JP2844692B2 - 光測定器 - Google Patents
光測定器Info
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- JP2844692B2 JP2844692B2 JP18004889A JP18004889A JP2844692B2 JP 2844692 B2 JP2844692 B2 JP 2844692B2 JP 18004889 A JP18004889 A JP 18004889A JP 18004889 A JP18004889 A JP 18004889A JP 2844692 B2 JP2844692 B2 JP 2844692B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測定対象、例えばコンピュータ用ディスプ
レイやTVのホワイトバランスを測定する光測定器に係
り、特に測定データに温度補正を施すようにした光測定
器に関する。
レイやTVのホワイトバランスを測定する光測定器に係
り、特に測定データに温度補正を施すようにした光測定
器に関する。
〔従来の技術〕 近年、コンピュータ用ディスプレイやTVのホワイトバ
ランスを測定する光測定器には高精度のものが要求され
ている。ところが、この光測定器を構成する光センサと
該光センサの出力を増幅する増幅回路を含む光電変換部
は温度変化の影響を受け易く、このため要求される高精
度を維持するために種々の対策が講じられている。
ランスを測定する光測定器には高精度のものが要求され
ている。ところが、この光測定器を構成する光センサと
該光センサの出力を増幅する増幅回路を含む光電変換部
は温度変化の影響を受け易く、このため要求される高精
度を維持するために種々の対策が講じられている。
第９図は光電変換部の入射光と出力VOUTとの特性線を
温度をパラメータにして示したものである。この図よ
り、温度変化による受光部の出力変化はL1、L2、L3で示
すようにオフセットのレベル及び特性線の傾斜として表
われる。
温度をパラメータにして示したものである。この図よ
り、温度変化による受光部の出力変化はL1、L2、L3で示
すようにオフセットのレベル及び特性線の傾斜として表
われる。
従来、これに対する温度補償として、サーミスタ等の
感熱素子を使用して、回路上で補正することが一般的に
なされていた。第10図はその一例を示す回路図である。
感熱素子を使用して、回路上で補正することが一般的に
なされていた。第10図はその一例を示す回路図である。
同図において、オペアンプOPの両入力端子間には光セ
ンサPC1が接続されている。上記オペアンプOPの出力端
は次段ADC20に接続されるとともに、抵抗Ｒとサーミス
タRTHからなる直列回路に接続されている。また、この
中点は抵抗RFを介して非反転入力端子に接続されてい
る。そして、上記出力VOUTはADC20でデジタルデータに
変換され、更にCPU30に導かれて後述する温度補正を施
された後、表示装置40に表示される。なお、50は受光部
を覆うキャップである。
ンサPC1が接続されている。上記オペアンプOPの出力端
は次段ADC20に接続されるとともに、抵抗Ｒとサーミス
タRTHからなる直列回路に接続されている。また、この
中点は抵抗RFを介して非反転入力端子に接続されてい
る。そして、上記出力VOUTはADC20でデジタルデータに
変換され、更にCPU30に導かれて後述する温度補正を施
された後、表示装置40に表示される。なお、50は受光部
を覆うキャップである。
上記回路において、電圧VRF及び出力VOUTは、 VRF＝−（IP＋IB）・RF＋VOFF ……（１） VOUT≒（Ｒ＋RTH）/RTH・VRF ＝（Ｒ＋RTH）/RTH・｛−（IP＋IB）・RF＋
VOFF｝ ……（２） ここで、IPは光電流、IBはオペアンプの非反転入力端
子からの電流、VOFFはオペアンプのオフセット電圧 となる。
VOFF｝ ……（２） ここで、IPは光電流、IBはオペアンプの非反転入力端
子からの電流、VOFFはオペアンプのオフセット電圧 となる。
以下、従来の温度補正の方法について説明する。
（１）オフセット変化の補正 受光部をキャップ50で覆って入射光を遮ると、すなわ
ちIP＝０にする（以下、リセットという）と、（１）、
（２）式は、 VRF/dark＝−IB・RF＋VOFF VOUT/dark＝（Ｒ＋RTH）/RTH・（−IB・RF＋VOFF） となり、上記VOUT/darkをADC20でデジタルデータに変換
してそのデータをCPU30内のメモリに記憶する。そし
て、光センサPC1による測定毎にこのデータを減算する
ことで、補正を行う。
ちIP＝０にする（以下、リセットという）と、（１）、
（２）式は、 VRF/dark＝−IB・RF＋VOFF VOUT/dark＝（Ｒ＋RTH）/RTH・（−IB・RF＋VOFF） となり、上記VOUT/darkをADC20でデジタルデータに変換
してそのデータをCPU30内のメモリに記憶する。そし
て、光センサPC1による測定毎にこのデータを減算する
ことで、補正を行う。
ところで、リセット時の温度が変化したときは、上記
（２）式のRTH、IB、VOFFに従って第９図に示したL1、L
2、L3のようにオフセットのレベルVOUT/darkのデータが
変化するため、測定時には再度前記の調整をして、正確
な温度補正を行う。
（２）式のRTH、IB、VOFFに従って第９図に示したL1、L
2、L3のようにオフセットのレベルVOUT/darkのデータが
変化するため、測定時には再度前記の調整をして、正確
な温度補正を行う。
（２）傾斜変化の補正 感熱素子であるサーミスタRTHは通常温度が高くなる
に従って抵抗値が減少するもので、前記電圧VRFは高温
