JP6512913B2 - 光照射装置と光透過特性の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として皮膚や細胞の光特性を調べるために用いる光照射装置に関するものである。特に複数の光源からの光を混合し、複数の出射端から射出することのできる光照射装置を提供する。また、光照射装置を用いた光透過特性の測定方法を提供する。

化粧品業界では、皮膚の紫外線に対する影響が検討されてきた。そのため、紫外線からの影響を低減する商品も開発されている。一方、皮膚の近赤外線に対する影響についての検討はほとんどされていない。しかし、近赤外線は皮膚や細胞に対して影響を及ぼすと考えられており、実験による検討が要望されている。

このような検討を行うには、正確な条件を安定して再現することのできる光照射装置が必要である。光源は強度や波長に関して揺らぎを持っており、皮膚や細胞に対する影響を調べるためには、この揺らぎの影響の有無を検知できる必要がある。また、皮膚に及ぼす影響については、複数の近赤外線領域の光がそれぞれ異なる影響を及ぼすことが予想できる。

また、赤外線と紫外線の混在した光の影響も検討する要望がある。したがって、複数の波長の光を混ぜた混合光を照射できることが必要となる。さらに、光に対する遮光性を検討する場合には、同一の光を複数のサンプルに照射する必要がある。遮光性物質があるサンプルと無いサンプルでの比較を行うためである。

また、光源には強度に偏りが発生するが、サンプルに照射する光にはこのような強度の偏りはないようにしたい。この要求は結局、複数のサンプルに同一の強度および強度分布の光を当てる必要があることに帰納する。

このような新しい要望に対して、従来の光照射装置としては、特許文献１のものが知られている。これは光源からの光を分岐レンズを使って複数の光に分け、光ファイバを使って複数のサンプルに光を照射できるようにしたものである。

特許文献２は、はんだ付け用の加熱、細型ポリウレタン線の被覆除去、あるいは樹脂の加熱加工などに適した光ビーム照射装置である。ここでは、光源の光強度分布の偏りを除去するために、複数の光ファイバ素線を束ねたバンドルファイバであって、これらの光ファイバ素線の出射端における相対位置は、入射端における相対位置に対してランダムに配置されたバンドルファイバを用いている。

特開２０１１−１２４３７４号公報 特開平０４−１０５７８４号公報

特許文献１の光照射装置は、１つの光源から複数の光を照射することができる。しかし、光源の光強度の分布の偏りは抑制できない。また、同一光源から光を分岐するため、各出射端では光の強度が低下する。また、光の分岐を分岐レンズで行うため、複数の光源からの光を混合するのは、容易ではない。

特許文献２に示されたバンドルファイバは、入射端において光の強度分布に偏りがあったとしても、出射端ではその偏りがなくなり、平均化した光を射出することができる。しかしながら、複数の光源からの光を混合したり、同一光を複数の出射端から射出することについては、なんらの開示も示唆もない。

特に、これらの従来技術を合わせても、波長の異なる光を混合し、複数の出射端から照射する光照射装置を得る事はできない。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたもので、複数の出射端から均一な光を照射することができ、また異なる波長の光を混ぜた混合光を照射することのできる光照射装置を提供する。

より具体的に本発明に係る光照射装置は、
複数本の光ファイバ素線を束ねた光ファイバ素線群の入射端に対して出射端での前記光ファイバ素線の配置をランダムに配置し、２つ以上の前記入射端と被測定用、標準サンプル用、光源安定保証用の少なくとも３つ以上の前記出射端が設けられたバンドルファイバと、
前記入射端に光を出射する複数の光源装置と、
前記出射端に配置された光センサ装置と、
前記光源安定保証用の出射端における前記光源装置から光が出射されていない状態のダークスペクトルの測定値と、前記光源安定保証用の前記出射端から光を出射した状態の測定値の差分を出力する制御装置を有することを特徴とする。

本発明に係る光照射装置は、複数の光源装置からの光をバンドルファイバで混ぜ合わせ、複数の出射端から出射することとしたので、複雑な光学系を取り扱う必要がなく、容易に出射端の設置や光源装置の交換が可能である。

