JP2005189217A - 分光特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化に起因する測定精度の低下を防ぐことを可能とする分光特性測定装置を提供する。
【解決手段】 被検レンズに向けて測定光を照射する光源１４と、被検レンズを測定位置に保持するレンズ配置部３と、測定位置に保持された被検レンズを透過した測定光を分光する分光素子１９と、分光された測定光を受光して波長成分ごとの光量値を検出する受光素子２１とを有し、検出された光量値から得られるスペクトルを基に被検レンズの分光特性を求める分光特性測定装置であって、光源１４の発光スペクトルをあらかじめ記憶した記憶部２００と、被検レンズを測定位置から退避させて測定された光源１４の発光スペクトルの前記記憶された発光スペクトルに対するシフト量を検出し、検出されたシフト量を基に被検レンズの分光特性を補正する制御部１００とを備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、眼鏡レンズ等の分光特性、特に分光透過率を測定する分光特性測定装置に関するものである。

従来、眼鏡レンズ等の分光特性、特にその分光透過率を測定する分光特性測定装置としては、下記の特許文献１に開示されたようなものが知られている。当該文献に記載の分光特性測定装置は、被検レンズが挿入されるレンズ配置部を備え、このレンズ配置部に測定部位の位置決め部材を介して挿入される被検レンズの測定部位に光源からの測定光を透過させて分光特性を測定する測定光学系を搭載した分光特性測定装置において、前記レンズ配置部における測定光の通過孔の周辺位置に設けた前記位置決め部材が定位置に挿入されたことを検知し前記測定光学系の光源を発光させるレンズ検知手段を設けたことを特徴としたもので、レンズ配置部に被検レンズを挿入するだけで自動的に被検レンズ分光特性の測定を実行することにより、操作性の向上を図っている。

また、当該文献に記載の他の分光特性測定装置は、被検レンズが挿入されるレンズ配置部を備え、このレンズ配置部に挿入される被検レンズの測定部位に光源からの測定光を透過させて分光特性を測定する測定光学系を搭載した分光特性測定装置において、前記レンズ配置部を施蓋する蓋体と、この蓋体の開蓋又は閉蓋状態を検知する蓋開閉検知部と、前記レンズ配置部における測定光の透過孔の周辺位置にの複数箇所に放射線状に配置されたレンズ検知センサと、前記蓋開閉検知部の検知結果を基に閉蓋状態から開蓋状態に転じた時に前記測定光学系の自動キャリブレーションの実行又はキャリブレーション要求表示によって手動キャリブレーションを促す制御手段と、を有することを特徴としたもので、温度変化や外光の進入などの外乱による影響の回避を図っている。

また、このような分光特性測定装置は、下記の特許文献２に開示されたような測定方法を用いて波長依存性のある波長ずれに起因する分光特性のずれの補正を行っていた。当該文献に記載の測定方法は、２つの分光測定値により該測定値の波長軸のずれを波長のシフト量として検出し、このシフト量を当該ずれの補正係数として補正変換することを特徴としている。特に、２つの分光測定値は、２つの異なる分光測定機における測定値であり、補正変換は機差補正である。また、２つの分光測定値は、２つの異なる時刻における分光測定の測定値であり、補正変換は経時変化補正であるときの測定方法についても記載されている。

ところで、以上のような従来の分光特性測定装置は、一般に、通常の温度下（２０°Ｃ前後）において使用されることを想定して構成されているが、全てのユーザがこのような環境下で分光特性測定装置の使用を常時可能なわけではない。例えば寒冷地では、ヒーター等を付けてから室内が一定の温度になるまで長い時間を要するため、一定温度下で長時間の測定作業を行うことは難しい。このように大きな温度変化がある場合、装置の筐体や内部の部材が温度変化に応じて膨張／収縮してしまうため、上記測定光学系を形成する光学素子の配置が微妙にずれを生じ、測定精度を欠いてしまうおそれがあった。それにより、従来の分光特性測定装置は、ごく限られた温度環境下においてしか高精度の測定を行うことができなかった。

特に、このような分光特性測定装置を眼鏡店等で使用する場合、測定を精密に行う研究室等のような理想的な温度環境を用意することは難しいため、少なからず温度変化による測定精度の劣化が生じてしまうが、これに好適に対処することは従来困難であった。

また、分光特性測定装置内部の温度は、キセノンランプ等の光源の発光時に生じる熱によっても左右されるため、測定回数の多い場合などには温度変化に起因する測定精度低下を回避する必要がある。

