JPH10281871A - 吸光特性測定ユニット及び吸光特性測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学系を簡素化し、取扱を容易とする。 【解決手段】 コントロール部４は、制御用コンピュー
タ２からの指示に基づいて一の発光ダイオード５-1〜５
-nを順次選択し、駆動すべく駆動制御データＤDRVを出
力し、各発光ダイオード５-1〜５-nは、駆動制御データ
ＤDRVに基づいて互いに相異なる発光波長を有する測定
光Ｌ1〜Ｌnを射出部からそれぞれ射出し、フォトダイオ
ード６は、測定対象試料を透過した測定光Ｌ1〜Ｌnを受
光して原検出信号Ｓ0を出力するので、光学系を簡素化
でき、取扱が容易となり、後段の増幅系で、低い増幅率
で信号を取り扱え、雑音や温度ドリフトの影響を受ける
ことが少なくなる。さらに発光波長の異なる複数の発光
ダイオード５-1〜５-nを順次駆動するので、スペクトル
成分を定量的に把握できる。発光ダイオード５-1〜５-n
は、赤外線の射出がほとんどなく、測定対象試料の乾燥
を防止でき、乾燥を嫌う試料も正確に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸光特性測定装置
及び吸光特性測定方法に係り、特に物質固有の吸光特性
を測定することにより物質の成分を定量したり、化学反
応の進行程度を把握するため等に用いられる吸光特性測
定ユニット及び吸光特性測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可視部あるいは近紫外部及び近赤外部も
含めて特定波長における物質の吸光度あるいは反射吸光
度を光電的に測定し、溶液あるいは固体マトリックスに
よる光の吸収が濃度に依存することを表すベールの法則
によって溶液濃度の測定を行う方法として吸光光度分析
等の吸光分析が知られている。

【０００３】吸光分析の利用は、多岐にわたり、例え
ば、以下のような利用がされている。 （１） 植物の採取位置で異なる葉色の相違を比較す
る。より具体的には、稲の発育状況検査である。 （２） 化学物質水溶液中の濃度を中和滴定する際に発
色剤による固有の呈色反応で確認する。より具体的に
は、中和検定である。

【０００４】（３） 特定の化学成分に対して特定の波
長域で吸光現象を示す色素を生成する物質、あるいは、
吸光波長特性が変化する物質を塗布した膜に検体を浸透
させたときの吸光値から検体中の特定物質濃度を検定す
る。より具体的には血液分析用乾式多層フィルム、河川
の水質検査などである。

【０００５】（４） その他、透過あるいは反射による
比色検査第１従来例 図８に第１従来例の吸光度測定装置の概要構成図を示
す。吸光度測定装置１００は、原測定光Ｌ’を出射する
光源１０１と、光源１０１から出射された原測定光Ｌ’
を反射して導くミラー１０２と、入射した原測定光Ｌ’
の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラー１０
３と、ハーフミラー１０３側から入射した原測定光Ｌ’
を集光するレンズ１０４と、原測定光Ｌ’の一部を通過
させるスリット１０５と、スリット１０５を通過した原
測定光Ｌ’を平行光とするコリメータミラー１０６と、
原測定光Ｌ’が入射され、原測定光Ｌ’の回折光相互の
干渉により、スペクトルである測定光ＬＳを生成する回
折格子（グレーティング）１０７と、回折格子１０７に
より生成され、コリメータミラー１０６により反射さ
れ、スリット１０５、レンズ１０４及びハーフミラー１
０３を透過した測定光ＬＳを集光するレンズ１０８と、
測定光ＬＳを二つの等価な測定光ＬＳ1、ＬＳ2に分ける
ビームスプリッタ１０９と、測定光ＬＳ1を反射し、測
定対象試料ＳＭＰMEASに入射させるミラー１１０と、測
定光ＬＳ2を反射し、測定参照試料ＳＭＰREFに入射させ
るミラー１１１と、測定対象試料ＳＭＰMEASを透過した
測定光ＬＳ1を受光して、光電変換を行い測定信号ＳMEA
Sを出力するフォトダイオード１１２と、測定参照試料
ＳＭＰREFを透過した測定光ＬＳ2を受光して、光電変換
を行い参照信号ＳREFを出力するフォトダイオード１１
３と、測定信号ＳMEAS及び参照信号ＳREFの対数差動増
幅を行って、測定電圧信号ＶOUTとして出力する対数差
動アンプ１１４と、を備えて構成されている。

【０００６】この場合において、レンズ１０４、スリッ
ト１０５、コリメータミラー１０６及び回折格子１０７
は、モノクロメータを構成している。次に概要動作を説
明する。吸光度測定装置１００の光源１０１から出射さ
れた測定光Ｌ’は、ミラー１０２及びハーフミラー１０
３により反射されて、モノクロメータ内に入射される。

【０００７】モノクロメータ内に入射した原測定光Ｌ’
は、レンズ１０４により集光され、スリット１０５を通
過して、コリメータミラー１０６により平行光とされて
回折格子１０７に入射することとなる。回折格子１０７
に入射した原測定光Ｌ’は、原測定光Ｌ’の回折光相互
の干渉により、スペクトルである測定光ＬＳを生成し、
測定光ＬＳをコリメータミラー１０６に反射する。

【０００８】これらにより、測定光ＬＳは、コリメータ
ミラー１０６により再び反射され、スリット１０５、レ
ンズ１０４及びハーフミラー１０３を透過してレンズ１
０８に至ることとなる。レンズ１０８は、測定光ＬＳを
集光し、ビームスプリッタ１０９に導き、ビームスプリ
ッタ１０９は、測定光ＬＳを二つの等価な測定光ＬＳ
1、ＬＳ2に分け、測定光ＬＳ1をミラー１１０を介し
て、測定対象試料ＳＭＰMEASに入射させ、測定光ＬＳ2
をミラー１１１を介して測定参照試料ＳＭＰREFに入射
させる。

【０００９】そして、フォトダイオード１１２は、測定
対象試料ＳＭＰMEASを透過した測定光ＬＳ1を受光し
て、光電変換を行い測定信号ＳMEASを対数差動アンプに
出力し、フォトダイオード１１３は、測定参照試料ＳＭ
ＰREFを透過した測定光ＬＳ2を受光して、光電変換を行
い参照信号ＳREFを対数差動アンプに出力する。

【００１０】これらの結果、出対数差動アンプ１１４
は、測定信号ＳMEAS及び参照信号ＳREFの対数差動増幅
を行って、測定電圧信号ＶOUTとして出力する。このと
き、吸光度Ａは、 Ａ＝−ＶOUT により表されることとなる。第２従来例 複数の光源からの測定光を測定対象試料に照射する場合
の第２従来例を図９に示す。

