JPH02268252A - 物質の反射率の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、光センサを用いて平板形状の物質の反射率を
測定する測定方法に関する。

（従来の技術） 平板形状の物質の所定の波長に対する反射率測定は、光
センサを用いて被測定物を設置した場合の光センサの出
力強度と、被測定物を設置しない場合の出力強度との比
を求めることにより測定していた。

すなわち、第１９図に示すように、白色光源５０からの
光を集光ミラー５１により集光して分光器５２に入射し
、当該分光器５２によって、ある波長の単色光に分光す
る。そして、この特定波長λの単色光に重畳する高調波
をロングパスフィルタ５３によって除去した後に、再び
集光ミラー５４によって集光し、被測定物５６により反
射させて光センサ５５に照射する。このとき、光センサ
５５より出力される出力強度Ａと、当該光センサ５５に
照射された光示Ｐ、光センサ５５の分光感度Ｒ１及び求
める被測定物５６の反射率ｒとの間には、 Ａ＝ｒ・Ｒ−Ｐ　　　　　　　・・・・・・（２）の関
係が成立する。

また、第１９図に示す測定光学系において被測定物５６
を設置せず、直接光センサ５５に光を照射する場合には
、同様に、 Ａ−＝Ｒ舎Ｐ　　　　　　・・・・・・　（２′）の関
係が成立する。これら（２）（２°）式よりｒ＝Ａ／Ａ
− となり、光センサ５５の出力強度の比を各波長毎に求め
ることにより被測定物５６の反射率を求めることができ
る。

このような操作を波長λ毎に繰り返し、被測定物５６の
反射率ｒを所定の波長領域で求めたのが第２０図に示す
グラフである。本図にて示す被測定物（ゲルマニウム板
）は、波長が０．２〜１μｍの領域で反射率が最大とな
ることから、この波長領域の光のみを反射させたい場合
などに使用して好適な物質であることが認められる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このような従来の反射率の測定方法によれば
、測定光学系の装置が大がかりになるという欠点がある
。すなわち、従来装置には少なくとも、白色光源、複数
の集光ミラー、分光器、分光器を駆動するための駆動装
置、高調波の混入を防止するロングパスフィルタ、当該
ロングパスフィルタの切換え機構、光センサからの出力
を記録する記録装置等が必要となる。

また、従来の測定装置には分光器が必須であるため、白
色光源からの光を単色光に分光する際に、分光される光
の波長領域によってはプリズムあるいはグレーティング
を変更しなければならないという非常に煩わしい操作を
ともなってしまう。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡便な装置で物質の反射率を測定するこ
とができ、しかも、いずれの波長領域でも反射率の測定
ができる測定方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、放射スペクトル可
変手段により少なくともｎ個の互いに独立した放射スペ
クトルの波形が与えられる光源から、被測定物に反射さ
せた後に光センサに少なくとも前記ｎ個の光をそれぞれ
照射し、このとき光センサから出力される少なくともｎ
個の出力強度により、ｎ個に分割した前記光の波長領域
のそれぞれにおける前記被測定物の反射率を測定する方
法であって、ある放射スペクトルをもつ光（添字ｊにて
表わす）の、ある分割された波長領域（添字ｉにて表わ
す）における前記光源の放射光量をＰｊｉ。

ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
ンサの出力強度をＡｊｌ ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
度をＲｉ。

同波長領域において、前記被測定物に反射されずに直接
前記光センサに照射される放射光量をＢｉ１同波長領域
において、前記被測定物の反射率をｒｉとしたときに、 （ｊ＝１゜ ２゜ Ｓ 但し、 ｍ≧ｎ） により与えられる（１）式から前記被測定物の反射率（
ｒ　ｉ）を求めることを特徴とする物質の反射率の測定
方法である。

（作用） このように構成した本発明にあっては、以下の手順によ
り被測定物の反射率を測定することができる。

まず、放射スペクトル可変手段としての制御パラメータ
に対する光源の放射スペクトル、つまり波長に対する放
射光量あるいは放射輝度が予め測定された光源を用いる
。そして、ある制御パラメータ（添字ｊで表わす）にお
いてこの光源からの光を被測定物に反射させて光センサ
に当該反射光を照射し、このとき、光センサから出力さ
れる出力強度Ａｊを測定する。