具体的ケースとしては、測定光学系の受光素子としてラインセンサを用いる場合、その各画素に測定光の所定波長を対応付けるとともに、被検レンズを介して各画素が受光した光量（Ｉ）を測定光自体の当該所定波長の光量（Ｉ_０）と比較して被検レンズの透過率（Ｔ＝Ｉ／Ｉ_０）を求めるが、温度変化により測定光学系の光学素子の配置がずれてしまうと、各画素は目的の波長の光ではなく他の波長の光を受光することとなる。すると、測定結果である分光透過率のスペクトルが波長方向にシフトしてしまうため、被検レンズの透過率を精度よく測定することができなくなる。

特許文献２に記載の測定方法は、このような分光特性の測定値の波長方向へのシフトに対する補正に関するものであるが、温度変化に起因する測定値の補正については何等記載されておらず、それを示唆するような記載もない。また、当該測定値のシフトは、測定光の理論的な発光スペクトルに対する変位であるため、当該シフトを補正するためには、特許文献２の測定方法のように２つの分光測定値を用いる必要はなく、したがって当該測定方法をこのケースに準用することは適当でない。

特開２０００−２２１１１２号公報（請求項） 特開平８−１５１３４号公報（請求項）

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、温度変化に起因する測定精度の低下を防ぐことを可能とする分光特性測定装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、試料に向けて測定光を照射する光源と、前記試料を測定位置に保持する試料配置部と、前記測定位置に保持された前記試料を透過した前記測定光を分光する分光素子と、前記分光された測定光を受光して所定の波長成分ごとの光量値を検出する受光素子とを有し、検出された前記光量値から得られるスペクトルを基に前記試料の分光特性を求める分光特性測定装置であって、前記光源の発光スペクトルをあらかじめ記憶しており、前記試料を前記測定位置から退避させて測定された前記光源の発光スペクトルの前記記憶されている発光スペクトルに対するシフト量を検出し、検出された前記シフト量を基に前記試料の分光特性を補正する補正手段を備えていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分光特性測定装置であって、前記補正手段は、前記所定の波長成分のうちの特定の波長成分についてのみ前記シフト量を検出することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の分光特性測定装置であって、前記受光素子は、前記所定の波長成分ごとに画素が指定されたラインセンサであることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の分光特性測定装置であって、前記補正手段は、前記所定の波長成分のうちの特定の波長成分が、前記指定された画素からシフトした画素数を検出することによって、前記シフト量を検出することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分光特性測定装置であって、装置内部の温度を検出する温度検出手段を含み、検出された温度に応じて前記補正手段による補正処理を実行させる制御手段を更に備えていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の分光特性測定装置であって、前記温度検出手段は、前記補正処理の実行時の装置内部の温度を検出し、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前回の前記補正処理の実行時の温度と、現在の温度との差が所定値以上であることに対応して前記補正処理を実行させることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の分光特性測定装置であって、試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理の実行を禁止することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分光特性測定装置であって、装置内部の温度を検出する温度検出手段を含み、検出された温度に基づいて、前記補正手段による補正処理を実行するようにユーザを促す補正処理要求を報知し、ユーザからの補正処理の指示を受けて前記補正手段に前記補正処理を行わせる制御手段を更に備えていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の分光特性測定装置であって、前記制御手段は、前記補正処理要求を視覚的に報知することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載の分光特性測定装置であって、前記温度検出手段は、前記補正処理の実行時の装置内部の温度を検出し、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前回の前記補正処理の実行時の温度と、現在の温度との差が所定値以上であることに対応して前記補正処理要求を報知することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の分光特性測定装置であって、試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理要求の報知を禁止することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の分光特性測定装置であって、試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理要求とともに試料退避要求を報知することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の分光特性測定装置であって、前記光源と前記受光素子とが装置筐体内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源に特有の発光スペクトルに対する、試料を測定位置から退避させて測定された光源の発光スペクトルのシフト量を検出し、その検出結果を基にして試料の分光特性の補正を行うことができるので、温度変化が大きく光学素子の配置にずれが生じるような使用環境下であっても測定精度の低下を防止することが可能となる。

以下に、本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［装置の構成］
図１ないし図６は、本発明に係る分光特性測定装置の一例である分光透過率計１の構成を示すものである。この分光透過率計１は、試料としてのレンズやガラス板などの分光透過率を測定する装置である。以下、レンズ（被検レンズと呼ぶ）を試料とした場合について説明する。

〔外観構成〕
この分光透過率計１は、略直方体状の筐体２を備え、この筐体２の略中央部に詳細は後述する分光透過率を測定する測定光学系の光路Ｌに臨む状態で凹陥部状のレンズ配置部３を設けている。このレンズ配置部３は、本発明に言う試料配置部を構成している。なお、符号２ａは筐体２の底部に備えた脚体である。

