蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置
【課題】 蛍光基準試料やこの煩雑な校正作業なしに蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求める。
【解決手段】 試料に近似の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と分光分布が異なる照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、Ｉ１、Ｉ２で個別に照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を次の手順で求める。１：Ｆ（μ，λ）とＩ１（λ）、Ｉ２（λ）とから理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）、Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出。２：Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）をＲｘ（λ）とＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする次の連立方程式からＲｘ（λ）を算出。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）
【解決手段】 試料に近似の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と分光分布が異なる照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、Ｉ１、Ｉ２で個別に照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を次の手順で求める。１：Ｆ（μ，λ）とＩ１（λ）、Ｉ２（λ）とから理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）、Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出。２：Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）をＲｘ（λ）とＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする次の連立方程式からＲｘ（λ）を算出。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光現象を伴う測定試料の分光特性を測定する蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産されている紙や繊維の多くは、蛍光増白剤によって蛍光増白されており、蛍光の影響を無視して白さ（白色度、ブライトネス）や色彩を評価することができないという事情から、蛍光の影響を配慮した当該紙や繊維に対する測色技術の向上が求められている。
【０００３】
一般的に、反射試料の視覚的な光学特性は、白色との相対比、すなわち或る照明・受光条件において照明、受光された該反射試料からの放射光の、同一条件で照明、受光された完全拡散反射体からの放射光に対する波長λ毎の比である「全分光放射輝度率（Ｂ（λ））」で表される。
【０００４】
ところで、蛍光は自発光するので光源色であるが、上記蛍光増白された、つまり蛍光物質を含む試料（以降、蛍光試料という）では、蛍光は反射光に重畳されて物体色として観察される。すなわち、蛍光試料からの放射光は、該蛍光試料からの反射光（反射光成分）と蛍光（蛍光成分）との和として与えられることから、蛍光試料の全分光放射輝度率Ｂ（λ）は、上記と同様、或る照明・受光条件において照明、受光された蛍光試料からの反射光及び蛍光それぞれの、同一条件で照明、受光された完全拡散反射体からの放射光に対する比である反射分光放射輝度率Ｒ（λ）と蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）との和として与えられる。これは以下の式（１）で示される。
Ｂ（λ）＝Ｒ（λ）＋Ｆ（λ）…（１）
【０００５】
但し、上記完全拡散反射体は蛍光を放射せず、その反射率は照明光の波長に依存しないので、比例定数を別にすれば、これら全分光放射輝度率Ｂ（λ）、反射分光放射輝度率Ｒ（λ）、及び蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、それぞれ波長λの放射光、反射光、及び蛍光の、同じ波長の照明光に対する比として表される。なお、当該測色の目的は目視に準じる測定値を得ることにあり、物体色として感じられる蛍光試料の場合、求められるべきは全分光放射輝度率Ｂ（λ）であり、このＢ（λ）から色彩値が導かれる。
【０００６】
測色用の照明光としては、ＣＩＥ（国際照明委員会）が分光分布（分光強度）を定義しているＤ６５（昼光）やＡ（白色光源）、或いはＤ５０、Ｄ７５、Ｆ１１、Ｃなどの標準照明光が用いられる（蛍光試料には通常、標準照明光Ｄ６５が用いられる）。照明光により照明された蛍光試料（蛍光物質）の励起・蛍光特性は、該蛍光試料面を単位強度で照明する波長μの励起光（入射光）、すなわち単位エネルギーをもつ単波長光により励起される波長λの蛍光の強度を表すマトリクスデータ、二分光蛍光放射輝度率（Bispectral Luminescent Radiance Factor）Ｆ（μ，λ）によって記述される。
【０００７】
上記マトリクスデータは、例えば図７に示す３次元データであり、特定の蛍光波長λに沿った断面（例えばλ＝５５０ｎｍの断面）は、波長λの蛍光を励起する励起光の波長毎の励起効率である分光励起効率を表し、励起波長μに沿った断面（例えばμ＝４５０ｎｍの断面）は、４５０ｎｍの照明光により励起される、蛍光の分光強度を表す。このことからも、蛍光現象は波長μから波長λへの波長変換を伴う現象であると言える。したがって、分光分布Ｉ（μ）を有する照明光Ｉで照明された、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）を有する蛍光試料の蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、比例定数を別にすれば、以下の式（２）により求められる。
Ｆ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ）…（２）
つまり、Ｆ（λ）は、照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）との畳み込み積分とＩ（λ）との比で与えられる。また、Ｉ（λ）は、比例定数を別にすれば、前記完全拡散反射体（面）からの反射光と等価である。また、式中、「・」、「／」及び「∫」の記号は、それぞれ乗算、除算及び積分を示すものとする（以降も同様）。
【０００８】
上記式（２）が示すように、蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）に依存するため、この蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）と、それ自身は照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）に依存しない反射分光放射輝度率Ｒ（λ）との和である全分光放射輝度率Ｂ（λ）も分光分布Ｉ（μ）に依存する。つまり、蛍光試料に対する照明光の違いによって、測定される全分光放射輝度率Ｂ（λ）及びこれから導かれる色彩値も異なるものとなる。
【０００９】
したがって、蛍光試料に対する光学特性の評価においては、照明光（以降、Ｆ（λ）やＢ（λ）等の光学特性の評価に用いる照明光のことを評価用照明光という）の分光分布を特定する必要があり、実際の測定では、測定装置の照明光の分光分布をこの特定の評価用照明光と一致させる必要がある。しかしながら、当該特定の評価用照明光に一致させること、すなわち評価用照明光として一般的に用いられる上記標準照明光（Ｄ６５やＣ等）と同じ分光分布の照明光を実現することは非常に困難である。
【００１０】
そこで、他の方法として、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）或いは二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）を求め、このＦ（μ，λ）あるいはＢ（μ，λ）と、数値的に与えた評価用照明光の分光分布Ｉ（λ）とから、上記式（２）を用いて、蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）、或いは全分光放射輝度率Ｂ（λ）を数値的に求める方法がある。ただし、この二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）は、上記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と同様、蛍光試料面を単位強度で照明する波長μの照明光による、波長λの蛍光と反射光との和として与えられる波長λの全放射光の強度を表すマトリクスデータであり、全分光放射輝度率Ｂ（λ）は、以下の式（２-１）に示すように照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）と二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）との畳み込み積分とＩ（λ）との比で与えられる。
Ｂ（λ）＝∫Ｂ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ）…（２-１）
【００１１】
しかしながら、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）や二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）の測定は、照明、受光系の双方二分光手段を備え、大掛かりで測定時間のかかる二分光器法測定器（ダブルモノクロメーター）を必要とすることから実用的ではなく、例えば、代表的な蛍光試料である蛍光増白紙等の品質管理などには、専ら以下の２つの簡易手法が採られる。
【００１２】
＜Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法＞
例えば図９の光学特性測定装置６００に示すように、蛍光試料６０１が積分球６０２の試料用開口６０３に配設される。キセノンランプなど紫外域（ＵＶ域）に十分な強度を有する光源６０４からの光束６０５は、光源用開口を通って積分球６０２内に入射される。この光束６０５中には紫外カットフィルタ６０６が所定長挿入される。光束６０５のうちの紫外カットフィルタ６０６を通過した部分は紫外成分が除去されるので、紫外カットフィルタ６０６の挿入の程度を調節することで、照明光の可視域に対する紫外域（励起域）強度の相対比（相対紫外強度）が調整される。紫外カットフィルタ６０６を透過した光束と透過しなかった光束とは、それぞれ積分球６０２の内部で拡散多重反射され、合成されて蛍光試料６０１を拡散照明する。そして、当該合成された照明光によって照明されることで得られる蛍光試料６０１からの試料放射光の所定方向の成分（放射光成分６０７）が、放射光分光部６０８に入射し、該放射光成分６０７の分光分布Ｓｘ（λ）が測定される。一方、照明光と略同じ分光分布を有する光束６０９が、参照用光ファイバ６１０に入射してさらにこの参照用光ファイバ６１０を経て照明光分光部６１１に入射し、該光束６０９の分光分布Ｍｘ（λ）が測定される。そして、これらＳｘ（λ）及びＭｘ（λ）の測定情報に基づいて演算制御部６１２により全分光放射輝度率Ｂｘ（λ）が求められる（例えば、特許文献１の図４参照）。
【００１３】
上記相対紫外強度の校正は、蛍光試料６０１に近似した励起・蛍光特性（二分光蛍光放射輝度率）を有し、評価用照明光で照明したときの色彩値（例えばＣＩＥの白色度ＷＩ）が既知である蛍光基準試料を用い、該蛍光基準試料を試料用開口６０３に配設してこれに対する全分光放射輝度率Ｂ（λ）を測定し、この全分光放射輝度率Ｂ（λ）から算出した白色度ＷＩが上記既知の白色度ＷＩｓと一致するように、紫外カットフィルタ６０６の挿入度を調節することで行われる。
【００１４】
しかしながら、Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの方法は、機械的に複雑であり信頼性に問題があるだけでなく、上記白色度ＷＩが既知の白色度ＷＩｓと一致するまで、紫外カットフィルタ６０６の挿入度の調節と測定とを繰り返し行う煩雑な校正作業が必要となる。また、自由度が「１」であるため、白色度ＷＩや色度Ｔｉｎｔなどの２つ以上の色彩値を同時に校正したり、或いは全分光放射輝度率Ｂ（λ）そのものを既知の評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）と一致させるような校正を行うことは原理的に不可能である。
【００１５】
＜特許文献１の方法＞
上記Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法では、紫外カットフィルタ６０６の挿入度に応じて照明光を合成し、結果的に全分光放射輝度率Ｂ（λ）を合成するが、特許文献１の方法は、原理はＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法と同様であり、また自由度も「１」であるものの、まず全分光放射輝度率Ｂ（λ）を数値的に合成し、結果的にこれを与える照明光を合成するという点で異なる。具体的に説明すると、例えば図１０の光学特性測定装置７００に示すように、積分球７０２に、紫外強度をもつ光束７０３を出力する第1照明部７０４、紫外強度をもたない光束７０５を出力する第２照明部７０６、試料用開口７０７に配設された蛍光試料７０１からの放射光（放射光成分７０８）の分光分布を測定する放射光分光部７０９、そのときの照明光の光束７１０の分光分布を光ファイバ７１１を介して測定する照明光分光部７１２、及び演算制御部７１３を備える。そして、蛍光試料７０１を第１及び第２照明部７０４、７０６で照明して、該試料からの放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と、そのときの照明光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とを測定し、これらＳｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）とＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とから蛍光試料７０１に対する第１及び第２照明部７０４、７０６での全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を求める。そして、この全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、以下の式（３）に示すように、予め波長毎に設定して記憶しておいた重み係数Ｗ（λ）（以降、重み係数のことを「重み」と表現する）を用いて線形結合することで合成分光放射輝度率Ｂｘｃ（λ）を求め、このＢｘｃ（λ）を、評価用照明光で照明された蛍光試料７０１の全分光放射輝度率とする。
Ｂｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（３）
【００１６】
但し、上記重みＷ（λ）は、蛍光試料７０１に近似した励起・蛍光特性を有し、評価用照明光で照明された場合の全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）が既知である蛍光基準試料を用いて設定される。すなわち、重みＷ（λ）は、蛍光基準試料を第１及び第２照明部７０４、７０６により照明して測定した分光放射輝度率Ｂ１（λ）、Ｂ２（λ）を該重みＷ（λ）により線形結合させて得られるＷ（λ）・Ｂ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂ２（λ）の値が、上記既知の全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）と等しくなるように、波長毎に数値的に求められる（例えば、特許文献１の図１参照）。
【００１７】
この方法は、上述のＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法による相対紫外強度の校正を、全分光放射輝度率Ｂ（λ）をパラメータとして波長毎に数値的に行うことに相当する。したがって、全分光放射輝度率Ｂ（λ）について校正されるので、これから算出される全ての色彩値に対しても校正がなされるという特徴がある。また、測定に際しての機械的可動部や、煩雑な紫外カットフィルタ挿入度の調節作業が不要になるなど、Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法の多くの欠点を解決するが、蛍光基準試料を必要とすることには変わりがなく、蛍光基準試料を用いた相対紫外強度の校正後に、蛍光試料に対する測定を行うので、校正時と測定時との照明光に分光分布の差があると測定誤差が生じてしまうといった問題は依然として存在する。
【特許文献１】特開平８−３１３３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、上記特許文献１の方法やＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法といった簡易法であっても蛍光基準試料は必要とされるが、この蛍光基準試料は、被測定試料に近似の励起・蛍光特性を有する必要性から、紙や繊維などの試料と同じ材質で、同じ蛍光増白剤が用いられるため、経時変化が避けられず、頻繁な更新或いは経時変化に対する管理等が必要となる。また、測定装置における照明光の分光分布の変化（長期又は短期での変化）に起因する誤差を避けることができず、その経時変化の影響を抑えるべく頻繁な校正作業が必要となる。これらのことから、当該測定に際して蛍光基準試料を用いることなく、或いはこれを用いた煩雑な校正作業を不要とすることが求められる。
【００１９】
ところで、蛍光増白した紙の光学特性の測定に際しては、蛍光の影響を除去した光学特性の測定が必要となることが多い。この蛍光の影響の除去に関し、従来、紫外カットフィルタを用いて、照明光の紫外域を除去して蛍光の励起を抑制することが行われている。この場合、蛍光の励起を十分に抑制するためにはカットオフ波長を４４０ｎｍ程度とする必要があるが、これにより、評価すべき可視域の短波長帯の全分光放射輝度率が測定不能となり、この全分光放射輝度率に基づいて算出される色彩値の精度が低下してしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蛍光の励起を抑えるフィルターを用いることなく、それによって、全分光放射輝度率が測定不能な波長域を可視域に生じることなく蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができる蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の請求項１に係る蛍光試料の光学特性測定方法は、蛍光試料の光学特性測定方法であって、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を以下の第１及び第２の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）。但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【００２２】
上記構成によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項２に係る蛍光試料の光学特性測定装置は、蛍光試料の光学特性測定装置であって、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料を照明するための第１及び第２の照明手段と、前記試料からの放射光の分光分布を測定する放射光分光手段と、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布を測定する照明光分光手段と、前記試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報を記憶する記憶手段と、 前記第１及び第２の照明手段を個々に点灯し、前記放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを算出するとともに、該算出した情報及び前記記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する演算制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、第１及び第２の照明手段によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２５】
請求項３に係る蛍光試料の光学特性測定装置は、請求項２において、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２は、少なくとも短波長域において、前記照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないことを特徴とする。この構成によれば、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が、少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、それによって各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、第１及び第２の照明手段によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が、少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、それによって各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（本発明に係る光学特性測定方法の基本技術の説明）
先ず、本発明に係る蛍光の影響を除去した蛍光試料の全分光放射輝度率の測定方法の基本となる技術について、具体的な装置の一例を挙げて説明する。
【００３０】
