) or the infrared region (wavelength of 830 [nm] or more), if you try to measure the amount of radiation such as radiant flux, a spectral irradiance standard bulb (deuterium lamp or halogen lamp) ) is used to calibrate the measuring equipment to ensure traceability to the national standard.
一例として、非特許文献4に開示されるように、積分球の外部に分光放射照度標準電球を配置して装置校正を行う手法が提案されている。
As an example, as disclosed in
しかしながら、非特許文献4に開示される校正手法は、積分球を用いるので、校正精度を高くすることが難しい。
However, since the calibration method disclosed in
本発明の一つの目的は、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であっても、サンプルの測光量を測定可能にする光学測定方法などを提供することである。 One object of the present invention is an optical measurement method that enables measurement of the photometric quantity of a sample even in a wavelength range in which a national standard traceable standard bulb is not provided in which physical quantities other than spectral irradiance are valued. etc. is to be provided.
本発明のある局面に従う光学測定方法は、第1波長範囲について分光放射照度が値付けされている第1標準電球を点灯させるとともに、第1標準電球から分光放射照度を値付けした第1距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第1検出結果を取得するステップと、第1波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第2波長範囲について分光放射照度が値付けされている第2標準電球を点灯させるとともに、第2標準電球から第1距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第2検出結果を取得するステップと、第1検出結果と第1標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第1校正係数を算出するステップと、第2検出結果と第2標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第2校正係数を算出するステップと、第1校正係数および第2校正係数に基づいて、第1波長範囲と第2波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出するステップと、少なくとも第1校正係数および補正値に基づいて、第3校正係数を決定するステップと、第3標準電球を点灯させるとともに、第3標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第3検出結果を取得するステップと、第3検出結果および第3校正係数に基づいて、第3標準電球に測光量を値付けするステップとを含む。 An optical measurement method according to one aspect of the present invention includes turning on a first standard bulb having a spectral irradiance valued for a first wavelength range and measuring the spectral irradiance at a first distance from the first standard bulb. obtaining a first detection result output from a spectrophotometer positioned at a remote location; and spectral irradiance is evaluated for a second wavelength range that overlaps at least partially with the first wavelength range. obtaining a second detection result output from a spectrophotometer arranged at a position separated by a first distance from the second standard light bulb while lighting the second standard light bulb; calculating a first calibration factor based on the spectral irradiance priced for one standard bulb; and calculating a second calibration factor based on the second detection result and the spectral irradiance priced for the second standard bulb. calculating a calibration factor; and calculating, based on the first calibration factor and the second calibration factor, a correction value of the calibration factor for wavelengths in a wavelength range where the first wavelength range and the second wavelength range overlap. , determining a third calibration factor based on at least the first calibration factor and the correction value; illuminating a third standard bulb and a spectrophotometer positioned a predetermined distance from the third standard bulb. and pricing a third standard bulb a photometric quantity based on the third detection result and the third calibration factor.
第3校正係数を決定するステップは、第1波長範囲と第2波長範囲とが重複する波長範囲のうち、補正値を決定すべき補正対象区間を決定するステップと、補正対象区間に含まれる各波長について補正値を決定するステップとを含んでいてもよい。 The step of determining the third calibration coefficient includes the step of determining a correction target section for which a correction value is to be determined in the wavelength range in which the first wavelength range and the second wavelength range overlap; and determining a correction value for the wavelength.
補正対象区間を決定するステップは、第1校正係数の値と第2校正係数の値とのずれ量が最小となる区間を探索するステップを含むようにしてもよい。 The step of determining the correction target section may include the step of searching for the section in which the amount of deviation between the value of the first calibration coefficient and the value of the second calibration coefficient is the smallest.
補正対象区間に含まれる各波長について補正値を決定するステップは、補正対象区間に含まれる各波長における第1校正係数の値および第2校正係数の値に対して、各波長に応じたそれぞれの重みを与えることで対応する補正値を決定するステップを含んでいてもよい。 The step of determining a correction value for each wavelength included in the correction target section includes calculating the values of the first calibration coefficient and the second calibration coefficient for each wavelength included in the correction target section. A step of determining corresponding correction values by applying weights may be included.
光学測定方法は、第3標準電球により生じる第1放射照度を取得するステップと、任意のサンプルにより生じる第2放射照度を取得するステップと、第1放射照度と第2放射照度との比率および第3標準電球に値付けされた測光量に基づいて、サンプルの測光量を取得するステップとをさらに含む。 The optical measurement method includes the steps of obtaining a first irradiance produced by a third standard bulb, obtaining a second irradiance produced by an arbitrary sample, a ratio of the first irradiance to the second irradiance and the and obtaining the photometric quantity of the sample based on the photometric quantity priced for the 3 standard bulbs.
第1放射照度は、第3標準電球からの光を積分器に入射させて積分器の内壁に生じたものであってもよく、第2放射照度は、サンプルからの光を積分器に入射させて積分器の内壁に生じたものであってもよい。 A first irradiance may be produced at the inner wall of the integrator by directing light from a third standard bulb into the integrator, and a second irradiance may be produced by directing light from the sample into the integrator. may be generated on the inner wall of the integrator.
第1波長範囲は、紫外域を含んでいてもよく、第2波長範囲は、可視域を含んでいてもよい。 The first wavelength range may include the ultraviolet range and the second wavelength range may include the visible range.
本発明の別の局面に従う処理装置は、第1波長範囲について分光放射照度が値付けされている第1標準電球についての第1検出結果と第1標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第1校正係数を算出する手段を含む。第1検出結果は、第1標準電球を点灯させるとともに、第1標準電球から分光放射照度を値付けした第1距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。処理装置は、第1波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第2波長範囲について分光放射照度が値付けされている第2標準電球についての第2検出結果と第2標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第2校正係数を算出する手段を含む。第2検出結果は、第2標準電球を点灯させるとともに、第2標準電球から第1距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。処理装置は、第1校正係数および第2校正係数に基づいて、第1波長範囲と第2波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する手段と、少なくとも第1校正係数および補正値に基づいて、第3校正係数を決定する手段と、第3標準電球についての第3検出結果および第3校正係数に基づいて、第3標準電球に値付けする測光量を決定する手段とを含む。第3検出結果は、第3標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。 A processing apparatus according to another aspect of the present invention provides a first detection result for a first standard bulb having a spectral irradiance valued for a first wavelength range and a spectral irradiance valued for the first standard bulb. means for calculating a first calibration factor based on . A first detection result is obtained by turning on a first standard bulb and using a spectrophotometer placed at a position separated from the first standard bulb by a first distance where the spectral irradiance is measured. The processing unit quantifies the second standard bulb with a second detection result for a second standard bulb in which the spectral irradiance is rated for a second wavelength range that overlaps at least a portion of the wavelength range with the first wavelength range. and means for calculating a second calibration factor based on the spectral irradiance being measured. A second detection result is obtained by turning on the second standard bulb and using a spectrophotometer positioned at a first distance from the second standard bulb. The processing device includes means for calculating, based on the first calibration coefficient and the second calibration coefficient, correction values of the calibration coefficients for wavelengths in a wavelength range in which the first wavelength range and the second wavelength range overlap; means for determining a third calibration factor based on the calibration factor and the correction value; and determining a photometric quantity for pricing the third standard bulb based on the third detection result and the third calibration factor for the third standard bulb. and means to A third detection result is obtained using a spectrophotometer positioned at a predetermined distance from the third standard bulb.
本発明のある局面によれば、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であっても、サンプルの測光量を測定できる。 According to one aspect of the present invention, the photometric quantity of a sample can be measured even in wavelength ranges for which national standard traceable standard bulbs are not provided, in which physical quantities other than spectral irradiance are valued.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
<A.解決手段>
上述したように、可視域以外においては全光束標準電球が提供されていないので、全光束標準電球を用いて、球形光束計法などの手法で比較測定することによりサンプルの測光量を評価するといったことが難しい。
<A. Solution>
As mentioned above, since there is no standard total luminous flux bulb available in the non-visible range, the photometric amount of the sample is evaluated by comparing and measuring with a method such as the spherical photometry method using a total luminous flux standard bulb. difficult.
そこで、本発明の実施の形態においては、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲を出力する分光放射束標準電球を提供するとともに、国家標準トレーサビリティを確保しつつ、その分光放射束標準電球を用いてサンプルの測光量を評価できる手法を提供する。以下では、主として、紫外域(一例として、220[nm]から340[nm])の光を発生する分光放射束標準電球について説明する。 Therefore, in the embodiment of the present invention, a spectral radiant flux standard light bulb that outputs a wavelength range that is not provided by a national standard traceable standard light bulb in which physical quantities other than spectral irradiance are valued is provided. To provide a method capable of evaluating the photometric quantity of a sample using its spectral radiant flux standard bulb while ensuring standard traceability. A spectral radiant flux standard lamp that mainly emits light in the ultraviolet region (220 [nm] to 340 [nm] as an example) will be described below.
