JP2007192749A - 分光特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに手間や面倒をほとんど課すことなく、受光手段の分光特性についてのシフト量をユーザが診断できる形で提供することのできる分光測色装置を提供する。
【解決手段】ユーザにより白色校正板がセットされ波長シフト補正実行スイッチが押されると（♯１でＹＥＳ）、分光測色計を波長シフト補正モードに設定し（♯２）、通常測定モード時の発光時間より短い所定時間だけキセノンフラッシュランプを発光させる（♯３）。試料光センサアレイの各センサの出力に基づき分光プロファイルを生成し（♯４）、この分光プロファイルに基づいて特徴量を算出する（♯５）。算出した特徴量と初期状態における特徴量との変化量を算出し（♯５）、この変化量を用いてシフト量を導出して記憶し（♯７，♯８）、所定の換算方法により前記シフト量を登録サンプル（所望の色）における色差に換算し（♯９）、この色差と前記シフト量とを表示部に表示させる（♯１０）。
【選択図】図８

Description

本発明は、測定試料の分光反射特性を測定する分光測色計などの分光特性測定装置の技術分野に属し、特に、経時劣化や周囲温度変化などによって受光手段の分光感度に生じる波長分光方向のシフト状態をユーザに提示する技術に関する。

測定試料の分光反射特性を測定する分光測色計などの分光特性測定装置は、その製造時に、レーザなどの輝線スペクトルや温度管理された色基準板を用いて受光手段の分光感度の振幅や中心波長、半値幅を校正した上で出荷される。ところが、出荷後に、経時劣化や周囲温度変化などによって受光手段の分光感度が波長分光方向にシフトすると、測定精度が低下するという問題がある。

例えば、一般に受光手段として、分光手段の波長分光方向に所定間隔で配列され、それぞれ異なる波長の光を受光して光強度に応じた電気信号を出力する複数の光電変換素子を有するものが用いられるが、その場合、経時劣化などによって受光手段と分光手段との相対位置が波長分光方向に変化すると、受光手段の分光感度が波長分光方向にシフトすることとなる。

この問題に対し、一般的には、分光反射率が既知の基準色サンプルを測定し、得られた測定データと既知データとの差からシフト量を推定して補正することが行われている。

また、下記特許文献１には、この方法では前記色基準板に係る種々の問題（例えば温度変化の影響や色基準板の保管等の問題）が発生することに鑑み、ランプからの光を受光したときに試料光センサアレイから出力される分光プロファイルと、試料光センサアレイの回折格子に対する相対位置が波長分光方向に所定ピッチで複数段階シフトした場合に、各シフト位置において前記試料光センサアレイから出力されるべき複数の分光プロファイルとを記憶しておき、前記ランプを校正用白色板が配置された状態でランプを発光させたときに前記試料用センサアレイから出力される補正用分光プロファイルと、記憶しておいた各分光プロファイルとを比較し、記憶しておいた各分光プロファイルのうち、前記補正用分光プロファイルに最も近似する分光プロファイルに対応する前記試料用センサアレイのシフト量を初期状態（例えば工場出荷時）からのシフト量として導出する技術が提案されている。
特開２００３−９０７６１号公報

ところで、受光手段の分光感度のシフト状態をユーザに提示するように構成すると、ユーザは提示されたシフト状態に基づいてシフトの補正作業を専門家に依頼すべきか否かの判断を行えるため好ましい。

しかしながら、前記のように導出されたシフト量をそのままの形でユーザに提示したとしても、ユーザは、提示されたシフト量がどのような意味を有するのか正確に把握することができない場合が多い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ユーザに手間や面倒をほとんど課すことなく、装置の状態（受光手段の分光特性についてのシフト量）をユーザが診断できる形で提供することのできる分光測色装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、測定試料に照明光を照射する光照射手段と、前記光照射手段によって照射された前記測定試料からの反射光又は透過光を各波長の光に分光する分光手段と、前記分光手段による波長分光方向に所定間隔で配列され、それぞれ異なる波長の光を受光して光強度に応じた受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、前記受光手段の各光電変換素子から出力される受光信号に基づいて分光プロファイルを生成する分光プロファイル生成手段とを備え、前記分光プロファイル生成手段により生成された分光プロファイルから前記測定試料の分光特性を算出する分光特性測定装置において、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出手段と、所定の色の分光特性を記憶する記憶手段と、前記シフト量導出手段により導出されたシフト量を、前記記憶手段に記憶された分光特性に基づいて色差に換算する換算手段と、前記換算手段により換算された色差を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。

