JP2000230903A - 光計測方法および装置 - Google Patents
光計測方法および装置Info
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- JP2000230903A JP2000230903A JP11033741A JP3374199A JP2000230903A JP 2000230903 A JP2000230903 A JP 2000230903A JP 11033741 A JP11033741 A JP 11033741A JP 3374199 A JP3374199 A JP 3374199A JP 2000230903 A JP2000230903 A JP 2000230903A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 蛍光、ラマン光または燐光あるいは試料によ
り偏光、吸収または減衰される光のスペクトル強度を測
定するに当って、測定対象となる光と同じ波長領域を含
む背景光が存在する環境下であっても高い精度で点情報
あるいは画像（面情報）として測定できるようにする。 【解決手段】 背景光が存在する環境下で、試料10に励
起光Ｌａを照射しているときに試料10から発せられる蛍
光を集光光学系40によって分光測光器50に導き分光的に
測定する照射測定と、シャッタ30を閉じて試料10から蛍
光を発生させずに背景光のみを分光的に測定する非照射
測定とを行う。マルチチャンネルアナライザ140によ
り、前記照射測定によって求められたスペクトル強度分
布の値から前記非照射測定によって求められたスペクト
ル強度分布の値を差し引く演算を行う。
り偏光、吸収または減衰される光のスペクトル強度を測
定するに当って、測定対象となる光と同じ波長領域を含
む背景光が存在する環境下であっても高い精度で点情報
あるいは画像（面情報）として測定できるようにする。 【解決手段】 背景光が存在する環境下で、試料10に励
起光Ｌａを照射しているときに試料10から発せられる蛍
光を集光光学系40によって分光測光器50に導き分光的に
測定する照射測定と、シャッタ30を閉じて試料10から蛍
光を発生させずに背景光のみを分光的に測定する非照射
測定とを行う。マルチチャンネルアナライザ140によ
り、前記照射測定によって求められたスペクトル強度分
布の値から前記非照射測定によって求められたスペクト
ル強度分布の値を差し引く演算を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光計測方法および装
置、詳しくは試料に光を照射することにより試料から発
せられる光または試料により反射される光または試料を
透過する光を測定する光計測方法および装置に関し、特
に照明光等の背景光によるノイズを除去する光計測方法
および装置に関するものである。
置、詳しくは試料に光を照射することにより試料から発
せられる光または試料により反射される光または試料を
透過する光を測定する光計測方法および装置に関し、特
に照明光等の背景光によるノイズを除去する光計測方法
および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、試料に光を照射することによ
り試料から発せられる光または試料により反射される光
または試料を透過する光を測定する光計測装置が知られ
ている。このような装置においては、外光または照明光
等がノイズとして測定対象光と共に測定装置の光検出器
に入射すると正確な測定ができない。そこで、背景光が
光検出器に入射する前に、特定の波長領域の光強度を減
衰させるフィルタあるいはピンホールを用いた空間フィ
ルタ等を配置して背景光を除く工夫がなされている。
り試料から発せられる光または試料により反射される光
または試料を透過する光を測定する光計測装置が知られ
ている。このような装置においては、外光または照明光
等がノイズとして測定対象光と共に測定装置の光検出器
に入射すると正確な測定ができない。そこで、背景光が
光検出器に入射する前に、特定の波長領域の光強度を減
衰させるフィルタあるいはピンホールを用いた空間フィ
ルタ等を配置して背景光を除く工夫がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定の
波長領域の光強度を減衰させるフィルタあるいはピンホ
ールを用いた空間フィルタ等では、背景光の波長領域が
測定対象となる光の波長領域の一部に含まれる場合には
背景光と測定対象光とを分離することができないので、
背景光の一部が測定対象光に混入して計測され、測定の
精度を劣化させるという問題が依然として残る。
波長領域の光強度を減衰させるフィルタあるいはピンホ
ールを用いた空間フィルタ等では、背景光の波長領域が
測定対象となる光の波長領域の一部に含まれる場合には
背景光と測定対象光とを分離することができないので、
背景光の一部が測定対象光に混入して計測され、測定の
精度を劣化させるという問題が依然として残る。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、試料に光を照射することにより試料から発せられ
る光または試料により反射される光または試料を透過す
る光と同じ波長領域を含む背景光が存在する環境下であ
っても高い精度で光を測定する方法および装置を提供す
ることを目的とするものである。
って、試料に光を照射することにより試料から発せられ
る光または試料により反射される光または試料を透過す
る光と同じ波長領域を含む背景光が存在する環境下であ
っても高い精度で光を測定する方法および装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光計測方法は、
背景光の存在下で、試料に光を照射することにより試料
から発せられる光または試料により反射される光または
試料を透過する光を測定する光計測方法であって、試料
に光を照射しているときに測定を行う第１の測定と試料
に光を照射していないときに測定を行う第２の測定とを
前記背景光の強度変化の周期の整数倍の時間間隔で同一
の測定時間に亘って行い、前記第１の測定により測定さ
れた値から第２の測定により測定された値を差し引くこ
とにより背景光が除去された光を測定することを特徴と
するものである。
背景光の存在下で、試料に光を照射することにより試料
から発せられる光または試料により反射される光または
試料を透過する光を測定する光計測方法であって、試料
に光を照射しているときに測定を行う第１の測定と試料
に光を照射していないときに測定を行う第２の測定とを
前記背景光の強度変化の周期の整数倍の時間間隔で同一
の測定時間に亘って行い、前記第１の測定により測定さ
れた値から第２の測定により測定された値を差し引くこ
とにより背景光が除去された光を測定することを特徴と
するものである。
【０００６】また、本発明のもう一つの光計測方法は、
試料に光を照射しているときに測定を行う第１の測定と
試料に光を照射していないときに測定を行う第２の測定
とをそれぞれ前記背景光の強度変化の周期の整数倍の時
間に亘って行い、前記第１の測定により測定された値か
ら第２の測定により測定された値を差し引くことにより
背景光が除去された光を測定することを特徴とするもの
である。
試料に光を照射しているときに測定を行う第１の測定と
試料に光を照射していないときに測定を行う第２の測定
とをそれぞれ前記背景光の強度変化の周期の整数倍の時
間に亘って行い、前記第１の測定により測定された値か
ら第２の測定により測定された値を差し引くことにより
背景光が除去された光を測定することを特徴とするもの
である。
【０００７】前記背景光の強度変化の周期は、その強度
を測定することにより求めることができる。
を測定することにより求めることができる。
【０００８】本発明の光計測装置は、試料に光を照射す
る手段と、試料から発せられる光または試料により反射
される光または試料を透過する光を測定する手段とを備
えた光計測装置であって、試料に光を照射しているとき
に測定を行う第１の測定手段と、試料に光を照射してい
ないときに測定を行う第２の測定手段と、前記第１の測
定と第２の測定の測定間隔を背景光の強度変化の周期の
整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行うように
前記測定手段のタイミングを制御する制御手段と、前記
第１の測定により測定された値から第２の測定により測
定された値を差し引くことにより背景光が除去された光
を求める演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
る手段と、試料から発せられる光または試料により反射
される光または試料を透過する光を測定する手段とを備
えた光計測装置であって、試料に光を照射しているとき
に測定を行う第１の測定手段と、試料に光を照射してい
ないときに測定を行う第２の測定手段と、前記第１の測
定と第２の測定の測定間隔を背景光の強度変化の周期の
整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行うように
前記測定手段のタイミングを制御する制御手段と、前記
第１の測定により測定された値から第２の測定により測
定された値を差し引くことにより背景光が除去された光
を求める演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【０００９】本発明のもう一つの光計測装置は、試料に
光を照射する手段と、試料から発せられる光または試料
により反射される光または試料を透過する光を測定する
手段とを備えた光計測装置であって、試料に光を照射し
