JPH073364B2 - 光ファイバ分光計/比色計装置 - Google Patents
光ファイバ分光計/比色計装置Info
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- JPH073364B2 JPH073364B2 JP61505514A JP50551486A JPH073364B2 JP H073364 B2 JPH073364 B2 JP H073364B2 JP 61505514 A JP61505514 A JP 61505514A JP 50551486 A JP50551486 A JP 50551486A JP H073364 B2 JPH073364 B2 JP H073364B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、特に生産環境において用いられることを意図
した光ファイバ分光計/比色計装置に関する。
した光ファイバ分光計/比色計装置に関する。
従来技術 従来の品質の優れた分光計及び比色計はしばしば、生産
環境において使用するには適合性に劣る装置であった。
一般に、正確な測定は、これら装置を研究室において使
用することによってのみ得ることができる。これら装置
では、使用に先立ち、比較的長時間の装置の較正操作を
必要とし、検査のためサンプルを取出した後に個々の測
定を行なっていた。このことはまた、分光計または比色
計が受取るエネルギ量に依存してかなりの時間を要し、
その結果、この種の装置を連続的な生産ラインと関連付
けることは比較的困難となるという問題を生じていた。
環境において使用するには適合性に劣る装置であった。
一般に、正確な測定は、これら装置を研究室において使
用することによってのみ得ることができる。これら装置
では、使用に先立ち、比較的長時間の装置の較正操作を
必要とし、検査のためサンプルを取出した後に個々の測
定を行なっていた。このことはまた、分光計または比色
計が受取るエネルギ量に依存してかなりの時間を要し、
その結果、この種の装置を連続的な生産ラインと関連付
けることは比較的困難となるという問題を生じていた。
発明の概要 本発明の目的は、分光計及び比色計の両方として用いる
ことができる分光計/比色計装置にあり、この装置は特
にコンパクトな一体化された組立体の形態で提供され、
規則的な間隔においてあるいはユーザの要求時に装置の
較正操作を行なうことができ、また非常に正確かつ非常
に迅速な個々の測定を実施することができるものであ
る。
ことができる分光計/比色計装置にあり、この装置は特
にコンパクトな一体化された組立体の形態で提供され、
規則的な間隔においてあるいはユーザの要求時に装置の
較正操作を行なうことができ、また非常に正確かつ非常
に迅速な個々の測定を実施することができるものであ
る。
この目的のために、本発明は、分光計及び比色計として
使用するのに適した光ファイバ分光計/比色計装置を提
供するものであり、同装置は入射部及び光検出器を含む
分光計からなり、制御用マイクロプロセッサと下記の構
成要素を保持するオプトエレクトロニクス印刷回路板と
を組合わせることにより構成されることを特徴とするも
のである。即ちこれらの要素とは、 分光計の入射部で終り、かつ測定経路の切換えを可能に
するシャッタが嵌込まれた少なくとも2本の光ファイバ
測定経路、 前記分光計の入射部に至る少なくとも2つの光ファイバ
較正経路と、該光ファイバ較正経路のそれぞれと連結す
る単色基準光発光部と、を含む光検出器のための波長較
正手段、 光検出器を有する分光計、及び 光検出器からの出力信号を読取るための電気回路であ
る。
使用するのに適した光ファイバ分光計/比色計装置を提
供するものであり、同装置は入射部及び光検出器を含む
分光計からなり、制御用マイクロプロセッサと下記の構
成要素を保持するオプトエレクトロニクス印刷回路板と
を組合わせることにより構成されることを特徴とするも
のである。即ちこれらの要素とは、 分光計の入射部で終り、かつ測定経路の切換えを可能に
するシャッタが嵌込まれた少なくとも2本の光ファイバ
測定経路、 前記分光計の入射部に至る少なくとも2つの光ファイバ
較正経路と、該光ファイバ較正経路のそれぞれと連結す
る単色基準光発光部と、を含む光検出器のための波長較
正手段、 光検出器を有する分光計、及び 光検出器からの出力信号を読取るための電気回路であ
る。
ゆえに、本発明による装置は、一枚のオプトエレクトロ
ニクス印刷回路板上に集積化された下記の要素を有する
単一の組立体からなる。即ち、 分光計、 分光計較正装置、及び 光ファイバを光のスペクトル及び/または色が測定され
る地点まで延長させるだけでよい測定経路、である。こ
こで、前記測定地点は、本装置からかなりの距離に置く
ことができる。
ニクス印刷回路板上に集積化された下記の要素を有する
単一の組立体からなる。即ち、 分光計、 分光計較正装置、及び 光ファイバを光のスペクトル及び/または色が測定され
る地点まで延長させるだけでよい測定経路、である。こ
こで、前記測定地点は、本装置からかなりの距離に置く
ことができる。
本発明の別の特徴によれば、前記光検出器は、入射部す
なわち入射スロットにおける測定経路及び較正経路の光
ファイバ端部が重ね合わせられた高さに対し、等しいか
又はそれ以上の高さのストリップを形成する。例えば分
光計の光学系組立体が1/1の拡大率を有する場合には、
光検出器のストリップの高さは前記入射スロットにおけ
る重ね合わされた光ファイバ端部全体の高さと等しい。
すべての光検出器が、光ファイバの端部から放出された
光を受光することができる。
なわち入射スロットにおける測定経路及び較正経路の光
ファイバ端部が重ね合わせられた高さに対し、等しいか
又はそれ以上の高さのストリップを形成する。例えば分
光計の光学系組立体が1/1の拡大率を有する場合には、
光検出器のストリップの高さは前記入射スロットにおけ
る重ね合わされた光ファイバ端部全体の高さと等しい。
すべての光検出器が、光ファイバの端部から放出された
光を受光することができる。
測定経路及び較正経路の光ファイバ端部が分光計の入射
部において重ね合わせられるので、該入射部に至る以前
には、これら測定又は較正経路を光結合体(カプラ)等
により相互に連結する必要がなく、各光ファイバ端部か
ら放出される光は混合されない。よって、異なる光を分
離させるためのシャッタを設ける必要がない。したがっ
て、測定経路又は較正経路を伝達される光は、分光計の
入射部に至るまで混合されず、カプラ等による光損失の
影響を排除することができる。
部において重ね合わせられるので、該入射部に至る以前
には、これら測定又は較正経路を光結合体(カプラ)等
により相互に連結する必要がなく、各光ファイバ端部か
ら放出される光は混合されない。よって、異なる光を分
離させるためのシャッタを設ける必要がない。したがっ
て、測定経路又は較正経路を伝達される光は、分光計の
入射部に至るまで混合されず、カプラ等による光損失の
影響を排除することができる。
本発明の更に別の特徴によれば、入射スロットの巾は光
ファイバのコア径よりも小さく、これにより装置の解像
度を向上させることができる。
ファイバのコア径よりも小さく、これにより装置の解像
度を向上させることができる。
本発明の更に他の特徴によれば、測定経路のシャッタ