この発明によれば、受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出し、このシフト量を所定の色の分光特性に基づいた色差に換算し、該色差を表示するようにしたので、ユーザは前記シフト量を認識し易い色差で知ることができる。

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において、色を指定する入力を行うための色入力操作手段を備え、前記換算手段は、前記色入力操作手段により入力された色において前記シフト量に対応した色差を導出することを特徴とするものである。

この発明によれば、入力された色において前記シフト量に対応した色差を導出するようにしたので、測定装置の分光感度特性のシフト量が、ユーザの所望する色試料においてどの程度の誤差を発生させることになるのかを、色差に換算した数値でユーザに提供することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の分光特性測定装置において、前記換算手段は、予め設定されたシフト量と色差との関係に基づき、前記シフト量導出手段により導出されたシフト量に対応する色差を導出することを特徴とするものである。

この発明によれば、予め設定されたシフト量と色差との関係に基づき、導出されたシフト量に対応する色差を導出するようにしたので、色差の導出を簡単に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の分光特性測定装置において、前記記憶手段は、使用者が測定する前記測定試料の近似色の分光特性を記憶することを特徴とするものである。

この発明によれば、記憶手段は、使用者が測定する前記測定試料の近似色の分光特性を記憶するので、シフト量導出手段により導出されたシフト量が、使用者が測定する前記測定試料の近似色の分光特性に基づいて色差に換算される。

請求項１に記載の発明によれば、受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を算出し、該シフト量をユーザが認識し易い色差で表示するようにしたので、ユーザに手間や面倒をほとんど課すことなく、装置の状態（受光手段の分光特性についてのシフト量）をユーザが診断できる形で提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ユーザの所望する色におけるシフト量に対応した色差をユーザに提供することができるようにしたので、分光特性測定装置の状態診断に係る利便性を向上することができる。

請求項３に記載の発明によれば、色差を導出するためのプログラムや回路を容易に設計することができる。

請求項４に記載の発明によれば、シフト量導出手段により導出されたシフト量が、使用者が測定する測定試料の近似色の分光特性に基づいて換算された色差をユーザに提供することができる。

図１は本発明に係る分光特性測定装置の一実施形態（第１の実施形態）である分光測色計を模式的に示す構成図、図２は同分光測色計の発光回路の電気的構成を示す図である。

図１に示すように、分光測色計１は、積分球１０、発光回路２０、試料光測定部３０、参照光測定部４０、入力操作部５０、制御部６０を備えており、試料２として配置された測定試料の分光反射特性を測定するものである。

積分球１０は、その内壁１１に高拡散性、高反射率の例えば酸化マグネシウムや硫酸バリウム等の白色拡散反射塗料が塗布された中空の球で、内部に光源としてキセノンフラッシュランプ１２を備え、このキセノンフラッシュランプ１２からの光線を内壁１１で多重反射して拡散光を生成するものである。キセノンフラッシュランプ１２は、光照射手段の一例である。

図１は積分球１０の側面断面図を示しており、積分球１０は、下端に穿設された試料用開口１３と、この試料用開口１３の開口面の法線１３ｎに対して所定角度（例えば８°）傾斜した方向に穿設された受光用開口１４とを有する。なお、図１に示すように、キセノンフラッシュランプ１２の下方には遮光壁１５が配置されており、キセノンフラッシュランプ１２からの光線が直接試料用開口１３を照射しないように構成されている。

発光回路２０はキセノンフラッシュランプ１２を発光させるもので、図２に示すように、数百Ｖの直流高電圧をキセノンフラッシュランプ１２の電極に印加するためのメインコンデンサ２１、このメインコンデンサ２１を充電するための充電回路２２、キセノンフラッシュランプ１２に密着して巻かれた金属ワイヤからなるトリガ電極１２ａに数万Ｖの瞬時高電圧を印加するためのトリガ発生回路２３、ダイオード２４、例えばＩＧＢＴからなる半導体スイッチ素子２５、この半導体スイッチ素子２５に駆動電圧を印加するための駆動回路２６を備えている。

そして、半導体スイッチ素子２５をオンにしておき、メインコンデンサ２１によりキセノンフラッシュランプ１２の両端電極に直流高電圧を印加した状態で、トリガ発生回路２３のトリガコンデンサによりトリガトランスを介してトリガ電極１２ａに瞬時高電圧を瞬間的に印加すると、キセノンフラッシュランプ１２がトリガされ、メインコンデンサ２１から直流電流が流れて発光することとなる。キセノンフラッシュランプ１２の発光開始後に半導体スイッチ素子２５をオフにするタイミングを制御することで、キセノンフラッシュランプ１２の発光時間を制御することが可能になっている。

