JP3912366B2 - 測光装置およびその非線形性補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、分光輝度計や分光測色計などとして好適に実施され、被測定光の強度を測定する測光装置およびその非線形性の補正方法に関する。

測定波長域の全波長の分光強度を同時に測定するポリクロメータは、測定効率が高く、瞬間光を測定できるなどの特徴から、被測定光の分光強度分布を測定する分光輝度計（分光強度測定装置）や、試料の分光反射特性を測定する分光測色計（分光反射特性測定装置）のポリクロメータとして広く用いられている。図１６は、一般的なポリクロメータ１の概略構成を示す断面図である。ポリクロメータ１は、ハウジング２に配置された入射開口３、受光センサアレイ４、前記入射開口３を通過した光束による入射開口３の波長分散像を前記受光センサアレイ４上に作成する回折格子５および結像光学系６から構成される。前記受光センサアレイ４からの出力は、信号処理回路７において電流電圧変換された後、演算制御回路８にて、前記分光強度分布や分光反射特性が求められる。

図１７は、前記信号処理回路７の一構成例を示すブロック図である。前記受光センサアレイ４は、ｎ個のフォトダイオードアレイから成り、各フォトダイオードＤ１〜Ｄｎの出力電流は、個別に設けられたアンプａ１１〜ａ１ｎによって電圧値に変換されるとともに高いゲインで増幅される。なお、以下の説明では、前記ｎ個の画素から成るフォトダイオードアレイに対応したｎチャネルの構成をそれぞれ示す場合について、１〜ｎの添え字を付して示し、特にチャネルを限定する必要のない場合には、前記添え字を省略して示す。各アンプａ１１〜ａ１ｎの出力は、マルチプレクサ９に入力され、このマルチプレクサ９は、前記演算制御回路８からの切換え信号に応答して、前記各アンプａ１１〜ａ１ｎからの出力を択一的に順次選択して出力する。マルチプレクサ９からの出力は、入力抵抗ｒ３を経て可変ゲインアンプａ２で増幅された後、アナログ／デジタル変換器１０においてデジタル値に変換されて前記演算制御回路８に入力される。

このように構成されるポリクロメータ１において、分光輝度計に要求される広い測定範囲を得るために、入射光量に応じて、信号処理回路７のゲインを切換えることが行われる。そのため、前記アンプａ１に関しては、それぞれ２種類の帰還抵抗ｒ１，ｒ２が設けられており、可変ゲインアンプａ２に関しては、３種類の帰還抵抗ｒ４，ｒ５，ｒ６が設けられており、それらの帰還抵抗ｒ１，ｒ２；ｒ４，ｒ５，ｒ６は、前記演算処理回路８からの制御信号に応答して、それぞれ直列に設けられた切換えスイッチｓ１，ｓ２；ｓ４，ｓ５，ｓ６によって切換え制御され、ゲイン切換えが行われる。前記帰還抵抗ｒ１，ｒ２の抵抗値の比は、たとえば１：８である。また、前記帰還抵抗ｒ４，ｒ５，ｒ６の抵抗値の比は、たとえば１：２：４である。

したがって、この信号処理回路７では、下記のテーブルに示すように、各ゲイン切換えを略２倍間隔で行うことができ、最小ゲインＧ＝１と最大ゲインＧ＝６との比は、略１：３２であり、各ゲインはそのフルスケール入射光強度Ｉｆ（Ｇ）と１つ下のゲインのフルスケール入射光強度Ｉｆ（Ｇ−１）との間の入射光強度に対して適用される。

しかしながら、上述のように抵抗値を段階的に切換えると、抵抗値の名目値からのズレのため、図１８に示すように、各ゲインでの入出力関係は不連続になり、一直線にはならないという問題がある。したがって、ダイナミックレンジ（測定範囲）の全域に亘って線形な入出力関係を得るためには、各ゲインによる出力を、それらのゲイン比で補正する必要がある。たとえば、同じ入射光強度を相互に隣接する２つのゲインで測定して得た出力の比を補正値とし、実際の測定値にその補正値を乗算することで、補正された出力を得ることができる。測定精度を上げるためには、高いゲインの、フルスケールに近く、かつそのフルスケールを超えない範囲を使用して測定することが望ましい。