図２は、当該基本技術を用いた蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、光学特性測定装置１０は、被測定試料１、第１照明部２、第２照明部３、参照面部４、受光部５、２チャンネル分光部６及び制御部７を備えて構成されている。被測定試料１は、蛍光物質を含む繊維や紙製品等からなる測定対象となる試料である。被測定試料１は、所定の測定位置に配置される。第１照明部２は、被測定試料１を照明するものであり、光源としての白熱ランプ２１と、該白熱ランプ２１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第１駆動回路２２とを備える。第２照明部３は、第１照明部２と同様、被測定試料１を照明するものであり、紫外域の光束を出力する光源（紫外光源）としての紫外ＬＥＤ３１と、該紫外ＬＥＤ３１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第２駆動回路３２とを備える。なお、第２照明部３の光源は、紫外ＬＥＤ３１に限定されず、紫外域の光束が出力可能であれば、キセノンフラッシュランプなど、いずれの光源でもよい。
【００３１】
参照面部４は、白色拡散面からなる参照面（反射面）を有するものであり、被測定試料１の測定域の近傍に配設されている。受光部５（受光系）は、光学レンズ（又はレンズ群）からなり、第１及び第２照明部２、３によって照明された被測定試料１の放射光、及び参照面部４からの反射光における法線方向の成分を受光するとともに、該受光した光束を後述の２チャンネル分光部６へ向けて入射させるものである。
【００３２】
２チャンネル分光部６は、受光部５からの入射光に対する分光測定を行うものである。２チャンネル分光部６は、第1入射スリット６１及び第２入射スリット６２を備える。後述の照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された被測定試料１からの放射光は、第1入射スリット６１に入射し、一方、この照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された参照面部４（参照面）からの反射光は第２入射スリット６２に入射する。２チャンネル分光部６は、この第1入射スリット６１に入射した試料放射光に対する分光測定を行い、第１チャンネル出力として当該試料放射光の分光分布データを出力するとともに、第２入射スリット６２に入射した参照面反射光（参照光）、すなわち後述の照明光ＬＡ又は照明光ＬＢに対する分光測定を行い、第２チャンネル出力として当該照明光の分光分布データを出力する。このように、２チャンネル分光部６は、放射光分光手段及び照明光分光手段として機能する。
【００３３】
制御部７は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理用のデータを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び当該制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、光学特性測定装置１０全体の動作制御を司るものである。具体的には、第１及び第２照明部２、３の点灯動作や２チャンネル分光部６の受光・分光動作に関する駆動制御を行ったり、２チャンネル分光部６からの情報（分光情報）に基づいて、被測定試料１に対する全分光放射輝度率の算出や相対分光感度の校正等に関する各種演算処理を実行する。制御部７のこれら各種演算機能等については後に詳述する。
【００３４】
このような各部を備える光学特性測定装置１０において、制御部７が第１駆動回路２２を介してつまり駆動させて白熱ランプ２１を点灯させると、白熱ランプ２１は、被測定試料１を、該被測定試料１の法線に対して約４５°の方向から（入射角度で）光束２３で照明する。同様に、制御部７が第２駆動回路３２を駆動させて紫外ＬＥＤ３１を点灯すると、紫外ＬＥＤ３１は、被測定試料１を、上記４５°よりも法線に近い位置での方向（符号αに示す入射角度の方向）から光束３３で照明する。
【００３５】
ここで、本実施形態において、第１照明部２を照明部Ａとし、第１照明部２と第２照明部３とを合わせたものを照明部Ｂと表現するものとする。白熱ランプ２１（白熱光源）のみを光源とする照明部Ａによる照明光ＬＡは、励起域（紫外域）に殆ど強度を有さず、一方、白熱ランプ２１と紫外ＬＥＤ３１とを光源とする照明部Ｂの照明光ＬＢ、すなわち白熱ランプ２１と紫外ＬＥＤ３１とを同時に点灯させた場合の照明光ＬＢは、励起域に十分な強度を有する。照明部Ａ、Ｂは、いずれも白熱光源を備えて可視域に強度を有し、励起強度を可視域の各波長の強度で相対化することができるため、蛍光分光放射輝度率又は全分光放射輝度率を求めることができる（可視域に分光強度をもたない照明光を用いた測定では、上記相対化の演算が行えず、蛍光分光放射輝度率や全分光放射輝度率を求めることができない）。
【００３６】
上記照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された被測定試料１からの放射光のうち、略法線方向の成分が受光部５によって２チャンネル分光部６の第1入射スリット６１に入射して分光測定され、第１チャンネル出力としてその分光分布Ｓｘ１（λ）又はＳｘ２（λ）が制御部７に出力される。一方、被測定試料１の測定域の近傍に配置された参照面部４が、被測定試料１の試料面と同時に照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明される。そして、この参照面からの反射光のうち、略法線方向の成分が受光部５によって２チャンネル分光部６の第２入射スリット６２に入射して分光測定され、第２チャンネル出力としてその分光分布Ｍｘ１（λ）又はＭｘ２（λ）が制御部７に出力される。
【００３７】
なお、第２照明部３における紫外ＬＥＤ３１の中心波長は約３７５ｎｍであり、図８の白熱光源及び紫外ＬＥＤの分光分布図に示すように（符号Ａは白熱光源の分光分布、符号Ｌは紫外ＬＥＤの分光分布を示す）、該紫外ＬＥＤ３１の中心波長３０１は一般的な蛍光増白剤の分光励起効率（相対分光励起効率）３０２のピーク近傍に位置する。分光励起効率とは、波長λの蛍光を励起する励起光の波長毎の励起効率を示し、照明光の分光分布との畳み込み積分によって、その照明光により励起される波長λの蛍光強度（積分励起）が求められるものである。なお、符号３０３に示すグラフは、上記蛍光増白剤の蛍光分光分布（相対蛍光分光分布）を示している。
【００３８】
また、本発明の技術は、照明光の分光分布を把握する必要性があるので、２チャンネル分光部６は、紫外ＬＥＤ３１による放射光の波長域を含む、約３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長域をカバーする（この波長域の分光が可能である）。白熱ランプ２１及び紫外ＬＥＤ３１を光源とする照明部Ｂは、強い短パルス光で蛍光物質を照明したときに発生して問題となる（目視との互換性を崩す要因となる）トリプレット効果を生じない発光時間で発光する。このトリプレット効果とは、概略的に説明すると、発光時間が短く励起エネルギーの高い照明光により、分子の電子状態におけるＳ（Singlet）準位とＴ（Triplet）準位との間での遷移が起こるが（通常はこのＳ準位及びＴ準位間の遷移の確率は極めて低い）、これに伴って生じる励起（吸収）現象のことを言う。
【００３９】
また、光学特性測定装置１０での光学系は、上述のように第１照明部２と受光部５との組み合わせ（配置）により、４５／０ジオメトリー（反射特性の測定ジオメトリー４５°／０°）を構成している。このようなジオメトリーの目的は、被測定試料１からの正反射光の制御にあるが、可視域に分布をもたない第２照明部３による正反射光は測色に影響を与えることがないので、この第２照明部３は、ジオメトリーの制約を受けることなく任意に配置することができる。
【００４０】
ここで、制御部７における各機能部の詳細について説明する。制御部７は、図２に示すように、ＣＰＵ７０、分光データメモリ７１、評価用照明光データメモリ７２、二分光データメモリ７３及び係数メモリ７４等を備えている。ＣＰＵ７０は、第１及び第２照明部２、３、並びに２チャンネル分光部６の駆動制御に関する演算、或いは被測定試料１に対する全分光放射輝度率の算出や相対分光感度の校正等に関する演算等の各種演算処理を行う上記中央演算処理装置（ＣＰＵ）である。分光データメモリ７１は、２チャンネル分光部６で分光測定され、該２チャンネル分光部６から送信されてきた放射光及び照明光の分光分布データを記憶するものである。評価用照明光データメモリ７２は、予め与えられた評価用照明光の分光分布データを記憶するものである。二分光データメモリ７３は、予め求められた、被測定試料１（蛍光試料）と近似の二分光蛍光放射輝度率データを記憶するものである。
【００４１】
係数メモリ７４は、２チャンネル分光部６の相対分光感度を校正する感度校正係数、参照面部４からの反射光（以降、参照面反射光という）の分光分布を、被測定試料１に対する照明光（以降、試料面照明光という）の分光分布に変換する変換係数、及び被測定試料１からの放射光（以降、試料放射光という）と参照面反射光との分光分布から、被測定試料１の全分光放射輝度率を求める校正係数等の係数データを記憶するものである。
【００４２】
制御部７は、上記各メモリ部に記憶された、放射光及び照明光の分光分布データ、評価用照明の分光分布データ、二蛍光分光放射輝度率データ、感度校正係数、変換係数及び校正係数のデータに基づいて、以下（Ａ）についての測定制御（演算処理）を行う。
【００４３】
（Ａ）評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率
＜演算方法＞
一般に、蛍光試料は、或る評価用照明光Ｉｓで照明したときの該蛍光試料の分光放射輝度率を得るために、上記二分光器法測定器、或いは評価用照明光Ｉｓと同じ分光分布の照明光をもつ測定器を用いなければならないが、本実施形態においても、特定の二分光蛍光放射輝度率に近似した励起・蛍光特性を有する蛍光試料について、特定の評価用照明光と同じ蛍光分光放射輝度率を与える仮想的な照明光を数値的に合成する。すなわち、蛍光試料の二分光蛍光放射輝度率をＦ（μ，λ）とし、評価用照明光Ｉｓと、上記数値的に合成される照明光（以降、合成照明光という）Ｉｃとの分光分布をそれぞれＩｓ（λ）、Ｉｃ（λ）とすると、上記式（２）から、各照明光による蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）（＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ））が以下の式（５）となる合成照明光Ｉｃを、分光分布、特に励起域と蛍光域の相対強度の異なる２つの照明光Ｉ１、Ｉ２の線形結合による合成によって求める。但し、分光分布Ｉ（λ）は、上述で説明したように比例定数を別にすれば、完全拡散反射体（面）からの反射光と等価である。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）…（５）
【００４４】
この照明光Ｉ１、Ｉ２の重みつき線形結合による合成においては、波長毎に設定される線形結合の重みをＷ（λ）及び１−Ｗ（λ）とすると、合成照明光Ｉｃの分光分布Ｉｃ（λ）は、照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）を用いて以下の式（６）で表される。
Iｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）…（６）
【００４５】
これにより、合成照明光Ｉｃによる蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）は、以下の式（７）で表され、
Ｆｃ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・［Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）］ｄμ／［Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）］…（７）
【００４６】
したがって、上記式（５）は以下の式（８）に書き換えられる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・［Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）］ｄμ／［Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）］…（８）
【００４７】
そして、上記式（８）から重みＷ（λ）を算出する、すなわち式（８）の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と評価用照明光Ｉｓの分光分布Ｉｓ（λ）＝Ｉｓ（μ）とを予め数値データとして与えておき（設定して記憶しておき）、一方、照明光（実照明光）Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）は実測により求めておき（具体的には、実測した参照面反射光の分光分布から変換してＩ１（λ）、Ｉ２（λ）を求める）、演算処理のみによって重みＷ（λ）を算出する。そして、この重みＷ（λ）を用いて、当該算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と近似の二分光蛍光放射輝度率をもつ蛍光試料を同じ評価用照明光Ｉｓで照明したときの全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出する。すなわち、蛍光試料を照明光Ｉ１、Ｉ２で照明したときの試料面放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と当該照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを、それぞれ重みＷ（λ）、（１−Ｗ（λ））による線形結合によって合成する以下の式（９）、（１０）が与えるＳｘｃ（λ）及びＩｃ（λ）と、
Ｓｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｓｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｓｘ２（λ）…（９）
Ｉｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）…（１０）
（但し、Ｓｘｃ（λ）は合成照明光Ｉｃで照明されるときの前記試料の放射光の分光分布を、Ｉｃ（λ）は照明光Ｉ１、Ｉ２の重みつき線形結合によって合成される合成照明光Ｉｃの分光分布を示す。）
校正定数Ｃ（λ）とによって、以下の式（１１）により全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）が求められる。
Ｂｓ（λ）＝Ｃ（λ）・Ｓｃ（λ）／Ｉｃ（λ）…（１１）
【００４８】
ところで、上述での各演算処理は、本発明のように照明光Ｉ１、Ｉ２が共に可視域に強度を有するものとすることにより（具体的には、例えば照明光Ｉ１を上記照明光ＬＡ、照明光Ｉ２を照明光ＬＢとする）、簡略化することが可能となる。すなわち、照明光Ｉ１、Ｉ２を可視域における波長λでの強度で相対化した、照明光Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）、Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）を想定し、Ｉ１λ（μ）、Ｉ２λ（μ）とする（Ｉ１λ（μ）＝Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）、Ｉ２λ（μ）＝Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）。したがって、Ｉ１λ（λ）＝Ｉ２λ（λ）＝１）。このことで、可視域での波長λ毎に異なる光源が想定されことになる。この場合、上記式（８）の右辺の分母は［Ｗ（λ）・Ｉ１λ（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２λ（λ）］となり、その値は常に「１」となる。したがって、式（７）は以下の式（１２）に示すように書き換えられ、合成照明光Ｉｃによる蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）は、各照明光Ｉ１、Ｉ２による蛍光分光放射輝度率の線形結合で表されるものとなる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１λ（μ）ｄμ＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２λ（μ）ｄμ＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（１２）
【００４９】
これにより、上記式（５）は以下の式（１３）に書き換えることができる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（１３）
【００５０】
なお、式（１２）は、蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）が、波長λでの強度が共に「１」で波長λ毎に異なる２つの仮想的な照明光、Ｉ１λ（μ）＝Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）とＩ２λ（μ）＝Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）を重みＷ（λ）、１−Ｗ（λ）で加算した、以下の式（１２’）に示す可視域の波長λ毎に異なる合成照明光Ｉｃ（μ）によって得られることを示している。
Ｉｃ（μ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）…（１２’）
【００５１】
上述における式（８）から重みＷ（λ）を求めた場合と同様、上記式（１３）についても、蛍光試料の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、評価用照明光Ｉｓの分光分布Ｉｓ（λ）と、２つの照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが与えられれば、重みＷ（λ）を演算処理だけで求めることができる。
【００５２】
なお、従来（特許文献１）の方法では、実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）が未知であるため、式（１３）の右辺の積分を、蛍光基準試料の全分光放射輝度率の実測に置き換えていると考えることができる。
【００５３】
このようにして式（１３）から算出したＷ（λ）を、当該算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と近似の二分光蛍光放射輝度率をもつ蛍光試料に対して用い、合成照明光Ｉｃによる蛍光試料の蛍光分光放射輝度率Ｆｘｃ（λ）を、各照明光Ｉ１、Ｉ２（照明光ＬＡ、ＬＢ）による試料の蛍光分光放射輝度率Ｆｘ１（λ）、Ｆｘ２（λ）の線形結合で表すことができる（以下、式（１４）参照）。
Ｆｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｆｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｆｘ２（λ）…（１４）
【００５４】
また、蛍光分光放射輝度率Ｆｘｃ（λ）と照明光に依存しない反射分光放射輝度率Ｒｘｃ（λ）との和である全分光放射輝度率Ｂｘｃ（λ）についても、上記と同じ重みＷ（λ）を用いて、各照明光Ｉ１、Ｉ２により蛍光試料を実測して得た全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）とＢｘ２（λ）との線形結合により求めることができる（以下、式（１５）参照）。
Ｂｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（１５）
【００５５】
上述では、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）を与えて式（８）或いは式（１３）によって重みＷ（λ）を求めているが、式（１）からＦｃ（λ）＝Ｆｓ（λ）であればＢｃ（λ）＝Ｂｓ（λ）であるので、式（８）或いは式（１３）のＦ（μ，λ）を二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）に置き換え、上述と同様に重みＷ（λ）を求めることができる。
【００５６】
ところで、上記蛍光試料の光学特性測定に先立って２種類の校正が必要となる。これら校正について以下に説明する。
＜１．分光手段の相対分光感度校正＞
上述したように本実施形態の方法では、測定器の実照明光の分光分布を把握することが必要であり、そのために、製造時等において予め放射光分光手段（ここでは２チャンネル分光部６）の相対分光感度の校正が行われる。まず、放射光分光手段を公知の方法によって波長校正し、更にＡ光源など既知の分光分布Ａ（λ）を有する光源からの光束を入射させて得た出力Ｓａ（λ）から、感度校正係数Ｇ（λ）が求められる（以下、式（１６）参照）。
Ｇ（λ）＝Ａ（λ）／Ｓａ（λ）…（１６）
【００５７】
＜２．白色校正＞
測定に先立って（前段階で）行われる白色校正では、反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）が既知であり、蛍光特性をもたない白色校正板を、照明光Ｉ１及びＩ２（照明光ＬＡ及び照明光ＬＢ）で照明したときの、試料放射光（白色校正板からの放射光）の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と、参照面反射光（参照面部４からの反射光）の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）とから、以下、＜１＞、＜２＞に示す２種類の係数が求められる。
【００５８】
＜１＞参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換するための変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）。
【００５９】