は、その位置を電気的に検知するための電気的手段を含
む。該電気的手段により、シャッタの位置を電気的に検
知することで、測定の有効性を確認することを可能にす
る。
は、その位置を電気的に検知するための電気的手段を含
む。該電気的手段により、シャッタの位置を電気的に検
知することで、測定の有効性を確認することを可能にす
る。
複数の測定経路を備える分光計または比色計を用いて測
定を行なう際、唯1つの測定経路が開かれており、且つ
他の経路が確実に閉じられていることが確認できること
は重要である。
定を行なう際、唯1つの測定経路が開かれており、且つ
他の経路が確実に閉じられていることが確認できること
は重要である。
本発明の更に他の特徴によれば、上記の測定経路は、本
装置が分光計として作動する時は独立的な分光計の測定
経路を構成し、また比色計として作動する時は光源と結
合する対照経路及び前記光源により照射される対象物と
結合する少なくとも1つの測定経路を構成する。
装置が分光計として作動する時は独立的な分光計の測定
経路を構成し、また比色計として作動する時は光源と結
合する対照経路及び前記光源により照射される対象物と
結合する少なくとも1つの測定経路を構成する。
有利なことには、前記光源は、対照経路と、光ファイバ
及びY字形結合器(カプラ)を介して照射されるべき対
象物と、の双方に結合する。
及びY字形結合器(カプラ)を介して照射されるべき対
象物と、の双方に結合する。
このため、光が照射された対象物の色の測定を改善す
る。
る。
本発明の更に他の特徴によれば、段階的な濃度の補償フ
ィルタにより形成される焦点面補正装置が、光検出器の
ストリップの上全体に配置されており、光ファイバから
放出される光のスペクトルの青色領域での望ましくない
透過特性を補償し、かつ格子からの二次回折を除去す
る。光ファイバにより多色光が伝達される場合には、光
スペクトルの青色成分は、他の成分に比して大きく減衰
することになる。この減衰はまた、光ファイバの長さに
依存して増加する。焦点面補正装置を分光計及び光検出
器の間に配置することにより、透過光の他の成分も減衰
させ、実質的に同じ光強度すなわち同じエネルギ束の光
を光検出器に到達させることができる。
ィルタにより形成される焦点面補正装置が、光検出器の
ストリップの上全体に配置されており、光ファイバから
放出される光のスペクトルの青色領域での望ましくない
透過特性を補償し、かつ格子からの二次回折を除去す
る。光ファイバにより多色光が伝達される場合には、光
スペクトルの青色成分は、他の成分に比して大きく減衰
することになる。この減衰はまた、光ファイバの長さに
依存して増加する。焦点面補正装置を分光計及び光検出
器の間に配置することにより、透過光の他の成分も減衰
させ、実質的に同じ光強度すなわち同じエネルギ束の光
を光検出器に到達させることができる。
よって、この焦点面補正装置の使用により、第1にエネ
ルギ束を減殺する青色フィルタの使用を避けること、第
2に光検出器に達する種々の異なる可視光スペクトル線
のエネルギ束が同じ大きさとなることを保証することを
可能にする。
ルギ束を減殺する青色フィルタの使用を避けること、第
2に光検出器に達する種々の異なる可視光スペクトル線
のエネルギ束が同じ大きさとなることを保証することを
可能にする。
当然、使用される段階的な濃度の補償フィルタの種類
は、測定経路を構成する光ファイバの長さ及び使用され
る光源のスペクトルの種類に依存する。
は、測定経路を構成する光ファイバの長さ及び使用され
る光源のスペクトルの種類に依存する。
本発明の更に他の特徴によれば、上記のオプトエレクト
ロニクス回路板上に取付けられた電気回路は、光検出器
により受取られるエネルギ束を測定し、受取ったエネル
ギ束を光検出器の飽和閾値と比較し、この飽和閾値より
低いが、できるだけ高いレベルを有する信号を得るよう
に、積分時間を設定することにより、光検出器の積分時
間を自動的に調整するための回路を含む。
ロニクス回路板上に取付けられた電気回路は、光検出器
により受取られるエネルギ束を測定し、受取ったエネル
ギ束を光検出器の飽和閾値と比較し、この飽和閾値より
低いが、できるだけ高いレベルを有する信号を得るよう
に、積分時間を設定することにより、光検出器の積分時
間を自動的に調整するための回路を含む。
このため、測定の精度を向上させ、またスペクトル及び
色の測定値の信号/ノイズ比(S/N比)を改善する。
色の測定値の信号/ノイズ比(S/N比)を改善する。
光検出器の積分時間を自動的に調整する回路は、マイク
ロプロセッサの制御下でプログラム可能なクロックを含
む。
ロプロセッサの制御下でプログラム可能なクロックを含
む。
更に、光検出器のストリップの出力信号の検出値を読取
るための読取り装置は、マルチプレックス読取り回路を
有しており、光検出器の読み取りを行なう頻度は一定で
あり、かつ積分時間には依存しない。
るための読取り装置は、マルチプレックス読取り回路を
有しており、光検出器の読み取りを行なう頻度は一定で
あり、かつ積分時間には依存しない。
望ましくは、信号/ノイズ比を改善するために、読取り
頻度は最も短い積分時間の関数として調整される。
頻度は最も短い積分時間の関数として調整される。
本発明の更に他の特徴によれば、光検出器から読取られ
た信号を処理する回路は、例えば12ビットのディジタル
出力を生じるアナログ/ディジタル・変換器を含む。
た信号を処理する回路は、例えば12ビットのディジタル
出力を生じるアナログ/ディジタル・変換器を含む。
上記のクロックが11ビット単位でプログラム可能である
場合、本発明の装置での回路は、光検出器の積分時間を
自動的に調整して、得られる信号が光検出器のデイナミ
ック・レンジの90%と等しい値を持たせるようにするこ
とが可能である。
場合、本発明の装置での回路は、光検出器の積分時間を
自動的に調整して、得られる信号が光検出器のデイナミ
ック・レンジの90%と等しい値を持たせるようにするこ
とが可能である。
更に、本発明による装置はまた、光検出器により受取ら
れるエネルギ束及び対応する積分時間の関数として、あ
る測定のために光検出器を読み取るべき回数を決定する
回路を含むことを特徴とする。
れるエネルギ束及び対応する積分時間の関数として、あ
る測定のために光検出器を読み取るべき回数を決定する
回路を含むことを特徴とする。
積分時間は、受取られるエネルギ束の関数として、約1
秒乃至1ミリ秒の範囲内で変動してもよいので、積分時
間が長い場合には少数回の測定を行ない、またエネルギ
束が大きくかつ積分時間が短い場合には多数回の測定を
行なうことが、測定速度にとって望ましい。
秒乃至1ミリ秒の範囲内で変動してもよいので、積分時
間が長い場合には少数回の測定を行ない、またエネルギ
束が大きくかつ積分時間が短い場合には多数回の測定を
行なうことが、測定速度にとって望ましい。
本装置はまた、規則的な周期毎に、もしくはユーザの要
求に際して、全ての測定経路を閉鎖することにより光検
出器ノイズを測定するためにも使用することができる。
またノイズ信号はメモリーに格納され、測定回路が開か
れる時に得られる信号測定値から控除することもでき
る。
求に際して、全ての測定経路を閉鎖することにより光検
出器ノイズを測定するためにも使用することができる。
またノイズ信号はメモリーに格納され、測定回路が開か
れる時に得られる信号測定値から控除することもでき