また、サンプルの測光量の一例として、分光放射束または全放射束を測定する場合について説明する。 Also, as an example of the photometric quantity of a sample, a case of measuring spectral radiant flux or total radiant flux will be described.
<B.測定手順概要>
まず、本実施の形態に従う光学測定方法の測定手順の概要について説明する。
<B. Overview of measurement procedure>
First, an overview of the measurement procedure of the optical measurement method according to the present embodiment will be described.
図1は、本実施の形態に従う光学測定方法の測定手順の処理手順を示すフローチャートである。図1に示すステップのうち演算処理に係るステップは、後述するような処理装置によって実行されてもよい。 FIG. 1 is a flow chart showing the processing procedure of the measurement procedure of the optical measurement method according to this embodiment. Among the steps shown in FIG. 1, the steps related to arithmetic processing may be executed by a processing device as described later.
図1を参照して、まず、測定システムの校正係数の決定処理が実施される(ステップS1)。 Referring to FIG. 1, first, a process of determining calibration coefficients of the measurement system is performed (step S1).
具体的には、光学ベンチと、受光ヘッドと、分光光度計(あるいは、分光照度計)とを含む、第1測定システムを構築する(ステップS11)。 Specifically, a first measurement system is constructed that includes an optical bench, a light receiving head, and a spectrophotometer (or a spectrophotometer) (step S11).
続いて、200[nm]以上400[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(重水素ランプ)(以下、「紫外用標準電球」とも称す。)を取り付け、紫外用標準電球と受光ヘッドとの光軸を調整する(ステップS12)。この状態において、紫外用標準電球を点灯してエージングする(ステップS13)。エージング後、紫外用標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される第1検出結果を取得する(ステップS14)。 Subsequently, a spectral irradiance standard bulb (deuterium lamp) (hereinafter also referred to as "ultraviolet standard bulb") that is applied to the calibration range of 200 [nm] or more and 400 [nm] or less is attached, and the ultraviolet standard bulb is attached. and the light receiving head are adjusted (step S12). In this state, the standard lamp for ultraviolet is turned on for aging (step S13). After aging, a first detection result output from the spectrophotometer when the standard lamp for ultraviolet light is turned on is obtained (step S14).
また、250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(ハロゲンランプ)(以下、「可視用標準電球」とも称す。)を取り付け、可視用標準電球と受光ヘッドとの光軸を調整する(ステップS15)。この状態において、可視用標準電球を点灯してエージングする(ステップS16)。エージング後、可視用標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される第2検出結果を取得する(ステップS17)。 In addition, a spectral irradiance standard bulb (halogen lamp) (hereinafter also referred to as a "visible standard bulb") that is applied to the calibration range of 250 [nm] or more and 2500 [nm] or less is attached, and the visible standard bulb and the light receiving The optical axis with the head is adjusted (step S15). In this state, the visible standard lamp is turned on for aging (step S16). After aging, a second detection result output from the spectrophotometer when the visible standard bulb is turned on is obtained (step S17).
ステップS14において取得した第1検出結果、および、ステップS17において取得した第2検出結果と、紫外用標準電球および可視用標準電球に値付けされた分光放射照度とを用いて、構築した第1測定システムの校正係数C(λ)が決定される。(ステップS18)。 A first measurement constructed using the first detection result obtained in step S14, the second detection result obtained in step S17, and the spectral irradiance assigned to the ultraviolet standard bulb and the visible standard bulb. A system calibration factor C(λ) is determined. (Step S18).
なお、ステップS12~S14の処理と、ステップS15~S17の処理との実施順序は、いずれであってもよい。 It should be noted that the execution order of the processing of steps S12 to S14 and the processing of steps S15 to S17 may be any.
続いて、分光放射束標準電球(以下、「二次標準電球」とも称す。)に測光量(分光放射束および/または全放射束)を値付けする処理が実施される(ステップS2)。二次標準電球は、紫外域において値付けされているので、紫外用分光放射束標準電球と称することもできる。 Subsequently, a process of assigning a photometric quantity (spectral radiant flux and/or total radiant flux) to the spectral radiant flux standard bulb (hereinafter also referred to as a "secondary standard bulb") is performed (step S2). Secondary standard bulbs are priced in the ultraviolet region, so they can also be referred to as spectral radiant flux standard bulbs for the ultraviolet.
具体的には、光学ベンチと、ゴニオステージと、受光ヘッドと、分光光度計とを含む、第2測定システムを構築する(ステップS21)。続いて、二次標準電球を第2測定システムに取り付ける(ステップS22)。この状態において、二次標準電球を点灯してエージングする(ステップS23)。第2測定システムを用いて、二次標準電球を配光測定して、二次標準電球の分光放射束を測定する(ステップS24)。この測定された分光放射束が二次標準電球に値付けされる。なお、二次標準電球に対しては、分光放射束に代えて、あるいは、分光放射束に加えて、全放射束が値付けされてもよい。 Specifically, a second measurement system is constructed that includes an optical bench, a goniostage, a light receiving head, and a spectrophotometer (step S21). A secondary standard bulb is then attached to the second measurement system (step S22). In this state, the secondary standard lamp is turned on for aging (step S23). Using the second measurement system, the secondary standard bulb is subjected to luminous intensity distribution measurement to measure the spectral radiant flux of the secondary standard bulb (step S24). This measured spectral radiant flux is assigned to the secondary standard bulb. It should be noted that for secondary standard bulbs, the total radiant flux may be priced instead of or in addition to the spectral radiant flux.
最終的に、第3測定システムを用いたサンプルの測光量(分光放射束および/または全放射束)の測定が実施される(ステップS3)。 Finally, a measurement of the photometric quantity (spectral and/or total radiant flux) of the sample using a third measurement system is performed (step S3).
具体的には、積分器を含む第3測定システムを構築する(ステップS31)。続いて、二次標準電球を積分器のサンプル窓に取り付ける(ステップS32)。この状態において、二次標準電球を点灯してエージングする(ステップS33)。エージング後、二次標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される検出結果を基準値として取得する(ステップS34)。 Specifically, a third measurement system including an integrator is constructed (step S31). A secondary standard bulb is then attached to the sample window of the integrator (step S32). In this state, the secondary standard lamp is turned on for aging (step S33). After aging, the detection result output from the spectrophotometer when the secondary standard bulb is turned on is acquired as a reference value (step S34).
続いて、積分器のサンプル窓から二次標準電球を取り外して、測定対象のサンプルを積分器のサンプル窓に取り付ける(ステップS35)。この状態において、サンプルを点灯してエージングする(ステップS36)。エージング後、サンプルを点灯したときに分光光度計から出力される検出結果を取得する(ステップS37)。ステップS34において取得された基準値とステップS37において取得された検出結果とに基づいて、サンプルの分光放射束を算出する(ステップS38)。なお、分光放射束に代えて、あるいは、分光放射束に加えて、全放射束が算出されてもよい。そして、一連の処理は終了する。 Subsequently, the secondary standard bulb is removed from the sample window of the integrator, and the sample to be measured is attached to the sample window of the integrator (step S35). In this state, the sample is lit and aged (step S36). After aging, the detection result output from the spectrophotometer when the sample is turned on is obtained (step S37). Based on the reference value obtained in step S34 and the detection result obtained in step S37, the spectral radiant flux of the sample is calculated (step S38). Note that the total radiant flux may be calculated instead of or in addition to the spectral radiant flux. Then, a series of processing ends.
なお、ステップS36~S38の処理は、サンプルの数だけ繰り返されてもよい。また、ステップS32~S34の処理と、ステップS35~S37の処理との実施順序は、いずれであってもよい。 Note that the processing of steps S36 to S38 may be repeated by the number of samples. Further, the execution order of the processing of steps S32 to S34 and the processing of steps S35 to S37 may be any.
<C.校正係数の決定処理(ステップS1)>
まず、校正係数の決定処理(ステップS1)について説明する。
<C. Calibration Coefficient Determination Processing (Step S1)>
First, the calibration coefficient determination process (step S1) will be described.