一方、上述のように各フォトダイオードＤ１〜Ｄｎに電流電圧変換用のアンプａ１１〜ａ１ｎを個別に設けたシリコンフォトセンサは、電流ショートモードでは、その入出力（入射光強度−出力信号）特性に十分な直線性を有する。しかしながら、そのような処理回路を波長毎に持つ必要がなく、小型化し易いことから、近年、前記ポリクロメータ１の受光センサアレイ４には、ＣＣＤなどの自己走査型の電荷蓄積センサアレイが多用されるようになった。そのＣＣＤでは、図１９で示すように、光電変換特性の飽和などの特性によって、Ｓ字型の入出力関係を持ち、計測器に通常要求される直線性を持たないという問題がある。

したがって、こうした受光センサアレイ４を、分光輝度計などの計測器に用いる場合は前記の不連続性や、このＳ字特性というような非線形性を、何らかの方法で補正しなければならない。補正をルックアップテーブルで行うにせよ、関数近似で行うにせよ、そのベースとして複数の異なる入射光強度での出力データが必要である。特に低照度域と高照度域とで直線とのずれが大きいが、１０^６に及ぶ輝度計の測定範囲で必要な精度の直線性を得るためには、測定範囲の多数の入射光強度での測定データが必要となる。そして、得られたデータから補正値を求め、実際の測定時には、測定値を補正値で補正してセンサ出力とする。また、前記非線形性は、素子毎に、また１つの素子でも画素毎に異なることがあり、精度の高い測定のためには、素子毎、画素毎の補正が必要となる。

補正のためのデータを得るにあたって、従来では、被補正測定器に入射させる白色光源の光束の強度を調整している。白色光を用いるのは、受光センサアレイ４の各画素には、異なる波長の光束が入射するためである。前記入射光強度の調整は、具体的には、
１．光源からの距離を変える。
２．光源の駆動電圧を変える。
３．特許文献１で示されるように、ＮＤフィルタを挿入する。
というものである。
特開２００２−１７４５５１号公報

前記光源からの距離を変えるという手法は、光量が距離の２乗に反比例することを利用して、被補正測定器をベンチに搭載し、距離を変化させて、それぞれの距離での出力信号レベルを測定し、補正値を求めるというものである。また、光源の駆動電圧を変えるという手法は、被補正測定器に臨む発光素子の駆動電圧や電流を変化させて、それぞれの電流値や電圧値での出力信号レベルを測定し、補正値を求めるというものである。さらにまた、ＮＤフィルタを挿入するという手法は、被補正測定器と発光素子との間に、ＮＤ（減光）フィルタを挿入し、減光割合の異なるフィルタを使用して、それぞれの減光割合での出力信号レベルを測定し、補正値を求めるというものである。

したがって、従来技術では、いずれの手法も大掛かりな設備を必要とし、調整に多大な手間と時間がかかるという問題がある。このため、前述のように素子毎に補正が必要となるところ、幾つかを抜き取って、それらから得られた代表的な補正値を設定しているのが現状である。

また、前記分光輝度計や分光測色計などのように、多くの画素センサを備える構成において、低入射光強度でのＳ／Ｎを考慮すると、信号処理のできるだけ初期にゲインを切換えることが望ましく、前記図１７で示すように各画素センサにアンプａ１を設けた構成では、受光センサアレイ４の画素センサ毎にゲインが異なることになるため、チャネル毎、つまり波長毎に上述の補正をする必要がある。

さらにまた、光源の強度も受光センサアレイ４の感度も波長依存するので、波長分離された被測定光を受光する各画素センサによって、測定条件の設定が必要となり、補正にかかる手間と時間は膨大なものとなる。すなわち、補正用の白色光を被補正測定器への入射光として入射させると、各画素には分光された光束が入射することになり、回折格子やＣＣＤなどの光学素子の分光特性の影響を受けて、各画素の照度と信号出力とが大きく異なる。そのため、各画素を補正に適切な照度で照明するには、より多数の入射光強度での測定が必要となる。