【００１１】吸光特性測定ユニット２００は、Ｒ（Re
d）単波長成分のＲ測定光ＬRを射出するＲ光源２０１
と、Ｇ（Green）単波長成分のＧ測定光ＬGを射出するＧ
光源２０２と、Ｂ（Blue）単波長成分のＢ測定光ＬBを
射出するＢ光源２０３と、Ｒ光源２０１により射出され
たＲ測定光ＬRの光軸に対し４５［゜］の位置に配置さ
れた第１ハーフミラー２０４と、Ｇ光源２０２により射
出されたＧ測定光ＬGの光軸に対し４５［゜］の位置に
配置された第２ハーフミラー２０５と、Ｂ光源２０３に
より射出されたＢ測定光ＬBの光軸に対し４５［゜］の
位置に配置された第３ハーフミラー２０６と、第１ハー
フミラー２０４により反射され、測定対象試料ＳＭＰ’
により反射され、第１〜第３ハーフミラー２０４〜２０
６を透過したＲ測定光ＬRの光軸上に配置されたフォト
ダイオード２０７と、を備えて構成されている。

【００１２】次に動作を説明する。吸光特性測定ユニッ
ト２００のＲ光源２０１から射出されたＲ測定光ＬR
は、第１ハーフミラー２０４により反射され、測定対象
試料ＳＭＰ’により反射され、第１〜第３ハーフミラー
２０４〜２０６を透過してフォトダイオード２０７に入
射する。

【００１３】また、Ｇ光源２０２から射出されたＧ測定
光ＬGは、第２ハーフミラー２０５により反射され、第
１ハーフミラー２０４を透過して、測定対象試料ＳＭ
Ｐ’により反射され、さらに第１〜第３ハーフミラー２
０４〜２０６を透過してフォトダイオード２０７に入射
する。

【００１４】さらにＢ光源２０３から出射されたＢ測定
光ＬBは、第３ハーフミラー２０６により反射され、第
２ハーフミラー２０５及び第１ハーフミラー２０４を透
過して、測定対象試料ＳＭＰ’により反射されて第１〜
第３ハーフミラー２０４〜２０６を透過してフォトダイ
オード２０７に入射することとなっていた。第３従来例 図１０にビデオカメラなどのホワイトバランス回路で用
いられている色温度識別装置の光学系の概要構成図を示
す。

【００１５】色温度識別装置３００は、白色光である測
定光Ｌ”を射出する光源３０１と、測定対象試料ＳＭ
Ｐ”を透過した測定光Ｌ”のうちＢ（Blue）成分を中心
とする周波数帯域についての受光を担うＢフォトダイオ
ード３０２と、測定対象試料ＳＭＰ”を透過した測定光
Ｌ”のうち、Ｇ（Green）成分を中心とする周波数帯域
についての受光を担うＧフォトダイオード３０３と、測
定対象試料ＳＭＰ”を透過した測定光Ｌ”のうち、Ｒ
（Red）成分を中心とする周波数帯域についての受光を
担うＲフォトダイオード３０４と、を備えて構成されて
いる。

【００１６】次に動作を説明する。光源３０１により射
出された測定光Ｌ”は、測定対象試料ＳＭＰ”を透過
し、Ｂ成分はＢフォトダイオード３０２に受光され、Ｇ
成分はＧフォトダイオード３０３に受光され、Ｒ成分は
Ｒフォトダイオード３０４に受光される。

【００１７】そして各フォトダイオード３０２〜３０４
の出力信号を図示しない対数アンプにより増幅し、Ｂ成
分とＧ成分との比、 Ｂ／Ｇ 及び、Ｇ成分とＲ成分との比、 Ｇ／Ｒ に基づいて色温度を判別している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記第１従来例の吸光
度測定装置においては、所望の波長の測定光を得るため
にスリット、ビームスプリッタ、ミラー群等の複雑な光
学機構が必要とされるという問題点があった。

【００１９】さらにこれらの複雑な光学系はその性能を
十分に発揮させるためには、微妙な機構調整が必要であ
り、温度変化、あるいは、経年変化による光学系のずれ
を補正すべく定期的に較正する必要があるという問題点
があった。さらにまた、これらの精密な光学系を防震状
態で保持する機構も不可欠であり、吸光特性測定装置の
構成をさらに複雑化することとなっていた。

【００２０】計測の原理的に差動信号を用いているた
め、得られる信号は微弱であり、増幅を行う際にノイズ
及び温度ドリフトの影響を受けやすいという問題点があ
った。測定用光源から射出された測定光が試料に照射さ
れるまでの間の光路中には、スリットや多数のミラーが
介在するため、光路途中における測定光の減衰が大き
い。

【００２１】これを補償すべく、光源出力を大きくする
と光源からの熱放散により試料を保持する測定セル内の
温度上昇を招き、測定精度が劣化するという問題点が生
じる。逆に測定精度を向上すべく光源出力を小さくする
と、試料に対する照射光量が低下し、得られる測定信号
（差動信号）が微弱となって、低ノイズで高い増幅率を
有する信号処理回路が必要となるという問題点が生じ
る。

【００２２】また、上記第２従来例においては、上述し
たように、複数の光源２０１〜２０３の光軸をハーフミ
ラー２０４〜２０６により合成するように構成している
ため、照射効率が悪くなってしまうという問題点があっ
た。より詳細には、Ｂ光源２０３から出射されたＢ測定
光ＬBは、各ハーフミラーの反射率を１／２（＝５０
［％］）とすると、フォトダイオード２０７に至るまで
の総合的な照射効率は１／６４（＝（１／２）⁶）とな
り、非常に照射効率が悪くなってしまっていた。

【００２３】さらに測定対象試料に照射した測定光のう
ち、測定対象試料内部で吸光散乱される光成分のみを受
光するのが理想的であるが、図９に示すように、測定光
の入射方向及び出射方向が測定対象試料の表面に対し垂
直となっていたため、測定対象試料表面で測定光がその
まま反射され、所望の信号がマスキングされてしまうと
いう問題点があった。

【００２４】特に測定対象試料表面が光沢がある場合に
は測定が困難になってしまうという問題点があった。さ
らにまた、上記第３従来例においては、測定対象試料を
透過した測定光に含まれるスペクトル成分を定量的に把
握することはできないという問題点があった。

【００２５】より具体的には、肉眼では緑色に見える色
であっても、緑色を反射する色素による着色と、青色を
吸収する色素及び黄色を吸収する色素の混合物による着
色は得られるスペクトルは異なるにも関わらず、色温度
が類似しているため識別することはできない。

【００２６】また、従来の吸光特性測定装置において
は、測定用光源として、赤外線、遠赤外線などを含む熱
作用の大きな光を射出するものを用いる場合があり、試
料が加熱されて乾燥してしまうという問題点があった。
特に多層分析フィルムの反射測定のように、測定光の照
射による乾燥を嫌う試料を大気中に暴露しながら測定を
行う場合には、熱作用の少ない測定光源が望まれること
となっていた。

【００２７】そこで本発明の目的は、光学系を簡素化す
ることが可能で、取扱が容易で、大きな測定信号が得ら
れ、スペクトル成分を定量的に把握することができ、試
料の乾燥を防止することが可能な吸光特性測定ユニット
及び吸光特性測定方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、射出部を有し、駆動信号に
基づいて互いに相異なる発光波長を有する測定光を前記
射出部からそれぞれ射出する複数の発光素子と、外部か
らの指示に基づいて一の前記発光素子を順次選択し、駆
動すべく前記駆動信号を出力する選択駆動手段と、前記
発光素子により射出され、かつ、測定対象試料を透過し
た前記測定光を受光して受光信号を出力する受光手段
と、を備えて構成する。