この場合、既知の反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）を有する白色校正板を照明光Ｉ１及びＩ２で照明したときの、当該試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と、参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上記式（１６）に示す感度校正係数Ｇ（λ）とから、以下の式（１７）、（１８）によって、測定時の参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換する変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を求める。
Ｄ１（λ）＝［Ｇ（λ）・Ｓｗ１（λ）］／［Ｍｗ１（λ）・Ｒｗ（λ）］…（１７）
Ｄ２（λ）＝［Ｇ（λ）・Ｓｗ２（λ）］／［Ｍｗ２（λ）・Ｒｗ（λ）］…（１８）
【００６０】
これにより、蛍光試料測定時、参照面反射光の分光分布がＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）であるとすると、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）が、該変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を用いて以下の式（１９）、（２０）により求められる。
Ｉ１（λ）＝Ｄ１（λ）・Ｍｘ１（λ）…（１９）
Ｉ２（λ）＝Ｄ２（λ）・Ｍｘ２（λ）…（２０）
【００６１】
＜２＞測定時、照明光Ｉ１及びＩ２で照明した試料放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とから、蛍光試料の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を求めるための校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）。
【００６２】
この場合、上記＜１＞における、既知の反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）と、白色校正板を照明光Ｉ１及びＩ２で照明したときの試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）とから、以下の式（２１）、（２２）によって校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）を求める。
Ｃ１（λ）＝ Ｒｗ（λ）／[Ｓｗ１（λ）／Ｍｗ１（λ）] …（２１）
Ｃ２（λ）＝ Ｒｗ（λ）／[Ｓｗ２（λ）／Ｍｗ２（λ）] …（２２）
【００６３】
これにより、蛍光試料測定時、照明光Ｉ１及びＩ２で照明された試料面放射光及び参照面反射光の分光分布が、Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）、及びＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とすれば、試料面の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）は以下の式（２３）、（２４）により求められる。
Ｂｘ１（λ）＝Ｃ１（λ）・Ｓｘ１（λ）／Ｍｘ１（λ）…（２３）
Ｂｘ２（λ）＝Ｃ２（λ）・Ｓｘ２（λ）／Ｍｘ２（λ）…（２４）
【００６４】
なお、上述の評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率の測定原理は、以下のように要約されるものであると言うこともできる。
ａ１．任意の照明光で照明された蛍光試料が放射する蛍光の分光特性は、照明光の分光分布と試料の二分光蛍光放射輝度率によって求められる（式（２）参照）。
ａ２．したがって、照明光の分光分布が既知であれば、既知の二分光蛍光放射輝度率をもつ仮想的な蛍光基準試料の全分光放射輝度率を算出でき、現実の蛍光基準試料に置き換えることができる。
ａ３．仮想的な蛍光基準試料について、上述の特許文献１の方法を適用する。
ａ４．評価用照明光の分光分布は予めデータとして与えておき、測定装置の照明光（実照明光）の分光分布は実測で求める。
【００６５】
＜蛍光試料の全分光放射輝度率の測定手順＞
光学特性測定装置１０による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定手順としては、予め行われる図３のフローに示す白色校正後、図４に示すフローに沿って当該全分光放射輝度率の測定を行う。図３は、白色校正に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御部７は、測定開口に配設した白色校正用の試料、すなわち反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）が既知であり蛍光特性のない白色校正板に対して、第１照明部２（白熱ランプ２１）を点灯させて照明光ＬＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ１）。そして、２チャンネル分光部６（放射光分光手段）によって、当該照明光ＬＡによる試料反射光（ここでは、蛍光特性のない白色校正板に対する試料放射光であるので、試料反射光となる）の分光分布Ｓｗ１（λ）を測定するとともに、照明光ＬＡの参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）を測定し、これらＳｗ１（λ）及びＭｗ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ２）。
【００６６】
続いて、制御部７は、上記ステップＳ１での第１照明部２の点灯を維持した状態で、第２照明部３（紫外ＬＥＤ３１）を点灯して、その結果、第１及び第２照明部２、３による照明光ＬＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１を照明し（ステップＳ３）、ステップＳ２と同様に、２チャンネル分光部６によって、当該照明光ＬＢによる試料反射光の分光分布Ｓｗ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｗ２（λ）を測定し、これらＳｗ２（λ）及びＭｗ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ４）。そして、第１及び第２照明部２、３を消灯する（ステップＳ５）。
【００６７】
そして、上記ステップＳ２及びＳ４において求めた試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上述の式（１６）に示す感度校正係数Ｇ（λ）とから、上述の式（１７）、（１８）によって、測定時の参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換するための変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を算出する（ステップＳ６）。
【００６８】
さらに、上記ステップＳ２及びＳ４において求めた試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上記既知の反射分光輝度率Ｒｗ（λ）とから、上述の式（２１）、（２２）によって校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）を算出する（ステップＳ７）。そして、上記ステップＳ６において算出した変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）及びステップＳ７において算出した校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）のデータを所定の記憶部、例えば係数メモリ７４に記憶しておく（ステップＳ８）。
【００６９】
図４は、光学特性測定装置１０による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、測定に先立って評価用照明光Ｉｓを選択する。すなわち制御部７は、評価用照明光データメモリ７２から、選択する評価用照明光Ｉｓの分光分布データＩｓ（λ）（すなわち分光分布Ｉｓ（μ））を読み出す（ステップＳ１１）。続いて、被測定試料１のタイプ（種類）を選択する。すなわち制御部７（ＣＰＵ７０）は、二分光データメモリ７３から、被測定試料に近似するタイプの二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）のデータを読み出す（ステップＳ１２）。次に、制御部７は、測定開口に配設された被測定試料１に対し、第１照明部２（白熱ランプ２１）を点灯して照明光ＬＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ１３）。そして、２チャンネル分光部６（放射光分光手段）によって、当該照明光ＬＡによる試料放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）を測定するとともに、照明光ＬＡの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）を測定し、これらＳｘ１（λ）及びＭｘ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ１４）。
【００７０】
続いて、制御部７は、上記ステップＳ１３での第１照明部２の点灯を維持した状態で、第２照明部３（紫外ＬＥＤ３１）を点灯して、第１及び第２照明部２、３による照明光ＬＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１を照明し（ステップＳ１５）、ステップＳ１４と同様に、２チャンネル分光部６によって、当該照明光ＬＢによる試料放射光の分光分布Ｓｘ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ２（λ）を測定し、これらＳｘ２（λ）及びＭｘ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ１６）。そして、第１及び第２照明部２、３を消灯する（ステップＳ１７）。
【００７１】
次に、制御部７は、上記ステップＳ１１、Ｓ１２においてそれぞれ読み出した分光分布データＩｓ（λ）＝Ｉｓ（μ）と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、以下の式（２５）によって評価用照明光による蛍光分光放射輝度率Ｆｓ（λ）を算出する（ステップＳ１８）。
Ｆｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）…（２５）
【００７２】
そして、上述の式（１９）、（２０）によって、それぞれ照明光ＬＡ、ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光（照明光ＬＡ、ＬＢ）の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換し（ステップＳ１９）、当該変換して求めた分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）（すなわち分光分布Ｉ１（μ）、Ｉ２（μ））と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、以下の式（２６）、（２７）によって照明光ＬＡ、ＬＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）による蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を算出する（ステップＳ２０）。
Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）…（２６）
Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）…（２７）
【００７３】
次に、当該算出した蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と、上記ステップＳ１８で求めた蛍光分光放射輝度率Ｆｓ（λ）とによる以下の式（２８）を波長毎に解くことで、重みＷ（λ）を求める（ステップＳ２１）。
Ｗ（λ）・Ｆ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｆ２（λ）＝Ｆｓ（λ）…（２８）
そして、上記ステップＳ１４、１６において保存されたＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）と、Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）とから、上述の式（２３）、（２４）を用いて、照明光ＬＡ、ＬＢによる全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を算出し（ステップＳ２２）、当該算出されたＢｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、上記ステップＳ２１において算出した重みＷ（λ）とから、以下の式（２９）によって評価用照明光による全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出する（ステップＳ２３）。
Ｂｘｓ（λ）＝ Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（２９）
【００７４】
（蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定）
上述の測定方法を基本技術とする本発明に係る蛍光試料の光学特性測定方法及び装置について、以下に説明する。図１は、本発明に係る蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、光学特性測定装置１００は、被測定試料１１０、第１照明部１２０、第２照明部１３０、積分球１４０、受光部１５０、２チャンネル分光部１６０及び制御部１７０を備えて構成されている。被測定試料１１０は、蛍光物質を含む繊維や紙製品等からなる測定対象となる試料である。被測定試料１１０は、積分球１４０の試料用開口１４１に配置される。第１照明部１２０は、被測定試料１１０を照明するものであり積分球１４０に、ここでは積分球１４０の側方部に配設される。第１照明部１２０は、可視−紫外域の光束を出力する光源としての（紫外域に十分なエネルギーを有する）キセノンフラッシュ１２１と、該キセノンフラッシュ１２１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第１駆動回路１２２とを備える。
【００７５】
第２照明部１３０は、第１照明部１２０と同様、被測定試料１１０を照明するものであり、積分球１４０の側方部に第１照明部１２０と併設されている。第１照明部１３０も第１照明部１２０と同様、可視−紫外域の光束を出力する光源としてのキセノンフラッシュ１３１と、該キセノンフラッシュ１３１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第２駆動回路１３２とを備える。第１及び第２照明部１２０、１３０は、それぞれキセノンフラッシュ１２１、１３１の光束を、第１フィルタ１２３及び第２フィルタ１３３を経て積分球１４０内に送り込む。なお、第１及び第２照明部１２０、１３０の光源は、キセノンフラッシュに限定されず、可視域及び紫外域の光束が出力可能であれば、いずれの光源でもよい。
【００７６】
ところで、上述の基本技術の説明においては、照明光Ｉ１として、第１照明部２のみを点灯させたときの照明光ＬＡを用い、一方、照明光Ｉ２として、第１照明部２及び第２照明部３の両方を点灯させたときの照明光ＬＢを用いる構成としているが、この実施例においては、第１及び第２照明部１２０、１３０がそれぞれ単独で照明光Ｉ１、Ｉ２を形成する。すなわち、第１照明部１２０（キセノンフラッシュ１２１）のみを点灯させた場合の照明光を照明光Ｉ１とし、第２照明部１３０（キセノンフラッシュ１３１）のみを点灯させた場合の照明光を照明光Ｉ２とする。なお、上述の説明と区別するため、ここでの照明光Ｉ１を照明光ＨＡ、照明光Ｉ２を照明光ＨＢと適宜称することとする。
【００７７】
積分球１４０は、内壁に高拡散、光反射率の白色塗料が塗布された球状体であり、球内に入射された光を多重拡散反射させるものである。また、積分球１４０は、図２に示す参照面部４に相当する参照面部１４２を備えている。この参照面部１４２は、積分球１４０の内壁の一部で構成されており、被測定試料１１０近傍（測定域近傍）に配設されている。受光部１５０（受光系）は、光学レンズ（又はレンズ群）からなり、第１及び第２照明部１２０、１３０によって照明された被測定試料１１０の放射光、或いは参照面部１４２からの反射光の略法線方向の成分を受光するとともに、該受光した光束を後述の２チャンネル分光部１６０へ向けて入射させるものでもある。
【００７８】
２チャンネル分光部１６０は、受光部１５０からの入射光に対する分光測定を行うものであり、上記２チャンネル分光部６と同様、放射光分光手段及び照明光分光手段として機能する。２チャンネル分光部１６０は、第1入射スリット１６１及び第２入射スリット１６２を備えており、上記照明光ＨＡ又は照明光ＨＢによって照明された被測定試料１１０からの放射光（以降、試料面放射光という）は、第1入射スリット１６１に入射し、一方、照明光ＨＡ又は照明光ＨＢによって照明された参照面部１４２からの反射光（以降、参照面反射光という）は第２入射スリット１６２に入射する。２チャンネル分光部１６０は、この第1入射スリット１６１に入射した試料放射光に対する分光測定を行い、第１チャンネル出力として当該試料放射光の分光分布データを出力するとともに、第２入射スリット１６２に入射した参照面反射光に対する分光測定を行い、第２チャンネル出力として当該参照面反射光の分光分布データを出力する。なお、光学特性測定装置１００での光学系は、上述のように積分球１４０と受光部１５０との配置により、ｄ／０ジオメトリーを構成している。
【００７９】
制御部１７０は、上記制御部７と同様、光学特性測定装置１００全体の動作制御を司るものであり、例えば第１及び第２照明部１２０、１３０の点灯動作や２チャンネル分光部１６０の受光・分光動作に関する駆動制御を行ったり、２チャンネル分光部１６０からの情報（分光情報）に基づいて、被測定試料１１０に対する蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の算出等に関する各種演算処理を実行する。制御部１７０は、ＣＰＵ１７１、分光データメモリ１７２、評価用照明光データメモリ１７３、二分光データメモリ１７４及び係数メモリ１７５等を備えている。
【００８０】
ＣＰＵ１７１は、第１及び第２照明部１２０、１３０、並びに２チャンネル分光部１６０の駆動制御に関する処理、或いは被測定試料１１０に対する蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の算出等に関する演算等の各種演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）である。分光データメモリ１７２は、２チャンネル分光部１６０で分光され、該２チャンネル分光部１６０から送信されてきた試料面放射光及び参照面反射光の分光分布データを記憶するものである。評価用照明光データメモリ１７３は、予め与えられた評価用照明光の分光分布データを記憶するものである。二分光データメモリ１７４は、予め求められた、被測定試料１１０（蛍光試料）と近似の二分光蛍光放射輝度率データを記憶するものである。係数メモリ１７５は、２チャンネル分光部１６０の相対分光感度を校正する感度校正係数、参照面反射光の分光分布を、被測定試料１１０に対する照明光（以降、試料面照明光という）の分光分布に変換する変換係数、及び試料放射光と参照面反射光との分光分布から、被測定試料１１０の当該全分光放射輝度率を求める校正係数等の係数データを記憶するものである。
【００８１】
第１及び第２照明光１２０、１３０から送り込まれた光束１２４、１３４は積分球１４０内で拡散多重反射され、それぞれ拡散光１２５、１３５となって試料用開口１４１にある被測定試料１１０を照明する。第１フィルタ１２３は「３５５」ｎｍ、第２フィルタ１３３は「３９５」ｎｍ以下の光束を遮断するので、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）の相対紫外強度は大きく異なるものとなる。本発明の測定方法では、実照明光ＨＡ、ＨＢの分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）を把握する必要があるので、２チャンネル分光部１６０の測定範囲である３５０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長に合わせて、当該照明光ＨＡ、ＨＢを３５５ｎｍ以上の波長の強度を有するものとしている。
【００８２】
制御部１７０が第１駆動回路１２２を介してキセノンフラッシュ１２１を駆動することで、第１照明部１２０は３５５ｎｍ以上の光束（照明光ＨＡ）で被測定試料１１０を拡散照明する。同様に、制御部１７０が第２駆動回路１３２を介してキセノンフラッシュ１３１を駆動することで、第２照明部１３０は３９５ｎｍ以上の光束（照明光ＨＢ）で被測定試料１１０を拡散照明する。第１又は第２照明部１２０、１３０によって照明された被測定試料１１０からの放射光のうち、法線方向の成分１１０１が積分球１４０の開口１４３を通り、受光部１５０によって２チャンネル分光部１６０の第１入射スリット１６１に入射して分光測定され、第１チャンネル出力としてその分光分布Ｓｘ１（λ）又はＳｘ２（λ）が制御部１７０に出力される。
【００８３】
同時に、被測定試料１１０の測定域近傍の参照面部１４２からの反射光における略法線方向の成分１４２１が受光部１５０によって２チャンネル分光部１６０の第２入射スリット１６２に入射して分光測定され、上記照明光ＨＡ、ＨＢ（Ｉ１、Ｉ２）に対する参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）又はＭｘ２（λ）が第２チャンネル出力として制御部１７０に出力される。
【００８４】
制御部１７０は、上記図２に示す光学特性測定装置１０（制御部７）の場合と同様、当該２チャンネル分光部１６０からの第１及び第２チャンネル出力データと制御部１７０の各メモリに記憶されたデータとを用いて、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率)を算出する。但し、本実施形態においては、これらデータを用いて、評価用照明光で照明された蛍光試料の全分光放射輝度率と当該蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率)との算出を行う。