また、広いダイナミックレンジをカバーし、低輝度域でのＳ／Ｎを確保するために、ＣＣＤでは電荷積分時間を長くして測定が行われるが、前記電荷積分時間によって非線形性が異なる素子の場合は、各積分時間について必要な照度レベルでの測定データが必要となるため、非線形性補正のための測定に要する手間と時間はさらに大きくなるという問題もある。

本発明の目的は、特別な設備を必要とせず、高精度かつ効率的に非線形性を補正することができる測光装置およびその非線形性補正方法を提供することである。

本発明の一態様の測光装置は、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ複数の感度で測定し、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベルにおける複数の感度での補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、分光輝度計や分光測色計などとして実現される測光装置において、非線形性を補正するにあたって、本発明では、１または複数の補正用照明手段を用い、それを少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させる。前記非線形性としては、たとえば光電流を増幅するアンプが、入射光強度レベルに応じて、複数のゲインの中から適切なゲインを選択して増幅を行う場合、前記ゲインの切換えに伴って生じる入出力特性の不連続性がある。また、たとえば光センサの光電変換特性の飽和などの光センサやアンプの特性によっても、前記非線形性が生じる。

前記照度割合は、何Ｗというような絶対的な照度レベルではなく、たとえば１０個の補正用照明手段の照度レベルが相互に等しく、半分の５個を点灯した場合には、総ての１０個を点灯した場合の半分の照度レベルとなり、たとえば照度レベルの比が、１：２：４の３個の補正用照明手段を用いた場合、８通りの点灯パターンによって、０，１，２，３，４，５，６，７の８つの照度レベルとなり、単一の補正用照明手段を用いても、駆動電流レベルを複数段階に切換えるというように、切換えられる照度レベルの相対的な比が既知であればよい。そして、総てを点灯した状態またはフルパワーで点灯した状態を、センサ入力レベルの最大値、すなわちダイナミックレンジに設定すればよい。

そして、補正にあたっては、演算制御手段は、先ずその補正用照明手段を、任意の組合わせで、または任意の電流値などで順次点灯することで、複数の照度レベルでかつ複数の感度でのセンサ出力を得る。次に、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベル（点灯状態）における複数の感度での補正値を求める。具体的には、たとえばセンサ出力レベルをデジタルデータの８ビットで表し、前記照度レベルが相互に等しい１０個の補正用照明手段を用いる場合、１０進データで、１０個総てが点灯した場合には２５５を表し、半分の５個が点灯した場合には１２８を表し、全く点灯しない場合には０を表すというように、各照度レベル（点灯状態）における期待値が設定されており、その期待値とのズレ量や比を補正値として求める。前記複数の感度は、前記光センサからの出力を増幅するためのゲインの複数のレベルなどである。

実際の測光時には、前記演算制御手段は、センサ出力レベルを、対応する補正値で、加減算や乗除算を行って補正して、測定出力とする。このとき、実際のセンサ出力レベルに合致する補正値がない場合には、適宜補間演算などを用いればよい。

したがって、前記非線形性を補正するにあたって、特別な設備を必要とせず、高精度かつ効率的に行うことができる。また、複数の感度間の不連続性や非線形性を解消することができる。

また、本発明の他の態様の測光装置は、光センサからの出力を複数の異なるゲインで増幅するゲイン可変アンプを備え、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ各照度レベルにおけるセンサ出力レベルを前記ゲイン可変アンプの複数のゲインで測定し、各照度レベルにおける複数の異なるゲインでの測定結果の比から、被測定光のセンサ出力レベルに対する補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、測光可能なダイナミックレンジを大きくするために、光センサからの出力をゲイン可変アンプを用いて複数の異なるゲインで増幅するようにした測光装置において、帰還抵抗の切換えや入力抵抗の切換えで実現されるゲイン切換えに伴い、前記ゲイン可変アンプには、各ゲイン間で入出力特性が不連続になり、非線形性を生じることがある。