図2は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の決定処理について説明するための図である。図2(A)および図2(B)に示されるように、校正係数の決定処理(ステップS1)においては、第1測定システム10が用いられ、分光光度計50および受光ヘッド60についての校正係数C(λ)を決定する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the calibration coefficient determination process in the optical measurement method according to the present embodiment. As shown in FIGS. 2A and 2B, in the calibration coefficient determination process (step S1), the
第1測定システム10は、光学ベンチ12をベースとした装置であり、光学ベンチ12に配置された支持部材14により受光ヘッド60が所定位置に配置されている。光学ベンチ12は、標準電球および受光ヘッド60を固定するための治具である。受光ヘッド60は、ファイバ68を介して分光光度計50と光学的に接続されている。
The
分光光度計50の測定波長範囲は、少なくとも紫外域を含む。ファイバ68は、少なくとも紫外域に透過性を有する材料(例えば、石英など)からなり、受光ヘッド60を介して一端から入射した光を分光光度計50へ導く。
The measurement wavelength range of
図3は、本実施の形態に従う光学測定方法で使用される測定システムの受光ヘッドの構成例を示す断面図である。受光ヘッド60は、放射照度の測定に適した構造を有している。具体的には、図3を参照して、受光ヘッド60は、ファイバ68の接続位置を通る光軸66に配置されたアパーチャ62および拡散板64を含む。アパーチャ62を透過した光は、拡散板64に拡散された上で、ファイバ68を介して分光光度計50に入射する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a light-receiving head of a measurement system used in the optical measurement method according to this embodiment. The
図2(A)に示す状態においては、受光ヘッド60に対向する位置に、光学ベンチ12に配置されたベース部材16を介して、紫外用標準電球2が配置される。紫外用標準電球2と受光ヘッド60とが同一の光軸上に配置されるように、支持部材14およびベース部材16の位置が調整される。また、紫外用標準電球2と受光ヘッド60との間の距離は、紫外用標準電球2の校正に関して予め定められた標準距離R1(通常は、500[mm])に調整される。図2(A)に示す状態において、紫外用標準電球2を点灯したときに生じる分光光度計50から出力される検出結果が第1検出結果として取得される。
In the state shown in FIG. 2A, the standard
このように、200[nm]以上400[nm]以下の校正範囲(第1波長範囲)について分光放射照度が値付けされている紫外用標準電球2(第1標準電球)を点灯させるとともに、紫外用標準電球2から分光放射照度を値付けした標準距離R1(第1距離)だけ離れた位置に配置された分光光度計50から出力される第1検出結果を取得する処理が実施される。ここで、第1波長範囲は、紫外域を含む。
In this way, the ultraviolet standard bulb 2 (first standard bulb) whose spectral irradiance is valued for the calibration range (first wavelength range) of 200 [nm] or more and 400 [nm] or less is turned on, and the ultraviolet A process of acquiring a first detection result output from the
一方、図2(B)に示す状態においては、受光ヘッド60に対向する位置に、光学ベンチ12に配置されたベース部材18を介して、可視用標準電球4が配置される。可視用標準電球4と受光ヘッド60とが同一の光軸上に配置されるように、支持部材14およびベース部材18の位置が調整される。また、可視用標準電球4と受光ヘッド60との間の距離は、可視用標準電球4の校正に関して予め定められた標準距離R1(通常は、500[mm])に調整される。図2(B)に示す状態において、可視用標準電球4を点灯したときに分光光度計50から出力される検出結果が第2検出結果として取得される。
On the other hand, in the state shown in FIG. 2B, the standard
このように、250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲(第1波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第2波長範囲)について分光放射照度が値付けされている可視用標準電球4(第2標準電球)を点灯させるとともに、可視用標準電球4から分光放射照度を値付けした標準距離R1(第1距離)だけ離れた位置に配置された分光光度計50から出力される第2検出結果を取得する処理が実施される。ここで、第2波長範囲は、可視域を含む。
Thus, the visible standard in which the spectral irradiance is valued for the calibration range of 250 [nm] or more and 2500 [nm] or less (the second wavelength range that overlaps at least part of the wavelength range with the first wavelength range) When the light bulb 4 (second standard light bulb) is turned on, it is output from the
なお、分光光度計50からはダーク補正後の単位時間あたりの検出結果(Sig-Dark)が出力される。
The
紫外用標準電球2を点灯したときに生じる分光光度計50から出力される検出結果に基づいて、紫外用標準電球2についての校正係数CUV(λ)が算出される。すなわち、第1検出結果と紫外用標準電球2(第1標準電球)に値付けされている分光放射照度とに基づいて校正係数CUV(λ)(第1校正係数)を算出する処理が実施される。
A calibration coefficient C UV (λ) for the standard
同様に、可視用標準電球4を点灯したときに生じる分光光度計50から出力される検出結果に基づいて、可視用標準電球4についての校正係数CVIS(λ)が算出される。すなわち、第2検出結果と可視用標準電球4(第2標準電球)に値付けされている分光放射照度とに基づいて校正係数CVIS(λ)(第2校正係数)を算出する処理が実施される。
Similarly, based on the detection result output from the
図4は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の算出方法を説明するための図である。図4(A)には、分光光度計50の検出結果の一例が示される。図4(B)には、図4(A)に示される測定に用いられた標準電球についての検定値の一例が示される。図4(C)には、分光光度計50の検出結果と対応する検定値とにより算出された校正係数の一例が示される。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of calculating calibration coefficients in the optical measurement method according to this embodiment. FIG. 4A shows an example of the detection result of the
図4(B)に示される対応する標準電球についての検定値に対する、図4(A)に示される測定された分光光度計50の検出結果の比(波長毎)が校正係数C(λ)として算出される。算出される校正係数C(λ)は波長毎の値を含む。
The ratio (for each wavelength) of the measured
本実施の形態においては、200[nm]以上400[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(重水素ランプ)(紫外用標準電球2)を用いて算出される校正係数CUV(λ)と、250[nm]以上2500[nm]以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球(ハロゲンランプ)(可視用標準電球4)を用いて算出される校正係数CVIS(λ)とを取得できる。 In the present embodiment, the calibration coefficient C calculated using the spectral irradiance standard bulb (deuterium lamp) (ultraviolet standard bulb 2) applied to the calibration range of 200 [nm] to 400 [nm] UV (λ) and a calibration coefficient C VIS ( λ) can be obtained.
これら2つの校正係数を合成することで、本実施の形態に従う測定システムの校正係数C(λ)が決定される。なお、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)と、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)とから1つの校正係数C(λ)を決定する処理については、後に詳述する。
By combining these two calibration factors, the calibration factor C(λ) of the measurement system according to this embodiment is determined. One calibration coefficient C(λ) is obtained from the calibration coefficient C UV (λ) calculated using the standard
<D.二次標準電球への測光量の値付け(ステップS2)>
次に、二次標準電球への測光量の値付け(ステップS2)について説明する。
<D. Pricing of Photometric Quantity for Secondary Standard Bulb (Step S2)>
Next, the photometric amount pricing for the secondary standard bulb (step S2) will be described.
図5は、本実施の形態に従う光学測定方法における二次標準電球への測光量の値付けについて説明するための図である。図5に示されるように、二次標準電球への測光量の値付け(ステップS2)においては、第2測定システム20が用いられる。
FIG. 5 is a diagram for explaining how the photometric quantity is assigned to the secondary standard bulb in the optical measurement method according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
第2測定システム20は、図2に示される第1測定システム10の一部の構造を変更したものであり、標準電球(紫外用標準電球2または可視用標準電球4)に代えて、二次標準電球6が配置される。受光ヘッド60、ファイバ68および分光光度計50は、第1測定システム10において用いたものと同じであるので、上述した校正係数の決定処理(ステップS1)において決定した校正係数C(λ)をそのまま利用できる。
The
二次標準電球6は、光学ベンチ12に配置されたゴニオステージ22により受光ヘッド60に対して、任意の相対位置に配置可能になっている。
The secondary
より具体的には、ゴニオステージ22は、回転軸AX1に沿って回転可能な第1回転軸24と、第1回転軸24によって支持される保持部材26と、保持部材26に設けられ回転軸AX2(回転軸AX1と直交する)に沿って回転可能な第2回転軸28とを含む。二次標準電球6は、第2回転軸28と連結される。そのため、二次標準電球6は、受光ヘッド60に対して、回転軸AX1および回転軸AX2のそれぞれに沿って回転可能になっている。受光ヘッド60と二次標準電球6との間の測定距離R2は、回転状態にかかわらず一定に維持される。すなわち、ゴニオステージ22は、受光ヘッド60までの距離を一定に保ったまま二次標準電球6を2つの回転軸に沿ってそれぞれ独立して回転させる機構である。
More specifically, the
このように、二次標準電球6(第3標準電球)を点灯させるとともに、二次標準電球6から所定距離である測定距離R2だけ離れた位置に配置された分光光度計50から出力される検出結果(第3検出結果)を取得する処理が実施される。
In this way, the secondary standard light bulb 6 (third standard light bulb) is turned on, and the detection output from the
このように取得された検出結果を用いて、二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)が測定される。二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)の測定手順および測定方法などについて説明する。
Using the detection results obtained in this manner, the spectral radiant flux Φ ST (λ) of the secondary
二次標準電球6と受光ヘッド60とが任意の相対関係(回転軸AX1の角度θ、回転軸AX2の角度φ)にある状態において、分光光度計50の検出結果(ダーク補正後の単位時間あたりの信号強度)をS(λ:θ,φ)とする。
In a state in which the secondary
上述の校正係数の決定処理(ステップS1)において決定された校正係数C(λ)を用いて、二次標準電球6の分光放射照度EST(λ:θ,φ)[W/m2]は、以下の(1)式のように示される。
Using the calibration coefficient C(λ) determined in the calibration coefficient determination process (step S1) described above, the spectral irradiance E ST (λ: θ, φ) [W/m 2 ] of the secondary
EST(λ:θ,φ)=S(λ:θ,φ)/C(λ) ・・・(1)
放射照度E[W/m2]と放射強度I[W/sr]との間には、逆二乗則E=I/r2の関係があるので、二次標準電球6の分光放射強度I(λ:θ,φ)[W/sr/nm]は、以下の(2)式のように示される。
E ST (λ: θ, φ)=S(λ: θ, φ)/C(λ) (1)
Since there is an inverse square law E=I/ r2 between the irradiance E [W/m 2 ] and the radiant intensity I [W/sr], the spectral radiant intensity I ( λ: θ, φ) [W/sr/nm] is expressed by the following equation (2).