る。
本装置は、オプトエレクトロニクス回路板上に設けられ
た較正手段により、周期的にもしくはユーザの要求時の
いずれでも、定められた波長のスペクトル線に対して光
検出器を自動的に設定するために使用することもでき
る。産業環境においては、装置が衝撃、振動もしくは熱
応力に曝されることが生じる場合があり、そのいずれも
光検出器のストリップを分光計に対して移動させるおそ
れがある。このような移動は機械的な観点からは重要で
はないが、分光計または比色計の測定のためには更に遥
かに重要となり得る。
た較正手段により、周期的にもしくはユーザの要求時の
いずれでも、定められた波長のスペクトル線に対して光
検出器を自動的に設定するために使用することもでき
る。産業環境においては、装置が衝撃、振動もしくは熱
応力に曝されることが生じる場合があり、そのいずれも
光検出器のストリップを分光計に対して移動させるおそ
れがある。このような移動は機械的な観点からは重要で
はないが、分光計または比色計の測定のためには更に遥
かに重要となり得る。
その結果、装置自体に対する組立て公差をそれほど厳し
くする必要はない。
くする必要はない。
実施例として述べる下記の記述においては、図面を参照
する。
する。
図面の簡単な説明 第1図は本発明による装置の概略図、及び 第2図は本装置の測定経路のシャッタの更に詳細な図で
ある。
ある。
発明の最良の実施形態 最初に、本発明による分光計/比色計装置を示す図であ
る第1図を参照する。
る第1図を参照する。
本装置は、主として、制御用マイクロプロセッサ10とオ
プトエレクトロニクス印刷回路板12とを組合わせること
により構成され、このオプトエレクトロニクス印刷回路
板の概要は点線内に表わされている。該回路板上には下
記のものが載置される。即ち、 例えば、入射スロット16を備えるリトロー(Littrow)
光学系を用いる回折格子形分光計14と、 例えばシリコン・フォトダイオードである光検出器20の
ストリップ18と、である。
プトエレクトロニクス印刷回路板12とを組合わせること
により構成され、このオプトエレクトロニクス印刷回路
板の概要は点線内に表わされている。該回路板上には下
記のものが載置される。即ち、 例えば、入射スロット16を備えるリトロー(Littrow)
光学系を用いる回折格子形分光計14と、 例えばシリコン・フォトダイオードである光検出器20の
ストリップ18と、である。
これらの光検出器20は、電気回路と結合しており、両者
とも回路板12上に載置されている。一般に参照番号22で
示される電気回路は、例えばマルチプレックス読み取り
回路等の光検出器の電荷を読み取るための回路と、例え
ば12ビットのディジタル出力を生じるアナログ/ディジ
タル・変換器と、例えば11ビットを使用する光検出器20
の積分時間を決定するためのプログラム可能なクロック
と、バッファ・メモリーと、ディジタル化データを処理
するための回路を含む。
とも回路板12上に載置されている。一般に参照番号22で
示される電気回路は、例えばマルチプレックス読み取り
回路等の光検出器の電荷を読み取るための回路と、例え
ば12ビットのディジタル出力を生じるアナログ/ディジ
タル・変換器と、例えば11ビットを使用する光検出器20
の積分時間を決定するためのプログラム可能なクロック
と、バッファ・メモリーと、ディジタル化データを処理
するための回路を含む。
回路板12はまた、光検出器20の波長を較正するための波
長較正手段を保持し、該手段は本例においては、単色基
準光発光部である2つの発光ダイオード(LED)24及び
光ファイバ較正経路26で構成される。該LED24は、マイ
クロプロセッサ10の制御下で任意に直流で駆動され、ま
た2つの較正経路を構成する光ファイバ26を介して分光
計の入射スロット16と連結している。各LED24は、駆動
されると、ある波長の光線を放射する。この2つのLED
の放射光の波長は、可視光スペクトルにおいて相互に適
当に離れており、例えば青色光と赤色光等の組み合わせ
が好ましい。
長較正手段を保持し、該手段は本例においては、単色基
準光発光部である2つの発光ダイオード(LED)24及び
光ファイバ較正経路26で構成される。該LED24は、マイ
クロプロセッサ10の制御下で任意に直流で駆動され、ま
た2つの較正経路を構成する光ファイバ26を介して分光
計の入射スロット16と連結している。各LED24は、駆動
されると、ある波長の光線を放射する。この2つのLED
の放射光の波長は、可視光スペクトルにおいて相互に適
当に離れており、例えば青色光と赤色光等の組み合わせ
が好ましい。
さらに、回路板12上には、2つの光ファイバ測定経路28
も設けられている。各測定経路の一端部は、分光計に対
する入射スロット16に配設される。各測定経路の他端部
は、回路板12上に置かれた連結器(カプラ)30を介し
て、必要に応じて非常に長くてもよい光ファイバにより
形成される測定経路32に連結されている。
も設けられている。各測定経路の一端部は、分光計に対
する入射スロット16に配設される。各測定経路の他端部
は、回路板12上に置かれた連結器(カプラ)30を介し
て、必要に応じて非常に長くてもよい光ファイバにより
形成される測定経路32に連結されている。
さらに、回路板12上に載置された各測定経路28には、第
2図に示される形式のシャッタ34が嵌込まれている。こ
のシャッタは、マイクロプロセッサ10の制御下で任意に
直流で駆動され、対応する測定経路28を開放または遮蔽
するよう作用する。
2図に示される形式のシャッタ34が嵌込まれている。こ
のシャッタは、マイクロプロセッサ10の制御下で任意に
直流で駆動され、対応する測定経路28を開放または遮蔽
するよう作用する。
しかしながら、測定経路28及び較正経路26は、入射部16
において重ね合わされるまでは、カプラ等により相互に
結合されない。よって、カプラ等により生じていた光損
失の影響を排除することができる。また、両経路26及び
28からの光は、入射部16に至るまで混合されることがな
い。よって、異なる光を分離するためのシャッタ等を途
中の経路に設ける必要がない。
において重ね合わされるまでは、カプラ等により相互に
結合されない。よって、カプラ等により生じていた光損
失の影響を排除することができる。また、両経路26及び
28からの光は、入射部16に至るまで混合されることがな
い。よって、異なる光を分離するためのシャッタ等を途
中の経路に設ける必要がない。
本装置が比色計として使用される時は、本装置は光源36
と結合される。該光源36は、例えば、基準のスペクトル
放射を発光するランプで構成されており、光ファイバ38
及びY字形結合器(カプラ)40を介して、第一に回路板
12から外れた測定経路32の一方の入力部に連結し、第二
に光ファイバ42及び照射されるべき対象物44に連結して
いる。ここで、回路板12の測定経路32の他方の端部もま
た、前記対象物44に向いている。Y字形結合器40は、例
えば、入口部で受取るエネルギ束の一部を第1の測定経
路32に通過させ、かつエネルギ束の残部を対象物44に向
けて通過させるように設けられてもよい。
と結合される。該光源36は、例えば、基準のスペクトル
放射を発光するランプで構成されており、光ファイバ38
及びY字形結合器(カプラ)40を介して、第一に回路板
