特許 7279937 光学測定方法および処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-15

(45)【発行日】2023-05-23

(54)【発明の名称】光学測定方法および処理装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 3/02 20060101AFI20230516BHJP

   G01J 3/28 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

G01J3/02 C

G01J3/28

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019197087

(22)【出願日】2019-10-30

(65)【公開番号】P2021071339

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-09-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000206967

【氏名又は名称】大塚電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三島 俊介

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 浩正

【審査官】古川 直樹

(56)【参考文献】

【文献】特表２００４－５３３３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１９５４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５７０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０７２０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１７７１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２８７１２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ ３／００ － Ｇ０１Ｊ ４／０４

Ｇ０１Ｊ ７／００ － Ｇ０１Ｊ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１波長範囲について分光放射照度が値付けされている第１標準電球を点灯させるとともに、前記第１標準電球から分光放射照度を値付けした第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第１検出結果を取得するステップと、
前記第１波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第２波長範囲について分光放射照度が値付けされている第２標準電球を点灯させるとともに、前記第２標準電球から前記第１距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計から出力される第２検出結果を取得するステップと、
前記第１検出結果と前記第１標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第１校正係数を算出するステップと、
前記第２検出結果と前記第２標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第２校正係数を算出するステップと、
前記第１校正係数および前記第２校正係数に基づいて、前記第１波長範囲と前記第２波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出するステップと、
少なくとも前記第１校正係数および前記補正値に基づいて、第３校正係数を決定するステップと、
第３標準電球を点灯させるとともに、前記第３標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計から出力される第３検出結果を取得するステップと、
前記第３検出結果および前記第３校正係数に基づいて、前記第３標準電球に測光量を値付けするステップとを備える、光学測定方法。

【請求項2】

前記第３校正係数を決定するステップは、
前記第１波長範囲と前記第２波長範囲とが重複する波長範囲のうち、前記補正値を決定すべき補正対象区間を決定するステップと、
前記補正対象区間に含まれる各波長について前記補正値を決定するステップとを含む、請求項１に記載の光学測定方法。

【請求項3】

前記補正対象区間を決定するステップは、前記第１校正係数の値と前記第２校正係数の値とのずれ量が最小となる区間を探索するステップを含む、請求項２に記載の光学測定方法。

【請求項4】

前記補正対象区間に含まれる各波長について前記補正値を決定するステップは、前記補正対象区間に含まれる各波長における前記第１校正係数の値および前記第２校正係数の値に対して、各波長に応じたそれぞれの重みを与えることで対応する前記補正値を決定するステップを含む、請求項２または３に記載の光学測定方法。

【請求項5】

前記第３標準電球により生じる第１放射照度を取得するステップと、
任意のサンプルにより生じる第２放射照度を取得するステップと、
前記第１放射照度と前記第２放射照度との比率および前記第３標準電球に値付けされた測光量に基づいて、前記サンプルの測光量を取得するステップとをさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学測定方法。

【請求項6】

前記第１放射照度は、前記第３標準電球からの光を積分器に入射させて前記積分器の内壁に生じたものであり、
前記第２放射照度は、前記サンプルからの光を前記積分器に入射させて前記積分器の内壁に生じたものである、請求項５に記載の光学測定方法。

【請求項7】

前記第１波長範囲は、紫外域を含み、
前記第２波長範囲は、可視域を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の光学測定方法。

【請求項8】

第１波長範囲について分光放射照度が値付けされている第１標準電球についての第１検出結果と前記第１標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第１校正係数を算出する手段を備え、前記第１検出結果は、前記第１標準電球を点灯させるとともに、前記第１標準電球から分光放射照度を値付けした第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得され、
前記第１波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第２波長範囲について分光放射照度が値付けされている第２標準電球についての第２検出結果と前記第２標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第２校正係数を算出する手段を備え、前記第２検出結果は、前記第２標準電球を点灯させるとともに、前記第２標準電球から前記第１距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計を用いて取得され、
前記第１校正係数および前記第２校正係数に基づいて、前記第１波長範囲と前記第２波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する手段と、
少なくとも前記第１校正係数および前記補正値に基づいて、第３校正係数を決定する手段と、
第３標準電球についての第３検出結果および前記第３校正係数に基づいて、前記第３標準電球に値付けする測光量を決定する手段とを備え、前記第３検出結果は、前記第３標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された前記分光光度計を用いて取得される、処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測光量を測定可能な波長範囲を拡大できる光学測定方法および当該光学測定方法に向けられた処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外域および赤外域といった可視域以外の波長を含む光を発生する光源が様々な分野で利用されている。例えば、紫外域の光を放射する水銀ランプ、重水素ランプ、ＵＶ－ＬＥＤなどは、殺菌用あるいは滅菌用、化学分析用、樹脂硬化用などの用途に用いられる。

【0003】

このような可視域以外の波長を含む光を発生する光源を評価するためには、当該光源が発生する波長に応じた標準電球（標準器）を用意する必要がある。

【0004】

非特許文献１に開示されるように、日本において光放射量の値付けの最上位に位置するのは、産業技術総合研究所計量標準総合センター（ＮＭＩＪ：National Metrology Institute of Japan）が管理する国家計量標準群である。光度、照度、分布温度などの測光量の値付けには、ＮＭＩＪ（または、日本電気計器検定所）により供給される標準電球が用いられる。校正事業者は、ＮＭＩＪ（または、日本電気計器検定所）により校正された標準電球を用いて、照度計、白熱電球、蛍光ランプなどの一般ユーザ向け機器を校正する。

【0005】

非特許文献２に開示されるように、校正事業者が提出した分光放射照度標準電球に対しては、特定標準器により、２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下の校正範囲において、波長毎の分光放射照度が与えられ、特定副標準器により、２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲において、波長毎の分光放射照度が与えられる。

【0006】

また、校正事業者が提出した光度標準電球および全光束標準電球に対しては、波長範囲が３６０［ｎｍ］から８３０［ｎｍ］までの可視域を前提として、指定電圧または指定分布温度に対する光度測定値または全光束測定値が与えられる。

【0007】

非特許文献３に開示されるように、２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲においては、被校正光源として分光放射照度用ハロゲン電球が用いられ、２５０［ｎｍ］以下の校正範囲においては、重水素ランプが用いられるとされている。但し、重水素ランプの校正範囲は２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下とされている。

【0008】

上述したように、紫外域から赤外域までをカバーする国家標準トレーサブルな標準電球は、現在のところ、（１）２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（重水素ランプ）、および、（２）２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（ハロゲンランプ）の２つのみである。これらの標準電球に値付けされている物理量は、分光放射照度（単位例としては、［Ｗ／ｍ^２／ｎｍ］あるいは［μＷ／ｃｍ^２／ｎｍ］）である。