になる程、第９図に示すようにその傾斜が小さくなる。
に従って抵抗値が減少するもので、前記電圧VRFは高温
になる程、第９図に示すようにその傾斜が小さくなる。
ところで、例えば温度50℃、20℃、−10℃のときの
（２）式の（Ｒ＋RTH）/RTHが、 Ｒ＋RTH/50℃/RTH/50℃ ＞Ｒ＋RTH/20℃/RTH/20℃ ＞Ｒ＋RTH/−10℃/RTH/−10℃ の関係になる様、サーミスタRTHに直列、あるいは並列
に抵抗を接続することによって、上記（Ｒ＋RTH）/RTH
の温度に対する変化を所望の変化率に設定することが可
能である。
（２）式の（Ｒ＋RTH）/RTHが、 Ｒ＋RTH/50℃/RTH/50℃ ＞Ｒ＋RTH/20℃/RTH/20℃ ＞Ｒ＋RTH/−10℃/RTH/−10℃ の関係になる様、サーミスタRTHに直列、あるいは並列
に抵抗を接続することによって、上記（Ｒ＋RTH）/RTH
の温度に対する変化を所望の変化率に設定することが可
能である。
従って、今VRFの温度変化率を1/K（Ｔ）とおくと、抵
抗値ＲとRTHを適当に選ぶことにより、 Ａ・Ｋ（Ｔ）＝（Ｒ＋RTH）/RTH ここで、Ａは定数 が得られ、これを前記（２）式に代入すると、 VOUT＝Ａ・Ｋ（Ｔ）・VRF ＝Ａ・Ｋ（Ｔ）・Ｖ′RF/K（Ｔ） ＝Ａ・Ｖ′RF となり、VOUTは温度と無関係に一定の傾斜が得られる。
なお、Ｖ′RFは温度とは無関係で、入射光のみに関与す
る関数である。
抗値ＲとRTHを適当に選ぶことにより、 Ａ・Ｋ（Ｔ）＝（Ｒ＋RTH）/RTH ここで、Ａは定数 が得られ、これを前記（２）式に代入すると、 VOUT＝Ａ・Ｋ（Ｔ）・VRF ＝Ａ・Ｋ（Ｔ）・Ｖ′RF/K（Ｔ） ＝Ａ・Ｖ′RF となり、VOUTは温度と無関係に一定の傾斜が得られる。
なお、Ｖ′RFは温度とは無関係で、入射光のみに関与す
る関数である。
この温度変化率を一定にした状態の電圧VRFと入射光
との関係を第11図に示す。このように、各特性線の傾斜
を平行になるように補正することにより、温度の変化を
考慮する必要がなくなる。
との関係を第11図に示す。このように、各特性線の傾斜
を平行になるように補正することにより、温度の変化を
考慮する必要がなくなる。
従って、このような補正回路を備えた光測定器では、
先ず、リセットによりオフセットのレベルVOUT/darkの
データN0を求め、次に測定時の測定レベルVOUTのデータ
N1を求め、更にCPU30でN1−N0を演算することにより温
度補正された測定データを求めることができる。
先ず、リセットによりオフセットのレベルVOUT/darkの
データN0を求め、次に測定時の測定レベルVOUTのデータ
N1を求め、更にCPU30でN1−N0を演算することにより温
度補正された測定データを求めることができる。
従来の温度補正技術では、光測定器の操作者には光セ
ンサの温度が不明であるために、いつリセットが必要か
分からず、従って精度の確保のため測定毎にリセットが
要求されるため測定作業に長時間を費やし、実用的でな
い。一方、光センサの温度を監視する別の温度計を配設
すると、操作者に測定毎に温度をチェックすることが要
求され、測定作業が煩わしくなる。
ンサの温度が不明であるために、いつリセットが必要か
分からず、従って精度の確保のため測定毎にリセットが
要求されるため測定作業に長時間を費やし、実用的でな
い。一方、光センサの温度を監視する別の温度計を配設
すると、操作者に測定毎に温度をチェックすることが要
求され、測定作業が煩わしくなる。
また、サーミスタの抵抗値R1の温度特性は、 R1＝R2expB（1/T1−1/T2） ここで、R1はT1（Ｋ）時の抵抗値 R2はT2（Ｋ）時の抵抗値 Ｂはサーミスタ定数 で示される。この場合、通常サーミスタの抵抗値の温度
特性と希望する抵抗値の特性は必ずしも一致しないた
め、サーミスタと直列、並列に抵抗を接続して所望の抵
抗値の温度特性に合わしているが、サーミスタは上式の
抵抗値R2やサーミスタ定数Ｂが比較的大きなばらつきを
有するため、サーミスタ自体の抵抗値のばらつきが大き
くなる。
特性と希望する抵抗値の特性は必ずしも一致しないた
め、サーミスタと直列、並列に抵抗を接続して所望の抵
抗値の温度特性に合わしているが、サーミスタは上式の
抵抗値R2やサーミスタ定数Ｂが比較的大きなばらつきを
有するため、サーミスタ自体の抵抗値のばらつきが大き
くなる。
従って、正確な温度補償を行うためには、各サーミス
タのばらつきに合った抵抗が選定されねばならないが、
多種類の抵抗を用意することは困難であるとともに、本
装置の生産作業を複雑にする。一方、可変抵抗器を用い
ると、高価かつ大型化を招くことになる。
タのばらつきに合った抵抗が選定されねばならないが、
多種類の抵抗を用意することは困難であるとともに、本
装置の生産作業を複雑にする。一方、可変抵抗器を用い
ると、高価かつ大型化を招くことになる。
また、サーミスタの特性が正確に把握できても全ての
温度について温度補償がされるものではなく、実際は数
点程度であり、充分とは言い難い。
温度について温度補償がされるものではなく、実際は数
点程度であり、充分とは言い難い。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、温度センサを
内蔵するとともに光センサの温度特性をメモリに記憶し
て、測定温度範囲内で正確に温度補償する光測定器を提
供することを目的とする。
内蔵するとともに光センサの温度特性をメモリに記憶し
て、測定温度範囲内で正確に温度補償する光測定器を提
供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、光センサを用いて光を測定する光測定器に
おいて、上記光センサで受光し、その光の強度に応じた
電気量を出力する光電変換部と、上記光電変換部の温度