12から外れた測定経路32の一方の入力部に連結し、第二
に光ファイバ42及び照射されるべき対象物44に連結して
いる。ここで、回路板12の測定経路32の他方の端部もま
た、前記対象物44に向いている。Y字形結合器40は、例
えば、入口部で受取るエネルギ束の一部を第1の測定経
路32に通過させ、かつエネルギ束の残部を対象物44に向
けて通過させるように設けられてもよい。
よって、第1の測定経路32は、対象物44により受取られ
る光の分光測定のための対照経路を構成するが、一方、
他の測定経路32は、対象物44により反射されて且つ対象
物の色で変成された光に対する分光測定経路を構成して
いる。
る光の分光測定のための対照経路を構成するが、一方、
他の測定経路32は、対象物44により反射されて且つ対象
物の色で変成された光に対する分光測定経路を構成して
いる。
望ましくは、エネルギ消費及び熱の放散を制限するた
め、対照経路に結合するシャッタ34は静止位置にある時
(即ち、付勢されていない時)には閉じられており、測
定経路に結合するシャッタ34は、静止位置にある時(即
ち、付勢されていない時)には開かれる。これは対象物
44で反射された光が、一般に、ランプ36により発光され
る対照光よりも遥かに頻繁に測定されるためである。
め、対照経路に結合するシャッタ34は静止位置にある時
(即ち、付勢されていない時)には閉じられており、測
定経路に結合するシャッタ34は、静止位置にある時(即
ち、付勢されていない時)には開かれる。これは対象物
44で反射された光が、一般に、ランプ36により発光され
る対照光よりも遥かに頻繁に測定されるためである。
本装置が専ら分光計として使用される時は、Y字形結合
器40と連結されない測定経路32を単独で使用すること
も、あるいは、もし異なる地点に対する2つの測定経路
が(例えば組立ラインに)要求されるならば、第1の測
定経路32を結合器40から分離して、その端部を所望の場
所に置くこともできる。
器40と連結されない測定経路32を単独で使用すること
も、あるいは、もし異なる地点に対する2つの測定経路
が(例えば組立ラインに)要求されるならば、第1の測
定経路32を結合器40から分離して、その端部を所望の場
所に置くこともできる。
必要に応じて、経路にシャッタを嵌込み、回路板12上の
測定経路28に対する入射部に連結している共通の分岐路
を備えるY字形結合器40等の光結合器(カプラ)を2つ
一組に連結することにより、測定経路の数を、増加して
もよい。
測定経路28に対する入射部に連結している共通の分岐路
を備えるY字形結合器40等の光結合器(カプラ)を2つ
一組に連結することにより、測定経路の数を、増加して
もよい。
測定経路28及び較正経路26を形成する光ファイバの端部
は、分光計に対する入射スロット16において、相互に重
ね合わせられる。従って、すべての光検出器20は、光フ
ァイバ端部から放出される光をすべて受光可能な高さと
ならねばならず、その高さは光ファイバの重ね合わせら
れた端部の高さと対応しなければならない。拡大率1/1
を有するリトロー光学系を有する分光計を用いる場合
は、光検出器20の高さは測定経路及び較正経路を構成す
る4本の光ファイバの重ね合わせられた端部の高さに対
して前記受光可能な高さであり、且つ少なくとも等しく
なければならない。換言すれば、光検出器20の高さは、
1本の光ファイバの直径の4倍に等しい。
は、分光計に対する入射スロット16において、相互に重
ね合わせられる。従って、すべての光検出器20は、光フ
ァイバ端部から放出される光をすべて受光可能な高さと
ならねばならず、その高さは光ファイバの重ね合わせら
れた端部の高さと対応しなければならない。拡大率1/1
を有するリトロー光学系を有する分光計を用いる場合
は、光検出器20の高さは測定経路及び較正経路を構成す
る4本の光ファイバの重ね合わせられた端部の高さに対
して前記受光可能な高さであり、且つ少なくとも等しく
なければならない。換言すれば、光検出器20の高さは、
1本の光ファイバの直径の4倍に等しい。
入射スロット16の巾は、1本の光ファイバのコアの直径
よりも小さいことが望ましく、これにより分光計の解像
度を増大させる。例えば、1本の光ファイバが約200μ
のコア径を有する時、入射スロット16の巾は50μでよ
い。例えば測定を行なうために更に多くのエネルギ束が
要求される時は、当然更に広いスロットを使用すること
もできる。
よりも小さいことが望ましく、これにより分光計の解像
度を増大させる。例えば、1本の光ファイバが約200μ
のコア径を有する時、入射スロット16の巾は50μでよ
い。例えば測定を行なうために更に多くのエネルギ束が
要求される時は、当然更に広いスロットを使用すること
もできる。
第1図から判るように、段階的な濃度の補償フィルタで
形成される焦点面補正装置46を光検出器20のストリップ
の上全体に置いて、これら光検出器のストリップが全
て、同じ程度の大きさのエネルギ束を受取り、望ましく
は光検出器が全て、略々等しいエネルギ束を受取るよう
にする。
形成される焦点面補正装置46を光検出器20のストリップ
の上全体に置いて、これら光検出器のストリップが全
て、同じ程度の大きさのエネルギ束を受取り、望ましく
は光検出器が全て、略々等しいエネルギ束を受取るよう
にする。
光ファイバにより伝達される光は、スペクトルの青色領
域においては透過性が劣り、その結果、分光計に入るス
ペクトルの青色成分のエネルギ束は、赤色成分のエネル
ギ束よりも遥かに減衰する。また減衰度は、測定経路を
構成する光ファイバの長さが長くなると増大する。焦点
面補正装置46は、光検出器20に対する実質的に均一なエ
ネルギ束を回復するよう作用する。すなわち、焦点面補
正装置46の段階的な濃度の補償フィルタにより、透過光
の青色以外の成分を減衰させることができ、実質的に同
じ光強度つまりエネルギが、光検出器に到達することに
なる。更に、この焦点面補正装置の使用は、入射エネル
ギ束の一部のみを通す1組の青色フィルタを使用するよ
りも望ましい。
域においては透過性が劣り、その結果、分光計に入るス
ペクトルの青色成分のエネルギ束は、赤色成分のエネル
ギ束よりも遥かに減衰する。また減衰度は、測定経路を
構成する光ファイバの長さが長くなると増大する。焦点
面補正装置46は、光検出器20に対する実質的に均一なエ
ネルギ束を回復するよう作用する。すなわち、焦点面補
正装置46の段階的な濃度の補償フィルタにより、透過光
の青色以外の成分を減衰させることができ、実質的に同
じ光強度つまりエネルギが、光検出器に到達することに
なる。更に、この焦点面補正装置の使用は、入射エネル
ギ束の一部のみを通す1組の青色フィルタを使用するよ
りも望ましい。
次に、第1図に示される装置の回路板12の測定経路28上
に取付けられるシャッタ34の図である第2図を参照す
る。
に取付けられるシャッタ34の図である第2図を参照す
る。
この測定経路28は、2本の整合された光ファイバ48を備
え、その対面する端部は非常に狭い間隔で隔てられ、こ
の間隙を小さな板50が、光ファイバ48に対して直角に移
動する。この板50は、マイクロプロセッサ10の制御下で
直流で駆動される小型の電磁石54の可動鉄心52に対して
結合されている。板50は、電磁石54が付勢されるかどう
かに従って、光ファイバ48の両端部間で移動させられ、