【0009】

分光放射照度以外の物理量が値付けされている標準電球としては、全光束が値付けされている全光束標準電球、および、光度が値付けされている光度標準電球などがある。

【0010】

光束および光度といった測光量は、対応する放射量（例えば、放射束および放射強度）に標準比視感度Ｖ（λ）を乗じて算出される。ここで、Ｖ（λ）が定義される波長範囲は、３６０［ｎｍ］から８３０［ｎｍ］までの可視域であるため、算出される光束および光度についても可視域が対象となり、紫外域（波長３６０［ｎｍ］以下）および赤外域（波長８３０［ｎｍ］以上）については測定することができない。

【0011】

したがって、紫外域（波長３６０［ｎｍ］以下）または赤外域（波長８３０［ｎｍ］以上）において、放射束などの放射量を測定しようとすれば、分光放射照度標準電球（重水素ランプまたはハロゲンランプ）を用いて測定装置を校正することで、国家標準トレーサビリティを確保せざるを得ない。

【0012】

一例として、非特許文献４に開示されるように、積分球の外部に分光放射照度標準電球を配置して装置校正を行う手法が提案されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0013】

【文献】木下 健一、「検出器の応答度に基づく測光・放射標準の具現方法に関する調査研究」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００８年３月、産総研計量標準報告 Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．１、［２０１９年１０月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/bulletin/Vol7/1/V7N1P41.pdf＞

【文献】「ＪＣＳＳ 技術的要求事項適用指針 登録に係る区分：光 校正手法の区分の名称：光度標準電球等（第１０版）」、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２９年５月２６日、独立行政法人製品評価技術基盤機構認定センター、［２０１９年１０月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.nite.go.jp/data/000001491.pdf＞

【文献】「参考資料１ 特定標準器による校正等の実施について（分光全放射束）」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１８年２月１６日、平成２９年度第１回 計量行政審議会 計量標準部会、［２０１９年１０月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.meti.go.jp/shingikai/keiryogyoseishin/keiryo_hyojun/pdf/h29_01_s01_00.pdf＞

【文献】「ＬＥＤ の全光束測定の効率化を実現－新方式に基づく全光束ＬＥＤ 校正装置の開発－」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００９年５月ｍ地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター ＴＩＲＩ Ｎｅｗｓ ２００９年５月号、［２０１９年１０月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/2602.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかしながら、非特許文献４に開示される校正手法は、積分球を用いるので、校正精度を高くすることが難しい。

【0015】

本発明の一つの目的は、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であっても、サンプルの測光量を測定可能にする光学測定方法などを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明のある局面に従う光学測定方法は、第１波長範囲について分光放射照度が値付けされている第１標準電球を点灯させるとともに、第１標準電球から分光放射照度を値付けした第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第１検出結果を取得するステップと、第１波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第２波長範囲について分光放射照度が値付けされている第２標準電球を点灯させるとともに、第２標準電球から第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第２検出結果を取得するステップと、第１検出結果と第１標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第１校正係数を算出するステップと、第２検出結果と第２標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第２校正係数を算出するステップと、第１校正係数および第２校正係数に基づいて、第１波長範囲と第２波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出するステップと、少なくとも第１校正係数および補正値に基づいて、第３校正係数を決定するステップと、第３標準電球を点灯させるとともに、第３標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された分光光度計から出力される第３検出結果を取得するステップと、第３検出結果および第３校正係数に基づいて、第３標準電球に測光量を値付けするステップとを含む。

【0017】

第３校正係数を決定するステップは、第１波長範囲と第２波長範囲とが重複する波長範囲のうち、補正値を決定すべき補正対象区間を決定するステップと、補正対象区間に含まれる各波長について補正値を決定するステップとを含んでいてもよい。

【0018】

補正対象区間を決定するステップは、第１校正係数の値と第２校正係数の値とのずれ量が最小となる区間を探索するステップを含むようにしてもよい。

【0019】

補正対象区間に含まれる各波長について補正値を決定するステップは、補正対象区間に含まれる各波長における第１校正係数の値および第２校正係数の値に対して、各波長に応じたそれぞれの重みを与えることで対応する補正値を決定するステップを含んでいてもよい。

【0020】

光学測定方法は、第３標準電球により生じる第１放射照度を取得するステップと、任意のサンプルにより生じる第２放射照度を取得するステップと、第１放射照度と第２放射照度との比率および第３標準電球に値付けされた測光量に基づいて、サンプルの測光量を取得するステップとをさらに含む。

【0021】

第１放射照度は、第３標準電球からの光を積分器に入射させて積分器の内壁に生じたものであってもよく、第２放射照度は、サンプルからの光を積分器に入射させて積分器の内壁に生じたものであってもよい。

【0022】

第１波長範囲は、紫外域を含んでいてもよく、第２波長範囲は、可視域を含んでいてもよい。

【0023】

本発明の別の局面に従う処理装置は、第１波長範囲について分光放射照度が値付けされている第１標準電球についての第１検出結果と第１標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第１校正係数を算出する手段を含む。第１検出結果は、第１標準電球を点灯させるとともに、第１標準電球から分光放射照度を値付けした第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。処理装置は、第１波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第２波長範囲について分光放射照度が値付けされている第２標準電球についての第２検出結果と第２標準電球に値付けされている分光放射照度とに基づいて第２校正係数を算出する手段を含む。第２検出結果は、第２標準電球を点灯させるとともに、第２標準電球から第１距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。処理装置は、第１校正係数および第２校正係数に基づいて、第１波長範囲と第２波長範囲とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する手段と、少なくとも第１校正係数および補正値に基づいて、第３校正係数を決定する手段と、第３標準電球についての第３検出結果および第３校正係数に基づいて、第３標準電球に値付けする測光量を決定する手段とを含む。第３検出結果は、第３標準電球から所定距離だけ離れた位置に配置された分光光度計を用いて取得される。

【発明の効果】

【0024】

本発明のある局面によれば、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であっても、サンプルの測光量を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本実施の形態に従う光学測定方法の測定手順の処理手順を示すフローチャートである。

【図2】本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の決定処理について説明するための図である。

【図3】本実施の形態に従う光学測定方法で使用される測定システムの受光ヘッドの構成例を示す断面図である。

【図4】本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の算出方法を説明するための図である。

【図5】本実施の形態に従う光学測定方法における二次標準電球への測光量の値付けについて説明するための図である。

【図6】本実施の形態に従う光学測定方法におけるサンプルの分光放射束の測定について説明するための図である。

【図7】図６に示される第３測定システムの内部構造をより詳細に示す図である。

【図8】本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球が発生する光のスペクトルの一例を示す図である。

【図9】図８に示すスペクトルの一例を拡大した図である。

【図10】本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる不確かさの一例を示す図である。

【図11】本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる迷光の影響を説明するための図である。

【図12】本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球を用いて算出された校正係数の一例を示す図である。