【００２９】請求項１記載の発明によれば、選択駆動手
段は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次選
択し、駆動すべく駆動信号を出力する。各発光素子は、
駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長を有する測
定光を射出部からそれぞれ射出する。

【００３０】これにより受光手段は、測定対象試料を透
過した測定光を受光して受光信号を出力する。請求項２
記載の発明は、射出部を有し、駆動信号に基づいて互い
に相異なる発光波長を有する測定光を前記射出部からそ
れぞれ射出する複数の発光素子と、外部からの指示に基
づいて一の前記発光素子を順次選択し、駆動すべく前記
駆動信号を出力する選択駆動手段と、前記発光素子によ
り射出され、かつ、測定対象試料により反射された前記
測定光を受光して受光信号を出力する受光手段と、を備
えて構成する。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、選択駆動手
段は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次選
択し、駆動すべく駆動信号を出力する。各発光素子は、
駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長を有する測
定光を射出部からそれぞれ射出する。

【００３２】これにより、受光手段は、測定対象試料に
より反射された測定光を受光して受光信号を出力する。
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の
発明において、前記発光素子と前記測定対象試料との光
路中に配置されるとともに、前記複数の発光素子の主光
軸をほぼ一致させる集光手段を備えて構成する。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明の作用に加えて、集光手段は、
複数の発光素子の主光軸をほぼ一致させる。請求項４記
載の発明は、請求項３記載の発明において、前記集光手
段は、プリズムを有しており、前記複数の発光素子は、
前記プリズムから射出される前記測定光の主光軸がほぼ
一致するように前記測定光の前記プリズムへの入射角が
設定され、配置されているように構成する。

【００３４】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、複数の発光素子はその配置に
基づき、集光手段のプリズムから射出される測定光の主
光軸をほぼ一致させる。請求項５記載の発明は、請求項
３記載の発明において、前記集光手段は、対応する発光
素子の前記測定光を反射する反射手段及び前記反射手段
により反射された前記測定光が入射されるプリズムを有
しており、前記反射手段及び前記複数の発光素子は、前
記プリズムから射出される前記測定光の主光軸がほぼ一
致するように前記測定光の前記反射手段への入射角及び
前記反射手段による前記測定光の反射光の前記プリズム
への入射角が設定され、配置されているように構成す
る。

【００３５】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、反射手段及び複数の発光素子
は、それらの配置に基づき、集光手段のプリズムから射
出される測定光の主光軸をほぼ一致させる。請求項６記
載の発明は、請求項２記載の発明において、前記測定対
象試料の測定対象中心にほぼ垂直な直線を仮定し、前記
直線上であって、前記測定対象試料と対向する位置に前
記受光手段の受光面を配置し、前記測定対象中心を通り
前記直線に垂直な平面で前記測定対象中心を中心とする
球を分割した半球を仮定し、前記測定光の主光軸が前記
半球のうち前記測定対象中心に対して前記受光面と同一
方向にある半球の球面を通り前記測定対象中心を端点と
する半直線の一部を含み、かつ、前記測定光が前記受光
面に入射する位置に前記射出部を配置するように構成す
る。

【００３６】請求項６記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の作用に加えて、測定対象試料の表面により直
接反射された測定光が受光手段の受光面に入射するのを
抑制しつつ、測定光を受光手段の受光面に入射させるこ
とができる。請求項７記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記測定対象試料の測定対象中心にほぼ垂
直な直線を仮定し、前記直線上であって、前記測定対象
試料と対向する位置に前記受光手段の受光面を配置し、
前記射出部から射出された前記測定光の主光軸が前記測
定対象中心を通り、かつ、前記測定光が前記受光面に入
射するように前記測定光の光路中に前記測定光を反射す
る反射手段を設けて構成する。

【００３７】請求項７記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の作用に加えて、反射手段は、射出部から射出
された測定光の主光軸が測定対象中心を通り、かつ、測
定光が受光手段の受光面に入射させる。請求項８記載の
発明は、請求項７記載の発明において、前記直線に垂直
な一または複数の平面を仮定し、前記平面のうち、一ま
たは複数の平面上に前記射出部を配置して構成する。

【００３８】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の記載の発明の作用に加えて、車種部部は、一または
複数の平面上に射出部を配置されるので、発光特性の差
を考慮した配置にできる。請求項９記載の発明は、射出
部を有し、駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長
を有する測定光を前記射出部からそれぞれ射出する複数
の発光素子を備えた吸光特性測定装置における吸光特性
測定方法であって、外部からの指示に基づいて一の前記
発光素子を順次選択し、前記選択した前記発光素子を駆
動する選択駆動工程と、前記発光素子により射出され、
かつ、測定対象試料を透過した前記測定光を受光する受
光工程と、を備えて構成する。

【００３９】請求項９記載の発明によれば、選択駆動工
程は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次選
択し、選択した発光素子を駆動する。受光工程は、発光
素子により射出され、かつ、測定対象試料を透過した測
定光を受光する。

【００４０】請求項１０記載の発明は、射出部を有し、
駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長を有する測
定光を前記射出部からそれぞれ射出する複数の発光素子
を備えた吸光特性測定装置において、外部からの指示に
基づいて一の前記発光素子を順次選択し、前記選択した
前記発光素子を駆動する選択駆動工程と、前記発光素子
により射出され、かつ、測定対象試料により反射された
前記測定光を受光する受光工程と、を備えて構成する。

【００４１】請求項１０記載の発明によれば、選択駆動
工程は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次
選択し、選択した発光素子を駆動する。受光工程は、発
光素子により射出され、かつ、測定対象試料により反射
された測定光を受光する。

【００４２】請求項１１記載の発明は、請求項９または
請求項１０記載の発明において、少なくとも前記測定対
象試料に前記測定光が入射する時点では、前記複数の発
光素子の主光軸をほぼ一致させる集光工程を備えて構成
する。請求項１１記載の発明によれば、請求項９または
請求項１０記載の発明の作用に加えて、集光工程は、少
なくとも測定対象試料に測定光が入射する時点では、複
数の発光素子の主光軸をほぼ一致させる。

【００４３】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。第１実施形態 図１に吸光特性測定装置の概要構成ブロック図を示す。