前記筐体２の上面には、図２に示すように、測定ランプ４及び較正ランプ５が配置されている。測定ランプ４は、被検レンズの分光透過率の測定中に点灯されるようになっている。また、較正ランプ５は、後述の光源１４を発光させるための図示しないコンデンサの充電状態を示し、例えば充電中には赤色に点灯され、充電完了を受けて緑色に点灯される、また、この較正ランプ５は、キャリブレーションや後述の補正処理の実行をユーザに要求するときには点滅され、キャリブレーション要求や補正処理要求を視覚的に報知するようになっている（詳細は後述する）。

なお、筐体２の上面に手動操作用の測定スイッチ２８及び較正スイッチ２９が設けられている。測定スイッチ２８は、被検レンズの測定を開始するときに押下される。また、較正スイッチ２９は、キャリブレーションや本発明に係る補正処理を実行するときに押下される。

前記レンズ配置部３には、図１において左側に位置して、被検レンズの測定位置を決めるための位置決めリングが装着される円形筒状の突出筒部１１ａを備えた受孔部１１が設けられ、この受孔部１１と対向する側には測定光束の射出口１２が設けられている。また、レンズ配置部３の底部３ａは平坦に形成されている。

前記レンズ配置部３の受孔部１１には、被検レンズがレンズ配置部３、すなわち測定位置に装着されていることを検知する、本発明に言う試料検知手段を構成するマイクロスイッチ９が配置されている。このマイクロスイッチ９としては例えば受孔部１１の近傍に１２０度間隔で３個設置し、この３個のマイクロスイッチ９が全て動作したときに被検レンズの装着を検知するように構成すれば確実に測定動作を実行できる。

〔内部構成〕
次に、図３を参照して前記分光透過率計１の内部構造を説明する。

分光透過率計１は、図３に示すように、筐体２内部における前記射出口１２の右側の領域と、レンズ配置部３と、前記受孔部１１左側の領域とに亘って測定光学系を配置している。

測定光学系は、所定の波長域を有する測定光を射出する例えばキセノンランプのような光源１４からの測定光を反射する第１ミラー１５と、第１ミラー１５からの測定光束を前記射出口１２から受孔部１１に向けて射出するレンズ１６と、このレンズ１６からの測定光を受光し、開口部１７ａから赤外線及び可視光線のスペクトルとして射出する積分球１７と、積分球１７からの赤外線及び可視光線のスペクトルを反射する第２ミラー１８と、第２ミラー１８からのスペクトルを回折して波長成分ごとに分光する、本発明の分光素子を構成する回折格子１９と、回折格子１９からの光を反射する第３ミラー２０と、第３ミラー２０からの光を受光してその光量に応じた電気信号に変換することにより、波長成分ごとの光量値を検出する受光素子２１とを具備している。

積分球１７、第２ミラー１８、回折格子１９、第３ミラー２０及び受光素子２１は、支持部材２３により定位置に固定支持されている。支持部材２３は、熱による膨張率や収縮率の小さな樹脂等によって形成されている。

積分球１７の下部には、図４に示すようなスリット部材１７Ａが設けられている。積分球１７から射出される測定光は、スリット部材１７Ａに形成されたスリット１７ａを通じて第２ミラー１８に導光される。

第２ミラー１８は、その反射面が凹面上に形成され、積分球１７からスリット１７ａを介して射出された測定光を平行光束として反射するようになっている。

回折格子１９の表面には多数の筋状の溝が平行に形成されており、測定光の各波長成分の光束をそれぞれ異なる角度で偏向する。

第３ミラー２０は、第２ミラー１８と同様に凹面状の反射面を有し、回折格子１９によって分光された測定光を反射して受光素子２１の受光面上に結像させるようになっている。

受光素子２１は、例えば図５に示すような受光部を有するラインセンサから構成されている。受光素子２１の受光面は、第３ミラー２０の焦点位置に配置されている。ラインセンサからなる受光素子２１には、例えば２５６個の画素が一列に配列されている。この受光素子２１が備える画素を、端部２１Ａから端部２１Ｂに向かってＧ１、Ｇ２、・・・・・、Ｇ２５６と称することとする。各画素には、回折格子１９により分光された測定光の波長成分λ１、λ２、・・・・・、λ２５６がそれぞれ指定されている。すなわち、各画素Ｇｎ（ｎ＝１〜２５６）は、測定光の波長成分λｎ（ｎ＝１〜２５６）をそれぞれ受光するようになっている。換言すれば、各画素Ｇｎは、図５に示すように、スリット１７ａを通過した測定光の波長成分λｎのスリット像１７ａ′（１７ａ′（ｎ）と称することとする）をそれぞれ受光するようになっている。