IST(λ:θ,φ)=EST(λ:θ,φ)×R22 ・・・(2)
二次標準電球6の分光放射強度I(λ:θ,φ)を全立体角について積分することで、二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)[W/nm]を算出できる。すなわち、二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)は、以下の(3)式のように示される。
IST (λ: θ, φ) = EST (λ: θ, φ) x R2 2 (2)
By integrating the spectral radiant intensity I(λ:θ,φ) of the secondary
以上のように、第2測定システム20のゴニオステージ22を用いて、受光ヘッド60に対する二次標準電球6の位置を順次変化させつつ、分光光度計50から順次出力される検出結果(Sig-Dark)に、校正係数C(λ)の逆数および測定距離R2の二乗値を乗じて得られる値を、順次積算することで、二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)を算出できる。
As described above, the
なお、受光ヘッド60に対する二次標準電球6の移動量(位置の変化量)は、受光ヘッド60の視野範囲に応じて適宜設定される。
The amount of movement (change in position) of the secondary
さらに、二次標準電球6の分光放射束ΦST(λ)を波長λについて積分することで、二次標準電球6の全放射束ΦSTを算出できる。
Furthermore, the total radiant flux Φ ST of the secondary
以上の処理によって、二次標準電球6に対する分光放射束ΦST(λ)および全放射束ΦSTの値付けが完了する。
By the above processing, the valuation of the spectral radiant flux Φ ST (λ) and the total radiant flux Φ ST for the secondary
このように、二次標準電球6(第3標準電球)を点灯したときに分光光度計から出力される検出結果(第3検出結果)および校正係数C(λ)(第3校正係数)に基づいて、二次標準電球6に測光量(分光放射束ΦST(λ)および/または全放射束ΦST)を値付けする処理が実施される。
In this way, based on the detection result (third detection result) output from the spectrophotometer when the secondary standard bulb 6 (third standard bulb) is turned on and the calibration coefficient C(λ) (third calibration coefficient) Then, a process of pricing the secondary
<E.サンプルの分光放射束の測定(ステップS3)>
次に、サンプルの分光放射束の測定(ステップS3)について説明する。
<E. Measurement of spectral radiant flux of sample (step S3)>
Next, the measurement of the spectral radiant flux of the sample (step S3) will be described.
図6は、本実施の形態に従う光学測定方法におけるサンプルの分光放射束の測定について説明するための図である。図7は、図6に示される第3測定システム30の内部構造をより詳細に示す図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the measurement of the spectral radiant flux of the sample in the optical measurement method according to this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing in more detail the internal structure of the
図6に示されるように、サンプルの分光放射束の測定(ステップS3)においては、第3測定システム30が用いられる。
As shown in FIG. 6, the
第3測定システム30は、全放射束測定装置(球形光束計)として機能し、積分器32と、受光ヘッド60と、受光ヘッド60とファイバ68を介して光学的に接続されている分光光度計50とを含む。図6には、一例として、サンプル8の分光放射束を測定する場合を示す。
The
より具体的には、第3測定システム30においては、分光放射束および/または全放射束が値付けされた二次標準電球6との比較測定により、サンプル8の分光放射束および/または全放射束を測定する。
More specifically, in the
積分器32の内壁には、硫酸バリウム(BaSO4)やスペクトラロン(登録商標)(PTFE)などの白色の拡散反射材が塗布されている。積分器32に入射した光、または、積分器32の内部で発生した光または内部に入射した光は、積分器32の内壁で多重反射されて、積分器32の内壁が均等に照明された状態になる。このような状態において、積分器32の内壁における平均放射照度は、入射した光の全放射束に比例することになる。
The inner wall of the
積分器32の内壁の一部に透過型拡散板などを嵌め込んだ測光窓36が設けられている。測光窓36に受光ヘッド60が取り付けられて、積分器32の内壁の放射照度を観測することで、光源の分光放射束または全放射束に比例した測定結果を取得できる。
A
なお、積分器32としては、図6に示すような全球状の積分全球を用いてもよいし、ミラー面を有する半球状の積分半球を用いてもよい。
As the
図7に示すように、積分器32の内部には、サンプル窓34から入射した光が測光窓36に直接入射しないように、遮光板37が設けられてもよい。
As shown in FIG. 7 , a
また、自己吸収を補正するための補正用光源38が設けられてもよい。補正用光源38は、積分器32の内部に存在する部材による光の吸収の影響を補正するための自己吸収補正係数αを決定するために用いられる。
Further, a correction
上述したように、ステップS2において、紫外用分光放射束標準電球である二次標準電球6に対して、測光量(分光放射束および/または全放射束)が値付けされている。第3測定システム30においては、二次標準電球6とサンプル8とを比較測定することで、サンプル8の測光量(分光放射束および/または全放射束)を算出する。
As described above, in step S2, the photometric quantity (spectral radiant flux and/or total radiant flux) is assigned to the secondary
二次標準電球6に値付けされた全放射束をΦSTとし、二次標準電球6を点灯したときに生じる分光光度計50の検出結果をSSTとして、サンプル8を点灯したときに生じる分光光度計50の検出結果をSSMPとすると、サンプル8の全放射束ΦSMPは、以下の(4)式のように示される。
Let ΦST be the total radiant flux valued for the secondary
ΦSMP=α×SSMP/SST×ΦST ・・・(4)
二次標準電球6の形状とサンプル8の形状とが実質的に同一である場合には、自己吸収補正係数α≒1とみなしてもよい。
Φ SMP =α×S SMP /S ST ×Φ ST (4)
If the shape of the secondary
あるいは、波長毎(チャネル毎)の検出結果を考慮すると、サンプル8の分光放射束ΦSMP(λ)は、以下の(5)式のように示される。
Alternatively, considering the detection results for each wavelength (each channel), the spectral radiant flux Φ SMP (λ) of the
ΦSMP(λ)=α×SSMP(λ)/SST(λ)×ΦST(λ) ・・・(5)
図6(A)に示すように、二次標準電球6を積分器32のサンプル窓34に取り付け、二次標準電球6を点灯したときの分光光度計50の検出結果SSTを取得する。このように、二次標準電球6(第3標準電球)により生じる放射照度を取得する処理が実施される。取得される放射照度は、二次標準電球6(第3標準電球)からの光を積分器32に入射させて積分器32の内壁に生じたものである。
Φ SMP (λ)=α×S SMP (λ)/S ST (λ)×Φ ST (λ) (5)
As shown in FIG. 6A, the secondary
同様に、図6(B)に示すように、サンプル8を積分器32のサンプル窓34に取り付け、サンプル8を点灯したときの分光光度計50の検出結果SSMPを取得する。このように、任意のサンプル8により生じる放射照度を取得する処理が実施される。取得される放射照度は、サンプル8からの光を積分器32に入射させて積分器32の内壁に生じたものである。
Similarly, as shown in FIG. 6B, the
取得された検出結果SSTおよび検出結果SSMP、ならびに、二次標準電球6に値付けされた分光放射束ΦST(λ)または全放射束ΦSTを用いて、サンプル8の分光放射束ΦSMP(λ)または全放射束ΦSMPが算出される。このように、二次標準電球6について取得された放射照度とサンプル8について取得された放射照度との比率、および、二次標準電球6に値付けされた測光量(分光放射束ΦST(λ)または全放射束ΦST)に基づいて、サンプル8の測光量を取得する処理が実施される。
Using the obtained detection result S ST and detection result S SMP and the spectral radiant flux Φ ST (λ) or the total radiant flux Φ ST valued for the secondary
以上のような処理手順によって、サンプル8の測光量(分光放射束ΦSMP(λ)または全放射束ΦSMP)を取得できる。
The photometric quantity (spectral radiant flux Φ SMP (λ) or total radiant flux Φ SMP ) of the
なお、積分器32の内壁に塗布されている拡散反射材(例えば、硫酸バリウムやスペクトラロン)は、経年変化により反射率が徐々に低下することが知られている。そのため、二次標準電球6を点灯したときに生じる分光光度計50の検出結果SSTを取得する処理と、サンプル8を点灯したときに生じる分光光度計50の検出結果SSMPを取得する処理との間は、なるべく時間を空けないようにすることが好ましい。そのため、基準値となる検出結果SSTを取得する処理を定期的に実施することが好ましい。
It is known that the diffuse reflection material (for example, barium sulfate or Spectralon) applied to the inner wall of the
<F.校正係数C(λ)の決定処理>
次に、校正係数の決定処理(ステップS1)における校正係数C(λ)を決定する処理(ステップS18)について詳述する。
<F. Determining Process of Calibration Coefficient C(λ)>
Next, the processing (step S18) for determining the calibration coefficient C(λ) in the calibration coefficient determination processing (step S1) will be described in detail.