次に、波長領域を任意にｎ分割し、ｊなる制御パラメー
タを設定した光源から放射される光のうち、ある波長領
域ｉにおける放射光量Ｐｊｉと、上記測定された出力強
度Ａｊ、またある波長領域ｉにおける光センサの分光感
度Ｒｉ、同波長領域において被測定物に反射されずに直
接光センサに照射された放射光量Ｂｉ。

とを下記式、 （ｊ＝１．２．　　・・・２ｍ１但し、ｍ≧ｎ）に代入
して得られる反射率ｒｉについての連立方程式を演算す
ることにより、任意に分割した波長域における物質の反
射率ｒを求めることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の反射率
を測定する装置を示す基本構成図、第２図は、光センサ
の検出視野が光源より小さい場合における同測定装置の
光源及び光センサ部分を示す構成図、第３〜７図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
第８図は、同じく光センサの検出視野が光源より大きい
場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図である。

第１図に示す如く、本実施例の測定装置は、平板形状に
形成された被測定物３０と、光センサ１０と、当該光セ
ンサ１０に特定の放射スペクトルを有する光を照射する
白色光源１１と、この白色光源１１の放射スペクトルの
波形を変更する放射スペクトル変更手段１２と、種々の
演算を行う演算手段１３とから構成されている。

前記白色光源１１として本実施例は黒体炉を用いている
。この黒体炉１１は、周知のように完全放射体であって
、るつぼ内に収容された円筒管からなる黒体と、るつぼ
内に前記黒体を包含するように充填された白金と、るつ
ぼ全体を埋め込んで熱絶縁を向上せしめるトリア粉など
から構成され、るつぼ周囲に設けられた高周波加熱コイ
ルなどからなる加熱手段によって白金を介して黒体を加
熱することにより白色光を発生させるようになっている
。そして、この黒体炉１１から発せられる白色光は、黒
体の加熱温度によりその放射スペクトル、すなわち、光
の波長λと放射輝度りとの関係が独立して変化するとい
う特性を有している。換言すれば、黒体炉１１の加熱温
度に対して特定の放射スペクトルを有する光を発生させ
る特性を備えており、しかも、これらの光は互いに独立
、すなわち単に放射輝度りが相似的に変化したものでな
く、波長λに対する放射輝度りの波形がそれぞれ異なる
波形となるという特性を有している。したがって、本実
施例にあっては、放射スペクトル変更手段１２を黒体炉
１１の加熱温度Ｔとし、ある特定の加熱温度１つに対し
て、独立した１つの放射スペクトルの波形を有する光を
光源１１から発生させるようにしている。

また、前記光センサ１０は、前記光源１１から照射され
る光の方向に対して対向する位置に設置され、さらにこ
れら光源１１と光センサ１０との間には被測定物３０が
配設されている。これら被測定物３０、光源１１及び光
センサｌＯは、乾燥した窒素ガスを充満した所定の密閉
容器内に収容されている。これにより大気中の水蒸気あ
るいは二酸化炭素等による光の吸収を防止することがで
きる。

前記演算手段１３は、光センサ１０の出力強度Ａを検出
する検出部１４と、予め必要なデータを格納しておく記
憶部１５と、これら出力強度Ａ及び必要なデータを入力
して被測定物３０の反射率ｒを演算する演算部１６とを
有しており、マイクロコンピュータなどにより構成する
ことができる。本実施例にあっては、光センサ１０の出
力強度Ａを検出する検出部１４として直流電圧計を用い
、また記憶部１５には、黒体炉１１の加熱温度Ｔに対す
る光源１１の放射光量Ｐのデータを格納している。

また、前記演算部１６にて演算された被測定物３０の波
長λに対する反射率ｒを記録する記録手段１７を当該演
算部１６に接続するように構成することもできる。

第２図に示すように、前記光センサ１０の検出視野αが
前記光１ｇ、ｌｆの大きさより小さい場合にあっては、
上述した装置構成のみによって測定することができるが
、第３図に示すように、光センサ１０の検出視野βが光
源１１の大きさより大きい場合には、測定光学系に光源
１１以外からの光が当該光センサ１０に照射されること
から、以下述べるような検出視野の補正装置を用いて測
定を行なう。

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算出
し得る部材（１８）を用いることにより、実際の光源１
１を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなす
ことができるように構成したものであって、実際の測定
値との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備
えている。