また、同一波長の光源装置を複数台用いることで、出射端を複数個設けても、個々の出射端からの光強度が低下しない。これは１台の強度の高い光源装置を用意するより経済的である。

また、波長の異なる光源装置を用いることで、複数波長の混合光を出射することもできる。また、入射端と出射端のバンドルファイバの光ファイバ素線の配列をランダムにすることで、光源装置の光強度の分布の偏りを出射端では解消する事ができる。

また、同一波長、同一強度、で光強度の分布の偏りのない光を複数個得る事ができるので、同一条件での照射検査ができ、しかも、１つの出射端をコントロールとして使用すれば、検査中の光源装置の揺らぎをモニタし、信頼性の高い検査が可能になる。

また、本発明に係る光照射装置は、光源装置とバンドルファイバの間に、波長選択フィルタを挿入するので、所望の波長の光を照射することができる。また、光源装置に、シャッターを備えることで、所定の時間だけ、光源の光を照射することができる。

本発明に係る光照射装置の構成を示す図である。 光源装置の集光器の部分の拡大図である。 バンドルファイバの構成を示す図である。 光透過特性を測定する場合の光照射装置の構成の一例を示す図である。 光源装置からの光の波長特性の例を示す図である。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、本発明の趣旨を逸脱しないかぎりにおいて、変更することができる。

（実施の形態１）
図１に本発明に係る光照射装置の構成を示す。光照射装置１は、複数の光源装置１０と、バンドルファイバ２０を含む。光源装置１０は、複数個用いることができる。ここでは２個（それぞれ１０ａ、１０ｂとする。）として説明を続ける。これらの光源装置１０は、それぞれ同一波長の光を出射してもよいし、異なる波長の光を出射してもよい。

光源装置１０の種類は、特に限定されない。照射したい波長の光を発することができる光源装置であればよい。例えば、キセノンランプ（キセノンアークランプ）は好適に使用することができる。紫外域から赤外域までの広い波長範囲で連続スペクトルを発生することができるので、フィルタ１６を使う事で、所望の波長の光を得ることができるからである。

しかし、照射する光の波長が予め決まっている場合は、その波長の光を発生することのできるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やレーザーを用いてもよい。以下は光源装置１０としてキセノンランプを用いた場合を例として説明を続ける。

図２に光源装置１０の簡単な構成を示す。光源装置１０には、発光源１２と集光器１４が備えられる。バンドルファイバ２０の入射端２０ｉｎに光を集めるためである。発光源１２は、２つの電極１２ｓ、１２ｔが対向して設けられている。電極１２ｓ、１２ｔは光軸１２ａと重なるように配置される。電極１２ｓ、１２ｔのほぼ中心が発光点１２ｐとみなせる。

集光器１４は、楕円鏡面１４ａと、楕円鏡面１４ａに延設された球面鏡面１４ｂで構成されている。発光源１２の発光点１２ｐは、楕円鏡面１４ａの第１焦点１４ａａに配置される。

集光器１４では、発光点１２ｐからの光を出射端１０ｏｕｔで、光軸１２ａに対して所定の入射角αになるように集光する。後述する光ファイバ素線２２（図３参照）への最大入射角度θｍａｘ以下にしなければバンドルファイバ２０に光を通せないからである。

図２に示すように、光源装置１０にキセノンランプを用い、電極１２ｓ、１２ｔを光軸１２ａに一致させるように配置すると、光源装置１０からの光は、主に光軸に対して直角方向（水平方向）に放出される。そして、それらの光は楕円鏡面１４ａで反射される。光軸１２ａ上の光線量は原理的に零である。従って、集光器１４では、最大入射角度θｍａｘ付近の光線量が多い光線が作製される。発光点１２ｐと球面鏡面１４ｂおよび楕円鏡面１４ａで作製された光線は、光源装置１０の出射端１０ｏｕｔから出射される。このように、発光源１２と集光器１４の組み合わせによって、光源装置１０から射出される光は強
度に分布を有する。