ているときに測定を行う第１の測定手段と、試料に光を
照射していないときに測定を行う第２の測定手段と、前
記第１の測定時間と第２の測定時間とをそれぞれ背景光
の強度変化の周期の整数倍の時間に亘って行うように前
記測定手段のタイミングを制御する制御手段と、前記第
１の測定により測定された値から第２の測定により測定
された値を差し引くことにより背景光が除去された光を
求める演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
光を照射する手段と、試料から発せられる光または試料
により反射される光または試料を透過する光を測定する
手段とを備えた光計測装置であって、試料に光を照射し
ているときに測定を行う第１の測定手段と、試料に光を
照射していないときに測定を行う第２の測定手段と、前
記第１の測定時間と第２の測定時間とをそれぞれ背景光
の強度変化の周期の整数倍の時間に亘って行うように前
記測定手段のタイミングを制御する制御手段と、前記第
１の測定により測定された値から第２の測定により測定
された値を差し引くことにより背景光が除去された光を
求める演算手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１０】前記背景光の強度変化の周期は、背景光の
強度を測定する手段により求めることができる。
強度を測定する手段により求めることができる。
【００１１】なお、前記「背景光の強度変化の周期の整
数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行う測定」お
よび「周期の整数倍の時間に亘って行う測定」とは測定
が背景光の周期に同期して行われる必要がないことを意
味するが、結果として同期して測定することを排除する
ものではない。
数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行う測定」お
よび「周期の整数倍の時間に亘って行う測定」とは測定
が背景光の周期に同期して行われる必要がないことを意
味するが、結果として同期して測定することを排除する
ものではない。
【００１２】また、前記「試料に光を照射することによ
り試料から発せられる光」とは、蛍光、ラマン光、燐光
等の再放射光を意味する。
り試料から発せられる光」とは、蛍光、ラマン光、燐光
等の再放射光を意味する。
【００１３】また、前記「試料により反射される光」と
は照射光が試料で反射するときに偏光を受けた光、照射
光が試料で反射するときにそのスペクトル（波長領域）
の一部が試料により吸収された光または照射光が試料で
反射するときに試料の反射率に従って光強度が減衰した
光あるいは前記の影響が複合された光を意味する。
は照射光が試料で反射するときに偏光を受けた光、照射
光が試料で反射するときにそのスペクトル（波長領域）
の一部が試料により吸収された光または照射光が試料で
反射するときに試料の反射率に従って光強度が減衰した
光あるいは前記の影響が複合された光を意味する。
【００１４】また、前記「試料を透過する光」とは、照
射光が試料を透過射するときに偏光を受けた光、照射光
が試料を透過するときにそのスペクトル（波長領域）の
一部が試料により吸収された光、照射光が試料を透過す
るときに試料の透過率に従って光強度が減衰した光ある
いは前記の影響が複合された光を意味する。
射光が試料を透過射するときに偏光を受けた光、照射光
が試料を透過するときにそのスペクトル（波長領域）の
一部が試料により吸収された光、照射光が試料を透過す
るときに試料の透過率に従って光強度が減衰した光ある
いは前記の影響が複合された光を意味する。
【００１５】また、前記「光計測」とは、光の分光測
定、光の強度の定量測定または光の強度の定性測定を指
し、さらにそれらの測定が一つの観測ポイントに関して
測定することまたは多数の観測ポイントをＣＣＤ等を用
いた撮像装置により画像として測定すること等を広く含
むものを意味する。
定、光の強度の定量測定または光の強度の定性測定を指
し、さらにそれらの測定が一つの観測ポイントに関して
測定することまたは多数の観測ポイントをＣＣＤ等を用
いた撮像装置により画像として測定すること等を広く含
むものを意味する。
【００１６】
【発明の効果】本発明の第１の光計測方法および第１の
光計測装置は、背景光の存在下において、試料に光を照
射しているときに測定対象光（試料から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光）のスペクトルまたは強度を点情報
または画像（面情報）として測定する第１の測定と試料
に光を照射していないときに前記測定と同様に行われる
背景光を測定する第２の測定とを前記背景光の強度変化
の周期の整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行
い、第１の測定の光の測定値から第２の測定の光の測定
値を差し引き背景光の影響を除去した光の計測を行うも
のである。ここで、第１の測定と第２の測定は背景光の
強度変化の周期の整数倍の時間間隔をおいて測定が行わ
れるので、第１の測定、第２の測定共に背景光の強度変
化の周期の同一位相位置から測定が開始される。従っ
て、第１の測定の測定値に含まれる背景光の値と背景光
のみを測定する第２の測定で得られる値は、その分光分
布（スペクトル）と強度が一致し、前記第１の測定の測
定値から第２の測定の測定値を差し引くことにより背景
光の影響を除去することができ、試料から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光と同じ波長領域を含む背景光が存在
する環境下であっても高い精度で前記光のスペクトルお
よび強度を点情報または画像（面情報）として計測する
ことができる。なお、前記背景光の強度変化を測定する
ことによりその周期を求め、その値を前記背景光の強度
変化の周期の整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘っ
て行う測定の時間の基準として採用すれば、より正確な
背景光の強度変化の周期に基づき前記測定を行うことが
できるので、より高い精度で前記光の計測を行うことが
できる。本発明の第２の光計測方法および第２の光計測
装置は、背景光の存在下において、試料に光を照射して
いるときに測定対象光（試料から発せられる蛍光、ラマ
ン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収または減
衰される光）のスペクトルまたは強度を点情報または画
像（面情報）として測定する第１の測定と、試料に光を
照射していないときに前記測定と同様に行われる背景光
のみを測定する第２の測定とを前記背景光の強度変化の
周期の整数倍の時間に亘って行い、第１の測定の光の測
定値から第２の測定の光の測定値を差し引き背景光の影
響を除去した光の計測を行うものである。ここで、第１
の測定の測定値に含まれる背景光の値と背景光のみを測
定する第２の測定で得られる背景光の値は共に背景光の
強度変化の周期の整数倍の同一な時間に亘って行われる
のでどのような位相位置において測定が開始されても測
定される光に含まれる背景光の値は同一となる。従っ
て、前記第１の測定の測定値から第２の測定の測定値を
差し引くことにより背景光の影響を除去することがで
き、試料から発せられる蛍光、ラマン光または燐光ある
いは試料により偏光、吸収または減衰される光と同じ波
長領域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精
度で前記光のスペクトルおよび強度を点情報または画像
（面情報）として計測することができる。
光計測装置は、背景光の存在下において、試料に光を照
射しているときに測定対象光（試料から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光）のスペクトルまたは強度を点情報
または画像（面情報）として測定する第１の測定と試料
に光を照射していないときに前記測定と同様に行われる
背景光を測定する第２の測定とを前記背景光の強度変化
の周期の整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行
い、第１の測定の光の測定値から第２の測定の光の測定
値を差し引き背景光の影響を除去した光の計測を行うも
のである。ここで、第１の測定と第２の測定は背景光の
強度変化の周期の整数倍の時間間隔をおいて測定が行わ
れるので、第１の測定、第２の測定共に背景光の強度変
化の周期の同一位相位置から測定が開始される。従っ
て、第１の測定の測定値に含まれる背景光の値と背景光
のみを測定する第２の測定で得られる値は、その分光分
布（スペクトル）と強度が一致し、前記第１の測定の測
定値から第２の測定の測定値を差し引くことにより背景
光の影響を除去することができ、試料から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光と同じ波長領域を含む背景光が存在
する環境下であっても高い精度で前記光のスペクトルお
よび強度を点情報または画像（面情報）として計測する
ことができる。なお、前記背景光の強度変化を測定する
ことによりその周期を求め、その値を前記背景光の強度
変化の周期の整数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘っ
て行う測定の時間の基準として採用すれば、より正確な
背景光の強度変化の周期に基づき前記測定を行うことが
できるので、より高い精度で前記光の計測を行うことが
できる。本発明の第２の光計測方法および第２の光計測