すなわち、まず第４図に示すように、光センサ１０の検
出視野βを光源１１の大きさ以下に制限するために通孔
１９が形成されたバッフル板１８を被７１１１定物３０
と光センサ１０との間に配設し、さらにこのバッフル板
１８の表面を黒化すると共に室温と同一温度に温調した
状態で、光センサ１０の出力強度Ａを測定し、この測定
値Ａを後述する（３）式に代入する。

このとき、光センサ１０に照射される光ｆｆ１Ｐｌには
、第７図に示すように光源１１から被測定物３０を反射
して放射された光１１　ｒ　Ｐと、前記バッフル板１８
から放射された光（主に赤外線である）による光量とが
含まれている。後者の光量は、表面を黒化された前記バ
ッフル板１８を室温における黒体、すなわち完全放射体
とみなすことができることから、前記通孔１９が形成さ
れた前記バッフル板１８（第４図）と同一位置に配設さ
れた通孔が形成されていないバッフル板２０　（第５図
）から放射される光ｆｆ１Ｐｏから、前記通孔１９が形
成された前記バッフル板１８（第４図）と同一位置に配
設された前記通孔と同一形状のバッフル板２１（第６図
）から放射される光量Ｐ２を減じた値（ＰＯ−Ｐ２　）
となる。したがって、求める光量Ｐ１は、ＰＬ　＝ｒｐ
＋（ＰＯ−Ｐ２）　　　・−・・（５）となり、ここで
、Ｐ、ＰＯ，Ｐ２のそれぞれの値は、ブランクの放射式
を用いて精度良く、しかも容易に算出することができる
。つまり、光センサ１０の検出視野が光源１１の大きさ
より大きい場合には、上述した検出視野の補正装置を用
いることにより、Ｐｌなる光量を放射する新たな光源を
備えた測定光学系とみなす訳である。

なお、光センサ１０の検出視野が光源１１の大きさより
大きい場合の測定は、前記バッフル板１８に代えて、第
８図に示すように被測定物３０と光センサ１０との間に
、ミラーあるいはレンズなどの光学素子２２を設置して
行なうこともできる。

この場合には、光源１１から被測定物３０を通過して発
せられる光の反射率が１００％であるミラー２２を用い
ることが好ましく、反射率１００％のミラー２２の表面
から放射される光量は０となることから、光センサ１０
に照射される光量は光＃、１１から被測定物３０を反射
した光量のみとなる。したがって、この場合においても
、ミラー２２の光学的特性、すなわちＦメンバあるいは
口径及び焦点距離、光源１１とミラー２２の幾何学的配
置等から、光源１１から放射される光量を算出すること
ができ、これによって、前述した第１図に示す測定光学
系と同様に被測定物３０の反射率ｒを求めることができ
る。

次に、本発明の測定方法における解析原理にっいて説明
する。

前述したように、黒体炉１１は完全放射体であることか
ら、その放射スペクトル、すなわち、光の波長λに対す
る放射輝度りの関係は、波長λと炉温Ｔとの関数で表さ
れたブランクの放射式によって求められる。

すなわち、黒体炉］１からの放射スペクトルをＭ３［λ
、　Ｔｌ　　（Ｗ／ｍ３）　、波長をλ（ｍ）、炉温を
Ｔ　（Ｋ）とすると、この放射スペクトルは、Ｍｃ［λ
、　Ｔｌ −Ｃ１・λ−’　（ｅｘｐ　　（Ｃ２／λＴ）−１１・
・・・・・　（６） で表される。ここで、Ｃ，、Ｃ２はブランク定数、ボル
ツマン定数及び真空中の光速度から求まる定数であり、 Ｃ＋　＝３．７ｘｌＱ２０ Ｃ２＝１．４Ｘ１０７ である。

まず、被測定物３０の反射率を求めようとする波長領域
（λＳ〜λＥ）を任意にｎ個に分割する。

この分割は、等分割である必要はなく、例えば、被測定
物３０の反射率領域が予め予想されるならば、その高反
射率領域の立ち上がり部分において細分化すると、高精
度の測定結果を得ることができ本発明の活用上好ましい
ものとなる。

また、この波長領域（λ、〜λＥ）を分割するに際し、
もし、被測定物である光センサ１０の分光感度域の境界
値、すなわち、その光よりも短波長域、長波長域では、 （分光感度）＝０ であるような値が、予め予想できる場合には、その境界
値を前述のλ５、λ、とする。