このようなラインセンサからなる受光素子２１は、端部２１Ａ側にて長い波長を検出し、端部２１Ｂ側に向かって徐々に短い波長の波長成分を検出する。検出する波長域は、適宜設定される。これにより、分光された測定光をＮ個（ここでは２５６個）の波長成分ごとにその光量値が検出される。

分光透過率計１の測定光学系には、光源１４が発する測定光の繰り返し発光における光量の精度（繰り返し精度）を向上させるための構成として、反射ミラー２４、拡散板２５及びフォトセンサ２６が設けられている。

ここで、第１ミラー１５は、その反射面に多数の小孔が形成された無偏光のビームスプリッタからなり、光源１４が発した測定光の光量の例えば５パーセントを透過させ、９５パーセントを反射させるようになっている。

反射ミラー２４は、第１ミラー１５の反射面ではない側の面上に立設され、第１ミラー１５を透過した測定光をフォトセンサ２６方向に反射する。フォトセンサ２６は、光源１４からの測定光と同軸に配置され、拡散板２５によって拡散された測定光を受光してその光量を検出する。このとき、検出された光量の２０倍が光源１４が発した測定光の光量となる。このような構成によれば、フォトセンサ２６が光源１４が発する測定光と同軸上でその光量を検出することができるので、光源１４からの測定光の繰り返し精度の向上を図ることが可能となる。

なお、従来は、光源１４からの測定光を１００パーセント反射するミラーや誘電体のハーフミラーからなる第１ミラーが設けられ、かつ、光源１４からの測定光の軸を離れた光源１４近傍にフォトセンサが設けられていた。あるいは、上記軸を離れた光源１４近傍に光ファイバの一端を設けて測定光の一部を導光し、他端に臨んで配置されたフォトセンサによって光量検出を行っていた。しかし、この手法では、測定光と同軸上で光量検出を行えないために光源１４からの測定光の繰り返し精度が充分ではなかった。

分光透過率計１の筐体２内部には、図３に示すように、本発明に言う温度検出手段としてのサーミスタ３０が設けられている。なお、このサーミスタ３０は、本実施形態においては支持部材２３上に配置されているが、筐体２内部の温度を検出するために筐体２内の任意の位置に設けることができる。

〔制御系の構成〕
次に、図６を参照して、分光透過率計１の制御系の構成を説明する。

同図に示すように、分光透過率計１の制御系は、制御部１００を中心に構成され、キャリブレーションや補正処理の実行時や、キャリブレーション要求や補正処理要求時に動作される較正ランプ５と、被検レンズの装着を検知するレンズ検知手段としてのマイクロスイッチ９と、測定光を発する光源１４と、ラインセンサからなる受光素子２１と、測定光の繰り返し精度のためにその光量を検出するフォトセンサ２６と、筐体２内部の温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ３０と、各種プログラムやデータを記憶する記憶部２００と、各種画面を表示する表示部３００とを備えている。

ところで、本実施形態の分光透過率計１は、被検レンズの球面度数、乱視度数、乱視軸角度等を測定するために用いられるレンズメータや、コンピュータなどに接続されている。制御部１００、記憶部２００及び表示部３００は、全て分光透過率計１に設けられていても良いし、レンズメータやコンピュータが備えたものを利用した構成としてもよい。

制御部１００は、分光透過率計１が実行する処理を制御するＣＰＵ等の演算制御装置を含んで構成されている。制御部１００は、較正ランプ５及び光源１４に電源を供給する電源回路を有する。ここで、較正ランプ５用の電源回路と光源１４用の電源回路とは単一のものであってもよいし、それぞれ独立に設けられたものであってもよい。更に、制御部１００には、表示部３００による画像表示を制御する表示インターフェイスが設けられている。

記憶部２００は、ＲＡＭ等の揮発性記憶装置と、ＲＯＭやハードディスクドライブ等の不揮発性記憶装置とを含んで構成されている。記憶部２００の不揮発性記憶装置には、測定光学系による測定データから被検レンズの分光透過率を算出するためのプログラム及びデータに加え、本発明に係る後述の処理を行うための制御プログラム及びデータが記憶されている。制御部１００は、これらのプログラムやデータをＲＡＭ上で展開して、被検レンズの分光透過率の算出処理や制御系各部の動作制御など後述する処理を実行させる。