装置は、背景光の存在下において、試料に光を照射して
いるときに測定対象光（試料から発せられる蛍光、ラマ
ン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収または減
衰される光）のスペクトルまたは強度を点情報または画
像（面情報）として測定する第１の測定と、試料に光を
照射していないときに前記測定と同様に行われる背景光
のみを測定する第２の測定とを前記背景光の強度変化の
周期の整数倍の時間に亘って行い、第１の測定の光の測
定値から第２の測定の光の測定値を差し引き背景光の影
響を除去した光の計測を行うものである。ここで、第１
の測定の測定値に含まれる背景光の値と背景光のみを測
定する第２の測定で得られる背景光の値は共に背景光の
強度変化の周期の整数倍の同一な時間に亘って行われる
のでどのような位相位置において測定が開始されても測
定される光に含まれる背景光の値は同一となる。従っ
て、前記第１の測定の測定値から第２の測定の測定値を
差し引くことにより背景光の影響を除去することがで
き、試料から発せられる蛍光、ラマン光または燐光ある
いは試料により偏光、吸収または減衰される光と同じ波
長領域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精
度で前記光のスペクトルおよび強度を点情報または画像
（面情報）として計測することができる。
【００１７】なお、前記背景光の強度変化を測定するこ
とによりその周期を求め、その値を前記背景光の強度変
化の周期の整数倍の同一な時間に亘って行う測定の時間
の基準として採用すれば、より正確な背景光の強度変化
の周期に基づき前記測定を行うことができるので、より
高い精度で前記光の計測を行うことができる。
とによりその周期を求め、その値を前記背景光の強度変
化の周期の整数倍の同一な時間に亘って行う測定の時間
の基準として採用すれば、より正確な背景光の強度変化
の周期に基づき前記測定を行うことができるので、より
高い精度で前記光の計測を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照して説明する。
態について図面を参照して説明する。
【００１９】図１は本発明の光計測方法を実施する光計
測装置の第１の実施形態として蛍光スペクトルを測定す
る装置の概略を示す図である。
測装置の第１の実施形態として蛍光スペクトルを測定す
る装置の概略を示す図である。
【００２０】本実施形態のスペクトル測定装置は、試料
10に励起光Ｌａを照射する光源20と、該照射により試料
10から発せられる蛍光を受光する集光光学系40と、該受
光した光を分光的に測定しその測定値をコントローラ10
0に出力する分光測定器50と、背景光の強度変化を測定
しその測定値をコントローラ100に出力する光強度測定
器60と、前記光源20から射出される励起光Ｌａの光路を
開閉するシャッタ30と、該シャッタ30の開閉と分光測定
器50の測定開始と終了とを制御し、分光測光器50および
光強度測定器60から出力される測定値を入力するコント
ローラ100とから構成されている。
10に励起光Ｌａを照射する光源20と、該照射により試料
10から発せられる蛍光を受光する集光光学系40と、該受
光した光を分光的に測定しその測定値をコントローラ10
0に出力する分光測定器50と、背景光の強度変化を測定
しその測定値をコントローラ100に出力する光強度測定
器60と、前記光源20から射出される励起光Ｌａの光路を
開閉するシャッタ30と、該シャッタ30の開閉と分光測定
器50の測定開始と終了とを制御し、分光測光器50および
光強度測定器60から出力される測定値を入力するコント
ローラ100とから構成されている。
【００２１】光源20には励起光源として水銀ランプ21が
備えられ、射出窓には特定波長を透過させる帯域フィル
タ22が設置されている。
備えられ、射出窓には特定波長を透過させる帯域フィル
タ22が設置されている。
【００２２】集光光学系40には試料10に照射される励起
光Ｌａの反射光を除去し蛍光を透過させる長波長透過フ
ィルタ41が配置されている。
光Ｌａの反射光を除去し蛍光を透過させる長波長透過フ
ィルタ41が配置されている。
【００２３】分光測光器50は、光を分光する分光部51と
分光された光を測光するダイオードアレー等を用いた測
光部52で構成されている。
分光された光を測光するダイオードアレー等を用いた測
光部52で構成されている。
【００２４】コントローラ100は、光強度測定器60から
背景光の強度変化の測定値を入力し該強度変化の周期を
算出してその値を出力する周期算出器110と、前記周期
算出器110から入力した背景光の強度変化の周期の値と
選択され内部に記憶されている整数の値とを乗算し測定
時間間隔の値として出力する測定間隔算出器120と、前
記測定間隔算出器120から入力した測定時間間隔の値お
よび予め記憶されている測定時間の値に基づき分光測光
器50、マルチチャンネルアナライザ140およびシャッタ3
0に対して照射測定および非照射測定の開始と終了の信
号を出力し、試料10へ励起光Ｌａを照射して測定を行う
照射測定および試料10へ励起光Ｌａを照射しないで測定
を行う非照射測定とのタイミングを制御するタイミング
コントローラ130と、前記タイミングコントローラ130の
タイミング制御信号に従って、照射測定で得られたスペ
クトル強度分布の値および非照射測定で得られたスペク
トル強度分布の値を入力し記憶して、照射測定のスペク
トル強度分布の値から非照射測定のスペクトル強度分布
の値を差し引く演算を行いその結果を出力するマルチチ
ャンネルアナライザ140と、前記マルチチャンネルアナ
ライザ140から入力したスペクトル強度分布の演算結果
を表示する表示器150とから構成される。
背景光の強度変化の測定値を入力し該強度変化の周期を
算出してその値を出力する周期算出器110と、前記周期
算出器110から入力した背景光の強度変化の周期の値と
選択され内部に記憶されている整数の値とを乗算し測定
時間間隔の値として出力する測定間隔算出器120と、前
記測定間隔算出器120から入力した測定時間間隔の値お
よび予め記憶されている測定時間の値に基づき分光測光
器50、マルチチャンネルアナライザ140およびシャッタ3
0に対して照射測定および非照射測定の開始と終了の信
号を出力し、試料10へ励起光Ｌａを照射して測定を行う
照射測定および試料10へ励起光Ｌａを照射しないで測定
を行う非照射測定とのタイミングを制御するタイミング
コントローラ130と、前記タイミングコントローラ130の
タイミング制御信号に従って、照射測定で得られたスペ
クトル強度分布の値および非照射測定で得られたスペク
トル強度分布の値を入力し記憶して、照射測定のスペク
トル強度分布の値から非照射測定のスペクトル強度分布
の値を差し引く演算を行いその結果を出力するマルチチ
ャンネルアナライザ140と、前記マルチチャンネルアナ
ライザ140から入力したスペクトル強度分布の演算結果
を表示する表示器150とから構成される。
【００２５】次に、本実施形態のスペクトル測定装置を
蛍光測定に適用したときの作用について説明する。
蛍光測定に適用したときの作用について説明する。
【００２６】まず、本スペクトル測定装置の測定時間間
隔設定の作用について説明する。
隔設定の作用について説明する。
【００２７】スペクトル測定装置の測定前の状態では光
源20の水銀ランプ21は点灯しており、その光は帯域フィ
ルタ22を透過することにより中心波長４０５ｎｍのｈ線
の輝線スペクトルの励起光Ｌａとして射出されるが、シ
ャッタ30が閉じているので試料10には励起光Ｌａが照射
されていない。また光強度測定器60は光強度の測定を開
始し測定値をコントローラ100に出力している。
源20の水銀ランプ21は点灯しており、その光は帯域フィ
ルタ22を透過することにより中心波長４０５ｎｍのｈ線
の輝線スペクトルの励起光Ｌａとして射出されるが、シ
ャッタ30が閉じているので試料10には励起光Ｌａが照射
されていない。また光強度測定器60は光強度の測定を開
始し測定値をコントローラ100に出力している。
【００２８】上記測定前の状態では照射光Ｌａはシャッ
タ30で遮光されているので、光強度測定器60では照明光
に起因する背景光のみが測定され、測定された背景光の
強度変化はコントローラ100に出力されて周期算出器110
により前記強度変化の周期の値Ｓが算出される。該算出
された背景光の強度変化の周期の値Ｓは、測定間隔算出
器120によって、すでに選択され測定間隔算出器120の内
部に記憶されている整数の値と乗算され測定時間間隔の
算出値ＴＫとしてタイミングコントローラ130に出力さ
れる。タイミングコントローラ130は前記算出値を照射
測定と非照射測定の時間間隔の値ＴＫとして記憶し測定
時間間隔の設定が終了する。なお、本実施形態において
は前記すでに選択され測定間隔算出器120の内部に記憶
されている整数の値は２とし、時間間隔の値ＴＫは周期
の値Ｓの２倍とする。
タ30で遮光されているので、光強度測定器60では照明光
に起因する背景光のみが測定され、測定された背景光の
強度変化はコントローラ100に出力されて周期算出器110
により前記強度変化の周期の値Ｓが算出される。該算出
された背景光の強度変化の周期の値Ｓは、測定間隔算出
器120によって、すでに選択され測定間隔算出器120の内
部に記憶されている整数の値と乗算され測定時間間隔の
算出値ＴＫとしてタイミングコントローラ130に出力さ
れる。タイミングコントローラ130は前記算出値を照射
測定と非照射測定の時間間隔の値ＴＫとして記憶し測定
時間間隔の設定が終了する。なお、本実施形態において
は前記すでに選択され測定間隔算出器120の内部に記憶
