JPH04130247A - 反射率測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は光ファイバーを用いた反射率測定装置に関する
。

（従来の技術） 分光光度計によって試料の反射率を測定する場合、通常
は特別の付属装置を用い、分光光度計の試料室内で測定
を行うが１、試料の大きさとか形状によっては試料室内
に試料を置くことができず、試料室の外に測定用の光束
を導出し、試料室外で測定を行う必要が生じる。このよ
うな場合従来は、光ファイバーを用い第５図に示すよう
な構成を用いて試料の反射率を測定していた。この図で
Ａが分光光度計、Ｇはその光源部、Ｃは試料室、Ｐは測
定部である。光源部からは分光器で単色化された対照光
束Ｆｒと試料光束Ｆｓが試料室Ｃ内に出射されている。

その試料光束Ｆｓを鏡Ｍ１で反射させて投光用光ファイ
バーＢ１の光入射端に入射させる。投光用光ファイバー
Ｂ１の光出射端から出射する光を集光レンズＬｌで試料
Ｓ上に集光させ、試料からの反射光を集光レンズＬ２で
受光用光ファイバーの光入射端に集光させ、受光用光フ
ァイバーの光出射端から出射する光をＲＭ２で反射させ
て測定部Ｐに送る。この図の構成では垂直入射の場合の
反射率の測定ができず、試料の微小領域の反射率測定を
行いたい場合、光を充分小さなスポットに集光させるこ
とが困難である。

それは、集光点を小さくするには口径が大きく焦点距離
の短い集光レンズを試料面に近接させて配置しなければ
ならないが、投光側と受光側の集光レンズが衝突して両
者間の距離を任意に小さく設定できないから、使用可能
な集光レンズの焦点距離を充分小さくできないからであ
る。また投光用と受光用の光ファイバーが別々であるた
め、夫々の光出射端と光入射端を正しく位置調整しなけ
ればならないが、これはかなり面倒な作業である。

上述したような問題点は投光用と受光用の光ファイバー
の試料側の端を一つの束にまとめることにより、垂直照
射を可能とすると共に、投光用２受光用の集光レンズを
共通にすることによって照射光を微小スポットに集光さ
せ得るようにしたものもあるが、この場合光ファイバー
の試料に対向する端面は第６図に示すようになっている
。

同図ａの構成は投光用、受光用両光ファイバー束の試料
側端部で、個々の光ファイバーを互いに一様に混ぜて一
束にまとめたものである。同図すの構成は投光用光ファ
イバー束の試料側端部を中心部に受光側光ファイバー束
の試料側端部をその周りに分布させたものである。第６
図３の構成では投光側光ファイバー束の光出射端面の直
径が全体として大きくなり、微小スポットに集光するの
が困難である。同すの構成は投光側光ファイバー束の端
面径が小さいから微小スポットに集光するのは容易であ
るが、投光側光ファイバー東端面と試料面上の集光スポ
ットが集光レンズに関して共役関係であるから、試料か
らの反射光は集光レンズに収差がなければ再び投光用光
ファイバー束の出射端面に集光してしまい、受光用光フ
ァイバーの入射端面への反射光入射効率が低くなると云
う欠点がある。

（発明が解決しようとする課ａ） 本発明は光ファイバーを用いた反射率測定装置で、垂直
照射による反射率測定を行う場合に、光を微小スポット
に集光でき、反射光を効率良く受光できる構成を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段） 投光用光ファイバー束と、受光用光ファイバー束の各試
料（＋１１１端部で、中心部一定半径の内側では投光受
光両ファイバー束の各光ファイバーを互いに均一に混合
配置し、その外周部は受光側の光ファイバーのみで囲む
ようにして、両光ファイバー束の端部を一束にまとめ、
投光受光共通の集光レンズを介して試料に対向させるよ
うにした。

