(57)【要約】【課題】現在、蛍光体などを評価する分光測定装置は、被測定試料毎に温度条件の設定が必要となり、多量の被測定試料の測定には、時間がかかり、操作作業者の負担も大きい。また、被測定試料の温度測定は、被測定試料の温度を直接測定しておらず、正確な被測定試料の温度とは言い難い問題があった。【解決手段】本件発明では、被測定試料を載置するコンテナを複数円形に配置した回転台と、回転台を回転送りする回転台駆動部と、回転台をシールドするシールド部と、シールド部に設けられた窓からコンテナの試料に対して照射光を浴びせる照射光発射部と、窓から照射光に応じた反射光を受光する受光部と、受光した光のスペクトル分析を行う分析部と、を有する分光測定装置を提供する。これにより複数の被測定試料を全自動で、尚かつ正確に分光測定を行うことが可能となり、操作作業者の負担が大幅に軽減される。【選択図】  図１
2010107321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料を載置するコンテナを複数個分円形に配置した回転台と、
回転台を複数コンテナ分回転送りする回転台駆動部と、
回転台をシールドするシールド部と、
シールド部に設けられた窓からコンテナひとつ分の試料に対して照射光を浴びせる照射光発射部と、
シールド部に設けられた窓から前記照射光に応じた反射光を受光する受光部と、
受光部にて受光した光のスペクトル分析を行う分析部と、
を有する分光測定装置。
【請求項２】
回転台に配置されるコンテナは、偶数Ｎであり、回転台駆動部のコンテナの送り数は、Ｎの約数でない１を除く奇数である請求項１に記載の分光測定装置。
【請求項３】
シールド部に設けられ、前記回転台駆動部の送り数分、前記照射光発射部を設けた窓よりも前に配置される窓に配置されたコンテナに載置された被測定試料の温度を非接触で測定する温度測定部を有する請求項１または２に記載の分光測定装置。
【請求項４】
照射光発射部と、受光部とはシールド部の外部に配置される請求項１から３のいずれか一に記載の分光測定装置。
【請求項５】
温度測定部は、シールド部の外部に配置される請求項１から４のいずれか一に記載の分光測定装置。
【請求項６】
シールド部の内部を加熱するための加熱部を有する請求項１から５のいずれか一に記載の分光測定装置。
【請求項７】
コンテナの個数は２０個であり、回転駆動部の送りが３コンテナ分である請求項１から６のいずれか一に記載の分光測定装置。
【請求項８】
照射光発射部から照射される光は紫外線であり、回転台に配置されるコンテナは、被測定試料として蛍光体を載置する蛍光体コンテナである請求項１から７のいずれか一に記載の分光測定装置。
【請求項９】
照射光発射部は、装置筐体の操作作業者の立ち位置から反対側に配置されている請求項１から８のいずれか一に記載の分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、紫外線などの光を被測定試料に照射し、その反射光を受光し分光分析を行う分光測定装置であって、1回の測定で多数の被測定試料を分析可能なことを特徴とする分光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から用いられている分光測定装置、特にＬＥＤなどの蛍光体を評価する蛍光体評価装置などでは、特許文献１に示した評価装置のように、一つ一つの被測定試料を、1回1回測定装置内に載置し、測定を行う毎に温度などの測定条件を操作作業者が手作業で設定して測定を行うことが一般的であった。
【特許文献１】特開平５−２６７７１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に示した評価装置のような測定では、被測定試料毎に温度条件の設定が必要となり、多量の被測定試料の測定を行うには、時間がかかり、操作作業者の負担も大きいものであった。
【０００４】
また、従来の装置において被測定試料の温度測定は、被測定試料が載置されたコンテナの温度を熱電対などで測定し、被測定試料の温度としているため、被測定試料の温度を直接測定しておらず、正確な被測定試料の温度とは言い難い問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本件発明では上記課題に鑑み次の分光測定装置を提供する。すなわち第一の発明としては、被測定試料を載置するコンテナを複数個分円形に配置した回転台と、回転台を複数コンテナ分回転送りする回転台駆動部と、回転台をシールドするシールド部と、シールド部に設けられた窓からコンテナひとつ分の試料に対して照射光を浴びせる照射光発射部と、シールド部に設けられた窓から前記照射光に応じた反射光を受光する受光部と、受光部にて受光した光のスペクトル分析を行う分析部と、を有する分光測定装置を提供する。