以下、制御部１００と制御系各部との関連動作について説明する。

制御部１００は、受光素子２１による受光結果を受信し、その受光結果を基に被検レンズの分光透過率を算出する。

また、制御部１００は、フォトセンサ２６による測定光の光量の検出結果を基に、光源１４に対する電源供給を制御して、測定光の光量の調整や測定結果の補正を行う。

制御部１００は、光源１４及び較正ランプ５に供給する電源を調整することにより、光源１４による測定光の発光タイミング及び光量の調整や、較正ランプ５の点灯・点滅を行う。特に、制御部１００は、補正処理の実行時には較正ランプ５を点灯させ、補正処理要求時には較正ランプ５を点滅させるように制御する。

ここで、補正処理要求とは、分光透過率計１がユーザに対して補正処理を行うように促し要求するための動作を意味し、具体的には表示部３００に補正処理実行を促すメッセージを表示させることや、較正ランプ５を点滅させることを示す。なお、補正処理要求は、これら以外の視覚的な報知手法であってもよく、また、コンピュータの音声出力機能を用いた聴覚的な報知手法などであってもよい。

制御部１００は、被検レンズがレンズ配置部３に装着されてオンされたマイクロスイッチ９から検知信号を受けると、マイクロスイッチ９がオフになるまで自動キャリブレーションの実行を禁止するように制御を行う。

また、制御部１００は、当該検知信号を受信すると、マイクロスイッチ９がオフになるまで補正処理要求の報知を禁止するように制御を行う。なお、補正処理要求を報知するとともに、被検レンズをレンズ配置部３から退避させるようにユーザを促す被検レンズ退避要求を報知するように制御してもよい。ここで、被検レンズ退避要求は、表示部３００にメッセージを表示したり、アラームを出力するなどしてユーザに報知される。

制御部１００は、サーミスタ３０により検出された筐体２内の温度に基づいて、自動キャリブレーションを実行させるように制御を行う。

［処理の形態］
分光透過率計１により実行される処理形態について説明する。以下、温度変化に起因する被検レンズの分光透過率の測定精度低下を防止するための補正処理を第１の処理形態として説明し、自動的に補正処理を行う自動補正処理機能を第２の処理形態として説明し、補正処理要求を報知する補正処理報知機能を第３の処理形態として説明する。

〔第１の処理形態：補正処理〕
まず、本発明に係る第１の処理形態として、温度変化に起因する被検レンズの分光透過率の測定精度低下を防止するための補正処理について説明する。以下、当該補正処理を用いた分光透過率計１による被検レンズの分光透過率の測定手順を説明する。

被検レンズをレンズ配置部３にセットし、図２に示す測定スイッチ２８を押下すると、光源１４から測定光が発せられる。この測定光は、その大部分を第１ミラー１５により反射され、その一部は第１ミラー１５を透過する。この透過した部分は、上述のように、光源１４が発する測定光の繰り返し精度向上のために用いられる。

第１ミラー１５により反射された測定光は、レンズ１６を経由してレンズ配置部３に装着された被検レンズに射出される。測定光は、被検レンズを透過する間に光量が減衰される。被検レンズを透過した測定光の透過光（単に測定光と呼ぶ）は、積分球１７内で反射されてスリット部材１７Ａのスリット１７ａから射出される。

スリット１７ａから射出された測定光は、第２ミラー１８により反射され平行光束となり、回折格子１９によって波長成分ごとに分光され、第３ミラー２０により受光素子（ラインセンサ）２１にスリット像１７ａ′として結像される。制御部１００は、受光素子２１から受光結果を受信し、各画素Ｇｎ（ｎ＝１〜２５６）が検出した光量値を記憶部２００に格納する。制御部１００は、この各画素が検出した光量値からなる発光スペクトルを用いて、被検レンズの分光透過率の（暫定的な）測定結果を算出する。

ところで、筐体２内の温度が通常使用時の温度（２０°Ｃ前後；常温時と呼ぶ）からの変化が大きい場合（温度変化時と呼ぶ：例えば５°Ｃや３５°Ｃなど）、筐体２や支持部材２３が膨張／収縮するために測定光学系の各光学素子の配置にずれが生じ、結果として、受光素子２１の各画素Ｇｎには、検出すべき波長成分λｎからｍ（ｍ＝±１，±２，・・・）だけシフトした波長成分λｎ＋ｍのスリット像１７ａ′（ｎ＋ｍ）が結像され、画素Ｇｎ＋ｍが検出すべき光量値を検出してしまう。本処理形態では、このような事態に対処するために、光源１４からの測定光を用いて、以下のような補正処理を行う。

図７に、各画素と測定光の波長成分との対応関係が温度変化によりずれている場合における受光素子２１による検出結果を示す。同図の横軸は受光素子２１の画素を示し、縦軸は各画素が検出した光量値を示す。なお、同図中において横軸の数字「１」は画素Ｇ１を示し、以下同様とする。