を測定する温度センサと、被測定光の測定に先立って、
上記光センサを遮光して光電変換部のオフセット値を測
定するオフセット値測定手段と、上記オフセット値を記
憶する第１のメモリと、上記オフセット値測定時に温度
センサによって得られる温度を記憶する第２のメモリ
と、被測定光の測定時において、上記第１のメモリに記
憶されたオフセット値に基づいてオフセット補正された
被測定光の測定値を演算する演算手段と、被測定光の測
定時の温度と上記第２のメモリに記憶されたオフセット
値測定時の温度との差が所定温度以上のとき、警告を行
う警告手段とを備えたものである。
おいて、上記光センサで受光し、その光の強度に応じた
電気量を出力する光電変換部と、上記光電変換部の温度
を測定する温度センサと、被測定光の測定に先立って、
上記光センサを遮光して光電変換部のオフセット値を測
定するオフセット値測定手段と、上記オフセット値を記
憶する第１のメモリと、上記オフセット値測定時に温度
センサによって得られる温度を記憶する第２のメモリ
と、被測定光の測定時において、上記第１のメモリに記
憶されたオフセット値に基づいてオフセット補正された
被測定光の測定値を演算する演算手段と、被測定光の測
定時の温度と上記第２のメモリに記憶されたオフセット
値測定時の温度との差が所定温度以上のとき、警告を行
う警告手段とを備えたものである。
また、上記光電変換部への入射光に対して正しい測定
値が得られるように校正する校正手段と、上記校正手段
による校正時に温度センサによって得られる温度を記憶
する第３のメモリとを、さらに備え、上記演算手段は、
上記被測定光の測定時の温度と上記第３のメモリに記憶
された校正時の温度との温度差に基づいて上記被測定光
の測定値を温度補正することを特徴とするものである。
値が得られるように校正する校正手段と、上記校正手段
による校正時に温度センサによって得られる温度を記憶
する第３のメモリとを、さらに備え、上記演算手段は、
上記被測定光の測定時の温度と上記第３のメモリに記憶
された校正時の温度との温度差に基づいて上記被測定光
の測定値を温度補正することを特徴とするものである。
（作用） かかる構成によれば、被測定光の測定に先立って、上
記光センサを遮光し、光電変換部のオフセット値がオフ
セット値測定手段で測定され、第１のメモリに記憶され
ると共に、この時の温度センサによって得られた温度が
第２のメモリに記憶される。次に、被測定光の測定時に
おいては、上記第１のメモリに記憶されたオフセット値
に基づいてオフセット補正された被測定光の測定値が演
算手段で演算される。このとき、被測定光の測定時の温
度と上記第２のメモリに記憶されたオフセット値測定時
の温度との差が所定温度以上であれば、警告手段による
警告が行われるの、大きな誤差を含む測定値が算出され
ることがなくなる。
記光センサを遮光し、光電変換部のオフセット値がオフ
セット値測定手段で測定され、第１のメモリに記憶され
ると共に、この時の温度センサによって得られた温度が
第２のメモリに記憶される。次に、被測定光の測定時に
おいては、上記第１のメモリに記憶されたオフセット値
に基づいてオフセット補正された被測定光の測定値が演
算手段で演算される。このとき、被測定光の測定時の温
度と上記第２のメモリに記憶されたオフセット値測定時
の温度との差が所定温度以上であれば、警告手段による
警告が行われるの、大きな誤差を含む測定値が算出され
ることがなくなる。
また、本光測定器は、校正手段により上記光電変換部
への入射光に対して正しい測定値が得られるように校正
されるようになっており、この上記校正手段による校正
時に温度センサによって得られる温度が第３のメモリに
記憶される。そして、演算手段は、上記被測定光の測定
時の温度と上記第３のメモリに記憶された校正時の温度
との温度差に基づいて上記被測定光の測定値に対して温
度補正を行う。
への入射光に対して正しい測定値が得られるように校正
されるようになっており、この上記校正手段による校正
時に温度センサによって得られる温度が第３のメモリに
記憶される。そして、演算手段は、上記被測定光の測定
時の温度と上記第３のメモリに記憶された校正時の温度
との温度差に基づいて上記被測定光の測定値に対して温
度補正を行う。
（実施例） 本発明に係る光測定器の外観斜視図を第２図に示す。
図において、１は測定器本体、２はケーブルである。
該ケーブル２の一方端にはコネクタ３が、他端には光電
変換部４が接続されている。本体１の適所にはジャック
５が取付けられ、コネクタ３が着脱可能に接続できるよ
うになされている。また、本体１の上面適所には載置台
６が形成され、不使用時に光電変換部４が載置可能にな
されている。
該ケーブル２の一方端にはコネクタ３が、他端には光電
変換部４が接続されている。本体１の適所にはジャック
５が取付けられ、コネクタ３が着脱可能に接続できるよ
うになされている。また、本体１の上面適所には載置台
６が形成され、不使用時に光電変換部４が載置可能にな
されている。
第３図は第２図のIII−III線断面図を示すもので、載
置台６の側断面を表わしたものである。図より分かるよ
うに、本体１の一部に、その中心部61を除いて所定の深
さを有する円筒孔62が形成されている。そして、この部
分に光電変換部４の、後述する先端のフード44が嵌め込
まれることにより、姿勢を安定させて載置できるように
してある。
置台６の側断面を表わしたものである。図より分かるよ
うに、本体１の一部に、その中心部61を除いて所定の深
さを有する円筒孔62が形成されている。そして、この部
分に光電変換部４の、後述する先端のフード44が嵌め込
まれることにより、姿勢を安定させて載置できるように
してある。
第４図は受光部４の詳細な構成を示すもので、図
