JP2000304610A - 測光装置及び測色計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス状の測定光に対して積分回路を不要に
することにより小型化及び低価格化を可能にする。 【解決手段】 パルス状の測定光をフォトダイオード２
０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにより受光して受光強度に応じた
電流信号をそれぞれ出力し、この電流信号を電流電圧変
換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによりそれぞれ時間軸方
向に引き延ばした延伸電圧信号を出力し、これらの電圧
信号のうちから１つの電圧信号のレベルを所定周期で循
環的に検出し、この検出結果を用いて演算手段６４によ
り延伸電圧信号の積分値をそれぞれ算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照度計、赤外線強
度計、紫外線強度計、光パワーメータ、輝度計などにお
けるパルス状の可視光、赤外線、紫外線などの分光特性
を測定する測光装置及び測色計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図８に示すような測色計が知られ
ている。この測色計では、パルス光を出力するランプ１
１０により被測定試料１０１を照明したときの被測定試
料１０１からの反射光は、分岐され、互いに分光感度が
異なるフィルタ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂを透過
し、フォトダイオードなどの光電変換素子１３０Ｒ，１
３０Ｇ，１３０Ｂに受光されて受光強度に応じた電流信
号に変換され、この電流信号は、電流電圧変換回路１４
０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂにより電圧信号に変換され
る。

【０００３】この電圧信号は、積分回路１５０Ｒ，１５
０Ｇ，１５０Ｂにおいて、それぞれ所定時間だけ充電さ
れて積分され、積分信号として保持される。保持された
各積分信号は、マルチプレクサ１６１によって順番に選
択され、Ａ／Ｄ変換器１６２によってディジタル値に変
換され、ＣＰＵ１６３によって信号レベルが判定され
る。

【０００４】また、一般に、測色計において、被測定試
料を照明手段のパルス光により照明する際に、照明手段
以外の光を完全に遮光するのは困難であるので、被測定
試料の照明光には、パルス光以外の定常光やオフセット
が含まれてしまう。そこで、照明手段からのパルス光の
出力時間を含む所定時間の積分信号によるＡ／Ｄ変換器
１６２の出力値から、パルス光を出力しない上記所定時
間の積分信号によるＡ／Ｄ変換器１６２の出力値を減算
することにより、定常光やオフセットを除いた照明手段
によるパルス光のみの測定データを得る方法が知られて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
図８に示す測色計では、光電変換素子１個に対して１個
の積分回路が必要になるため、詳細な分光特性を得るた
めに光電変換素子の個数が多くなる場合には、その分だ
け積分回路の個数が増加し、積分回路の占有面積が増大
することにより、図８に示す回路部品が実装された回路
基板が大型化するという問題があった。

【０００６】また、上述した手順で定常光やオフセット
の影響が除去された高精度の測定データを得るために
は、積分回路に対して、入力された電圧信号の積分、得
られた積分信号の保持や、積分信号の完全放電などの動
作制御を繰り返し行う必要があり、積分回路に対して複
雑な制御が必要になるという問題があった。

【０００７】さらに、上記従来の図８に示すような回路
において、積分回路の充電時に、一定時間の充電電圧変
化量に基づき、積分回路のコンデンサ容量を切り替えた
り充電時間を伸縮することで信号レベルを適正なレベル
に保持し、これによって測定精度を向上する手法が知ら
れているが、積分回路を不要にした場合でも、同様に高
精度で測定を行うことが求められる。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するもので、パ
ルス状の測定光に対して積分回路を不要にすることによ
り小型化及び低価格化を可能にする測光装置及び測色計
を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明は、パルス状の測定光に対し
て積分回路を不要にした場合でも高精度で測定が行える
測光装置及び測色計を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、パル
ス状の測定光を受光して受光強度に応じた電気信号を出
力するｎ（ｎは２以上の整数）個の光電変換手段と、上
記ｎ個の光電変換手段に対応してそれぞれ設けられ、当
該光電変換手段から出力される電気信号を時間軸方向に
引き延ばした延伸電気信号を出力するｎ個の時定数変換
手段と、上記延伸電気信号のそれぞれについて、上記時
間軸方向の幅において互いに異なる時刻に該延伸電気信
号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、上記信号
レベル検出手段による検出結果を用いて上記ｎ個の延伸
電気信号の積分値をそれぞれ算出する演算手段と、を備
え、上記ｎ個の延伸電気信号のレベルを検出するタイミ
ングが相互にずれていることを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、パルス状の測定光がｎ
個の光電変換手段により受光されて受光強度に応じた電
気信号がそれぞれ出力され、この電気信号が、時定数変
換手段によりそれぞれ時間軸方向に引き延ばされて、延
伸電気信号が出力される。そして、延伸電気信号のそれ
ぞれについて、時間軸方向の幅において互いに異なる時
刻に該延伸電気信号のレベルが検出される。このとき、
ｎ個の延伸電気信号のレベルを検出するタイミングが相
互にずれている。この検出結果を用いてｎ個の延伸電気
信号の積分値がそれぞれ算出されることにより、積分回
路を用いることなく積分値が求められる。したがって、
部品点数が削減され、装置の小型化及び低価格化が図ら
れる。

【００１２】ここで、延伸電気信号の時間軸方向の幅に
比べて信号レベルの検出時刻の間隔を小さくすると、延
伸電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比べて
高頻度で行われ、これによって、積分値の算出が高精度
で行われることとなる。

【００１３】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
測光装置において、上記信号レベル検出手段は、上記ｎ
個の時定数変換手段から入力される上記ｎ個の延伸電気
信号のうちから１つの延伸電気信号を選択して出力する
切替手段と、上記切替手段による選択を上記所定周期で
循環的に行わせる切替制御手段と、上記切替手段から出
力される延伸電気信号のレベルを検出する検出手段と、
を備えたものであることを特徴としている。

【００１４】この構成によれば、切替手段によりｎ個の
時定数変換手段から入力されるｎ個の延伸電気信号のう
ちから１つの延伸電気信号が選択されて出力され、この
切替手段による選択が上記所定周期で循環的に行われ、
切替手段から出力される延伸電気信号のレベルが検出さ
れることにより、ｎ個の時定数変換手段から出力される
延伸電気信号のうちから１つの延伸電気信号のレベルを
所定周期で循環的に検出することが、簡易な構成で、確
実に行われることとなる。

【００１５】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
記載の測光装置において、上記ｎ個の光電変換手段は、
さらに、上記測定光が出力されないときの受光強度に応
じた電気信号である暗電気信号を出力するもので、上記
ｎ個の時定数変換手段は、さらに、上記暗電気信号を時
間軸方向に引き延ばした暗延伸電気信号を出力するもの
で、上記信号レベル検出手段は、さらに、上記ｎ個の暗
延伸電気信号のうちから少なくとも１つの暗延伸電気信
号のレベルを少なくとも１回検出するもので、上記演算
手段は、さらに、上記信号レベル検出手段による暗延伸
電気信号のレベルの検出結果を用いて上記測定光以外の
要因に起因する偏差分を算出し、この偏差分と、上記ｎ
個の延伸電気信号のレベルの検出結果とを用いて、ｎ個
の上記測定光のみによる延伸電気信号の積分値を算出す
るものであることを特徴としている。

【００１６】この構成によれば、測定光が出力されない
ときの受光強度に応じた電気信号である暗電気信号が出
力され、この暗電気信号が時間軸方向に引き延ばされて
暗延伸電気信号が出力される。そして、ｎ個の暗延伸電
気信号のうちから少なくとも１つの暗延伸電気信号のレ
ベルが少なくとも１回検出され、この暗延伸電気信号の
レベルの検出結果を用いて測定光以外の要因に起因する
偏差分が算出され、この偏差分と、ｎ個の延伸電気信号
のレベルの検出結果とを用いて、ｎ個の測定光のみによ
る延伸電気信号の積分値が算出される。

【００１７】ここで、ｎ個の暗延伸電気信号をそれぞれ
１回検出し、この検出値を、測定光以外の要因、例えば
定常光や電気信号のオフセットに起因する偏差分として
ｎ個の延伸電気信号のレベルの所定周期ごとの各検出結
果から減算し、この減算結果を用いて、ｎ個の延伸電気
信号の積分値を算出するようにしてもよい。

【００１８】また、ｎ個の暗延伸電気信号をそれぞれ複
数回検出し、この平均値を、上記偏差分としてもよい。
また、ｎ個の暗延伸電気信号のうちからいずれか１つの
暗延伸電気信号のレベルを検出し、この検出値を、測定
光以外の要因、例えば定常光や電気信号のオフセットに
起因するｎ個の共通の偏差分としてもよい。