実線で示すグラフＳは、常温時における測定光の光量を表している。このグラフＳは、光源１４としてキセノン（Ｘｅ）ランプを用いた場合の発光スペクトルを示している。この光源１４の発光スペクトルは、キセノンに特有のもので理論的に得られるものである。このグラフＳが示す光源１４の発光スペクトルは、記憶部２００にあらかじめ記憶されている。

また、点線で示すグラフＴは、当該補正処理により取得される光源１４の発光スペクトル（測定スペクトルと呼ぶ）であり、温度変化時において被検レンズをレンズ配置部３から退避させた状態で実際に測定を行って得られるものである。このグラフＴが示す光源１４の測定スペクトルは、受光素子２１による検出結果を基に制御部１００によって作成され、記憶部２００に記憶される。

なお、測定光の波長成分のうち、特定の波長成分λｎ_０、すなわちそれに対応する画素Ｇｎ_０をあらかじめ記憶部２００に記憶しておく。図７では、最大光量となる画素が採用されている。

制御部１００は、グラフＳの画素Ｇｎ_０における光量値Ｐが、グラフＴにおいてどれだけシフトしているか（シフト量）を検出する。このシフト量の検出処理は、記憶部２００に格納された各画素Ｇｎ（ｎ＝１〜２５６）の検出結果から光量値Ｐを検索し、この光量値Ｐを検出した画素Ｇｎ_０＋ｍの番地（ｎ_０＋ｍ）を用いて、シフトした画素数（ｍ）を求めることができる。また、画素Ｇｎ_０に対応する波長成分λｎ_０に対する、画素Ｇｎ_０＋ｍに対応する波長成分λＧｎ_０＋ｍの変位を算出することによって、発光スペクトルに対する測定スペクトルのシフト量を検出することができる。

なお、グラフＳの画素Ｇｎ_０近傍の画素（画素Ｇｎ_０−ｋ〜画素Ｇｎ_０＋ｋ）と、グラフＴの画素Ｇｎ_０＋ｍ近傍の画素（画素Ｇｎ_０＋ｍ−ｋ〜画素Ｇｎ_０＋ｍ＋ｋ）とを比較することによって、シフト量を検出するようにしてもよい。一つの画素のシフトを考慮する場合と比べて精度良くシフト量を検出することができる。

また、単一の画素Ｇｎ_０やその近傍について比較を行う上記構成に限定されるものではなく、複数の画素について比較を行ったり、複数の画素の近傍について比較を行うように構成してシフト量検出の精度向上を図ることも可能である。

更にまた、測定光の発光スペクトルのグラフＳの短波長側（又は長波長側）から数えて何番目かの極値（極大値又は極小値）を取る画素Ｇｉをあらかじめ指定しておき、測定スペクトルのグラフＴにおいて当該極値を取る画素Ｇｊを検出し、画素ＧｉとＧｊとを比較することによりシフト量を検出するように構成してもよい。

制御部１００は、検出したシフト量を用いて、被検レンズの分光透過率の上記の暫定的な測定結果をシフトさせて補正を行い、最終的な分光透過率を得る。

以上の構成では、画素−光量値のグラフを用いてシフト量を検出したが、各画素に対応する波長成分を横軸として、波長成分−光量値のグラフを用いてシフト量の検出を行うようにすることももちろん可能である。

なお、制御部１００及び記憶部２００は、本発明に言う補正手段を構成するものである。

このような補正処理によれば、温度変化により測定結果に波長成分方向のずれが生じたときでも、そのずれを補正することができるので、温度変化に起因する測定精度の低下を防ぐことが可能となる。

〔第２の処理形態：自動補正処理機能〕
分光透過率計１の自動補正処理機能は、サーミスタ３００により検出される筐体２内の温度変化に応じて実行されるものである。

まず、温度変化のしきい値ｔ（例えば５°Ｃ）をあらかじめ記憶部２００に格納しておく。ここで、温度上昇のしきい値と温度降下のしきい値とをそれぞれ別個に設定してもよい。

制御部１００は、補正処理が実行されたことに対応して、その実行時の温度をサーミスタ３０から受信し、記憶部２００に格納するよう制御を行う。このとき、制御部１００は、補正処理の実行を受けてサーミスタ３０を制御して温度検出を行い、その検出結果を受信して記憶するようにする。また、サーミスタ３０が継続的に温度を検出する構成の場合、制御部１００は、補正処理時における温度の検出結果を選択的に受信して記憶する。