図１に戻り、試料光測定部３０は、受光光学系３１、光ファイバ３２、試料光分光部３３を備えている。受光光学系３１は、積分球１０の受光用開口１４の近傍に配設されており、試料用開口１３に配設され拡散照明された試料２からの反射光（以下「試料光」という）のうちで法線１３ｎに対する前記所定角度（８°）方向の成分１４ａを集束して光ファイバ３２の入射端に結像させるもので、試料２の反射光像は、光ファイバ３２により試料光分光部３３に導かれる。

試料光分光部３３は、赤外光遮断フィルタ３４、回折格子３５、試料光センサアレイ３６を備えている。赤外光遮断フィルタ３４は、光ファイバ３２の射出端に近接して配設されており、例えば８００ｎｍ以上の波長域の光を遮断する。回折格子３５は、分光手段の一例であり、赤外光遮断フィルタ３４を介して入射する試料光を波長ごとに分光して反射するものである。なお、本実施形態では反射型凹面回折格子を用いているが、透過型回折格子を用いてもよい。

試料光センサアレイ３６は、回折格子３５により分光される波長分光方向に配列された複数の光電変換素子からなり、それぞれ異なる波長の光を受光して光強度に応じた電気信号を出力するものである。試料光センサアレイ３６は、受光手段の一例である。

本実施形態においては、測定波長域が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ、測定ピッチが１０ｎｍピッチで、試料２として配置された測定試料の分光反射特性を測定するようにし、試料光センサアレイ３６は、４１個の光電変換素子（以下「センサ」という。）を備えている。試料光センサアレイ３６の各センサに付された番号としてセンサ番号ｉと、測定波長域内の波長に付された番号として波長番号ｊとを用いて、各センサおよび波長を特定するものとすると、試料光センサアレイ３６は、センサ番号ｉ＝０からセンサ番号ｉ＝４０まで４１個のセンサを備えていることとなる。また、測定波長域は波長番号ｊ＝０から波長番号ｊ＝４０まで１０ｎｍピッチで測定することとなり、波長番号ｊの波長をλ_ｊと表すと、λ_ｊの値は１０ｎｍピッチとなり、例えばλ_０＝３８０ｎｍ、λ_４０＝７８０ｎｍとなる。

積分球１０および試料光測定部３０により、ｄ／８ジオメトリの分光測色計１が構成されている。

参照光測定部４０は、光ファイバ４１、参照光分光部４２を備えている。光ファイバ４１の入射端は、積分球１０の適所（例えばキセノンフラッシュランプ１２からの光線や試料光が直射しない位置）に配設され、積分球１０内の拡散光が参照光として光ファイバ４１により参照光分光部４２に導かれる。

参照光分光部４２は、試料光分光部３３とほぼ同様の構成になっている。すなわち例えば８００ｎｍ以上の波長域の光を遮断する赤外光遮断フィルタ４３、この赤外光遮断フィルタ４３を介して入射する参照光を波長ごとに分光して反射する凹面回折格子４４、凹面回折格子４４により分光される波長分光方向に配列された複数の光電変換素子からなる参照光センサアレイ４５を備えている。なお、凹面回折格子４４に代えて透過型回折格子を用いてもよい。参照光分光部４２は、後述する白色校正時に利用される。

入力操作部５０は、装置本体の表面に配設され、分光測色計１の電源のオンオフを切り替える電源スイッチ５１、分光特性の測定開始の指示を行うための測定スイッチ５２、波長シフト補正実行スイッチ５３を備えている。波長シフト補正実行スイッチ５３は、後述するように、当該分光測色計１を後述の波長シフト補正モードに設定するためのものである。

また、入力操作部５０は、図略の白色校正スイッチを備え、この白色校正スイッチが操作されると、例えば特開２００３―９０７６１号公報に開示されているような白色校正板を用いた白色校正が実行される。前記白色校正板は、この白色校正を行うために、通常分光測色計１に付属されているものである。また、分光測色計１は、測定結果などを表示するためのＬＣＤなどからなる表示部７０を備えている。

制御部６０は、予め求められた基準分光プロファイルや制御プログラムなどが格納されたＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭやデータを一時的に保管するためのＲＡＭなどの書換え可能なメモリを備えた記憶部と、記憶部に格納された制御プログラムに従って動作するＣＰＵとを備えてなり、分光測色計１全体の動作を制御するものである。