（作用） 投光用光ファイバー束の試料側端面ば試料に対向してい
る投光受光両ファイバー束を一つにした束の中央部に集
中しており、受光用ファイバー束の一部が混じっている
ので、全体としての径は第６図ａの構成より小さく、微
小スポットの形成が可能であり、試料からの反射光は投
光用ファイバーに混じっている中央部の受光ファイバー
束の一部に入射すると共に集光レンズの収差による分が
投光用光ファイバー束の外周を囲んでいる受光用ファイ
バー束の残部によって受光されるから、微小領域に集光
可能でしかも受光効率が良くなる。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例の全体を示す。図でＡは分光
光度計でＧはその光源部、Ｃは試料室、Ｐは測定部であ
る。光源部からは分光器で単色化された対照光束Ｆｒと
試料光束Ｆｓが試料室Ｃ内に出射されている。その試料
光束Ｆｓを鏡Ｍ１で反射させて投光用光ファイバー束Ｂ
１の光入射端に入射させる。Ｂ２は受光用光ファイバー
束でその光出射端から出射した光が鏡Ｍ２で反射されて
測定部Ｐに送られる。投光用光ファイバー束Ｂ１と受光
用光ファイバー束Ｂ２の試料側の端部は合わさって一つ
の束にしである。Ｌは集光レンズ、Ｓは試料である。

第２図は投光用、受光用両光ファイバー束の試料側端部
の拡大図である。光ファイバー束の試料側端部は一つの
束になっていてレンズ枠１の端に嵌入しである。レンズ
枠１は集光レンズＬが装着しである。レンズ枠１は筒状
でその外側に上下摺動可能に試料ホルダ２が嵌合させで
ある。試料ホルダ２も筒状で下端に試料Ｓを嵌入保持さ
せるようにしである。試料ホルダ２内には紋り３が嵌め
である。絞り３は試料Ｓの表面に近接して配置されるよ
うに試料ホルダ内に固定されており、試料面の光照射領
域を規制する。この実施例では絞り開口の直径は１ｍｍ
である。試料ホルダ２は調節ねじ４により、レンズ枠１
に対して上下できて、レンズＬと試料面との間の距離を
調節することができろ。この構成で投光用光ファイバー
束から出射した光がレンズＬによって試料面に集光照射
され、同じレンズＬによって上記した紋り３の開口の像
が投受光用ファイバー束の試料側端面に拡大結像される
。

第３図は投光用、受光用両光ファイバー束の試料側端面
を示す。図で中心のＨの部分は投光用光ファイバーの全
部と受光用光ファイバーの一部が均一に混合されている
領域で、この領域の像が試料面（厳密には絞り３の面）
に形成される。Ｈの外周Ｊの部分は受光用ファイバーの
みよりなっている。第４図は投受光両光ファイバー束の
試料側端面と試料との間の光学系を直線的に展開したも
のである。第３図のＨの部分の像が絞り３の面上に形成
され、レンズＬの収差による外劉の光線は絞り３でカッ
トされ、試料面には輪画の明瞭な投光スポットｓｐが形
成される。３゛は試料からの反射光からみた　絞り３で
ある。レンズＬによってこの絞り３゛の像が光フアイバ
一端面に形成される。レンズＬが無収差であると、試料
面の投光スポットは試料反射光に関してレンズ３からは
絞り３゛よりも遠方にあるから、光ファイバー東端面の
上記投光スポット像は合焦状態より少しピンぼけの状態
にある上、レンズ収差もあるので、光ファイバー東端面
上の試料からの反射光の集光範囲はもとのＨよりも拡が
っている。この拡がっている部分がＨの周囲のＪの部分
で受光されるのである。実際の測定では試料面に光を投
光しながら調節ねじ４を回わして反射光強度が最大にな
る位置を探して、測定を行えば、最高感度での測定がで
きることになる。

（発明の効果） 本発明によれば、試料面の微小領域の垂直反射率測定に
当って反射光の受光効率が高いので精度の良い測定が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体を示す平面図、第２図
は投受光部の拡大断面図、第３図は投受光部の端面の図
、第４図は投受光部の光学系の図、第５図は従来例の平
面図、第６図は他の従来例の投受光部の光フアイバ一端
面の図である。 Ａ・・・分光光度計、Ｃ・・・試料室、Ｂ１・・・投光
用光ファイバー、Ｂ２・・・受光用光ファイｔ＜−１Ｌ
・・・レンズ、Ｓ・・・試料、１・・・レンズ枠、２・
・・試料ホルダ、３・・・絞り、４・・・調節ねし。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 図 １Ｉ５Ｊ！Ｉ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 投光用光ファイバー束と受光用光ファイバー束の各試料
   側端部で、中心部一定半径の内側では投光用光ファイバ
   ーの全部と受光用光ファイバーの一部とを均一に混合配
   置し、その外周部分を受光用光ファイバーのみで囲むよ
   うにして両光ファイバー束の端部を一束にまとめ、投光
   受光共通の集光レンズを介して試料に対向せしめたこと
   を特徴とする反射率測定装置。