JP2002013981A

JP2002013981A - 測光装置

Info

Publication number: JP2002013981A
Application number: JP2000195003A
Authority: JP
Inventors: Koichi Terauchi; 公一寺内
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18
Also published as: FR2810948A1; FR2810948B1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化や価格の低減が可能であるとともに、
種々の測定条件での測定が容易に行える。【解決手段】ＲＡＭ３２は受光信号などを一時的に記
憶し、ＲＯＭ３３はＣＰＵ３５の制御プログラムを記憶
するもので、この制御プログラムとして、等色関数に近
似するための重み付け係数を記憶している。ＣＰＵ３５
は、Ａ／Ｄ変換器３１から送られる受光信号をＲＡＭ３
３に保存し、ＲＡＭ３３に保存されている受光信号およ
びＲＯＭ３４に格納されている重み付け係数を用いて、
等色関数に基づく三刺激値を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光や照
明された試料からの反射光および透過光などの測定光の
特性を測定する測光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光や照明された試料からの反
射光および透過光などの測定光の特性を測定する測光装
置、例えば試料の反射特性を測定する測色装置として、
分光型測色計や三刺激値型色彩計などが知られている。

【０００３】測定光を分散する分光手段として、従来、
分光型測色計では、狭帯域のバンドパスフィルタやグレ
ーティング（回折格子）が使用されており、三刺激値型
色彩計では、主に人間の目の感度に対応した等色関数に
近似するように構成したバンドパスフィルタが使用され
ている。

【０００４】分光型測色計では、10nmまたは20nmピッチ
で試料の反射率を測定することにより、その反射率、等
色関数および照明光の分光輝度特性から色情報を求める
こととなる。一方、三刺激値型色彩計では、測定光を等
色関数に近似した分光感度で受光するので、出力信号か
ら直接色情報が求められることとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
分光型測色計は、10nmまたは20nmピッチで試料の反射率
を測定するので、高精度で測定できるという利点を有し
ているが、光電変換素子の個数やそれに対応する電子回
路部品も増大し、電気的および機械的構成が複雑化して
しまう。また、上述したように、分光手段としてグレー
ティングや狭帯域のバンドパスフィルタが使用される
が、グレーティングの場合には、高精度を必要とするた
め、分厚い大型のガラスやアルミニウムをベースとした
ものを採用することが多く、価格も高いという問題があ
り、狭帯域のバンドパスフィルタの場合には、小型化が
可能であるが、やはり価格が高いという問題がある。従
って、分光型測色計は、測定精度や機能に優れている
が、価格が高く小型化が困難であるという問題を有して
いる。

【０００６】一方、上記従来の三刺激値型色彩計は、等
色関数に近似する分光感度で受光するので、光電変換素
子の個数が３個〜４個と少なく、電気的構成が簡単であ
り、小型で比較的価格が安いという利点がある。しか
し、分光感度を等色関数に近似させるのに複数枚のバン
ドパスフィルタを重ねて構成しており、各フィルタの分
光透過率の管理や組合せに手間がかかるという問題があ
る。さらに、複数枚のバンドパスフィルタを重ねても、
分光感度を等色関数に完全に一致させることは困難であ
り、その誤差が測定精度に大きく影響する。また、三刺
激値型色彩計に特有の問題点として、試料を観察すると
きの照明条件や観察者の視野が変更できないという点や
条件等色の評価が不可能である点など、測定装置として
の機能に制約があるという問題点を有している。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するもので、小
型化や価格の低減が可能であるとともに、種々の測定条
件での測定が容易に行える測光装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、測定
光を波長ごとに分散する分光手段と、分散された上記測
定光を受光してｎ（ｎは２以上の整数）個の波長に対応
する受光信号をそれぞれ出力する少なくともｎ個の光電
変換手段と、上記各光電変換手段から出力される受光信
号に対応して所定の分光感度を得るべく予め設定された
ｎ個の重み付け係数が格納された記憶手段と、上記各受
光信号および上記各重み付け係数を用いて、所定の分光
感度に基づく上記測定光の特性を求める演算手段とを備
えたことを特徴としている。

【０００９】この構成によれば、分光手段により測定光
が波長ごとに分散され、分散された測定光が少なくとも
ｎ個の光電変換手段により受光されてｎ個の波長に対応
する受光信号がそれぞれ出力される。一方、記憶手段に
は、各光電変換手段から出力される受光信号に対応して
所定の分光感度を得るべく予め設定されたｎ個の重み付
け係数が格納されている。この所定の分光感度が例えば
ＣＩＥの等色関数である場合には、等色関数ｘ(λ)，ｙ
(λ)，ｚ(λ)に対してそれぞれｎ個の重み付け係数が格
納されている。そして、演算手段により、この重み付け
係数および上記各受光信号を用いて所定の分光感度に基
づく測定光の特性、例えばＣＩＥの等色関数に基づく三
刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚが求められる。