このような構成を有する分光測色計１において、経時劣化や周囲温度変化などによって回折格子３５や試料光センサアレイ３６の光学的配置が変化し、回折格子３５による試料光の分光像と試料光センサアレイ３６との相対位置が変化すると、試料光センサアレイ３６の分光感度が波長分光方向にシフトすることとなる。その結果、例えば図３の実線で表される分光反射率特性を有するオレンジタイルを測定したとき、点線で表される分光反射率特性を出力する状態へ分光測色計１の状態が遷移する波長ずれが発生し、測定試料の分光反射特性を正確に測定することが困難となる。

この問題に対し、本実施形態では、当該分光測色計１に通常付属されている前記白色校正板及びキセノンフラッシュランプ１２を用いて、前記相対位置の位置ずれ量（以下、シフト量という）を導出し、このシフト量に基づいて前記補正（波長シフト補正）を行うようにしている。さらに、導出したシフト量を色差に換算し、この色差をユーザに表示して提供するようにしている。

このような機能を実現するべく、制御部６０は、機能的に、光照射制御部６１と、分光プロファイル生成部６２と、モード設定部６３と、分光感度記憶部６４と、特徴量算出部６５と、波長ずれ量導出部６６と、換算部６７と、表示制御部６８と、分光反射率記憶部６９とを有する。

光照射制御部６１は、測定スイッチ５２又は波長シフト補正実行スイッチ５３が押されると、発光回路２０に制御信号を送出してキセノンフラッシュランプ１２の発光を制御するものである。なお、キセノンフラッシュランプ１２の発光時間は、波長シフト補正を行うときは所定時間τ（本実施形態では例えばτ＝５０μｓ）とし、試料の測定を行うときは所定時間Ｔ（Ｔ＞τ、本実施形態では例えばＴ＝２００μｓ）とする。キセノンフラッシュランプ１２の発光時間に対する相対発光強度を示す図４に示すように、所定時間τが終了するときには既に発光強度はピークを過ぎており、所定時間τでも十分な発光強度が得られることが分かる。

分光プロファイル生成部６２は、前記分光プロファイル生成手段に相当するものであり、試料光センサアレイ３６における各センサのセンサ番号ｉと、当該センサ番号ｉのセンサから得られた出力（分光強度）との対応を示す分光プロファイルを生成するものである。図５（ｃ）は、この分光プロファイルの一例を示している。

モード設定部６３は、当該分光測色計１の動作モードを前記入力操作部５０の操作状況に応じて設定するものである。本実施形態の分光測色計１は、試料の測定を行う通常測定モードと、前記シフト量を導出し、波長シフト補正を行う波長シフト補正モードとを有し、波長シフト補正実行スイッチ５３が操作された場合には、当該分光測色計１を前記波長シフト補正モードに設定し、それ以外のとき（主に測定スイッチ５２が操作されたとき）には前記通常測定モードに設定する。

分光感度記憶部６４は、試料光センサアレイ３６を構成する各センサの分光感度（分光応答度）を記憶するものである。この分光感度については、次の特徴量算出部６５の説明と併せて説明する。分光感度記憶部６４は、前記分光感度記憶手段に相当するものである。

特徴量算出部６５は、前記モード設定部６３により前記波長シフト補正モードに設定された場合において、分光プロファイル生成部６２により生成された分光プロファイルに基づき、前記シフト量の導出に用いる特徴量を算出するものである。以下、この特徴量の算出方法について説明する。

本実施形態では、前述したように、前記通常測定モードだけでなく前記波長シフト補正モードにおいても、キセノンフラッシュランプ１２を発光させるように構成しており、このキセノンフラッシュランプ１２の出力光に含まれる輝線を利用して特徴量Ａを算出する。図５（ａ）は、キセノンフラッシュランプの相対分光分布を示す図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）における丸印で囲まれた部分の拡大図である。

図５（ａ）に示すように、キセノンフラッシュランプ１２は、複数の波長域で輝線を出力する。本実施形態では、図５（ｂ）の矢印Ａで示すように、それらの輝線のうち、約５３０ｎｍの波長を有する輝線を利用して特徴量Ａを算出する。

図６（ａ）は、試料光センサアレイ３６を構成する各センサの分光感度を説明するための図であり、一部のセンサ（例えば４１個中３個のセンサ）の分光感度を抽出して示した図である。