【００８５】
＜演算方法＞
上記式（１）に示すように、試料ｘの実測による全分光放射輝度率Ｂｘ（λ）は、反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）との和で与えられる。反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が照明光に依存しない一方、蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）は照明光の分光分布に依存するが、この蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）は、試料ｘに近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と照明光の分光分布I（μ）とから上記式（２）によって算出される理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）に比例すると考えられ、以下の式（３０）で示すことができる。
Ｂｘ（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ（λ）・Ｋ（λ）…（３０）
但し、Ｋ（λ）は、上記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）と、このＦ（λ）の算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）に近似の二分光蛍光放射輝度率を有する測定試料の実際の蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）との比であって、試料に固有の定数である。このＫ（λ）は、理論的な蛍光分光放射輝度率を、試料の実際の蛍光分光放射輝度率と結び付ける（関連付ける）ための試料に固有の比例定数であるとも言える。
【００８６】
したがって、試料を分光分布の異なる２つの実照明光Ｉ１、Ｉ２で照明したときの実測の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）は、以下の式（３１）、（３２）によって算出される理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を用いて、
Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ） …（３１）
Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（３２）
以下の式（３３）、（３４）で表される。
Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ） …（３３）
Ｂｘ２(λ)＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ） …（３４）
【００８７】
よって、上記式（３３）（３４）を、Ｒｘ（λ）及びＫ（λ）を未知数とする連立方程式として波長毎に解くことで、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率にあたる反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が求められる。
【００８８】
なお、上述の蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定方法は、以下のように要約されるものであると言うこともできる。
ｂ１．分光分布の異なる２つの照明光で照明された蛍光試料の実測全分光放射輝度率を、反射分光放射輝度率と蛍光分光放射輝度率との和として（式（１）参照）、反射分光放射輝度率（蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率）を求める。
ｂ２．各照明光での蛍光分光放射輝度率は、各照明光の分光分布と試料に近似の二分光蛍光放射輝度率から算出される理論的な蛍光分光放射輝度率に比例するとする。
【００８９】
＜蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定手順＞
図５は、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、測定に先立って評価用照明光Ｉｓを選択する。すなわち制御部１７０は、評価用照明光データメモリ１７３から、選択する評価用照明光Ｉｓの分光分布データＩｓ（λ）（すなわち分光分布Ｉｓ（μ））を読み出す（ステップＳ３１）。続いて、被測定試料１１０のタイプ（種類）を選択する。すなわち制御部１７０（ＣＰＵ１７１）は、二分光データメモリ１７４から、選択するタイプの二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）のデータを読み出す（ステップＳ３２）。次に、制御部１７０は、積分球１４０の試料用開口１４１に配設された被測定試料１１０に対し、第１照明部１２０（キセノンフラッシュ１２１）をパルス点灯して照明光ＨＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ３３）。上記ステップＳ３３による発光（照明）時、２チャンネル分光部１６０（放射光分光手段）によって、当該照明光ＨＡによる試料面放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）を測定するとともに、照明光ＨＡの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）を測定し、これらＳｘ１（λ）及びＭｘ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３４）。
【００９０】
続いて、制御部１７０は、第２照明部１３０（キセノンフラッシュ１３１）をパルス点灯して、当該第２照明部１３０による照明光ＨＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１１０を照明し（ステップＳ３５）、第１照明部１２０の場合と同様、２チャンネル分光部１６０によって、当該照明光ＨＢによる試料面放射光の分光分布Ｓｘ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ２（λ）を測定し、これらＳｘ２（λ）及びＭｘ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３６）。
【００９１】
次に、上記図４に示すフローチャートのステップＳ１８〜Ｓ２３と同様の処理を行うことによって、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）の、分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、各照明光に対する全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とを算出して分光データメモリ１７２に保存し、これらの情報から評価用照明光による全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出するとともに、その過程で分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、読み出された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、上述の式（３１）、（３２）によって、算出した理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３７）。上記ステップＳ３６、Ｓ３７において算出した実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、理論的蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とを用いた上述の式（３３）、（３４）による連立方程式を波長毎に解いて、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率にあたる反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を求める（ステップＳ３８）。
【００９２】
上述のように、本発明の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置によって蛍光試料の光学特性が測定される、すなわち評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率と蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率とが測定されるが、当該測定方法及び測定装置は、以下に要約される効果をもたらすものであると言うこともできる。
【００９３】
すなわち、本発明では照明光の分光分布を把握することで、従来用いられてきた蛍光標準試料を、試料に近似の二蛍光分光放射輝度率データに置き換えることができ、したがって、ｃ１．蛍光基準試料の経時変化による誤差が、はるかに小さい照明光分光手段の経時変化による誤差に置き換わる。ｃ２．蛍光基準試料間の差に起因する誤差がない。ｃ３．蛍光基準試料の経時変化の影響を抑えるための蛍光標準試料の更新が不要となり、これに伴う管理、手間或いはコストを抑えることができる。ｃ４．従来の相対紫外強度の校正にあたる照明光の合成は測定時に数値的に行われるので、事前の校正作業が不要になる。ｃ５．照明光の合成は、測定時の照明光に基づいて行われるので、照明光の変化に起因する誤差がない。ｃ６．測定可能性のある1つ以上の二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率データや1つ以上の評価用照明光の分光分布を、生産時あるいは測定サイトに出荷する前に予め記憶しておくことで、通常、測定サイトではそれらを選択するだけで、蛍光試料の分光放射輝度率を容易に求めることができる。ｃ７．二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率データはインターネット（Ｗｅｂ）を通じて適宜、追加、更新することができる。ｃ８．同じ蛍光試料に対する評価用照明光で照明した蛍光試料の全分光放射輝度率と、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率とを同時に求めることができる。ｃ９．蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定において、蛍光抑制フィルタ等が不要となる。ｃ１０．全分光放射輝度率が測定不能な波長域が生じず、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度が落ちない。
【００９４】
以上のように本発明の光学特性測定方法によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２（照明光ＨＡ、ＨＢ）のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が以下の第１及び第２の工程によって算出されるので、すなわち、
【００９５】
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を波長毎に解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）。但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実測蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【００９６】
このように、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００９７】
また、本発明の光学特性測定装置１００によれば、第１及び第２の照明手段（第１照明部１２０、１３０）によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段（２チャンネル分光部１６０）によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段（２チャンネル分光部１６０）によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段（二分光データメモリ１７４）によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段（制御部１７０）によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００９８】
さらに、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、これにより、各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
（１）上記実施形態では、照明光ＨＡ、ＨＢの２つの実照明光を用いているが、２つ以上の実照明光を用いてもよい。この場合、照明光を合成するための重みは、照明光毎に与えられる（但し、重みの合計は「１」となる）。
【０１００】
（２）照明光ＨＡ、ＨＢは、１つの光源からの光束に異なる分光透過特性（素通しを含む）を有する２つのフィルターを順次挿入することで得てもよい。
【０１０１】
（３）二分光データメモリ７３、１７４に、評価を行う可能性のある蛍光増白製品に近似する二分光蛍光放射輝度率データを予め複数記憶しておき、測定に先立ってこれらデータから所要のデータを選択して用いる構成であってもよい。この場合、制御部７、１７０は、当該選択された二分光蛍光放射輝度率データに基づいて、蛍光の影響を除去した測定試料の全分光放射輝度率や、これに基づく色彩値を求めて出力する。
【０１０２】
（４）例えば特許文献１に示すような、蛍光基準試料を用いて評価用照明光の場合と同じ全分光放射輝度率を与える照明光を合成する従来の測定方法（装置）に対しても、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光ＬＡ、ＬＢ）の分光分布さえ把握することができれば、被測定試料に近似の二分光蛍光放射輝度率を与えることで、本発明の方法を適用することができる。この場合について説明する。図６は、本発明の方法を、従来の測定方法に適用した場合の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。同図の光学特性測定装置２００に示すように、通常、蛍光試料の測定を行うための測定装置には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２１０といった情報処理装置を含んでいる。このＰＣ２１０では、制御部２２０を介して照明手段（第１及び第２照明部２３０、２４０）や分光手段（分光部２５０）を制御するとともに、照明光及び試料面放射光の分光分布を受け取り、この情報に基づいて照明光を合成したり、試料の全分光放射輝度率を求めている。従来の測定装置では、実照明光の励起及び蛍光に関与する全波長域の分光分布を得ることができないため、当該照明光の分光分布を測定する分光分布測定手段を別途設ける必要があり、これに対応して分光分布測定部２０１を設けている。この分光分布測定部２０１は、測定に先立って試料用開口（後述の開口部２７１）に配設され、第１及び第２照明部２３０、２４０の照明に基づく照明光ＨＡ及びＨＢの分光分布を実測する。当該実測された照明光ＨＡ、ＨＢの分光分布情報はＰＣ２１０へ送られる。そして、ＰＣ２１０において、当該実照明光の分光分布情報と、予め該ＰＣ２１０に数値データとして記憶しておいた二分光蛍光放射輝度率の情報と合わせて、上述の実施形態と同じ手順で理論的な蛍光分光放射輝度率が求められるとともに照明光が合成され、評価用照明光で照明したときの試料の全分光放射輝度率、及び蛍光の影響を除去した試料の全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率）等が求められる。
【０１０３】
なお、図６の光学特性測定装置２００に示す制御部２２０、第１照明部２３０、第２照明部２４０、分光部２５０、受光部２６０及び積分球２７０は、それぞれ図１に示す光学特性測定装置１００の制御部１７０、第１照明部１２０、第２照明部１３０、２チャンネル分光部１６０、受光部１５０及び積分球１４０に相当する。ただし、第１照明部２３０及び第２照明部２４０の光源２３１、２４１は、いずれも紫外域に十分なエネルギーをもつキセノンフラッシュ光源であり、第２照明部２４０にのみ紫外カットフィルタ２４３が備えられている。なお、分光部２５０の第１及び第２入射スリット２５１、２５２は、それぞれ２チャンネル分光部１６０の第１入射スリット１６１、第２入射スリット１６２に相当する。また、符号２３２、２４２は光源２３１、２４１を点灯させるための駆動回路である。また、積分球２７０は、試料用開口としての開口部２７１を備えるとともに、図１に示す参照面部１４２に相当する積分球２７０の内壁の一部である参照面部２７２を備えている。
【０１０４】
ところで、上記照明光の分光分布測定部２０１は、少なくとも相対分光感度が校正されている必要があり、励起及び蛍光に関与する全波長域（蛍光増白試料の場合であれば例えば約３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域）をカバーしなければならない。この測定方法によって、安定性に欠ける蛍光基準試料を、上記照明光の分光分布測定部２０１に置き換える（蛍光基準試料の代わりに分光分布測定部２０１を用いる）ことができ、また、励起光抑制フィルターを用いることなく、したがって全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を求めることができるものの、照明光の合成と理論的な蛍光分光放射輝度率の算出とを測定に先立って行う必要があり、これに伴って、照明光の変動による誤差を排除できなくなる。
【０１０５】
（５）上記実施形態では、計算による理論的蛍光分光放射輝度率と試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数Ｋ（λ）を波長毎に求めているが、この比の波長依存性が大きくない場合は、上記定数を波長に依存しないＫとして求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】原理的な説明における蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】白色校正に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】光学特性測定装置による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の方法を、従来の測定方法に適用した場合の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】二分光蛍光放射輝度率の強度マトリクスの一例を示すグラフ図である。
【図８】白熱光源及び紫外ＬＥＤの分光分布を示すグラフ図である。
【図９】従来の光学特性測定装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来の光学特性測定装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００ 光学特性測定装置
１１０ 被測定試料（蛍光試料、試料）
１２０ 第１照明部（第１の照明手段）
１２１ キセノンフラッシュ
１２２ 第１駆動回路
１３０ 第２照明部（第２の照明手段）
１３１ キセノンフラッシュ
１３２ 第２駆動回路
１４２ 参照面部
１５０ 受光部
１６０ ２チャンネル分光部（放射光分光手段、照明光分光手段）
１６１ 第１入射スリット
１６２ 第２入射スリット
１７０ 制御部（演算制御手段）
１７１ ＣＰＵ
１７２ 分光データメモリ
１７３ 評価用照明光データメモリ
１７４ 二分光データメモリ（記憶手段）
１７５ 係数メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光現象を伴う測定試料の分光特性を測定する蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生産されている紙や繊維の多くは、蛍光増白剤によって蛍光増白されており、蛍光の影響を無視して白さ（白色度、ブライトネス）や色彩を評価することができないという事情から、蛍光の影響を配慮した当該紙や繊維に対する測色技術の向上が求められている。
【０００３】
一般的に、反射試料の視覚的な光学特性は、白色との相対比、すなわち或る照明・受光条件において照明、受光された該反射試料からの放射光の、同一条件で照明、受光された完全拡散反射体からの放射光に対する波長λ毎の比である「全分光放射輝度率（Ｂ（λ））」で表される。
【０００４】
ところで、蛍光は自発光するので光源色であるが、上記蛍光増白された、つまり蛍光物質を含む試料（以降、蛍光試料という）では、蛍光は反射光に重畳されて物体色として観察される。すなわち、蛍光試料からの放射光は、該蛍光試料からの反射光（反射光成分）と蛍光（蛍光成分）との和として与えられることから、蛍光試料の全分光放射輝度率Ｂ（λ）は、上記と同様、或る照明・受光条件において照明、受光された蛍光試料からの反射光及び蛍光それぞれの、同一条件で照明、受光された完全拡散反射体からの放射光に対する比である反射分光放射輝度率Ｒ（λ）と蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）との和として与えられる。これは以下の式（１）で示される。
Ｂ（λ）＝Ｒ（λ）＋Ｆ（λ）…（１）
【０００５】
但し、上記完全拡散反射体は蛍光を放射せず、その反射率は照明光の波長に依存しないので、比例定数を別にすれば、これら全分光放射輝度率Ｂ（λ）、反射分光放射輝度率Ｒ（λ）、及び蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、それぞれ波長λの放射光、反射光、及び蛍光の、同じ波長の照明光に対する比として表される。なお、当該測色の目的は目視に準じる測定値を得ることにあり、物体色として感じられる蛍光試料の場合、求められるべきは全分光放射輝度率Ｂ（λ）であり、このＢ（λ）から色彩値が導かれる。
【０００６】