【００４４】吸光特性測定装置１は、外部の制御用コン
ピュータ２のセントロニクス準拠プリンタポート（８ビ
ットのパラレルデータラインＰＤＬ、１ビットの制御ラ
インＣＭＤＬ、状態情報ラインである１ビットのビジー
（BUSY）ラインＢＳＹＬ、状態情報ラインである１ビッ
トのスタンドバイ（STB）ラインＳＴＢＬを備えてい
る。）との間でインターフェース動作を行うパラレルイ
ンターフェース部３と、パラレルインターフェース部３
を介して入力される制御ディジタルデータＣＤに基づい
て吸光特性測定装置１全体の制御を行うコントロール部
４と、コントロール部４の出力する駆動制御データＤDR
V制御下で、互いに相異なる発光波長を有する測定光Ｌ1
〜Ｌnを射出部Ｅ1〜Ｅnからそれぞれ射出するｎ個
（ｎ：２以上の整数）の発光ダイオード（ＬＥＤ）５-1
〜５-nを備えた測定光射出部５と、図示しない測定対象
試料により反射されたあるいは測定対象試料を透過した
測定光Ｌ1〜Ｌnを受光し、原検出信号Ｓ0を出力するフ
ォトダイオード６と、原検出信号Ｓ0の前置増幅を行い
前置増幅検出信号Ｓ1を出力する前置増幅回路７と、前
置増幅検出信号Ｓ1を増幅して増幅検出信号Ｓ2として出
力する増幅回路８と、増幅検出信号Ｓ2を予め設定され
た基準検出信号と比較することにより検出信号Ｓを出力
する比較回路９と、検出信号Ｓのアナログ／ディジタル
変換を行い、検出データＤを出力するＡ／Ｄ変換回路１
０と、同一測定対象試料に対応する複数の検出データ、
すなわち、制御ディジタルデータＣＤにより指定した一
または複数の発光ダイオードに対応する一または複数の
検出データＤを選択してパラレル／シリアル変換し、ビ
ジー（BUSY）信号ラインＢＳＹＬを介してシリアル検出
データＤＳとして順次出力するシリアルデータ信号選択
回路１１と、発光ダイオード５-1〜５-nに駆動用電源を
供給するダイオード駆動電源１２と、を備えて構成され
ている。

【００４５】ところで、発光ダイオード５-1〜５-nの許
容電流が規制されているため、直流電源で連続発光させ
るとするならば、ピーク輝度は連続許容電流に比例した
ものとなるため、本実施形態のダイオード駆動電源１２
は、パルス駆動（例えば、１［ｍｓｅｃ］毎に１［ｍｓ
ｅｃ］点灯）することとし、ピーク輝度を高くして用い
ている。なお、発光素子として半導体レーザなどの他の
素子を用いる場合でも許容電流は規制されているため、
同様の取扱が可能となる。

【００４６】次に発光ダイオード５-1〜５-nの具体例に
ついて説明する。発光ダイオード５-1〜５-nとしては、
例えば、図２に示すように、発光波長（ピーク波長）が
波長４５０［ｎｍ］、４７０［ｎｍ］、５５５［ｎ
ｍ］、５６２［ｎｍ］、５６５［ｎｍ］、５９０［ｎ
ｍ］、６１０［ｎｍ］、６２３［ｎｍ］、６３５［ｎ
ｍ］、６４４［ｎｍ］、６６０［ｎｍ］、波長７００
［ｎｍ］のように互いに相異なる発光波長を有する発光
ダイオードのうちから、測定対象試料に応じた複数の発
光ダイオードを任意に選択して用いるようにすればよ
い。

【００４７】発光ダイオードの発光波長は、材料とする
半導体の成分やその割合で様々に変化し、例えば、発光
波長５９０［ｎｍ］の発光ダイオードの接合部材料は、 ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＰ である。

【００４８】次に具体的な測定動作の説明に先立ち、発
光ダイオード及びフォトダイオードの配置について図３
乃至図７を参照して具体的に説明する。１）透過法の場合 まず、透過法により測定対象試料の吸光特性を測定する
場合の発光ダイオード及びフォトダイオードの配置につ
いて説明する。以下の説明においては、説明の簡略化の
ため、発光ダイオードの個数ｎ＝６の場合について説明
する。

【００４９】発光ダイオード５-1〜５-6は、図３に示す
ように、それぞれの射出部Ｅ1〜Ｅ6が紙面に含まれる仮
想直線ＶＬ上に配置され、発光ダイオード５-1〜５-6と
フォトダイオード６との間の光路中には、集光手段とし
て機能する複数のミラーＭ1〜Ｍ6及び三角柱状のプリズ
ムＰＬが配置されている。

【００５０】この場合において、ミラーＭ1〜Ｍ6は、対
応する発光ダイオード５-1〜５-6の測定光Ｌ1〜Ｌ6を反
射してプリズムＰＬに入射するようになされており、発
光ダイオードＬ５-1〜５-6とミラーＭ1〜Ｍ6は、プリズ
ムＰＬから射出される測定光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸がほぼ一
致するように測定光Ｌ1〜Ｌ6のミラーＭ1〜Ｍ6への入射
角及びミラーＭ1〜Ｍ6についての測定光Ｌ1〜Ｌ6の反射
光のプリズムＰＬへの入射角が設定され、配置されてい
る。

【００５１】なお、測定対象試料ＳＭＰが十分均一であ
ると見なせる領域に測定光Ｌ1〜Ｌ6が入射するのであれ
ば、主光軸を厳密に一致させる必要はない。これらの結
果、ミラーＭ1〜Ｍ6及びプリズムＰＬにおける反射損失
はきわめて少ないので、測定光の照射効率を非常に高く
維持することが可能となり、高精度の測定を可能として
いる。

【００５２】上記構成では、発光ダイオード５-1〜５-6
の射出部Ｅ1〜Ｅ6を仮想直線ＶＬ上に配置するように構
成していたが、各発光ダイオード５-1〜５-6の発光特性
に基づいて各発光ダイオード５-1〜５-6の射出部Ｅ1〜
Ｅ6からフォトダイオード６までの距離を適宜設定する
ことも可能である。

【００５３】また、上記構成では、ミラーＭ1〜Ｍ6を介
して測定光Ｌ1〜Ｌ6をプリズムＰＬに入射する構成とし
ていたが、発光ダイオードの配置、組立上の制限、装置
寸法などの制限を考慮しなければ、直接発光ダイオード
５-1〜５-6から測定光Ｌ1〜Ｌ6をプリズムＰＬに入射す
るように発光ダイオード５-1〜５-6を配置することも可
能である。

【００５４】例えば、発光ダイオード５-1〜５-6をミラ
ーＭ1〜Ｍ6の位置に配置すればよい。２）反射法の場合 次に反射法により測定対象試料の吸光特性を測定する場
合の発光ダイオード及びフォトダイオードの配置につい
て説明する。

【００５５】２−１） ミラー及びプリズムを用いる構
成の場合 発光ダイオード５-1〜５-6は、図４に示すように、それ
ぞれの射出部Ｅ1〜Ｅ6が紙面に含まれる仮想直線ＶＬ上
に配置されるように配置され、発光ダイオード５-1〜５
-6とフォトダイオード６との間の光路中には、集光手段
として機能する複数のミラーＭ1〜Ｍ6及び三角柱状のプ
リズムＰＬが配置されている。

【００５６】この場合においても、ミラーＭ1〜Ｍ6は、
対応する発光ダイオード５-1〜５-6の測定光Ｌ1〜Ｌ6を
反射してプリズムＰＬに入射するようになされており、
発光ダイオード５-1〜５-6とミラーＭ1〜Ｍ6は、プリズ
ムＰＬから射出される測定光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸がほぼ一
致するように測定光Ｌ1〜Ｌ6のミラーＭ1〜Ｍ6への入射
角及びミラーＭ1〜Ｍ6についての測定光Ｌ1〜Ｌ6の反射
光のプリズムＰＬへの入射角が設定され、配置されてい
る。