図６（ａ）に示すように、各センサは、互いに異なる波長域でピークを有する分光感度特性を有している。各分光感度のピーク値は、従来周知の方法で正規化する。

今、図６（ｂ）に示すように、試料光センサアレイ３６の分光感度が波長分光方向にシフトする状態が発生していない場合において、約５３０ｎｍの波長を有する輝線の波長域と、センサ番号ｉのセンサの分光感度特性におけるピーク値に相当する波長域とが略対応付けられているものとし、例えばセンサ番号ｉ−１のセンサの出力をＸ_ｉ−１、センサ番号ｉのセンサの出力をＸ_ｉ、センサ番号ｉ＋１のセンサの出力値をＸ_ｉ＋１と表すものとすると、図６（ｃ）に示すように、前記約５３０ｎｍの波長を有する輝線を受光したセンサ番号ｉのセンサの出力値Ｘ_ｉは非常に大きな値となり、また、そのセンサの両側に位置するセンサ番号ｉ−１、ｉ＋１のセンサの出力値Ｘ_ｉ−１，Ｘ_ｉ＋１は、前記出力値Ｘ_ｉ＋１より大幅に小さな値となる。

ここで、本実施形態では、前記約５３０ｎｍの波長を有する輝線を受光したセンサ番号ｉのセンサの両側に位置するセンサ番号ｉ−１、ｉ＋１のセンサの出力値Ｘ_ｉ−１，Ｘ_ｉ＋１の差（Ｘ_ｉ＋１−Ｘ_ｉ−１）を特徴量Ａとして導出するようにしている。

これは、（１）輝線スペクトルが存在する波長域を挟むセンサの出力値の差を用いると、前記分光感度のシフトが発生した場合、一方の出力値は増加し、他方の出力値は減少することにより、前記センサの出力値の差が比較的大きく変化する。したがって、このセンサの出力値の差は、前記シフトの発生を明確に捉えることができるパラメータとして非常に有効なものと考えられる、（２）２つのセンサの出力値の差を用いて特徴量を算出することは、それぞれのセンサ出力が持つオフセット量を相殺することができるという理由に因る。

なお、本実施形態では、約５３０ｎｍの波長を有する輝線を用いたが、これに限らず、図５（ｂ）の矢印Ｂに示すように、約５４２ｎｍの波長を有する輝線を用いてもよく、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の輝線に基づいて特徴量を算出するようにするとよい。

このように５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域の輝線に基づいて特徴量を算出するのは、波長分光方向と試料光センサアレイ３６の受光面とに略直交する方向（図１の矢印Ｃの方向）に試料光センサアレイ３６が移動（位置ずれ）した場合、端部に位置するセンサほど、当該試料光センサアレイ３６に入射するべき光の前記波長分光方向における相対的な位置ずれが大きくなり、中央側に位置するセンサは前記位置ずれが最も小さくなるからである。

したがって、前述したように、試料光センサアレイ３６の測定波長域が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍであり、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長域に対応するセンサが、波長分光方向において試料光センサアレイ３６の略中央部分に位置することから、この光電変換素子の受光信号を用いて特徴量Ａを算出することで、波長分光方向と交差する方向に受光手段が移動（位置ずれ）した場合であっても、波長分光方向に発生し対置ずれ忠実な特徴量を算出することができる。

波長ずれ量導出部６６は、前記シフト量導出手段に相当するものであり、試料光センサアレイ３６の分光感度の波長分光方向のシフト量Δλを導出するものである。波長ずれ量導出部６６は、特徴量算出部６５により特徴量Ａが導出されると、この特徴量Ａと予め導出しておいた分光プロファイルの初期状態（例えば工場出荷時における状態など）における特徴量Ａ０とを比較してその変化量ΔＡ（＝Ａ−Ａ０）を算出し、次式に基づいてシフト量Δλを導出する。

Δλ＝ａ×ΔＡ ・・・（１）
なお、ａは、特徴量Ａの変化量に対するシフト量の変化量の割合を示す定数である。

このようにシフト量Δλが導出されると、前記通常測定モードにおいて該シフト量Δλを用いて、制御部６０内に格納されている各センサの分光感度を補正した上で、この補正後の分光感度を用いて測定試料の分光感度が算出される。

分光反射率記憶部６９は、例えば図３の実線で示すようなオレンジタイルの分光反射率特性を記憶するものである。この分光反射率記憶部６９には、複数の分光特性データを登録（記憶）することが可能であり、使用者は色入力操作手段を操作することで、記憶された登録サンプル色の中から、測定試料に近似の特性を持つ色を指定することができる。

換算部６７は、前記換算手段の一例であり、前記波長ずれ量導出部６６により導出されたシフト量Δλを所定の換算式を用いて、分光反射率記憶部６９に記憶されている分光反射率特性（例えばオレンジタイル）における色差ΔＥに換算するものである。本実施形態で用いる換算式は、色差式ΔＥ^＊ _ａｂであるが、これに限らず、周知技術であるＣＭＣ、ΔＥ^＊９４、ΔＥ^＊２０００等も採用可能であり、さらには、色彩値の差ΔＬ^＊，Δａ^＊，Δｂ^＊等の採用も可能である。詳細な換算処理については後述する。