測色用の照明光としては、ＣＩＥ（国際照明委員会）が分光分布（分光強度）を定義しているＤ６５（昼光）やＡ（白色光源）、或いはＤ５０、Ｄ７５、Ｆ１１、Ｃなどの標準照明光が用いられる（蛍光試料には通常、標準照明光Ｄ６５が用いられる）。照明光により照明された蛍光試料（蛍光物質）の励起・蛍光特性は、該蛍光試料面を単位強度で照明する波長μの励起光（入射光）、すなわち単位エネルギーをもつ単波長光により励起される波長λの蛍光の強度を表すマトリクスデータ、二分光蛍光放射輝度率（Bispectral Luminescent Radiance Factor）Ｆ（μ，λ）によって記述される。
【０００７】
上記マトリクスデータは、例えば図７に示す３次元データであり、特定の蛍光波長λに沿った断面（例えばλ＝５５０ｎｍの断面）は、波長λの蛍光を励起する励起光の波長毎の励起効率である分光励起効率を表し、励起波長μに沿った断面（例えばμ＝４５０ｎｍの断面）は、４５０ｎｍの照明光により励起される、蛍光の分光強度を表す。このことからも、蛍光現象は波長μから波長λへの波長変換を伴う現象であると言える。したがって、分光分布Ｉ（μ）を有する照明光Ｉで照明された、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）を有する蛍光試料の蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、比例定数を別にすれば、以下の式（２）により求められる。
Ｆ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ）…（２）
つまり、Ｆ（λ）は、照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）との畳み込み積分とＩ（λ）との比で与えられる。また、Ｉ（λ）は、比例定数を別にすれば、前記完全拡散反射体（面）からの反射光と等価である。また、式中、「・」、「／」及び「∫」の記号は、それぞれ乗算、除算及び積分を示すものとする（以降も同様）。
【０００８】
上記式（２）が示すように、蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）は、照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）に依存するため、この蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）と、それ自身は照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）に依存しない反射分光放射輝度率Ｒ（λ）との和である全分光放射輝度率Ｂ（λ）も分光分布Ｉ（μ）に依存する。つまり、蛍光試料に対する照明光の違いによって、測定される全分光放射輝度率Ｂ（λ）及びこれから導かれる色彩値も異なるものとなる。
【０００９】
したがって、蛍光試料に対する光学特性の評価においては、照明光（以降、Ｆ（λ）やＢ（λ）等の光学特性の評価に用いる照明光のことを評価用照明光という）の分光分布を特定する必要があり、実際の測定では、測定装置の照明光の分光分布をこの特定の評価用照明光と一致させる必要がある。しかしながら、当該特定の評価用照明光に一致させること、すなわち評価用照明光として一般的に用いられる上記標準照明光（Ｄ６５やＣ等）と同じ分光分布の照明光を実現することは非常に困難である。
【００１０】
そこで、他の方法として、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）或いは二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）を求め、このＦ（μ，λ）あるいはＢ（μ，λ）と、数値的に与えた評価用照明光の分光分布Ｉ（λ）とから、上記式（２）を用いて、蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）、或いは全分光放射輝度率Ｂ（λ）を数値的に求める方法がある。ただし、この二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）は、上記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と同様、蛍光試料面を単位強度で照明する波長μの照明光による、波長λの蛍光と反射光との和として与えられる波長λの全放射光の強度を表すマトリクスデータであり、全分光放射輝度率Ｂ（λ）は、以下の式（２-１）に示すように照明光Ｉの分光分布Ｉ（μ）と二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）との畳み込み積分とＩ（λ）との比で与えられる。
Ｂ（λ）＝∫Ｂ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ）…（２-１）
【００１１】
しかしながら、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）や二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）の測定は、照明、受光系の双方二分光手段を備え、大掛かりで測定時間のかかる二分光器法測定器（ダブルモノクロメーター）を必要とすることから実用的ではなく、例えば、代表的な蛍光試料である蛍光増白紙等の品質管理などには、専ら以下の２つの簡易手法が採られる。
【００１２】
＜Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法＞
例えば図９の光学特性測定装置６００に示すように、蛍光試料６０１が積分球６０２の試料用開口６０３に配設される。キセノンランプなど紫外域（ＵＶ域）に十分な強度を有する光源６０４からの光束６０５は、光源用開口を通って積分球６０２内に入射される。この光束６０５中には紫外カットフィルタ６０６が所定長挿入される。光束６０５のうちの紫外カットフィルタ６０６を通過した部分は紫外成分が除去されるので、紫外カットフィルタ６０６の挿入の程度を調節することで、照明光の可視域に対する紫外域（励起域）強度の相対比（相対紫外強度）が調整される。紫外カットフィルタ６０６を透過した光束と透過しなかった光束とは、それぞれ積分球６０２の内部で拡散多重反射され、合成されて蛍光試料６０１を拡散照明する。そして、当該合成された照明光によって照明されることで得られる蛍光試料６０１からの試料放射光の所定方向の成分（放射光成分６０７）が、放射光分光部６０８に入射し、該放射光成分６０７の分光分布Ｓｘ（λ）が測定される。一方、照明光と略同じ分光分布を有する光束６０９が、参照用光ファイバ６１０に入射してさらにこの参照用光ファイバ６１０を経て照明光分光部６１１に入射し、該光束６０９の分光分布Ｍｘ（λ）が測定される。そして、これらＳｘ（λ）及びＭｘ（λ）の測定情報に基づいて演算制御部６１２により全分光放射輝度率Ｂｘ（λ）が求められる（例えば、特許文献１の図４参照）。
【００１３】
上記相対紫外強度の校正は、蛍光試料６０１に近似した励起・蛍光特性（二分光蛍光放射輝度率）を有し、評価用照明光で照明したときの色彩値（例えばＣＩＥの白色度ＷＩ）が既知である蛍光基準試料を用い、該蛍光基準試料を試料用開口６０３に配設してこれに対する全分光放射輝度率Ｂ（λ）を測定し、この全分光放射輝度率Ｂ（λ）から算出した白色度ＷＩが上記既知の白色度ＷＩｓと一致するように、紫外カットフィルタ６０６の挿入度を調節することで行われる。
【００１４】
しかしながら、Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの方法は、機械的に複雑であり信頼性に問題があるだけでなく、上記白色度ＷＩが既知の白色度ＷＩｓと一致するまで、紫外カットフィルタ６０６の挿入度の調節と測定とを繰り返し行う煩雑な校正作業が必要となる。また、自由度が「１」であるため、白色度ＷＩや色度Ｔｉｎｔなどの２つ以上の色彩値を同時に校正したり、或いは全分光放射輝度率Ｂ（λ）そのものを既知の評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）と一致させるような校正を行うことは原理的に不可能である。
【００１５】
＜特許文献１の方法＞
上記Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法では、紫外カットフィルタ６０６の挿入度に応じて照明光を合成し、結果的に全分光放射輝度率Ｂ（λ）を合成するが、特許文献１の方法は、原理はＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法と同様であり、また自由度も「１」であるものの、まず全分光放射輝度率Ｂ（λ）を数値的に合成し、結果的にこれを与える照明光を合成するという点で異なる。具体的に説明すると、例えば図１０の光学特性測定装置７００に示すように、積分球７０２に、紫外強度をもつ光束７０３を出力する第1照明部７０４、紫外強度をもたない光束７０５を出力する第２照明部７０６、試料用開口７０７に配設された蛍光試料７０１からの放射光（放射光成分７０８）の分光分布を測定する放射光分光部７０９、そのときの照明光の光束７１０の分光分布を光ファイバ７１１を介して測定する照明光分光部７１２、及び演算制御部７１３を備える。そして、蛍光試料７０１を第１及び第２照明部７０４、７０６で照明して、該試料からの放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と、そのときの照明光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とを測定し、これらＳｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）とＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とから蛍光試料７０１に対する第１及び第２照明部７０４、７０６での全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を求める。そして、この全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、以下の式（３）に示すように、予め波長毎に設定して記憶しておいた重み係数Ｗ（λ）（以降、重み係数のことを「重み」と表現する）を用いて線形結合することで合成分光放射輝度率Ｂｘｃ（λ）を求め、このＢｘｃ（λ）を、評価用照明光で照明された蛍光試料７０１の全分光放射輝度率とする。
Ｂｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（３）
【００１６】
但し、上記重みＷ（λ）は、蛍光試料７０１に近似した励起・蛍光特性を有し、評価用照明光で照明された場合の全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）が既知である蛍光基準試料を用いて設定される。すなわち、重みＷ（λ）は、蛍光基準試料を第１及び第２照明部７０４、７０６により照明して測定した分光放射輝度率Ｂ１（λ）、Ｂ２（λ）を該重みＷ（λ）により線形結合させて得られるＷ（λ）・Ｂ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂ２（λ）の値が、上記既知の全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）と等しくなるように、波長毎に数値的に求められる（例えば、特許文献１の図１参照）。
【００１７】
この方法は、上述のＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法による相対紫外強度の校正を、全分光放射輝度率Ｂ（λ）をパラメータとして波長毎に数値的に行うことに相当する。したがって、全分光放射輝度率Ｂ（λ）について校正されるので、これから算出される全ての色彩値に対しても校正がなされるという特徴がある。また、測定に際しての機械的可動部や、煩雑な紫外カットフィルタ挿入度の調節作業が不要になるなど、Ｇａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法の多くの欠点を解決するが、蛍光基準試料を必要とすることには変わりがなく、蛍光基準試料を用いた相対紫外強度の校正後に、蛍光試料に対する測定を行うので、校正時と測定時との照明光に分光分布の差があると測定誤差が生じてしまうといった問題は依然として存在する。
【特許文献１】特開平８−３１３３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、上記特許文献１の方法やＧａｅｒｔｎｅｒ−Ｇｒｉｓｓｅｒの測定方法といった簡易法であっても蛍光基準試料は必要とされるが、この蛍光基準試料は、被測定試料に近似の励起・蛍光特性を有する必要性から、紙や繊維などの試料と同じ材質で、同じ蛍光増白剤が用いられるため、経時変化が避けられず、頻繁な更新或いは経時変化に対する管理等が必要となる。また、測定装置における照明光の分光分布の変化（長期又は短期での変化）に起因する誤差を避けることができず、その経時変化の影響を抑えるべく頻繁な校正作業が必要となる。これらのことから、当該測定に際して蛍光基準試料を用いることなく、或いはこれを用いた煩雑な校正作業を不要とすることが求められる。
【００１９】
ところで、蛍光増白した紙の光学特性の測定に際しては、蛍光の影響を除去した光学特性の測定が必要となることが多い。この蛍光の影響の除去に関し、従来、紫外カットフィルタを用いて、照明光の紫外域を除去して蛍光の励起を抑制することが行われている。この場合、蛍光の励起を十分に抑制するためにはカットオフ波長を４４０ｎｍ程度とする必要があるが、これにより、評価すべき可視域の短波長帯の全分光放射輝度率が測定不能となり、この全分光放射輝度率に基づいて算出される色彩値の精度が低下してしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蛍光の励起を抑えるフィルターを用いることなく、それによって、全分光放射輝度率が測定不能な波長域を可視域に生じることなく蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができる蛍光試料の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の請求項１に係る蛍光試料の光学特性測定方法は、蛍光試料の光学特性測定方法であって、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を以下の第１及び第２の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）。但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【００２２】
上記構成によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項２に係る蛍光試料の光学特性測定装置は、蛍光試料の光学特性測定装置であって、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料を照明するための第１及び第２の照明手段と、前記試料からの放射光の分光分布を測定する放射光分光手段と、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布を測定する照明光分光手段と、前記試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報を記憶する記憶手段と、 前記第１及び第２の照明手段を個々に点灯し、前記放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを算出するとともに、該算出した情報及び前記記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する演算制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、第１及び第２の照明手段によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２５】
請求項３に係る蛍光試料の光学特性測定装置は、請求項２において、前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２は、少なくとも短波長域において、前記照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないことを特徴とする。この構成によれば、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が、少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、それによって各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、第１及び第２の照明手段によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が、少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、それによって各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（本発明に係る光学特性測定方法の基本技術の説明）
先ず、本発明に係る蛍光の影響を除去した蛍光試料の全分光放射輝度率の測定方法の基本となる技術について、具体的な装置の一例を挙げて説明する。
【００３０】
図２は、当該基本技術を用いた蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、光学特性測定装置１０は、被測定試料１、第１照明部２、第２照明部３、参照面部４、受光部５、２チャンネル分光部６及び制御部７を備えて構成されている。被測定試料１は、蛍光物質を含む繊維や紙製品等からなる測定対象となる試料である。被測定試料１は、所定の測定位置に配置される。第１照明部２は、被測定試料１を照明するものであり、光源としての白熱ランプ２１と、該白熱ランプ２１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第１駆動回路２２とを備える。第２照明部３は、第１照明部２と同様、被測定試料１を照明するものであり、紫外域の光束を出力する光源（紫外光源）としての紫外ＬＥＤ３１と、該紫外ＬＥＤ３１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第２駆動回路３２とを備える。なお、第２照明部３の光源は、紫外ＬＥＤ３１に限定されず、紫外域の光束が出力可能であれば、キセノンフラッシュランプなど、いずれの光源でもよい。
【００３１】
参照面部４は、白色拡散面からなる参照面（反射面）を有するものであり、被測定試料１の測定域の近傍に配設されている。受光部５（受光系）は、光学レンズ（又はレンズ群）からなり、第１及び第２照明部２、３によって照明された被測定試料１の放射光、及び参照面部４からの反射光における法線方向の成分を受光するとともに、該受光した光束を後述の２チャンネル分光部６へ向けて入射させるものである。
【００３２】
２チャンネル分光部６は、受光部５からの入射光に対する分光測定を行うものである。２チャンネル分光部６は、第1入射スリット６１及び第２入射スリット６２を備える。後述の照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された被測定試料１からの放射光は、第1入射スリット６１に入射し、一方、この照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された参照面部４（参照面）からの反射光は第２入射スリット６２に入射する。２チャンネル分光部６は、この第1入射スリット６１に入射した試料放射光に対する分光測定を行い、第１チャンネル出力として当該試料放射光の分光分布データを出力するとともに、第２入射スリット６２に入射した参照面反射光（参照光）、すなわち後述の照明光ＬＡ又は照明光ＬＢに対する分光測定を行い、第２チャンネル出力として当該照明光の分光分布データを出力する。このように、２チャンネル分光部６は、放射光分光手段及び照明光分光手段として機能する。
【００３３】
制御部７は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理や制御処理用のデータを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）、及び当該制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）等からなり、光学特性測定装置１０全体の動作制御を司るものである。具体的には、第１及び第２照明部２、３の点灯動作や２チャンネル分光部６の受光・分光動作に関する駆動制御を行ったり、２チャンネル分光部６からの情報（分光情報）に基づいて、被測定試料１に対する全分光放射輝度率の算出や相対分光感度の校正等に関する各種演算処理を実行する。制御部７のこれら各種演算機能等については後に詳述する。
【００３４】
このような各部を備える光学特性測定装置１０において、制御部７が第１駆動回路２２を介してつまり駆動させて白熱ランプ２１を点灯させると、白熱ランプ２１は、被測定試料１を、該被測定試料１の法線に対して約４５°の方向から（入射角度で）光束２３で照明する。同様に、制御部７が第２駆動回路３２を駆動させて紫外ＬＥＤ３１を点灯すると、紫外ＬＥＤ３１は、被測定試料１を、上記４５°よりも法線に近い位置での方向（符号αに示す入射角度の方向）から光束３３で照明する。
【００３５】
ここで、本実施形態において、第１照明部２を照明部Ａとし、第１照明部２と第２照明部３とを合わせたものを照明部Ｂと表現するものとする。白熱ランプ２１（白熱光源）のみを光源とする照明部Ａによる照明光ＬＡは、励起域（紫外域）に殆ど強度を有さず、一方、白熱ランプ２１と紫外ＬＥＤ３１とを光源とする照明部Ｂの照明光ＬＢ、すなわち白熱ランプ２１と紫外ＬＥＤ３１とを同時に点灯させた場合の照明光ＬＢは、励起域に十分な強度を有する。照明部Ａ、Ｂは、いずれも白熱光源を備えて可視域に強度を有し、励起強度を可視域の各波長の強度で相対化することができるため、蛍光分光放射輝度率又は全分光放射輝度率を求めることができる（可視域に分光強度をもたない照明光を用いた測定では、上記相対化の演算が行えず、蛍光分光放射輝度率や全分光放射輝度率を求めることができない）。
【００３６】