されている整数の値は２とし、時間間隔の値ＴＫは周期
の値Ｓの２倍とする。
【００２９】次に、照射測定と非照射測定の作用につい
て説明する。
て説明する。
【００３０】タイミングコントローラ130は、測定間隔
算出器120から入力した照射測定と非照射測定の時間間
隔の値ＴＫおよびあらかじめ内部に記憶されている照射
測定および非照射測定に費やすそれぞれの時間の値ＴＳ
に基づき図２のタイミングチャートに示すようなタイミ
ングで分光測定器50、マルチチャンネルアナライザ140
およびシャッタ30に対して照射測定および非照射測定の
開始と終了の信号を出力しスペクトルの測定を行う。
算出器120から入力した照射測定と非照射測定の時間間
隔の値ＴＫおよびあらかじめ内部に記憶されている照射
測定および非照射測定に費やすそれぞれの時間の値ＴＳ
に基づき図２のタイミングチャートに示すようなタイミ
ングで分光測定器50、マルチチャンネルアナライザ140
およびシャッタ30に対して照射測定および非照射測定の
開始と終了の信号を出力しスペクトルの測定を行う。
【００３１】すなわち、時刻ｔ1において照射測定が開
始されると、シャッタ30は開放され、励起光Ｌａが試料
10に照射され、励起光Ｌａの照射により試料から蛍光が
発せられる。分光測定器50は測定を開始し、集光光学系
40を透過した背景光と試料10から発せられた蛍光は分光
部51で分光され、測光部52において前記分光された光の
スペクトルの強度が測定される。照射測定開始から時間
ＴＳ経過後の時刻ｔ2に照射測定は終了し、分光測定器5
0は測定されたスペクトルの測定値を保持したまま測定
を停止して、シャッタ30は閉じられ励起光Ｌａの試料10
への照射も停止する。分光測定器50に保持されている測
定値である背景光ＨＡと蛍光ＫＡの和に相当する照射測
定におけるスペクトルの測定値は時刻ｔ3においてマル
チチャンネルアナライザ140に出力され記憶される。
始されると、シャッタ30は開放され、励起光Ｌａが試料
10に照射され、励起光Ｌａの照射により試料から蛍光が
発せられる。分光測定器50は測定を開始し、集光光学系
40を透過した背景光と試料10から発せられた蛍光は分光
部51で分光され、測光部52において前記分光された光の
スペクトルの強度が測定される。照射測定開始から時間
ＴＳ経過後の時刻ｔ2に照射測定は終了し、分光測定器5
0は測定されたスペクトルの測定値を保持したまま測定
を停止して、シャッタ30は閉じられ励起光Ｌａの試料10
への照射も停止する。分光測定器50に保持されている測
定値である背景光ＨＡと蛍光ＫＡの和に相当する照射測
定におけるスペクトルの測定値は時刻ｔ3においてマル
チチャンネルアナライザ140に出力され記憶される。
【００３２】ここで、試料10に照射される励起光Ｌａの
反射光は試料10が発する蛍光と共に集光光学系40に入射
するが、蛍光の波長はその励起光の波長よりも長波長側
にあるので長波長透過フィルタ41により励起光は除去さ
れる。
反射光は試料10が発する蛍光と共に集光光学系40に入射
するが、蛍光の波長はその励起光の波長よりも長波長側
にあるので長波長透過フィルタ41により励起光は除去さ
れる。
【００３３】次に、照射測定開始の時刻ｔ1から背景光
の強度変化の周期の値Ｓの整数倍である２倍経過した時
刻ｔ4において非照射測定が開始されると、シャッタ30
は閉じられたままで分光測定器50は測定を開始する。し
かし、試料10には励起光Ｌａが照射されていないので蛍
光ＫＢの強度はゼロとなり背景光ＨＢのみのスペクトル
が測定される。照射測定開始から時間ＴＳ経過後の時刻
ｔ6に測定が終了し、シャッタ30は引き続き閉じられた
ままで、分光測定器50はスペクトルの測定値を保持した
まま測定を停止する。分光測定器50に保持されている背
景光ＨＢの測定値に相当する背景光のスペクトル強度分
布の値は時刻ｔ7において照射測定のときと同様にマル
チチャンネルアナライザ140に出力され記憶される。
の強度変化の周期の値Ｓの整数倍である２倍経過した時
刻ｔ4において非照射測定が開始されると、シャッタ30
は閉じられたままで分光測定器50は測定を開始する。し
かし、試料10には励起光Ｌａが照射されていないので蛍
光ＫＢの強度はゼロとなり背景光ＨＢのみのスペクトル
が測定される。照射測定開始から時間ＴＳ経過後の時刻
ｔ6に測定が終了し、シャッタ30は引き続き閉じられた
ままで、分光測定器50はスペクトルの測定値を保持した
まま測定を停止する。分光測定器50に保持されている背
景光ＨＢの測定値に相当する背景光のスペクトル強度分
布の値は時刻ｔ7において照射測定のときと同様にマル
チチャンネルアナライザ140に出力され記憶される。
【００３４】次に、スペクトル強度分布の演算と表示の
作用について説明する。
作用について説明する。
【００３５】前記マルチチャンネルアナライザ140に記
憶された照射測定で得られたスペクトル強度分布の値と
非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値はマルチ
チャンネルアナライザ140によって除算され蛍光スペク
トル強度分布の値が求められる。
憶された照射測定で得られたスペクトル強度分布の値と
非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値はマルチ
チャンネルアナライザ140によって除算され蛍光スペク
トル強度分布の値が求められる。
【００３６】ここで、図３ａ（照射測定により得られた
スペクトル強度分布）図３ｂ（非照射測定により得られ
たスペクトル強度分布）図３ｃ（照射測定で得られたス
ペクトル強度分布から非照射測定により得られたスペク
トル強度分布）に示すように前記測定で得られた照射測
定の測定値に含まれる背景光のスペクトル強度分布の値
ＳＨＡ（図３ａ）と非照射測定の測定値である背景光の
スペクトル強度分布の値ＳＨＢ（図３ｂ）とは測定され
た時刻は異なるが一定の周期のある位相からある位相ま
で同一の位相領域を測定したものなので、スペクトル強
度分布も同一となる。
スペクトル強度分布）図３ｂ（非照射測定により得られ
たスペクトル強度分布）図３ｃ（照射測定で得られたス
ペクトル強度分布から非照射測定により得られたスペク
トル強度分布）に示すように前記測定で得られた照射測
定の測定値に含まれる背景光のスペクトル強度分布の値
ＳＨＡ（図３ａ）と非照射測定の測定値である背景光の
スペクトル強度分布の値ＳＨＢ（図３ｂ）とは測定され
た時刻は異なるが一定の周期のある位相からある位相ま
で同一の位相領域を測定したものなので、スペクトル強
度分布も同一となる。
【００３７】従って、照射測定における測定値である背
景光のスペクトル強度分布の値ＳＨＡと蛍光のスペクト
ル強度分布の値ＳＫＡの和（図３ａ）から非照射測定に
おける測定値である背景光のスペクトル強度分布の値Ｓ
ＨＢ（図３ｂ）を差し引くことにより背景光のスペクト
ル成分を除去した蛍光のスペクトル強度分布の値ＳＫＡ
（図３ｃ）を求めることができる。
景光のスペクトル強度分布の値ＳＨＡと蛍光のスペクト
ル強度分布の値ＳＫＡの和（図３ａ）から非照射測定に
おける測定値である背景光のスペクトル強度分布の値Ｓ
ＨＢ（図３ｂ）を差し引くことにより背景光のスペクト
ル成分を除去した蛍光のスペクトル強度分布の値ＳＫＡ
（図３ｃ）を求めることができる。
【００３８】前記のように求められた蛍光のスペクトル
強度分布ＳＫＡの値は表示器150によって画像として表
示される。
強度分布ＳＫＡの値は表示器150によって画像として表
示される。
【００３９】なお、図２に示すように背景光が一定の定
常成分ｅと周期成分ｆの和であっても、周期成分ｆまた
は定常成分ｅだけから成るものであっても上記演算によ
り背景光のスペクトル成分を除去した蛍光スペクトル強
度分布の値を求めることができることは上記の説明より
明らかである。
常成分ｅと周期成分ｆの和であっても、周期成分ｆまた
は定常成分ｅだけから成るものであっても上記演算によ
り背景光のスペクトル成分を除去した蛍光スペクトル強
度分布の値を求めることができることは上記の説明より
明らかである。
【００４０】また、前記照射測定および非照射測定にお
けるシャッタ30の開放時間すなわち励起光Ｌａの試料10
への照射時間は分光測定器50の測定時間範囲と異なる範
囲でも同様の測定を行うことが可能であり、励起光をパ
ルス状に照射してもよいし、励起光の強度を照射中に変
化させてもよい。
けるシャッタ30の開放時間すなわち励起光Ｌａの試料10
への照射時間は分光測定器50の測定時間範囲と異なる範
囲でも同様の測定を行うことが可能であり、励起光をパ
ルス状に照射してもよいし、励起光の強度を照射中に変
化させてもよい。
【００４１】また、測定の順序は、照射測定の後に非照
射測定を行うことも非照射測定の後に照射測定を行うこ
とも可能である。また、外乱光の周期があらかじめわか
っていれば背景光の周期の測定は必ずしも行う必要はな
く、周期算出器110に既知の背景光周期の値を記憶させ
ておき、その値を用いて測定を行うこともできる。ま
た、すでに選択され測定間隔算出器120の内部に記憶さ
れている整数の値を２としたが整数であれば他の値とす
ることもできる。また、前記照射測定および非照射測定
背景光の強度変化と同期をとる必要はないが、同期する
ことを排除するものではない。
射測定を行うことも非照射測定の後に照射測定を行うこ
とも可能である。また、外乱光の周期があらかじめわか
っていれば背景光の周期の測定は必ずしも行う必要はな
く、周期算出器110に既知の背景光周期の値を記憶させ
ておき、その値を用いて測定を行うこともできる。ま
た、すでに選択され測定間隔算出器120の内部に記憶さ
れている整数の値を２としたが整数であれば他の値とす