【００１９】これらによって、測定光以外の要因、例え
ば定常光や電気信号のオフセットに起因する影響が除去
された測定光のみによるｎ個の延伸電気信号の積分値が
算出されることとなり、高精度の測定が行える。

【００２０】また、請求項４の発明は、請求項３記載の
測光装置において、上記信号レベル検出手段は、上記ｎ
個の暗延伸電気信号のうちから１つの暗延伸電気信号の
レベルを上記所定周期で循環的に検出するもので、上記
演算手段は、さらに、上記信号レベル検出手段による暗
延伸電気信号のレベルの検出結果を用いて上記ｎ個の暗
延伸電気信号の積分値をそれぞれ上記偏差分として算出
し、上記ｎ個の延伸電気信号の積分値から、それぞれ対
応する上記偏差分を減算するものであることを特徴とし
ている。

【００２１】この構成によれば、測定光が出力されない
ときの受光強度に応じた電気信号である暗電気信号が出
力され、この暗電気信号が時間軸方向に引き延ばされて
暗延伸電気信号が出力される。そして、ｎ個の暗延伸電
気信号のうちから１つの暗延伸電気信号のレベルが上記
所定周期で循環的に検出され、この暗延伸電気信号のレ
ベルの検出結果を用いてｎ個の暗延伸電気信号の積分値
がそれぞれ偏差分として算出され、ｎ個の延伸電気信号
の積分値から、それぞれ対応する偏差分が減算されるこ
とにより、測定光以外の要因、例えば定常光や電気信号
のオフセットに起因する偏差分が除去されたｎ個の測定
光のみによる延伸電気信号の積分値が算出されることと
なり、高精度の測定が行える。

【００２２】また、請求項５の発明は、パルス状の測定
光を受光して受光強度に応じた電気信号を出力するｎ
（ｎは２以上の整数）個の光電変換手段と、上記ｎ個の
光電変換手段に対応してそれぞれ設けられ、当該光電変
換手段から出力される電気信号を時間軸方向に引き延ば
した延伸電気信号を出力するｎ個の時定数変換手段と、
ｍ（ｍは２以上の整数）種類の増幅率が設定可能で、設
定された増幅率で上記延伸電気信号をそれぞれ増幅した
ｎ個の増幅延伸電気信号を出力する信号増幅手段と、上
記増幅延伸電気信号のそれぞれについて、上記時間軸方
向の幅において互いに異なる時刻に該増幅延伸電気信号
のレベルを検出する信号レベル検出手段と、上記信号増
幅手段の増幅率として、上記ｍ種類の増幅率のうちから
所定の初期増幅率に設定するとともに、上記信号レベル
検出手段による検出結果に基づき上記初期増幅率より小
さくない適正増幅率に切替設定する増幅率設定手段と、
上記信号レベル検出手段による検出結果を用いて上記ｎ
個の増幅延伸電気信号の積分値をそれぞれ算出する演算
手段と、を備え、上記増幅率設定手段は、上記ｎ個の延
伸電気信号が出力されている間に上記増幅率の切替設定
を少なくとも１回行うもので、上記ｎ個の増幅延伸電気
信号のレベルを検出するタイミングが相互にずれている
ことを特徴としている。

【００２３】この構成によれば、パルス状の測定光がｎ
個の光電変換手段により受光されて受光強度に応じた電
気信号がそれぞれ出力され、この電気信号が、時定数変
換手段によりそれぞれ時間軸方向に引き延ばされて延伸
電気信号が出力され、ｍ種類の増幅率のうちから設定さ
れた所定の初期増幅率で信号増幅手段により増幅された
増幅延伸電気信号が出力される。そして、増幅延伸電気
信号のそれぞれについて、時間軸方向の幅において互い
に異なる時刻に該増幅延伸電気信号のレベルが検出され
る。このとき、ｎ個の増幅延伸電気信号のレベルを検出
するタイミングが相互にずれている。

【００２４】この検出結果を用いてｎ個の増幅延伸電気
信号の積分値がそれぞれ算出されることにより、積分回
路を用いることなく積分値が求められる。したがって、
部品点数が削減され、装置の小型化及び低価格化が図ら
れる。

【００２５】また、ｎ個の延伸電気信号が出力されてい
る間に、信号レベル検出手段による検出結果に基づき初
期増幅率からこれより小さくない適正増幅率への切替設
定が少なくとも１回行われることにより、増幅延伸電気
信号のレベルが増大し、これによって、信号増幅手段か
らの出力ノイズが相対的に小さくなるため、Ｓ／Ｎの向
上した増幅延伸電気信号が出力される。また、増幅延伸
電気信号のレベルの絶対値の増大により、ｎ個の増幅延
伸電気信号の積分値の算出における演算精度が向上す
る。従って、測定光として被測定試料からの反射光を用
いる場合に、被測定試料が低反射率であっても、Ｓ／Ｎ
の向上した積分値が求められ、これによって測定精度が
向上する。

【００２６】ここで、延伸電気信号の時間軸方向の幅に
比べて信号レベルの検出時刻の間隔を小さくすると、増
幅延伸電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比
べて高頻度で行われ、これによって積分値の算出が高精
度で行われることとなる。さらに、延伸電気信号の時間
軸方向の幅に比べて増幅率切替設定までの時間を短くす
ると、適正増幅率で増幅された増幅延伸電気信号の検出
回数が多くなり、これによって積分値の算出が一層高精
度で行われることとなる。

【００２７】また、請求項６の発明は、請求項５記載の
測光装置において、上記ｎ個の光電変換手段は、さら
に、上記測定光が出力されないときの受光強度に応じた
電気信号である暗電気信号を出力するもので、上記ｎ個
の時定数変換手段は、さらに、上記暗電気信号を時間軸
方向に引き延ばした暗延伸電気信号を出力するもので、
上記信号増幅手段は、さらに、設定された増幅率で上記
暗延伸電気信号をそれぞれ増幅したｎ個の増幅暗延伸電
気信号を出力するもので、上記増幅率設定手段は、さら
に、上記暗延伸電気信号が出力されているときに、上記
信号増幅手段の増幅率として上記初期増幅率および上記
適正増幅率のうちの少なくとも一方の増幅率に設定する
もので、上記信号レベル検出手段は、さらに、上記初期
増幅率および上記適正増幅率のうちの少なくとも一方の
増幅率で増幅された上記ｎ個の増幅暗延伸電気信号のう
ちから少なくとも１つの増幅暗延伸電気信号のレベルを
少なくとも１回検出するもので、上記演算手段は、さら
に、上記信号レベル検出手段による増幅暗延伸電気信号
のレベルの検出結果を用いて上記測定光以外の要因に起
因する偏差分を算出し、この偏差分と、上記ｎ個の増幅
延伸電気信号のレベルの検出結果とを用いて、ｎ個の上
記測定光のみによる増幅延伸電気信号の積分値を算出す
るものであることを特徴としている。

【００２８】この構成によれば、測定光が出力されない
ときの受光強度に応じた電気信号である暗電気信号が出
力され、この暗電気信号が時間軸方向に引き延ばされて
暗延伸電気信号が出力され、初期増幅率および適正増幅
率のうちの少なくとも一方の増幅率で増幅されたｎ個の
増幅暗延伸電気信号のうちから少なくとも１つの増幅暗
延伸電気信号のレベルが少なくとも１回検出される。

【００２９】そして、この増幅暗延伸電気信号のレベル
の検出結果を用いて測定光以外の要因に起因する偏差分
が算出され、この偏差分と、ｎ個の増幅延伸電気信号の
レベルの検出結果とを用いて、ｎ個の測定光のみによる
増幅延伸電気信号の積分値が算出される。

【００３０】ここで、ｎ個の暗延伸電気信号を初期増幅
率および適正増幅率のうちのいずれか一方の増幅率で増
幅した増幅暗延伸電気信号をそれぞれ１回検出し、この
検出値を、測定光以外の要因、例えば定常光や電気信号
のオフセットに起因する偏差分としてｎ個の増幅延伸電
気信号のレベルの各検出結果から減算し、この減算結果
を用いて、ｎ個の増幅延伸電気信号の積分値を算出する
ようにしてもよい。