【図13】本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理を説明するための図である。

【図14】本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理の一例を示す図である。

【図15】本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理を説明するための図である。

【図16】本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理例を説明するための図である。

【図17】図１のステップＳ１８のより詳細な処理手順を示すフローチャートである。

【図18】本実施の形態に従う光学測定方法において合成された校正係数Ｃ（λ）の一例を示す図である。

【図19】本実施の形態に従う光学測定方法を実現するための処理装置のハードウェア構成例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0027】

＜Ａ．解決手段＞
上述したように、可視域以外においては全光束標準電球が提供されていないので、全光束標準電球を用いて、球形光束計法などの手法で比較測定することによりサンプルの測光量を評価するといったことが難しい。

【0028】

そこで、本発明の実施の形態においては、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲を出力する分光放射束標準電球を提供するとともに、国家標準トレーサビリティを確保しつつ、その分光放射束標準電球を用いてサンプルの測光量を評価できる手法を提供する。以下では、主として、紫外域（一例として、２２０［ｎｍ］から３４０［ｎｍ］）の光を発生する分光放射束標準電球について説明する。

【0029】

また、サンプルの測光量の一例として、分光放射束または全放射束を測定する場合について説明する。

【0030】

＜Ｂ．測定手順概要＞
まず、本実施の形態に従う光学測定方法の測定手順の概要について説明する。

【0031】

図１は、本実施の形態に従う光学測定方法の測定手順の処理手順を示すフローチャートである。図１に示すステップのうち演算処理に係るステップは、後述するような処理装置によって実行されてもよい。

【0032】

図１を参照して、まず、測定システムの校正係数の決定処理が実施される（ステップＳ１）。

【0033】

具体的には、光学ベンチと、受光ヘッドと、分光光度計（あるいは、分光照度計）とを含む、第１測定システムを構築する（ステップＳ１１）。

【0034】

続いて、２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（重水素ランプ）（以下、「紫外用標準電球」とも称す。）を取り付け、紫外用標準電球と受光ヘッドとの光軸を調整する（ステップＳ１２）。この状態において、紫外用標準電球を点灯してエージングする（ステップＳ１３）。エージング後、紫外用標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される第１検出結果を取得する（ステップＳ１４）。

【0035】

また、２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（ハロゲンランプ）（以下、「可視用標準電球」とも称す。）を取り付け、可視用標準電球と受光ヘッドとの光軸を調整する（ステップＳ１５）。この状態において、可視用標準電球を点灯してエージングする（ステップＳ１６）。エージング後、可視用標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される第２検出結果を取得する（ステップＳ１７）。

【0036】

ステップＳ１４において取得した第１検出結果、および、ステップＳ１７において取得した第２検出結果と、紫外用標準電球および可視用標準電球に値付けされた分光放射照度とを用いて、構築した第１測定システムの校正係数Ｃ（λ）が決定される。（ステップＳ１８）。

【0037】

なお、ステップＳ１２～Ｓ１４の処理と、ステップＳ１５～Ｓ１７の処理との実施順序は、いずれであってもよい。

【0038】

続いて、分光放射束標準電球（以下、「二次標準電球」とも称す。）に測光量（分光放射束および／または全放射束）を値付けする処理が実施される（ステップＳ２）。二次標準電球は、紫外域において値付けされているので、紫外用分光放射束標準電球と称することもできる。

【0039】

具体的には、光学ベンチと、ゴニオステージと、受光ヘッドと、分光光度計とを含む、第２測定システムを構築する（ステップＳ２１）。続いて、二次標準電球を第２測定システムに取り付ける（ステップＳ２２）。この状態において、二次標準電球を点灯してエージングする（ステップＳ２３）。第２測定システムを用いて、二次標準電球を配光測定して、二次標準電球の分光放射束を測定する（ステップＳ２４）。この測定された分光放射束が二次標準電球に値付けされる。なお、二次標準電球に対しては、分光放射束に代えて、あるいは、分光放射束に加えて、全放射束が値付けされてもよい。

【0040】

最終的に、第３測定システムを用いたサンプルの測光量（分光放射束および／または全放射束）の測定が実施される（ステップＳ３）。

【0041】

具体的には、積分器を含む第３測定システムを構築する（ステップＳ３１）。続いて、二次標準電球を積分器のサンプル窓に取り付ける（ステップＳ３２）。この状態において、二次標準電球を点灯してエージングする（ステップＳ３３）。エージング後、二次標準電球を点灯したときに分光光度計から出力される検出結果を基準値として取得する（ステップＳ３４）。

【0042】

続いて、積分器のサンプル窓から二次標準電球を取り外して、測定対象のサンプルを積分器のサンプル窓に取り付ける（ステップＳ３５）。この状態において、サンプルを点灯してエージングする（ステップＳ３６）。エージング後、サンプルを点灯したときに分光光度計から出力される検出結果を取得する（ステップＳ３７）。ステップＳ３４において取得された基準値とステップＳ３７において取得された検出結果とに基づいて、サンプルの分光放射束を算出する（ステップＳ３８）。なお、分光放射束に代えて、あるいは、分光放射束に加えて、全放射束が算出されてもよい。そして、一連の処理は終了する。

【0043】

なお、ステップＳ３６～Ｓ３８の処理は、サンプルの数だけ繰り返されてもよい。また、ステップＳ３２～Ｓ３４の処理と、ステップＳ３５～Ｓ３７の処理との実施順序は、いずれであってもよい。

【0044】

＜Ｃ．校正係数の決定処理（ステップＳ１）＞
まず、校正係数の決定処理（ステップＳ１）について説明する。

【0045】

図２は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の決定処理について説明するための図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されるように、校正係数の決定処理（ステップＳ１）においては、第１測定システム１０が用いられ、分光光度計５０および受光ヘッド６０についての校正係数Ｃ（λ）を決定する。

【0046】

第１測定システム１０は、光学ベンチ１２をベースとした装置であり、光学ベンチ１２に配置された支持部材１４により受光ヘッド６０が所定位置に配置されている。光学ベンチ１２は、標準電球および受光ヘッド６０を固定するための治具である。受光ヘッド６０は、ファイバ６８を介して分光光度計５０と光学的に接続されている。

【0047】

分光光度計５０の測定波長範囲は、少なくとも紫外域を含む。ファイバ６８は、少なくとも紫外域に透過性を有する材料（例えば、石英など）からなり、受光ヘッド６０を介して一端から入射した光を分光光度計５０へ導く。

【0048】

図３は、本実施の形態に従う光学測定方法で使用される測定システムの受光ヘッドの構成例を示す断面図である。受光ヘッド６０は、放射照度の測定に適した構造を有している。具体的には、図３を参照して、受光ヘッド６０は、ファイバ６８の接続位置を通る光軸６６に配置されたアパーチャ６２および拡散板６４を含む。アパーチャ６２を透過した光は、拡散板６４に拡散された上で、ファイバ６８を介して分光光度計５０に入射する。