集光器１４と出射端１０ｏｕｔの間には光学フィルタ１６が配置される。所望の波長の光（ここでは紫外線）以外の波長を減衰させるためである。また、光軸１２ａ上にシャッター１８が設けられる。シャッター１８は、外部からの制御信号によって、開閉できるものが好適に利用できる。もちろん、手動のシャッター１８を排除するものではない。

楕円鏡面１４ａの第２焦点１４ａｂからさらに離れた位置にはバンドルファイバ２０の入射端２０ｉｎが配置される。なお、バンドルファイバ２０の入射端２０ｉｎは、光源装置１０の出射端１０ｏｕｔである。つまり、光源装置１０の出射端１０ｏｕｔはバンドルファイバ２０の入射端２０ｉｎに接続されている。第２焦点１４ａｂから入射端２０ｉｎ（出射端１０ｏｕｔ）までの距離Ｌは、第２焦点１４ａｂで集光された光が入射端２０ｉｎの面積程度に広がる距離であればよい。入射端２０ｉｎ全体に光を入射させるためである。

バンドルファイバ２０は、入射端２０ｉｎと出射端１０ｏｕｔが複数個設けられたファイバである。図３にバンドルファイバ２０の詳細な構成を示す。バンドルファイバ２０は、複数の光ファイバ素線２２を束ねた光ファイバ素線群２４が複数個集まったものである。光ファイバ素線２２は、直径およそ２００μｍのもので、材質は特に限定されない。しかし、検査に使用する光源の波長の光強度損失が少ないものが望ましい。

光ファイバ素線群２４は、光ファイバ素線２２を数百本束ねたものである。ここで束ねる光ファイバ素線２２の本数は、分割する出射端２０ｏｕｔの数に依存する。したがって、数千本束ねてもよい。この光ファイバ素線群２４をさらに複数本束ねてバンドルファイバ２０とする。束ねられた光ファイバ素線群２４は、長さ方向の途中で、混合分岐部２６を有する。混合分岐部２６では、光ファイバ素線群２４の全ての光ファイバ素線２２が混ぜ合わされ、出射端２０ｏｕｔの数に分岐される。

混合分岐部２６は、光ファイバ素線群２４の束をランダムに混ぜてから出射端２０ｏｕｔの数に分岐してもよいし、それぞれの光ファイバ素線群２４を出射端２０ｏｕｔの数に分岐させた後に各光ファイバ素線２２をランダムになるように、混ぜ合わせてもよい。

図３には入射端が２つ（入射端２０ｉｎａ、２０ｉｎｂ）あり、出射端２０ｏｕｔは３つ（出射端２０ｏｕｔａ、２０ｏｕｔｂ、２０ｏｕｔｃ）がある場合を例示する。もちろんこれは１例であり、入射端２０ｉｎおよび出射端２０ｏｕｔの数はこれに限定されない。入射端２０ｉｎａ、２０ｉｎｂは、光ファイバ素線群２４ａ、２４ｂの端面にあたる。入射端２０ｉｎａ、２０ｉｎｂでの入射面は、光ファイバ素線群２４を構成する複数の光ファイバ素線２２の端面がそろえられることで構成されている。入射端２０ｉｎａの光ファイバ素線２２の端面を黒丸で表し、入射端２０ｉｎｂの光ファイバ素線２２の端面を白丸で表す。

混合分岐部２６では、光ファイバ素線群２４ａ、２４ｂの光ファイバ素線２２が混合され、３つに分岐される。出射端２０ｏｕｔａ、２０ｏｕｔｂ、２０ｏｕｔｃでは、入射端２０ｉｎａの光ファイバ素線２２（端面が黒丸）と、入射端２０ｉｎｂの光ファイバ素線２２（端面の白丸）の他端が、ランダムに配置される。