（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は側断面図である。
（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は側断面図である。
4X、4Y及び4Zは波長λｘ、λｙ及びλｚの分光特性を
それぞれ有する３個の、例えばシリコンフォトダイオー
ド等の光センサで、セルホルダー41面上で、例えば正三
角形の各頂点に配設されている。また、該セルホルダー
41の適所、例えば中心位置には光電変換部４の温度を測
定するための温度センサ42が設けてある。この温度セン
サ42は温度、例えば絶対温度（Ｋ）に比例した電流を出
力するものが使用されている。これらの光センサ4X、
4Y、4Z、温度センサ42及びこれらのセンサの出力を増幅
する増幅回路（不図示）は温度差のないように熱容量の
大きな金属筒内に組み込まれている。
それぞれ有する３個の、例えばシリコンフォトダイオー
ド等の光センサで、セルホルダー41面上で、例えば正三
角形の各頂点に配設されている。また、該セルホルダー
41の適所、例えば中心位置には光電変換部４の温度を測
定するための温度センサ42が設けてある。この温度セン
サ42は温度、例えば絶対温度（Ｋ）に比例した電流を出
力するものが使用されている。これらの光センサ4X、
4Y、4Z、温度センサ42及びこれらのセンサの出力を増幅
する増幅回路（不図示）は温度差のないように熱容量の
大きな金属筒内に組み込まれている。
上記セルホルダー41の前面には入射光が各光センサ
4X、4Y、4Zで均一に受光されるように拡散板43が取付け
てあり、更に該拡散板43の前面には所定長を有するフー
ド44が取付けてある。このフード44は光センサ4X（光セ
ンサ4Y、4Zについても同様である）が光電変換部４の中
心位置にないために、光電変換部４を回転させた時に光
センサ4Xで受光される光量変化の発生を出来るだけ抑え
るためのものである。例えば、直径21mmのフード44にお
いて、長さを2.5mmから15.0mmにすると、光量変化によ
る測定データの変化が１桁下がることを確認している。
4X、4Y、4Zで均一に受光されるように拡散板43が取付け
てあり、更に該拡散板43の前面には所定長を有するフー
ド44が取付けてある。このフード44は光センサ4X（光セ
ンサ4Y、4Zについても同様である）が光電変換部４の中
心位置にないために、光電変換部４を回転させた時に光
センサ4Xで受光される光量変化の発生を出来るだけ抑え
るためのものである。例えば、直径21mmのフード44にお
いて、長さを2.5mmから15.0mmにすると、光量変化によ
る測定データの変化が１桁下がることを確認している。
次に、第１図及び第５図〜第７図を用いて、本発明に
係る温度補償の方法について、オフセット値変化の補正
と傾斜変化の補正とに分けて説明する。なお、説明は分
光感度λｘを持つ光センサ4Xについて行い、他の光セン
サ4Y、4Zについては同様なため省略する。また、光電変
換部４の温度は温度センサの近くにあり、光センサと同
一温度と見なせる。
係る温度補償の方法について、オフセット値変化の補正
と傾斜変化の補正とに分けて説明する。なお、説明は分
光感度λｘを持つ光センサ4Xについて行い、他の光セン
サ4Y、4Zについては同様なため省略する。また、光電変
換部４の温度は温度センサの近くにあり、光センサと同
一温度と見なせる。
第１図は、本発明に係る温度補償を行う回路図の一例
を示すもので、図中、オペアンプOP1は光電流IPXを電圧
に変換して出力し、オペアンプOP2は温度センサ10の出
力電流を電圧に変換して出力するものである。R1、R2は
各々帰還抵抗である。ADC11、ADC12は各オペアンプO
P1、OP2のアナログ出力をデジタルデータに変換するも
のである。CPU13はADC11、ADC12から送入される測定デ
ータ、温度データ及びメモリ14に予め記憶された後述す
るデータとから上記測定データに温度補正を施すもので
ある。補正後の測定値は表示部15に表示される。また、
CPU13は後述するようにリセット時の温度と測定時の温
度とが予め定めた温度差を越えた時は警告信号を出力
し、表示部15にその旨表示させ、あるいは音による警報
を発生させる。なお、キャップ16は後述するリセット時
に光電変換部４を遮光するものである。
を示すもので、図中、オペアンプOP1は光電流IPXを電圧
に変換して出力し、オペアンプOP2は温度センサ10の出
力電流を電圧に変換して出力するものである。R1、R2は
各々帰還抵抗である。ADC11、ADC12は各オペアンプO
P1、OP2のアナログ出力をデジタルデータに変換するも
のである。CPU13はADC11、ADC12から送入される測定デ
ータ、温度データ及びメモリ14に予め記憶された後述す
るデータとから上記測定データに温度補正を施すもので
ある。補正後の測定値は表示部15に表示される。また、
CPU13は後述するようにリセット時の温度と測定時の温
度とが予め定めた温度差を越えた時は警告信号を出力
し、表示部15にその旨表示させ、あるいは音による警報
を発生させる。なお、キャップ16は後述するリセット時
に光電変換部４を遮光するものである。
第５図は、光センサ4Xの光電流IPXと入射光の関係
を、温度をパラメータにして示した特性線図である。第
６図は温度T0を基準にして校正したときの該温度T
0（℃）からの温度差に対する光電流IPXの変化率を表わ
した相対変化率図である。そして、この相対変化率図は
予めメモリ14内（以下、便宜上メモリM1という）に記憶
されている。
を、温度をパラメータにして示した特性線図である。第
６図は温度T0を基準にして校正したときの該温度T
0（℃）からの温度差に対する光電流IPXの変化率を表わ
した相対変化率図である。そして、この相対変化率図は