【００３１】また、ｎ個の暗延伸電気信号を初期増幅率
および適正増幅率のうちのいずれか一方の増幅率で増幅
した増幅暗延伸電気信号をそれぞれ複数回検出し、この
平均値を、上記偏差分としてもよい。また、ｎ個の暗延
伸電気信号を初期増幅率および適正増幅率の双方の増幅
率で増幅した増幅暗延伸電気信号をそれぞれ検出し、こ
の平均値を、上記偏差分としてもよい。

【００３２】また、ｎ個の暗延伸電気信号のうちからい
ずれか１つの暗延伸電気信号を初期増幅率および適正増
幅率のうちのいずれか一方の増幅率で増幅した増幅暗延
伸電気信号のレベルを検出し、この検出値を、測定光以
外の要因、例えば定常光や電気信号のオフセットに起因
するｎ個の共通の偏差分としてもよい。また、ｎ個の暗
延伸電気信号のうちからいずれか１つの暗延伸電気信号
を初期増幅率および適正増幅率の双方の増幅率で増幅し
た増幅暗延伸電気信号のレベルをそれぞれ検出し、この
検出値の平均値を、ｎ個の共通の偏差分としてもよい。

【００３３】また、ｎ個の増幅延伸電気信号のうちで、
初期増幅率で増幅された信号の検出結果から初期増幅率
で増幅されたｎ個の増幅暗延伸電気信号の検出値をそれ
ぞれ減算し、適正増幅率で増幅された信号の検出結果か
ら適正増幅率で増幅されたｎ個の増幅暗延伸電気信号の
検出値をそれぞれ減算し、この減算結果を用いて、ｎ個
の増幅延伸電気信号の積分値を算出するようにしてもよ
い。

【００３４】これらによって、測定光以外の要因、例え
ば定常光や電気信号のオフセットに起因する影響が除去
された測定光のみによるｎ個の増幅延伸電気信号の積分
値が算出されることとなり、高精度の測定が行える。

【００３５】また、請求項７の発明は、請求項１〜６の
いずれかに記載の測光装置からなる測光手段と、パルス
光を出力して被測定試料を照明する照明手段と、上記被
測定試料からの光を互いに分光感度が異なるｎ個の光に
分岐する分光手段と、を備え、上記照明手段からのパル
ス光により上記被測定試料が照明されたときに上記被測
定試料から出力されるパルス状の光がｎ個に分岐され
て、分光感度の異なる各分岐光が、それぞれ対応する上
記光電変換手段に上記測定光として受光されるように構
成したことを特徴としている。

【００３６】この構成において、請求項１記載の測光装
置からなる測光手段を備えた構成によれば、照明手段か
らのパルス光により被測定試料が照明されたときに被測
定試料から出力されるパルス状の光がｎ個に分岐され
て、分光感度の異なるｎ個の分岐光が、それぞれ対応す
る光電変換手段に測定光として受光され、ｎ個の光電変
換手段から受光強度に応じた電気信号がそれぞれ出力さ
れ、この電気信号が、時定数変換手段によりそれぞれ時
間軸方向に引き延ばされて、延伸電気信号が出力され
る。

【００３７】そして、ｎ個の時定数変換手段から出力さ
れる延伸電気信号のうちから１つの延伸電気信号のレベ
ルが所定周期で循環的に検出され、この検出結果を用い
てｎ個の延伸電気信号の積分値がそれぞれ算出されるこ
とにより、この積分値から色彩値を求めることが可能に
なり、被測定試料の測色が行われる。

【００３８】したがって、積分回路が不要となり、これ
によって部品点数が削減され、装置の小型化及び低価格
化が図られる。

【００３９】ここで、延伸電気信号の時間軸方向の幅に
比べて信号レベルの検出時刻の間隔を小さくすると、延
伸電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比べて
高頻度で行われ、これによって、積分値の算出が高精度
で行われるので、測色を精度良く行うことが可能にな
る。

【００４０】また、請求項７の構成において、請求項５
記載の測光装置からなる測光手段を備えた構成によれ
ば、照明手段からのパルス光により被測定試料が照明さ
れたときに被測定試料から出力されるパルス状の光がｎ
個に分岐されて、分光感度の異なるｎ個の分岐光が、そ
れぞれ対応する光電変換手段に測定光として受光され、
ｎ個の光電変換手段から受光強度に応じた電気信号がそ
れぞれ出力され、この電気信号が、時定数変換手段によ
りそれぞれ時間軸方向に引き延ばされて延伸電気信号が
出力され、ｍ種類の増幅率のうちから設定された所定の
初期増幅率で信号増幅手段により増幅された増幅延伸電
気信号が出力される。そして、増幅延伸電気信号のそれ
ぞれについて、時間軸方向の幅において互いに異なる時
刻に該増幅延伸電気信号のレベルが検出される。このと
き、ｎ個の増幅延伸電気信号のレベルを検出するタイミ
ングが相互にずれている。

【００４１】この検出結果を用いてｎ個の増幅延伸電気
信号の積分値がそれぞれ算出されることにより、この積
分値から色彩値を求めることが可能になり、被測定試料
の測色が行われる。従って、積分回路を用いることなく
色彩値が求められ、これによって部品点数が削減され、
装置の小型化及び低価格化が図られる。

【００４２】また、ｎ個の延伸電気信号が出力されてい
るときに、信号レベル検出手段による検出結果に基づき
初期増幅率からこれより小さくない適正増幅率への切替
設定が少なくとも１回行われることにより、増幅延伸電
気信号のレベルが増大し、これによって、信号増幅手段
からの出力ノイズが相対的に小さくなるため、Ｓ／Ｎの
向上した増幅延伸電気信号が出力される。また、増幅延
伸電気信号のレベルの絶対値の増大により、ｎ個の増幅
延伸電気信号の積分値の算出における演算精度が向上す
る。従って、測定光として被測定試料からの反射光を用
いる場合に、被測定試料が低反射率であっても、Ｓ／Ｎ
の向上した積分値が求められ、これによって色彩値が高
精度で求められることとなる。

【００４３】ここで、延伸電気信号の時間軸方向の幅に
比べて信号レベルの検出時刻の間隔を小さくすると、増
幅延伸電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比
べて高頻度で行われ、これによって積分値の算出が高精
度で行われることとなり、測色を精度良く行うことが可
能になる。さらに、延伸電気信号の時間軸方向の幅に比
べて増幅率切替設定までの時間を短くすると、適正増幅
率で増幅された増幅延伸電気信号の検出回数が多くな
り、これによって積分値の算出が一層高精度で行われ、
測色を更に一層精度良く行うことが可能になる。

【００４４】なお、分光手段としては、フィルタや回折
格子などを用いることができる。例えば、互いに分光感
度の異なるｎ個のフィルタを備え、被測定試料からの光
をｎ個に分岐した後で各分岐光を対応するフィルタに導
くように構成すればよい。また、被測定試料からの光を
回折格子により互いに分光感度の異なるｎ個の光に分岐
するように構成してもよい。

【００４５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る測色計の第１
実施形態のブロック図である。この測色計は、図１に示
すように、ランプ（照明手段）１０、フィルタ２０Ｒ，
２０Ｇ，２０Ｂ、フォトダイオード（光電変換手段）３
０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ、電流電圧変換回路（時定数変換
回路）４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ、マルチプレクサ（切替
手段）５１、増幅器５２、Ａ／Ｄ変換器５３、ＲＯＭ５
４、ＲＡＭ５５及びＣＰＵ６０を備え、被測定試料１の
測色を行うものである。

【００４６】ランプ１０は、パルス光を出力するもの
で、例えばキセノンランプが用いられる。フィルタ２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、互いに分光感度が異なるもの
で、例えばフィルタ２０Ｒは可視光のうちで赤の波長域
を透過し、フィルタ２０Ｇは可視光のうちで緑の波長域
を透過し、フィルタ２０Ｂは可視光のうちで青の波長域
を透過するものである。

【００４７】フォトダイオード３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ
は、それぞれ、受光強度に応じたレベルの電流信号を出
力する光電変換素子である。

【００４８】そして、ランプ１０により被測定試料１が
照明されると、被測定試料１からの反射光が分岐され
て、各分岐光が、フィルタ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを通
ってフォトダイオード３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射す
るように構成されている。

【００４９】電流電圧変換回路４０Ｒは、増幅器４１
Ｒ、抵抗４２Ｒ及びコンデンサ４３Ｒで構成され、フォ
トダイオード３０Ｒから出力される電流信号を電圧信号
に変換するものである。このとき、抵抗４２Ｒとコンデ
ンサ４３Ｒで構成される時定数回路の時定数は、所要の
大きい値に設定されている。