ここでランダムに配置されるとは、いずれの出射端２０ｏｕｔから射出される光において、入射端２０ｉｎａから入射された光も、入射端２０ｉｎｂから入射された光も、一様に光を出射されると判断できる程度に、光ファイバ素線２２を配置することをいう。より具体的には、どの出射端２０ｏｕｔａ、２０ｏｕｔｂ、２０ｏｕｔｃにおいても入射端２０ｉｎａの光ファイバ素線２２（黒丸）と入射端２０ｉｎｂの光ファイバ素線２２（白丸）が一様に配置され、その結果照射される光の強度に違いがないとみなせる状態を言う。

また、どの出射端２０ｏｕｔにおいても、各入射端２０ｉｎの端面の中心付近にある光ファイバ素線２２と周辺にある光ファイバ素線２２の数が同じであって、しかもこれらの光ファイバ素線２２も出射端２０ｏｕｔの端面で一様に配置されていることをいう。このような配置にすることで、各光源装置１０の出射端１０ｏｕｔにおける光強度の分布の偏りを排除し、バンドルファイバ２０の出射端２０ｏｕｔから照射される光は、中心でも、周辺でも均一な光強度となる。

このように、各光ファイバ素線群２４の光ファイバ素線２２を配置することで、出射端２０ｏｕｔから射出される光は、入射端２０ｉｎａから入射された光も入射端２０ｉｎｂから入射した光も、同様に射出することができる。この出射端２０ｏｕｔから射出される光は、入射端２０ｉｎａからの光と入射端２０ｉｎｂからの光の混合光といってよい。

なお、各出射端２０ｏｕｔでは、入射端２０ｉｎａの光ファイバ素線２２と入射端２０ｉｎｂの光ファイバ素線２２とを同数ずつ、混在させる例を示したが、その割合を変化させてもよい。すなわち、入射端２０ｉｎａからの光ファイバ素線２２の数を入射端２０ｉｎｂからの光ファイバ素線２２の数より多く構成してもよい。

この場合、入射端２０ｉｎｂに配置する光ファイバ素線２２の数を入射端２０ｉｎａに配置する光ファイバ素線２２の数より少なくするようにしてもよい。また、入射端２０ｉｎｂでは入射端２０ｉｎａでの光ファイバ素線２２の数と同じにし、混合分岐部２６で不要な光ファイバ素線２２をカットしてもよい。ここでは、出射端２０ｏｕｔにおける入射端２０ｉｎａの光ファイバ素線２２と入射端２０ｉｎｂの光ファイバ素線２２の数は同じとして説明を続ける。

このように構成した出射端２０ｏｕｔから射出される光は、入射端２０ｉｎａから入射された光も入射端２０ｉｎｂから入射された光も、同じ強度で出力され、また、それぞれの光で光源装置１０のもつ強度分布の偏りも解消された略均一光を得ることができる。

図１を再び参照して、光源装置１０とバンドルファイバ２０の入射端２０ｉｎはそれぞれ接続される。バンドルファイバ２０の出射端２０ｏｕｔａ、２０ｏｕｔｂ、２０ｏｕｔｃは、それぞれ、スタンド等（図示せず）に固定される。そして、出射端２０ｏｕｔに対向させて、照射対象物５０を配置する。

照射対象物５０は、もちろん限定されるものではない。たとえば、試験サンプルとなる細胞であってもよい。照射対象物５０を細胞にする場合は、細胞を培養したウエルを出射端２０ｏｕｔの下に配置する。また、皮膚の場合であれば、それぞれ被験者若しくは被験動物の皮膚に直接出射端２０ｏｕｔを当ててもよい。

出射端２０ｏｕｔは複数個あるので、１つをモニタ用として使用することができる。つまり、照射対象物５０に照射した光がどのような状態であるかを観測しながら照射することができる。この際、出射端２０ｏｕｔから射出される光は、強度、強度分布、周波数の混在比などを同じにすることができるので、照射対象物５０がどのような光を照射されたのかを、照射対象物５０への光照射をなんら妨げることなく、モニタすることができる。