ることもできる。また、前記照射測定および非照射測定
背景光の強度変化と同期をとる必要はないが、同期する
ことを排除するものではない。
【００４２】また、上記実施の形態は本発明を蛍光スペ
クトル測定に適用したものについて説明されているが、
集光光学系40の透過フィルタ特性、光源20のランプの波
長特性および帯域フィルタの特性、照射測定および非照
射測定の測定時間および測定時間間隔等を変更すること
により、蛍光のスペクトル測定に限らず、燐光スペクト
ル測定、吸収スペクトル測定および偏光スペクトル測定
等にも適用することができる。
クトル測定に適用したものについて説明されているが、
集光光学系40の透過フィルタ特性、光源20のランプの波
長特性および帯域フィルタの特性、照射測定および非照
射測定の測定時間および測定時間間隔等を変更すること
により、蛍光のスペクトル測定に限らず、燐光スペクト
ル測定、吸収スペクトル測定および偏光スペクトル測定
等にも適用することができる。
【００４３】以上のように本発明の本実施形態のスペク
トル測定装置によれば、試料から発せられる光または試
料により反射される光または試料を透過する光と同じ波
長領域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精
度でスペクトルを測定することができる。
トル測定装置によれば、試料から発せられる光または試
料により反射される光または試料を透過する光と同じ波
長領域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精
度でスペクトルを測定することができる。
【００４４】次に図４および図５を参照して本発明のス
ペクトル測定方法を実施するスペクトル測定装置の第２
の実施形態である蛍光スペクトル強度分布を測定する装
置について説明する。なお図４においては、第１の実施
形態の概略を示す図１中の要素と同等の要素には同番号
を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省
略する。
ペクトル測定方法を実施するスペクトル測定装置の第２
の実施形態である蛍光スペクトル強度分布を測定する装
置について説明する。なお図４においては、第１の実施
形態の概略を示す図１中の要素と同等の要素には同番号
を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省
略する。
【００４５】図４は、本発明のによるスペクトル測定方
法を実施するスペクトル測定装置を適用した蛍光スペク
トルを測定する装置の概略を示す図である。
法を実施するスペクトル測定装置を適用した蛍光スペク
トルを測定する装置の概略を示す図である。
【００４６】本発明の第２の実施形態のスペクトル測定
装置のコントローラ200は、光強度測定器60から背景光
の強度変化の測定値を入力し該強度変化の周期を算出し
てその値を出力する周期算出器110と、前記周期算出器1
10から入力した背景光の強度変化の周期の値と選択され
内部に記憶されている整数の値とを乗算し測定時間間隔
の値として出力する測定時間算出器220と、前記測定時
間算出器120から入力した測定時間の値および予め記憶
されている測定時間間隔の値に基づき分光測光器50、マ
ルチチャンネルアナライザ140およびシャッタ30に対し
て照射測定および非照射測定の開始と終了の信号を出力
し、試料10へ励起光Ｌａを照射して測定を行う照射測定
および試料10へ励起光Ｌａを照射しないで測定を行う非
照射測定のタイミングを制御するタイミングコントロー
ラ230と、前記タイミングコントローラ230のタイミング
制御信号に従って、照射測定で得られたスペクトル強度
分布の値および非照射測定で得られたスペクトル強度分
布の値を入力し記憶して、照射測定のスペクトル強度分
布の値から非照射測定のスペクトル強度分布の値を差し
引く演算を行いその結果を出力するマルチチャンネルア
ナライザ140と、前記マルチチャンネルアナライザ140か
ら入力したスペクトル強度分布の演算結果を表示する表
示器150とから構成される。
装置のコントローラ200は、光強度測定器60から背景光
の強度変化の測定値を入力し該強度変化の周期を算出し
てその値を出力する周期算出器110と、前記周期算出器1
10から入力した背景光の強度変化の周期の値と選択され
内部に記憶されている整数の値とを乗算し測定時間間隔
の値として出力する測定時間算出器220と、前記測定時
間算出器120から入力した測定時間の値および予め記憶
されている測定時間間隔の値に基づき分光測光器50、マ
ルチチャンネルアナライザ140およびシャッタ30に対し
て照射測定および非照射測定の開始と終了の信号を出力
し、試料10へ励起光Ｌａを照射して測定を行う照射測定
および試料10へ励起光Ｌａを照射しないで測定を行う非
照射測定のタイミングを制御するタイミングコントロー
ラ230と、前記タイミングコントローラ230のタイミング
制御信号に従って、照射測定で得られたスペクトル強度
分布の値および非照射測定で得られたスペクトル強度分
布の値を入力し記憶して、照射測定のスペクトル強度分
布の値から非照射測定のスペクトル強度分布の値を差し
引く演算を行いその結果を出力するマルチチャンネルア
ナライザ140と、前記マルチチャンネルアナライザ140か
ら入力したスペクトル強度分布の演算結果を表示する表
示器150とから構成される。
【００４７】その他の構成は第１の実施形態と同様であ
り、第２の実施形態のスペクトル測定装置はコントロー
ラ200の測定時間算出器220およびタイミングコントロー
ラ230の構成および作用が前記第１の実施形態のスペク
トル測定装置と異なるものである。
り、第２の実施形態のスペクトル測定装置はコントロー
ラ200の測定時間算出器220およびタイミングコントロー
ラ230の構成および作用が前記第１の実施形態のスペク
トル測定装置と異なるものである。
【００４８】以下、本第２の実施形態のスペクトル測定
装置を蛍光測定に適用したときの作用について説明す
る。
装置を蛍光測定に適用したときの作用について説明す
る。
【００４９】まず、本スペクトル測定装置の測定時間設
定の作用について説明する。
定の作用について説明する。
【００５０】スペクトル測定装置の測定前の状態では光
源20の水銀ランプ21は点灯しており、その光は帯域フィ
ルタ22を透過することにより中心波長４０５ｎｍのｈ線
の輝線スペクトルの励起光Ｌａとして射出されるが、シ
ャッタ30が閉じているので試料10には励起光Ｌａが照射
されていない。また光強度測定器60は光強度の測定を開
始し測定値をコントローラ200出力している。
源20の水銀ランプ21は点灯しており、その光は帯域フィ
ルタ22を透過することにより中心波長４０５ｎｍのｈ線
の輝線スペクトルの励起光Ｌａとして射出されるが、シ
ャッタ30が閉じているので試料10には励起光Ｌａが照射
されていない。また光強度測定器60は光強度の測定を開
始し測定値をコントローラ200出力している。
【００５１】上記測定前の状態では照射光Ｌａはシャッ
タ30で遮光されているので、照明光に起因する背景光の
みが光強度測定器60で測定され、測定された背景光の強
度変化はコントローラ200に出力されて周期算出器110に
より前記強度変化の周期の値ＳＳが算出される。該算出
された背景光の強度変化の周期の値ＳＳは、測定時間算
出器220によって、すでに選択され測定時間算出器220の
内部に記憶されている整数の値と乗算され測定時間の算
出値ＴＳＳとしてタイミングコントローラ230に出力さ
れる。タイミングコントローラ230は前記算出値を照射
測定および非照射測定にそれぞれ費やす時間の値ＴＳＳ
として記憶し測定時間の設定が終了する。なお、本第２
の実施形態においては、前記すでに選択され測定時間算
出器220の内部に記憶されている整数の値は２し測定に
費やす時間の値ＴＳＳは周期の値ＳＳの２倍とする。
タ30で遮光されているので、照明光に起因する背景光の
みが光強度測定器60で測定され、測定された背景光の強
度変化はコントローラ200に出力されて周期算出器110に
より前記強度変化の周期の値ＳＳが算出される。該算出
された背景光の強度変化の周期の値ＳＳは、測定時間算
出器220によって、すでに選択され測定時間算出器220の
内部に記憶されている整数の値と乗算され測定時間の算
出値ＴＳＳとしてタイミングコントローラ230に出力さ
れる。タイミングコントローラ230は前記算出値を照射
測定および非照射測定にそれぞれ費やす時間の値ＴＳＳ
として記憶し測定時間の設定が終了する。なお、本第２
の実施形態においては、前記すでに選択され測定時間算
出器220の内部に記憶されている整数の値は２し測定に
費やす時間の値ＴＳＳは周期の値ＳＳの２倍とする。
【００５２】次に、照射測定と非照射測定の作用につい
て説明する。
て説明する。
【００５３】タイミングコントローラ230は、測定時間
算出器220から入力した前記測定時間の値ＴＳＳおよび
あらかじめ内部に記憶されている照射測定終了から非照
射測定開始までの時間間隔の値ＴＫＫに基づいて、図５
のタイミングチャートに示すようなタイミングで分光測
定器50、マルチチャンネルアナライザ140およびシャッ
タ30に対して照射測定および非照射測定の開始と終了の
信号を出力しスペクトルの測定を行う。
算出器220から入力した前記測定時間の値ＴＳＳおよび
あらかじめ内部に記憶されている照射測定終了から非照
射測定開始までの時間間隔の値ＴＫＫに基づいて、図５
のタイミングチャートに示すようなタイミングで分光測
定器50、マルチチャンネルアナライザ140およびシャッ
タ30に対して照射測定および非照射測定の開始と終了の
信号を出力しスペクトルの測定を行う。