上記照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明された被測定試料１からの放射光のうち、略法線方向の成分が受光部５によって２チャンネル分光部６の第1入射スリット６１に入射して分光測定され、第１チャンネル出力としてその分光分布Ｓｘ１（λ）又はＳｘ２（λ）が制御部７に出力される。一方、被測定試料１の測定域の近傍に配置された参照面部４が、被測定試料１の試料面と同時に照明光ＬＡ又は照明光ＬＢによって照明される。そして、この参照面からの反射光のうち、略法線方向の成分が受光部５によって２チャンネル分光部６の第２入射スリット６２に入射して分光測定され、第２チャンネル出力としてその分光分布Ｍｘ１（λ）又はＭｘ２（λ）が制御部７に出力される。
【００３７】
なお、第２照明部３における紫外ＬＥＤ３１の中心波長は約３７５ｎｍであり、図８の白熱光源及び紫外ＬＥＤの分光分布図に示すように（符号Ａは白熱光源の分光分布、符号Ｌは紫外ＬＥＤの分光分布を示す）、該紫外ＬＥＤ３１の中心波長３０１は一般的な蛍光増白剤の分光励起効率（相対分光励起効率）３０２のピーク近傍に位置する。分光励起効率とは、波長λの蛍光を励起する励起光の波長毎の励起効率を示し、照明光の分光分布との畳み込み積分によって、その照明光により励起される波長λの蛍光強度（積分励起）が求められるものである。なお、符号３０３に示すグラフは、上記蛍光増白剤の蛍光分光分布（相対蛍光分光分布）を示している。
【００３８】
また、本発明の技術は、照明光の分光分布を把握する必要性があるので、２チャンネル分光部６は、紫外ＬＥＤ３１による放射光の波長域を含む、約３６０ｎｍから７４０ｎｍの波長域をカバーする（この波長域の分光が可能である）。白熱ランプ２１及び紫外ＬＥＤ３１を光源とする照明部Ｂは、強い短パルス光で蛍光物質を照明したときに発生して問題となる（目視との互換性を崩す要因となる）トリプレット効果を生じない発光時間で発光する。このトリプレット効果とは、概略的に説明すると、発光時間が短く励起エネルギーの高い照明光により、分子の電子状態におけるＳ（Singlet）準位とＴ（Triplet）準位との間での遷移が起こるが（通常はこのＳ準位及びＴ準位間の遷移の確率は極めて低い）、これに伴って生じる励起（吸収）現象のことを言う。
【００３９】
また、光学特性測定装置１０での光学系は、上述のように第１照明部２と受光部５との組み合わせ（配置）により、４５／０ジオメトリー（反射特性の測定ジオメトリー４５°／０°）を構成している。このようなジオメトリーの目的は、被測定試料１からの正反射光の制御にあるが、可視域に分布をもたない第２照明部３による正反射光は測色に影響を与えることがないので、この第２照明部３は、ジオメトリーの制約を受けることなく任意に配置することができる。
【００４０】
ここで、制御部７における各機能部の詳細について説明する。制御部７は、図２に示すように、ＣＰＵ７０、分光データメモリ７１、評価用照明光データメモリ７２、二分光データメモリ７３及び係数メモリ７４等を備えている。ＣＰＵ７０は、第１及び第２照明部２、３、並びに２チャンネル分光部６の駆動制御に関する演算、或いは被測定試料１に対する全分光放射輝度率の算出や相対分光感度の校正等に関する演算等の各種演算処理を行う上記中央演算処理装置（ＣＰＵ）である。分光データメモリ７１は、２チャンネル分光部６で分光測定され、該２チャンネル分光部６から送信されてきた放射光及び照明光の分光分布データを記憶するものである。評価用照明光データメモリ７２は、予め与えられた評価用照明光の分光分布データを記憶するものである。二分光データメモリ７３は、予め求められた、被測定試料１（蛍光試料）と近似の二分光蛍光放射輝度率データを記憶するものである。
【００４１】
係数メモリ７４は、２チャンネル分光部６の相対分光感度を校正する感度校正係数、参照面部４からの反射光（以降、参照面反射光という）の分光分布を、被測定試料１に対する照明光（以降、試料面照明光という）の分光分布に変換する変換係数、及び被測定試料１からの放射光（以降、試料放射光という）と参照面反射光との分光分布から、被測定試料１の全分光放射輝度率を求める校正係数等の係数データを記憶するものである。
【００４２】
制御部７は、上記各メモリ部に記憶された、放射光及び照明光の分光分布データ、評価用照明の分光分布データ、二蛍光分光放射輝度率データ、感度校正係数、変換係数及び校正係数のデータに基づいて、以下（Ａ）についての測定制御（演算処理）を行う。
【００４３】
（Ａ）評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率
＜演算方法＞
一般に、蛍光試料は、或る評価用照明光Ｉｓで照明したときの該蛍光試料の分光放射輝度率を得るために、上記二分光器法測定器、或いは評価用照明光Ｉｓと同じ分光分布の照明光をもつ測定器を用いなければならないが、本実施形態においても、特定の二分光蛍光放射輝度率に近似した励起・蛍光特性を有する蛍光試料について、特定の評価用照明光と同じ蛍光分光放射輝度率を与える仮想的な照明光を数値的に合成する。すなわち、蛍光試料の二分光蛍光放射輝度率をＦ（μ，λ）とし、評価用照明光Ｉｓと、上記数値的に合成される照明光（以降、合成照明光という）Ｉｃとの分光分布をそれぞれＩｓ（λ）、Ｉｃ（λ）とすると、上記式（２）から、各照明光による蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）（＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ（μ）ｄμ／Ｉ（λ））が以下の式（５）となる合成照明光Ｉｃを、分光分布、特に励起域と蛍光域の相対強度の異なる２つの照明光Ｉ１、Ｉ２の線形結合による合成によって求める。但し、分光分布Ｉ（λ）は、上述で説明したように比例定数を別にすれば、完全拡散反射体（面）からの反射光と等価である。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）…（５）
【００４４】
この照明光Ｉ１、Ｉ２の重みつき線形結合による合成においては、波長毎に設定される線形結合の重みをＷ（λ）及び１−Ｗ（λ）とすると、合成照明光Ｉｃの分光分布Ｉｃ（λ）は、照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）を用いて以下の式（６）で表される。
Iｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）…（６）
【００４５】
これにより、合成照明光Ｉｃによる蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）は、以下の式（７）で表され、
Ｆｃ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・［Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）］ｄμ／［Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）］…（７）
【００４６】
したがって、上記式（５）は以下の式（８）に書き換えられる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・［Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）］ｄμ／［Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）］…（８）
【００４７】
そして、上記式（８）から重みＷ（λ）を算出する、すなわち式（８）の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と評価用照明光Ｉｓの分光分布Ｉｓ（λ）＝Ｉｓ（μ）とを予め数値データとして与えておき（設定して記憶しておき）、一方、照明光（実照明光）Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）は実測により求めておき（具体的には、実測した参照面反射光の分光分布から変換してＩ１（λ）、Ｉ２（λ）を求める）、演算処理のみによって重みＷ（λ）を算出する。そして、この重みＷ（λ）を用いて、当該算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と近似の二分光蛍光放射輝度率をもつ蛍光試料を同じ評価用照明光Ｉｓで照明したときの全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出する。すなわち、蛍光試料を照明光Ｉ１、Ｉ２で照明したときの試料面放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と当該照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを、それぞれ重みＷ（λ）、（１−Ｗ（λ））による線形結合によって合成する以下の式（９）、（１０）が与えるＳｘｃ（λ）及びＩｃ（λ）と、
Ｓｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｓｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｓｘ２（λ）…（９）
Ｉｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（λ）…（１０）
（但し、Ｓｘｃ（λ）は合成照明光Ｉｃで照明されるときの前記試料の放射光の分光分布を、Ｉｃ（λ）は照明光Ｉ１、Ｉ２の重みつき線形結合によって合成される合成照明光Ｉｃの分光分布を示す。）
校正定数Ｃ（λ）とによって、以下の式（１１）により全分光放射輝度率Ｂｓ（λ）が求められる。
Ｂｓ（λ）＝Ｃ（λ）・Ｓｃ（λ）／Ｉｃ（λ）…（１１）
【００４８】
ところで、上述での各演算処理は、本発明のように照明光Ｉ１、Ｉ２が共に可視域に強度を有するものとすることにより（具体的には、例えば照明光Ｉ１を上記照明光ＬＡ、照明光Ｉ２を照明光ＬＢとする）、簡略化することが可能となる。すなわち、照明光Ｉ１、Ｉ２を可視域における波長λでの強度で相対化した、照明光Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）、Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）を想定し、Ｉ１λ（μ）、Ｉ２λ（μ）とする（Ｉ１λ（μ）＝Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）、Ｉ２λ（μ）＝Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）。したがって、Ｉ１λ（λ）＝Ｉ２λ（λ）＝１）。このことで、可視域での波長λ毎に異なる光源が想定されことになる。この場合、上記式（８）の右辺の分母は［Ｗ（λ）・Ｉ１λ（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２λ（λ）］となり、その値は常に「１」となる。したがって、式（７）は以下の式（１２）に示すように書き換えられ、合成照明光Ｉｃによる蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）は、各照明光Ｉ１、Ｉ２による蛍光分光放射輝度率の線形結合で表されるものとなる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｃ（μ）ｄμ／Ｉｃ（λ）＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１λ（μ）ｄμ＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２λ（μ）ｄμ＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（１２）
【００４９】
これにより、上記式（５）は以下の式（１３）に書き換えることができる。
∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）＝Ｗ（λ）・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（１３）
【００５０】
なお、式（１２）は、蛍光分光放射輝度率Ｆｃ（λ）が、波長λでの強度が共に「１」で波長λ毎に異なる２つの仮想的な照明光、Ｉ１λ（μ）＝Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）とＩ２λ（μ）＝Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）を重みＷ（λ）、１−Ｗ（λ）で加算した、以下の式（１２’）に示す可視域の波長λ毎に異なる合成照明光Ｉｃ（μ）によって得られることを示している。
Ｉｃ（μ）＝Ｗ（λ）・Ｉ１（μ）／Ｉ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｉ２（μ）／Ｉ２（λ）…（１２’）
【００５１】
上述における式（８）から重みＷ（λ）を求めた場合と同様、上記式（１３）についても、蛍光試料の二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、評価用照明光Ｉｓの分光分布Ｉｓ（λ）と、２つの照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが与えられれば、重みＷ（λ）を演算処理だけで求めることができる。
【００５２】
なお、従来（特許文献１）の方法では、実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）が未知であるため、式（１３）の右辺の積分を、蛍光基準試料の全分光放射輝度率の実測に置き換えていると考えることができる。
【００５３】
このようにして式（１３）から算出したＷ（λ）を、当該算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と近似の二分光蛍光放射輝度率をもつ蛍光試料に対して用い、合成照明光Ｉｃによる蛍光試料の蛍光分光放射輝度率Ｆｘｃ（λ）を、各照明光Ｉ１、Ｉ２（照明光ＬＡ、ＬＢ）による試料の蛍光分光放射輝度率Ｆｘ１（λ）、Ｆｘ２（λ）の線形結合で表すことができる（以下、式（１４）参照）。
Ｆｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｆｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｆｘ２（λ）…（１４）
【００５４】
また、蛍光分光放射輝度率Ｆｘｃ（λ）と照明光に依存しない反射分光放射輝度率Ｒｘｃ（λ）との和である全分光放射輝度率Ｂｘｃ（λ）についても、上記と同じ重みＷ（λ）を用いて、各照明光Ｉ１、Ｉ２により蛍光試料を実測して得た全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）とＢｘ２（λ）との線形結合により求めることができる（以下、式（１５）参照）。
Ｂｘｃ（λ）＝Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（１５）
【００５５】
上述では、二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）を与えて式（８）或いは式（１３）によって重みＷ（λ）を求めているが、式（１）からＦｃ（λ）＝Ｆｓ（λ）であればＢｃ（λ）＝Ｂｓ（λ）であるので、式（８）或いは式（１３）のＦ（μ，λ）を二分光放射輝度率Ｂ（μ，λ）に置き換え、上述と同様に重みＷ（λ）を求めることができる。
【００５６】
ところで、上記蛍光試料の光学特性測定に先立って２種類の校正が必要となる。これら校正について以下に説明する。
＜１．分光手段の相対分光感度校正＞
上述したように本実施形態の方法では、測定器の実照明光の分光分布を把握することが必要であり、そのために、製造時等において予め放射光分光手段（ここでは２チャンネル分光部６）の相対分光感度の校正が行われる。まず、放射光分光手段を公知の方法によって波長校正し、更にＡ光源など既知の分光分布Ａ（λ）を有する光源からの光束を入射させて得た出力Ｓａ（λ）から、感度校正係数Ｇ（λ）が求められる（以下、式（１６）参照）。
Ｇ（λ）＝Ａ（λ）／Ｓａ（λ）…（１６）
【００５７】
＜２．白色校正＞
測定に先立って（前段階で）行われる白色校正では、反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）が既知であり、蛍光特性をもたない白色校正板を、照明光Ｉ１及びＩ２（照明光ＬＡ及び照明光ＬＢ）で照明したときの、試料放射光（白色校正板からの放射光）の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と、参照面反射光（参照面部４からの反射光）の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）とから、以下、＜１＞、＜２＞に示す２種類の係数が求められる。
【００５８】
＜１＞参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換するための変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）。
【００５９】
この場合、既知の反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）を有する白色校正板を照明光Ｉ１及びＩ２で照明したときの、当該試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と、参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上記式（１６）に示す感度校正係数Ｇ（λ）とから、以下の式（１７）、（１８）によって、測定時の参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換する変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を求める。
Ｄ１（λ）＝［Ｇ（λ）・Ｓｗ１（λ）］／［Ｍｗ１（λ）・Ｒｗ（λ）］…（１７）
Ｄ２（λ）＝［Ｇ（λ）・Ｓｗ２（λ）］／［Ｍｗ２（λ）・Ｒｗ（λ）］…（１８）
【００６０】
これにより、蛍光試料測定時、参照面反射光の分光分布がＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）であるとすると、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）が、該変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を用いて以下の式（１９）、（２０）により求められる。
Ｉ１（λ）＝Ｄ１（λ）・Ｍｘ１（λ）…（１９）
Ｉ２（λ）＝Ｄ２（λ）・Ｍｘ２（λ）…（２０）
【００６１】
＜２＞測定時、照明光Ｉ１及びＩ２で照明した試料放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とから、蛍光試料の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を求めるための校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）。
【００６２】
この場合、上記＜１＞における、既知の反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）と、白色校正板を照明光Ｉ１及びＩ２で照明したときの試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）とから、以下の式（２１）、（２２）によって校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）を求める。
Ｃ１（λ）＝ Ｒｗ（λ）／[Ｓｗ１（λ）／Ｍｗ１（λ）] …（２１）
Ｃ２（λ）＝ Ｒｗ（λ）／[Ｓｗ２（λ）／Ｍｗ２（λ）] …（２２）
【００６３】
これにより、蛍光試料測定時、照明光Ｉ１及びＩ２で照明された試料面放射光及び参照面反射光の分光分布が、Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）、及びＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）とすれば、試料面の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）は以下の式（２３）、（２４）により求められる。
Ｂｘ１（λ）＝Ｃ１（λ）・Ｓｘ１（λ）／Ｍｘ１（λ）…（２３）
Ｂｘ２（λ）＝Ｃ２（λ）・Ｓｘ２（λ）／Ｍｘ２（λ）…（２４）
【００６４】
なお、上述の評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率の測定原理は、以下のように要約されるものであると言うこともできる。
ａ１．任意の照明光で照明された蛍光試料が放射する蛍光の分光特性は、照明光の分光分布と試料の二分光蛍光放射輝度率によって求められる（式（２）参照）。
ａ２．したがって、照明光の分光分布が既知であれば、既知の二分光蛍光放射輝度率をもつ仮想的な蛍光基準試料の全分光放射輝度率を算出でき、現実の蛍光基準試料に置き換えることができる。
ａ３．仮想的な蛍光基準試料について、上述の特許文献１の方法を適用する。
ａ４．評価用照明光の分光分布は予めデータとして与えておき、測定装置の照明光（実照明光）の分光分布は実測で求める。
【００６５】
＜蛍光試料の全分光放射輝度率の測定手順＞
光学特性測定装置１０による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定手順としては、予め行われる図３のフローに示す白色校正後、図４に示すフローに沿って当該全分光放射輝度率の測定を行う。図３は、白色校正に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御部７は、測定開口に配設した白色校正用の試料、すなわち反射分光放射輝度率Ｒｗ（λ）が既知であり蛍光特性のない白色校正板に対して、第１照明部２（白熱ランプ２１）を点灯させて照明光ＬＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ１）。そして、２チャンネル分光部６（放射光分光手段）によって、当該照明光ＬＡによる試料反射光（ここでは、蛍光特性のない白色校正板に対する試料放射光であるので、試料反射光となる）の分光分布Ｓｗ１（λ）を測定するとともに、照明光ＬＡの参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）を測定し、これらＳｗ１（λ）及びＭｗ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ２）。