通常このような測定は、光照射を行う前に出射端２０ｏｕｔからの光を光センサ装置３０で測定し、所定のスペックを満たすか否かを確認し、その後光照射を行う。しかし、そのような手順を踏むと、実際に光照射を行っている間に光源装置１０で強度等の揺らぎが発生しても、それを知ることができない。しかし、照射対象物５０に照射している光と同じ光を、照射中にモニタすることができれば、非常に信頼性の高い光照射を行うことができる。

したがって、本発明に係る光照射装置１は、このモニタ用の出射端（仮に出射端２０ｏｕｔｃとする。）に、光センサ装置３０を配置することができる。光センサ装置３０は、出射端２０ｏｕｔｃからの光に強度、強度分布や周波数の揺らぎが生じた場合、これを検知することができる。また、光センサ装置３０の出力を記録する記録装置３２を接続してもよい。なお、光センサ装置３０は、光センサ素子３０ａと、測定器３０ｂで構成される。

なお、図１に示すように、他の出射端２０ｏｕｔａと２０ｏｕｔｂにも光センサ装置（図は省略）を取り付けてもよい。照射対象物５０の光吸収の程度を計測するためである。

本発明に係る光照射装置１は、さらに制御器４０を有していてもよい。ここで制御器４０とは、駆動に十分早いクロックを有するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）が好適に利用できる。すでに説明したように、光源装置１０には、シャッター１８が設けられている。制御器４０はこのシャッター１８の開閉を制御する。シャッター１８の制御は、複数の光源装置１０のシャッター１８について別々に制御できるようにする。

より具体的には、制御器４０は、光源装置１０ａのシャッター１８ａに対して指示信号Ｃｓａを送信し、光源装置１０ｂのシャッター１８ｂに対して指示信号Ｃｓｂを送信する。シャッター１８ａ、１８ｂはこの指示信号Ｃｓａ、Ｃｓｂによって開閉する。

このように構成すれば、全てのシャッター１８ａ、１８ｂを同時に開閉することもできるし、複数の光源装置１０のシャッター１８ａ、１８ｂの開閉のタイミングを所望の時間だけずらすこともできる。なお、シャッター１８は、出射端２０ｏｕｔに設けてもよい。しかし、出射端２０ｏｕｔにシャッター１８を設けると、出射端２０ｏｕｔの大きさが嵩高くなる。もちろん、本発明はシャッター１８が出射端２０ｏｕｔに設けられることを排除しない。

また、制御器４０は、光センサ装置３０の測定器３０ｂからの信号Ｓｓを受信してもよい。この信号Ｓｓは、記録装置３２に記録される信号を同じであってもよい。制御器４０は、測定器３０ｂからの信号Ｓｓを常時監視することで、照射されている光の強度や波長等があらかじめ決められた閾値を越え、一定の光が照射されていると言えないと判断できる場合は、外部に対してその旨の通告信号を出力するようにしてもよい。

以上の構成を有する光照射装置１についてその動作を説明する。光源装置１０ａ、１０ｂは、光照射を行う前に電源が入れられる。光源装置１０の温度を一定にするためである。光源装置１０のウォームアップといってもよい。光源装置１０のウォームアップが終了したら、出射端２０ｏｕｔと照射対象物５０を対向させる。出射端２０ｏｕｔと照射対象物５０との間の距離は照射の目的によって、予め決めておく。また、照射時間も予め決めておく。照射時間は制御器４０に入力しておくのがよい。

出射端２０ｏｕｔと照射対象物５０との距離が決まったら、使用者は制御器４０に指示を出す。制御器４０は、予め決められたタイミングで光源装置１０のシャッター１８を開き、そして予め決められた時間後にシャッター１８を閉じる。

この間、光センサ装置３０は照射された光の状態をモニタし、記録装置３２に記録する。したがって、照射した光の照射時間、強度、強度分布、波長の揺らぎといった光照射のプロファイルを残しておく事ができる。このプロファイルは、一定時間毎に計測してもよいし、光を照射している間連続的に計測してもよい。

また、照射対象物５０の遮光性を調べるために、出射端２０ｏｕｔｃに純水を置き、出射端２０ｏｕｔａ、および２０ｏｕｔｂに照射対象物５０を配置させ、透過光の照度を調べてもよい。純水やグリセリンは基準サンプルと好適である。

