JPH04105025A

JPH04105025A - 蛍光測定装置

Info

Publication number: JPH04105025A
Application number: JP22379890A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Oraku; 大楽　英昭; Kahei Shiraishi; 白石　嘉平
Original assignee: Hitachi Naka Seiki Ltd
Current assignee: Hitachi Naka Seiki Ltd
Priority date: 1990-08-25
Filing date: 1990-08-25
Publication date: 1992-04-07

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】［産業上の利用分野コ本発明は蛍光材料の蛍光測定装置に関する。

［従来の技術］従来、蛍光材料の白色光照射方式と単色光照射方式によ
る蛍光測定装置において、光源の種類は規定しても、そ
の光路長、光軸が同じではなく、また、必ずしも照射光
の分光パワーを厳密に規定するものではながった〔フレ
ッド　Ｗ　ビルメイヤー他：カラー　リサーチ　アンド
　アップリケイション：第５巻、第３号（Ｆｒｅｄ　Ｗ
　Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ　：Ｃ０ＬＯＲＲｅ５ｅａｒｃｈ
　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　：　ｖｏｌ、　５
　、　Ｎｏ。

３）〕。

［発明が解決しようとする課題］蛍光の強さは、測定試料に入射する励起波長域の照射光
の分光パワーにより変化するが、蛍光波長域で完全拡散
反射体により反射される放射バヮ−に比較して評価され
る。特に、蛍光増白剤等は近紫外光で励起されたときの
可視域に出射する蛍光の強さで評価されるので、測定試
料に照射される励起光の放射パワーとの比が重要である
。

前記従来技術においては、蛍光を含む反射光の測定の際
、光源からの照射光の分光パワー分布、分光透過率およ
び積分球の分光反射率などに影響される近紫外部の波長
を有する光の放射照度、あるいは、単色光照明方式と白
色光照明方式との測定装置の違いによる光路長と光軸の
違い等について十分に配慮されていなかった。そのため
、測定装置間の機差、または測定試料の経時変化等が測
定値に影響を及ぼすと云う問題があった。

本発明の目的は、白色光照明方式と単色光照明方式とに
よる蛍光測定装置において、測定装置間または経時変化
による測定値の差が少ない蛍光材料の蛍光測定装置を提
供するにある。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成する本発明の要旨は、次のとおりである
。

（１）白色光照明方式と単色光照明方式とで蛍光材料の
蛍光を測定する蛍光測定装置において、分光器に対し光
源と受光器のそれぞれを等距離に設置し、前記光源と、測定試料が取付けられた積分球の開口部と
の間に色温度補正フィルタを配置し、前記測定試料の励
起波長域における放射照度と蛍光波長域における放射照
度の比を所定の値に設定できる光源の照度制御手段を備
えたことを特徴とする蛍光測定装置。

（２）前記測定試料が蛍光増白剤であり、前記励起波長
域を３５０〜４００ｎｍの近紫外部に、前記蛍光波長域
を４３０〜４５０ｎｍに設定したことを特徴とする前記
（１）記載の蛍光測定装置。

（３）前記測定試料が蛍光有彩色試料であり、前記励起
波長域を５００ｎｍ付近に、前記蛍光波長域を６００ｎ
ｍ付近に設定したことを特徴とする前記（１）記載の蛍
光測定装置。

本発明においては、蛍光増白剤試料の測定には、前記の
ように３５０〜４００ｎｍを励起波長域に、４３０〜４
５０ｎｍを蛍光波長域として選択することにある。

また、蛍光有彩色試料の測定には、５００ｎｍ付近を励
起波長域に、６００ｎｍ付近を蛍光波長域として選択す
る。

こうした条件下で、光源から照射された白色光を拡散照
射光として前記色温度補正フィルタを通して測定試料に
照射し、反射光を光電子倍増管で受光して光電流に変換
する。同様にして、励起波長帯を設定した場合について
も前記色温度補正フィルタを通して光電子倍増管で受光
し光電流に変換する。