(f1:全体処理)
図8は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球が発生する光のスペクトルの一例を示す図である。図8には、それぞれの標準電球が発生する光の強度を規格化した状態で示す。
(f1: overall processing)
FIG. 8 is a diagram showing an example of the spectrum of light generated by the spectral irradiance standard bulb used in the optical measurement method according to this embodiment. FIG. 8 shows the normalized light intensity generated by each standard bulb.
図8を参照して、紫外用標準電球2は、おおよそ200[nm]から400[nm]までを波長範囲に含む光を発生する。一方、可視用標準電球4は、おおよそ250[nm]以上の波長範囲を含む光を発生する。
Referring to FIG. 8, standard
図9は、図8に示すスペクトルの一例を拡大した図である。図9を参照して、250[nm]から400[nm]までの範囲は、紫外用標準電球2が発生する光と可視用標準電球4が発生する光との間で重なる波長範囲となる。
FIG. 9 is an enlarged view of an example of the spectrum shown in FIG. Referring to FIG. 9, the range from 250 [nm] to 400 [nm] is the wavelength range in which the light generated by the
本実施の形態に従う光学測定方法においては、(1)不確かさの観点、および、(2)迷光による誤差の観点、を考慮して、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)、および、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)をつなぎ合わせることで、校正係数C(λ)を合成する。まず、それぞれの観点について説明する。
In the optical measurement method according to the present embodiment, the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) calculated using the visible
図10は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる不確かさの一例を示す図である。図10を参照して、紫外用標準電球2の不確かさは、可視用標準電球4の不確かさに比較して相対的に大きい。すなわち、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)の精度は、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)に比較して低いと考えられる。
FIG. 10 is a diagram showing an example of uncertainty that occurs in the spectral irradiance standard bulb used in the optical measurement method according to this embodiment. Referring to FIG. 10, the uncertainty of
そこで、可視用標準電球4の下限波長である250[nm]を境界にして、境界以下の波長範囲においては校正係数CUV(λ)を採用し、境界以上の波長範囲においては校正係数CVIS(λ)を採用することが最善であるようにも思われる。しかしながら、可視用標準電球4の下限波長付近においては、分光光度計50の内部で生じ得る迷光による誤差の影響が大きい。
Therefore, with 250 [nm], which is the lower limit wavelength of the standard
図11は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる迷光の影響を説明するための図である。図11(A)には、紫外用標準電球2に生じる迷光を示し、図11(B)には、可視用標準電球4に生じる迷光を示す。
FIG. 11 is a diagram for explaining the influence of stray light generated on the spectral irradiance standard bulb used in the optical measurement method according to this embodiment. FIG. 11(A) shows stray light produced in the
図11(A)に示すように、紫外用標準電球2が発生する光は、短波長側ほど強度が高く、迷光の影響が相対的に小さくなる。その結果、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)の短波長側の値はより正確であると考えることができる。
As shown in FIG. 11A, the light generated by the standard
これに対して、図11(B)に示すように、可視用標準電球4が発生する光は、短波長側ほど強度が低く、迷光の影響が相対的に大きくなる。その結果、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)の短波長側の値はより不正確であると考えることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 11B, the light generated by the standard
図12は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球を用いて算出された校正係数の一例を示す図である。図12には、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)、および、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)の一例を示す。
FIG. 12 is a diagram showing an example of calibration coefficients calculated using a spectral irradiance standard bulb used in the optical measurement method according to this embodiment. FIG. 12 shows an example of the calibration coefficient C UV (λ) calculated using the
これらの校正係数のうち、可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)については、350[nm]より短波長側において校正係数が急峻に変化していることが分かる。このような校正係数の急激な変化は、分光光度計50の内部で生じ得る迷光による影響と考えられる。図12に示される校正係数の算出例によれば、可視用標準電球4の下限波長である250[nm]までの範囲を校正に用いることができないといえる。
Among these calibration coefficients, it can be seen that the calibration coefficient C VIS (λ) calculated using the standard
以上のような検討によれば、図9に示すような紫外用標準電球2が発生する光と可視用標準電球4が発生する光との間で重なる波長範囲(例えば、250[nm]から400[nm])の校正係数C(λ)については、校正係数CUV(λ)および校正係数CVIS(λ)を適宜つなぎ合わせることが好ましい。 According to the above studies, the wavelength range (for example, 250 [nm] to 400 [nm]), the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) are preferably stitched together as appropriate.
校正係数をつなぎ合わせる際の基本的な考え方としては、例えば、不確かさの小さい可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)を実用可能な範囲で校正係数C(λ)として採用する。また、可視用標準電球4の検定値が存在しない下限波長(例えば、200[nm])から紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)と可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)とが近い値を示している波長までの範囲(以下、「継ぎ目波長範囲」とも称す。)については、校正係数CUV(λ)を主として採用する。
As a basic idea for connecting the calibration coefficients, for example, the calibration coefficient C VIS (λ) calculated using the low-uncertainty visible
このように、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とをつなぎ合わせて校正係数C(λ)を決定するためには、以下の2つの処理が必要となる。 In order to determine the calibration coefficient C(λ) by connecting the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) in this way, the following two processes are required.
(1)校正係数が一致または近似する継ぎ目波長範囲の探索処理
(2)校正係数をつなぎ合わせる演算処理
以下、これらの処理について詳述する。
(1) Processing for searching for a joint wavelength range in which the calibration coefficients match or approximate (2) Arithmetic processing for connecting calibration coefficients These processings will be described in detail below.
(f2:校正係数が一致または近似する波長範囲(継ぎ目波長範囲)の探索処理)
継ぎ目波長範囲は、紫外用標準電球2の波長範囲と可視用標準電球4の波長範囲とが重複する波長範囲のうち、校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間に相当する。継ぎ目波長範囲の探索処理は、校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間を決定する処理を意味する。
(f2: search processing for wavelength range (joint wavelength range) where calibration coefficients match or approximate)
The joint wavelength range corresponds to a correction target section in which the correction value of the calibration coefficient is to be determined in the wavelength range in which the wavelength range of the standard lamp for
継ぎ目波長範囲は、ユーザの目視による決定ではなく、所定のアルゴリズムに沿った数値的な探索が好ましい。特に、継ぎ目波長範囲の幅は、使用される標準電球および分光光度計の仕様によって変化する。ユーザの目視による決定では、ユーザ毎のばらつきが大きい。 The seam wavelength range is preferably determined numerically according to a predetermined algorithm, rather than determined visually by the user. In particular, the width of the seam wavelength range varies with the specifications of the standard bulb and spectrophotometer used. Determination by the user's eyes has large variations among users.
図13は、本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理を説明するための図である。図13を参照して、紫外用標準電球2を用いて算出される校正係数CUV(λ)と可視用標準電球4を用いて算出される校正係数CVIS(λ)とが一致または近似する継ぎ目波長範囲は、連続する複数の校正係数を含む区間で評価することが好ましい。
FIG. 13 is a diagram for explaining the process of determining the joint wavelength range in the optical measurement method according to this embodiment. Referring to FIG. 13, the calibration coefficient C UV (λ) calculated using the standard
例えば、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とが交差する1点のみで評価した場合には、複数の交差する点が存在するような場合には、継ぎ目波長範囲を適切に決定できない。そのため、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とが複数の点で交差するような場合には、図13に示すように、連続する複数の校正係数を含む区間で評価することが好ましい。 For example, when evaluating only one point where the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) intersect, if there are multiple intersection points, the seam wavelength range is appropriately set. cannot be determined. Therefore, when the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) intersect at a plurality of points, as shown in FIG. is preferred.