表示制御部６８は、換算部６７により色差ΔＥが導出されると、この色差ΔＥとシフト量Δλとを表示部７０に表示させるものである。

表示部７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなり、測定した測定試料の分光反射特性（測定結果）を表示するとともに、前記換算部６７により導出された色差ΔＥ及び前記シフト量Δλを表示するものである。前記表示制御部６８及び表示部７０は、前記表示手段を構成するものである。

図７は、表示部７０に表示される画面の一例を示す図である。図７に示すように、本実施形態では、表示部７０に、算出されたシフト量Δλと白色における前記シフト量Δλに対応した色差ΔＥ^＊ _ａｂとが表示されるようになっており、図７に示す画面は、シフト量Δλが−０．３ｎｍ、色差ΔＥ^＊ _ａｂが０．８２であることを示している。

図８は、本実施形態の分光測色計１において行われる色差表示処理を示すフローチャートである。

図８に示すように、ユーザにより白色校正板がセットされ、波長シフト補正実行スイッチ５３が押されると（ステップ♯１でＹＥＳ）、制御部６０は、当該分光測色計１を波長シフト補正モードに設定し（ステップ♯２）、通常測定モード時の発光時間より短い前記所定時間τ（例えばτ＝５０μｓ）だけキセノンフラッシュランプ１２を発光させる（ステップ♯３）。

そして、制御部６０は、試料光センサアレイ３６の各センサの出力に基づき、例えば図６（ｃ）に示すような分光プロファイルを生成し（ステップ♯４）、この分光プロファイルに基づいて特徴量Ａを算出する（ステップ♯５）。この特徴量Ａは、前述したように、輝線を受光したセンサを検出し、該センサの両側に位置するセンサの出力値の差に関連した値を求めることにより得られる。

次に、制御部６０は、算出した特徴量Ａと初期状態における特徴量Ａ０とを比較してそれらの変化量ΔＡを算出し（ステップ♯６）、この変化量ΔＡを用いて、前記式（１）に基づきシフト量Δλを導出し（ステップ♯７）、このシフト量Δλを当該制御部６０内の記憶部（図示せず）に格納する（ステップ♯８）。

さらに、制御部６０は、後述する換算方法により、前記シフト量Δλをオレンジタイルにおける色差ΔＥに換算し（ステップ♯９）、この色差ΔＥと前記シフト量Δλとを表示部７０に表示させる（ステップ♯１０）。

図９は、図８に示すフローチャートにおけるステップ♯９の換算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

図９に示すように、制御部６０は、まず、オレンジタイルの分光反射率特性（１）を分光反射率記憶部６９から読み出す（ステップ♯１１）。なお、波長番号ｊの波長λ_ｊの光を受光するセンサの出力値をＲ_λｊと表すものとし、各センサが受光する波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光に係る分光反射率特性（１）のデータ列を（Ｒ_３８０，Ｒ_３９０，Ｒ_４００，・・・，Ｒ_７７０，Ｒ_７８０）と表すものとする。

次に、制御部６０は、この読み出した分光反射率特性（１）について、例えば公知技術である３次のラグランジュ補間処理等を用いて０．１ｎｍ間隔の分光反射率特性を求める。このデータ列を（Ｒ_３８０，Ｒ_{３８０．１}，Ｒ_{３８０．２}，・・・，Ｒ_{７７９．９}，Ｒ_７８０）と表すものとする。さらに、制御部６０は、この特性（０．１ｎｍ間隔の分光反射率特性データ）を＋０．１ｎｍだけシフトさせた分光反射率特性（２）を求める（ステップ♯１２）。すなわち、この分光反射率特性（２）のデータ列を（Ｒ’_３８０，Ｒ’_３７０，Ｒ’_４００，・・・，Ｒ’_７７０，Ｒ’_７８０）と表すものとすると、Ｒ’_３８０＝Ｒ_３８０，Ｒ’_３９０＝Ｒ_{３８０．９}，・・・，Ｒ’_ｉ＝Ｒ_{ｉ−０．１}，・・・，Ｒ’_７８０＝Ｒ_{７７９．９}となる。なお、Ｒ’_３８０は、Ｒ_３８０を用いるが、ＸＹＺ表色系における等色関数でも感度が低い波長域であるため、色差への影響は極めて小さい。