あるいは端部から離れるように移動させられる開口56を
有する。
え、その対面する端部は非常に狭い間隔で隔てられ、こ
の間隙を小さな板50が、光ファイバ48に対して直角に移
動する。この板50は、マイクロプロセッサ10の制御下で
直流で駆動される小型の電磁石54の可動鉄心52に対して
結合されている。板50は、電磁石54が付勢されるかどう
かに従って、光ファイバ48の両端部間で移動させられ、
あるいは端部から離れるように移動させられる開口56を
有する。
開示の事例においては、電磁石54が付勢されていない時
は、開口56は、光ファイバ48の両端部に対向しておら
ず、すなわち開口56は、2本の光ファイバ48の端部間か
ら外れた位置にあるので、これらの光ファイバにより形
成される基準測定経路が遮蔽される。電磁石54が付勢さ
れると、開口56は光ファイバ48の両端部間に位置して、
測定又は基準経路が開かれる。
は、開口56は、光ファイバ48の両端部に対向しておら
ず、すなわち開口56は、2本の光ファイバ48の端部間か
ら外れた位置にあるので、これらの光ファイバにより形
成される基準測定経路が遮蔽される。電磁石54が付勢さ
れると、開口56は光ファイバ48の両端部間に位置して、
測定又は基準経路が開かれる。
電磁石54から最も離れた板50の端部は、2つの固定接点
60、62と共働するのに適する導電性の帯片58を支持して
いる。接点の一方は接地され、他方は電源と接続され、
導電性の帯片58と、固定接点60及び62と、が、前記シャ
ッタ34の位置を電気的に検知し、測定の有効性を確認す
るための電気的手段であるスイッチを形成する。電磁石
54が付勢されると、このスイッチは閉路され、電流が対
応する回路を流れるので、板50が適正に移動させられた
こと及び光ファイバ48により形成される測定又は対照経
路が開かれることを電気的に検知することができる。逆
に、電磁石54が付勢されていない時は、前記スイッチが
開かれ、これにより対応する測定又は対照経路が遮蔽さ
れていることを電気的に検知することができる。
60、62と共働するのに適する導電性の帯片58を支持して
いる。接点の一方は接地され、他方は電源と接続され、
導電性の帯片58と、固定接点60及び62と、が、前記シャ
ッタ34の位置を電気的に検知し、測定の有効性を確認す
るための電気的手段であるスイッチを形成する。電磁石
54が付勢されると、このスイッチは閉路され、電流が対
応する回路を流れるので、板50が適正に移動させられた
こと及び光ファイバ48により形成される測定又は対照経
路が開かれることを電気的に検知することができる。逆
に、電磁石54が付勢されていない時は、前記スイッチが
開かれ、これにより対応する測定又は対照経路が遮蔽さ
れていることを電気的に検知することができる。
具体例として、板50は長さが数mm、巾が1乃至2mmであ
り、厚さは非常に薄く、即ち0.1mm以下であって、電磁
石54により約1mmの行程にわたって移動するよう変位さ
せることができる。開口56は、コア径が200μの光ファ
イバ48の場合に、約500μの直径を有する。
り、厚さは非常に薄く、即ち0.1mm以下であって、電磁
石54により約1mmの行程にわたって移動するよう変位さ
せることができる。開口56は、コア径が200μの光ファ
イバ48の場合に、約500μの直径を有する。
上記の装置は下記の如く作動する。即ち、 光検出器20の較正操作は、マイクロプロセッサ10の制御
下で周期的に、あるいはまたユーザの要求時に、自動的
に行なうことができる。このために、測定経路28上のシ
ャッタ34が閉じられる。測定は、LED24の一方を点灯
し、他方を消灯し、次に、点灯しているLEDを消灯し、
消灯しているLEDを点灯することにより行なわれる。こ
れらの測定は、ある長さの所定の時間間隔で規則的に反
復される。いくつかの測定結果が整合することを確認す
るため、また例えば機械的な衝撃または熱衝撃(サーマ
ルショック)あるいは振動から生じるおそれがある偶発
的な定常偏差(オフセット)に従って、必要に応じて光
検出器20のストリップを自動的に再較正するために、最
初の測定結果はメモリーに格納され、以降の測定結果と
比較される。
下で周期的に、あるいはまたユーザの要求時に、自動的
に行なうことができる。このために、測定経路28上のシ
ャッタ34が閉じられる。測定は、LED24の一方を点灯
し、他方を消灯し、次に、点灯しているLEDを消灯し、
消灯しているLEDを点灯することにより行なわれる。こ
れらの測定は、ある長さの所定の時間間隔で規則的に反
復される。いくつかの測定結果が整合することを確認す
るため、また例えば機械的な衝撃または熱衝撃(サーマ
ルショック)あるいは振動から生じるおそれがある偶発
的な定常偏差(オフセット)に従って、必要に応じて光
検出器20のストリップを自動的に再較正するために、最
初の測定結果はメモリーに格納され、以降の測定結果と
比較される。
スペクトル測定を行なうために、両方のLED24が消灯さ
れたままに保持され、測定経路28の一方は開放されるが
他方の測定経路28は閉鎖される。受取った信号を光検出
器が積分するべき時間を決定して、飽和閾値より低いが
できるだけ大きな信号を得るために、光検出器20により
受取られるエネルギ束は測定されて飽和閾値と比較され
る。一般に、積分時間は約1秒乃至1ミリ秒の範囲内で
変動し、11ビットのプログラム可能なクロックにより決
定され、これにより、受取ったエネルギ束の値に対し積
分時間を自動的に整合させて、光検出器のダイナミック
・レンジの90%を表わす信号を得ることが可能となる。
光検出器がシリコン・フォトダイオードである場合は、
そのスペクトル応答帯域は、350乃至1100nmとなり、ダ
イナミック・レンジは5000(飽和閾値とノイズ閾値との
間の比)ほどにも達する。
れたままに保持され、測定経路28の一方は開放されるが
他方の測定経路28は閉鎖される。受取った信号を光検出
器が積分するべき時間を決定して、飽和閾値より低いが
できるだけ大きな信号を得るために、光検出器20により
受取られるエネルギ束は測定されて飽和閾値と比較され
る。一般に、積分時間は約1秒乃至1ミリ秒の範囲内で
変動し、11ビットのプログラム可能なクロックにより決
定され、これにより、受取ったエネルギ束の値に対し積
分時間を自動的に整合させて、光検出器のダイナミック
・レンジの90%を表わす信号を得ることが可能となる。
光検出器がシリコン・フォトダイオードである場合は、
そのスペクトル応答帯域は、350乃至1100nmとなり、ダ
イナミック・レンジは5000(飽和閾値とノイズ閾値との
間の比)ほどにも達する。
このような光検出器をプログラム可能なクロックと組み
合わせることにより、本装置のダイナミック・レンジは
入射エネルギ束において106となる。
合わせることにより、本装置のダイナミック・レンジは
入射エネルギ束において106となる。
光検出器20からの出力信号、即ち複数の光検出器におけ
る電荷、がマルチプロレックス読取り回路によって読取
られる。このマルチプレックス読取り回路は、光検出器
に対する最大読み出し頻度と等しい一定の読み出し頻
度、即ち積分時間の最小値と対応する頻度で作動する。
光検出器の出力信号が読取られる時、積分値は次の測定
のために、零にリセットされる。
る電荷、がマルチプロレックス読取り回路によって読取