【0049】

図２（Ａ）に示す状態においては、受光ヘッド６０に対向する位置に、光学ベンチ１２に配置されたベース部材１６を介して、紫外用標準電球２が配置される。紫外用標準電球２と受光ヘッド６０とが同一の光軸上に配置されるように、支持部材１４およびベース部材１６の位置が調整される。また、紫外用標準電球２と受光ヘッド６０との間の距離は、紫外用標準電球２の校正に関して予め定められた標準距離Ｒ１（通常は、５００［ｍｍ］）に調整される。図２（Ａ）に示す状態において、紫外用標準電球２を点灯したときに生じる分光光度計５０から出力される検出結果が第１検出結果として取得される。

【0050】

このように、２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下の校正範囲（第１波長範囲）について分光放射照度が値付けされている紫外用標準電球２（第１標準電球）を点灯させるとともに、紫外用標準電球２から分光放射照度を値付けした標準距離Ｒ１（第１距離）だけ離れた位置に配置された分光光度計５０から出力される第１検出結果を取得する処理が実施される。ここで、第１波長範囲は、紫外域を含む。

【0051】

一方、図２（Ｂ）に示す状態においては、受光ヘッド６０に対向する位置に、光学ベンチ１２に配置されたベース部材１８を介して、可視用標準電球４が配置される。可視用標準電球４と受光ヘッド６０とが同一の光軸上に配置されるように、支持部材１４およびベース部材１８の位置が調整される。また、可視用標準電球４と受光ヘッド６０との間の距離は、可視用標準電球４の校正に関して予め定められた標準距離Ｒ１（通常は、５００［ｍｍ］）に調整される。図２（Ｂ）に示す状態において、可視用標準電球４を点灯したときに分光光度計５０から出力される検出結果が第２検出結果として取得される。

【0052】

このように、２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲（第１波長範囲と少なくとも一部の波長範囲で重複する第２波長範囲）について分光放射照度が値付けされている可視用標準電球４（第２標準電球）を点灯させるとともに、可視用標準電球４から分光放射照度を値付けした標準距離Ｒ１（第１距離）だけ離れた位置に配置された分光光度計５０から出力される第２検出結果を取得する処理が実施される。ここで、第２波長範囲は、可視域を含む。

【0053】

なお、分光光度計５０からはダーク補正後の単位時間あたりの検出結果（Sig-Dark）が出力される。

【0054】

紫外用標準電球２を点灯したときに生じる分光光度計５０から出力される検出結果に基づいて、紫外用標準電球２についての校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）が算出される。すなわち、第１検出結果と紫外用標準電球２（第１標準電球）に値付けされている分光放射照度とに基づいて校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）（第１校正係数）を算出する処理が実施される。

【0055】

同様に、可視用標準電球４を点灯したときに生じる分光光度計５０から出力される検出結果に基づいて、可視用標準電球４についての校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）が算出される。すなわち、第２検出結果と可視用標準電球４（第２標準電球）に値付けされている分光放射照度とに基づいて校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）（第２校正係数）を算出する処理が実施される。

【0056】

図４は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数の算出方法を説明するための図である。図４（Ａ）には、分光光度計５０の検出結果の一例が示される。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に示される測定に用いられた標準電球についての検定値の一例が示される。図４（Ｃ）には、分光光度計５０の検出結果と対応する検定値とにより算出された校正係数の一例が示される。

【0057】

図４（Ｂ）に示される対応する標準電球についての検定値に対する、図４（Ａ）に示される測定された分光光度計５０の検出結果の比（波長毎）が校正係数Ｃ（λ）として算出される。算出される校正係数Ｃ（λ）は波長毎の値を含む。

【0058】

本実施の形態においては、２００［ｎｍ］以上４００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（重水素ランプ）（紫外用標準電球２）を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と、２５０［ｎｍ］以上２５００［ｎｍ］以下の校正範囲に適用される分光放射照度標準電球（ハロゲンランプ）（可視用標準電球４）を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とを取得できる。

【0059】

これら２つの校正係数を合成することで、本実施の形態に従う測定システムの校正係数Ｃ（λ）が決定される。なお、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とから１つの校正係数Ｃ（λ）を決定する処理については、後に詳述する。

【0060】

＜Ｄ．二次標準電球への測光量の値付け（ステップＳ２）＞
次に、二次標準電球への測光量の値付け（ステップＳ２）について説明する。

【0061】

図５は、本実施の形態に従う光学測定方法における二次標準電球への測光量の値付けについて説明するための図である。図５に示されるように、二次標準電球への測光量の値付け（ステップＳ２）においては、第２測定システム２０が用いられる。

【0062】

第２測定システム２０は、図２に示される第１測定システム１０の一部の構造を変更したものであり、標準電球（紫外用標準電球２または可視用標準電球４）に代えて、二次標準電球６が配置される。受光ヘッド６０、ファイバ６８および分光光度計５０は、第１測定システム１０において用いたものと同じであるので、上述した校正係数の決定処理（ステップＳ１）において決定した校正係数Ｃ（λ）をそのまま利用できる。

【0063】

二次標準電球６は、光学ベンチ１２に配置されたゴニオステージ２２により受光ヘッド６０に対して、任意の相対位置に配置可能になっている。

【0064】

より具体的には、ゴニオステージ２２は、回転軸ＡＸ１に沿って回転可能な第１回転軸２４と、第１回転軸２４によって支持される保持部材２６と、保持部材２６に設けられ回転軸ＡＸ２（回転軸ＡＸ１と直交する）に沿って回転可能な第２回転軸２８とを含む。二次標準電球６は、第２回転軸２８と連結される。そのため、二次標準電球６は、受光ヘッド６０に対して、回転軸ＡＸ１および回転軸ＡＸ２のそれぞれに沿って回転可能になっている。受光ヘッド６０と二次標準電球６との間の測定距離Ｒ２は、回転状態にかかわらず一定に維持される。すなわち、ゴニオステージ２２は、受光ヘッド６０までの距離を一定に保ったまま二次標準電球６を２つの回転軸に沿ってそれぞれ独立して回転させる機構である。

【0065】

このように、二次標準電球６（第３標準電球）を点灯させるとともに、二次標準電球６から所定距離である測定距離Ｒ２だけ離れた位置に配置された分光光度計５０から出力される検出結果（第３検出結果）を取得する処理が実施される。

【0066】

このように取得された検出結果を用いて、二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）が測定される。二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）の測定手順および測定方法などについて説明する。

【0067】

二次標準電球６と受光ヘッド６０とが任意の相対関係（回転軸ＡＸ１の角度θ、回転軸ＡＸ２の角度φ）にある状態において、分光光度計５０の検出結果（ダーク補正後の単位時間あたりの信号強度）をＳ（λ：θ，φ）とする。