そして、制御部６０は、分光反射率特性（１），（２）からそれぞれＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における色彩値を算出し、下記（１）式を用いて、＋０．１ｎｍシフトさせたときの色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_＋０．１を算出する（ステップ♯１３）。

さらに、制御部６０は、この色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_＋０．１から下記（２）式を用いて「１ｎｍあたりの色差」＝Ｋを求める（ステップ♯１４）。

そして、制御部６０は、図８に示すフローチャートにおけるステップ♯７で算出したシフト量Δλに対応する色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλ（＝Ｋ×Δλ）を算出する（ステップ♯１５）。

以上のように、算出したシフト量Δλから記憶しているオレンジタイルにおける色差を算出するようにしたので、分光測色計１の状態診断の際に、オレンジタイルを測定する必要がなくなり、オレンジタイルの管理が不要となるとともに、オレンジタイルの表面温度に起因する色差を解消することができ、分光測色計１の状態診断を正確に行うことができる。

また、算出したシフト量Δλを色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλに換算して表示部７０に表示するようにしたので、前記シフト量Δλが表示部７０に表示される場合に比して、ユーザは、分光測色計１の状態（試料光センサアレイ３６の分光感度の波長分光方向におけるシフト状態）を明確に（容易に）把握することができる。

本件は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態［１］〜［９］に説明する変形形態も含むものである。

［１］前記第１の実施形態では、分光測色計１の状態診断の際、シフト量と色差との関係を表す係数Ｋを算出し、シフト量Δλと係数Ｋとから色差を算出したが、登録サンプルの分光反射率特性とシフト量Δλとを使って、Δλだけシフトした分光反射率特性を算出し、シフト量Δλを色差に換算してもよい。

［２］分光プロファイルの初期状態における特徴量Ａ０と算出された特徴量Ａとの差分（変化量）ΔＡとシフト量Δλとが略比例するものとの想定から、前記式（１）に基づいてシフト量Δλを算出するようにしたが、シフト量Δλを算出するための算出式は前記式（１）に限られるものではない。また、差分ΔＡとシフト量Δλとの関係をテーブル形式で記憶しておき、特徴量Ａが算出されると、前記テーブルを参照し、この特徴量Ａに基づく差分ΔＡに対応するシフト量Δλを導出するようにしてもよい。

［３］前記第１の実施形態では、分光測色計１の状態診断の度にシフト量と色差との関係（係数Ｋ）を算出するようにしたが、登録サンプル（所望の色）におけるシフト量と色差との関係（係数Ｋ）を予め算出して記憶しておき、シフト量Δλが算出されると、前記係数Ｋを読み出して、この係数Ｋと前記シフト量Δλとを用いて、色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλ（＝Ｋ×Δλ）を算出するようにすると、分光測色計１の状態診断を行うたびに、係数Ｋの算出処理が不要となる。

［４］得られた色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλが基準値（適正値）を超えるものである場合に、分光測色計１のメンテナンスが必要である旨を示す警告表示等の報知を行うようにすると、ユーザフレンドリーの点から好ましい。

［５］前記第１の実施形態の構成に加えて、分光測色計１の状態診断の際に、測定試料の色を指示する入力を行うための色入力部５４（図１参照；前記色入力操作手段に相当）を備え、図１０に示すように、色入力部により入力された色におけるシフト量Δに対応する色差を算出する構成を搭載するとさらに好ましい。

図１０に示す画面は、本実施形態では、表示部７０に、算出されたシフト量Δλと、オレンジ色における前記シフト量Δλに対応した色差ΔＥ^＊ _ａｂと、緑色における前記シフト量Δλに対応した色差ΔＥ^＊ _ａｂとが表示されるようになっており、図１０に示す画面は、シフト量Δλが−０．３ｎｍ、オレンジ色における色差ΔＥ^＊ _ａｂが１．０５、緑色における色差ΔＥ^＊ _ａｂが０．７８であることを示している。

これにより、ユーザは、測定試料の色に応じた色差を知ることができ、分光測色計１の利便性を向上することができる。

また、前記第１の実施形態では、分光測色計１の状態診断を行うたびに、図９のフローチャートにおけるステップ♯１１〜♯１３において、１ｎｍあたりの色差Ｋを算出するようにしたが、前記変形形態［３］と同様に、測定試料の色に応じた色差を導出する機能を搭載する場合には、各色ごとのシフト量に応じた色差を予め算出し、それらをテーブル化して記憶しておくようにすれば、前記状態診断を行うときに、入力された色に対応する色差を前記テーブルを参照して導出するだけで済み、前記状態診断の度に前記ステップ♯１１〜♯１３の処理を行う必要がなくなる。