光源装置１０を同じ種類の光源装置にしておくことで、１つの光源装置１０から複数の出射端２０ｏｕｔを取り出す場合と比較して、１つの出射端２０ｏｕｔからの光強度が低下することを抑制することができる。

例えば、光源装置１０を３台用意し、上記の説明のように出射端２０ｏｕｔを３つ設けることで、１つの出射端２０ｏｕｔからの光量は、１台の光源装置１０からの光量と同じにすることができる。これは発光量が３倍の光源装置１０を１台作成するよりはるかに経済的である。

また、光源装置１０を波長の異なる光を出射する光源装置とすることで、複数の波長が混在した混合光を照射対象物５０に照射することができる。これによって、複数の波長が照射された時の照射対象物５０の挙動を確認することができる。

（実施の形態２）
図４に本実施の形態に係る光照射装置２の構成を示す。光照射装置２は、照射対象物５０ａ、５０ｂに対して、規定の放射照度の光を照射し、透過光量を測定する。光照射装置２は、図１の光照射装置１と比較すると、照射対象物５０ａ、５０ｂに対してそれぞれ独立した光センサ装置３４、３６が備えられる。光センサ装置３４、３６は、それぞれ光センサ素子３４ａ、３６ａと、測定器３４ｂ、３６ｂで構成されている。また、光センサ装置３０、３４、３６は制御器４０と接続されている。制御器４０にはディスプレイ４０ａ、キーボード等の入力装置４０ｂおよび記録装置３２も接続されている。他の構成は図１と同じである。

測定器３０ｂ、３４ｂ、３６ｂは、一度に多数の波長の光を検出することのできるポリクロメータ方式を用いる。照射対象物５０ａ、５０ｂの光透過特性の周波数依存性を測定するためである。また、積算光量を測定できるものを用いる。「放射照度」は単位面積に対して単位時間当たりに流れる放射エネルギーである。したがって、放射照度を知るには、積算光量を測定できる必要があるからである。

次に光照射装置２を用いた測定方法について説明する。照射対象物５０ａは、被測定物である。これは例えば化粧品等に用いられる光透過を防御できる物質若しくは組成物であったり、細胞を用いることができる。照射対象物５０ｂは、所謂ブランクに相当するものである。ブランクは、照射対象物５０ａがスライドガラス上に固定されている場合は、スライドガラス単体である。またガラスボトムシャーレ中の溶剤中に照射対象物５０ａが固定されている場合は、同じガラスボトムシャーレと溶剤だけである。ブランクは、照射対象物５０ａを固定する治具とも言える。

また、ブランクは、特定の物質であってもよい。例えば、純水、規定の組成のガラスなどの透明体といったものであってもよい。この場合は、ブランクは、標準サンプルとも言える。

光センサ装置３０、３４、３６は予め標準の光を用いて強度、および周波数特性について、校正されているものとする。すなわち、同じ光に対して、光センサ装置３０、３４、３６は同じ強度測定値、同じ周波数特性を出力する。

光源装置１０ａ、１０ｂは予め電源を入れておき、ウォームアップを行っておく。次に、積算時間を設定する。積算時間は照射対象物５０ａ、光照射装置２に用いられるバンドルファイバー２０に用いられる光ファイバーの直径などで、予め決められているものとする。

次にシャッター１８ａ、１８ｂを閉じたままで、光センサ装置３０、３４、３６で測定を行う。これをダークスペクトルの取得と呼ぶ。光センサ装置３０、３４、３６のダークスペクトルの測定結果をＰｄｏ、Ｐｄｂ、Ｐｄａとする。ダークスペクトルは、測定系のオフセット分と考えてよい。

次にシャッター１８ａ、１８ｂを開いて光センサ装置３０、３４、３６で測定を行う。この際まだ照射対象物５０ａ、５０ｂは設置されていない。この時の光センサ装置３０、３４、３６の測定結果をＰｆｏ、Ｐｆｂ、Ｐｆａとする。