られる。このマルチプレックス読取り回路は、光検出器
に対する最大読み出し頻度と等しい一定の読み出し頻
度、即ち積分時間の最小値と対応する頻度で作動する。
光検出器の出力信号が読取られる時、積分値は次の測定
のために、零にリセットされる。
光検出器から読取られた信号は、例えば12ビットの出力
信号を生じる変換器であるアナログ/ディジタル・変換
器によりディジタル化される。
信号を生じる変換器であるアナログ/ディジタル・変換
器によりディジタル化される。
一般に、できるだけ多くの測定を行なって、n(nは行
なわれた測定回数)の平方根に比例する因数により統計
的に信号/ノイズ比(S/N比)を改善することが望まし
い。前記測定の全継続時間が小さな値、例えば1秒以下
に保たれることを保証するように、回数nは、測定毎の
積分時間の関数として決定される。
なわれた測定回数)の平方根に比例する因数により統計
的に信号/ノイズ比(S/N比)を改善することが望まし
い。前記測定の全継続時間が小さな値、例えば1秒以下
に保たれることを保証するように、回数nは、測定毎の
積分時間の関数として決定される。
光検出器のノイズは、全ての測定経路を遮蔽することに
より測定される。測定されたノイズは、1つの測定経路
又は対照経路を開放することにより得られた測定信号か
ら自動的に控除される。
より測定される。測定されたノイズは、1つの測定経路
又は対照経路を開放することにより得られた測定信号か
ら自動的に控除される。
光検出器により受取られたエネルギ束が低い時、したが
って積分時間が長い時、1回の測定を行ない、次いでフ
ーリエ変換形の数学的変換によって得られる信号を平滑
化することが望ましい。適当なマイクロプロセッサと組
合わされて、フーリエ変換を用いてカーブを1秒以内に
平滑化可能な高速のソフトウェアが既に存在する。ゆえ
に、このような条件下で積分時間が長い時は、単一の測
定を行い、結果として得られるカーブをフーリエ変換を
用いて平滑化する方が、一連の測定を行なうよりも早
い。一連の測定の方が5乃至10倍もの長さを要すること
もある。
って積分時間が長い時、1回の測定を行ない、次いでフ
ーリエ変換形の数学的変換によって得られる信号を平滑
化することが望ましい。適当なマイクロプロセッサと組
合わされて、フーリエ変換を用いてカーブを1秒以内に
平滑化可能な高速のソフトウェアが既に存在する。ゆえ
に、このような条件下で積分時間が長い時は、単一の測
定を行い、結果として得られるカーブをフーリエ変換を
用いて平滑化する方が、一連の測定を行なうよりも早
い。一連の測定の方が5乃至10倍もの長さを要すること
もある。
本装置を比色計として使用する時は、ランプ36により発
光された放射光のスペクトル測定を行うために、ランプ
36と結合する対照経路を開放し、一方、対象物44と結合
する測定経路を遮蔽する。その後、対象物44により反射
されるランプ36からの光のスペクトル測定を行うため
に、対照経路を遮蔽し、一方対象物44と結合する測定経
路を開放する。こうして得られた2つの測定値の比率が
対象物の色を表わすことになる。
光された放射光のスペクトル測定を行うために、ランプ
36と結合する対照経路を開放し、一方、対象物44と結合
する測定経路を遮蔽する。その後、対象物44により反射
されるランプ36からの光のスペクトル測定を行うため
に、対照経路を遮蔽し、一方対象物44と結合する測定経
路を開放する。こうして得られた2つの測定値の比率が
対象物の色を表わすことになる。
本発明による分光計/比色計装置は、例えば下記の特徴
を有する。即ち、 スペクトル応答帯域:350乃至1100nm 解像力:5nm 自動波長較正、 機械的な誤調整の自動補償、 測定可能なエネルギ束の大きなダイナミック・レンジ(1
06) 光検出器のダイナミック・レンジの90%を使用する光検
出器の積分時間の自動調整 測定、較正及びデータ処理を行なう一体化されたサブア
センブリを備え、約95×35×40mmの寸法を有する矩形状
筺体内に収容された分光計を支持する、標準的な100mm
巾のオプトエレクトロニクス印刷回路板の使用
を有する。即ち、 スペクトル応答帯域:350乃至1100nm 解像力:5nm 自動波長較正、 機械的な誤調整の自動補償、 測定可能なエネルギ束の大きなダイナミック・レンジ(1
06) 光検出器のダイナミック・レンジの90%を使用する光検
出器の積分時間の自動調整 測定、較正及びデータ処理を行なう一体化されたサブア
センブリを備え、約95×35×40mmの寸法を有する矩形状
筺体内に収容された分光計を支持する、標準的な100mm
巾のオプトエレクトロニクス印刷回路板の使用
Claims (16)
- 【請求項1】分光計として、及び比色計としての使用に
適し、 入射部(16)と、光検出器(20)と、を有する分光計
(14)を備える光ファイバ分光計/比色計装置におい
て、 制御用マイクロプロセッサ(10)と、オプトエレクトロ
ニクス印刷回路板(12)とを組み合わせることにより構
成され、該オプトエレクトロニクス印刷回路板が下記の
構成を備えることを特徴とする光ファイバ分光計/比色
計装置: 分光計の入射部(16)で終り、測定経路の切換えを可能
にするシャッタ(34)が取付けられている少なくとも2
つの光ファイバ測定経路(28); 分光計の入射部(16)に至る少なくとも2つの光ファイ
バ較正経路(26)と、該光ファイバ較正経路(26)にそ
れぞれ連結されている単色基準光発光部(24)と、を備
える前記光検出器(20)のための波長較正手段; 光検出器(20)を含む分光計(14); 該光検出器(20)からの出力信号を読取るための電気回
路(22)。 - 【請求項2】前記光検出器(20)が、前記入射部(16)
における重ね合わせられた複数の光ファイバ端部の高さ
に対して、等しいか又はそれ以上の高さのストリップ
(18)を形成することを特徴とする請求の範囲第1項記
載の分光計/比色計装置。 - 【請求項3】前記入射部の入射スロット(16)の巾が、
前記光ファイバのコア径以下であることを特徴とする請
求の範囲第2項記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項4】前記測定経路上のシャッタ(34)が、その
位置を確認するための電気的手段(58,60,62)を含み、
該電気的手段により前記シャッタの位置を電気的に検知
し、測定の有効性を確認することを可能にすることを特
徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載
の分光計/比色計装置。 - 【請求項5】前記測定経路が、装置が分光計として作動
する時には独立的な分光計の測定経路を構成し、また装
置が比色計として作動する時には光源(36)と結合する
対照経路及び前記光源により照射される対象物(44)と
結合する少なくとも1つの測定経路を構成することを特
徴とする請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載
の分光計/比色計装置。 - 【請求項6】前記光源(36)が、第1に1つの対照経路
(32)と結合しており、第2に光ファイバ(38)とY字
形結合器(40)とにより、照射されるべき対象物(44)
と結合させられることを特徴とする請求の範囲第5項記
載の分光計/比色計装置。 - 【請求項7】前記対照経路と結合するシャッタ(34)は