【００１０】この場合、重み付け係数を用いて所定の分
光感度に精度良く近似することにより、分光手段の波長
分散精度やｎ個の波長を受光するための各光電変換手段
の位置精度として高精度のものが不要になるため、簡易
な構成の分光手段を用いることが可能になるとともに、
光電変換手段の配置などの装置構成が容易に行われるこ
ととなり、装置構成の簡素化および低価格化が可能にな
る。

【００１１】また、所定の分光感度として複数の分光感
度に対応する重み付け係数を記憶手段に格納しておくこ
とにより、例えば異なる照明条件など、種々の測定条件
での特性測定が容易に行えることとなる。

【００１２】なお、測定光として、照明される測定試料
からの反射光または透過光、光源から出力される光の適
用が可能であり、測定光の特性として、物体色、光源色
や照度、輝度などの適用が可能である。

【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、上記少なくともｎ個の光電変換手段
は、波長間隔が不等のｎ個の波長を受光するように上記
測定光の分散方向に配列されていることを特徴としてい
る。

【００１４】この構成によれば、例えば、上記所定の分
光感度の変化が急峻な波長範囲では小さい波長間隔で受
光し、所定の分光感度の変化が緩やかな波長範囲では大
きい波長間隔で受光することにより、光電変換手段の個
数ｎの増大を抑制しつつ、重み付け係数による所定の分
光感度への近似精度を高めることが可能になる。

【００１５】また、請求項３の発明は、請求項１記載の
測光装置において、上記少なくともｎ個の光電変換手段
は、上記測定光の分散方向およびその直交方向に２次元
的に配列されていることを特徴としている。

【００１６】この構成によれば、少なくともｎ個の光電
変換手段は、測定光の分散方向およびその直交方向に２
次元的に配列されているので、分散された測定光のうち
で上記直交方向に配列された光電変換手段は同一波長の
測定光を受光することから、これらの受光信号の例えば
平均値を測定結果とすることで、測定精度が向上するこ
ととなる。

【００１７】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の測光装置において、上記分光手段は、
透過型回折格子により構成されている。

【００１８】この構成によれば、分光手段として簡易な
構成の透過型回折格子を用いることにより、装置構成の
簡素化および低価格化が可能になる。

【００１９】また、請求項５の発明は、請求項１〜４の
いずれかに記載の測光装置において、測定試料を照明す
る照明手段を備え、照明された上記測定試料からの光を
上記測定光とするものであることを特徴としている。

【００２０】この構成によれば、照明手段により照明さ
れた測定試料からの反射光または透過光が測定光とされ
て、この測定光の特性として、例えば物体色が求められ
ることとなる。

【００２１】また、請求項６の発明は、それぞれ異なる
波長で異なる時刻に測定試料を照明するｎ（ｎは２以上
の整数）個の照明手段と、上記各波長に対応して所定の
分光感度を得るべく予め設定されたｎ個の重み付け係数
が格納された記憶手段と、上記ｎ個の照明手段により照
明された上記測定試料からの光を順次受光して受光強度
に対応する受光信号を順次出力する光電変換手段と、上
記各受光信号および上記各重み付け係数を用いて、所定
の分光感度に基づく上記測定試料からの光の特性を求め
る演算手段とを備えたことを特徴としている。

【００２２】この構成によれば、ｎ個の照明手段によ
り、それぞれ異なる波長で異なる時刻に測定試料が照明
され、照明された測定試料からの光が光電変換手段によ
り順次受光されて受光強度に対応する受光信号が順次出
力される。一方、記憶手段には、各照明手段の波長に対
応して所定の分光感度を得るべく予め設定されたｎ個の
重み付け係数が格納されている。この所定の分光感度が
例えばＣＩＥの等色関数である場合には、等色関数ｘ
(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に対してそれぞれｎ個の重み付け
係数が格納されている。そして、演算手段により、この
重み付け係数および上記各受光信号を用いて所定の分光
感度に基づく測定光の特性、例えばＣＩＥの等色関数に
基づく三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚが求められる。

【００２３】この場合、重み付け係数を用いて所定の分
光感度に精度良く近似することにより、各照明手段によ
るｎ個の波長精度やその波長間隔として高精度のものが
不要になるため、簡易な構成の照明手段を用いることが
可能になり、装置構成の簡素化および低価格化が可能に
なる。