さらにこの場合には、第１の実施形態のように表示部７０には色差ΔＥとシフト量Δλとを表示するだけでなく、色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλが同一値であっても、測定試料の色に応じて許容できる場合（分光測色計１のメンテナンスが必要でない場合）と許容できない場合（分光測色計１のメンテナンスが必要である場合）とがある。

そこで、前記変形形態［４］と同様、得られた色差（ΔＥ^＊ _ａｂ）_Δλが色に応じた基準値を超えるものである場合には、分光測色計１のメンテナンスが必要である旨を示す警告表示等の報知を行うようにすると、ユーザフレンドリーの点からさらに好ましいものとなる。

［６］前記第１の実施形態では、色差ΔＥとシフト量Δλとを表示部７０に表示するようにしたが、これに限らず、前記色差ΔＥのみを表示するようにしてもよいし、あるいは、前記シフト量Δλのみを表示部７０に表示するモード、色差ΔＥのみを表示するモード及び色差ΔＥとシフト量Δλとの両方を表示部７０に表示するモードを切替設定する切替設定部を設け、該切替設定部により設定されたモードに応じた表示形態で表示部７０による表示を行うようにしてもよい。

［７］シフト量Δλの導出方法は、前記第１の実施形態に示す方法に限られるものではなく、例えば本出願人が提案した特開２００３−９０７６１号公報に開示されている方法も採用可能である。

［８］前記第１の実施形態では、測定試料からの反射光を測定する分光特性測定装置についての説明をしたが、液体や透過性のある板形状の測定試料などを測定する透過光タイプの分光特性測定装置であっても、本件発明が適用される。この場合、特徴量を算出するときに用いる分光プロファイルとしては、測定試料を置かない状態（素通し）で得られる分光プロファイルを使用すればよく、第１の実施形態における試料の分光反射率特性に代えて、分光透過率特性に対しても全く同様に適用できる。

本発明に係る分光特性測定装置の一実施形態である分光測色計を模式的に示す構成図である。 分光測色計の発光回路の電気的構成を示す図である。 白色校正板の分光反射率特性及びその波長ずれを示すための図である。 キセノンフラッシュランプの発光時間に対する相対発光強度を示す図である。 キセノンフラッシュランプの分光分布を示す図である。 （ａ）は、試料光センサアレイを構成する各センサの分光感度（分光応答度）を説明するための図、（ｂ）は、特定の波長域におけるキセノンフラッシュランプの分光分布を示す図、（ｃ）は、分光プロファイルを示す図である。 表示部に表示される画面の一例を示す図である。 波長ずれ量導出処理及び表示処理を示すフローチャートである。 図８に示すフローチャートにおけるステップ♯９の換算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 表示部に表示される画面の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 分光測色計
５３ 波長シフト補正実行スイッチ
６０ 制御部
６１ 光照射制御部
６２ 分光プロファイル生成部
６３ モード設定部
６４ 分光感度記憶部
６５ 特徴量算出部
６６ 波長ずれ量導出部
６７ 換算部
６８ 表示制御部
６９ 分光反射率記憶部
７０ 表示部

Claims (4)

1. 測定試料に照明光を照射する光照射手段と、
   前記光照射手段によって照射された前記測定試料からの反射光又は透過光を各波長の光に分光する分光手段と、
   前記分光手段による波長分光方向に所定間隔で配列され、それぞれ異なる波長の光を受光して光強度に応じた受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、
   前記受光手段の各光電変換素子から出力される受光信号に基づいて分光プロファイルを生成する分光プロファイル生成手段とを備え、
   前記分光プロファイル生成手段により生成された分光プロファイルから前記測定試料の分光特性を算出する分光特性測定装置において、
   前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出手段と、
   所定の色の分光特性を記憶する記憶手段と、
   前記シフト量導出手段により導出されたシフト量を、前記記憶手段に記憶された分光特性に基づいて色差に換算する換算手段と、
   前記換算手段により換算された色差を表示する表示手段と
   を備えたことを特徴とする分光特性測定装置。
2. 色を指定する入力を行うための色入力操作手段を備え、
   前記換算手段は、前記色入力操作手段により入力された色において前記シフト量に対応する色差を導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. 前記換算手段は、予め設定されたシフト量と色差との関係に基づき、前記シフト量導出手段により導出されたシフト量に対応する色差を導出することを特徴とする請求項１または２に記載の分光特性測定装置。
4. 前記記憶手段は、使用者が測定する前記測定試料の近似色の分光特性を記憶することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の分光特性測定装置。

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