【０００６】
第二の発明としては、回転台に配置されるコンテナは、偶数Ｎであり、回転台駆動部のコンテナの送り数は、Ｎの約数でない１を除く奇数である第一の発明に記載の分光測定装置を提供する。
【０００７】
第三の発明としては、シールド部に設けられ、前記回転台駆動部の送り数分、前記照射光発射部を設けた窓よりも前に配置される窓に配置されたコンテナに載置された被測定試料の温度を非接触で測定する温度測定部を有する第一の発明又は第二の発明に記載の分光測定装置を提供する。
【０００８】
第四の発明としては、照射光発射部と、受光部とはシールド部の外部に配置される第一の発明から第三の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【０００９】
第五の発明としては、温度測定部は、シールド部の外部に配置される第一の発明から第四の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【００１０】
第六の発明としては、シールド部の内部を加熱するための加熱部を有する第一の発明から第五の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【００１１】
第七の発明としては、コンテナの個数は２０個であり、回転駆動部の送りが３コンテナ分である第一の発明から第六の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【００１２】
第八の発明としては、照射光発射部から照射される光は紫外線であり、回転台に配置されるコンテナは、被測定試料として蛍光体を載置する蛍光体コンテナである第一の発明から第七の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【００１３】
第九の発明としては、照射光発射部は、装置筐体の操作作業者の立ち位置から反対側に配置されている第一の発明から第八の発明のいずれか一に記載の分光測定装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本件発明により、円形に被測定試料を載置するコンテナを配置した回転台を、回転させることで、一つ一つの被測定試料を測定させることが可能となる。さらに本実施形態の分光測定装置では、回転台に複数の被測定試料が載置可能で、回転台上に載置された被測定試料をすべて同条件で測定することも、それぞれの被測定試料を、予め設定した測定条件で測定することも可能となる。また、シールド部外部から非接触で被測定試料の温度を測定することで、被測定試料の温度を正確に測定することや、被測定試料の温度を正確にコントロールすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本件発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【００１６】
実施形態１は、主に請求項１、請求項３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８などに関する。実施形態２は、主に請求項２、請求項４などに関する。
<<実施形態１>>
<実施形態１  概要>
【００１７】
本実施形態は、円形に被測定試料を載置するコンテナを配置した回転台を、回転させることで、一つ一つの被測定試料を測定させることが可能な分光測定装置である。本実施形態の分光測定装置では、回転台に複数の被測定試料が載置可能で、回転台上に載置された被測定試料をすべて同条件で測定することも、それぞれの被測定試料を、予め設定した測定条件で測定することも可能である。
<実施形態１  構成>
【００１８】