静止状態で閉じられるが、前記測定経路と結合するシャ
ッタ(34)は静止状態で開かれることを特徴とする請求
の範囲第5項記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項8】段階的な濃度の補償フィルタにより形成さ
れる焦点面補正装置(46)が、光ファイバ端部から放出
される光のスペクトルでの青色の領域での望ましくない
透過特性を補償するため、前記光検出器(20)のストリ
ップ(18)の上全体に配置されることを特徴とする請求
の範囲第1項乃至第7項のいずれかに記載の分光計/比
色計装置。 - 【請求項9】前記較正経路(26)と結合する単色基準光
発光手段が、可視光スペクトルにおける所定の異なるス
ペクトル帯域の光を放射する発光ダイオート(24)であ
ることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第8項のいず
れかに記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項10】前記オプトエレクトロニクス印刷回路板
(12)上に取付けられた電気回路(22)が、光検出器に
より受取られるエネルギ束を測定し; 該受取られたエネルギ束を前記光検出器の飽和閾値と比
較し; 前記飽和閾値よりは低いが、できるだけ高いレベルの信
号を得るように積分時間を設定することにより; 光検出器の積分時間を自動的に調整する回路を含むこと
を特徴とする請求の範囲第1項乃至第9項のいずれかに
記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項11】前記光検出器の積分時間を自動的に調整
するための回路が、マイクロプロセッサ(10)により制
御されるプログラム可能なクロックを含むことを特徴と
する請求の範囲第10項記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項12】前記光検出器の信号を測定する回路が、
前記測定経路のシャッタ(34)が閉じられる時には、光
検出器(20)からのノイズ信号を測定するために適して
おり、また、該測定経路のシャッタ(34)が開かれる時
には、得られる測定信号から該ノイズ信号を控除する回
路が設けられることを特徴とする請求の範囲第1項乃至
第11項のいずれかに記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項13】前記光検出器(20)からの出力信号を読
取るための手段が、前記積分時間とは独立しており、か
つ例えば最も短い積分時間と対応する光検出器(20)の
最大の読取り頻度と等しい光検出器の読取り頻度を有す
るマルチプレックス読取り回路であることを特徴とする
請求の範囲第1項乃至第12項のいずれかに記載の分光計
/比色計装置。 - 【請求項14】読取られた情報を処理する回路が、例え
ば12ビットの出力信号を生じるアナログ/ディジタル・
変換器を含むことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第
13項のいずれかに記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項15】前記マイクロプロセッサが、前記光検出
器(20)により受取られるエネルギ束の値の関数とし
て、ある測定を行なうため、該光検出器からの出力信号
が読取られるべき回数を決定するための手段を含むこと
を特徴とする請求の範囲第1項乃至第14項のいずれかに
記載の分光計/比色計装置。 - 【請求項16】前記マイクロプロセッサが、読取り回数
が少ない場合には、フーリエ変換による平滑化を行なう
ことを特徴とする請求の範囲第15項記載の分光計/比色
計装置。
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US5040889A (en) * | 1986-05-30 | 1991-08-20 | Pacific Scientific Company | Spectrometer with combined visible and ultraviolet sample illumination |
EP0296259A1 (en) * | 1987-06-22 | 1988-12-28 | Pacific Scientific Company | Spectrometer with combined visible and ultraviolet sample illumination |
US4954972A (en) * | 1987-11-09 | 1990-09-04 | Honeywell Inc. | Color signature sensor |
IT1216681B (it) * | 1988-03-31 | 1990-03-08 | Maxmeyer Duco Mm D Spa | Spettrofometro portatile. |
WO1990001150A1 (en) * | 1988-07-20 | 1990-02-08 | Otsuka Electronics Co., Ltd. | Spectrophotometer |
GB2224114A (en) * | 1988-09-12 | 1990-04-25 | Secr Defence | Fourier transform ultra-violet visible instrument |
FR2637980A1 (fr) * | 1988-10-17 | 1990-04-20 | Bertin & Cie | Appareil de prise d'informations colorimetriques in situ, en particulier sur une dent en bouche |
US5212537A (en) * | 1990-07-12 | 1993-05-18 | Applied Materials, Inc. | Calibration technique for monochromators and spectrophotometers |
US5303165A (en) * | 1992-02-12 | 1994-04-12 | The Perkin-Elmer Corporation | Standardizing and calibrating a spectrometric instrument |
US6204919B1 (en) | 1993-07-22 | 2001-03-20 | Novachem Bv | Double beam spectrometer |
US5424826A (en) * | 1993-07-30 | 1995-06-13 | Control Development, Inc. | Wideband optical micro-spectrometer system |
DE19649221B4 (de) * | 1995-11-27 | 2006-09-14 | Shimadzu Corp. | Mehrkanal-Spektrophotometer |