【００５７】しかしながら、プリズムＰＬを出射した測
定光Ｌ1〜Ｌ6の測定対象試料に対する入射角θINは、測
定対象試料ＳＭＰの法線ＬＸに対するフォトダイオード
６の方向角θOUTを入射角θINとは適宜異ならせる、す
なわち、 θIN≠θOUT とする必要がある。なぜなら、 θIN＝θOUT とすると、測定対象試料ＳＭＰの表面で直接反射した測
定光Ｌ1〜Ｌ6がフォトダイオード６に入射することとな
るが、測定対象試料ＳＭＰの表面で直接反射した測定光
Ｌ1〜Ｌ6には測定対象試料の吸光特性は反映されないの
で、誤差を含む測定を行うこととなるためである。

【００５８】従って、方向角θOUTはフォトダイオード
６の入射光量の減少及び測定対象試料ＳＭＰの表面で反
射した測定光の入射光量を考慮した適当な角度に設定す
る必要があるのである。より詳細には、測定対象試料Ｓ
ＭＰ表面で直接反射した測定光（直接反射光）のフォト
ダイオード６への入射が少なく、測定対象試料ＳＭＰ内
部で一部が吸収され反射された測定光（測定対象反射
光）のフォトダイオード６への入射量が測定に十分とな
るように方向角θOUTを設定する。例えば、直接反射角
の出射角に対して、方向角θOUTを１０［゜］〜６０
［゜］ずらして設定する。

【００５９】なお、透過法の場合と同様に、測定対象試
料ＳＭＰが十分均一であると見なせる領域に測定光Ｌ1
〜Ｌ6が入射するのであれば、主光軸を厳密に一致させ
る必要はない。上記説明においては、組立を容易にすべ
く、発光ダイオード５-1〜５-6の射出部Ｅ1〜Ｅ6が紙面
に含まれる仮想直線ＶＬ上に配置されるように配置して
いたが、あくまで、射出部Ｅ1〜Ｅ6がミラーＭ1〜Ｍ6に
対向するようにし、フォトダイオード６への入射光量が
確保されれば、その配置は任意である。逆に各発光ダイ
オード５-1〜５-6の発光特性の差を考慮して、光量調整
を行うべく、フォトダイオード６までの光路長を適宜調
整して配置するように構成することも可能である。

【００６０】２−２） 測定光を直接測定対象試料に照
射する構成の場合 発光ダイオード５-1〜５-6は、図５（ａ）、（ｂ）に示
すように、それぞれの射出部Ｅ1〜Ｅ6を測定対象試料Ｓ
ＭＰの測定対象中心Ｐ0を中心とする球ＣＣを仮定し、
球ＣＣの中心（＝Ｐ0）を通る仮想直線ＬＬ１に垂直な
平面ＰＰと球ＣＣの球面とが交差することにより得られ
る球面曲線である円ＣＬの上に測定光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸
が球ＣＣの中心（＝Ｐ0）を通るように配置されてい
る。

【００６１】さらに仮想直線ＬＬ１上にフォトダイオー
ド６の受光面を配置している。従って、上述の（２−
１）の場合と同様に、測定対象試料ＳＭＰの表面で直接
反射した測定光Ｌ1〜Ｌ6がフォトダイオード６に入射す
るのを抑制することができる。

【００６２】上記発光ダイオード５-1〜５-6の配置は、
一例であり、測定対象試料ＳＭＰの測定対象中心Ｐ0に
ほぼ垂直な直線を仮定し、この仮想直線上であって、測
定対象試料ＳＭＰと対向する位置にフォトダイオード６
の受光面を配置し、測定対象中心Ｐ0を通り前記仮想直
線に垂直な平面で測定対象中心Ｐ0を中心とする球を分
割した半球を仮定し、測定光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸が半球の
うち測定対象中心に対してフォトダイオード６の受光面
と同一方向にある半球の球面を通り測定対象中心Ｐ0を
端点とする半直線の一部を含み、かつ、測定光Ｌ1〜Ｌ6
がフォトダイオード６の受光面に入射する位置に射出部
Ｅ1〜Ｅ6を配置するように構成することにより、同様の
効果が得られる。

【００６３】２−３） 測定光を反射筒を介して測定対
象試料に照射する構成の場合 フォトダイオード６の受光面は、図６（ａ）、（ｂ）に
示すように、測定対象試料ＳＭＰの測定対象中心Ｐ0を
通る仮想直線ＬＬ１上であって、測定対象試料ＳＭＰと
対向する位置配置されている。

【００６４】また、発光ダイオード５-1〜５-6は、仮想
直線ＬＬ１に垂直な平面ＰＰ１を仮定し、仮想直線ＬＬ
１と平面ＰＰ１の交点Ｘ0を中心とする平面ＰＰ１上の
円ＣＬ１の円周上に射出部Ｅ1〜Ｅ6を配置している。さ
らに測定光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸が測定対象試料ＳＭＰの中
心Ｐ0を通るように測定光Ｌ1〜Ｌ6の光路中に測定光Ｌ1
〜Ｌ6を反射する反射筒２０が配置されている。

【００６５】この結果、上述の（２−１）の場合と同様
に、測定対象試料ＳＭＰの表面で直接反射した測定光Ｌ
1〜Ｌ6がフォトダイオード６に入射するのを抑制するこ
とができる。上記発光ダイオード５-1〜５-6の配置は、
一例であり、測定対象試料ＳＭＰの測定対象中心Ｐ0に
ほぼ垂直な直線を仮定し、この仮想直線上であって、測
定対象試料ＳＭＰと対向する位置にフォトダイオード６
の受光面を配置し、射出部Ｅ1〜Ｅ6から射出された測定
光Ｌ1〜Ｌ6の主光軸が測定対象中心Ｐ0を通り、かつ、
測定光Ｌ1〜Ｌ6がフォトダイオード６の受光面に入射す
るように測定光Ｌ1〜Ｌ6の光路中に測定光Ｌ1〜Ｌ6を反
射する同様の反射手段（ミラーなど）を設けることによ
り同様の効果が得られる。実施形態の測定動作 次に具体的な測定動作を説明する。

【００６６】まず、外部の制御用コンピュータ２は、操
作者の操作により、予めプログラムされた手順により、
セントロニクス準拠プリンタポートを介して測定制御デ
ータ群を吸光特性測定装置１のパラレルインターフェー
ス部３に出力する。これによりパラレルインターフェー
ス部３は、インターフェース動作を行い、パラレルデー
タラインＰＤＬを介して制御ディジタルデータＣＤをコ
ントロール部４及びシリアルデータ転送信号選択回路１
１に出力し、制御ラインＣＭＤＬを介して制御信号をコ
ントロール部４に出力する。