予めメモリ14内（以下、便宜上メモリM1という）に記憶
されている。
第７図は、温度と出力電流の関係を示す温度センサ42
の特性図である。そして、この特性図は、温度Ｔ（℃）
とADC12の出力データMTとの対照表として予めメモリ14
内（以下、便宜上メモリM2という）に記憶されている。
の特性図である。そして、この特性図は、温度Ｔ（℃）
とADC12の出力データMTとの対照表として予めメモリ14
内（以下、便宜上メモリM2という）に記憶されている。
（１）オフセット値変化の補正 温度センサ10の出力電流ITはIT≫IB2であり、帰還抵
抗R2を適当な値に選ぶことで、V2OFFを無視することが
できる。従って、オペアンプOP2の出力V2OUTは、 V2OUT＝−（IT＋IB2）・R2 ≒−IT・R2 となる。
抗R2を適当な値に選ぶことで、V2OFFを無視することが
できる。従って、オペアンプOP2の出力V2OUTは、 V2OUT＝−（IT＋IB2）・R2 ≒−IT・R2 となる。
先ず、リセット処理を行う。この時の温度をT1とする
と、温度センサ10の出力電流IT1から、オペアンプOP2の
出力として、 V2OUT＝−IT1・R2 を求め、この出力を更にADC12で変換してデジタルデー
タMT1を求める。そして、これをリセット時の温度デー
タとしてメモリ14にデータMT1の形で記憶しておく。
と、温度センサ10の出力電流IT1から、オペアンプOP2の
出力として、 V2OUT＝−IT1・R2 を求め、この出力を更にADC12で変換してデジタルデー
タMT1を求める。そして、これをリセット時の温度デー
タとしてメモリ14にデータMT1の形で記憶しておく。
また、このリセット時に光電変換部４にキャップ16を
被せて、この時の光センサ4Xからの出力電流をオペアン
プOP1で抽出し、V1OUTとして、 V1OUT＝−IB1・R1＋V1OFF を得、これを、ADC11で変換して、デジタルデータN0 0
を求め、メモリ４に記憶する。
被せて、この時の光センサ4Xからの出力電流をオペアン
プOP1で抽出し、V1OUTとして、 V1OUT＝−IB1・R1＋V1OFF を得、これを、ADC11で変換して、デジタルデータN0 0
を求め、メモリ４に記憶する。
次に、測定時には、キャップ16を外して通常の測定を
行い、この時に得られた光センサ4Xからの光電流IPXを
前記同様オペアンプOP1で抽出し、V1OUTとして、 V1OUT＝−（IPX＋IB1）・R1＋V1OFF を得、これを、ADC11で変換して、デジタルデータNT1を
求め、CPU13に入力する。CPU13は、 NT1−N0 0＝IPX・R1 ……（３） の演算を実行して、オフセット補正された測定値を求め
る。
行い、この時に得られた光センサ4Xからの光電流IPXを
前記同様オペアンプOP1で抽出し、V1OUTとして、 V1OUT＝−（IPX＋IB1）・R1＋V1OFF を得、これを、ADC11で変換して、デジタルデータNT1を
求め、CPU13に入力する。CPU13は、 NT1−N0 0＝IPX・R1 ……（３） の演算を実行して、オフセット補正された測定値を求め
る。
ところで、周囲温度が上記T1から変化すると、オペア
ンプOP1、OP2の漏れ電流やオフセット電圧、また複数レ
ンジを有する場合に使用されるスイッチの漏れ電流が変
化し、上記のようにして求めた（３）式のオフセットの
レベルが変化する。
ンプOP1、OP2の漏れ電流やオフセット電圧、また複数レ
ンジを有する場合に使用されるスイッチの漏れ電流が変
化し、上記のようにして求めた（３）式のオフセットの
レベルが変化する。
このため、CPU13は温度センサ10からの温度データMT
を測定毎に取り込み、リセット時に得られた温度データ
MT1と比較し、その差が予め定めた値を越えたときは、
オフセット誤差が許容範囲を越えたとして警告信号を出
力し、操作者に再度リセットが必要であることを通報す
るようにしている。従って、オフセット補正は常に許容
誤差範囲内のレベルで行われ、高精度かつ安定したオフ
セット補正が期される。
を測定毎に取り込み、リセット時に得られた温度データ
MT1と比較し、その差が予め定めた値を越えたときは、
オフセット誤差が許容範囲を越えたとして警告信号を出
力し、操作者に再度リセットが必要であることを通報す
るようにしている。従って、オフセット補正は常に許容
誤差範囲内のレベルで行われ、高精度かつ安定したオフ
セット補正が期される。
（２）傾斜変化の補正 今、予め温度T2で入射光に対して正確な測定データが
得られるように校正が行われているとする。この校正
は、光電変換回路の出力であるアナログ信号を校正回路
によって校正するようにしてもよいし、CPU30内でADC20
から入力されるデジタルデータに所定の係数を掛けるよ
うにしてもよい。
得られるように校正が行われているとする。この校正
は、光電変換回路の出力であるアナログ信号を校正回路
によって校正するようにしてもよいし、CPU30内でADC20
から入力されるデジタルデータに所定の係数を掛けるよ
うにしてもよい。
この校正時の温度T2はメモリ14にデータMT2の形で記
憶されている。そして、リセットの結果、オフセットの
レベルとして、N0 0が得られている。
憶されている。そして、リセットの結果、オフセットの
レベルとして、N0 0が得られている。
次に、測定時に温度センサ10により得られた温度がT3
（データMT3）であったとする。このとき、測定時の温
度はT3であるが、その測定値NT3は校正時の温度T2にお
ける特性が加味されたものであり、温度変化分の補正が
必要である。CPU13は今回の測定時における温度データM
T3、校正時の温度データMT2及びメモリM1の対照表から
得られる相対変化率−ａ％（温度T2のもの）、−ｂ％