【００５４】すなわち、時刻ｔ1において照射測定が開
始されると、シャッタ30は開放となり励起光Ｌａが試料
10に照射され、励起光Ｌａの照射により試料から蛍光が
発せられる。分光測定器50は測定を開始し集光光学系40
を透過した背景光と試料10から発せられる蛍光は分光部
51で分光され測光部52において前記分光された蛍光のス
ペクトルの強度が測定される。照射測定開始の時刻ｔ1
から背景光の強度変化の周期ＳＳの整数倍である２倍の
ＴＳＳの時間が経過した時刻ｔ2で照射測定が終了し、
分光測定器50は測定されたスペクトルの測定値を保持し
たまま測定を停止して、シャッタ30は閉じられ励起光Ｌ
ａの試料10への照射も停止する。分光測定器50に保持さ
れている測定値である背景光ＨＡＡと蛍光ＫＡＡの和に
相当する照射測定のスペクトルの値は時刻ｔ3において
マルチチャンネルアナライザ140に出力され記憶され
る。ここで、試料10に照射される励起光Ｌａの反射光は
試料10が発する蛍光と共に集光光学系40に入射するが蛍
光の波長はその励起光の波長よりも長波長側にあるので
長波長透過フィルタ41により励起光は除去される。
始されると、シャッタ30は開放となり励起光Ｌａが試料
10に照射され、励起光Ｌａの照射により試料から蛍光が
発せられる。分光測定器50は測定を開始し集光光学系40
を透過した背景光と試料10から発せられる蛍光は分光部
51で分光され測光部52において前記分光された蛍光のス
ペクトルの強度が測定される。照射測定開始の時刻ｔ1
から背景光の強度変化の周期ＳＳの整数倍である２倍の
ＴＳＳの時間が経過した時刻ｔ2で照射測定が終了し、
分光測定器50は測定されたスペクトルの測定値を保持し
たまま測定を停止して、シャッタ30は閉じられ励起光Ｌ
ａの試料10への照射も停止する。分光測定器50に保持さ
れている測定値である背景光ＨＡＡと蛍光ＫＡＡの和に
相当する照射測定のスペクトルの値は時刻ｔ3において
マルチチャンネルアナライザ140に出力され記憶され
る。ここで、試料10に照射される励起光Ｌａの反射光は
試料10が発する蛍光と共に集光光学系40に入射するが蛍
光の波長はその励起光の波長よりも長波長側にあるので
長波長透過フィルタ41により励起光は除去される。
【００５５】次に、照射測定終了の時刻ｔ2から時間Ｔ
ＫＫが経過した時刻ｔ4において非照射測定が開始され
ると、シャッタ30は閉じられたままで分光測定器50は測
定を開始するが、試料10には励起光Ｌａが照射されてい
ないので蛍光ＫＢＢの強度はゼロとなり背景光ＨＢＢの
みのスペクトルが測定される。照射測定開始からＴＳＳ
時間後の時刻ｔ6に測定が終了されるとシャッタ30は引
き続き閉じられたままで、分光測定器50はスペクトルの
測定値を保持したまま測定を停止する。分光測定器50に
保持されている背景光ＨＢＢに相当する背景光のスペク
トル強度分布の値は時刻ｔ7においてマルチチャンネル
アナライザ140に出力され記憶される。
ＫＫが経過した時刻ｔ4において非照射測定が開始され
ると、シャッタ30は閉じられたままで分光測定器50は測
定を開始するが、試料10には励起光Ｌａが照射されてい
ないので蛍光ＫＢＢの強度はゼロとなり背景光ＨＢＢの
みのスペクトルが測定される。照射測定開始からＴＳＳ
時間後の時刻ｔ6に測定が終了されるとシャッタ30は引
き続き閉じられたままで、分光測定器50はスペクトルの
測定値を保持したまま測定を停止する。分光測定器50に
保持されている背景光ＨＢＢに相当する背景光のスペク
トル強度分布の値は時刻ｔ7においてマルチチャンネル
アナライザ140に出力され記憶される。
【００５６】次に、スペクトル強度分布の演算と表示の
作用について説明する。
作用について説明する。
【００５７】前記マルチチャンネルアナライザ140に記
憶された照射測定で得られたスペクトル強度分布の値と
非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値はマルチ
チャンネルアナライザ140によって除算され蛍光スペク
トル強度分布の値が求められる。
憶された照射測定で得られたスペクトル強度分布の値と
非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値はマルチ
チャンネルアナライザ140によって除算され蛍光スペク
トル強度分布の値が求められる。
【００５８】前記測定で得られた照射測定に含まれる背
景光のスペクトル強度分布と非照射測定における背景光
のスペクトル強度分布とは測定時刻は異なるが一定の周
期の背景光の整数倍の領域を測定したものであるので、
すなわち図５に示される背景光ＨＡＡとＨＢＢはまった
く同一のスペクトルとその強度変化を含むものとみなす
ことができるので、測定されるスペクトル強度分布も同
一のものとなる。
景光のスペクトル強度分布と非照射測定における背景光
のスペクトル強度分布とは測定時刻は異なるが一定の周
期の背景光の整数倍の領域を測定したものであるので、
すなわち図５に示される背景光ＨＡＡとＨＢＢはまった
く同一のスペクトルとその強度変化を含むものとみなす
ことができるので、測定されるスペクトル強度分布も同
一のものとなる。
【００５９】従って、第１の実施形態と同様にマルチチ
ャンネルアナライザ140によって、照射測定によって得
られたスペクトル強度分布の値から非照射測定によって
得られたスペクトル強度分布の値を差し引くことにより
背景光のスペクトル成分を除去した蛍光のスペクトル強
度分布の値を求めることができる。
ャンネルアナライザ140によって、照射測定によって得
られたスペクトル強度分布の値から非照射測定によって
得られたスペクトル強度分布の値を差し引くことにより
背景光のスペクトル成分を除去した蛍光のスペクトル強
度分布の値を求めることができる。
【００６０】前記マルチチャンネルアナライザ140によ
って求められた蛍光スペクトル強度分布の値は表示器15
0に出力され画像として表示される。
って求められた蛍光スペクトル強度分布の値は表示器15
0に出力され画像として表示される。
【００６１】なお、図５に示すように背景光が一定の定
常成分ｅｅと周期成分ｆｆの和であっても、周期成分ｆ
ｆまたは定常成分ｅｅだけから成るものであっても上記
演算により背景光のスペクトル成分を除去した蛍光スペ
クトル強度分布の値を求めることができることは上記の
説明より明らかである。
常成分ｅｅと周期成分ｆｆの和であっても、周期成分ｆ
ｆまたは定常成分ｅｅだけから成るものであっても上記
演算により背景光のスペクトル成分を除去した蛍光スペ
クトル強度分布の値を求めることができることは上記の
説明より明らかである。
【００６２】また、前記照射測定および非照射測定にお
けるシャッタ30の開放時間すなわち励起光Ｌａの試料10
への照射時間は分光測定器50の測定時間範囲と異なる範
囲でも同様の測定を行うことが可能であり、励起光をパ
ルス状に照射してもよいし、励起光の強度を照射中に変
化させてもよい。
けるシャッタ30の開放時間すなわち励起光Ｌａの試料10
への照射時間は分光測定器50の測定時間範囲と異なる範
囲でも同様の測定を行うことが可能であり、励起光をパ
ルス状に照射してもよいし、励起光の強度を照射中に変
化させてもよい。
【００６３】また、測定の順序は、照射測定の後に非照
射測定を行うことも非照射測定の後に照射測定を行うこ
とも可能である。
射測定を行うことも非照射測定の後に照射測定を行うこ
とも可能である。
【００６４】また、外乱光の周期があらかじめ解ってい
れば背景光の周期の測定を行うことは必ずしも必要では
なく、周期算出器110に既知の背景光周期の値を記憶さ
せておき、その値を用いて測定を行うこともできる。ま
た、すでに選択され測定時間算出器220の内部に記憶さ
れている整数の値を２としたが整数であれば他の値とす
ることもできる。また、前記照射測定および非照射測定
背景光の強度変化と同期をとる必要はないが、同期する
ことを排除するものではない。
れば背景光の周期の測定を行うことは必ずしも必要では
なく、周期算出器110に既知の背景光周期の値を記憶さ
せておき、その値を用いて測定を行うこともできる。ま
た、すでに選択され測定時間算出器220の内部に記憶さ
れている整数の値を２としたが整数であれば他の値とす
ることもできる。また、前記照射測定および非照射測定
背景光の強度変化と同期をとる必要はないが、同期する
ことを排除するものではない。
【００６５】また、上記説明による実施の形態は本発明
を蛍光スペクトル測定に適用したものについて説明した
が、分光測定器50の分光特性、集光光学系40の透過フィ
ルタ特性、光源20のランプの波長特性および帯域フィル
タの特性、照射測定および非照射測定の測定時間および
測定時間間隔等を変更することにより、試料から発せら
れる蛍光のスペクトル測定に限らず、試料から発せられ
るラマン光または燐光あるいは試料で反射することによ
り偏光、吸収または減衰される光のスペクトルおよび強
度を計測することができる。
を蛍光スペクトル測定に適用したものについて説明した
が、分光測定器50の分光特性、集光光学系40の透過フィ
ルタ特性、光源20のランプの波長特性および帯域フィル
タの特性、照射測定および非照射測定の測定時間および
測定時間間隔等を変更することにより、試料から発せら
れる蛍光のスペクトル測定に限らず、試料から発せられ
るラマン光または燐光あるいは試料で反射することによ
り偏光、吸収または減衰される光のスペクトルおよび強
度を計測することができる。
【００６６】また、光源20およびシャッタ30を試料10を
挟んで集光光学系40の反対側に配置することにより、光
源から射出される光を試料に照射し、試料を透過した光
を集光光学系40で集光して、前記と同様に試料から発せ