図13に示す例では、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とが3つの点で交差している。交差する各点を中心として隣接する2点を含む合計3点で評価する例が示されている。連続する3点の校正係数の差(二乗平均平方根および二乗和など)を評価することで、いずれの区間が適切であるかを決定する。 In the example shown in FIG. 13, the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) intersect at three points. An example is shown in which a total of three points including two points adjacent to each intersecting point are used for evaluation. Evaluating the difference (such as root mean square and sum of squares) of the calibration coefficients of three consecutive points determines which interval is appropriate.
図13に示す例では、真ん中の交点を含む区間が適切であると判断され、継ぎ目波長範囲として決定される。 In the example shown in FIG. 13, the section containing the middle intersection point is determined to be appropriate and determined as the seam wavelength range.
より具体的には、以下の(6)式に示すような二乗平均平方根(RMS:Root Mean Square)に従って、校正係数の一致度を評価するようにしてもよい。 More specifically, the matching degree of calibration coefficients may be evaluated according to the root mean square (RMS) as shown in the following equation (6).
上述の(6)式においては、注目している波長λiを中心とする連続する(2N+1)点の範囲長さを想定し、各点における校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)との差分(ずれ量)を算出するとともに、対象の波長範囲における差分の二乗平均平方根ΔCRMS(λi)を係数ずれ量として算出する。波長λiを校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とが重なる範囲で変化させるとともに、隣接長さNについても所定範囲で変化させる。そして、係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)が最小となる波長λKと隣接長さNとの組み合わせが継ぎ目波長範囲として決定される。すなわち、継ぎ目波長範囲は、波長λKを中心として、短波長側および長波長側にそれぞれN個の点を含む範囲として決定される。 In the above equation (6), a range length of (2N+1) consecutive points centered on the wavelength λ i of interest is assumed, and the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS ( λ), and the root mean square ΔC RMS (λ i ) of the difference in the target wavelength range is calculated as the coefficient deviation amount. The wavelength λ i is varied within the range where the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) overlap, and the adjacent length N is also varied within a predetermined range. Then, the combination of the wavelength λ K and the adjacent length N that minimizes the coefficient deviation amount ΔC RMS (λ i :N) is determined as the joint wavelength range. That is, the joint wavelength range is determined as a range including N points on each of the short wavelength side and the long wavelength side with the wavelength λK as the center.
なお、波長λiにおける校正係数のずれ量を、校正係数CVIS(λ)に対する校正係数CUV(λ)の比に基づいて算出しているが、校正係数CUV(λ)に対する校正係数CVIS(λ)の比に基づいて算出するようにしてもよいし、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)との単なる差分であってもよい。 Note that the shift amount of the calibration coefficient at the wavelength λ i is calculated based on the ratio of the calibration coefficient C UV (λ) to the calibration coefficient C VIS ( λ ). It may be calculated based on the ratio of VIS (λ), or may be a simple difference between the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ).
このように、継ぎ目波長範囲を決定する処理は、校正係数CUV(λ)の値と校正係数CVIS(λ)の値とのずれ量が最小となる区間を探索する処理を含む。 In this way, the process of determining the seam wavelength range includes the process of searching for an interval in which the deviation between the values of the calibration coefficients C UV (λ) and C VIS (λ) is minimized.
図14は、本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理の一例を示す図である。図14に示す例では、波長λKについて、隣接長さN=1,2,3の3種類について、係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)が算出されている。この例では、係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)は、隣接長さN=1の場合において最小値をとるので、隣接長さN=1と決定される。そして、波長λKを中心とする3点を含む区間が継ぎ目波長範囲として決定される。 FIG. 14 is a diagram showing an example of processing for determining the joint wavelength range in the optical measurement method according to this embodiment. In the example shown in FIG. 14, the coefficient deviation amount ΔC RMS (λ i :N) is calculated for three types of adjacent lengths N=1, 2, and 3 with respect to the wavelength λ K . In this example, the coefficient deviation amount ΔC RMS (λ i :N) takes the minimum value when the adjacency length N=1, so the adjacency length N=1 is determined. Then, an interval including three points centered on the wavelength λK is determined as the joint wavelength range.
このように、継ぎ目波長範囲の探索処理においては、係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)を隣接長さN(N=1,2,・・・)の各々について算出し、算出された係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)のうち最小値をとるものを決定する。係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)が最小値をとる波長λKおよび隣接長さNに基づいて、継ぎ目波長範囲を決定する。 As described above, in the seam wavelength range search process, the coefficient deviation amount ΔC RMS (λ i : N) is calculated for each adjacent length N (N=1, 2, . . . ), and the calculated coefficient The minimum value of the shift amounts ΔC RMS (λ i :N) is determined. The seam wavelength range is determined based on the wavelength λ K and the adjacent length N at which the coefficient deviation ΔC RMS (λ i :N) takes the minimum value.
以上のような探索処理によって、継ぎ目波長範囲を決定できる。なお、継ぎ目波長範囲は、通常、複数の波長を含む範囲を意味するが、1つの波長のみからなる場合も含み得る。この場合には、典型的には、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)との交点が継ぎ目波長範囲に相当することになる。 The seam wavelength range can be determined by the search processing as described above. Note that the joint wavelength range usually means a range including a plurality of wavelengths, but it may also include a case consisting of only one wavelength. In this case, the intersection of the calibration coefficients C UV (λ) and C VIS (λ) typically corresponds to the seam wavelength range.
(f3:校正係数をつなぎ合わせる演算処理)
次に、決定された継ぎ目波長範囲において、校正係数をつなぎ合わせる演算処理について説明する。校正係数をつなぎ合わせる演算処理は、継ぎ目波長範囲(校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間)に含まれる各波長について、校正係数の補正値を決定する処理に相当する。
(f3: Arithmetic processing for connecting calibration coefficients)
Next, a description will be given of arithmetic processing for joining calibration coefficients in the determined joint wavelength range. Arithmetic processing for connecting calibration coefficients corresponds to processing for determining correction values of calibration coefficients for each wavelength included in the joint wavelength range (correction target section for which correction values of calibration coefficients are to be determined).
図15は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理を説明するための図である。図15を参照して、継ぎ目波長範囲であっても、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)との間では、ずれが存在している。すなわち、各波長において、校正係数CUV(λ)と校正係数CVIS(λ)とは完全には一致しない。 FIG. 15 is a diagram for explaining the process of connecting calibration coefficients in the optical measurement method according to this embodiment. Referring to FIG. 15, even in the seam wavelength range there is a deviation between the calibration factors C UV (λ) and C VIS (λ). That is, at each wavelength, the calibration coefficients C UV (λ) and C VIS (λ) do not exactly match.
そのため、各波長についての校正係数を決定するために、何らかの補間処理を適用することが好ましい。この補間処理においては、隣接する波長における校正係数との連続性も可能な限り維持されることが好ましい。 Therefore, it is preferable to apply some interpolation process to determine the calibration factor for each wavelength. The interpolation process preferably also maintains continuity with the calibration coefficients at adjacent wavelengths as much as possible.
図16は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理例を説明するための図である。図16を参照して、継ぎ目波長範囲において、校正係数CUV(λ)および校正係数CVIS(λ)にそれぞれ波長に応じた重み付けを行うことで、校正係数C(λ)を決定する。 FIG. 16 is a diagram for explaining a processing example of connecting calibration coefficients in the optical measurement method according to this embodiment. Referring to FIG. 16, the calibration coefficient C(λ) is determined by weighting the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) in accordance with the wavelength in the seam wavelength range.
より具体的には、短波長側ほど校正係数CUV(λ)に対して大きな重みを与える一方で、長波長側ほど校正係数CVIS(λ)に対して大きな重みを与える。与える重みは、継ぎ目波長範囲の中心波長である波長λKからの距離(波長差)に応じたものとしてもよい。より具体的には、例えば、以下の(7)式に示すような重み付け計算に従って、校正係数C(λ)の波長λiにおける校正係数の補正値を決定できる。 More specifically, a greater weight is given to the calibration coefficient C UV (λ) on the shorter wavelength side, while a greater weight is given to the calibration coefficient C VIS (λ) on the longer wavelength side. The weight to be given may correspond to the distance (wavelength difference) from the wavelength λK , which is the center wavelength of the joint wavelength range. More specifically, for example, the correction value of the calibration coefficient at the wavelength λi of the calibration coefficient C(λ) can be determined according to the weighting calculation shown in the following equation (7).