（温度T3のもの）とから、 NT3−N0 0・（１−a/100）／（１−b/100） ……（４） の演算を実行する。すなわち、上記（４）式では傾斜変
化分が加味されているため受光部４の温度依存性を排除
した測定値が求められる。しかも、この補正方法は光セ
ンサの光電流の変化の割合に関係することなしに、高精
度の測定値が得られる。
（データMT3）であったとする。このとき、測定時の温
度はT3であるが、その測定値NT3は校正時の温度T2にお
ける特性が加味されたものであり、温度変化分の補正が
必要である。CPU13は今回の測定時における温度データM
T3、校正時の温度データMT2及びメモリM1の対照表から
得られる相対変化率−ａ％（温度T2のもの）、−ｂ％
（温度T3のもの）とから、 NT3−N0 0・（１−a/100）／（１−b/100） ……（４） の演算を実行する。すなわち、上記（４）式では傾斜変
化分が加味されているため受光部４の温度依存性を排除
した測定値が求められる。しかも、この補正方法は光セ
ンサの光電流の変化の割合に関係することなしに、高精
度の測定値が得られる。
なお、この本実施例では、光センサの温度特性とし
て、相対変化率を記憶するようにしたが、光電流と温度
との関係が特定可能なものであれば、記憶内容及び方法
は特に限定されるものではない。
て、相対変化率を記憶するようにしたが、光電流と温度
との関係が特定可能なものであれば、記憶内容及び方法
は特に限定されるものではない。
次に、本発明に係る他の温度補償について説明する。
この実施例は光センサの出力電流の変化が温度の一次関
数になっている場合である。
この実施例は光センサの出力電流の変化が温度の一次関
数になっている場合である。
この場合は、前実施例のように、第６図の表をそのま
まメモリに記憶する代わりに、計算式を記憶するように
したものである。
まメモリに記憶する代わりに、計算式を記憶するように
したものである。
すなわち、第８図は温度20℃を基準にして校正したと
きの該温度20℃からの温度差に対する光電流IPXの変化
率を表わした相対変化率図で、この相対変化率γは、 γ＝−Ｃ（Ｔ−20℃） ……（５） ここで、Ｃは変化率の係数 と表わされ、この（５）式はメモリに記憶されている。
きの該温度20℃からの温度差に対する光電流IPXの変化
率を表わした相対変化率図で、この相対変化率γは、 γ＝−Ｃ（Ｔ−20℃） ……（５） ここで、Ｃは変化率の係数 と表わされ、この（５）式はメモリに記憶されている。
さて、傾斜変化の補正において、今、校正を温度T2で
行ったとする。この時の温度データMT2をメモリ14に記
憶する。
行ったとする。この時の温度データMT2をメモリ14に記
憶する。
また、リセット時にキャップ16を被せて測定した測定
データから、オフセットのレベルN0 0が得られ、これを
記憶する。
データから、オフセットのレベルN0 0が得られ、これを
記憶する。
また、上記校正は通常、室温で行われることから、こ
のリセット時の温度T2は20℃付近にあり、従って、上記
（５）式は、 γ≒−Ｃ（Ｔ−T2） ……（６） となる。
のリセット時の温度T2は20℃付近にあり、従って、上記
（５）式は、 γ≒−Ｃ（Ｔ−T2） ……（６） となる。
次に、温度T3において、キャップ16を外して通常の測
定を行い、ADC11で変換してデジタルデータNT3を求め、
CPU13に入力する。そして、CPU13は、 NT3−N0 0＝IPX・R1 ……（７） の演算を実行する。
定を行い、ADC11で変換してデジタルデータNT3を求め、
CPU13に入力する。そして、CPU13は、 NT3−N0 0＝IPX・R1 ……（７） の演算を実行する。
更に、CPU13は温度センサ10により得られた温度T3と
校正時の温度T2とを、上記（６）式に代入するととも
に、上記（７）式で割り算、すなわち、 （NT3−N0 0）／｛１−Ｃ（T3−T2）｝ の演算を実行し、これにより傾斜変化分を加味した測定
値が求まる。
校正時の温度T2とを、上記（６）式に代入するととも
に、上記（７）式で割り算、すなわち、 （NT3−N0 0）／｛１−Ｃ（T3−T2）｝ の演算を実行し、これにより傾斜変化分を加味した測定
値が求まる。
この、実施例によれば、相対変化率の係数Ｃの値のみ
をメモリに記憶しておくだけで、温度補正が行える。
をメモリに記憶しておくだけで、温度補正が行える。
なお、以上の実施例では、温度センサとして絶対温度
に比例した電流を出力する素子で説明したが、例えばサ
ーミスタを使用した場合でも、同様の補正を行うことが
出来、これによって温度センサの回路周辺に負担を掛け
ることなく、簡単な回路構成で正確な温度を求めること
ができる。
に比例した電流を出力する素子で説明したが、例えばサ
ーミスタを使用した場合でも、同様の補正を行うことが
出来、これによって温度センサの回路周辺に負担を掛け
ることなく、簡単な回路構成で正確な温度を求めること
ができる。
この場合、使用するサーミスタの抵抗値と温度の関係
を求めて、予めメモリに記憶しておき、測定毎にこのメ
モリから温度を求めるようにする。この方法によれば、
サーミスタの特性にばらつきがあっても、演算プログラ
ム内の一部の定数を書き換えるだけで対応できるため、
温度センサの周辺回路に使用される抵抗等の値をサーミ
スタの特性毎に対応させる必要がなくなる。
を求めて、予めメモリに記憶しておき、測定毎にこのメ
モリから温度を求めるようにする。この方法によれば、
サーミスタの特性にばらつきがあっても、演算プログラ
ム内の一部の定数を書き換えるだけで対応できるため、
温度センサの周辺回路に使用される抵抗等の値をサーミ
スタの特性毎に対応させる必要がなくなる。
以上説明したように、本発明によれば、予め得ておい
たオフセット値に基づいてオフセット補正された被測定