【００２４】また、所定の分光感度として複数の分光感
度に対応する重み付け係数を記憶手段に格納しておくこ
とにより、例えば異なる照明条件など、種々の測定条件
での特性測定が容易に行えることとなる。

【００２５】なお、測定光として、照明される測定試料
からの反射光または透過光の適用が可能であり、測定光
の特性として、物体色などの適用が可能である。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本発明に
係る測光装置の第１実施形態である測色計の機械的構成
を模式的に示す構成図、図２は受光基板を示す図１のＡ
矢視図、図３は第１、第２光電変換素子列による受光感
度を示す図である。

【００２７】図１において、積分球１は、試料用開口
２、受光用開口３および凹部４を備えており、内壁１ａ
は、CaOやBaSO₄などの高反射率・高拡散率材料により塗
装されている。受光用開口３は、試料用開口２の法線２
ｎに対して８°だけ傾斜した光軸３ａ上に設けられてい
る。凹部４には、光源５が配設されており、この光源５
は、例えば、ＣＩＥ（国際照明委員会）の標準の光Ｄ65
に近似するキセノンフラッシュランプからなる。なお、
凹部４の形状および光源５の配置位置は、光源５の照明
光が試料用開口２を直接照射しないように設定されてい
る。

【００２８】受光用開口３の直ぐ外側には、観察用結像
レンズ１１および観察域規制板１２が配設されている。
観察域規制板１２は、観察域規制用の開口１２ａを有し
ており、観察用結像レンズ１１は、受光用開口３から射
出された上記反射光を開口１２ａに集束するものであ
る。この開口１２ａの近傍には光ファイバ１３の入射端
が配設されている。

【００２９】さらに、光ファイバ１３の射出端から光の
射出方向に沿って、マスク板１４のスリット状開口１４
ａ、コリメートレンズ１５、フィルム状の透過型回折格
子１６、結像レンズ１７および受光基板１８が光軸１９
上に配設されている。マスク板１４のスリット状開口１
４ａは、図１の紙面奥行き方向に細長いスリット形状に
なっている。また、受光基板１８上には、後述する第１
光電変換素子列２１および第２光電変換素子列２２が配
設されている。

【００３０】このような構成により、光源５から出力さ
れる光が積分球１の内壁１ａに多重反射し、試料用開口
２に対向配置された測定試料６を拡散照明する。拡散照
明された測定試料６からの反射光は、観察用結像レンズ
１１により集束され、観察域規制板１２の開口１２ａを
通過して、光ファイバ１３に入射する。そして、光ファ
イバ１３から射出された上記反射光は、マスク板１４の
スリット状開口１４ａにより帯状の光に規制され、コリ
メートレンズ１５により平行光にされ、透過型回折格子
１６を通過して回折される。

【００３１】透過型回折格子１６により回折された(＋
１)次回折光２３および(−１)次回折光２４は、結像レ
ンズ１７により、それぞれ、第１光電変換素子列２１お
よび第２光電変換素子列２２の各受光面に結像される。

【００３２】第１、第２光電変換素子列２１，２２は、
図２に示すように、それぞれ光電変換素子群２１１〜２
１４および光電変換素子群２２１〜２２４が、図中、縦
方向に配列されて構成されている。

【００３３】各光電変換素子群２１１〜２１４，２２１
〜２２４は、それぞれ、例えばシリコンフォトダイオー
ドからなる同一個数の光電変換素子が図中、横方向に１
列または複数列に並んで形成されており、それぞれの受
光面に、波長ごとに分散されたスリット状開口１４ａの
像が結像される。

【００３４】この第１実施形態では、光電変換素子群２
１１〜２１４に、それぞれ410，490，570，650nmの波長
が入射し、光電変換素子群２２１〜２２４に、それぞれ
450，530，610，690nmの波長が入射するように構成され
ており、光電変換素子群２１１〜２１４，２２１〜２２
４による受光感度は、図３に示すように、それぞれS1
(λ)，S3(λ)，S5(λ)，S7(λ)，S2(λ)，S4(λ)，S6
(λ)，S8(λ)となる。

【００３５】すなわち、(＋１)次回折光受光用の第１光
電変換素子列２１および(−１)次回折光受光用の第２光
電変換素子列２２から出力される受光信号を合わせる
と、図３に示すように、410nmから690nmまで40nmピッチ
でピークを持つ８個の分光反射率が測定値として得られ
る。