もし、そのような予想ができなければ、波長域の短波長
側の境界値をλＳとして０を、長波長側の境界値をλＥ
として（１）を設定する。

かって、この波長分割は、 λ、〜λ１〜λ２・・・・・・λｎ−１〜λ８となり、
便宜上この波長領域を λＩ＋　　■２＋　・・・λ。−１，ズ。

及び ズ１＝［λ１−１．λ１コ 但し、λ。＝λ５、λ。＝λ８ と表わす。

次に、放射スペクトル可変手段により選択されたある一
つの放射スペクトルの光を光源１１から光センサ１０に
照射した際に、当該放射スペクトルのうち前述したある
分割波長領域［λ１−１．λ１コによる放射光量をＰ（
２＋）、黒体炉１１の温度がＴ　（Ｋ）のとき光センサ
１０に照射される光のうち波長領域［λ１−１．λ１］
にある成分の光量をＬ丁　（ズ１）とすると、 （ｉ＝１．　２・・・・・・、　　ｎ）であることから
、この放射光量Ｐをλに対して矩形近似すれば、 Ｐ（λ１） ＝ＬＴ　（Ｘｔ）　　　（λ１−λ、−１）・・・（８
）また、前述したように、光センサに照射される光量に
は、光源から放射され被測定物により反射された後に光
センサに照射される光量ｒ（Σ１）・Ｐ（Σ１）と、途
中の測定光学系である前記バッフル板あるいは後述する
チョッピングブレードから発せられた光ｆｆ１Ｂ　（Σ
１）とが含まれている。

したがって、光センサに照射される光量は、ｒ　（ｆ　
）　　”Ｐ　（’Ｌ　）　ｐ）−Ｂ　（Ｌ　）と表わす
ことができる。なお、測定装置の構成によっては途中の
測定光学系から光センサに照射される光が皆無である場
合も考えられ、この場合には、上記式において、Ｂ（２
＋）”０として取り扱えば良い。

波長領域ズ１において光量ｒ（ス１）・ｐ　（）Ｉ）＋
Ｂ（Ｘｌ）の光が光センサに照射されたとき、当該光セ
ンサ１０は、 Ｒ（Ａｔ）（ｒ（ズ＋）　Ｐ　（Σ１）　＋Ｂ　（ズ１
））の強度の信号を出力することになる。ここで、この
照射された光量と出力強度との関係は、各波長領域で独
立に成立することから、全波長領域、すなわち［λ５．
λＥ］の光が照射されたときの光センサ１０の出力強度
は、各波長領域からの寄与成分の総和として測定されて
いることになる。したがって、測定された光センサの出
力強度は、＋Ｂ　（ス１））コ （ｊ＝１．２．　　・・・、ｎ）　　　　　　　・・・
　（３）で表わされる。なお、ＰＴＩ（Σ１）は、黒体
炉１１の温度がＴ、のときの波長領域ス１内における放
射光量を表わす。また、ＡＴＩは黒体炉１１の温度がＴ
、のときの測定された光センサの出力強度を表わす。こ
こで、上記（３）式を変形すると、となり、このとき上
式左辺は測定により求められる測定値であり、また右辺
のＰＴＩ（Ｌ）及びＲ（ス１）は予め知られた値である
。

したがって、上記（３）式は、求めるべき未知数ｒ（Ｌ
）、ｒ（ズ２　）　、　−ｒ　（２゜）ニラいテのｎ元
１次連立方程式となる。そして、ＰＴｌ（Σ＋）、Ｐ工
２（ズ１）、・・・Ｐ工。（ズ１）が互いに独立した放
射スペクトルを有する光源を用いていることからも、第
２図に示すように、光センサ１ｏの検出視野αが光源１
１の大きさより小さい場合にあっては、前述した（６）
　（７）　（８）式を用いることにより、また、第３図
に示すように、光センサ１ｏの検出視野βが光源１１の
大きさより大きい場合にあっては、前述した（５）　（
８）　（７）　（８）式を用いることにより、当該（３
）式はｒ（２，）について解けることになる。

上述した実施例にあっては、黒体炉１１の温度Ｔを変え
ることにより得られる光源１１からの放射スペクトルの
種類が、分割波長領域の数ｎと等しい場合について説明
したが、本発明はこの実施例に限定されることなく、放
射スペクトルの種類がｎ個以上であれば良い。この場合
には、前記（１）式により得られる方程式の数が、求め
るべき未知数の数より多くなることから、当該方程式は
最小２乗法により解けることになる。