以上のように、校正係数CUV(λ)(第1校正係数)および校正係数CVIS(λ)(第2校正係数)に基づいて、紫外用標準電球2の校正範囲(第1波長範囲)と可視用標準電球4の校正範囲(第2波長範囲)とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する処理が実施される。より具体的には、継ぎ目波長範囲(補正対象区間)に含まれる各波長における校正係数CUV(λ)の値および校正係数CVIS(λ)の値に対して、各波長に応じたそれぞれの重みを与えることで対応する校正係数の補正値を決定する。
As described above, based on the calibration coefficient C UV (λ) (first calibration coefficient) and the calibration coefficient C VIS (λ) (second calibration coefficient), the calibration range (first wavelength range) of the ultraviolet
このような校正係数をつなぎ合わせる演算処理によって、継ぎ目波長範囲における校正係数C(λi)を決定できる。 The calibration coefficients C(λ i ) in the seam wavelength range can be determined by such a computational process of stitching together the calibration coefficients.
(f4:処理手順)
次に、校正係数C(λ)を決定する処理について説明する。
(f4: processing procedure)
Next, the process of determining the calibration coefficient C(λ) will be described.
図17は、図1のステップS18のより詳細な処理手順を示すフローチャートである。図17を参照して、紫外用標準電球2について取得された第1検出結果と紫外用標準電球2に値付けされた分光放射照度とに基づいて、紫外用標準電球2についての校正係数CUV(λ)を算出する(ステップS181)。同様に、可視用標準電球4について取得された第2検出結果と可視用標準電球4に値付けされた分光放射照度とに基づいて、可視用標準電球4についての校正係数CVIS(λ)を算出する(ステップS182)。
FIG. 17 is a flow chart showing a more detailed processing procedure of step S18 in FIG. Referring to FIG. 17, calibration coefficient C UV (λ) is calculated (step S181). Similarly, based on the second detection result obtained for the visible
校正係数CUV(λ)および校正係数CVIS(λ)について、係数ずれ量ΔCRMS(λi:N)が最小となる波長λKと隣接長さNとの組み合わせを探索する(ステップS183)。ステップS183において探索された波長λKおよび隣接長さNに基づいて、継ぎ目波長範囲を決定する(ステップS184)。 For the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ), a search is made for a combination of the wavelength λ K and the adjacent length N that minimizes the coefficient deviation amount ΔC RMS (λ i :N) (step S183). . Based on the wavelength λ K and the adjacent length N found in step S183, the seam wavelength range is determined (step S184).
ステップS184において決定された継ぎ目波長範囲に含まれる各波長について、校正係数CUV(λ)および校正係数CVIS(λ)に基づいて、重み付け演算により、校正係数の補正値を算出する(ステップS185)。 For each wavelength included in the joint wavelength range determined in step S184, a correction value of the calibration coefficient is calculated by weighting operation based on the calibration coefficient C UV (λ) and the calibration coefficient C VIS (λ) (step S185 ).
継ぎ目波長範囲より短波長については校正係数CUV(λ)の対応する校正係数を採用し、継ぎ目波長範囲においてはステップS185において算出された校正係数の補正値を採用し、継ぎ目波長範囲より長波長については校正係数CVIS(λ)の対応する校正係数を採用することで、校正係数C(λ)を決定する(ステップS186)。 For wavelengths shorter than the seam wavelength range, the calibration coefficient corresponding to the calibration coefficient C UV (λ) is adopted, and for the seam wavelength range, the correction value of the calibration coefficient calculated in step S185 is adopted, and wavelengths longer than the seam wavelength range are adopted. , the calibration coefficient C(λ) is determined by adopting the calibration coefficient corresponding to the calibration coefficient C VIS (λ) (step S186).
なお、継ぎ目波長範囲が400[nm]を含む範囲に設定された場合には、校正係数CVIS(λ)の対応する校正係数は必ずしも必要としなくてもよい。そのため、校正係数C(λ)は、少なくとも校正係数CUV(λ)(第1校正係数)および継ぎ目波長範囲に含まれる校正係数の補正値に基づいて決定される。 Note that when the joint wavelength range is set to a range including 400 [nm], the calibration coefficient corresponding to the calibration coefficient C VIS (λ) may not necessarily be required. Therefore, the calibration factor C(λ) is determined based on at least the calibration factor C UV (λ) (first calibration factor) and the calibration factor correction value included in the seam wavelength range.
(f5.合成結果)
図18は、本実施の形態に従う光学測定方法において合成された校正係数C(λ)の一例を示す図である。図18を参照して、複数の校正係数から校正係数C(λ)を合成することで、より正確な校正係数を決定できることが分かる。
(f5. Synthesis result)
FIG. 18 is a diagram showing an example of calibration coefficients C(λ) synthesized in the optical measurement method according to this embodiment. Referring to FIG. 18, it can be seen that a more accurate calibration coefficient can be determined by synthesizing the calibration coefficient C(λ) from a plurality of calibration coefficients.
<G.処理装置>
本実施の形態に従う光学測定方法の一部は、分光光度計50に接続された処理装置によって実行されてもよい。
<G. Processing device>
A portion of the optical measurement method according to this embodiment may be performed by a processor connected to
図19は、本実施の形態に従う光学測定方法を実現するための処理装置100のハードウェア構成例を示す模式図である。図19を参照して、処理装置100は、プロセッサ102と、主メモリ104と、入力部106と、表示部108と、ストレージ110と、通信インターフェイス120と、ネットワークインターフェイス122と、メディアドライブ124とを含む。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a hardware configuration example of a
プロセッサ102は、典型的には、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)などの演算処理部であり、ストレージ110に格納されている1または複数のプログラムを主メモリ104に読み出して実行する。主メモリ104は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)またはSRAM(Static Random Access Memory)といった揮発性メモリであり、プロセッサ102がプログラムを実行するためのワーキングメモリとして機能する。
The
入力部106は、キーボードやマウスなどを含み、ユーザからの操作を受け付ける。表示部108は、プロセッサ102によるプログラムの実行結果などをユーザへ出力する。
ストレージ110は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、各種プログラムやデータを格納する。より具体的には、ストレージ110は、オペレーティングシステム112(OS:Operating System)と、測定プログラム114と、測定結果116と、設定パラメータ118とを保持する。
The
オペレーティングシステム112は、プロセッサ102がプログラムを実行する環境を提供する。測定プログラム114は、プロセッサ102によって実行されることで、本実施の形態に従う光学測定方法などを実現する。測定結果116は、サンプルの測光量(分光放射束ΦSMP(λ)または全放射束ΦSMP)の測定結果を含む。設定パラメータ118は、紫外用標準電球2の検定値、可視用標準電球4の検定値、二次標準電球6に値付けされた分光放射束ΦST(λ)、二次標準電球6を点灯したときに分光光度計50から出力される検出結果(基準値)などの値を含む。
通信インターフェイス120は、処理装置100と分光光度計50との間でのデータ伝送を仲介する。ネットワークインターフェイス122は、処理装置100と外部のサーバ装置との間でのデータ伝送を仲介する。
メディアドライブ124は、プロセッサ102で実行されるプログラムなどを格納した記録媒体126(例えば、光学ディスクなど)から必要なデータを読出して、ストレージ110に格納する。なお、処理装置100において実行される測定プログラム114などは、記録媒体126などを介してインストールされてもよいし、ネットワークインターフェイス122などを介してサーバ装置からダウンロードされてもよい。
The media drive 124 reads necessary data from a recording medium 126 (such as an optical disc) that stores a program to be executed by the
測定プログラム114は、オペレーティングシステム112の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼び出して処理を実行させるものであってもよい。そのような場合、当該モジュールを含まない測定プログラム114についても本発明の技術的範囲に含まれる。測定プログラム114は、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。
The
なお、処理装置100のプロセッサ102が測定プログラム114を実行することで提供される機能の全部または一部を専用のハードウェアによって実現してもよい。また、図19に示す処理装置100が担当する処理の一部または全部を分光光度計50に組み入れてもよい。
All or part of the functions provided by execution of the
<H.変形例>
上述の実施の形態においては、サンプルの測光量の一例として、分光放射束ΦSMP(λ)および全放射束ΦSMPについて説明したが、これらに限らず、測定可能な任意の測光量を測定対象にできる。
<H. Variation>
In the above-described embodiments, the spectral radiant flux Φ SMP (λ) and the total radiant flux Φ SMP were described as examples of the photometric quantity of the sample. can be done.