図１に本実施形態の分光測定装置の概念図を示した。図１の（ａ）は装置全体の概念図であり、（ｂ）は回転台部分の拡大図である。本実施形態の分光測定装置は、被測定試料を載置するコンテナ（０１０１、０１０２）を複数円形に配置した回転台（０１０３、０１０４）と、回転台を回転送りする回転台駆動部（０１０５）と、回転台をシールドするシールド部（０１０６）と、シールド部に設けられた窓からコンテナひとつ分の試料に対して照射光を浴びせる照射光発射部（０１０７）と、シールド部に設けられた窓から前記照射光に応じた反射光を受光する受光部（０１０８）と、受光部にて受光した光のスペクトル分析を行う分析部（０１０９）と、を有する。
【００１９】
「回転台」は、被測定試料を載置するコンテナが複数円形に配置されている。図２に回転台を上部から見たときの平面図を示した。図２の（ａ）では、説明の為、上部のシールド部材を取り外した状態である。また、図中下方は、操作作業者の立ち位置である。回転台（０２０１）には、被測定試料（０２０２）を載置するコンテナ（０２０３）が配置されている。このコンテナは、回転台から取り外し可能に構成し、被測定試料の形状に合わせたコンテナに取り替えが可能に構成するとよい。
【００２０】
被測定試料の分光測定は、回転台上の一カ所にて行われる。例えば、図２では、「１」の被測定試料が分光測定を行う位置に配置されている。「１」の被測定試料の測定が完了した場合には、次に説明する回転駆動部により、回転台を回転させ、他の被測定試料が分光測定を行う位置に配置される。
【００２１】
回転台のコンテナへの被測定試料の載置は、被測定試料載置用の扉から行う。本実施形態の分光測定装置では、後述するように回転台はシールド部の内部に配置される。シールド部は、密閉空間であるため、その大半は図２の（ｂ）に示したように断熱材などを含むシールド（０２０４）によって覆われている。このため被測定試料の載置は、（ｂ）に示したように、分光測定が行われる位置からもっとも離れた位置の扉（０２０５）から載置を行う。
【００２２】
「回転駆動部」は、回転台を回転させることで被測定試料を、分光測定が行われる位置に回転送りする。被測定試料を「１」から２つや３つのように複数回転送りするように構成してもよい。また逆方向に回転送りするように構成してもよい。
【００２３】
ここで、前述の例では、被測定試料に対して行う測定を分光測定の一つとして考えていたが、例えば複数の測定を行う場合、図３の（ａ）ように、「１」の試料が配置された位置（０３０１）で分光測定を行い、「１８」の被測定試料が配置された位置（０３０２）で温度測定を行うことも可能である。この場合、分光測定と温度測定は、出来るだけ時間差を伴わずに測定した方が、測定誤差のばらつきを小さくすることができる。このため、例えば、「１８」の試料は、図３の（ａ）の状態の位置で温度測定を行った直後に、回転駆動部が回転台を３コンテナ分矢印の方向（０３０３）に回転させ、図３の（ｂ）のように、被測定試料「１８」を分光測定を行う位置（０３０４）に配置し、分光測定を行っても良い。
【００２４】
この際、回転台に配置されるコンテナの数を偶数Ｎとし、回転台駆動部のコンテナの送り数はＮの約数ではない１を除く奇数とすると良い。例えば、コンテナの数を２０として、コンテナ送り数を２０の約数ではない１を除く奇数である３とする。回転台に配置されるコンテナの数を２０個、回転駆動部の送りを３コンテナ分とすることで、同一方向に、３コンテナ分ずつ回転させることで、すべての被測定試料を効率よく温度測定と分光測定を行うことが可能となる。
【００２５】
また、測定を行う項目は１つや２つに限らずいくつであっても良い。測定項目が増えた場合には、回転台の他の場所を測定位置として測定装置を追加すればよい。この際、測定項目が増えることで、回転駆動部の回転が複雑になるが、コンテナの数や、測定位置などを工夫することで、スムーズな測定も可能となる。
【００２６】
「シールド部」は、回転部をシールドし、被測定試料が分光測定の際に、温度や雰囲気などが同一条件になるように構成している。シールド部は、断熱材などによって密閉された空間であり、シールド部の内部は、窒素雰囲気など特定の気体によって満たされた空間であって、空間内の温度や圧力をコントロールすることが可能となっている。
【００２７】
またシールド部には、被測定試料を加熱するための加熱部を有していても良い。被測定試料の測定に、被測定試料を加熱する必要がある場合には、被測定試料を載置するコンテナを配置した回転台の下部に加熱部を配置すると良い。加熱部によって加熱される温度は、測定項目などによっても変化するが、例えば略５０℃から略２２０℃の範囲内などである。
【００２８】