次に、第９〜１７図を参照して、本発明の他の実施例に
ついて説明する。上述した第１実施例は、照射される光
に対する光センサ１０の直流的出力信号を測定すること
により被測定物３０の反射率ｒを求めた一例であるが、
以下述べる第２実施例は、任意の周波数に変調された光
源１１からの光に対する光センサ１０の交流的出力信号
を測定することにより被測定物３０の反射率ｒを求める
具体例である。

第９図は、第２実施例に係る測定方法を用いて被測定物
の反射率を測定する装置を示す構成図、第１０．１１図
は、光センサの検出視野が光源より小さい場合における
同測定装置の光源及び光センサ部分を示す構成図、及び
光センサにより照射される光量と時間との関係を示すグ
ラフ、第１２〜１７図は、光センサの検出視野が光源よ
り大きい場合における同測定装置の光源、光センサ及び
補正装置部分を示す構成図、及び光センサにより照射さ
れる光量と時間との関係を示すグラフである。

第９図に示すように、本実施例の測定装置は、前述した
第１実施例の構成部品である被測定物３０と、光センサ
１０と、当該光センサ１０に特定の放射スペクトルを有
する光を照射する白色光源１１と、この白色光＃、１１
の放射スペクトルの波形を変更する放射スペクトル変更
手段１２と、種々の演算を行う泄算手段１３とに加え、
前記被測定物３０と光センサ１０との間に、当該光源１
１からの光を所定の周波数の光に変調する周波数変調装
置２３を有している。

また、前記光センサ１０の出力端子には、当該出力信号
を増幅させて信号強度を太き（するための増幅器２４が
接続され、さらにこの増幅された出力信号のうち、周波
数変調装置２３により変調された交流波形を検出するロ
ックインアンプ２５が接続されている。なお、前記増幅
器２４は、光センサ１０からの出力信号が十分大きい場
合には設ける必要はなく、また前述した第１実施例にこ
の増幅器２４を適用しても良い。

このような光センサの出力信号のうち、周波数変調装置
２３により変調された交流部分のみを抽出する手段とし
ては、他にも種々考えられる。例えば、単に交流電圧計
を光センサの出力端子に接続して平均電圧を測定したり
、また、光センサの出力端子に直流変換器を接続し、さ
らに直流電圧計を接続して、この直流電圧を測定するこ
ともできる。さらに、ＣＲアクティブフィルタによって
光センサの出力信号の中心層波数を周波数変調装置２３
による変調周波数に一致させ、これを交流電圧計によっ
て測定したり、あるいは直流変換器を介して直流電圧計
によって測定したりすることも可能である。

前記周波数変換装置２３は、表面が黒化され、かつ室温
と同一温度に温調されると共に、光源１１からの光を通
過させる通孔２６が所定間隔をもって形成されたチョッ
ピングブレード２７を有し、このチョピングブレード２
７には、当該チョッピングブレード２７をある一定の速
度にて回転させる駆動部２８が設けられている。前記通
孔２６は光センサ１０の検出視野より大きく形成されて
いる。また、周波数変調装置２３の駆動部２８から出力
されるリファレンス信号は、前記ロックインアンプ２５
に入力されるように結線されている。

前記演算手段１３は、予め必要なデータを格納しておく
記憶部１５と、前記ロックインアンプ２５から送信され
た出力強度Ａ及び必要なデータを人力して被測定物３０
の反射率ｒを演算する演算部１６とを有しており、マイ
クロコンピュータなどにより構成することができる。本
実施例にあっても、記憶部１５には、黒体炉１１の加熱
温度Ｔに対する光源１１の放射光ｆｆ１Ｐのデータを格
納している。

また、前記演算部１６にて演算された被測定物３０の反
射率ｒを記録する記録手段１７を当該演算部１６に接続
するように構成することもできる。

このように構成した本実施例にあっては、被測定物３０
と光センサ１０との間に周波数変調装置２３を設置して
いることから、当該光センサ１０には変調装置２３から
発せられた光（主に赤外線）も照射されていることにな
る。したがって、本実施例に係る測定装置は、第１０図
に示す測定装置により光源１１から発し被測定物３０に
より反射された後、光センサ１０に照射される光量ｒＰ
から、第１３図に示す変調装置２３のチョッピングブレ
ード２７から発せられる光ｆｆ１Ｐ３を減じた光ｆｆ１
（ｒＰ−Ｐ３）の新たな光源を有する測定光学系となっ
ているとみなすことができる（第１１図参照）。ここで
、光量Ｐ及びＰ３は、前記第１実施例と同様にして算出
することができる。