【００３６】図４は第１実施形態の測色計の電気的構成
を示すブロック図で、図１と同一物には同一符号を付し
ている。図５はＣＩＥによる10°視野の等色関数ｘ
(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)を示す図である。

【００３７】図４において、Ａ／Ｄ変換器３１は、光電
変換素子群２１１〜２１４，２２１〜２２４から出力さ
れる受光信号をディジタル値に変換するもので、例えば
各受光信号を順次ディジタル値に変換し、変換された受
光信号を順次ＣＰＵ３５に送出する。

【００３８】ＲＡＭ３２は、上記ディジタル値に変換さ
れた受光信号などを一時的に記憶するものである。ＲＯ
Ｍ３３は、ＣＰＵ３５の制御プログラムを記憶するもの
で、この制御プログラムとして、図５に示す等色関数ｘ
(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に近似するための重み付け係数k1
〜k8，m1〜m8，n1〜n8（後述）を記憶している。発光回
路３４は、ＣＰＵ３５から送られる制御信号に従って光
源５に発光のための駆動電流を供給するものである。

【００３９】ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３３に格納された制
御プログラムに従って測色計の動作を制御するもので、
以下の機能を有する。

【００４０】発光回路３４に制御信号を送出して光源
５の発光を制御する。

【００４１】Ａ／Ｄ変換器３１から送られる受光信号
をＲＡＭ３３に保存する。なお、光電変換素子群２１１
〜２１４，２２１〜２２４から出力される受光信号は、
各群を構成する光電変換素子の受光信号の合計値または
平均値を受光信号として保存し、または測定値として用
いるようにすればよい。

【００４２】ＲＡＭ３３に保存されている受光信号お
よびＲＯＭ３４に格納されている重み付け係数k1〜k8，
m1〜m8，n1〜n8を用いて、等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ
(λ)に基づく三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを算出する。

【００４３】次に、図１、図３、図３の一部を示す図６
を用いて、重み付け係数k1〜k8，m1〜m8，n1〜n8を求め
る手順の一例について説明する。ここでは、一例として
等色関数ｘ(λ)に近似する重み付け係数k1〜k8を求め
る。

【００４４】まず、図１において、測定試料６に代え
て、モノクロメータを試料用開口２に対向配置し、受光
用開口３に向けて、単色光を例えば380nmから740nmまで
10nmピッチで射出して、第１、第２光電変換素子列２
１，２２による受光感度の測定を行う。これによって、
図３に示すように、410nm，450nm，…，690nmにそれぞ
れピークを有する受光感度S1(λ)，S2(λ)，…，S8(λ)
が得られる。

【００４５】ここで、受光感度S1(λ)〜S8(λ)に対応す
る重み付け係数をそれぞれk1〜k8とし、近似対象である
所定の感度をＳ(λ)とすると、例えば波長400nmでの所
定の感度Ｓ(400nm)は、k1・S1(400nm)からk8・S8(400nm)
までの和で表わされる。図６ではS1(400nm)，S2(400nm)
のみを示している。また、波長450nmでの所定の感度Ｓ
(450nm)も、同様に、k1・S1(450nm)からk8・S8(450nm)ま
での和で表わされる。図６ではS1(450nm)，S2(450nm)，
S3(450nm)のみを示している。

【００４６】すなわち、380nmから740nmまで10nmピッチ
での各波長における所定の感度Ｓ(λ)は、下記式によっ
て表わされる。Ｓ(380nm)＝k1・S1(380nm)＋k2・S2(380nm)＋…＋k8・S8(380nm) Ｓ(390nm)＝k1・S1(390nm)＋k2・S2(390nm)＋…＋k8・S8(390nm) … Ｓ(460nm)＝k1・S1(460nm)＋k2・S2(460nm)＋…＋k8・S8(460nm) … Ｓ(740nm)＝k1・S1(740nm)＋k2・S2(740nm)＋…＋k8・S8(740nm) そして、所定の感度Ｓ(λ)は、ここでは等色関数ｘ(λ)
であるので、Ｓ(λ)とｘ(λ)との差が最小になるよう
に、最小２乗法によって重み付け係数k1，k2，…，k8を
求める。

【００４７】同様にして、所定の感度Ｓ(λ)を等色関数
ｙ(λ)，ｚ(λ)とすることにより重み付け係数m1〜m8，
n1〜n8を求める。

【００４８】このようにして重み付け係数k1〜k8，m1〜
m8，n1〜n8を予め求めておき、ＲＯＭ３３に格納してお
く。

【００４９】次に、図７、図８を用いて、重み付け係数
k1〜k8，m1〜m8，n1〜n8による等色関数ｘ(λ)，ｙ
(λ)，ｚ(λ)に対する近似精度について説明する。図
７、図８は等色関数に対する近似の一例を示す図で、そ
れぞれ、，，が等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)
に対する近似曲線を示している。