シールド部の内部は、測定条件によっては、高温に昇温される可能性もある。従ってシールド部の内部は、耐熱塗料で塗装するなど、高温対策を施すことが好ましい。
【００２９】
「照射光発射部」は、シールド部に設けられた窓からコンテナ一つ分の被測定試料に対して照射光を浴びせる。照射光発射部から被測定試料に対して浴びせる光は、測定項目に応じて、紫外線や赤外線、可視光、マイクロ波などである。また、シールド部に設けられた窓は、照射光に応じて材質を変更させることが好ましい。例えば、照射光が紫外線である場合には、窓を構成する材質は、紫外線の透過を阻害したり、紫外線を吸収しない材料である石英ガラスなどで構成することが望ましい。また照射光発射部から被測定試料に対して浴びせられた光の反射光は、次に説明する受光部にて受光する。
【００３０】
「受光部」は、シールド部に設けられた窓から照射光に応じた反射光を受光する。図４に照射光発射部（０４０１）および受光部（０４０２）を有する分光測定装置の断面概念図を示した。図４は説明のため、被測定試料（０４０３）がシールド部（０４０４）に対して大きくなるように記載しているが、実際の大きさは、回転台（０４０５）に載置される試料の数や、被測定試料の大きさによって変化するものである。まず、照射光発射部から照射される光は、シールド部の窓（０４０６）から所定の角度（０４０７）で被測定試料に浴びせられ、所定角度に対する反射角で反射される。被測定試料によって反射された光は、シールド部の窓を透過し、受光部が受ける。受光部にて受光した光の情報は後述する分析部（０４０８）にて分析される。
【００３１】
照射光発射部および受光部は、温度や雰囲気によって照射出力や受光感度が変化する可能性がある。従って、照射光発射部および受光部は、シールド部とは別に、シールド部外部に配置し、一定温度、一定雰囲気下になるように制御された空間に配置されることが望ましい。例えば、照射光発射部および受光部を、窒素雰囲気下に配置し、照射光発射部は発熱することが予想されるので、内部は一定温度に保てるよう、窒素を常に流通させるなどすることが望ましい。
【００３２】
ここで、照射光発射部が被測定試料に対して照射する照射光が波長２５４ｎｍの紫外線で、被測定試料が蛍光体であった場合を一例に説明する。前述のように、照射光発射部および受光部は、一定温度、一定雰囲気下にすることが望ましい。そこで、図４では、照射光発射部および受光部は、窒素雰囲気下、５０℃近辺に保った空間内に配置する。照射光の被測定試料への照射角度は４５度であり、受光部が受光する反射光も、照射角度に対する角度である４５度の反射光を受光する。シールド部に設けられ、照射光および反射光が透過する窓は、石英ガラスで構成されている。また被測定試料は、窒素雰囲気下の所定温度条件下に配置されている。さらに照射光発射部および受光部の上部には、照射光が照射されている被測定試料を目視で確認するための窓（０４０９）を設けても良い。この被測定試料を目視で確認するための窓は、紫外線が透過しない材料で構成することが望ましい。
【００３３】
「分析部」は、受光部にて受光した光のスペクトル分析を行う。分析部にて行うスペクトル分析としては、例えば、照射光を紫外線とした場合、被測定試料の発光強度、ピーク波長、分光スペクトル、三刺激値、色度座標、相関色温度などである。本実施形態の分光測定装置では、分析部のみを交換することで、様々な分析をすることが可能となる。
【００３４】
また本実施形態の分光測定装置は、測定を行う照射光発射部が、装置筐体の操作作業者の立ち位置から反対側に配置されていることが望ましい。前述の被測定試料を載置するための扉は、操作作業者の立ち位置に近い位置であることが望ましい。これは操作上、操作作業者に近い方が、操作作業者の負担が軽減できるためである。一方で、照射光発射部や受光部は、前述のように温度などの諸条件により、照射出力や受光感度に影響を及ぼす可能性がある。従って、操作作業者が発する体温の影響を受けにくい、操作作業者の立ち位置の反対側に照射光発射部や受光部を設けることが望ましい。
<実施形態１  効果>
【００３５】
本実施形態の分光測定装置のように、円形に被測定試料を載置するコンテナを配置した回転台を、回転させることで、一つ一つの被測定試料を測定させることが可能となる。さらに本実施形態の分光測定装置では、回転台に複数の被測定試料が載置可能で、回転台上に載置された被測定試料をすべて同条件で測定することも、それぞれの被測定試料を、予め設定した測定条件で測定することも可能となる。従って、本実施形態の分光測定装置は、被測定試料をコンテナに載置し、測定条件などの設定を行えば、複数の被測定試料を全自動で分光測定を行うことが可能となり、操作作業者の負担が大幅に軽減される。