られる蛍光、ラマン光または燐光あるいは試料を透過す
ることにより偏光、吸収または減衰される光のスペクト
ルおよび強度を計測することができる。
挟んで集光光学系40の反対側に配置することにより、光
源から射出される光を試料に照射し、試料を透過した光
を集光光学系40で集光して、前記と同様に試料から発せ
られる蛍光、ラマン光または燐光あるいは試料を透過す
ることにより偏光、吸収または減衰される光のスペクト
ルおよび強度を計測することができる。
【００６７】また、集光光学系40を結像光学系に、分光
測定器50を撮像ユニットに、分光部51をＣＣＤ等を用い
た撮像デバイスに、測光部52を撮像ドライバに、マルチ
チャンネルアナライザ140を画像処理ユニットに変更す
ることにより、測定対象光（試料10から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光）の試料面上の強度分布を結像光学
系により撮像デバイス上に結像し、撮像デバイス上の各
画素で検出される光の強度を撮像ドライバにより画像信
号に変換して画像処理ユニットに出力し、前記画像信号
を入力した画像処理ユニット内にこの画像信号を記憶す
る。ここで、前記と同様にタイミングコントローラから
出力される測定タイミングに従って試料に光を照射して
いるときおよび試料に光を照射していないときに撮像ユ
ニットによる測定を行い測定され変換された画像信号を
画像処理ユニットに出力し、画像ユニットにおいて２つ
の画像信号を差し引く演算を行うことにより、測定対象
光（試料から発せられる蛍光、ラマン光または燐光ある
いは試料により偏光、吸収または減衰される光）の強度
を画像（面情報）として前記と同様に計測することがで
きる。
測定器50を撮像ユニットに、分光部51をＣＣＤ等を用い
た撮像デバイスに、測光部52を撮像ドライバに、マルチ
チャンネルアナライザ140を画像処理ユニットに変更す
ることにより、測定対象光（試料10から発せられる蛍
光、ラマン光または燐光あるいは試料により偏光、吸収
または減衰される光）の試料面上の強度分布を結像光学
系により撮像デバイス上に結像し、撮像デバイス上の各
画素で検出される光の強度を撮像ドライバにより画像信
号に変換して画像処理ユニットに出力し、前記画像信号
を入力した画像処理ユニット内にこの画像信号を記憶す
る。ここで、前記と同様にタイミングコントローラから
出力される測定タイミングに従って試料に光を照射して
いるときおよび試料に光を照射していないときに撮像ユ
ニットによる測定を行い測定され変換された画像信号を
画像処理ユニットに出力し、画像ユニットにおいて２つ
の画像信号を差し引く演算を行うことにより、測定対象
光（試料から発せられる蛍光、ラマン光または燐光ある
いは試料により偏光、吸収または減衰される光）の強度
を画像（面情報）として前記と同様に計測することがで
きる。
【００６８】以上のように本発明の光計測方法および光
計測装置によれば、試料から発せられる光または試料に
より反射される光または試料を透過する光と同じ波長領
域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精度で
スペクトルおよび強度あるいはその画像（面情報）の計
測を行うことができる。
計測装置によれば、試料から発せられる光または試料に
より反射される光または試料を透過する光と同じ波長領
域を含む背景光が存在する環境下であっても高い精度で
スペクトルおよび強度あるいはその画像（面情報）の計
測を行うことができる。
【図１】本発明の光計測装置を蛍光スペクトルの測定に
適用した概略構成図
適用した概略構成図
【図２】スペクトル測定のタイミングチャート図
【図３】照射測定で得られたスペクトル強度分布の値か
ら非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値を差し
引く演算の原理説明図
ら非照射測定で得られたスペクトル強度分布の値を差し
引く演算の原理説明図
【図４】本発明の光計測装置を蛍光スペクトルの測定に
適用した第２の実施形態の概略構成図
適用した第２の実施形態の概略構成図
【図５】第２の実施形態のスペクトル測定のタイミング
チャート図
チャート図
１０ 試料 ２０ 光源 ２１ 水銀ランプ ２２ 帯域フィルタ ３０ シャッタ ４０ 集光光学系 ４１ 長波長透過フィルタ ５０ 分光測定器 ５１ 分光部 ５２ 測光部 ６０ 光強度測定器 １００ コントローラ １１０ 周期算出器 １２０ 測定間隔算出器 １３０ タイミングコントローラ １４０ マルチチャンネルアナライザ ２００ コントローラ ２２０ 測定時間算出器 ２３０ タイミングコントローラ Ｌａ 励起光 ＫＡ 照射測定における蛍光 ＫＢ 非照射測定における蛍光 ＨＡ 照射測定における背景光 ＨＢ 非照射測定における背景光 Ｓ 背景光の強度変化の周期 ＴＳ 照射測定および非照射測定に費やす時間の値 ＴＫ 照射測定開始から非照射測定開始までの時間間
隔の値 ＳＫＡ 照射測定における蛍光のスペクトル強度分布 ＳＨＡ 照射測定における背景光のスペクトル強度分
布 ＳＨＢ 非照射測定における背景光のスペクトル強度
分布 ｆ 背景光の周期成分 ｅ 背景光の定常成分 ＫＡＡ 照射測定における蛍光 ＫＢＢ 非照射測定における蛍光 ＨＡＡ 照射測定における背景光 ＨＢＢ 非照射測定における背景光 ＳＳ 背景光の強度変化の周期 ＴＳＳ 照射測定および非照射測定それぞれに費やす
時間の値 ＴＫＫ 照射測定終了から非照射測定開始までの時間
間隔の値 ｆｆ 背景光の周期成分 ｅｅ 背景光の定常成分
隔の値 ＳＫＡ 照射測定における蛍光のスペクトル強度分布 ＳＨＡ 照射測定における背景光のスペクトル強度分
布 ＳＨＢ 非照射測定における背景光のスペクトル強度
分布 ｆ 背景光の周期成分 ｅ 背景光の定常成分 ＫＡＡ 照射測定における蛍光 ＫＢＢ 非照射測定における蛍光 ＨＡＡ 照射測定における背景光 ＨＢＢ 非照射測定における背景光 ＳＳ 背景光の強度変化の周期 ＴＳＳ 照射測定および非照射測定それぞれに費やす
時間の値 ＴＫＫ 照射測定終了から非照射測定開始までの時間
間隔の値 ｆｆ 背景光の周期成分 ｅｅ 背景光の定常成分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA01 EA01 EA02 EA03 GA02 GB17 GB19 GB21 HA11 JA03 LA03 MA01 NA01 NA06 NA13 2G059 AA02 EE01 EE02 EE03 EE05 EE07 EE12 FF01 GG08 HH01 HH02 HH03 JJ01 JJ23 KK04 MM01 MM10 NN01 2G065 AA04 AA11 AA13 AB02 AB04 AB05 AB10 AB11 AB14 AB22 AB23 AB27 BA04 BB21 BC13 BC22 CA05
Claims (6)
- 【請求項１】 背景光の存在下で、試料に光を照射する
ことにより該試料から発せられる光または試料により反
射される光または試料を透過する光を測定する光計測方
法において、 前記試料に光を照射しているときに前記測定を行う第１
の測定と前記試料に光を照射していないときに前記測定
を行う第２の測定とを前記背景光の強度変化の周期の整
数倍の時間間隔で同一の測定時間に亘って行い、前記第
１の測定により測定された値から第２の測定により測定
された値を差し引くことにより背景光が除去された光を
測定することを特徴とする光計測方法。 - 【請求項２】 背景光の存在下で、試料に光を照射する
ことにより該試料から発せられる光または試料により反
射される光または試料を透過する光を測定する光計測方
法において、 前記試料に光を照射しているときに前記測定を行う第１
の測定と前記試料に光を照射していないときに前記測定
を行う第２の測定とをそれぞれ前記背景光の強度変化の
周期の整数倍の時間に亘って行い、前記第１の測定によ
り測定された値から第２の測定により測定された値を差
し引くことにより背景光が除去された光を測定すること
を特徴とする光計測方法。 - 【請求項３】 前記背景光の強度を測定することにより
前記背景光の強度変化の周期を求めることを特徴とする
請求項１または請求項２記載の光計測方法。 - 【請求項４】 試料に光を照射する手段と、該試料から
発せられる光または試料により反射される光または試料
を透過する光を測定する手段とを備えた光計測装置であ
って、 前記試料に光を照射しているときに前記測定を行う第１
の測定手段と、前記試料に光を照射していないときに前
記測定を行う第２の測定手段と、前記第１の測定と第２
の測定の測定間隔を背景光の強度変化の周期の整数倍の
時間間隔で同一の測定時間に亘って行うように前記測定
手段のタイミングを制御する制御手段と、前記第１の測
定により測定された値から第２の測定により測定された
値を差し引くことにより背景光が除去された光を求める
演算手段とを備えたことを特徴とする光計測装置。 - 【請求項５】 試料に光を照射する手段と、該試料から
発せられる光または試料により反射される光または試料
を透過する光を測定する手段とを備えた光計測装置であ
って、 前記試料に光を照射しているときに前記測定を行う第１
の測定手段と、前記試料に光を照射していないときに前
記測定を行う第２の測定手段と、前記第１の測定時間と
第２の測定時間とをそれぞれ背景光の強度変化の周期の
整数倍の時間に亘って行うように前記測定手段のタイミ
ングを制御する制御手段と、前記第１の測定により測定
された値から第２の測定により測定された値を差し引く
ことにより背景光が除去された光を求める演算手段とを
備えたことを特徴とする光計測装置。 - 【請求項６】 前記背景光の強度を測定することにより