【００５０】電流電圧変換回路４０Ｇ，４０Ｂは、電流
電圧変換回路４０Ｒと同様の構成になっている。すなわ
ち、電流電圧変換回路４０Ｇは、増幅器４１Ｇ、抵抗４
２Ｇ及びコンデンサ４３Ｇから構成され、電流電圧変換
回路４０Ｂは、増幅器４１Ｂ、抵抗４２Ｂ及びコンデン
サ４３Ｂから構成され、それぞれ、フォトダイオード３
０Ｇ，３０Ｂから出力される電流信号を電圧信号に変換
するもので、抵抗４２Ｇ及びコンデンサ４３Ｇで構成さ
れる時定数回路の時定数と、抵抗４２Ｂ及びコンデンサ
４３Ｂで構成される時定数回路の時定数とは、所要の大
きい値に設定されている。

【００５１】マルチプレクサ５１は、電流電圧変換回路
４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂにそれぞれ対応するスイッチ５
１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを備え、電流電圧変換回路４０
Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂから入力される電圧信号のうちから
１つの電圧信号を選択して出力するものである。

【００５２】増幅器５２は、入力される電圧信号を設定
されたゲインで増幅するもので、Ａ／Ｄ変換器５３は、
入力されるアナログの電圧信号をディジタル値に変換す
るものである。ＲＯＭ５４は、予め設定されたデータな
どを含むＣＰＵ６０の制御プログラムを記憶するもの
で、ＲＡＭ５５は、検出された測定データなどを一時的
に記憶するものである。

【００５３】ＣＰＵ６０は、この測色計の動作を制御す
るもので、機能ブロックとして、測定制御手段６１、切
替制御手段６２、検出手段６３及び演算手段６４を備え
ている。

【００５４】測定制御手段６１は、以下の機能を有す
る。

【００５５】(1) ランプ１０の発光を制御する機能。

【００５６】(2) 増幅器５２のゲインを設定するゲイン
設定信号を出力する機能。設定されるゲインは、マルチ
プレクサ５１で選択されるスイッチ５１Ｒ，５１Ｇ，５
１Ｂに応じて、それぞれ予め決められている。

【００５７】(3) Ａ／Ｄ変換器５３の変換動作を制御す
る制御信号を出力する機能。

【００５８】切替制御手段６２は、マルチプレクサ５１
のスイッチ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂのうちで、オンにす
るスイッチを選択する選択信号を出力する機能を有し、
後述するように、各スイッチが所定周期で循環的に選択
されるように選択信号を出力する。検出手段６３は、Ａ
／Ｄ変換器５３から出力されるディジタル値に基づい
て、そのレベルを検出するものである。

【００５９】演算手段６４は、以下の機能を有する。

【００６０】(1) 後述するように、検出手段６３の検出
結果を用いて、電流電圧変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０
Ｂから出力される電圧信号の積分値を算出する機能。

【００６１】(2) 後述するように、ランプ１０のパルス
光のみによる測定データを算出する機能。

【００６２】(3) 算出した積分値を用いて、被測定試料
１の色彩値を求める機能。

【００６３】マルチプレクサ５１、切替制御手段６２及
び検出手段６３によって、信号レベル検出手段が構成さ
れている。

【００６４】次に、図２、図３を用いて、この測色計の
動作について説明する。図２（ａ）はフォトダイオード
が受光する光信号の一例を示す波形図、（ｂ）は電流電
圧変換回路により時間軸方向に引き延ばされた電圧信号
の一例を示す波形図で、図３は検出手段による信号検出
のタイミングを示す図である。なお、図３における点５
０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、図１に示すように、電流電圧
変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂの出力点である。

【００６５】測定制御手段６１により、ランプ１０から
パルス光が出力され、被測定試料１が照明され、その反
射光が分岐されて、各分岐光が、それぞれフィルタ２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを透過してフォトダイオード３０
Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって受光される。ランプ１０の
パルス光によるフォトダイオード３０Ｒ，３０Ｇ，３０
Ｂの受光時間は、図２（ａ）に示すように、第１実施形
態では、例えば約１msecになっている。

【００６６】次いで、受光信号は、フォトダイオード３
０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって電流信号に変換され、さ
らに、電流電圧変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによっ
て電圧信号に変換されるが、この電圧信号は、時間軸方
向に引き延ばされた傾斜の緩やかな波形（延伸電気信
号）になる。電流電圧変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ
から出力される電圧信号の出力時間は、図２（ｂ）に示
すように、第１実施形態では、例えば約100msecに引き
延ばされている。

【００６７】そして、ランプ１０の発光と同時又はその
直後に、マルチプレクサ５１のスイッチ５１Ｒがオンに
され、最初に点５０Ｒの電圧信号が選択される。このと
き、同時に、増幅器５２のゲインが予め決められた値に
設定され、Ａ／Ｄ変換器５３によってＡ／Ｄ変換が行わ
れ、得られたディジタル値がＣＰＵ６０に取り込まれて
検出手段６３によりレベルが検出されて、この検出結果
が測定データとしてＲＡＭ５５に保管される。

【００６８】以後、順次、マルチプレクサ５１のスイッ
チ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが所定のサンプリング周期で
循環的にオンにされることにより、点５０Ｒ，５０Ｇ，
５０Ｂの電圧信号が循環的に選択されてＡ／Ｄ変換さ
れ、検出手段６３によってレベルが検出され、測定デー
タとしてＲＡＭ５５に保管される。そして、この動作が
予め規定された時間が経過するまで継続される。

【００６９】これによって、図３に示すように、サンプ
リングのタイミングの間隔（サンプリング周期）Ｔごと
に、一点鎖線で示す点５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの電圧信
号のうちで、黒丸●で示す電圧値が、測定データとして
ＲＡＭ５５に保管される。したがって、点５０Ｒ，５０
Ｇ，５０Ｂの電圧値による測定データは、それぞれ、予
め規定された時間τが経過するまで周期３Ｔごとに得ら
れることとなる。

【００７０】なお、サンプリング周期Ｔは、Ａ／Ｄ変換
器５３がＡ／Ｄ変換を行うのに要する時間（第１実施形
態では、例えば30μsec）と同一又はそれより多少長い
時間に設定されている。また、規定時間τは、電流電圧
変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂから出力される電圧信
号（延伸電気信号）の時間軸方向の幅（第１実施形態で
は、図２（ｂ）に示すように、例えば約100msec）と同
一又はそれより多少長い時間に設定されている。

【００７１】したがって、全体のサンプリング回数は、
(100msec)／(30μsec)＝3333回となり、点５０Ｒ，５０
Ｇ，５０Ｂのサンプリング回数は、それぞれ3333／3＝1
111回になる。

【００７２】次に、図４を用いて、演算手段６４による
積分値の算出について説明する。図４は点５０Ｒの電圧
信号における積分値算出を説明する図である。

【００７３】まず、測定データｄ１，ｄ２を用いて関数
f1(ｘ)を求め、下記式(１)により区間０〜３Ｔの面積S1
を求める。 S1＝∫f1(ｘ)dx …(１) 次に、測定データｄ２，ｄ３を用いて関数f2(ｘ)を求
め、下記式(２)により区間３Ｔ〜６Ｔの面積S2を求め
る。 S2＝∫f2(ｘ)dx …(２) このようにして、最後の測定データｄｎまで区間ごとの
面積を算出すると、下記式(３)により電圧信号の積分値
Ｓが求まる。 Ｓ＝S1＋S2＋… …(３) そして、同様の演算を点５０Ｇ，５０Ｂについても行う
ことによって、点５０Ｇ，５０Ｂの電圧信号の積分値が
求められる。

【００７４】なお、第１実施形態では、２点の測定デー
タを用いて電圧信号を直線で近似しており、関数f1
(ｘ)，f2(ｘ)，…は１次式になっている。

【００７５】このように、第１実施形態によれば、受光
強度に応じた信号を時間軸方向に引き延ばした延伸電気
信号を生成し、この延伸電気信号の時間軸方向の幅より
十分に小さい所定周期でサンプリングし、このサンプリ
ングされた測定データを用いて面積を算出するようにし
たので、積分回路を用いることなく、電気信号の積分値
を算出することができ、これによって、測色計を構成す
る電気回路の部品点数を削減し、小型化及び低価格化を
図ることができる。

【００７６】また、延伸電気信号の時間軸方向の幅より
十分に小さい周期Ｔでサンプリングしているので、延伸
電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比べて高
頻度で行われることとなり、これによって、積分値の算
出を精度良く行うことができる。

