JPS593698B2 - キヨウメンハンシヤリツソクテイソウチ - Google Patents

キヨウメンハンシヤリツソクテイソウチ

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JPS593698B2
JPS593698B2 JP50155367A JP15536775A JPS593698B2 JP S593698 B2 JPS593698 B2 JP S593698B2 JP 50155367 A JP50155367 A JP 50155367A JP 15536775 A JP15536775 A JP 15536775A JP S593698 B2 JPS593698 B2 JP S593698B2
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JP50155367A
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順之 宇野
誠二郎 徳富
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 x 本発明は、なめらかな平面を有する物体の反射率を
簡単に、精度高<測定できる鏡面反射率測定装置に関す
るものである。
従来提案されている物体の平面反射率測定装置としては
色々の方式があるが、その例を第1図、第2図、第3図
に示す。30第1図では反射プリズムPにより光源Qか
らの光束を既知の反射率を有する標準試料R、又ぱ被測
定試料sに導き、その反射光を光検出素子PMに入射さ
せて行う極めて一般的な方法である。
具体的な測定法について説明すると、まず標準試料、■
5Rを図の位置にセットするが、一般的にはプリズムヘ
の入射光束がLiと出射光束Loが一致するようにセッ
トされる。このときの光検出素子PMの出力ERは??
Tn9rh昌 として表わされる。
ここでKは定数、Iiは入射光束Liの強度、P1はプ
リズムPの反射率、?は標準試料Rの反射率である。次
に被測定試料Sを標準試料Rと同位置に置き替える。こ
のときの光検出素子PMの出力Esは(2)式のように
示される。L) 話 轟 1I1r階1,.
ここでS,は被測定試料Sの反射率である。
(1),(2)より〜 故に S,=〔!/ER)・・R,となシ〜Es゜ER
は測定値、Rrは既知であるから、被測定試料Sの反射
率Srlが求められる。
この方法は構造が簡単である反面、標準試料の反射率と
の相対値を求めるため、安定で高精度の標準試料を必要
とし、又標準試料と被測j定試料との反射率に大きな差
がある場合、誤差が拡大されて正確な測定が困難で更に
入射角も固定されてしまう欠点がある。第2図に卦いて
は、平面反射鏡Mは実線で示した位置ど破線で示した位
置に、互に被測定試料面に対し対称になるように移動可
能となつている。測定に際して、まず平面反射鏡Mを実
線で示した位置に置いて100%合わせを行い、次に破
線の位置に平面反射鏡Mを移動すると共に、被測定試料
S″をセツトし、両者の光検出素子の出力の比をとれば
、被沖定試料の反射率の自乗が求められる。この方式で
は第1図のような標準試料Rとの比較ではなく、絶対反
射率の測定が可能であるが、装置の構造が複雑とな)、
又入射角が固定され〜被測定試料の面積が小さく出来な
い等の欠点がある。第3図に卦いては、Q′は光源、P
M5は光検出素子であジ、xは光源Q″と光検出素子P
M5を結ぶ光軸上の任意の点である。測定に際しては、
まず光源Q′と光検出素子PM′を二直線に置き100
96合わせを行う。次に被測定試料Sllを反射面が点
Xの位置にくるようにセツトし、且つ光検出素子PM″
を点xを中心に回転させ、点線の位置に移動して光電出
力を得る。両者の光検出素子出力の比をとれば、被測定
試料の反射率が求めることができる。この方式は上記例
第1図,第2図の入射角が固定される、被測定試料を小
さくできない等の欠点を改善しているが、光検出素子を
回転させなければならない為、構造が複雑となり、又そ
のため後に説明する現在最も一般的で精度高く、更に信
頼性のあるダブルビーム型分光光度計のような他の機器
への応用が困難である。本発明は上記の如き従来の反射
率測定装置の欠点を解決すると共に、操作及び構造が簡
単で又他の機器への応用が容易な高精度の鏡面反射率測
定装置の提供を目的とするもので、以下図面によう詳細
に説明する。
第4図において1は光源、2は半透鏡、3は平面反射鏡
4は光検出素子、5は被測定試料〜3゛は3と同特性の
平面反射鏡である。
第3図イは被測定試料5を挿入せず、100%合わせの
場合を示す。光源1からの光束は半透鏡2で反射され、
平面反射鏡3に垂直に入射し、その反射光は半透鏡2を
透過して光検出素子4に入射する。このときの光電出力
をIOとすると、IO峨3)式で表わされ、又説明を容
易にするために光検出素子4の光電出力と光量は比例す