【0068】

上述の校正係数の決定処理（ステップＳ１）において決定された校正係数Ｃ（λ）を用いて、二次標準電球６の分光放射照度Ｅ_ＳＴ（λ：θ，φ）［Ｗ／ｍ^２］は、以下の（１）式のように示される。

【0069】

Ｅ_ＳＴ（λ：θ，φ）＝Ｓ（λ：θ，φ）／Ｃ（λ） ・・・（１）
放射照度Ｅ［Ｗ／ｍ^２］と放射強度Ｉ［Ｗ／ｓｒ］との間には、逆二乗則Ｅ＝Ｉ／ｒ^２の関係があるので、二次標準電球６の分光放射強度Ｉ（λ：θ，φ）［Ｗ／ｓｒ／ｎｍ］は、以下の（２）式のように示される。

【0070】

Ｉ_ＳＴ（λ：θ，φ）＝Ｅ_ＳＴ（λ：θ，φ）×Ｒ２^２ ・・・（２）
二次標準電球６の分光放射強度Ｉ（λ：θ，φ）を全立体角について積分することで、二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）［Ｗ／ｎｍ］を算出できる。すなわち、二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）は、以下の（３）式のように示される。

【0071】

【数1】

【0072】

以上のように、第２測定システム２０のゴニオステージ２２を用いて、受光ヘッド６０に対する二次標準電球６の位置を順次変化させつつ、分光光度計５０から順次出力される検出結果（Sig-Dark）に、校正係数Ｃ（λ）の逆数および測定距離Ｒ２の二乗値を乗じて得られる値を、順次積算することで、二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）を算出できる。

【0073】

なお、受光ヘッド６０に対する二次標準電球６の移動量（位置の変化量）は、受光ヘッド６０の視野範囲に応じて適宜設定される。

【0074】

さらに、二次標準電球６の分光放射束Φ_ＳＴ（λ）を波長λについて積分することで、二次標準電球６の全放射束Φ_ＳＴを算出できる。

【0075】

以上の処理によって、二次標準電球６に対する分光放射束Φ_ＳＴ（λ）および全放射束Φ_ＳＴの値付けが完了する。

【0076】

このように、二次標準電球６（第３標準電球）を点灯したときに分光光度計から出力される検出結果（第３検出結果）および校正係数Ｃ（λ）（第３校正係数）に基づいて、二次標準電球６に測光量（分光放射束Φ_ＳＴ（λ）および／または全放射束Φ_ＳＴ）を値付けする処理が実施される。

【0077】

＜Ｅ．サンプルの分光放射束の測定（ステップＳ３）＞
次に、サンプルの分光放射束の測定（ステップＳ３）について説明する。

【0078】

図６は、本実施の形態に従う光学測定方法におけるサンプルの分光放射束の測定について説明するための図である。図７は、図６に示される第３測定システム３０の内部構造をより詳細に示す図である。

【0079】

図６に示されるように、サンプルの分光放射束の測定（ステップＳ３）においては、第３測定システム３０が用いられる。

【0080】

第３測定システム３０は、全放射束測定装置（球形光束計）として機能し、積分器３２と、受光ヘッド６０と、受光ヘッド６０とファイバ６８を介して光学的に接続されている分光光度計５０とを含む。図６には、一例として、サンプル８の分光放射束を測定する場合を示す。

【0081】

より具体的には、第３測定システム３０においては、分光放射束および／または全放射束が値付けされた二次標準電球６との比較測定により、サンプル８の分光放射束および／または全放射束を測定する。

【0082】

積分器３２の内壁には、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）やスペクトラロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）などの白色の拡散反射材が塗布されている。積分器３２に入射した光、または、積分器３２の内部で発生した光または内部に入射した光は、積分器３２の内壁で多重反射されて、積分器３２の内壁が均等に照明された状態になる。このような状態において、積分器３２の内壁における平均放射照度は、入射した光の全放射束に比例することになる。

【0083】

積分器３２の内壁の一部に透過型拡散板などを嵌め込んだ測光窓３６が設けられている。測光窓３６に受光ヘッド６０が取り付けられて、積分器３２の内壁の放射照度を観測することで、光源の分光放射束または全放射束に比例した測定結果を取得できる。

【0084】

なお、積分器３２としては、図６に示すような全球状の積分全球を用いてもよいし、ミラー面を有する半球状の積分半球を用いてもよい。

【0085】

図７に示すように、積分器３２の内部には、サンプル窓３４から入射した光が測光窓３６に直接入射しないように、遮光板３７が設けられてもよい。

【0086】

また、自己吸収を補正するための補正用光源３８が設けられてもよい。補正用光源３８は、積分器３２の内部に存在する部材による光の吸収の影響を補正するための自己吸収補正係数αを決定するために用いられる。

【0087】

上述したように、ステップＳ２において、紫外用分光放射束標準電球である二次標準電球６に対して、測光量（分光放射束および／または全放射束）が値付けされている。第３測定システム３０においては、二次標準電球６とサンプル８とを比較測定することで、サンプル８の測光量（分光放射束および／または全放射束）を算出する。

【0088】

二次標準電球６に値付けされた全放射束をΦ_ＳＴとし、二次標準電球６を点灯したときに生じる分光光度計５０の検出結果をＳ_ＳＴとして、サンプル８を点灯したときに生じる分光光度計５０の検出結果をＳ_ＳＭＰとすると、サンプル８の全放射束Φ_ＳＭＰは、以下の（４）式のように示される。

【0089】

Φ_ＳＭＰ＝α×Ｓ_ＳＭＰ／Ｓ_ＳＴ×Φ_ＳＴ ・・・（４）
二次標準電球６の形状とサンプル８の形状とが実質的に同一である場合には、自己吸収補正係数α≒１とみなしてもよい。

【0090】

あるいは、波長毎（チャネル毎）の検出結果を考慮すると、サンプル８の分光放射束Φ_ＳＭＰ（λ）は、以下の（５）式のように示される。

【0091】

Φ_ＳＭＰ（λ）＝α×Ｓ_ＳＭＰ（λ）／Ｓ_ＳＴ（λ）×Φ_ＳＴ（λ） ・・・（５）
図６（Ａ）に示すように、二次標準電球６を積分器３２のサンプル窓３４に取り付け、二次標準電球６を点灯したときの分光光度計５０の検出結果Ｓ_ＳＴを取得する。このように、二次標準電球６（第３標準電球）により生じる放射照度を取得する処理が実施される。取得される放射照度は、二次標準電球６（第３標準電球）からの光を積分器３２に入射させて積分器３２の内壁に生じたものである。