【００５０】等色関数に対する近似精度は、光電変換素
子群の個数（第１実施形態では８個）が同一であれば、
光電変換素子群による受光感度（図３参照）の半値幅と
波長ピッチとの大小関係によって変化する。

【００５１】すなわち、図７は受光感度の半値幅が波長
ピッチより大きい場合を示し、図８は半値幅が波長ピッ
チより小さい場合を示しており、図７の方が精度良く近
似できていることが明らかである。

【００５２】これは、受光感度の半値幅が波長ピッチよ
り小さい場合には、ピーク波長とピーク波長の中間波長
において受光感度の数値が小さくなるため、この中間波
長の範囲において近似を精度良く行えなくなるからであ
る。

【００５３】また、等色関数のピーク波長近傍（等色関
数ｘ(λ)の場合には445nm近傍および595nm近傍、等色関
数ｙ(λ)の場合には555nm近傍、等色関数ｚ(λ)の場合
には445nm近傍）に、受光感度がピーク波長を持つよう
に、光電変換素子群の配置位置を設定することが好まし
い。これによって、等色関数に対する近似精度を更に向
上することができる。

【００５４】このように、第１実施形態によれば、光電
変換素子群２１１〜２１４が配列されてなる第１光電変
換素子列２１および光電変換素子群２２１〜２２４が配
列されてなる第２光電変換素子列２２と、ＲＯＭ３３に
格納された重み付け係数k1〜k8，m1〜m8，n1〜n8とを備
え、比較的少ない８個の受光感度から等色関数に近似し
た特性を求めるようにしているので、従来の三刺激値型
色彩計に比べて高精度の測定を行うことができる。

【００５５】また、単にフィルム状の透過型回折格子１
６を備えているだけであるので、複数のバンドパスフィ
ルタを組み合わせて等色関数に近似する感度を構成して
いた従来の三刺激値型色彩計に比べて、部品点数を削減
し、簡素な構成で低コストの測定装置を実現することが
できる。（第２実施形態）図９は本発明に係る測光装置の第２実
施形態である測色計の機械的構成を模式的に示す構成
図、図１０は同測色計の電気的構成を示すブロック図
で、図１、図４と同一物には同一符号を付している。

【００５６】現在、発光波長の異なるＬＥＤとして、赤
色、橙色、黄色、緑色、青緑色、青色などのＬＥＤが実
用化されている。そこで、第２実施形態では、測定試料
６からの反射光を波長ごとに分散して受光する第１実施
形態と異なり、発光波長の異なる複数（本実施形態では
８個）のＬＥＤを照明光源として備え、それぞれ互いに
異なる時刻に測定試料６を照明し、照明された測定試料
６からの反射光を順次受光するようにしている。

【００５７】図９において、ＬＥＤ４１〜４８は、それ
ぞれ、試料用開口２の法線２ｎに対して45°だけ傾斜し
た角度で試料用開口２に対向配置された測定試料６を照
明するもので、例えば法線２ｎを中心とする円周上に等
間隔で配置されている。

【００５８】ＬＥＤ４１〜４８の発光のピーク波長は、
例えば400nm〜700nmの範囲内で、互いに異なる値を有し
ており、例えば、それぞれ図３に示すような値の分光強
度を有するものでもよい。

【００５９】図９に戻り、試料用開口２の法線２ｎ上に
は、結像レンズ５１および受光部５２が配設され、ＬＥ
Ｄ４１〜４８により照明された測定試料６からの反射光
のうちで法線２ｎ方向の成分が、結像レンズ５１により
受光部５２の受光面に結像される。受光部５２は、１ま
たは複数のフォトダイオードなどの光電変換素子が配列
されて構成されている。

【００６０】図１０において、ＣＰＵ３５は、切替スイ
ッチ５３を介して、ＬＥＤ４１〜４８を互いに異なる時
刻に順次発光させる機能を有する。

【００６１】このような構成の第２実施形態の動作につ
いて説明すると、まず、切替スイッチ５３を介してＣＰ
Ｕ３５によりＬＥＤ４１が発光し、測定試料６からの反
射光が受光部５２により受光される。この受光強度に応
じた受光信号が受光部５２からＡ／Ｄ変換器３１に送ら
れ、ディジタル値に変換されて、ＲＡＭ３２に保存され
る。