【００６６】
続いて、制御部７は、上記ステップＳ１での第１照明部２の点灯を維持した状態で、第２照明部３（紫外ＬＥＤ３１）を点灯して、その結果、第１及び第２照明部２、３による照明光ＬＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１を照明し（ステップＳ３）、ステップＳ２と同様に、２チャンネル分光部６によって、当該照明光ＬＢによる試料反射光の分光分布Ｓｗ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｗ２（λ）を測定し、これらＳｗ２（λ）及びＭｗ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ４）。そして、第１及び第２照明部２、３を消灯する（ステップＳ５）。
【００６７】
そして、上記ステップＳ２及びＳ４において求めた試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上述の式（１６）に示す感度校正係数Ｇ（λ）とから、上述の式（１７）、（１８）によって、測定時の参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換するための変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）を算出する（ステップＳ６）。
【００６８】
さらに、上記ステップＳ２及びＳ４において求めた試料面反射光の分光分布Ｓｗ１（λ）、Ｓｗ２（λ）と参照面反射光の分光分布Ｍｗ１（λ）、Ｍｗ２（λ）と、上記既知の反射分光輝度率Ｒｗ（λ）とから、上述の式（２１）、（２２）によって校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）を算出する（ステップＳ７）。そして、上記ステップＳ６において算出した変換係数Ｄ１（λ）、Ｄ２（λ）及びステップＳ７において算出した校正係数Ｃ１（λ）、Ｃ２（λ）のデータを所定の記憶部、例えば係数メモリ７４に記憶しておく（ステップＳ８）。
【００６９】
図４は、光学特性測定装置１０による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、測定に先立って評価用照明光Ｉｓを選択する。すなわち制御部７は、評価用照明光データメモリ７２から、選択する評価用照明光Ｉｓの分光分布データＩｓ（λ）（すなわち分光分布Ｉｓ（μ））を読み出す（ステップＳ１１）。続いて、被測定試料１のタイプ（種類）を選択する。すなわち制御部７（ＣＰＵ７０）は、二分光データメモリ７３から、被測定試料に近似するタイプの二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）のデータを読み出す（ステップＳ１２）。次に、制御部７は、測定開口に配設された被測定試料１に対し、第１照明部２（白熱ランプ２１）を点灯して照明光ＬＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ１３）。そして、２チャンネル分光部６（放射光分光手段）によって、当該照明光ＬＡによる試料放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）を測定するとともに、照明光ＬＡの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）を測定し、これらＳｘ１（λ）及びＭｘ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ１４）。
【００７０】
続いて、制御部７は、上記ステップＳ１３での第１照明部２の点灯を維持した状態で、第２照明部３（紫外ＬＥＤ３１）を点灯して、第１及び第２照明部２、３による照明光ＬＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１を照明し（ステップＳ１５）、ステップＳ１４と同様に、２チャンネル分光部６によって、当該照明光ＬＢによる試料放射光の分光分布Ｓｘ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ２（λ）を測定し、これらＳｘ２（λ）及びＭｘ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ７１に保存する（ステップＳ１６）。そして、第１及び第２照明部２、３を消灯する（ステップＳ１７）。
【００７１】
次に、制御部７は、上記ステップＳ１１、Ｓ１２においてそれぞれ読み出した分光分布データＩｓ（λ）＝Ｉｓ（μ）と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、以下の式（２５）によって評価用照明光による蛍光分光放射輝度率Ｆｓ（λ）を算出する（ステップＳ１８）。
Ｆｓ（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉｓ（μ）ｄμ／Ｉｓ（λ）…（２５）
【００７２】
そして、上述の式（１９）、（２０）によって、それぞれ照明光ＬＡ、ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）を、試料面照明光（照明光ＬＡ、ＬＢ）の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）に変換し（ステップＳ１９）、当該変換して求めた分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）（すなわち分光分布Ｉ１（μ）、Ｉ２（μ））と二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、以下の式（２６）、（２７）によって照明光ＬＡ、ＬＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）による蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を算出する（ステップＳ２０）。
Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）…（２６）
Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）…（２７）
【００７３】
次に、当該算出した蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と、上記ステップＳ１８で求めた蛍光分光放射輝度率Ｆｓ（λ）とによる以下の式（２８）を波長毎に解くことで、重みＷ（λ）を求める（ステップＳ２１）。
Ｗ（λ）・Ｆ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｆ２（λ）＝Ｆｓ（λ）…（２８）
そして、上記ステップＳ１４、１６において保存されたＭｘ１（λ）、Ｍｘ２（λ）と、Ｓｘ１（λ）、Ｓｘ２（λ）とから、上述の式（２３）、（２４）を用いて、照明光ＬＡ、ＬＢによる全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）を算出し（ステップＳ２２）、当該算出されたＢｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、上記ステップＳ２１において算出した重みＷ（λ）とから、以下の式（２９）によって評価用照明光による全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出する（ステップＳ２３）。
Ｂｘｓ（λ）＝ Ｗ（λ）・Ｂｘ１（λ）＋（１−Ｗ（λ））・Ｂｘ２（λ）…（２９）
【００７４】
（蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定）
上述の測定方法を基本技術とする本発明に係る蛍光試料の光学特性測定方法及び装置について、以下に説明する。図１は、本発明に係る蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、光学特性測定装置１００は、被測定試料１１０、第１照明部１２０、第２照明部１３０、積分球１４０、受光部１５０、２チャンネル分光部１６０及び制御部１７０を備えて構成されている。被測定試料１１０は、蛍光物質を含む繊維や紙製品等からなる測定対象となる試料である。被測定試料１１０は、積分球１４０の試料用開口１４１に配置される。第１照明部１２０は、被測定試料１１０を照明するものであり積分球１４０に、ここでは積分球１４０の側方部に配設される。第１照明部１２０は、可視−紫外域の光束を出力する光源としての（紫外域に十分なエネルギーを有する）キセノンフラッシュ１２１と、該キセノンフラッシュ１２１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第１駆動回路１２２とを備える。
【００７５】
第２照明部１３０は、第１照明部１２０と同様、被測定試料１１０を照明するものであり、積分球１４０の側方部に第１照明部１２０と併設されている。第１照明部１３０も第１照明部１２０と同様、可視−紫外域の光束を出力する光源としてのキセノンフラッシュ１３１と、該キセノンフラッシュ１３１を駆動して点灯（例えばパルス点灯）させるための第２駆動回路１３２とを備える。第１及び第２照明部１２０、１３０は、それぞれキセノンフラッシュ１２１、１３１の光束を、第１フィルタ１２３及び第２フィルタ１３３を経て積分球１４０内に送り込む。なお、第１及び第２照明部１２０、１３０の光源は、キセノンフラッシュに限定されず、可視域及び紫外域の光束が出力可能であれば、いずれの光源でもよい。
【００７６】
ところで、上述の基本技術の説明においては、照明光Ｉ１として、第１照明部２のみを点灯させたときの照明光ＬＡを用い、一方、照明光Ｉ２として、第１照明部２及び第２照明部３の両方を点灯させたときの照明光ＬＢを用いる構成としているが、この実施例においては、第１及び第２照明部１２０、１３０がそれぞれ単独で照明光Ｉ１、Ｉ２を形成する。すなわち、第１照明部１２０（キセノンフラッシュ１２１）のみを点灯させた場合の照明光を照明光Ｉ１とし、第２照明部１３０（キセノンフラッシュ１３１）のみを点灯させた場合の照明光を照明光Ｉ２とする。なお、上述の説明と区別するため、ここでの照明光Ｉ１を照明光ＨＡ、照明光Ｉ２を照明光ＨＢと適宜称することとする。
【００７７】
積分球１４０は、内壁に高拡散、光反射率の白色塗料が塗布された球状体であり、球内に入射された光を多重拡散反射させるものである。また、積分球１４０は、図２に示す参照面部４に相当する参照面部１４２を備えている。この参照面部１４２は、積分球１４０の内壁の一部で構成されており、被測定試料１１０近傍（測定域近傍）に配設されている。受光部１５０（受光系）は、光学レンズ（又はレンズ群）からなり、第１及び第２照明部１２０、１３０によって照明された被測定試料１１０の放射光、或いは参照面部１４２からの反射光の略法線方向の成分を受光するとともに、該受光した光束を後述の２チャンネル分光部１６０へ向けて入射させるものでもある。
【００７８】
２チャンネル分光部１６０は、受光部１５０からの入射光に対する分光測定を行うものであり、上記２チャンネル分光部６と同様、放射光分光手段及び照明光分光手段として機能する。２チャンネル分光部１６０は、第1入射スリット１６１及び第２入射スリット１６２を備えており、上記照明光ＨＡ又は照明光ＨＢによって照明された被測定試料１１０からの放射光（以降、試料面放射光という）は、第1入射スリット１６１に入射し、一方、照明光ＨＡ又は照明光ＨＢによって照明された参照面部１４２からの反射光（以降、参照面反射光という）は第２入射スリット１６２に入射する。２チャンネル分光部１６０は、この第1入射スリット１６１に入射した試料放射光に対する分光測定を行い、第１チャンネル出力として当該試料放射光の分光分布データを出力するとともに、第２入射スリット１６２に入射した参照面反射光に対する分光測定を行い、第２チャンネル出力として当該参照面反射光の分光分布データを出力する。なお、光学特性測定装置１００での光学系は、上述のように積分球１４０と受光部１５０との配置により、ｄ／０ジオメトリーを構成している。
【００７９】
制御部１７０は、上記制御部７と同様、光学特性測定装置１００全体の動作制御を司るものであり、例えば第１及び第２照明部１２０、１３０の点灯動作や２チャンネル分光部１６０の受光・分光動作に関する駆動制御を行ったり、２チャンネル分光部１６０からの情報（分光情報）に基づいて、被測定試料１１０に対する蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の算出等に関する各種演算処理を実行する。制御部１７０は、ＣＰＵ１７１、分光データメモリ１７２、評価用照明光データメモリ１７３、二分光データメモリ１７４及び係数メモリ１７５等を備えている。
【００８０】
ＣＰＵ１７１は、第１及び第２照明部１２０、１３０、並びに２チャンネル分光部１６０の駆動制御に関する処理、或いは被測定試料１１０に対する蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の算出等に関する演算等の各種演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）である。分光データメモリ１７２は、２チャンネル分光部１６０で分光され、該２チャンネル分光部１６０から送信されてきた試料面放射光及び参照面反射光の分光分布データを記憶するものである。評価用照明光データメモリ１７３は、予め与えられた評価用照明光の分光分布データを記憶するものである。二分光データメモリ１７４は、予め求められた、被測定試料１１０（蛍光試料）と近似の二分光蛍光放射輝度率データを記憶するものである。係数メモリ１７５は、２チャンネル分光部１６０の相対分光感度を校正する感度校正係数、参照面反射光の分光分布を、被測定試料１１０に対する照明光（以降、試料面照明光という）の分光分布に変換する変換係数、及び試料放射光と参照面反射光との分光分布から、被測定試料１１０の当該全分光放射輝度率を求める校正係数等の係数データを記憶するものである。
【００８１】
第１及び第２照明光１２０、１３０から送り込まれた光束１２４、１３４は積分球１４０内で拡散多重反射され、それぞれ拡散光１２５、１３５となって試料用開口１４１にある被測定試料１１０を照明する。第１フィルタ１２３は「３５５」ｎｍ、第２フィルタ１３３は「３９５」ｎｍ以下の光束を遮断するので、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）の相対紫外強度は大きく異なるものとなる。本発明の測定方法では、実照明光ＨＡ、ＨＢの分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）を把握する必要があるので、２チャンネル分光部１６０の測定範囲である３５０ｎｍ〜７４０ｎｍの波長に合わせて、当該照明光ＨＡ、ＨＢを３５５ｎｍ以上の波長の強度を有するものとしている。
【００８２】
制御部１７０が第１駆動回路１２２を介してキセノンフラッシュ１２１を駆動することで、第１照明部１２０は３５５ｎｍ以上の光束（照明光ＨＡ）で被測定試料１１０を拡散照明する。同様に、制御部１７０が第２駆動回路１３２を介してキセノンフラッシュ１３１を駆動することで、第２照明部１３０は３９５ｎｍ以上の光束（照明光ＨＢ）で被測定試料１１０を拡散照明する。第１又は第２照明部１２０、１３０によって照明された被測定試料１１０からの放射光のうち、法線方向の成分１１０１が積分球１４０の開口１４３を通り、受光部１５０によって２チャンネル分光部１６０の第１入射スリット１６１に入射して分光測定され、第１チャンネル出力としてその分光分布Ｓｘ１（λ）又はＳｘ２（λ）が制御部１７０に出力される。
【００８３】
同時に、被測定試料１１０の測定域近傍の参照面部１４２からの反射光における略法線方向の成分１４２１が受光部１５０によって２チャンネル分光部１６０の第２入射スリット１６２に入射して分光測定され、上記照明光ＨＡ、ＨＢ（Ｉ１、Ｉ２）に対する参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）又はＭｘ２（λ）が第２チャンネル出力として制御部１７０に出力される。
【００８４】
制御部１７０は、上記図２に示す光学特性測定装置１０（制御部７）の場合と同様、当該２チャンネル分光部１６０からの第１及び第２チャンネル出力データと制御部１７０の各メモリに記憶されたデータとを用いて、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率)を算出する。但し、本実施形態においては、これらデータを用いて、評価用照明光で照明された蛍光試料の全分光放射輝度率と当該蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率)との算出を行う。
【００８５】
＜演算方法＞
上記式（１）に示すように、試料ｘの実測による全分光放射輝度率Ｂｘ（λ）は、反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）との和で与えられる。反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が照明光に依存しない一方、蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）は照明光の分光分布に依存するが、この蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）は、試料ｘに近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と照明光の分光分布I（μ）とから上記式（２）によって算出される理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）に比例すると考えられ、以下の式（３０）で示すことができる。
Ｂｘ（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ（λ）・Ｋ（λ）…（３０）
但し、Ｋ（λ）は、上記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ（λ）と、このＦ（λ）の算出に用いた二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）に近似の二分光蛍光放射輝度率を有する測定試料の実際の蛍光分光放射輝度率Ｆｘ（λ）との比であって、試料に固有の定数である。このＫ（λ）は、理論的な蛍光分光放射輝度率を、試料の実際の蛍光分光放射輝度率と結び付ける（関連付ける）ための試料に固有の比例定数であるとも言える。
【００８６】
したがって、試料を分光分布の異なる２つの実照明光Ｉ１、Ｉ２で照明したときの実測の全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）は、以下の式（３１）、（３２）によって算出される理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を用いて、
Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ） …（３１）
Ｆ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ） …（３２）
以下の式（３３）、（３４）で表される。
Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ） …（３３）
Ｂｘ２(λ)＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ） …（３４）
【００８７】
よって、上記式（３３）（３４）を、Ｒｘ（λ）及びＫ（λ）を未知数とする連立方程式として波長毎に解くことで、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率にあたる反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が求められる。
【００８８】
なお、上述の蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定方法は、以下のように要約されるものであると言うこともできる。
ｂ１．分光分布の異なる２つの照明光で照明された蛍光試料の実測全分光放射輝度率を、反射分光放射輝度率と蛍光分光放射輝度率との和として（式（１）参照）、反射分光放射輝度率（蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率）を求める。
ｂ２．各照明光での蛍光分光放射輝度率は、各照明光の分光分布と試料に近似の二分光蛍光放射輝度率から算出される理論的な蛍光分光放射輝度率に比例するとする。
【００８９】
＜蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定手順＞
図５は、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。まず、測定に先立って評価用照明光Ｉｓを選択する。すなわち制御部１７０は、評価用照明光データメモリ１７３から、選択する評価用照明光Ｉｓの分光分布データＩｓ（λ）（すなわち分光分布Ｉｓ（μ））を読み出す（ステップＳ３１）。続いて、被測定試料１１０のタイプ（種類）を選択する。すなわち制御部１７０（ＣＰＵ１７１）は、二分光データメモリ１７４から、選択するタイプの二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）のデータを読み出す（ステップＳ３２）。次に、制御部１７０は、積分球１４０の試料用開口１４１に配設された被測定試料１１０に対し、第１照明部１２０（キセノンフラッシュ１２１）をパルス点灯して照明光ＨＡ（照明光Ｉ１）によって照明する（ステップＳ３３）。上記ステップＳ３３による発光（照明）時、２チャンネル分光部１６０（放射光分光手段）によって、当該照明光ＨＡによる試料面放射光の分光分布Ｓｘ１（λ）を測定するとともに、照明光ＨＡの参照面反射光の分光分布Ｍｘ１（λ）を測定し、これらＳｘ１（λ）及びＭｘ１（λ）の分光分布情報を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３４）。
【００９０】