【００６７】コントロール部４は、信号保持回路（デー
タラッチ）４Ａに制御ディジタルデータＣＤ及び制御信
号をラッチし、発光素子選択回路４Ｂにより駆動制御デ
ータＤDRVを測定光射出部５に出力する。測定光射出部
５は、駆動制御データＤDRVに基づいて当該駆動制御デ
ータＤDRVに対応する一または複数の発光ダイオードを
ダイオード駆動電源１２から供給される駆動用電源を用
いて所定時間間隔（測定時間間隔）毎に順次パルス点灯
させる。この場合において、各発光ダイオードに印加さ
れるパルス電圧は、各発光ダイオードの発光特性に応じ
て補正されている。

【００６８】これによりフォトダイオード６は、測定対
象試料ＳＭＰ（図３乃至図６参照）により反射されたあ
るいは測定対象試料を透過した測定光Ｌ1〜Ｌnを受光
し、原検出信号Ｓ0を前置増幅回路７に出力する。前置
増幅回路７は、原検出信号Ｓ0の前置増幅を行い前置増
幅検出信号Ｓ1を増幅回路８に出力する。

【００６９】増幅回路８は、前置増幅検出信号Ｓ1を増
幅して増幅検出信号Ｓ2として比較回路９に出力する。
比較回路９は、増幅検出信号Ｓ2を予め設定された基準
検出信号と比較することにより検出信号ＳをＡ／Ｄ変換
回路１０に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１０は、検出信号
Ｓのアナログ／ディジタル変換を行い、検出データＤを
シリアルデータ転送信号選択回路１１は、同一測定対象
試料に対応する複数の検出データ、すなわち、制御ディ
ジタルデータＣＤにより指定した一または複数の発光ダ
イオードに対応する一または複数の検出データＤを選択
してパラレル／シリアル変換し、ビジー（BUSY）信号ラ
インＢＳＹＬを介してシリアル検出データＤＳとして外
部の制御用コンピュータ２に順次出力する。

【００７０】この結果、外部の制御用コンピュータ２
は、入力された一または複数のシリアル検出データＤＳ
に基づいて単一波長による吸光特性あるいは複数波長に
よる吸光特性により定性分析処理や定量分析処理を行
い、図示しないディスプレイに吸光特性測定結果を表示
することとなる。

【００７１】以上の説明のように本実施形態によれば、
単純な光学系を有するにも関わらず、発光波長が異なる
複数の発光ダイオード（発光素子）による複数の検出デ
ータＤに基づいて測定対象試料の吸光値を比較すること
ができるので、単波長の吸光測定に比較して精度の高い
測定（検量）が可能となる。この結果、参照系統の測定
を省略することができる。さらに光学系が簡素化された
結果、測定光の減衰も少なくなるため、後段で高増幅率
のアンプを用いる必要がなくなり、ノイズ及び温度ドリ
フトの影響を低減することが可能となる。

【００７２】また、以上の説明においては、発光素子と
して、発光ダイオードを用いていたが、半導体レーザな
どの発熱の少ない光源を用いることも可能である。さら
に光源の発熱及び測定光に含まれる熱エネルギーを低減
することができるため測定対象試料の乾燥を抑制するこ
とも可能となっている。

【００７３】さらにまた、装置構成も簡略化され、複雑
な光学系を設ける必要がないので、安定、かつ、経済的
な吸光特性測定装置を実現することができる。また、装
置構成の簡略化に伴い、その操作も制御用コンピュータ
を介して容易に行うことができるため、小中学校におけ
る理科教育、在宅臨床検査、一般市民による屋外での環
境検査などの場合のように、機器の操作に熟達していな
い操作者が容易に吸光特性測定（比色測定）を行える。第１実施形態の変形例 上記吸光特性測定装置１における測定可能な波長域は発
光素子（発光ダイオード）の組み合わせにより定まる。

【００７４】従って、相異なる発光波長を有する発光素
子を多く、かつ、その総合的な発光波長領域を広くすれ
ばするほど広帯域で高分解能の測定が可能である。しか
し、農作物の葉色比較や血液、尿などの分析など、用途
が限定された測定装置においては、試薬や吸収波長が定
まっているため、広帯域の測定は不要である。

【００７５】例えば、グルコース測定用スライドを例に
採って説明する。グルコース測定用スライドフィルムに
は、検出試薬として周知のトラインダー試薬（トライン
ダー試薬はグルコースオキシターゼ、ベルオキシター
ゼ、アミノアンチピリン、ジヒドロナフタレンなど）を
ゼラチンに分散させたものである。

【００７６】このグルコース測定用スライドフィルムに
血液を滴下すると、血液中のグルコースがトラインダー
試薬を含浸させた試薬層に拡散し、グルコースオキシタ
ーゼによりグルコース分解されトラインダー試薬との反
応が進行すると色素生成反応が定量的に進行する。

【００７７】グルコース分解反応により生じた色素の吸
収波長は５０５［ｎｍ］近傍である。しかし、図２に示
したように、発光波長が５０５［ｎｍ］である発光ダイ
オードはないので、この色素の吸収波長近傍の発光波長
を有する発光ダイオードを用いて単波長での吸光測定が
原理的には可能である。

【００７８】しかしながら、現実的には以下の要因が複
雑に絡んで定量化は困難である。 １） 原検出信号を増幅する前置増幅回路７や増幅回路
８の増幅率調整誤差 ２） 前置増幅回路７や増幅回路８のドリフト ３） 発光ダイオードの輝度調節誤差 ４） 測定対象試料ＳＭＰの保持姿勢の誤差による投受
光角度の変動 ５） グルコース測定用スライドフィルムの試薬層の特
性差 ６） 温度差に起因する反応速度と呈色誤差 そこで、これらの要因に起因する測定誤差を除去すべ
く、測定対象試料であるグルコース測定用スライドフィ
ルム測定対象が吸収しない発光波長を有する発光ダイオ
ードによる測定光を参照光として照射し、参照データと
しての検出データＤを得る。

【００７９】そして、次に測定対象を保持したまま、測
定対象試料であるグルコース測定用スライドフィルムの
吸収波長に最も近い波長を有する発光ダイオードによる
測定光を照射し、測定データとしての検出データＤを得
る。これにより外部の制御用コンピュータは、得られた
参照データとしての検出データＤ及び測定データとして
の検出データの差あるいは比を求めることにより定量を
行い、図示しないディスプレイなどに表示するようにす
る。

【００８０】この手法によれば、従来の検査試料と参照
試料の二つの相異なる試料を２系統の測定系を用いて測
定する手法と比較して、単純かつ、誤差の少ない測定を
行うことが可能となる。第２実施形態 次に色温度識別装置として吸光特性測定装置を構成した
場合の第２実施形態について説明する。

【００８１】本第２実施形態の場合においても吸光特性
測定装置の構成は第１実施形態と同様であるので、発光
ダイオードと対応するフォトダイオード及び測定対象試
料の配置についてのみ図７（ａ）を参照して説明する。
以下の説明においては、発光ダイオードの個数ｎ＝３の
場合について説明する。