光の測定値を演算することができ、しかも被測定光の測
定時の温度とオフセット値測定時の温度との差が所定温
度以上のときには警告を行って操作者に通報するように
したので、測定毎に誤差の監視がなされているととも
に、常に誤差の許容範囲内での測定が行える。そして、
警告がないときは許容誤差内にあると確認出来るので、
リセット処理を行う手間が省け、測定作業が正確、迅速
に行える。さらに、校正時の温度と測定時の温度との温
度差に基づいて測定値の温度補正を行なうようにしたの
で、正しい測定値が得られるように校正した時から温度
が変化した場合でも、その温度変化量に応じた補正が行
なわれるため常に高精度の光測定が可能となる。
たオフセット値に基づいてオフセット補正された被測定
光の測定値を演算することができ、しかも被測定光の測
定時の温度とオフセット値測定時の温度との差が所定温
度以上のときには警告を行って操作者に通報するように
したので、測定毎に誤差の監視がなされているととも
に、常に誤差の許容範囲内での測定が行える。そして、
警告がないときは許容誤差内にあると確認出来るので、
リセット処理を行う手間が省け、測定作業が正確、迅速
に行える。さらに、校正時の温度と測定時の温度との温
度差に基づいて測定値の温度補正を行なうようにしたの
で、正しい測定値が得られるように校正した時から温度
が変化した場合でも、その温度変化量に応じた補正が行
なわれるため常に高精度の光測定が可能となる。
第１図は本発明に係る温度補償を行う光測定器の一例を
示す回路図、第２図は光測定器の外観斜視図、第３図は
第２図のIII−III線断面図、第４図は受光部の詳細な構
成を示すもので、図（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は側断面
図、第５図は光センサ4Xの光電流IPXと入射光の関係
を、温度をパラメータにして示した特性線図、第６図は
温度T0で校正したときの温度T0（℃）からの温度差に対
する光電流IPXの変化率を表わした相対変化率図、第７
図は温度と出力電流の関係を示す温度センサ42の特性
図、第８図は温度20℃で校正したときの温度20℃からの
温度差に対する光電流IPXの変化率を表わした相対変化
率図、第９図は従来技術を説明するための受光部の入射
光と出力との特性線を温度をパラメータにして示した
図、第10図は従来の温度補償回路、第11図は従来技術を
説明するための温度変化率を一定に補正した状態の電圧
VRFと入射光との関係を示す図である。 10,42……温度センサ、11,12……ADC（アナログデジタ
ルコンバータ）、13……CPU、14……メモリ、15……表
示部、16……キャップ、OP1,OP2……オペアンプ、4X,
4Y,4Z……光センサ、R1,R2……帰還抵抗、
示す回路図、第２図は光測定器の外観斜視図、第３図は
第２図のIII−III線断面図、第４図は受光部の詳細な構
成を示すもので、図（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は側断面
図、第５図は光センサ4Xの光電流IPXと入射光の関係
を、温度をパラメータにして示した特性線図、第６図は
温度T0で校正したときの温度T0（℃）からの温度差に対
する光電流IPXの変化率を表わした相対変化率図、第７
図は温度と出力電流の関係を示す温度センサ42の特性
図、第８図は温度20℃で校正したときの温度20℃からの
温度差に対する光電流IPXの変化率を表わした相対変化
率図、第９図は従来技術を説明するための受光部の入射
光と出力との特性線を温度をパラメータにして示した
図、第10図は従来の温度補償回路、第11図は従来技術を
説明するための温度変化率を一定に補正した状態の電圧
VRFと入射光との関係を示す図である。 10,42……温度センサ、11,12……ADC（アナログデジタ
ルコンバータ）、13……CPU、14……メモリ、15……表
示部、16……キャップ、OP1,OP2……オペアンプ、4X,
4Y,4Z……光センサ、R1,R2……帰還抵抗、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 武敏 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 清水 晋二 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 上松 幹夫 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭62−17621（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−16432（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01J 1/44
Claims (2)
- 【請求項１】光センサを用いて光を測定する光測定器に
おいて、上記光センサで受光し、その光の強度に応じた
電気量を出力する光電変換部と、上記光電変換部の温度
を測定する温度センサと、被測定光の測定に先立って、
上記光センサを遮光して光電変換部のオフセット値を測
定するオフセット値測定手段と、上記オフセット値を記
憶する第１のメモリと、上記オフセット値測定時に温度
センサによって得られる温度を記憶する第２のメモリ
と、被測定光の測定時において、上記第１のメモリに記
憶されたオフセット値に基づいてオフセット補正された
被測定光の測定値を演算する演算手段と、被測定光の測
定時の温度と上記第２のメモリに記憶されたオフセット
値測定時の温度との差が所定温度以上のとき、警告を行
う警告手段とを備えたことを特徴とする光測定器。 - 【請求項２】上記光電変換部への入射光に対して正しい