続いて、制御部１７０は、第２照明部１３０（キセノンフラッシュ１３１）をパルス点灯して、当該第２照明部１３０による照明光ＨＢ（照明光Ｉ２）によって被測定試料１１０を照明し（ステップＳ３５）、第１照明部１２０の場合と同様、２チャンネル分光部１６０によって、当該照明光ＨＢによる試料面放射光の分光分布Ｓｘ２（λ）を測定するとともに、照明光ＬＢの参照面反射光の分光分布Ｍｘ２（λ）を測定し、これらＳｘ２（λ）及びＭｘ２（λ）の分光分布情報を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３６）。
【００９１】
次に、上記図４に示すフローチャートのステップＳ１８〜Ｓ２３と同様の処理を行うことによって、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光Ｉ１、Ｉ２）の、分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、各照明光に対する全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とを算出して分光データメモリ１７２に保存し、これらの情報から評価用照明光による全分光放射輝度率Ｂｘｓ（λ）を算出するとともに、その過程で分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、読み出された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）とから、上述の式（３１）、（３２）によって、算出した理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）を分光データメモリ１７２に保存する（ステップＳ３７）。上記ステップＳ３６、Ｓ３７において算出した実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、理論的蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とを用いた上述の式（３３）、（３４）による連立方程式を波長毎に解いて、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率にあたる反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を求める（ステップＳ３８）。
【００９２】
上述のように、本発明の光学特性測定方法及びこれを用いた光学特性測定装置によって蛍光試料の光学特性が測定される、すなわち評価用照明光で照明したときの全分光放射輝度率と蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率とが測定されるが、当該測定方法及び測定装置は、以下に要約される効果をもたらすものであると言うこともできる。
【００９３】
すなわち、本発明では照明光の分光分布を把握することで、従来用いられてきた蛍光標準試料を、試料に近似の二蛍光分光放射輝度率データに置き換えることができ、したがって、ｃ１．蛍光基準試料の経時変化による誤差が、はるかに小さい照明光分光手段の経時変化による誤差に置き換わる。ｃ２．蛍光基準試料間の差に起因する誤差がない。ｃ３．蛍光基準試料の経時変化の影響を抑えるための蛍光標準試料の更新が不要となり、これに伴う管理、手間或いはコストを抑えることができる。ｃ４．従来の相対紫外強度の校正にあたる照明光の合成は測定時に数値的に行われるので、事前の校正作業が不要になる。ｃ５．照明光の合成は、測定時の照明光に基づいて行われるので、照明光の変化に起因する誤差がない。ｃ６．測定可能性のある1つ以上の二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率データや1つ以上の評価用照明光の分光分布を、生産時あるいは測定サイトに出荷する前に予め記憶しておくことで、通常、測定サイトではそれらを選択するだけで、蛍光試料の分光放射輝度率を容易に求めることができる。ｃ７．二分光蛍光放射輝度率又は二分光放射輝度率データはインターネット（Ｗｅｂ）を通じて適宜、追加、更新することができる。ｃ８．同じ蛍光試料に対する評価用照明光で照明した蛍光試料の全分光放射輝度率と、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率とを同時に求めることができる。ｃ９．蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定において、蛍光抑制フィルタ等が不要となる。ｃ１０．全分光放射輝度率が測定不能な波長域が生じず、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度が落ちない。
【００９４】
以上のように本発明の光学特性測定方法によれば、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２（照明光ＨＡ、ＨＢ）のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が以下の第１及び第２の工程によって算出されるので、すなわち、
【００９５】
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を波長毎に解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）。但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実測蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【００９６】
このように、試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が上記第１及び第２の工程で算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００９７】
また、本発明の光学特性測定装置１００によれば、第１及び第２の照明手段（第１照明部１２０、１３０）によって分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料が照明され、放射光分光手段（２チャンネル分光部１６０）によって試料からの放射光の分光分布が測定され、照明光分光手段（２チャンネル分光部１６０）によって第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布が測定され、記憶手段（二分光データメモリ１７４）によって試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報が記憶される。そして、演算制御手段（制御部１７０）によって、第１及び第２の照明手段が個々に点灯されて、放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とが算出されるとともに、該算出された情報及び記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）が算出されるので、励起光を抑えるフィルタ等を用いることなく、したがって、全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を精度よく求めることができ、全分光放射輝度率から求められる色彩値の精度低下を防止することができる。
【００９８】
さらに、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２が少なくとも短波長域において、照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないものとされるので、演算制御手段による演算において、第１及び第２の実照明光の励起及び蛍光に関わる波長域の分光強度を漏れなく把握する（演算処理で扱う）ことができ、これにより、各照明光の理論的な蛍光分光放射輝度率を正確に求めることができるので、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を正確に求めることが可能となる。
【００９９】
なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
（１）上記実施形態では、照明光ＨＡ、ＨＢの２つの実照明光を用いているが、２つ以上の実照明光を用いてもよい。この場合、照明光を合成するための重みは、照明光毎に与えられる（但し、重みの合計は「１」となる）。
【０１００】
（２）照明光ＨＡ、ＨＢは、１つの光源からの光束に異なる分光透過特性（素通しを含む）を有する２つのフィルターを順次挿入することで得てもよい。
【０１０１】
（３）二分光データメモリ７３、１７４に、評価を行う可能性のある蛍光増白製品に近似する二分光蛍光放射輝度率データを予め複数記憶しておき、測定に先立ってこれらデータから所要のデータを選択して用いる構成であってもよい。この場合、制御部７、１７０は、当該選択された二分光蛍光放射輝度率データに基づいて、蛍光の影響を除去した測定試料の全分光放射輝度率や、これに基づく色彩値を求めて出力する。
【０１０２】
（４）例えば特許文献１に示すような、蛍光基準試料を用いて評価用照明光の場合と同じ全分光放射輝度率を与える照明光を合成する従来の測定方法（装置）に対しても、照明光ＨＡ、ＨＢ（照明光ＬＡ、ＬＢ）の分光分布さえ把握することができれば、被測定試料に近似の二分光蛍光放射輝度率を与えることで、本発明の方法を適用することができる。この場合について説明する。図６は、本発明の方法を、従来の測定方法に適用した場合の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。同図の光学特性測定装置２００に示すように、通常、蛍光試料の測定を行うための測定装置には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２１０といった情報処理装置を含んでいる。このＰＣ２１０では、制御部２２０を介して照明手段（第１及び第２照明部２３０、２４０）や分光手段（分光部２５０）を制御するとともに、照明光及び試料面放射光の分光分布を受け取り、この情報に基づいて照明光を合成したり、試料の全分光放射輝度率を求めている。従来の測定装置では、実照明光の励起及び蛍光に関与する全波長域の分光分布を得ることができないため、当該照明光の分光分布を測定する分光分布測定手段を別途設ける必要があり、これに対応して分光分布測定部２０１を設けている。この分光分布測定部２０１は、測定に先立って試料用開口（後述の開口部２７１）に配設され、第１及び第２照明部２３０、２４０の照明に基づく照明光ＨＡ及びＨＢの分光分布を実測する。当該実測された照明光ＨＡ、ＨＢの分光分布情報はＰＣ２１０へ送られる。そして、ＰＣ２１０において、当該実照明光の分光分布情報と、予め該ＰＣ２１０に数値データとして記憶しておいた二分光蛍光放射輝度率の情報と合わせて、上述の実施形態と同じ手順で理論的な蛍光分光放射輝度率が求められるとともに照明光が合成され、評価用照明光で照明したときの試料の全分光放射輝度率、及び蛍光の影響を除去した試料の全分光放射輝度率（反射分光放射輝度率）等が求められる。
【０１０３】
なお、図６の光学特性測定装置２００に示す制御部２２０、第１照明部２３０、第２照明部２４０、分光部２５０、受光部２６０及び積分球２７０は、それぞれ図１に示す光学特性測定装置１００の制御部１７０、第１照明部１２０、第２照明部１３０、２チャンネル分光部１６０、受光部１５０及び積分球１４０に相当する。ただし、第１照明部２３０及び第２照明部２４０の光源２３１、２４１は、いずれも紫外域に十分なエネルギーをもつキセノンフラッシュ光源であり、第２照明部２４０にのみ紫外カットフィルタ２４３が備えられている。なお、分光部２５０の第１及び第２入射スリット２５１、２５２は、それぞれ２チャンネル分光部１６０の第１入射スリット１６１、第２入射スリット１６２に相当する。また、符号２３２、２４２は光源２３１、２４１を点灯させるための駆動回路である。また、積分球２７０は、試料用開口としての開口部２７１を備えるとともに、図１に示す参照面部１４２に相当する積分球２７０の内壁の一部である参照面部２７２を備えている。
【０１０４】
ところで、上記照明光の分光分布測定部２０１は、少なくとも相対分光感度が校正されている必要があり、励起及び蛍光に関与する全波長域（蛍光増白試料の場合であれば例えば約３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域）をカバーしなければならない。この測定方法によって、安定性に欠ける蛍光基準試料を、上記照明光の分光分布測定部２０１に置き換える（蛍光基準試料の代わりに分光分布測定部２０１を用いる）ことができ、また、励起光抑制フィルターを用いることなく、したがって全分光放射輝度率が測定不能となる波長域が生じることなく、蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率を求めることができるものの、照明光の合成と理論的な蛍光分光放射輝度率の算出とを測定に先立って行う必要があり、これに伴って、照明光の変動による誤差を排除できなくなる。
【０１０５】
（５）上記実施形態では、計算による理論的蛍光分光放射輝度率と試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数Ｋ（λ）を波長毎に求めているが、この比の波長依存性が大きくない場合は、上記定数を波長に依存しないＫとして求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】原理的な説明における蛍光試料の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】白色校正に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】光学特性測定装置による蛍光試料の全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】蛍光の影響を除去した全分光放射輝度率の測定に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の方法を、従来の測定方法に適用した場合の光学特性測定装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】二分光蛍光放射輝度率の強度マトリクスの一例を示すグラフ図である。
【図８】白熱光源及び紫外ＬＥＤの分光分布を示すグラフ図である。
【図９】従来の光学特性測定装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来の光学特性測定装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００ 光学特性測定装置
１１０ 被測定試料（蛍光試料、試料）
１２０ 第１照明部（第１の照明手段）
１２１ キセノンフラッシュ
１２２ 第１駆動回路
１３０ 第２照明部（第２の照明手段）
１３１ キセノンフラッシュ
１３２ 第２駆動回路
１４２ 参照面部
１５０ 受光部
１６０ ２チャンネル分光部（放射光分光手段、照明光分光手段）
１６１ 第１入射スリット
１６２ 第２入射スリット
１７０ 制御部（演算制御手段）
１７１ ＣＰＵ
１７２ 分光データメモリ
１７３ 評価用照明光データメモリ
１７４ 二分光データメモリ（記憶手段）
１７５ 係数メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光試料の光学特性測定方法であって、
試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、
分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、
蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を以下の第１及び第２の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。
Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、
Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）
但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【請求項２】
蛍光試料の光学特性測定装置であって、
分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料を照明するための第１及び第２の照明手段と、
前記試料からの放射光の分光分布を測定する放射光分光手段と、
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布を測定する照明光分光手段と、
前記試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報を記憶する記憶手段と、
前記第１及び第２の照明手段を個々に点灯し、前記放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを算出するとともに、該算出した情報及び前記記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する演算制御手段とを備えることを特徴とする蛍光試料の光学特性測定装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２は、少なくとも短波長域において、前記照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないことを特徴とする請求項２記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
【請求項１】
蛍光試料の光学特性測定方法であって、
試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と、
分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）と、
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれによって照明された前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）とから、
蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を以下の第１及び第２の工程で算出することを特徴とする蛍光試料の光学特性測定方法。
第１の工程：前記二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）と前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とから、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２による前記試料の理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ１（μ）ｄμ／Ｉ１（λ）及びＦ２（λ）＝∫Ｆ（μ，λ）・Ｉ２（μ）ｄμ／Ｉ２（λ）を算出する。
第２の工程：前記試料の反射分光放射輝度率をＲｘ（λ）とし、前記実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）及びＢｘ２（λ）を、該反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）と、前記理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）とＫ（λ）との乗算によるＦ１（λ）・Ｋ（λ）及びＦ２（λ）・Ｋ（λ）との和とする以下の連立方程式を解いて反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する。
Ｂｘ１（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ１（λ）・Ｋ（λ）、
Ｂｘ２（λ）＝Ｒｘ（λ）＋Ｆ２（λ）・Ｋ（λ）
但し、Ｋ（λ）は、前記算出による理論的な蛍光分光放射輝度率Ｆ１（λ）、Ｆ２（λ）と前記試料の実際の蛍光分光放射輝度率との比を示す試料に固有の定数。
【請求項２】
蛍光試料の光学特性測定装置であって、
分光分布が異なる第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２により試料を照明するための第１及び第２の照明手段と、
前記試料からの放射光の分光分布を測定する放射光分光手段と、
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布を測定する照明光分光手段と、
前記試料に近似する二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報を記憶する記憶手段と、
前記第１及び第２の照明手段を個々に点灯し、前記放射光分光手段及び照明光分光手段により測定して得た情報に基づいて、第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２それぞれに対する前記試料の実測全分光放射輝度率Ｂｘ１（λ）、Ｂｘ２（λ）と、該第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２の分光分布Ｉ１（λ）、Ｉ２（λ）とを算出するとともに、該算出した情報及び前記記憶手段に記憶された二分光蛍光放射輝度率Ｆ（μ，λ）の情報に基づいて、蛍光の影響を除去した前記試料の反射分光放射輝度率Ｒｘ（λ）を算出する演算制御手段とを備えることを特徴とする蛍光試料の光学特性測定装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の実照明光Ｉ１、Ｉ２は、少なくとも短波長域において、前記照明光分光手段の測定範囲を超える波長域に強度を有さないことを特徴とする請求項２記載の蛍光試料の光学特性測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２９２５１１（Ｐ２００６−２９２５１１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１２３３７（Ｐ２００５−１１２３３７）
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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