【００８２】赤色に相当する発光波長を有する発光ダイ
オード５-1は、測定対象試料ＳＭＰを介して対応するフ
ォトダイオード６-1に対向する位置に配置されている。
同様に緑色に相当する発光波長を有する発光ダイオード
５-2は、測定対象試料ＳＭＰを介して対応するフォトダ
イオード６-2に対向する位置に配置され、青色に相当す
る発光波長を有する発光ダイオード５-3は、測定対象試
料ＳＭＰを介して対応するフォトダイオード６-3に対向
する位置に配置されている。

【００８３】この結果、肉眼では緑色に見える場合で
も、緑色を吸収しない色素による着色と、青色を吸収し
ない色素及び黄色を吸収しない色素の混合物による着色
は、スペクトルが全く異なるため容易に識別することが
できる。この場合において、各発光ダイオード５-1〜５
-3の点灯は順次行っても良いが、別々のフォトダイオー
ド６-1〜６-3を設けているため同時に点灯して瞬時に測
定を終了するように構成することも可能である。第２実施形態の変形例 上記第２実施形態においては、各発光素子（発光ダイオ
ード）に対して対応する受光素子（フォトダイオード）
を設けているため、対応する信号処理回路も複数設ける
必要があり装置構成が複雑となる。

【００８４】さらに各発光素子を同時に点灯した場合に
は、光線漏れによる計測誤差が生じやすい。そこで、図
７（ｂ）に示すように、発光素子である発光ダイオード
のみを複数（図では３個；発光ダイオード５-1〜５-3）
設け、走査を行い、順次発光ダイオード５-1〜５-3を点
灯することにより１個のフォトダイオード６-4に入射さ
せるようにして、受光系統の構成を簡略化することが可
能である。

【００８５】以上の各実施形態においては、外部の制御
用コンピュータと吸光特性測定装置との間をセントロニ
クス準拠プリンタポートを介して接続していたが、デー
タ入出力制御を周知の方法で行うことにより、シリアル
入出力ポート（例えば、ＲＳ２３２Ｃ）ユニバーサルＩ
／Ｏバスなど他の公知のインターフェース回路を用いる
ように構成することも可能である。

【００８６】また、測定対象試料としては、気体、液
体、固体のいずれの場合であっても、容器形状あるいは
反射測定もしくは透過測定を行うことにより、本実施形
態の適用が可能である。以上の説明のように、各実施形
態によれば、光学系を簡略化でき、操作も簡易なものと
することができ、装置コストも低減することができるの
で、小中学生、老人など機器の操作に熟練していないユ
ーザにも取扱が容易となり、学習用吸収特性測定装置あ
るいは家庭医療用吸収特性測定装置として用いることが
可能となる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、選択駆動
手段は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次
選択し、駆動すべく駆動信号を出力し、各発光素子は、
駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長を有する測
定光を射出部からそれぞれ射出し、受光手段は、測定対
象試料を透過した測定光を受光して受光信号を出力する
ので、光学系を簡素化することができ、取扱が容易とな
る。

【００８８】さらに光学系が簡素化された結果、受光手
段における信号強度が大きくなり、低い増幅率で信号を
取り扱うことができ、雑音や温度ドリフトの影響を受け
ることが少なくなる。さらに発光波長の異なる複数の発
光素子を順次駆動するので、スペクトル成分を定量的に
把握することができる。

【００８９】さらにまた、発光素子として、発光ダイオ
ード、レーザダイオードなどを用いれば、赤外線の射出
がほとんどないため、測定対象試料の乾燥を防止するこ
とができ、乾燥を嫌う試料であっても正確な測定を行う
ことができる。請求項２記載の発明によれば、選択駆動
手段は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次
選択し、駆動すべく駆動信号を出力し、各発光素子は、
駆動信号に基づいて互いに相異なる発光波長を有する測
定光を射出部からそれぞれ射出し、受光手段は、測定対
象試料により反射された測定光を受光して受光信号を出
力するので、反射光学系においても、光学系を簡素化す
ることができ、取扱が容易となる。

【００９０】さらに光学系が簡素化された結果、受光手
段における信号強度が大きくなり、低い増幅率で信号を
取り扱うことができ、雑音や温度ドリフトの影響を受け
ることが少なくなる。さらに発光波長の異なる複数の発
光素子を順次駆動するので、スペクトル成分を定量的に
把握することができる。

【００９１】さらにまた、発光素子として、発光ダイオ
ード、レーザダイオードなどを用いれば、赤外線の射出
がほとんどないため、測定対象試料の乾燥を防止するこ
とができ、乾燥を嫌う試料であっても正確な測定を行う
ことができる。請求項３記載の発明によれば、請求項１
または請求項２記載の発明の効果に加えて、集光手段
は、複数の発光素子の主光軸をほぼ一致させるので、測
定条件を複数の発光素子間で共通化することができ測定
結果の信頼性を向上させることができる。

【００９２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、複数の発光素子はその配置に
基づき、集光手段のプリズムから射出される測定光の主
光軸をほぼ一致させるので、光学系を簡素化できるにも
かかわらず、測定条件を複数の発光素子間で共通化する
ことができ測定結果の信頼性を向上させることができ
る。

【００９３】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の効果に加えて、反射手段及び複数の発光素子
は、それらの配置に基づき、集光手段のプリズムから射
出される測定光の主光軸をほぼ一致させるので、発光素
子の配置を容易とすることができ、光学系を簡素に構成
できるにもかかわらず、測定条件を複数の発光素子間で
共通化することができ測定結果の信頼性を向上させるこ
とができる。

【００９４】請求項６記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、測定対象試料の表面により直
接反射された測定光が受光手段の受光面に入射するのを
抑制しつつ、測定光を受光手段の受光面に入射させるこ
とができるので、表面が光沢な測定対象試料であっても
測定光がマスキングされることなく正確な測定結果を得
ることが可能となる。

【００９５】請求項７記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、反射手段は、射出部から射出
された測定光の主光軸が測定対象中心を通り、かつ、測
定光が受光手段の受光面に入射させるので、光学系を簡
素化することができ留にも関わらず、表面が光沢な測定
対象試料であっても測定光がマスキングされることなく
正確な測定結果を得ることが可能となる。

【００９６】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の記載の発明の効果に加えて、車種部部は、一または
複数の平面上に射出部を配置されるので、発光特性の差
を考慮した配置にでき、設計の自由度が向上するととも
に、測定条件を複数の発光素子間で共通化することがで
き測定結果の信頼性を向上させることができる。

【００９７】請求項９記載の発明によれば、選択駆動工
程は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次選
択し、選択した発光素子を駆動し、受光工程は、発光素
子により射出され、かつ、測定対象試料を透過した測定
光を受光するので、光学系を簡素化することができ、取
扱が容易となる。さらに発光波長の異なる複数の発光素
子を順次駆動するので、スペクトル成分を定量的に把握
することができる。

【００９８】請求項１０記載の発明によれば、選択駆動
工程は、外部からの指示に基づいて一の発光素子を順次
選択し、選択した発光素子を駆動し、受光工程は、発光
素子により射出され、かつ、測定対象試料により反射さ
れた測定光を受光するので、反射光学系においても、光
学系を簡素化することができ、取扱が容易となる。