第１０図に示すように、前記光センサ１０の検出視野α
が前記光源１１の大きさより小さい場合にあっては、上
述した装置構成のみによって測定することができるが、
第１２図に示すように、光センサ１０の検出視野βが光
源１１の大きさより大きい場合には、測定光学系に光源
１１以外からの光が当該光センサ１０に照射されること
から、前述した第１実施例と同様な検出視野の補正装置
を用いて測定を行なう。

この補正装置は、予め理論式によりその放射光量を算出
し得る部材（２９）を用いることにより、実際の光源１
１を当該光源と所定の関係を有する新たな光源とみなす
ことができるように構成したものであって、実際の測定
値との誤差が生じることなく測定できるという特徴を備
えている。

すなわち、まず第１２図に示すように、光センサ１０の
検出視野βを光源１１の大きさ以下に制限するために通
孔３１が形成されたバッフル板２９を被測定物３０と周
波数変調装置２３との間に配設し、さらにこのバッフル
板２９の表面を黒化すると共に室温と同一温度に温調し
た状態で、光センサ１０の出力強度Ａを測定し、この測
定値Ａを前述した（３）式に代入する。

このとき、第１２図に示す光センサ１０に照射される光
ｆｆ１Ｐｌは、第１５図に示すように光源１１から被測
定物３０を反射して照射された光量ｒＰと、第１６図に
示すように、前記バッフル板２９と同一位置に配設され
た通孔が形成されていないバッフル板３２から放射され
る光量ＰＯとを加算した光量から、第１４図に示すよう
に、前記バッフル板２９に形成された通孔３１に相当す
るバッフル板から放射される光ｆｆ１Ｐ２と第１３図に
示すようにチョッピングブレード２７が光源１１からの
光を遮ったときの光センサ１０によって検出される光ｆ
ｆ１Ｐ３とを加算した光量を減じた光量、つまり、 ＰＬ　＝ｒＰ＋ＰＯ−Ｐ２−Ｐ３−　　（９）となる。

これらｒＰ、ＰＯ，ＰＬ、Ｐ２．Ｐ３の関係は第１７図
に示す通りである。

ここで、Ｐ、ＰＯ，Ｐ２．Ｐ３のそれぞれの値は、ブラ
ンクの放射式を用いて精度良く、しかも容易に算出する
ことができる。つまり、光センサ１０の検出視野が光源
１１の大きさより大きい場合には、」二連した検出視野
の補正装置を用いることにより、Ｐｌなる光量を放射す
る新たな光源を備えた測定光学系とみなす訳である。

このように構成した本実施例にあっても、前記第１実施
例にて詳述した（３）式により、被測定物の反射率ｒｉ
についての連立方程式を得ることができ、これを前記演
算手段１３にて解くことにより、任意に分割した波長領
域における反射率を得ることができる。

なお、本発明は、前述した第１及び第２実施例のみに限
定されることなく、種々の変形例が考えられ、特に測定
装置の実施例は、本発明の要件を満たす限りにおいて種
々のものが適用できる。例えば、実施例にあっては、光
源として黒体炉を用いたが、フィラメント電流値により
互いに独立した放射スペクトルを発生させ得るランプも
適用することができる。

次に、本発明の反射率測定方法について、さらに具体的
な実施例を挙げて説明する。

本具体例は、第９図に示す装置構成にて測定を行ない、
その測定結果を第１８図に示す。

なお、本具体例においては、第９図における被測定物３
０には厚さが２ｍｍのゲルマニウム単結晶板を使用し、
この被測定物３０は、黒体炉１１から照射された光の進
行方向に対して４５°の角度をもって配置されている。