【００７７】次に、図５を用いて、定常光及びオフセッ
トによる影響の除去について説明する。図５は上記影響
の除去を説明するための図で、同図において、一点鎖線
は点５０Ｒの電圧信号を表わし、黒丸は検出手段６３に
よって検出された測定データを表わし、斜線は面積を表
わしている。

【００７８】一般に、電流電圧変換回路４０Ｒ，４０
Ｇ，４０Ｂを構成する増幅器４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂや
ゲイン設定を行う増幅器５２は、オフセットを持ってい
る。また、ランプ１０により被測定試料１を照明したと
きに、ランプ１０以外の光の遮光が十分でない場合に
は、被測定試料１の照明光に定常光成分が含まれること
となる。したがって、検出手段６３によって検出される
測定データは、オフセットや定常光による影響のため
に、図５に示すように、偏差Ｄだけ上昇したものにな
る。

【００７９】そこで、第１実施形態では、偏差Ｄを求め
て、オフセットや定常光による影響を除去するようにし
ている。すなわち、時刻ｔ１〜ｔ２の規定時間τは、ラ
ンプ１０を発光して上述した手順で面積を求め、さら
に、時刻ｔ３〜ｔ４の規定時間τは、ランプ１０を発光
せずに各部を動作させて、同様に上述した手順で面積を
求めている。

【００８０】したがって、時刻ｔ１〜ｔ２の規定時間τ
の面積Ｓ’は、 Ｓ’＝（Ｓflash＋Ｓoffset） …(４) になる。ここで、Ｓflashはランプ１０のパルス光によ
る面積、Ｓoffsetはオフセットや定常光による面積であ
る。

【００８１】また、時刻ｔ３〜ｔ４の規定時間τの面積
Ｓ''は、 Ｓ''＝Ｓoffset …(５) になる。

【００８２】したがって、ランプ１０のパルス光による
面積Ｓflashは、演算手段６４によって、 Ｓflash＝Ｓ’−Ｓ'' …(６) の減算を行うことによって求められる。これによって、
ランプ１０のパルス光のみによる測定データの積分値が
求められる。

【００８３】このように、第１実施形態によれば、ラン
プ１０を発光せずに同様の動作を規定時間τだけ行って
得られる測定データからその積分値を求めて、ランプ１
０を発光したときの積分値から減算することによって、
オフセットや定常光による影響を除去したランプ１０の
パルス光のみによる高精度の測定データを求めることが
できる。

【００８４】図６は本発明に係る測色計の第２実施形態
のブロック図である。なお、図１と同一構成要素につい
ては同一符号を付しており、以下では、第１実施形態と
異なる点について説明する。

【００８５】第２実施形態の測色計における増幅器５２
は、図６に示すように、増幅器７１と、抵抗７２，７
３，７４，７５と、アナログスイッチ７６とを備えた増
幅回路からなり、アナログスイッチ７６は、抵抗７３，
７４にそれぞれ対応するスイッチ８１，８２を備えてい
る。この増幅器５２は、スイッチ８１，８２のオンオフ
の組合せで設定されるｍ（本実施形態ではｍ＝４）種類
の増幅率で入力電圧信号を増幅するもので、信号増幅手
段を構成している。

【００８６】ＲＯＭ５４は、予め設定されたデータとし
て、増幅器５２で設定可能なｍ（本実施形態ではｍ＝
４）種類の増幅率、初期増幅率（後述）、回路飽和電圧
（すなわち図６の回路で検出可能な電圧レベルの最大
値）を記憶している。

【００８７】測定制御手段６１は、出力するゲイン設定
信号によりアナログスイッチ７６のスイッチ８１のオン
オフ及びスイッチ８２のオンオフを制御するもので、ス
イッチ８１，８２のオンオフにより増幅器５２の増幅率
が設定される。演算手段６４は、後述するように、検出
手段６３の検出結果に基づき電流電圧変換回路４０Ｒ，
４０Ｇ，４０Ｂから出力される電圧信号の適正増幅率を
求めるものである。この測定制御手段６１および演算手
段６４は、増幅率設定手段を構成している。

【００８８】次に、図２、図７を用いて、第２実施形態
の測色計の動作を説明する。図７は第２実施形態の検出
手段６３による信号検出のタイミングを示す図である。

【００８９】なお、図７において、点５０Ｒ，５０Ｇ，
５０Ｂの増幅電圧値は、増幅器５２の出力点である点５
２Ａ（図６）の電圧値をいう。そして、図７では、マル
チプレクサ５１のスイッチ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂがそ
れぞれオンのままとしたときの点５２Ａ（図６）におけ
る電圧波形を細実線で示し、マルチプレクサ５１の切替
による実際の電圧波形を太実線で示している。

【００９０】測定制御手段６１により、ランプ１０から
パルス光が出力され、被測定試料１が照明され、その反
射光が分岐されて、各分岐光が、それぞれフィルタ２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを透過してフォトダイオード３０
Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって受光される。ランプ１０の
パルス光によるフォトダイオード３０Ｒ，３０Ｇ，３０
Ｂの受光時間は、第１実施形態と同様に、図２（ａ）に
示すように、第２実施形態では、例えば約１msecになっ
ている。

【００９１】次いで、受光信号は、フォトダイオード３
０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって電流信号に変換され、さ
らに、電流電圧変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによっ
て電圧信号に変換されるが、この電圧信号は、時間軸方
向に引き延ばされた傾斜の緩やかな波形（延伸電気信
号）になる。電流電圧変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ
から出力される電圧信号の出力時間は、第１実施形態と
同様に、図２（ｂ）に示すように、第２実施形態では、
例えば約100msecに引き延ばされている。また、電圧信
号が最大値となる時刻は、受光信号量に関わりなくほぼ
一定で、第２実施形態では、例えばランプ１０の発光開
始後約200μsecになっている。

【００９２】そして、ランプ１０の発光開始後、電圧信
号が最大となる時刻（第２実施形態では、例えば約200
μsec）と同時又はその直後に、マルチプレクサ５１の
スイッチ５１Ｒがオンにされ、最初に点５０Ｒの電圧信
号が選択される。

【００９３】このとき、同時に、増幅器５２の増幅率は
予め決められた所定の初期増幅率に設定される。この初
期増幅率は、この測色計において測定可能に設計されて
いる範囲内の全ての測定データが確実に得られるような
値に決められており、第２実施形態では、例えば、被測
定試料１からの反射光が測定範囲内で最大のときでも増
幅器５２の出力電圧が回路飽和電圧未満になるような値
に設定されている。

【００９４】この初期増幅率で増幅された電圧信号がＡ
／Ｄ変換器５３によってＡ／Ｄ変換され、得られたディ
ジタル値がＣＰＵ６０に取り込まれて検出手段６３によ
りレベルが検出されて、この検出結果が測定データＲ１
としてＲＡＭ５５に保管される。次いで、順次、マルチ
プレクサ５１の５１Ｇ，５１Ｂが所定のサンプリング周
期でオンにされることにより点５０Ｇ，５０Ｂの電圧信
号がそれぞれ選択され、選択された電圧信号がそれぞれ
設定されている初期増幅率で増幅され、この増幅された
電圧信号がＡ／Ｄ変換され、検出手段６３によってレベ
ルが検出され、測定データＧ１，Ｂ１としてＲＡＭ５５
に保管される。

【００９５】そして、この各電圧信号の測定データＲ
１，Ｇ１，Ｂ１と、増幅器５２による設定可能なｍ（本
実施形態ではｍ＝４）種類の増幅率と、回路飽和電圧と
を用いて、回路飽和電圧未満で最大レベルの電圧信号と
なるような適正増幅率が、ｍ（本実施形態ではｍ＝４）
種類の増幅率のうちから演算手段６４により求められ
る。

【００９６】次いで、マルチプレクサ５１のスイッチ５
１Ｒがオンにされ、点５０Ｒの電圧信号が選択されたと
きに、測定制御手段６１により、増幅器５２の増幅率と
して適正増幅率が設定される。そして、この適正増幅率
で増幅された電圧信号がＡ／Ｄ変換器５３によりＡ／Ｄ
変換され、得られたディジタル値がＣＰＵ６０に取り込
まれて検出手段６３によってレベルが検出され、この検
出結果が測定データＲ２としてＲＡＭ５５に保管され
る。

【００９７】以後、順次、マルチプレクサ５１のスイッ
チ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが所定のサンプリング周期で
循環的にオンにされ、点５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの電圧
信号がそれぞれ適正増幅率で増幅され、この増幅された
各電圧信号が循環的に選択されてＡ／Ｄ変換され、検出
手段６３によってレベルが検出され、測定データとして
ＲＡＭ５５に保管される。そして、この動作が予め規定
された時間が経過するまで継続される。