るものとする。10ゞ且ν五V1↓VZ▲1
ド′ここにhは定数、Lは
光源からの放射光束、R1は半透鏡2の反射率、T1は
半透鏡2の透過率、R2は平面反射鏡3の反射率である
第4図口は測定状態を示し、光源1からの光束が半透鏡
2で反射され、被測定試料5に入射し、その反射光がイ
図の位置から移動した平面反射鏡3に垂直に入射し、反
射されて再び被測定試料5に入射しその反射光が半透鏡
2を透過して光検出素子4に入射する。このときの光電
出力をIとすると、Iは(4)式のように表わされ、(
3)式と(4)式から被測定試料5の反射率RxはRx
VCVI/IOとして求められる。− − −一
−9,..−ー一 −ーーー一1A1ここにRxは
被測定試料5の反射率である。
第4図ハは平面反射鏡3を移動させず、該平面反射鏡3
と反射率が同特性の平面反射鏡3゛を使用した場合を示
し、可動部を必要としないから装置を簡単な構造にする
ことができる。尚上記のように反射率特性の同じ複数個
の反射鏡は同時蒸着によう容易に得ることが可能で、以
後の説明にも度々反射率が同じ反射鏡を複数個使用する
が、何ら本装置の実施を阻害するものではない。試料か
らの反射光が垂直に入射するように平面反射鏡3又は3
゛がセツトしてあれば、被測定試料への入射角度を任意
にでき、更に第4図口の如くセツトすれば一眼レフカメ
ラなどに使用されるベンツプリズム5′の透過率測定も
容易に可能である。又光源1を白色光源と分光器で構成
すれば、分光反射率の測定が可能なことは勿論である。
次に第5図により本発明をダブルビーム型分光光度計の
分光反射率アノツチメントとして応用した場合について
説明する。
第5図イは公知のダブルビーム型分光光度計の光学系を
示す。6は試料室、7は分光器、8は光検出素子、9a
,9bは固定反射鏡、10a,10bは回転セクター反
射鏡であり、交互に光路上に出入する。
このような構造によう、分光器7よシ出た単色光は実線
で示す参照側光束11a1点線で示す試料側光束11b
となつて試料室6を通過し光検出素子8に入射する。こ
のような構成の分光光度計では通常透過率を測定し、試
料側光束11bの光路中に試料を置けば、参照側光束と
の比によシ透過率を測定することができる。第5図口は
分光反射率測定アタッチメントの側面図、ハは上方から
見た図で、共に試料室6にセツトされた状態を示す。第
5図口,ハにおいて12,13,14,15,16は平
面反射鏡、17は半透鏡であり1色々の参照側光束11
aと試料側光束11bの反射、又は透過する部分は同特
性を有するものである。但し平面反射鏡16は試料側光
束の光路上にのみあればよく、その特性は平面反射鏡1
5と同特性を有するものである。参照側光束及び試料側
光束は分光器7より111,11もとなつてアタツチメ
ントに入射し、その射出光は11d′,111/′ と
なつて光検出素子8に入射する。18は被測定試料45
度入射の場合を示しておシ〜反射鏡16のセツトは被測
定試料17からの反射光が垂直に入射するように調整し
てある。
測定方法を以下に説明すると、まず被測定試料を置かず
に、一般のダブルビーム型分光光度計を使川して透過率
を測定する際の零点合わせ、100%合わせ等の予備操
作を行つた後、第5図口の如く被測定試料18をセツト
して通常の透過率測定のときと同様操作で測定を行えば
、この測定結果の平方根が反射率となるのは第4図で説
明したとおうである。
又あらかじめ分光光度計を演算出力の平方根が出て〈る
ようにしておけば、直読で反射率が求められよシ測定が
簡単になるo一般に光源からの光束は平行光ではなく、
広がDをもつ為、例えばペン汐プリズム19の透過率の
測定のように、100%合わせ時と被測定試料を光路に
入れた時とで光路長が異なる鴨合、光検出素子の入射光
の面積が各々異なるので、光検出素子として光電子増倍
管のように受光面が極値性を有するものを使用する場合
、入力が常に同一場所同一面積に入射しなければ誤差を
生じる。
これを防ぐには100チ合わせ時と測定時の光路長とが
等しくなるようにすればよく、第4図口,ハにおける3
,3′、第5図における16の平面反射鏡を被測定試料
からの入射光の光軸方向に移動可能の構造にして光路長
が同じになるように調整すればよい。この構造による光
路長の調整を第5図の場合について説明する。まず10
0%合わせ時、平面反射鏡15の反射面の位置にスリガ
ラスのようなスクリーンを置き、光束の面積を測定する
。次に被測定試料例えばペンタプリズム19をセツトし
、平面反射鏡16の反射面の位置に同様にスクリーンを
置き、光束の面噴を測定し、、先に測定した面積と等し
くなるようにスクリーンを光軸方向に移動する。面積が
等しくなつた位置に表面反射鏡16をセツトすれば10
0%合わせ時と測定時の光路長を等しくすることができ
る。以上に述べた如く、本発明の構成によれば、絶対反
射率の測定が可能で、標準試料を必要とせず光束を絞れ