<<実施形態２>>
<実施携帯２  概要>
【００３６】
本実施形態は、シールド部外部から非接触で被測定試料の温度を測定することを特徴とした分光測定装置である。被測定試料の温度を非接触で直接測定することで、被測定試料の温度を正確に測定することが可能となる。さらに、被測定試料の温度を正確にコントロールすることが可能となる。
<実施形態２  構成>
【００３７】
図５に本実施形態の温度測定部を有する分光測定装置の断面概念図（ａ）と従来型の温度測定方法を説明するための断面概念図（ｂ）を示した。図５は説明のため、温度測定部付近を拡大した断面図である。また、被測定試料がシールド部に対して大きくなるように記載しているが、実際の大きさは、回転台に載置される試料の数や、被測定試料の大きさによって変化するものである。
【００３８】
まず、（ｂ）の従来の分光測定装置では、被測定試料（０５０１）を加熱するためのヒータ（０５０２）上部の回転台（０５０３）に熱電対（０５０４）などを設置して温度を計測していた。この場合、温度を測定しているのは、被測定試料が設置されている、回転台の温度であって必ずしも被測定試料の温度とは限らない。従って、従来の分光測定装置では、被測定試料の温度を精度良く正確にコントロールすることは困難であった。一方、（ａ）の本件発明では、温度測定部（０５０５）として非接触型の温度計を用いて、シールド部の外部から、被測定試料の温度を直接測定する。このように非接触型の温度計を用いて、直接被測定試料の温度を測定することで、正確に精度良く被測定試料の温度をコントロールすることが可能となる。例えば、１℃や５℃などの細かいステップで被測定試料の温度をコントロールすることが可能となる。また、正確に温度を測定するために、温度測定部は、シールドの外部に配置されている。シールド内部は、前述のように、測定条件に合わせて、５０℃から２２０℃程度の間を変化させるように構成されている。このような高温の条件では、温度測定部が正確に温度を測定することが不可能となる。そこで、本実施形態では、温度計測部をシールドの外部に配置することで温度の計測が正確に行われるように構成されている。
【００３９】
非接触型の温度計は、一般的に測定対象に対して赤外線などをシールドに設けられた窓（０５０６）を介して照射し、その反射光を測定することで温度を計測している。従って、シールドに設けられた窓は、赤外線などの透過を阻害しない材料で構成されることが望ましい。赤外線を照射する非接触型の温度計の場合、窓はセレン化亜鉛などを用いることが望ましい。
【００４０】
また、本実施形態の分光測定装置では、温度測定部はシールド部に設けられ、前記回転台駆動部の送り数分前記照射光発射部を設けた窓よりも前に配置される窓に配置することが望ましい。例えば、図６のように、回転台（０６０１）上のコンテナ（０６０２）の数を２０とし、回転送り数を３とし、回転台の回転方向を右回りとし、照射光発射部を設けた窓を「１」の試料が配置されている位置（０６０３）とすると、温度測定部が配置される位置は、「１８」の試料が配置された位置（０６０４）となる。回転送り数が３であるため、「１」の試料への照射光の照射が完了すると、次に照射光が照射される試料は「１８」となる。つまり、温度測定部が温度を測定した直後に照射光の照射を受けて分光測定が行われる。従って、分光測定の際の温度は、最新の温度情報を反映することになる。また逆に、分光測定の直前に温度の測定が行われることで、分光測定の直前に被測定試料の温度コントロールを行うことも可能である。例えば、「１８」の試料の温度が所定の温度に比べて低い場合には、昇温を行い、所定温度に到達した段階で、回転台を回転させ、所定温度を保った状態で分光測定を行うこといった具合である。また、「１８」が分光測定を行う位置に移動するに伴い、温度測定が行われる位置（０６０５）に「１５」が配置される。このように温度測定が分光測定が連続的に行われる。
【００４１】