測定値が得られるように校正する校正手段と、上記校正
手段による校正時に温度センサによって得られる温度を
記憶する第３のメモリとを、さらに備え、上記演算手段
は、上記被測定光の測定時の温度と上記第３のメモリに
記憶された校正時の温度との温度差に基づいて上記被測
定光の測定値を温度補正することを特徴とする請求項１
記載の光測定器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18004889A JP2844692B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 光測定器 |
| US08/022,790 US5327210A (en) | 1989-07-11 | 1993-02-23 | Light measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18004889A JP2844692B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 光測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344525A JPH0344525A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2844692B2 true JP2844692B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16076575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18004889A Expired - Lifetime JP2844692B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 光測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844692B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015141918A1 (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | (주)에이앤아이 | 실시간 영점조절이 가능한 색차계모듈 및 이를 이용한 색상계측기 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5327210A (en) * | 1989-07-11 | 1994-07-05 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light measurement device |
| WO1993023725A1 (en) * | 1992-05-14 | 1993-11-25 | Denove Thomas F | Lcd bargraph motion picture light meter |
| JPH0629506U (ja) * | 1992-09-25 | 1994-04-19 | 達雄 竹田 | Ｏ−リングテスター |
| JPH08299314A (ja) * | 1995-05-02 | 1996-11-19 | C C Works Japan:Kk | 健康診断方法 |
| US6730909B2 (en) * | 2000-05-01 | 2004-05-04 | Bae Systems, Inc. | Methods and apparatus for compensating a radiation sensor for temperature variations of the sensor |
| NL1016545C2 (nl) * | 2000-11-03 | 2002-05-07 | Fugro Eng Bv | Een roteerbare kernboorinrichting en een roteerbaar kernboorsysteem uitgevoerd met een dergelijke roteerbare kernboorinrichting. |
| JP4763030B2 (ja) * | 2008-09-01 | 2011-08-31 | ジヤトコ株式会社 | 圧入装置 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP18004889A patent/JP2844692B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015141918A1 (ko) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | (주)에이앤아이 | 실시간 영점조절이 가능한 색차계모듈 및 이를 이용한 색상계측기 |
| US9759608B2 (en) | 2014-03-17 | 2017-09-12 | Ani. Co. Ltd. | Color difference meter module capable of performing real-time zero point adjustment and color measuring device using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344525A (ja) | 1991-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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