【００６２】このときの受光信号は、ＬＥＤ４１の分光
強度にほぼ一致する。但し、厳密にいうと、結像レンズ
５１などの光学系や受光部５２の分光感度も考慮する必
要がある。

【００６３】次いで、同様に、ＬＥＤ４２が発光して受
光信号がＲＡＭ３２に保存され、これがＬＥＤ４８まで
繰り返される。

【００６４】このようにしてＲＡＭ３２に保存された８
個の受光信号は、ＬＥＤ４１〜４８の分光強度にほぼ一
致するので、透過型回折格子１６により分散して光電変
換素子群２１１〜２１４，２２１〜２２４により得られ
る受光信号と等価になることから、第２実施形態におい
ても、第１実施形態と同様の作用が得られる。

【００６５】すなわち、第２実施形態によれば、予めＬ
ＥＤ４１〜４８の分光強度をそれぞれ測定し、照明強度
が等色関数に近似されるように最小２乗法などにより重
み付け係数k1〜k8，m1〜m8，n1〜n8を求め、ＲＯＭ３３
に格納しておくことによって、第１実施形態と同様の効
果を得ることができる。（変形形態）なお、本発明は、上記第１、第２実施形態
に限られず、以下に示す変形形態を採用することができ
る。

【００６６】（１）上記第１実施形態ではd／8ジオメト
リを採用し、上記第２実施形態では45／０ジオメトリを
採用しているが、これに限られず、例えばＣＩＥで規定
されている他のジオメトリを採用してもよい。

【００６７】（２）上記第１実施形態では光電変換素子
群２１１〜２１４，２２１〜２２４を備え、上記第２実
施形態ではＬＥＤ４１〜４８を備え、いずれも８個の測
定データを得るようにしているが、これに限られず、そ
れぞれ９個以上または８個未満の測定データが得られる
ように構成してもよい。

【００６８】（３）上記第１実施形態では、受光感度の
ピーク波長が等ピッチ（40nm）になるように、第１、第
２光電変換素子列２１，２２の各光電変換素子群２１１
〜２１４，２２１〜２２４を配列しているが、これに限
られない。

【００６９】図５に示すように、等色関数ｚ(λ)の感度
は、等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)の感度に比べて、立上りが
急峻になっている。このため、等ピッチの受光感度で近
似させると、等色関数ｚ(λ)に対する近似は、等色関数
ｘ(λ)，ｙ(λ)に対する近似に比べて、特に上記立上り
部分において誤差が大きくなってしまう。

【００７０】そこで、特定波長域、例えば等色関数ｚ
(λ)の感度がある400〜500nm付近で受光感度の半値幅お
よび波長ピッチが細かくなるように、第１、第２光電変
換素子列２１，２２を構成する光電変換素子群の配列方
向の幅を狭くして、より高密度に配列することによっ
て、より精度良く近似することができる。

【００７１】また、このとき、高精度を必要としない特
定波長域で波長ピッチが広くなるように、光電変換素子
群を配列することにより、光電変換素子群の個数の増大
を抑制することができる。

【００７２】（４）上記第１実施形態では、光ファイバ
１３およびスリット状開口１４ａを各１個備え、１つの
測定光を分光しているが、これに限られず、光ファイバ
およびスリット状開口を複数個備えるとともに、対応す
る光電変換素子列を複数列備えるようにしてもよい。こ
の形態によれば、複数の測定光を同時に測定することが
できる。

【００７３】（５）上記第１実施形態では、第１、第２
光電変換素子列２１，２２を構成する各光電変換素子群
２１１〜２１４，２２１〜２２４は、それぞれ、同一個
数の光電変換素子を１列または複数列に並んで形成して
いるが、これに限られず、第１、第２光電変換素子列２
１，２２を１列（図２中、横方向に１個）の光電変換素
子で構成するようにしてもよい。また、第１、第２光電
変換素子列２１，２２を、フォトダイオードやＣＣＤが
２次元的に配列されてなるエリアセンサにより構成する
ようにしてもよい。

【００７４】（６）上記第１実施形態では、重み付け係
数を求めるときに、単色光を用いて受光感度の測定を10
nmピッチで行っているが、これに限られず、５nmピッチ
や20nmピッチでもよい。

【００７５】（７）上記第１実施形態では、１種類の重
み付け係数、すなわちＣＩＥの10°視野の等色関数ｘ
(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に近似させる重み付け係数k1〜k
8，m1〜m8，n1〜n8を予め求めてＲＯＭ３３に格納して
いるが、これに限られず、複数種類の重み付け係数を予
め求めてＲＯＭ３３に格納してもよい。