制御部１００がサーミスタ３０の動作制御を行う前者のケースについて説明する。制御部１００は、所定の時間間隔（例え１５分）ごとにサーミスタ３０を制御して筐体２内部の温度を検出させ、その検出結果を記憶部２００に記憶する。制御部１００は、その検出結果（Ｔ）と前回の検査結果（Ｔ′）との差分を算出し、上記のしきい値ｔと比較する。

差分値Ｔ−Ｔ′がしきい値ｔよりも小さい場合（｜Ｔ−Ｔ′｜＜ｔ）、制御部１００は、次回の温度測定まで待機する。

一方、差分値Ｔ−Ｔ′がしきい値ｔ以上である場合（｜Ｔ−Ｔ′｜≧ｔ）、制御部１００は、測定光学系の補正処理を自動的に実行する。

このとき、レンズ配置部３に被検レンズが装着されていることがマイクロスイッチ９によって検知されている場合、制御部１００は、自動補正処理の実行を禁止するようになっている。

なお、サーミスタ３０が継続的に温度を検出する構成の場合でも、同様に補正処理の実行、及びその禁止の処理を行うことができる。

このような自動補正処理機能によれば、筐体２内の温度が所定の温度（しきい値ｔ）以上変化したことに対応して、補正処理、特に上記補正処理を自動的に実行することができるので、温度変化に応じて的確に補正処理を行うことが可能である。

また、被検レンズが測定位置に装着されている場合には、補正処理の実行が禁止されるので、被検レンズを装着したままの無駄な補正処理を行うことがなく、操作性も良好となる。

更に、所定の温度変化が検出されるまで補正処理が実行されないので、無駄な補正処理の実行を防止することができる。

なお、補正処理は、光源１４を発光して行うため、無駄に補正処理を行うと、光源１４の劣化が早まってしまう。したがって、補正処理の回数を最小限に抑えることは、測定精度においても重要なファクターとなる。

また、制御部１００及び記憶部２００は、本発明に言う制御手段を構成するものである。

〔第３の処理形態：補正処理報知機能〕
分光透過率計１の補正処理報知機能は、サーミスタ３００により検出される筐体２内の温度変化に応じて実行されるものである。

まず、第２の処理形態と同様に、温度変化のしきい値ｔ（例えば５°Ｃ）をあらかじめ記憶部２００に格納しておく。温度上昇のしきい値と温度降下のしきい値とをそれぞれ別個に設定してもよい。

制御部１００は、補正処理が実行されたことに対応して、その実行時の温度をサーミスタ３０から受信し、記憶部２００に格納するよう制御を行う。このとき、制御部１００は、補正処理の実行を受けてサーミスタ３０を制御して温度検出を行い、その検出結果を受信して記憶する。また、サーミスタ３０が継続的に温度を検出する構成の場合、制御部１００は、補正処理時における温度の検出結果を選択的に受信して記憶する。

制御部１００がサーミスタ３０の動作制御を行う前者のケースについて説明する。制御部１００は、所定の時間間隔（例えば１５分）ごとにサーミスタ３０を制御して筐体２内部の温度を検出させ、その検出結果を記憶部２００に記憶する。制御部１００は、その検出結果（Ｔ）と前回の検査結果（Ｔ′）との差分を算出し、上記のしきい値ｔと比較する。

差分値Ｔ−Ｔ′がしきい値ｔよりも小さい場合（｜Ｔ−Ｔ′｜＜ｔ）、制御部１００は、次回の温度測定まで待機する。

一方、差分値Ｔ−Ｔ′がしきい値ｔ以上である場合（｜Ｔ−Ｔ′｜≧ｔ）、制御部１００は、測定光学系の補正処理を行うようにユーザを促すメッセージを表示部３００に表示させる。なお、較正ランプ５を点滅させることによって補正処理の実行をユーザに促すようにしてもよい。

このとき、レンズ配置部３に被検レンズが装着されていることがマイクロスイッチ９によって検知されている場合、制御部１００は、補正処理を促すメッセージの表示等を禁止するようになっている。

また、被検レンズが装着されていることが検知されている場合、制御部１００は、補正処理を促すメッセージの表示等を行うとともに、補正処理を行うために被検レンズをレンズ配置部３から退避するようにユーザを促すメッセージを表示部３００に表示するように構成してもよい。

ユーザが上述の報知に応じて較正スイッチ２９を押下して補正処理を指示すると、制御部１００は、この補正指示を受けて補正処理を実行させる。

このような補正処理報知機能によれば、筐体２内の温度が所定の温度（しきい値ｔ）以上変化したことに対応して、補正処理、特に上記補正処理を実行するようにユーザに知らせることができるので、温度変化に応じて的確に補正処理を行うことが可能となる。