【００９９】さらに発光波長の異なる複数の発光素子を
順次駆動するので、スペクトル成分を定量的に把握する
ことができる。請求項１１記載の発明によれば、請求項
９または請求項１０記載の発明の効果に加えて、集光工
程は、少なくとも測定対象試料に測定光が入射する時点
では、複数の発光素子の主光軸をほぼ一致させるので、
光学系を簡素化できるにもかかわらず、測定条件を複数
の発光素子間で共通化することができ測定結果の信頼性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸光特性測定装置の概要構成ブロック図であ
る。

【図２】発光ダイオードの材料説明図である。

【図３】第１実施形態の透過型光学系の説明図である。

【図４】第１実施形態の反射型光学系の説明図である。

【図５】第１実施形態において測定光を直接測定対象試
料に照射する場合の説明図である。

【図６】第１実施形態において測定光を間接的に測定対
象試料に照射する場合の説明図である。

【図７】第２実施形態の説明図である。

【図８】従来の吸光度測定装置の概要構成図である。

【図９】複数光源を用いた従来例の光学系の説明図であ
る。

【図１０】従来の色温度識別装置の光学系の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 吸光特性測定装置 ２ 制御用コンピュータ ３ パラレルインターフェース部 ４ コントロール部 ５ 測定光射出部 ５-1〜５-n 発光ダイオード（ＬＥＤ） ６ フォトダイオード ７ 前置増幅回路 ８ 増幅回路 ９ 比較回路 １０ Ａ／Ｄ変換回路 １１ シリアルデータ信号選択回路 １２ ダイオード駆動電源 ＣＤ 制御ディジタルデータ ＤDRV 駆動制御データ Ｄ 検出データ ＤＳ シリアル検出データ Ｅ1〜Ｅn 射出部 Ｌ1〜Ｌn 測定光 Ｓ 検出信号 Ｓ0 原検出信号 Ｓ1 前置増幅検出信号 Ｓ2 増幅検出信号

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出部を有し、駆動信号に基づいて互い
   に相異なる発光波長を有する測定光を前記射出部からそ
   れぞれ射出する複数の発光素子と、 外部からの指示に基づいて一の前記発光素子を順次選択
   し、駆動すべく前記駆動信号を出力する選択駆動手段
   と、 前記発光素子により射出され、かつ、測定対象試料を透
   過した前記測定光を受光して受光信号を出力する受光手
   段と、 を備えたことを特徴とする吸光特性測定ユニット。
2. 【請求項２】 射出部を有し、駆動信号に基づいて互い
   に相異なる発光波長を有する測定光を前記射出部からそ
   れぞれ射出する複数の発光素子と、 外部からの指示に基づいて一の前記発光素子を順次選択
   し、駆動すべく前記駆動信号を出力する選択駆動手段
   と、 前記発光素子により射出され、かつ、測定対象試料によ
   り反射された前記測定光を受光して受光信号を出力する
   受光手段と、 を備えたことを特徴とする吸光特性測定ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の吸光特性
   測定ユニットにおいて、 前記発光素子と前記測定対象試料との光路中に配置され
   るとともに、前記複数の発光素子の主光軸をほぼ一致さ
   せる集光手段を備えたことを特徴とする吸光特性測定ユ
   ニット。
4. 【請求項４】 請求項３記載の吸光特性測定ユニットに
   おいて、 前記集光手段は、プリズムを有しており、 前記複数の発光素子は、前記プリズムから射出される前
   記測定光の主光軸がほぼ一致するように前記測定光の前
   記プリズムへの入射角が設定され、配置されていること
   を特徴とする吸光特性測定ユニット。
5. 【請求項５】 請求項３記載の吸光特性測定ユニットに
   おいて、 前記集光手段は、対応する発光素子の前記測定光を反射
   する反射手段及び前記反射手段により反射された前記測
   定光が入射されるプリズムを有しており、 前記反射手段及び前記複数の発光素子は、前記プリズム
   から射出される前記測定光の主光軸がほぼ一致するよう
   に前記測定光の前記反射手段への入射角及び前記反射手
   段による前記測定光の反射光の前記プリズムへの入射角
   が設定され、配置されていることを特徴とする吸光特性
   測定ユニット。
6. 【請求項６】 請求項２記載の吸光特性測定ユニットに
   おいて、 前記測定対象試料の測定対象中心にほぼ垂直な直線を仮
   定し、前記直線上であって、前記測定対象試料と対向す
   る位置に前記受光手段の受光面を配置し、 前記測定対象中心を通り前記直線に垂直な平面で前記測
   定対象中心を中心とする球を分割した半球を仮定し、前
   記測定光の主光軸が前記半球のうち前記測定対象中心に
   対して前記受光面と同一方向にある半球の球面を通り前
   記測定対象中心を端点とする半直線の一部を含み、か
   つ、前記測定光が前記受光面に入射する位置に前記射出
   部を配置したことを特徴とする吸光特性測定ユニット。
7. 【請求項７】 請求項２記載の吸光特性測定ユニットに
   おいて、 前記測定対象試料の測定対象中心にほぼ垂直な直線を仮
   定し、前記直線上であって、前記測定対象試料と対向す
   る位置に前記受光手段の受光面を配置し、 前記射出部から射出された前記測定光の主光軸が前記測
   定対象中心を通り、かつ、前記測定光が前記受光面に入
   射するように前記測定光の光路中に前記測定光を反射す
   る反射手段を設けたことを特徴とする吸光特性測定ユニ
   ット。
8. 【請求項８】 請求項７記載の吸光特性測定ユニットに
   おいて、 前記直線に垂直な一または複数の平面を仮定し、前記平
   面のうち、一または複数の平面上に前記射出部を配置し
   たことを特徴とする吸光特性測定ユニット。
9. 【請求項９】 射出部を有し、駆動信号に基づいて互い
   に相異なる発光波長を有する測定光を前記射出部からそ
   れぞれ射出する複数の発光素子を備えた吸光特性測定装
   置における吸光特性測定方法であって、 外部からの指示に基づいて一の前記発光素子を順次選択
   し、前記選択した前記発光素子を駆動する選択駆動工程
   と、 前記発光素子により射出され、かつ、測定対象試料を透
   過した前記測定光を受光する受光工程と、 を備えたことを特徴とする吸光特性測定方法。
10. 【請求項１０】 射出部を有し、駆動信号に基づいて互
    いに相異なる発光波長を有する測定光を前記射出部から
    それぞれ射出する複数の発光素子を備えた吸光特性測定
    装置における吸光特性測定方法であって、 外部からの指示に基づいて一の前記発光素子を順次選択
    し、前記選択した前記発光素子を駆動する選択駆動工程
    と、 前記発光素子により射出され、かつ、測定対象試料によ
    り反射された前記測定光を受光する受光工程と、 を備えたことを特徴とする吸光特性測定方法。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０記載の吸光
    特性測定方法において、 少なくとも前記測定対象試料に前記測定光が入射する時
    点では、前記複数の発光素子の主光軸をほぼ一致させる
    集光工程を備えたことを特徴とする吸光特性測定方法。