WO1999010866A1 (en) * | 1997-08-25 | 1999-03-04 | Imagicolor Corp | A system for distributing and controlling color reproduction at multiple sites |
CA2329196A1 (en) * | 1998-08-20 | 2000-03-16 | Lucid, Inc. | Spectrophotometer system |
US6163377A (en) * | 1999-07-23 | 2000-12-19 | Cv Us, Inc. | Colorimeter |
US7136159B2 (en) * | 2000-09-12 | 2006-11-14 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Excimer laser inspection system |
US20110313296A9 (en) * | 2001-04-11 | 2011-12-22 | Johnson Robert D | Method and Apparatus for Determination of a Measure of a Glycation End-Product or Disease State Using Tissue Fluorescence |
US6582133B2 (en) * | 2001-05-30 | 2003-06-24 | Tropic Networks Inc. | Module and method for interconnecting optoelectronic cards |
EP1436578B1 (en) * | 2001-09-21 | 2008-06-18 | Datacolor Holding Ag | Colorimeter |
ES2289856B1 (es) * | 2005-04-20 | 2008-12-16 | Ingenieria Diseño Y Desarrollo Tecnologico, S.A. | Colorimetro. |
JP2008070274A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
US8378296B1 (en) * | 2010-04-05 | 2013-02-19 | Stc.Unm | Enhancement of concentration range of chromatographically detectable components with array detector mass spectrometry |
KR102117734B1 (ko) | 2012-10-23 | 2020-06-01 | 애플 인크. | 분광기를 이용하여 특수 설계된 패턴 폐루프 보정에 의한 고 정확도의 영상 색도계 |
CN104823213B (zh) * | 2012-11-09 | 2018-06-05 | 富士胶片株式会社 | 相机***、其所用的颜色转换装置及方法以及颜色转换程序的存储介质 |
US20140235972A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Robert D. Johnson | Method and Apparatus for Determination of a Measure of a Glycation End-Product or Disease State Using Tissue Fluorescence |
US9546904B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-01-17 | P & P Optica Inc. | Apparatus and method for optimizing data capture and data correction for spectroscopic analysis |
US9618393B2 (en) * | 2014-09-24 | 2017-04-11 | Freestone Environmental Services, Inc. | Apparatus for measuring hexavalent chromium in water |
JP6948523B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2021-10-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 煙霧透過率測定装置およびそれを用いた煙霧透過率測定方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ZA714166B (en) * | 1970-07-01 | 1972-03-29 | Coats Ltd J & P | Colorimeter for measuring the colour characteristics of an object |
US3874799A (en) * | 1973-06-01 | 1975-04-01 | Color Control Inc | Method and apparatus for color spectrophotometry |
FR2303274A1 (fr) * | 1975-03-06 | 1976-10-01 | Marteau D Autry Eric | Ensemble detecteur pour analyse spectrophotometrique differentielle |
NL7905871A (nl) * | 1979-07-30 | 1981-02-03 | Jan Willem Frederikse | Spectrofotometer. |
JPS5773741A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-08 | Toppan Printing Co Ltd | Photomask |
JPS57108766A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Shimadzu Corp | Multi-wavelength spectroscope |
JPS57128823A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-10 | Shimadzu Corp | Spectrum measuring device |
JPS5973741A (ja) * | 1982-10-20 | 1984-04-26 | Toshiba Corp | 分光光度計 |
DE3406645A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-08-29 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Spektralfotometeranordnung |
-
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-
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