前記２つ拡散照射光の強度の比から試料照射光の分光パ
ワー分布を規定する。これによって、測定器間の差ある
いは測定の経時変化による差のない測定値を得ることが
できる。

［作用コ本発明が、常に高精度な蛍光測定を行うことができるの
は、試料の励起波長帯と蛍光波長帯を設定し、これに蛍
光測定装置の波長を設定し、光源の照射照度を制御して
放射光の分光パワー分布を規定したことにある。

［実施例］本発明を第１〜５図を用いて具体的に説明する。

第１図は本発明の蛍光測定装置の一実施例を説明する模
式図である。

定電圧電源部１で安定化され、所定の照度が得られるよ
う制御された電圧により点灯された光源２から発せられ
る照射光は、色温度補正フィルタ２５を透過し、積分球
３内に照射される。該積分球３の内壁面は硫酸バリウム
等の白色拡散コーティングが施されている。

前記積分球３内の所定の位置に取付けた蛍光測定試料１
４と参照白色板１５からの拡散反射光は、光チヨツパミ
ラー１７により分割され、三角ミラー２０、回折格子２
１により単色光に分光される。

該単色光は所定のスリット１９によって所定波長の単色
光とし、光検知器１０に受光してその強度が測定される
。該光検知器１０で電気信号に変換された信号は、信号
処理回路４およびメモリ回路５により演算される。

なお、前記信号処理回路４およびメモリ回路５は、変換
された電気信号の増幅、デジタル化、メモリ、光源のプ
ログラム制御、出力表示またはプリンタ（図示せず）へ
のプ７ノントアウト等の処理も含むものである。

ところで、前記積分球３の開口部には１分光パワー比測
定の際、照射光の長波長側の影響を取り除くために色温
度補正フィルタ２５がフィルタ保持部材２６によってス
ライド可能に取付けられている。該フィルタ保持部材２
６をスライド式に取付けることにより分光器の防塵化を
図ることができる。

前記積分球３の開口部は、測定試料】４および参照白色
板１５の各表面の法線と小さな角度、例えば約８度で反
射される反射光が入射できる位置に般けられている。

次に、励起波長帯の設定はグレーティング２１をカム２
２とモータ２３により駆動し、白色光を分光して単色光
とし、照射方向を制御して、励起波長帯での放射照度を
求める。

次に同様にして、蛍光波長帯を設定するため白色光を所
定波長に分光して放射照度を求め、所定の分光パワー比
を求める。

なお、光源２は光源部ケース６内に収納されており、移
動可能な光源ケーブル９により定電圧電源１と接続され
ている。光検知器】０は受光部ケース７内に収納されて
おり、これも移動可能な信号ケーブル８により信号処理
回路４に接続されている。

前記光源部ケース６、受光部ケース７は積分球３および
分光器部１８を固定する共通案内部材１３．１３′によ
り光軸上のずれがないように固定されている。

前記において、共通案内部材１３の端面から光検知器１
０の光電管面までの距離と、共通案内部材１３゛の端面
から光源２の発光点までの距離を等距離とすることによ
り、第１図の白色光照明方式と第２図に示すように単色
光照明方式との入れ替えが容易になり、また、光路長が
異なったり、あるいは光軸にずれを生じたりすることが
ない。

なお、本実施例においては、積分球３、光チヨツパ部１
６、分光器部１８および波長駆動系２４で測定装置の光
学系を構成しているが、簡易型として複数の干渉フィル
タから構成された光学系を用いることもできる。

第２図に本発明の単色光照明方式を説明する模式図であ
る。

これは、第１図に示す測定器の光源部と受光部を入れ替
えたものである。既述のように、共通案内部材１３の端
面から光検知器１０の光電管面までの距離と、共通案内
部材１３′の端面から光源２の発光点までの距離が等し
いので、それを入れ替えたものである。