【００７６】例えば、ＣＩＥの２°視野の等色関数、Ｃ
ＩＥの標準の光Ａ，Ｃ，Ｄ65または蛍光ランプＦ10など
の照明光の違いによる補正を施した等色関数や、等色関
数以外の任意の受光感度関数などに近似させる重み付け
係数を予め求めてＲＯＭ３３に格納しておくようにして
もよい。

【００７７】この形態によれば、複数種類の照明光での
色評価や、複数の受光感度関数での評価を行うことがで
きる。

【００７８】（８）上記第１実施形態では、受光感度の
ピーク波長が40nmになるように第１、第２光電変換素子
列２１，２２の各光電変換素子群２１１〜２１４，２２
１〜２２４を配列し、予め求めてＲＯＭ３３に格納した
等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に近似させる重み付け
係数k1〜k8，m1〜m8，n1〜n8を用いて、三刺激値Ｘ，
Ｙ，Ｚを算出する三刺激値型色彩計としているが、これ
に限られない。

【００７９】第１、第２光電変換素子列２１，２２を構
成する光電変換素子群の個数を増加させ、受光感度のピ
ーク波長が10nmまたは20nmになるように配列することに
よって、測定試料の分光反射率を求める分光型測色計を
実現することができる。

【００８０】（９）重み付け係数を求めるときに、上記
第１実施形態では、単色光を用いて受光感度の測定を行
い、最小２乗法により等色関数に近似するようにしてお
り、上記第２実施形態では、各ＬＥＤの分光強度を測定
し、最小２乗法により照明強度を等色関数に近似するよ
うにしているが、重み付け係数を求める手順は、これに
限られない。

【００８１】例えば、三刺激値（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）が
既知の基準色票（基準タイル）を複数種類（例えばｉ＝
１〜ｎのｎ種類）測定し、合わせ込むようにして求めて
もよい。

【００８２】すなわち、例えば刺激値Ｘの場合には、各
受光感度（または各ＬＥＤ）による測定値に重み付け係
数を乗算して積算した値をＸｉとして、ｉ＝１〜ｎのｎ
式について成立する最適な重み付け係数を求めるように
すればよい。

【００８３】（10）上記第１、第２実施形態では、測定
試料６の反射光を測定光としているが、これに限られな
い。

【００８４】第１実施形態では、測定試料６の反対側か
ら照明することにより、測定試料６の透過光を測定光と
することができる。また、反射光や透過光などの物体色
に限られず、受光用開口３の位置に測定対象となる光源
を配置することにより、光源から出力される光を測定光
として光源色を測定することもできる。

【００８５】また、第２実施形態では、各ＬＥＤを測定
試料６の反対側に配置することにより、測定試料６の透
過光を測定光とすることができる。

【００８６】（11）上記第１、第２実施形態や、上記変
形形態（８）では、三刺激値型色彩計や分光型測色計と
しているが、これに限られず、照度計、輝度計や色彩輝
度計などの種々の光の特性を測定する一般の測光装置に
も応用することができる。例えば、照度計であれば、標
準分光視感効率に近似する重み付け係数を予め求めて記
憶しておくことにより、精度良く測定を行うことができ
る。

【００８７】

【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、各光電変換手段から出力される受光信号に対応
して所定の分光感度を得るべく予め設定されたｎ個の重
み付け係数を記憶しておき、各受光信号および各重み付
け係数を用いて、所定の分光感度に基づく測定光の特性
を求めるようにしているので、重み付け係数を用いて所
定の分光感度に精度良く近似することにより、分光手段
の波長分散精度やｎ個の波長を受光するための各光電変
換手段の位置精度として高精度のものが不要になり、装
置構成の簡素化および低価格化を図ることができる。ま
た、所定の分光感度として複数の分光感度に対応する重
み付け係数を記憶手段に格納しておくことにより、種々
の測定条件での特性測定を容易に行うことができる。

【００８８】また、請求項２の発明によれば、少なくと
もｎ個の光電変換手段は、波長間隔が不等のｎ個の波長
を受光するように測定光の分散方向に配列しているの
で、例えば、所定の分光感度の変化が急峻な波長範囲で
は小さい波長間隔で受光し、所定の分光感度の変化が緩
やかな波長範囲では大きい波長間隔で受光することによ
り、光電変換手段の個数ｎの増大を抑制しつつ、重み付
け係数による所定の分光感度への近似精度を高めること
ができる。