ば微小面積の測定が可能で、入射角も0度及び90度の
近くを除〈任意の角度が可能であジ、又受光部等の移動
を必要としないので構造が簡単となbダブルビーム型分
光光度計への応用も容易で、且つ参照側、試料側で反射
鏡、半透鏡による反射、透過の回数、角度が等しく構成
でき、光路長も簡単にあわせることが可能なので、参照
側、試料側の光学的特性、光検出素子の光電面の入射条
件が等しい為、高精度の測定ができ、更に平面鏡の反射
率に限らず、ペンタプリズムの反射率も含めた総合透過
率の測定も容易に行うことが可能でその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1,2,3図は従来の鏡面反射率測定装置。 第4図は本発明の鏡面反射率測定装置。第5図は本発明
によるダブルビーム型分光光度計用鏡面反射率測定装置
。Q,Q″ :光源、PM,PM′:光検出素子、S,
S′ :S″:被測定試料、R:標準試料、M:反射鏡
、1:光源、2:半透鏡、3,3/:反射鏡、4:光検
出素子、5,5′ :被測定試料、6:分光光度計試料
室、7:分光器、8:光検出素子、9a,9b:反射鏡
、10a,10b:回転セクター反射鏡、11a,11
b:光束、11a′11b5:光束、12,13,14
,15,16:反射鏡、17:半透鏡、18,19:被
測定試料。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 100%更正時には光源1からの光束が半透鏡2で
    反射され、反射鏡3に垂直に入射し、その反射鏡が入射
    光と同一光路を逆行し、半透鏡2を透過して光検出素子
    4に入射する光録を構成し、測定時には光源1からの光
    束が半透鏡2で反射され、被測定試料5に入射し、その
    反射光が反射鏡3に垂直に入射し、その反射光が入射光
    と同一光路を逆行し、被測定試料5で反射され、半透鏡
    2を透過して光検出素子4に入射する光路を構成して、
    該100%更正時の光検出素子に入射する光束と該測定
    時の光検出素子に入射する光束との比により、被測定試
    料5の反射率を求めることを特徴とする鏡面反射率測定
    装置。 2 100%更正時には光源1からの光束が半透鏡2で
    反射され、反射鏡3に垂直に入射し、その反射光が入射
    光と同一光路を逆行し、半透鏡2を透過して光検出素子
    4に入射する光路を構成し、測定時には光源1からの光
    束が半透鏡2で反射され、被測定試料5に入射し、その
    反射光が反射鏡3に垂直に入射し、その反射光が入射光
    と同一光路を逆行し、被測定試料5で反射され、半透鏡
    2を透過して光検出素子4に入射する光録を構成して、
    該100%更正時の光検出素子に入射する光束と該測定
    時の光検出素子に入射する光束との比により、被測定試
    料5の反射率を求める装置において、ダブルビーム型分
    光光度計の試料室内の参照側に前記100%更正時の光
    路、試料側に前記測定時の光路をそれぞれ置いたことを
    特徴とする鏡面反射率測定装置。 3 100%更正時には光源1からの光束が半透鏡2で
    反射され、反射光3に垂直に入射し、その反射光が入射
    光と同一光路を逆行し、半透鏡2を透過して光検出素子
    4に入射する光路を構成し、測定時には光源1からの光
    束が半透鏡2で反射され、被測定試料5に入射し、その
    反射光が反射鏡3に垂直に入射し、その反射光が入射光
    と同一光路を逆行し、被測定試料5で反射され、半透鏡
    2を透過して光検出素子4に入射する光路を構成して、
    該100%更正時の光検出素子に入射する光束と該測定
    時の光検出素子に入射する光束との比により、被測定試
    料5の反射率を求める装置において、前記反射鏡3が被
    測定試料5からの反射光の光軸方向に移動可能となし、
    前記100%更正時の光路長と前記測定の光路長を同一
    とすることを特徴とする鏡面反射率測定装置。
JP50155367A 1975-12-25 1975-12-25 キヨウメンハンシヤリツソクテイソウチ Expired JPS593698B2 (ja)

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GB2115141B (en) * 1982-02-19 1985-09-04 Ici Plc Surface coating characterisation
WO2012157190A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 コニカミノルタオプティクス株式会社 反射特性測定装置用光学系および反射特性測定装置

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