【００９８】これによって、図７に示すように、サンプ
リングのタイミングの間隔（サンプリング周期）Ｔごと
に、太実線で示す点５２Ａの電圧信号のうちで、黒丸●
で示す電圧値が、測定データとしてＲＡＭ５５に保管さ
れる。すなわち、測定データとして、電圧値Ｒ１，Ｒ
２，…，Ｒ(ｘ−１)，Ｒｘと、電圧値Ｇ１，Ｇ２，…，
Ｇ(ｘ−１)，Ｇｘと、電圧値Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂ(ｘ−
１)，Ｂｘとが、ＲＡＭ５５に保管される（本実施形態
では、例えばｘ＝1111）。したがって、点５０Ｒ，５０
Ｇ，５０Ｂの増幅電圧値による測定データは、それぞ
れ、予め規定された時間τが経過するまで周期３Ｔごと
に得られることとなる。

【００９９】なお、サンプリング周期Ｔは、第１実施形
態と同様に、Ａ／Ｄ変換器５３がＡ／Ｄ変換を行うのに
要する時間（第１実施形態では、例えば30μsec）と同
一又はそれより多少長い時間に設定されている。また、
規定時間τは、第１実施形態と同様に、電流電圧変換回
路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂから出力される電圧信号（延
伸電気信号）の時間軸方向の幅（第１実施形態と同様
に、図２（ｂ）に示すように、第２実施形態では、例え
ば約100msec）と同一又はそれより多少長い時間に設定
されている。

【０１００】したがって、全体のサンプリング回数は、
第１実施形態と同様に、(100msec)／(30μsec)＝3333回
となる。また、点５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの増幅電圧の
サンプリング回数は、それぞれ3333／3＝1111回にな
り、適正増幅率でのサンプリング回数は、それぞれ1111
−1＝1110回となる。

【０１０１】次に、図７を参照しながら、第２実施形態
における演算手段６４による積分値の算出について説明
する。

【０１０２】まず、時刻ｔ１での測定データＲ１を用い
て、図７に白丸○で示す適正増幅率での電圧値Ｒ'１を
下記式(７)により求める。 Ｒ'１＝Ｒ１・Ｇｒ／Ｇｉ …(７) ここで、Ｇｒは適正増幅率、Ｇｉは初期増幅率である。

【０１０３】この電圧値Ｒ'１と測定データＲ２〜Ｒｘ
とを用いて、第１実施形態と同様に、図４および上記式
(１)〜(３)を用いて説明した手法で、適正増幅率での増
幅電圧信号の積分値Ｓｒを求めることができる。

【０１０４】そして、同様の演算を点５０Ｇ，５０Ｂに
ついても行うことによって、点５０Ｇ，５０Ｂの適正増
幅率での増幅電圧信号の積分値が求められる。

【０１０５】このように、第２実施形態によれば、受光
強度に応じた信号を時間軸方向に引き延ばした延伸電気
信号を生成し、この延伸電気信号の時間軸方向の幅より
十分に小さい所定周期でサンプリングし、このサンプリ
ングされた測定データを用いて、延伸電気信号が出力さ
れている間に適正増幅率を求め、延伸電気信号をこの適
正増幅率で増幅した増幅延伸電気信号を生成するように
したので、電気信号レベルを適正レベルまで増大するこ
とができる。その結果、増幅器５２における出力ノイズ
やＡ／Ｄ変換器５３における変換の絶対誤差を相対的に
低下させることができるため、より良好なＳ／Ｎを有す
る増幅延伸電気信号を出力することができる。

【０１０６】また、この検出結果を用いて点５０Ｒ，５
０Ｇ，５０Ｂの増幅延伸電気信号の積分値を算出するの
で、電気信号レベルの増大により演算精度を向上するこ
とができ、これによって、被測定試料１が低反射率の場
合であっても、Ｓ／Ｎのより良好な積分値を求めること
ができる。また、この積分値から色彩値を求めているの
で、測色計の測定精度を向上することができる。

【０１０７】また、延伸電気信号の時間軸方向の幅より
十分に小さい周期Ｔでサンプリングしているので、増幅
延伸電気信号のレベルの検出が信号レベルの変化に比べ
て高頻度で行われることとなり、これによって、積分値
の算出を精度良く行うことができる。

【０１０８】また、延伸電気信号の時間軸方向の幅に比
べて適正増幅率設定までの時間を短くする、すなわち、
ランプ１０の発光開始後、電圧信号が最大となる時刻と
同時又はその直後にマルチプレクサ５１のスイッチ５１
Ｒをオンにするとともに、この最初のスイッチ５１Ｒ，
５１Ｇ，５１Ｂのオンのときに適正増幅率を求めること
により、適正増幅率で増幅された増幅延伸電気信号のレ
ベルの検出回数が多くなる。これによって、積分値の算
出をさらに精度良く行うことができ、その結果、測色を
精度良く行うことができる。

【０１０９】また、第１実施形態と同様に、積分回路を
用いることなく、電気信号の積分値を算出することがで
き、これによって、測色計を構成する電気回路の部品点
数を削減し、小型化及び低価格化を図ることができる。

【０１１０】次に、第２実施形態における、定常光及び
オフセットによる影響の除去について説明する。

【０１１１】第１実施形態で説明したように、検出手段
６３によって検出される測定データは、オフセットや定
常光による影響のために偏差Ｄだけ上昇したものにな
る。ところで、第２実施形態では、偏差Ｄには、初期増
幅率での偏差Ｄ１と適正増幅率での偏差Ｄ２とが含まれ
ている。

【０１１２】そこで、第２実施形態では、最初の規定時
間τは、ランプ１０を発光せずに各部を動作させて初期
増幅率での偏差Ｄ１を求め、次の規定時間τは、ランプ
１０を発光して上述した手順で面積（積分値）を求め、
さらに次の規定時間τは、ランプ１０を発光せずに各部
を動作させて適正増幅率での偏差Ｄ２を求めて、測定デ
ータの増幅率に応じて偏差を切り替えて、オフセットや
定常光による影響を除去している。

【０１１３】このように、第２実施形態によれば、ラン
プ１０を発光せずに初期増幅率及び適正増幅率で同様の
動作を規定時間τだけ行って得られる測定データから各
増幅率での積分値を求めて偏差Ｄ１，Ｄ２を求め、ラン
プ１０を発光したときの積分値から減算することによっ
て、オフセットや定常光による影響を除去したランプ１
０のパルス光のみによる高精度の測定データを求めるこ
とができる。

【０１１４】なお、本発明は、上記第１、第２実施形態
に限られず、以下の変形形態を採用することができる。

【０１１５】（１）上記第１、第２実施形態では、図４
に示すように、関数f1(ｘ)，f2(ｘ)，…を１次式として
信号波形を近似しているが、これに限られず、３点以上
の測定データを用いて、多項式で近似するようにしても
よい。

【０１１６】（２）上記第１、第２実施形態では、切替
制御手段６２によるマルチプレクサ５１の選択を、点５
０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの順にサンプリングのタイミング
の間隔Ｔが一定で、かつ循環的に行うようにしている
が、これに限られない。例えば、サンプリングのタイミ
ングの間隔Ｔが多少変動しても、間隔Ｔが規定時間τに
比べて十分に小さければ、誤差が大きくなることはな
い。また、マルチプレクサ５１の選択が循環的でなくラ
ンダムであっても、各点５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの選択
される頻度が同等であれば、誤差が大きくなることはな
い。

【０１１７】（３）上記第１実施形態では、図５に示す
ように、まずランプ１０の発光ありの状態で測定し、次
いで、ランプ１０の発光なしの状態で測定しているが、
これに限られず、逆に、まずランプ１０の発光なしの状
態で測定し、次いで、ランプ１０の発光ありの状態で測
定してもよい。

【０１１８】また、ランプ１０の発光なし、ランプ１０
の発光あり、ランプ１０の発光なしの順に測定して、ラ
ンプ１０の発光なしにおける面積は、その平均値を採用
するようにしてもよい。

【０１１９】（４）上記第１実施形態では、図５、式
(６)に示すように、ランプ１０の発光ありの面積からラ
ンプ１０の発光なしの面積を減算するようにしている
が、これに限られず、まず、ランプ１０の発光なしにお
ける１回の検出値、又は複数の検出値の平均値を偏差Ｄ
とし、ランプ１０の発光ありの検出値から偏差Ｄを減算
した値を測定データとして採用し、この測定データを用
いてランプ１０のパルス光のみによる面積を求めるよう
にしてもよい。