【００８９】また、請求項３の発明によれば、少なくと
もｎ個の光電変換手段は、測定光の分散方向およびその
直交方向に２次元的に配列しているので、分散された測
定光のうちで上記直交方向に配列された光電変換手段は
同一波長の測定光を受光することから、これらの受光信
号の例えば平均値を測定結果とすることで、測定精度を
向上することができる。

【００９０】また、請求項４の発明によれば、分光手段
は、透過型回折格子により構成するようにしているの
で、装置構成の簡素化および低価格化を図ることができ
る。

【００９１】また、請求項５の発明によれば、測定試料
を照明する照明手段を備え、照明された測定試料からの
光を測定光とするようにしているので、測定試料からの
反射光または透過光が測定光となり、この測定光の特性
として、例えば物体色を求めることができる。

【００９２】また、請求項６の発明によれば、ｎ個の照
明手段により、それぞれ異なる波長で異なる時刻に測定
試料を照明し、照明された測定試料からの光を光電変換
手段により順次受光して受光強度に対応する受光信号を
順次出力する一方、記憶手段には、各照明手段の波長に
対応して所定の分光感度を得るべく予め設定されたｎ個
の重み付け係数を格納するようにしているので、重み付
け係数を用いて所定の分光感度に精度良く近似すること
により、各照明手段によるｎ個の波長精度やその波長間
隔として高精度のものが不要になるため、簡易な構成の
照明手段を用いることが可能になり、装置構成の簡素化
および低価格化を図ることができる。また、所定の分光
感度として複数の分光感度に対応する重み付け係数を記
憶手段に格納しておくことにより、種々の測定条件での
特性測定が容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測光装置の第１実施形態である測
色計の機械的構成を模式的に示す構成図である。

【図２】受光基板を示す図１のＡ矢視図である。

【図３】第１、第２光電変換素子列による受光感度を示
す図である。

【図４】第１実施形態の測色計の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図５】ＣＩＥによる10°視野の等色関数ｘ(λ)，ｙ
(λ)，ｚ(λ)を示す図である。

【図６】図３の一部を示す図である。

【図７】等色関数に対する近似の一例を示す図である。

【図８】等色関数に対する近似の一例を示す図である。

【図９】本発明に係る測光装置の第２実施形態である測
色計の機械的構成を模式的に示す構成図である。

【図１０】同測色計の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１積分球（照明手段）５光源（照明手段）６測定試料１６透過型回折格子（分光手段）２１第１光電変換素子列（光電変換手段）２２第２光電変換素子列（光電変換手段）２１１〜２１４，２２１〜２２４光電変換素子群（光
電変換手段）３３ＲＯＭ（記憶手段）３５ＣＰＵ（演算手段）４１〜４８ＬＥＤ（照明手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定光を波長ごとに分散する分光手段
と、分散された上記測定光を受光してｎ（ｎは２以上の整
数）個の波長に対応する受光信号をそれぞれ出力する少
なくともｎ個の光電変換手段と、上記各光電変換手段から出力される受光信号に対応して
所定の分光感度を得るべく予め設定されたｎ個の重み付
け係数が格納された記憶手段と、上記各受光信号および上記各重み付け係数を用いて、所
定の分光感度に基づく上記測定光の特性を求める演算手
段とを備えたことを特徴とする測光装置。
【請求項２】請求項１記載の測光装置において、上記
少なくともｎ個の光電変換手段は、波長間隔が不等のｎ
個の波長を受光するように上記測定光の分散方向に配列
されていることを特徴とする測光装置。
【請求項３】請求項１記載の測光装置において、上記
少なくともｎ個の光電変換手段は、上記測定光の分散方
向およびその直交方向に２次元的に配列されていること
を特徴とする測光装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の測光装
置において、上記分光手段は、透過型回折格子により構
成されていることを特徴とする測光装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の測光装
置において、測定試料を照明する照明手段を備え、照明
された上記測定試料からの光を上記測定光とするもので
あることを特徴とする測光装置。
【請求項６】それぞれ異なる波長で異なる時刻に測定
試料を照明するｎ（ｎは２以上の整数）個の照明手段
と、上記各波長に対応して所定の分光感度を得るべく予め設
定されたｎ個の重み付け係数が格納された記憶手段と、上記ｎ個の照明手段により照明された上記測定試料から
の光を順次受光して受光強度に対応する受光信号を順次
出力する光電変換手段と、上記各受光信号および上記各重み付け係数を用いて、所
定の分光感度に基づく上記測定試料からの光の特性を求
める演算手段とを備えたことを特徴とする測光装置。