【0092】

同様に、図６（Ｂ）に示すように、サンプル８を積分器３２のサンプル窓３４に取り付け、サンプル８を点灯したときの分光光度計５０の検出結果Ｓ_ＳＭＰを取得する。このように、任意のサンプル８により生じる放射照度を取得する処理が実施される。取得される放射照度は、サンプル８からの光を積分器３２に入射させて積分器３２の内壁に生じたものである。

【0093】

取得された検出結果Ｓ_ＳＴおよび検出結果Ｓ_ＳＭＰ、ならびに、二次標準電球６に値付けされた分光放射束Φ_ＳＴ（λ）または全放射束Φ_ＳＴを用いて、サンプル８の分光放射束Φ_ＳＭＰ（λ）または全放射束Φ_ＳＭＰが算出される。このように、二次標準電球６について取得された放射照度とサンプル８について取得された放射照度との比率、および、二次標準電球６に値付けされた測光量（分光放射束Φ_ＳＴ（λ）または全放射束Φ_ＳＴ）に基づいて、サンプル８の測光量を取得する処理が実施される。

【0094】

以上のような処理手順によって、サンプル８の測光量（分光放射束Φ_ＳＭＰ（λ）または全放射束Φ_ＳＭＰ）を取得できる。

【0095】

なお、積分器３２の内壁に塗布されている拡散反射材（例えば、硫酸バリウムやスペクトラロン）は、経年変化により反射率が徐々に低下することが知られている。そのため、二次標準電球６を点灯したときに生じる分光光度計５０の検出結果Ｓ_ＳＴを取得する処理と、サンプル８を点灯したときに生じる分光光度計５０の検出結果Ｓ_ＳＭＰを取得する処理との間は、なるべく時間を空けないようにすることが好ましい。そのため、基準値となる検出結果Ｓ_ＳＴを取得する処理を定期的に実施することが好ましい。

【0096】

＜Ｆ．校正係数Ｃ（λ）の決定処理＞
次に、校正係数の決定処理（ステップＳ１）における校正係数Ｃ（λ）を決定する処理（ステップＳ１８）について詳述する。

【0097】

（ｆ１：全体処理）
図８は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球が発生する光のスペクトルの一例を示す図である。図８には、それぞれの標準電球が発生する光の強度を規格化した状態で示す。

【0098】

図８を参照して、紫外用標準電球２は、おおよそ２００［ｎｍ］から４００［ｎｍ］までを波長範囲に含む光を発生する。一方、可視用標準電球４は、おおよそ２５０［ｎｍ］以上の波長範囲を含む光を発生する。

【0099】

図９は、図８に示すスペクトルの一例を拡大した図である。図９を参照して、２５０［ｎｍ］から４００［ｎｍ］までの範囲は、紫外用標準電球２が発生する光と可視用標準電球４が発生する光との間で重なる波長範囲となる。

【0100】

本実施の形態に従う光学測定方法においては、（１）不確かさの観点、および、（２）迷光による誤差の観点、を考慮して、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）、および、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）をつなぎ合わせることで、校正係数Ｃ（λ）を合成する。まず、それぞれの観点について説明する。

【0101】

図１０は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる不確かさの一例を示す図である。図１０を参照して、紫外用標準電球２の不確かさは、可視用標準電球４の不確かさに比較して相対的に大きい。すなわち、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の精度は、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）に比較して低いと考えられる。

【0102】

そこで、可視用標準電球４の下限波長である２５０［ｎｍ］を境界にして、境界以下の波長範囲においては校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）を採用し、境界以上の波長範囲においては校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）を採用することが最善であるようにも思われる。しかしながら、可視用標準電球４の下限波長付近においては、分光光度計５０の内部で生じ得る迷光による誤差の影響が大きい。

【0103】

図１１は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球に生じる迷光の影響を説明するための図である。図１１（Ａ）には、紫外用標準電球２に生じる迷光を示し、図１１（Ｂ）には、可視用標準電球４に生じる迷光を示す。

【0104】

図１１（Ａ）に示すように、紫外用標準電球２が発生する光は、短波長側ほど強度が高く、迷光の影響が相対的に小さくなる。その結果、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の短波長側の値はより正確であると考えることができる。

【0105】

これに対して、図１１（Ｂ）に示すように、可視用標準電球４が発生する光は、短波長側ほど強度が低く、迷光の影響が相対的に大きくなる。その結果、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の短波長側の値はより不正確であると考えることができる。

【0106】

図１２は、本実施の形態に従う光学測定方法において使用される分光放射照度標準電球を用いて算出された校正係数の一例を示す図である。図１２には、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）、および、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の一例を示す。

【0107】

これらの校正係数のうち、可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）については、３５０［ｎｍ］より短波長側において校正係数が急峻に変化していることが分かる。このような校正係数の急激な変化は、分光光度計５０の内部で生じ得る迷光による影響と考えられる。図１２に示される校正係数の算出例によれば、可視用標準電球４の下限波長である２５０［ｎｍ］までの範囲を校正に用いることができないといえる。

【0108】

以上のような検討によれば、図９に示すような紫外用標準電球２が発生する光と可視用標準電球４が発生する光との間で重なる波長範囲（例えば、２５０［ｎｍ］から４００［ｎｍ］）の校正係数Ｃ（λ）については、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）を適宜つなぎ合わせることが好ましい。

【0109】

校正係数をつなぎ合わせる際の基本的な考え方としては、例えば、不確かさの小さい可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）を実用可能な範囲で校正係数Ｃ（λ）として採用する。また、可視用標準電球４の検定値が存在しない下限波長（例えば、２００［ｎｍ］）から紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが近い値を示している波長までの範囲（以下、「継ぎ目波長範囲」とも称す。）については、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）を主として採用する。

【0110】

このように、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とをつなぎ合わせて校正係数Ｃ（λ）を決定するためには、以下の２つの処理が必要となる。

【0111】

（１）校正係数が一致または近似する継ぎ目波長範囲の探索処理
（２）校正係数をつなぎ合わせる演算処理
以下、これらの処理について詳述する。

【0112】

（ｆ２：校正係数が一致または近似する波長範囲（継ぎ目波長範囲）の探索処理）
継ぎ目波長範囲は、紫外用標準電球２の波長範囲と可視用標準電球４の波長範囲とが重複する波長範囲のうち、校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間に相当する。継ぎ目波長範囲の探索処理は、校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間を決定する処理を意味する。

【0113】

継ぎ目波長範囲は、ユーザの目視による決定ではなく、所定のアルゴリズムに沿った数値的な探索が好ましい。特に、継ぎ目波長範囲の幅は、使用される標準電球および分光光度計の仕様によって変化する。ユーザの目視による決定では、ユーザ毎のばらつきが大きい。