【０１２０】また、ランプ１０の発光なしのときの点５
０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの電圧値が同レベルであれば、そ
のうちの１か所の検出値を共通の偏差Ｄとしてもよい。

【０１２１】（５）上記第２実施形態では、ランプ１０
の発光ありの測定で、適正増幅率の算出及び設定を１回
しか行っていないが、これに限られず、適正増幅率の算
出及び設定を複数回行うようにしてもよい。

【０１２２】（６）上記第２実施形態では、式(７)に示
したように、初期増幅率Ｇｉでの測定データＲ１，Ｇ
１，Ｂ１を適正増幅率Ｇｒでの電圧値Ｒ'１，Ｇ'１，
Ｂ'１に補正して、適正増幅率Ｇｒでの積分値Ｓｒを算
出し、これを用いて色彩値を算出しているが、これに限
られない。

【０１２３】例えば、式(７)から、 Ｓｉ＝Ｓｒ・Ｇｉ／Ｇｒ …(８) によって、初期増幅率Ｇｉでの積分値Ｓｉを算出し、こ
れを用いて色彩値を算出するようにしてもよい。

【０１２４】また、適正増幅率Ｇｒでの測定データＲ２
〜Ｒｘ，Ｇ２〜Ｇｘ，Ｂ２〜Ｂｘを用いて積分値を算出
し、この積分値から初期増幅率Ｇｉでの積分値を算出し
て、これに初期増幅率Ｇｉでの測定データＲ１，Ｇ１，
Ｂ１を加えた積分値を算出するようにしてもよい。

【０１２５】（７）上記第１、第２実施形態では、赤、
緑、青の波長域の可視光を透過するフィルタ２０Ｒ，２
０Ｇ，２０Ｂを備えているが、これに限られず、ＣＩＥ
の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する分光感度を有するフィ
ルタでもよい。また、フィルタの個数は３個に限られ
ず、分光感度の中心波長が一定波長幅、例えば10nm又は
20nmずつ異なる多数のフィルタを備えるようにしてもよ
い。また、分光手段として、フィルタに代えて回折格子
を備えるようにしてもよい。

【０１２６】（８）上記第１、第２実施形態では、本発
明を被測定試料１の測色を行う測色計に適用して説明し
ているが、これに限られず、照度計、赤外線強度計、紫
外線強度計、光パワーメータ、輝度計などにおけるパル
ス状の可視光、赤外線、紫外線などの分光特性を測定す
る測光装置に適用することもできる。この場合には、例
えば図１、図６において、被測定試料１に代えてランプ
１０を測定対象とすればよい。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、パルス状の測定光をｎ個の光電変換手段により
受光して受光強度に応じた電気信号をそれぞれ出力し、
この電気信号を時定数変換手段によりそれぞれ時間軸方
向に引き延ばして延伸電気信号を出力し、延伸電気信号
のそれぞれについて、時間軸方向の幅において互いに異
なる時刻に該延伸電気信号のレベルを検出し、このとき
ｎ個の延伸電気信号のレベルを検出するタイミングが相
互にずれるように検出し、この検出結果を用いてｎ個の
延伸電気信号の積分値をそれぞれ算出するようにしたの
で、積分回路を用いることなく積分値を求めることがで
きる。したがって部品点数を削減することができ、これ
によって装置の小型化及び低価格化を図ることができ
る。

【０１２８】また、請求項２の発明によれば、切替手段
によりｎ個の時定数変換手段から入力されるｎ個の延伸
電気信号のうちから１つの延伸電気信号を選択して出力
し、この切替手段による選択を所定周期で循環的に行
い、切替手段から出力される延伸電気信号のレベルを検
出することにより、ｎ個の時定数変換手段から出力され
る延伸電気信号のうちから１つの延伸電気信号のレベル
を所定周期で循環的に検出することを、簡易な構成で、
確実に行うことができる。

【０１２９】また、請求項３の発明によれば、測定光が
出力されないときの受光強度に応じた電気信号である暗
電気信号を出力し、この暗電気信号を時間軸方向に引き
延ばして暗延伸電気信号を出力し、ｎ個の暗延伸電気信
号のうちから少なくとも１つの暗延伸電気信号のレベル
を少なくとも１回検出し、この暗延伸電気信号のレベル
の検出結果を用いて測定光以外の要因に起因する偏差分
を算出し、この偏差分と、ｎ個の延伸電気信号のレベル
の検出結果とを用いて、ｎ個の測定光のみによる延伸電
気信号の積分値を算出することにより、測定光以外の要
因、例えば定常光や電気信号のオフセットに起因する影
響が除去された測定光のみによるｎ個の延伸電気信号の
積分値を算出することができ、これによって高精度の測
定を行うことができる。

【０１３０】また、請求項４の発明によれば、測定光が
出力されないときの受光強度に応じた電気信号である暗
電気信号を出力し、この暗電気信号を時間軸方向に引き
延ばして暗延伸電気信号を出力し、ｎ個の暗延伸電気信
号のうちから１つの暗延伸電気信号のレベルを所定周期
で循環的に検出し、この暗延伸電気信号のレベルの検出
結果を用いてｎ個の暗延伸電気信号の積分値をそれぞれ
偏差分として算出し、ｎ個の延伸電気信号の積分値か
ら、それぞれ対応する偏差分を減算することにより、測
定光以外の要因、例えば定常光や電気信号のオフセット
に起因する偏差分が除去されたｎ個の測定光のみによる
延伸電気信号の積分値を算出することができ、高精度の
測定を行うことができる。

【０１３１】また、請求項５の発明によれば、パルス状
の測定光をｎ個の光電変換手段により受光して受光強度
に応じた電気信号をそれぞれ出力し、この電気信号を時
定数変換手段によりそれぞれ時間軸方向に引き延ばして
延伸電気信号を出力し、ｍ種類の増幅率のうちから設定
された所定の初期増幅率で延伸電気信号を増幅した増幅
延伸電気信号を出力し、この増幅延伸電気信号のそれぞ
れについて、時間軸方向の幅において互いに異なる時刻
に該増幅延伸電気信号のレベルを検出し、このときｎ個
の増幅延伸電気信号のレベルを検出するタイミングが相
互にずれるように検出し、この検出結果に基づき延伸電
気信号が出力されているときに少なくとも１回初期増幅
率から適正増幅率に切替設定するようにしたので、増幅
延伸電気信号のレベルが増大し、これによって、信号増
幅手段からの出力ノイズが相対的に小さくなるため、Ｓ
／Ｎの向上した増幅延伸電気信号を出力することができ
る。また、増幅延伸電気信号のレベルの絶対値の増大に
より、ｎ個の増幅延伸電気信号の積分値の算出における
演算精度を向上することができる。従って、測定光とし
て被測定試料からの反射光を用いる場合に、被測定試料
が低反射率であっても、Ｓ／Ｎの向上した積分値が求め
られ、これによって測定精度を向上することができる。

【０１３２】また、上記検出結果を用いてｎ個の延伸電
気信号の積分値をそれぞれ算出するようにしたので、積
分回路を用いることなく積分値を求めることができる。
したがって部品点数を削減することができ、これによっ
て装置の小型化及び低価格化を図ることができる。

【０１３３】また、請求項６の発明によれば、測定光が
出力されないときの受光強度に応じた電気信号である暗
電気信号を出力し、この暗電気信号を時間軸方向に引き
延ばして暗延伸電気信号を出力し、初期増幅率および適
正増幅率のうちの少なくとも一方の増幅率で増幅された
ｎ個の増幅暗延伸電気信号のうちから少なくとも１つの
増幅暗延伸電気信号のレベルを少なくとも１回検出し、
この増幅暗延伸電気信号のレベルの検出結果を用いて測
定光以外の要因に起因する偏差分を算出し、この偏差分
と、ｎ個の増幅延伸電気信号のレベルの検出結果とを用
いて、ｎ個の測定光のみによる増幅延伸電気信号の積分
値を算出するようにしたので、測定光以外の要因、例え
ば定常光や電気信号のオフセットに起因する影響が除去
された測定光のみによるｎ個の増幅延伸電気信号の積分
値を算出することができ、これによって高精度の測定を
行うことができる。