バンドルファイバ２０は、光ファイバ素線２２の本数を同じにしてあれば測定値Ｐｆｏ、Ｐｆｂ、Ｐｆａは同じになるはずである。しかし、実際には光ファイバ素線２２の本数が異なっていたり、断線したものがまぎれていることもあり、同じ値にはならない場合もある。測定値Ｐｆｏ、Ｐｆｂ、Ｐｆａを測定しておけば、各バンドルファイバ２０の伝送効率を後から補正することができる。

次に照射対象物５０ａ、５０ｂを、出射端２０ｏｕｔａと出射端２０ｏｕｔｂの下にそれぞれセットする。照射対象物５０ｂはブランクである。そして、予め決められた時間の照射を行い、光センサ装置３０、３４、３６での測定を行う。この時の測定値をＰｔｏ、Ｐｔｂ、Ｐｔａとする。

光照射装置２は２つの光源装置１０ａ、１０ｂを有している。したがって、２つの波長帯域の光を照射することができる。もちろん、バンドルファイバ２０の原理から光源装置１０は、３つ以上の光源を用意し、４つ以上の出射端２０ｏｕｔに振り分けても良い。異なる波長帯域の光を照射する場合、光源装置１０のフィルタ１６を変更することで、照射光を構成する。

図５に、照射光として近赤外光を用いる場合を例示する。図５の全てのグラフで横軸は照射光の波長であり、縦軸は照射光強度（任意単位）である。なお、ここで近赤外光とは、波長９００ｎｍから１７００ｎｍの光をいう。図５中で、実線はフィルタ１６ａを通過した照射光強度であり、点線はフィルタ１６ｂを通過した照射光強度を表す。図５（ａ）には、光源装置１０ａ、１０ｂのフィルタ１６ａ、１６ｂはともに近赤外全帯域の場合を示す。このように、使用するフィルタ１６ａ、１６ｂは同じものを用いてもよい。

また、図５（ｂ）には、フィルタ１６ａで９００ｎｍから１１００ｎｍの波長の照射光を作り、フィルタ１６ｂで１５００ｎｍから１７００ｎｍの波長の照射光を作る例を示す。

また、図５（ｃ）に示すように、光源装置１０ａのフィルタ１６ａで波長１２００ｎｍ±２０ｎｍの照射光を作り、光源装置１０ｂのフィルタ１６ｂで波長１５００ｎｍ±２０ｎｍの照射光を作る場合を示す。光照射装置２は、このように２つの波長帯域で同一強度を有する光を、照射対象物５０ａとブランクである照射対象物５０ｂに照射することができる。もちろん、フィルタ１６ａとフィルタ１６ｂの特性は、この値以外の値であってもよい。

これらの測定値は制御器４０を介して記録装置３２に記録される。記録されたこれらのデータは、少なくとも次のように処理される。

＜ダークスペクトルの補正＞
測定された測定値Ｐｔｂ、Ｐｔａは、照射対象物５０ｂと照射対象物５０ａのときの光センサ装置３４と光センサ装置３６による測定値である。測定値Ｐｔｂは照射対象物５０ｂがブランクのときの測定値である。また測定値Ｐｔａは照射対象物５０ａが、測定対象物のときの測定値である。

光センサ装置３４と光センサ装置３６の測定値Ｐｄｂ、Ｐｄａは、光がまったく入ってこないとき（ダークスペクトル）の測定値である。したがって、照射対象物５０ａ、５０ｂからダークスペクトルの測定値を差し引いたものが、実質的な測定値となる。すなわち、制御器４０は、実質的なブランクの光透過量の測定値Ｐｔｂ−Ｐｄｂと照射対象物５０ａの光透過量の測定値Ｐｔａ−Ｐｄａをダークスペクトルの補正値として算出する。

＜評価＞
これらの測定結果は、任意の評価処理を行って評価結果を出すことができる。一例として、照射対象物５０ａの測定値Ｐｔａ−Ｐｄａとブランクの測定値Ｐｔｂ−Ｐｄｂについて、同一波長での強度を比較し、その差若しくはその比を求めるなどである。また、所定の波長範囲の測定値を積算したもの同士を比較してもよい。