また、本実施形態の分光測定装置では、前述の温度測定部以外に、シールド部内部に熱電対などの温度測定装置を設けることが望ましい。なぜならシールド内部はヒータが設置されているため高温になるからである。仮に温度計測部の非接触型温度計にトラブルが生じた場合に、昇温を止めるためである。シールド内部で測定した熱電対のデータによって、所定温度以上に加熱された場合には、ヒータの電源をカットし、所定温度以上ならないように制御する。
<実施形態２  効果>
【００４２】
本実施形態の分光測定装置のように、シールド部外部から非接触で被測定試料の温度を測定することで、被測定試料の温度を正確に測定することや、被測定試料の温度を正確にコントロールすることが可能となる。これにより、分光測定を細かい条件設定下で行うことや、正確なデータを得ることが可能となる。また、実施形態１の分光測定装置と合わせることで、複数の被測定試料を全自動で、尚かつ正確に分光測定を行うことが可能となり、操作作業者の負担が大幅に軽減される。
<<具体例>>
【００４３】
図７に本件発明の分光測定装置の具体例を説明するための３面図を示した。（ａ）は分光測定装置を操作作業者の立ち位置から見たときの正面図で、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面からみた平面図である。（ｄ）は、シールド部内部に配置されている回転台である。シールド部（０７０１）の上面には、ディスプレイ（０７０２）と、照射光発射部、受光部が納められたケース（０７０３）と、試料の温度を測定するための温度測定部（０７０４）と、被測定試料を回転台に載置するための扉（０７０５）が設けられている。その他に図示はされていないが、シールド部の下部には、温度制御や回転台駆動部を制御するための制御用のパソコンや制御装置などが納められている。また受光部から得られた光をスペクトル分析する分析部は、図示していないが、シールド部の上部に配置しても良いし、制御装置などと同じくシールド部の下部に収納しても良い。シールド部の上部に配置されているディスプレイは、被測定試料を測定する際の測定条件の入力や、測定方法、測定項目などの設定を確認するためのディスプレイである。測定条件の入力などは、正面図に記載されたキーボード（０７０６）などの入力装置を用いて行われる。
【００４４】
ここで、簡単に本件発明の分光測定装置を使用する流れを説明する。まず、シールド部上部の被測定試料を回転台に載置するための扉を開け、回転台に被測定試料を載置する。回転台に被測定試料を載置した後、測定条件や測定項目の設定を行う。この際、複数の被測定試料をそれぞれ別々の測定条件や測定項目に設定することも可能であるし、すべての被測定試料を同じ条件で、測定することも可能である。また測定条件を変更した内容で連続して測定を行うことも可能である。この際特に温度条件を変更して測定を行う場合には、低い温度から順に昇温しながら測定を行うと効率よく測定を行うことが可能となる。
【００４５】
すべての測定条件や測定項目の設定が完了すると、測定を開始する。測定開始後、本件発明の分光測定装置は、測定条件や測定項目を自身で設定を行い、すべて自動で測定が行われ、その間、操作作業者は分光測定装置に対して行う操作は一切ない。分光測定中は、測定結果や測定条件等を逐次分光測定装置内の記憶装置に保存を行う。また、すべての測定が完了すると、保存された測定結果などを元に、測定結果の一覧表を自動的に作成し、出力するように構成してもよい。さらに、分光測定装置は測定終了後、自動的に終了するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態１を説明するための概念図
【図２】実施形態１を説明するための概念図
【図３】実施形態１を説明するための概念図
【図４】実施形態１を説明するための概念図
【図５】実施形態２を説明するための概念図
【図６】実施形態２を説明するための概念図
【図７】本件発明の具体例
【符号の説明】
【００４７】
０１０１、０１０２  コンテナ
０１０３、０１０４  回転台
０１０５  回転台駆動部
０１０６  シールド部
０１０７  照射光発射部
０１０８  受光部
０１０９  分析部
【図１】
2010107321.tif 000003
【図２】
2010107321.tif 000004
【図３】
2010107321.tif 000005
【図４】
2010107321.tif 000006
【図５】
2010107321.tif 000007
【図６】
2010107321.tif 000008
【図７】
2010107321.tif 000009