【0114】

図１３は、本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理を説明するための図である。図１３を参照して、紫外用標準電球２を用いて算出される校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と可視用標準電球４を用いて算出される校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが一致または近似する継ぎ目波長範囲は、連続する複数の校正係数を含む区間で評価することが好ましい。

【0115】

例えば、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが交差する１点のみで評価した場合には、複数の交差する点が存在するような場合には、継ぎ目波長範囲を適切に決定できない。そのため、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが複数の点で交差するような場合には、図１３に示すように、連続する複数の校正係数を含む区間で評価することが好ましい。

【0116】

図１３に示す例では、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが３つの点で交差している。交差する各点を中心として隣接する２点を含む合計３点で評価する例が示されている。連続する３点の校正係数の差（二乗平均平方根および二乗和など）を評価することで、いずれの区間が適切であるかを決定する。

【0117】

図１３に示す例では、真ん中の交点を含む区間が適切であると判断され、継ぎ目波長範囲として決定される。

【0118】

より具体的には、以下の（６）式に示すような二乗平均平方根（ＲＭＳ：Root Mean Square）に従って、校正係数の一致度を評価するようにしてもよい。

【0119】

【数2】

【0120】

上述の（６）式においては、注目している波長λ_ｉを中心とする連続する（２Ｎ＋１）点の範囲長さを想定し、各点における校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）との差分（ずれ量）を算出するとともに、対象の波長範囲における差分の二乗平均平方根ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ）を係数ずれ量として算出する。波長λ_ｉを校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とが重なる範囲で変化させるとともに、隣接長さＮについても所定範囲で変化させる。そして、係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）が最小となる波長λ_Ｋと隣接長さＮとの組み合わせが継ぎ目波長範囲として決定される。すなわち、継ぎ目波長範囲は、波長λ_Ｋを中心として、短波長側および長波長側にそれぞれＮ個の点を含む範囲として決定される。

【0121】

なお、波長λ_ｉにおける校正係数のずれ量を、校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）に対する校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の比に基づいて算出しているが、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）に対する校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の比に基づいて算出するようにしてもよいし、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）との単なる差分であってもよい。

【0122】

このように、継ぎ目波長範囲を決定する処理は、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の値と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の値とのずれ量が最小となる区間を探索する処理を含む。

【0123】

図１４は、本実施の形態に従う光学測定方法における継ぎ目波長範囲を決定する処理の一例を示す図である。図１４に示す例では、波長λ_Ｋについて、隣接長さＮ＝１，２，３の３種類について、係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）が算出されている。この例では、係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）は、隣接長さＮ＝１の場合において最小値をとるので、隣接長さＮ＝１と決定される。そして、波長λ_Ｋを中心とする３点を含む区間が継ぎ目波長範囲として決定される。

【0124】

このように、継ぎ目波長範囲の探索処理においては、係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）を隣接長さＮ（Ｎ＝１，２，・・・）の各々について算出し、算出された係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）のうち最小値をとるものを決定する。係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）が最小値をとる波長λ_Ｋおよび隣接長さＮに基づいて、継ぎ目波長範囲を決定する。

【0125】

以上のような探索処理によって、継ぎ目波長範囲を決定できる。なお、継ぎ目波長範囲は、通常、複数の波長を含む範囲を意味するが、１つの波長のみからなる場合も含み得る。この場合には、典型的には、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）との交点が継ぎ目波長範囲に相当することになる。

【0126】

（ｆ３：校正係数をつなぎ合わせる演算処理）
次に、決定された継ぎ目波長範囲において、校正係数をつなぎ合わせる演算処理について説明する。校正係数をつなぎ合わせる演算処理は、継ぎ目波長範囲（校正係数の補正値を決定すべき補正対象区間）に含まれる各波長について、校正係数の補正値を決定する処理に相当する。

【0127】

図１５は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理を説明するための図である。図１５を参照して、継ぎ目波長範囲であっても、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）との間では、ずれが存在している。すなわち、各波長において、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）と校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）とは完全には一致しない。

【0128】

そのため、各波長についての校正係数を決定するために、何らかの補間処理を適用することが好ましい。この補間処理においては、隣接する波長における校正係数との連続性も可能な限り維持されることが好ましい。

【0129】

図１６は、本実施の形態に従う光学測定方法における校正係数をつなぎ合わせる処理例を説明するための図である。図１６を参照して、継ぎ目波長範囲において、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）にそれぞれ波長に応じた重み付けを行うことで、校正係数Ｃ（λ）を決定する。

【0130】

より具体的には、短波長側ほど校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）に対して大きな重みを与える一方で、長波長側ほど校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）に対して大きな重みを与える。与える重みは、継ぎ目波長範囲の中心波長である波長λ_Ｋからの距離（波長差）に応じたものとしてもよい。より具体的には、例えば、以下の（７）式に示すような重み付け計算に従って、校正係数Ｃ（λ）の波長λ_ｉにおける校正係数の補正値を決定できる。

【0131】

【数3】

【0132】

以上のように、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）（第１校正係数）および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）（第２校正係数）に基づいて、紫外用標準電球２の校正範囲（第１波長範囲）と可視用標準電球４の校正範囲（第２波長範囲）とが重複する波長範囲の波長についての校正係数の補正値を算出する処理が実施される。より具体的には、継ぎ目波長範囲（補正対象区間）に含まれる各波長における校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の値および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の値に対して、各波長に応じたそれぞれの重みを与えることで対応する校正係数の補正値を決定する。

【0133】

このような校正係数をつなぎ合わせる演算処理によって、継ぎ目波長範囲における校正係数Ｃ（λ_ｉ）を決定できる。

【0134】

（ｆ４：処理手順）
次に、校正係数Ｃ（λ）を決定する処理について説明する。

【0135】

図１７は、図１のステップＳ１８のより詳細な処理手順を示すフローチャートである。図１７を参照して、紫外用標準電球２について取得された第１検出結果と紫外用標準電球２に値付けされた分光放射照度とに基づいて、紫外用標準電球２についての校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）を算出する（ステップＳ１８１）。同様に、可視用標準電球４について取得された第２検出結果と可視用標準電球４に値付けされた分光放射照度とに基づいて、可視用標準電球４についての校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）を算出する（ステップＳ１８２）。

【0136】

校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）について、係数ずれ量ΔＣ_ＲＭＳ（λ_ｉ：Ｎ）が最小となる波長λ_Ｋと隣接長さＮとの組み合わせを探索する（ステップＳ１８３）。ステップＳ１８３において探索された波長λ_Ｋおよび隣接長さＮに基づいて、継ぎ目波長範囲を決定する（ステップＳ１８４）。

【0137】

ステップＳ１８４において決定された継ぎ目波長範囲に含まれる各波長について、校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）および校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）に基づいて、重み付け演算により、校正係数の補正値を算出する（ステップＳ１８５）。