一方、光源１１として黒体炉を用いるとと共に、演算手
段１３としてマイクロコンピュータを使用した。また、
放射スペクトル変更手段１２としては、黒体炉の温度コ
ントローラを用い、前記マイクロコンピュータによって
当該温度コントローラを制御した。ここで、黒体炉１１
、周波数変調装置２３、被測定物３０及び光センサ１０
は、乾燥窒素ガスを充満させた密閉容器内に収容し、大
気中の水蒸気及び二酸化炭素等の影響を除去するように
した。

測定条件としては、周波数変調装置２３における変調周
波数を８Ｈｚとし、黒体炉１１の温度は２００〜１００
０℃（４７３〜１２７３Ｋ）の間を１００℃単位に設定
して測定した。また、光源の分割波長は、 ０．２、　１．０、　４．０、　７．０．１０．０、１
３．０、１６．０、１９．０．２２．０．１００．０　
　μｍの９区分とした。

黒体炉からの放射光量は、各設定温度において、前述し
たブランクの放射式によって求め、また、得られた連立
方程式（９元１次連立方程式）は、前記マイクロコンピ
ュータを用いてガウスの消去法にて算出した。

第１８図には、上記測定結果（図中、実線にて示す）と
、その比較例として従来の測定方法により測定した反射
率（図中、破線にて示す）とを示したが、この結果から
も本発明の測定方法の精度が優れたものであるかを理解
することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、極めて簡便な装置構
成により物質の反射率を測定することかでき、しかも、
いずれの波長領域でも反射率を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の測定方法を用いて被測定物の反射率
を測定する装置を示す基本構成図、第２図は、光センサ
の検出視野が光源より小さい場合における同測定装置の
光源及び光センサ部分を示す構成図、第３〜７図は、光
センサの検出視野が光源より大きい場合における同測定
装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す構成図、
第８図は、同じく光センサの検出視野が光源より大きい
場合における他の実施例に係る同測定装置の光源及び光
センサ部分を示す構成図、第９図は、本発明の第２実施
例に係る測定方法を用いて被測定物の反射率を測定する
装置を示す構成図、第１０゜１１図は、光センサの検出
視野が光源より小さい場合における同測定装置の光源及
び光センサ部分を示す構成図、及び光センサにより照射
される光量と時間との関係を示すグラフ、第１２〜１７
図は、光センサの検出視野が光源より大きい場合におけ
る同測定装置の光源、光センサ及び補正装置部分を示す
構成図、及び光センサにより照射される光量と時間との
関係を示すグラフ、第１８図は、本発明の具体例による
反射率の測定結果を示すグラフ、第１９〜２０図は、従
来の反射率測定方法を用いた測定装置を示す構成図及び
測定により得られたデータを示すグラフである。 １０・・・光センサ、１１・・・光源、１２・・・放射
スペクトル変更手段、１３・・・演算手段、３０・・・
被測定物。 特許出願人　　　新日本製鐵株式會社 代理人　　弁理士　八　１）幹　雄（他１名）第１ 図 第１−０図 第４１図 亭 釣閏 第１７図 詩川 埼光値ｋｃ層 手続補正書 平成１年６月７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射スペクトル可変手段により少なくともｎ個の互いに
   独立した放射スペクトルの波形が与えられる光源から、
   被測定物に反射させた後に光センサに少なくとも前記ｎ
   個の光をそれぞれ照射し、このとき光センサから出力さ
   れる少なくともｎ個の出力強度により、ｎ個に分割した
   前記光の波長領域のそれぞれにおける前記被測定物の反
   射率を測定する方法であって、 ある放射スペクトルをもつ光（添字ｊにて表わす）の、
   ある分割された波長領域（添字ｉにて表わす）における
   前記光源の放射光量をＰｊｉ、 ある放射スペクトルをもつ光を照射したときの前記光セ
   ンサの出力強度をＡｊ、 ある分割された波長領域における前記光センサの分光感
   度をＲｉ、 同波長領域において、前記被測定物に反射されずに直接
   前記光センサに照射される放射光量をＢｉ、同波長領域
   において、前記被測定物の反射率をｒｉとしたときに、 Ａｊ−Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１（Ｂｉ・Ｒｉ） ＝Σ＾ｎ＿ｉ＿＝＿１（ｒｉ・Ｐｊｉ・Ｒｉ）・・・・
   ・・（１）（ｊ＝１、２、・・・、ｍ）但し、ｍ≧ｎ）
   により与えられる（１）式から前記被測定物の反射率（
   ｒｉ）を求めることを特徴とする物質の反射率の測定方
   法。