前記背景光の強度変化の周期を求める手段を備えたこと
を特徴とする請求項４または請求項５記載の光計測装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03374199A JP3761734B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 光計測方法および装置 |
| DE60039323T DE60039323D1 (de) | 1999-02-12 | 2000-02-11 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des von einer beleuchteten Probe ausgehenden Lichts mit Eliminierung des Einflusses von Hintergrundlicht |
| US09/502,579 US6597439B1 (en) | 1999-02-12 | 2000-02-11 | Method and apparatus for measurement of light from illuminated specimen eliminating influence of background light |
| EP00102884A EP1035409B1 (en) | 1999-02-12 | 2000-02-11 | Method and apparatus for measurement of light from illuminated specimen eliminating influence of background light |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03374199A JP3761734B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 光計測方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000230903A true JP2000230903A (ja) | 2000-08-22 |
| JP3761734B2 JP3761734B2 (ja) | 2006-03-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03374199A Expired - Fee Related JP3761734B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 光計測方法および装置 |
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300339A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Mitsuo Hashimoto | 非破壊検査装置と非破壊検査方法 |
| JP2010217100A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toyota Motor Corp | 排ガス分析装置 |
| JP2012013657A (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Ihi Infrastructure Systems Co Ltd | 分光分析装置 |
| JP2013246140A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Sony Corp | 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム |
| JP2016024027A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | オリンパス株式会社 | 測定装置および蛍光測定方法 |
| JP2020020641A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光学解析モジュール及び光学解析装置 |
| JP2020511191A (ja) * | 2017-02-10 | 2020-04-16 | ノバダック テクノロジーズ ユーエルシー | オープンフィールドハンドヘルド蛍光イメージングシステムおよび方法 |
| JP2020112378A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | エバ・ジャパン 株式会社 | 評価システム及び評価方法 |
| JP2020189109A (ja) * | 2015-11-13 | 2020-11-26 | ノバダック テクノロジーズ ユーエルシー | ターゲットの照明およびイメージングのためのシステムおよび方法 |
| CN113167646A (zh) * | 2018-10-05 | 2021-07-23 | 英国研究与创新组织 | 拉曼光谱仪 |
| US11298024B2 (en) | 2016-01-26 | 2022-04-12 | Stryker European Operations Limited | Configurable platform |
| US11363215B2 (en) | 2017-08-29 | 2022-06-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light observation apparatus |
| US11756674B2 (en) | 2016-06-14 | 2023-09-12 | Stryker European Operations Limited | Methods and systems for adaptive imaging for low light signal enhancement in medical visualization |
| US11770503B2 (en) | 2006-12-22 | 2023-09-26 | Stryker European Operations Limited | Imaging systems and methods for displaying fluorescence and visible images |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP03374199A patent/JP3761734B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US11930278B2 (en) | 2015-11-13 | 2024-03-12 | Stryker Corporation | Systems and methods for illumination and imaging of a target |
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| US11756674B2 (en) | 2016-06-14 | 2023-09-12 | Stryker European Operations Limited | Methods and systems for adaptive imaging for low light signal enhancement in medical visualization |
| JP2020511191A (ja) * | 2017-02-10 | 2020-04-16 | ノバダック テクノロジーズ ユーエルシー | オープンフィールドハンドヘルド蛍光イメージングシステムおよび方法 |
| US11140305B2 (en) | 2017-02-10 | 2021-10-05 | Stryker European Operations Limited | Open-field handheld fluorescence imaging systems and methods |
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| JP2020020641A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光学解析モジュール及び光学解析装置 |
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| JP7190561B2 (ja) | 2018-10-05 | 2022-12-15 | ユナイテッド キングダム リサーチ アンド イノベーション | ラマン分光計 |
| JP2022502660A (ja) * | 2018-10-05 | 2022-01-11 | ユナイテッド キングダム リサーチ アンド イノベーション | ラマン分光計 |
| CN113167646A (zh) * | 2018-10-05 | 2021-07-23 | 英国研究与创新组织 | 拉曼光谱仪 |
| JP7306673B2 (ja) | 2019-01-08 | 2023-07-11 | エバ・ジャパン 株式会社 | 評価システム及び評価方法 |
| JP2020112378A (ja) * | 2019-01-08 | 2020-07-27 | エバ・ジャパン 株式会社 | 評価システム及び評価方法 |
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