【０１３４】また、請求項７の発明によれば、照明手段
からのパルス光により被測定試料が照明されたときに被
測定試料から出力されるパルス状の光を互いに分光感度
の異なるｎ個に分岐して、ｎ個の分岐光を、それぞれ対
応する光電変換手段に測定光として受光し、ｎ個の光電
変換手段から受光強度に応じた電気信号をそれぞれ出力
し、この電気信号を時定数変換手段によりそれぞれ時間
軸方向に引き延ばして延伸電気信号を出力し、ｎ個の時
定数変換手段から出力される延伸電気信号のうちから１
つの延伸電気信号のレベルを所定周期で循環的に検出
し、この検出結果を用いてｎ個の延伸電気信号の積分値
をそれぞれ算出するようにしたので、この積分値から色
彩値を求めることができ、被測定試料の測色を行うこと
ができる。したがって、積分回路が不要となり、これに
よって部品点数を削減することができ、装置の小型化及
び低価格化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測色計の第１実施形態のブロック
図である。

【図２】（ａ）はフォトダイオードが受光する光信号の
一例を示す波形図、（ｂ）は電流電圧変換回路により時
間軸方向に引き延ばされた電圧信号の一例を示す波形図
である。

【図３】第１実施形態の検出手段による信号検出のタイ
ミングを示す図である。

【図４】積分値算出を説明する図である。

【図５】オフセットによる影響除去を説明するための図
である。

【図６】本発明に係る測色計の第２実施形態のブロック
図である。

【図７】第２実施形態の検出手段による信号検出のタイ
ミングを示す図である。

【図８】従来の測色計の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ ランプ（照明手段） ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ フォトダイオード（光電変換
手段） ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ 電流電圧変換回路（時定数変
換手段） ５１ マルチプレクサ（切替手段） ５２ 増幅器（信号増幅手段） ６０ ＣＰＵ ６１ 測定制御手段 ６２ 切替制御手段 ６３ 検出手段 ６４ 演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 AA05 AA08 CB32 CB42 CB43 CC27 CC47 CD06 CD11 CD24 CD36 CD37 CD41 DA02 DA03 DA04 DA13 DA34 2G065 AA01 AA02 AA03 AA04 AB02 AB04 AB05 AB14 AB27 BA01 BB26 BC10 BC15 BC16 BC22 BC28 BC33 BC35 BC40 CA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス状の測定光を受光して受光強度に
   応じた電気信号を出力するｎ（ｎは２以上の整数）個の
   光電変換手段と、 上記ｎ個の光電変換手段に対応してそれぞれ設けられ、
   当該光電変換手段から出力される電気信号を時間軸方向
   に引き延ばした延伸電気信号を出力するｎ個の時定数変
   換手段と、 上記延伸電気信号のそれぞれについて、上記時間軸方向
   の幅において互いに異なる時刻に該延伸電気信号のレベ
   ルを検出する信号レベル検出手段と、 上記信号レベル検出手段による検出結果を用いて上記ｎ
   個の延伸電気信号の積分値をそれぞれ算出する演算手段
   と、を備え、 上記ｎ個の延伸電気信号のレベルを検出するタイミング
   が相互にずれていることを特徴とする測光装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の測光装置において、 上記信号レベル検出手段は、 上記ｎ個の時定数変換手段から入力される上記ｎ個の延
   伸電気信号のうちから１つの延伸電気信号を選択して出
   力する切替手段と、 上記切替手段による選択を上記所定周期で循環的に行わ
   せる切替制御手段と、 上記切替手段から出力される延伸電気信号のレベルを検
   出する検出手段と、を備えたものであることを特徴とす
   る測光装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の測光装置におい
   て、 上記ｎ個の光電変換手段は、さらに、上記測定光が出力
   されないときの受光強度に応じた電気信号である暗電気
   信号を出力するもので、 上記ｎ個の時定数変換手段は、さらに、上記暗電気信号
   を時間軸方向に引き延ばした暗延伸電気信号を出力する
   もので、 上記信号レベル検出手段は、さらに、上記ｎ個の暗延伸
   電気信号のうちから少なくとも１つの暗延伸電気信号の
   レベルを少なくとも１回検出するもので、 上記演算手段は、さらに、上記信号レベル検出手段によ
   る暗延伸電気信号のレベルの検出結果を用いて上記測定
   光以外の要因に起因する偏差分を算出し、この偏差分
   と、上記ｎ個の延伸電気信号のレベルの検出結果とを用
   いて、ｎ個の上記測定光のみによる延伸電気信号の積分
   値を算出するものであることを特徴とする測光装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の測光装置において、 上記信号レベル検出手段は、上記ｎ個の暗延伸電気信号
   のうちから１つの暗延伸電気信号のレベルを上記所定周
   期で循環的に検出するもので、 上記演算手段は、さらに、上記信号レベル検出手段によ
   る暗延伸電気信号のレベルの検出結果を用いて上記ｎ個
   の暗延伸電気信号の積分値をそれぞれ上記偏差分として
   算出し、上記ｎ個の延伸電気信号の積分値から、それぞ
   れ対応する上記偏差分を減算するものであることを特徴
   とする測光装置。
5. 【請求項５】 パルス状の測定光を受光して受光強度に
   応じた電気信号を出力するｎ（ｎは２以上の整数）個の
   光電変換手段と、 上記ｎ個の光電変換手段に対応してそれぞれ設けられ、
   当該光電変換手段から出力される電気信号を時間軸方向
   に引き延ばした延伸電気信号を出力するｎ個の時定数変
   換手段と、 ｍ（ｍは２以上の整数）種類の増幅率が設定可能で、設
   定された増幅率で上記延伸電気信号をそれぞれ増幅した
   ｎ個の増幅延伸電気信号を出力する信号増幅手段と、 上記増幅延伸電気信号のそれぞれについて、上記時間軸
   方向の幅において互いに異なる時刻に該増幅延伸電気信
   号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、 上記信号増幅手段の増幅率として、上記ｍ種類の増幅率
   のうちから所定の初期増幅率に設定するとともに、上記
   信号レベル検出手段による検出結果に基づき上記初期増
   幅率より小さくない適正増幅率に切替設定する増幅率設
   定手段と、 上記信号レベル検出手段による検出結果を用いて上記ｎ
   個の増幅延伸電気信号の積分値をそれぞれ算出する演算
   手段と、を備え、 上記増幅率設定手段は、上記ｎ個の延伸電気信号が出力
   されている間に上記増幅率の切替設定を少なくとも１回
   行うもので、 上記ｎ個の増幅延伸電気信号のレベルを検出するタイミ
   ングが相互にずれていることを特徴とする測光装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の測光装置において、 上記ｎ個の光電変換手段は、さらに、上記測定光が出力
   されないときの受光強度に応じた電気信号である暗電気
   信号を出力するもので、 上記ｎ個の時定数変換手段は、さらに、上記暗電気信号
   を時間軸方向に引き延ばした暗延伸電気信号を出力する
   もので、 上記信号増幅手段は、さらに、設定された増幅率で上記
   暗延伸電気信号をそれぞれ増幅したｎ個の増幅暗延伸電
   気信号を出力するもので、 上記増幅率設定手段は、さらに、上記暗延伸電気信号が
   出力されているときに、上記信号増幅手段の増幅率とし
   て上記初期増幅率および上記適正増幅率のうちの少なく
   とも一方の増幅率に設定するもので、 上記信号レベル検出手段は、さらに、上記初期増幅率お
   よび上記適正増幅率のうちの少なくとも一方の増幅率で
   増幅された上記ｎ個の増幅暗延伸電気信号のうちから少
   なくとも１つの増幅暗延伸電気信号のレベルを少なくと
   も１回検出するもので、 上記演算手段は、さらに、上記信号レベル検出手段によ
   る増幅暗延伸電気信号のレベルの検出結果を用いて上記
   測定光以外の要因に起因する偏差分を算出し、この偏差
   分と、上記ｎ個の増幅延伸電気信号のレベルの検出結果
   とを用いて、ｎ個の上記測定光のみによる増幅延伸電気
   信号の積分値を算出するものであることを特徴とする測
   光装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の測光装
   置からなる測光手段と、 パルス光を出力して被測定試料を照明する照明手段と、 上記被測定試料からの光を互いに分光感度が異なるｎ個
   の光に分岐する分光手段と、を備え、 上記照明手段からのパルス光により上記被測定試料が照
   明されたときに上記被測定試料から出力されるパルス状
   の光がｎ個に分岐されて、分光感度の異なる各分岐光
   が、それぞれ対応する上記光電変換手段に上記測定光と
   して受光されるように構成したことを特徴とする測色
   計。