上述の実施の形態においては、分光放射照度が値付けされた紫外用標準電球と可視用標準電球とを組み合わせて用いる例について説明したが、これに限らず、赤外用標準電球と可視用標準電球とを組み合わせて用いてもよい。 In the above-described embodiment, an example of using a combination of an ultraviolet standard bulb and a visible standard bulb having spectral irradiance values is described. may be used in combination with
<I.まとめ>
本実施の形態によれば、国家標準トレーサブルな分光放射照度標準電球(重水素ランプ:紫外用標準電球2)、および、分光放射照度標準電球(ハロゲンランプ:可視用標準電球4)を用いて、二次標準電球に値付けを行うとともに、値付けした二次標準電球とサンプルとを比較測定するだけで、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であってもサンプルの測光量を測定できる。
<I. Summary>
According to the present embodiment, using a national standard traceable spectral irradiance standard bulb (deuterium lamp: ultraviolet standard bulb 2) and a spectral irradiance standard bulb (halogen lamp: visible standard bulb 4), A national standard traceable standard light bulb is provided in which physical quantities other than spectral irradiance are valued simply by valuing the secondary standard light bulb and comparing and measuring the priced secondary standard light bulb with a sample. It is possible to measure the photometric quantity of a sample even in a wavelength range that is not
本実施の形態によれば、非特許文献4に開示されるような積分球の外部に分光放射照度標準電球を配置して装置校正を行う手法に比較して、全体の作業工程が少なく、かつ、熟練の技術なども必要ない。そのため、本実施の形態によれば、より容易かつ短時間に精度の高い測定を実現できるとともに、必要な校正をより頻繁に実施できるため、測定精度を高めることができる。
According to the present embodiment, compared to the method of calibrating the device by placing the spectral irradiance standard bulb outside the integrating sphere as disclosed in
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
2 紫外用標準電球、4 可視用標準電球、6 二次標準電球、8 サンプル、10 第1測定システム、12 光学ベンチ、14 支持部材、16,18 ベース部材、20 第2測定システム、22 ゴニオステージ、24 第1回転軸、26 保持部材、28 第2回転軸、30 第3測定システム、32 積分器、34 サンプル窓、36 測光窓、37 遮光板、38 補正用光源、50 分光光度計、60 受光ヘッド、62 アパーチャ、64 拡散板、66 光軸、68 ファイバ、100 処理装置、102 プロセッサ、104 主メモリ、106 入力部、108 表示部、110 ストレージ、112 オペレーティングシステム、114 測定プログラム、116 測定結果、118 設定パラメータ、120 通信インターフェイス、122 ネットワークインターフェイス、124 メディアドライブ、126 記録媒体、AX1,AX2 回転軸。 2 standard bulb for ultraviolet, 4 standard bulb for visible, 6 secondary standard bulb, 8 sample, 10 first measurement system, 12 optical bench, 14 support member, 16, 18 base member, 20 second measurement system, 22 goniometer stage , 24 first rotation axis, 26 holding member, 28 second rotation axis, 30 third measurement system, 32 integrator, 34 sample window, 36 photometry window, 37 light shielding plate, 38 correction light source, 50 spectrophotometer, 60 Light receiving head, 62 aperture, 64 diffusion plate, 66 optical axis, 68 fiber, 100 processing unit, 102 processor, 104 main memory, 106 input unit, 108 display unit, 110 storage, 112 operating system, 114 measurement program, 116 measurement result , 118 setting parameter, 120 communication interface, 122 network interface, 124 media drive, 126 recording medium, AX1, AX2 rotation axis.
Claims (8)
前記第1波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第2波長範囲について分光放射照度が値付けされている第2標準電球を点灯させるとともに、前記第2標準電球から前記第1距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計から出力される第2検出結果を取得するステップと、
前記第1検出結果と前記第1標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第1校正係数を算出するステップと、
前記第2検出結果と前記第2標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第2校正係数を算出するステップと、
前記第1校正係数および前記第2校正係数に基づいて、前記第1波長範囲と前記第2波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出するステップと、
少なくとも前記第1校正係数および前記補正値に基づいて、第3校正係数を決定するステップと、
第3標準電球を点灯させるとともに、前記第3標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計から出力される第3検出結果を取得するステップと、
前記第3検出結果および前記第3校正係数に基づいて、前記第3標準電球に測光量を値付けするステップとを備える、光学測定方法。 A spectrophotometer that turns on a first standard light bulb whose spectral irradiance is rated for a first wavelength range and that is positioned at a position separated from the first standard light bulb by a first distance whose spectral irradiance is rated. obtaining the first detection result output from
A second standard light bulb whose spectral irradiance is rated for a second wavelength range that overlaps at least part of the wavelength range with the first wavelength range is turned on, and is separated from the second standard light bulb by the first distance. obtaining a second detection result output from the spectrophotometer placed at a position;
calculating a first calibration factor based on the first detection result and the spectral irradiance valued for the first standard bulb;
calculating a second calibration factor based on the second detection result and the spectral irradiance valued for the second standard bulb;
calculating correction values of the calibration coefficients for wavelengths in a wavelength range where the first wavelength range and the second wavelength range overlap, based on the first calibration coefficient and the second calibration coefficient;
determining a third calibration factor based on at least the first calibration factor and the correction value;
a step of turning on a third standard light bulb and acquiring a third detection result output from the spectrophotometer arranged at a position separated from the third standard light bulb by a predetermined distance;
and pricing the third standard bulb a photometric quantity based on the third detection result and the third calibration factor.
前記第1波長範囲と前記第2波長範囲とが重複する波長範囲のうち、前記補正値を決定すべき補正対象区間を決定するステップと、
前記補正対象区間に含まれる各波長について前記補正値を決定するステップとを含む、請求項1に記載の光学測定方法。 Determining the third calibration factor comprises:
determining a correction target section in which the correction value is to be determined, in the wavelength range in which the first wavelength range and the second wavelength range overlap;
and determining the correction value for each wavelength included in the correction target section.
任意のサンプルにより生じる第2放射照度を取得するステップと、
前記第1放射照度と前記第2放射照度との比率および前記第3標準電球に値付けされた測光量に基づいて、前記サンプルの測光量を取得するステップとをさらに備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学測定方法。 obtaining a first irradiance produced by the third standard bulb;
obtaining a second irradiance produced by any sample;
obtaining the photometric quantity of the sample based on the ratio of the first irradiance and the second irradiance and the photometric quantity priced for the third standard bulb. The optical measurement method according to any one of .
前記第2放射照度は、前記サンプルからの光を前記積分器に入射させて前記積分器の内壁に生じたものである、請求項5に記載の光学測定方法。 the first irradiance is generated on the inner wall of the integrator by causing the light from the third standard bulb to enter the integrator;
6. The optical measurement method according to claim 5, wherein said second irradiance is generated on an inner wall of said integrator by causing light from said sample to enter said integrator.
前記第2波長範囲は、可視域を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学測定方法。 The first wavelength range includes an ultraviolet region,
The optical measurement method according to any one of claims 1 to 6, wherein the second wavelength range includes the visible range.
前記第1波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第2波長範囲について分光放射照度が値付けされている第2標準電球についての第2検出結果と前記第2標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第2校正係数を算出する手段を備え、前記第2検出結果は、前記第2標準電球を点灯させるとともに、前記第2標準電球から前記第1距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計を用いて取得され、
前記第1校正係数および前記第2校正係数に基づいて、前記第1波長範囲と前記第2波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する手段と、
少なくとも前記第1校正係数および前記補正値に基づいて、第3校正係数を決定する手段と、
第3標準電球についての第3検出結果および前記第3校正係数に基づいて、前記第3標準電球に値付けする測光量を決定する手段とを備え、前記第3検出結果は、前記第3標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計を用いて取得される、処理装置。 A first calibration factor is calculated based on a first detection result for a first standard light bulb whose spectral irradiance is valued for a first wavelength range and the spectral irradiance valued for the first standard light bulb. wherein the first detection result is obtained by lighting the first standard light bulb and using a spectrophotometer placed at a position separated from the first standard light bulb by a first distance for which the spectral irradiance is evaluated. obtained by
A second detection result for a second standard light bulb in which spectral irradiance is rated for a second wavelength range that overlaps at least part of the wavelength range with the first wavelength range, and the second standard light bulb is rated. means for calculating a second calibration coefficient based on the spectral irradiance and the second detection result, the second standard light bulb is turned on and the position separated from the second standard light bulb by the first distance. obtained using said spectrophotometer placed in
means for calculating, based on the first calibration factor and the second calibration factor, a calibration factor correction value for wavelengths in a wavelength range where the first wavelength range and the second wavelength range overlap;
means for determining a third calibration factor based on at least the first calibration factor and the correction value;
determining a photometric quantity to price the third standard light bulb based on a third detection result and the third calibration factor for the third standard light bulb, wherein the third detection result is the third standard light bulb A processor obtained with the spectrophotometer positioned at a predetermined distance from the bulb.
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