また、被検レンズが測定位置に装着されている場合には、補正処理の実行を報知しないので、被検レンズを付けたままの無駄な補正処理を行うことがなく、操作性も良好となる。

更に、所定の温度変化が検出されるまで補正処理の実行を報知しないので、無駄な補正処理の実行を防止することができる。

なお、制御部１００及び記憶部２００は、本発明に言う制御手段を構成するものである。

本発明の補正処理は、測定光源を発する光源と受光素子とが筐体内に配置されているものに対して特に効果的である。すなわち、光源を何度も発光すると、そのときの熱によって筐体内の温度が上昇してしまうが、本発明によれば、それにより生じる測定精度の低下を防止することが可能となる。

以上で具体的に説明した構成は、本発明を実施するための一例を開示したもので、本発明の要旨の範囲内における各種の変形を適宜施すことができる。

本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計の外観構成を示す概略側面図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計の外観構成を示す概略上面図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計の内部構成を示す概略側面図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計が備えるスリット部材の構成を示す概略図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計が備える受光素子としてのラインセンサの構成を示す概略図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計の機能的構成の概略を示すブロック図である。 本発明に係る分光特性測定装置の実施の形態の一例である分光透過率計による補正処理を説明するためのグラフ図である。

符号の説明

１ 分光透過率計（分光特性測定装置）
２ 筐体
３ レンズ配置部
５ 較正ランプ
９ マイクロスイッチ
１４ 光源
２１ 受光素子
２３ 支持部材
２６ フォトセンサ
３０ サーミスタ
１００ 制御部
２００ 記憶部
３００ 表示部

Claims (13)

1. 試料に向けて測定光を照射する光源と、前記試料を測定位置に保持する試料配置部と、前記測定位置に保持された前記試料を透過した前記測定光を分光する分光素子と、前記分光された測定光を受光して所定の波長成分ごとの光量値を検出する受光素子とを有し、検出された前記光量値から得られるスペクトルを基に前記試料の分光特性を求める分光特性測定装置であって、
   前記光源の発光スペクトルをあらかじめ記憶しており、前記試料を前記測定位置から退避させて測定された前記光源の発光スペクトルの前記記憶されている発光スペクトルに対するシフト量を検出し、検出された前記シフト量を基に前記試料の分光特性を補正する補正手段を備えていることを特徴とする分光特性測定装置。
2. 前記補正手段は、前記所定の波長成分のうちの特定の波長成分についてのみ前記シフト量を検出することを特徴とする請求項１に記載の分光特性測定装置。
3. 前記受光素子は、前記所定の波長成分ごとに画素が指定されたラインセンサであることを特徴とする請求項１記載の分光特性測定装置。
4. 前記補正手段は、前記所定の波長成分のうちの特定の波長成分が前記指定された画素からシフトした画素数を検出することによって、前記シフト量を検出することを特徴とする請求項３に記載の分光特性測定装置。
5. 装置内部の温度を検出する温度検出手段を含み、検出された温度に応じて前記補正手段による補正処理を実行させる制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分光特性測定装置。
6. 前記温度検出手段は、前記補正処理の実行時の装置内部の温度を検出し、
   前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前回の前記補正処理の実行時の温度と、現在の温度との差が所定値以上であることに対応して前記補正処理を実行させることを特徴とする請求項５に記載の分光特性測定装置。
7. 試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理の実行を禁止することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の分光特性測定装置。
8. 装置内部の温度を検出する温度検出手段を含み、検出された温度に基づいて、前記補正手段による補正処理を実行するようにユーザを促す補正処理要求を報知し、ユーザからの補正処理の指示を受けて前記補正手段に前記補正処理を行わせる制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の分光特性測定装置。
9. 前記制御手段は、前記補正処理要求を視覚的に報知することを特徴とする請求項８に記載の分光特性測定装置。
10. 前記温度検出手段は、前記補正処理の実行時の装置内部の温度を検出し、
    前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された前回の前記補正処理の実行時の温度と、現在の温度との差が所定値以上であることに対応して前記補正処理要求を報知することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の分光特性測定装置。
11. 試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、
    前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理要求の報知を禁止することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の分光特性測定装置。
12. 試料が所定の測定位置に装着されていることを検知する試料検知手段を更に備え、
    前記制御手段は、前記試料検知手段により試料の前記装着が検知されているとき、前記補正処理要求とともに試料退避要求を報知することを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載の分光特性測定装置。
13. 前記光源と前記受光素子とが装置筐体内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の分光特性測定装置。
    

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