【0138】

継ぎ目波長範囲より短波長については校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）の対応する校正係数を採用し、継ぎ目波長範囲においてはステップＳ１８５において算出された校正係数の補正値を採用し、継ぎ目波長範囲より長波長については校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の対応する校正係数を採用することで、校正係数Ｃ（λ）を決定する（ステップＳ１８６）。

【0139】

なお、継ぎ目波長範囲が４００［ｎｍ］を含む範囲に設定された場合には、校正係数Ｃ_ＶＩＳ（λ）の対応する校正係数は必ずしも必要としなくてもよい。そのため、校正係数Ｃ（λ）は、少なくとも校正係数Ｃ_ＵＶ（λ）（第１校正係数）および継ぎ目波長範囲に含まれる校正係数の補正値に基づいて決定される。

【0140】

（ｆ５．合成結果）
図１８は、本実施の形態に従う光学測定方法において合成された校正係数Ｃ（λ）の一例を示す図である。図１８を参照して、複数の校正係数から校正係数Ｃ（λ）を合成することで、より正確な校正係数を決定できることが分かる。

【0141】

＜Ｇ．処理装置＞
本実施の形態に従う光学測定方法の一部は、分光光度計５０に接続された処理装置によって実行されてもよい。

【0142】

図１９は、本実施の形態に従う光学測定方法を実現するための処理装置１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図１９を参照して、処理装置１００は、プロセッサ１０２と、主メモリ１０４と、入力部１０６と、表示部１０８と、ストレージ１１０と、通信インターフェイス１２０と、ネットワークインターフェイス１２２と、メディアドライブ１２４とを含む。

【0143】

プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理部であり、ストレージ１１０に格納されている１または複数のプログラムを主メモリ１０４に読み出して実行する。主メモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）といった揮発性メモリであり、プロセッサ１０２がプログラムを実行するためのワーキングメモリとして機能する。

【0144】

入力部１０６は、キーボードやマウスなどを含み、ユーザからの操作を受け付ける。表示部１０８は、プロセッサ１０２によるプログラムの実行結果などをユーザへ出力する。

【0145】

ストレージ１１０は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、各種プログラムやデータを格納する。より具体的には、ストレージ１１０は、オペレーティングシステム１１２（ＯＳ：Operating System）と、測定プログラム１１４と、測定結果１１６と、設定パラメータ１１８とを保持する。

【0146】

オペレーティングシステム１１２は、プロセッサ１０２がプログラムを実行する環境を提供する。測定プログラム１１４は、プロセッサ１０２によって実行されることで、本実施の形態に従う光学測定方法などを実現する。測定結果１１６は、サンプルの測光量（分光放射束Φ_ＳＭＰ（λ）または全放射束Φ_ＳＭＰ）の測定結果を含む。設定パラメータ１１８は、紫外用標準電球２の検定値、可視用標準電球４の検定値、二次標準電球６に値付けされた分光放射束Φ_ＳＴ（λ）、二次標準電球６を点灯したときに分光光度計５０から出力される検出結果（基準値）などの値を含む。

【0147】

通信インターフェイス１２０は、処理装置１００と分光光度計５０との間でのデータ伝送を仲介する。ネットワークインターフェイス１２２は、処理装置１００と外部のサーバ装置との間でのデータ伝送を仲介する。

【0148】

メディアドライブ１２４は、プロセッサ１０２で実行されるプログラムなどを格納した記録媒体１２６（例えば、光学ディスクなど）から必要なデータを読出して、ストレージ１１０に格納する。なお、処理装置１００において実行される測定プログラム１１４などは、記録媒体１２６などを介してインストールされてもよいし、ネットワークインターフェイス１２２などを介してサーバ装置からダウンロードされてもよい。

【0149】

測定プログラム１１４は、オペレーティングシステム１１２の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼び出して処理を実行させるものであってもよい。そのような場合、当該モジュールを含まない測定プログラム１１４についても本発明の技術的範囲に含まれる。測定プログラム１１４は、他のプログラムの一部に組み込まれて提供されるものであってもよい。

【0150】

なお、処理装置１００のプロセッサ１０２が測定プログラム１１４を実行することで提供される機能の全部または一部を専用のハードウェアによって実現してもよい。また、図１９に示す処理装置１００が担当する処理の一部または全部を分光光度計５０に組み入れてもよい。

【0151】

＜Ｈ．変形例＞
上述の実施の形態においては、サンプルの測光量の一例として、分光放射束Φ_ＳＭＰ（λ）および全放射束Φ_ＳＭＰについて説明したが、これらに限らず、測定可能な任意の測光量を測定対象にできる。

【0152】

上述の実施の形態においては、分光放射照度が値付けされた紫外用標準電球と可視用標準電球とを組み合わせて用いる例について説明したが、これに限らず、赤外用標準電球と可視用標準電球とを組み合わせて用いてもよい。

【0153】

＜Ｉ．まとめ＞
本実施の形態によれば、国家標準トレーサブルな分光放射照度標準電球（重水素ランプ：紫外用標準電球２）、および、分光放射照度標準電球（ハロゲンランプ：可視用標準電球４）を用いて、二次標準電球に値付けを行うとともに、値付けした二次標準電球とサンプルとを比較測定するだけで、分光放射照度以外の物理量が値付けされている国家標準トレーサブルな標準電球が提供されていない波長範囲であってもサンプルの測光量を測定できる。

【0154】

本実施の形態によれば、非特許文献４に開示されるような積分球の外部に分光放射照度標準電球を配置して装置校正を行う手法に比較して、全体の作業工程が少なく、かつ、熟練の技術なども必要ない。そのため、本実施の形態によれば、より容易かつ短時間に精度の高い測定を実現できるとともに、必要な校正をより頻繁に実施できるため、測定精度を高めることができる。

【0155】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0156】

２ 紫外用標準電球、４ 可視用標準電球、６ 二次標準電球、８ サンプル、１０ 第１測定システム、１２ 光学ベンチ、１４ 支持部材、１６，１８ ベース部材、２０ 第２測定システム、２２ ゴニオステージ、２４ 第１回転軸、２６ 保持部材、２８ 第２回転軸、３０ 第３測定システム、３２ 積分器、３４ サンプル窓、３６ 測光窓、３７ 遮光板、３８ 補正用光源、５０ 分光光度計、６０ 受光ヘッド、６２ アパーチャ、６４ 拡散板、６６ 光軸、６８ ファイバ、１００ 処理装置、１０２ プロセッサ、１０４ 主メモリ、１０６ 入力部、１０８ 表示部、１１０ ストレージ、１１２ オペレーティングシステム、１１４ 測定プログラム、１１６ 測定結果、１１８ 設定パラメータ、１２０ 通信インターフェイス、１２２ ネットワークインターフェイス、１２４ メディアドライブ、１２６ 記録媒体、ＡＸ１，ＡＸ２ 回転軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】