白色光照明方式により蛍光試料を測定する場合の、光源
２より発する分光エネルギー分布の補正は、第３図に例
示するように補正することができる。

これは、光源２の分光エネルギーを短波長λ１（例えば
３６０ｎｍ）における光のパワーをａｌ、ｂｌ、長波長
λ２（例えば４３０ｎｍ）における光のパワーをａ２、
ｂ２とすると、その比ｂ＋／ａ＋およびｂ２／ａｚによ
り規定することができる。

また、第４図に示すように蛍光試料の励起波長λ、と、
蛍光波長＾４との比を求め補正することができる。

更にまた、第１，２図の光学系を用いることによって、
同一の蛍光測定試料で白色光照明方式および単色光照明
方式の測定を容易に行うことができる。

第５図は蛍光増白剤試料を、前記２つの光照明方式で測
定した結果を例示するものである。

なお、上記蛍光増白剤は４３０〜４５０ｎｍで蛍光を発
する。また、蛍光有彩色試料は６００ｎｍ付近で蛍光を
発する。従って、前記試料がいずれに該当するかを識別
し、前者の場合は励起波長域を３５０〜４５０ｎｍの近
紫外部に、蛍光波長域を４３０〜４５０　ｎｍに設定す
る。同様に後者の場合には励起波長域を５００ｎｍ付近
に、蛍光波長域を６００ｎｍ付近に設定する。

こうして測定した分光反射率の単色光照明方式の場合を
曲線ａ、また、白色光照明方式の場合を曲線すに示した
。

本実施例によれば、励起波長帯と蛍光波長帯を交互に設
定して測定することができるので、経時変化の影響が少
なく、再現性のよい測定値が得られる。

［発明の効果コ本発明によれば、蛍光試料の蛍光測定に際し、単色光照
明方式による測定値と、白色光照明方式による測定値の
比較が容易にできる。

また、可視域で蛍光を発する波長での測定値と励起波長
域で蛍光を発する波長での測定値の比から、光源の照射
パワーの変動を補正することができるので精度の高い測
定値を再現性よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の詳細な説明する模式図、
第３図は光エネルギーと波長との関係を示すグラフ、第
４図は励起波長帯と蛍光波長帯の分光反射率の分布を示
すグラフ、第５図は単色光照射方式と白色光照射方式の
分光反射率の分布を示すグラフである。１・・・定電圧電源部、２・・光源、３・・・積分球、
４信号処理回路、５・・・メモリ回路、６・・・光源部
ケース、７・・・受光部ケース、８・・・信号ケーブル
、９・・光源ケーブル、１０・・・光検知器、１１・・
共通取り付は部材、１２・・・共通固定部材、１３・・
共通案内部材、１４・・・蛍光測定試料、１５・・・参
照白色板、１６・・・光チヨツパ部、１７・・・光チヨ
ツパミラー１８・・・分光器部、１９・・・スリット、
２０・・ミラー２１・・・グレーティング、２２・・・
カム、２３・・・モータ、２４・・・波長駆動系、２５
・・・色温度補正フィルタ、２６・・・フィルタ保持部
材、ａ・・・単色光照明方式、ｂ・・・白色光照明方式
。第１図第２図夕保持部材。

Claims

【特許請求の範囲】１、白色光照明方式と単色光照明方式とで蛍光材料の蛍
光を測定する蛍光測定装置において、分光器に対し光源
と受光器のそれぞれを等距離に設置し、前記光源と、測定試料が取付けられた積分球の開口部と
の間に色温度補正フィルタを配置し、前記測定試料の励
起波長域における放射照度と蛍光波長域における放射照
度の比を所定の値に設定できる光源の照度制御手段を備
えたことを特徴とする蛍光測定装置。２、前記測定試料が蛍光増白剤であり、前記励起波長域
を３５０〜４００ｎｍの近紫外部に、前記蛍光波長域を
４３０〜４５０ｎｍに設定したことを特徴とする請求項
第１項記載の蛍光測定装置。３、前記測定試料が蛍光有彩色試料であり、前記励起波
長域を５００ｎｍ付近に、前記蛍光波長域を６００ｎｍ
付近に設定したことを特徴とする請求項第１項記載の蛍
光測定装置。