なお、光センサ装置３０の測定値Ｐｔｏ−Ｐｄｏ（ダークスペクトル分を補償した値）は、測定中の光源装置１０ａ、１０ｂの安定性を保証するものである。つまり、測定中に光源装置１０ａ、１０ｂのどちらか若しくは両方が出力変動を起こしたとすると、通常測定している光量とは異なる値となるのでわかる。したがって、光源装置１０ａ、１０ｂが安定している中で測定が行われたと言う保証となる。評価には、この光センサ装置３０の値が測定中に変動していない情報を付加してもよい。

本発明は、化粧品、医療薬、メガネ（レンズのコーティング）、ガラス、ガラス建材、フィルム、衣服、治療機器といった商品において、複数の光源装置を利用する光照射装置として好適に利用できる。

１、２ 光照射装置
１０、１０ａ、１０ｂ 光源装置
１０ｏｕｔ 出射端
１２ 発光源
１２ａ 光軸
１２ｐ 発光点
１２ｓ、１２ｔ 電極
１４ 集光器
１４ａ 楕円鏡面
１４ａａ 第１焦点
１４ａｂ 第２焦点
１４ｂ 球面鏡面
１６、１６ａ、１６ｂ フィルタ
１８、１８ａ、１８ｂ シャッター
２０ バンドルファイバ
２０ｉｎ、２０ｉｎａ、２０ｉｎｂ 入射端
２０ｏｕｔ、２０ｏｕｔａ、２０ｏｕｔｂ、２０ｏｕｔｃ 出射端
２２ 光ファイバ素線
２４、２４ａ、２４ｂ 光ファイバ素線群
２６ 混合分岐部
３０ 光センサ装置
３０ａ 光センサ素子
３０ｂ 測定器
３２ 記録装置
３４、３６ 光センサ装置
３４ａ、３６ａ 光センサ素子
３４ｂ、３６ｂ 測定器
４０ 制御器
４０ａ ディスプレイ
４０ｂ 入力装置
５０ 照射対象物
５０ａ、５０ｂ 照射対象物

Claims (7)

1. 複数本の光ファイバ素線を束ねた光ファイバ素線群の入射端に対して出射端での前記光ファイバ素線の配置をランダムに配置し、２つ以上の前記入射端と被測定用、標準サンプル用、光源安定保証用の少なくとも３つ以上の前記出射端が設けられたバンドルファイバと、
   前記入射端に光を出射する複数の光源装置と、
   前記出射端に配置された光センサ装置と、
   前記光源安定保証用の出射端における前記光源装置から光が出射されていない状態のダークスペクトルの測定値と、前記光源安定保証用の前記出射端から光を出射した状態の測定値の差分を出力する制御装置を有することを特徴とする光照射装置。
2. 前記複数の光源装置の１つが出射する光の波長は、他の光源装置が出射する光波長と異なる事を特徴とする請求項１に記載された光照射装置。
3. 前記光源装置の発光点と前記入射端の間に波長選択フィルタが配置されたことを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された光照射装置。
4. 前記光源装置の発光点と前記入射端の間にシャッターが配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載された光照射装置。
5. 前記シャッターを開閉できる制御器を有することを特徴とする請求項４に記載された光照射装置。
6. 前記制御器はタイマによって前記シャッターを開閉することを特徴とする請求項５に記載された光照射装置。
7. 請求項１の光照射装置の前記出射端から照射光を出さない状態のダークスペクトルを計測する工程と、
   前記光照射装置の前記出射端に照射対象物とブランクを配置する工程と、
   前記照射対象物と前記ブランクに前記光源装置からの光を前記バンドルファイバを介して照射する工程と、
   前記照射対象物と前記ブランクを通過した光を前記光源装置から出射される光ごとに積算測定する工程と、
   前記積算測定した結果から前記ダークスペクトルの測定値を差し引く工程を有している照射対象物の光透過特性の測定方法。