そこで、上記発明では、前記補正用照明手段を照度割合が既知の複数の照度レベルで発光させ、補正用の照明光を作成する。そして、各照度レベルにおいて、複数のゲインでセンサ出力レベルを測定する。これによって、同じ照度レベルであっても、測定範囲が重複する複数のゲイン間での測定結果のズレが明らかになり、たとえば最もゲインが小さい測定可能な照度範囲の最大値付近のゲインを基準に、前記測定可能な照度範囲の下方値（ゲ
インが高い側）のゲインを、同じ照度レベルの隣り合うゲインでの測定結果が同一値となるように、ゲイン比倍に補正しておく。

したがって、複数のゲインを通して入出力特性が１本の線に繋がり、前記不連続性を解消することができる。

さらにまた、本発明の他の態様の測光装置は、複数の画素センサが一次元または二次元に配列されたセンサアレイから成る光センサを備え、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、前記光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、前記光センサに隣接して設けられ、前記補正用照明手段からの照明光が共に照射され、入射光に対する出力電流が線形性を有するモニター用光センサと、補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ複数の感度で各照度レベルにおけるセンサ出力レベルを測定し、複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値として求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、光センサが複数の画素センサが一次元または２次元に配列されたセンサアレイから成り、分光輝度計や分光測色計などとして使用される測光装置において、複数の画素間で共通のアンプを用いることができるＣＣＤなどから成り、非線形性を有する光センサからの出力を線形に補正するにあたって、この光センサに隣接して、補正用照明手段からの照明光が共に照射されるモニター用光センサを別途設ける。そして、このモニター用光センサは、シリコンフォトダイオードに固有のアンプを備えるなどして成り、良好な線形性を有する。

したがって、複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値とすることで、光センサの多くの画素センサの複数の感度における非線形性を、簡単に補正することができる。

また、本発明の他の態様の測光装置は、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、光センサに光照射を行うための複数の補正用照明手段と、補正時には、各補正用照明手段で、個別に光センサを照明したときのセンサ出力レベルおよび同時に照明したときのセンサ出力レベルを求め、かつ個別に照明したときの出力レベルの和と、同時に照明したときの出力レベルとの信号比を求めるとともに、前記の処理を、照度割合が既知の複数の照度レベルで行い、得られたセンサ出力レベル−信号比データから、被測定光のセンサ出力レベルに対する補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、光センサの飽和出力レベルや、暗電流オフセットレベル近傍の非線形性を補正することができる。

さらにまた、本発明の他の態様の測光装置では、前記補正用照明手段の点灯中は、前記被測定光を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、外部からの入射光の影響を受けずに、前記補正用照明手段からの補正用の照明光のみに基づいて、正確に非線形性を補正することができる。

また、本発明の他の態様の測光装置では、前記補正用照明手段による照明光は、該補正
用照明手段からの直達光であることを特徴とする。

上記の構成によれば、補正用照明手段からの照明光は、直達光で光センサへ到達する。したがって、前記分光輝度計や分光測色計などにおいて、波長分離手段や、短波長カットフィルタが設けられている場合には、その短波長カットフィルタも経ることなく、照明光が光センサへ直接到達するので、特定の光センサだけ照明光レベルが低下したりすることなく、均一に照明するので、センサ毎に異なる強度で補正用光源を点灯する必要がない。また、ＬＥＤなどの単色光源を用いることができる。

さらにまた、本発明の一態様の測光装置の非線形性補正方法は、測光装置の非線形性を補正するための方法において、１または複数の補正用照明手段を用い、補正時には前記１または複数の補正用照明手段を少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ、光センサに複数の感度で測定を行わせ、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベルにおける複数の感度での補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とすることを特徴とする。

上記の構成によれば、分光輝度計や分光測色計などとして実現される測光装置において、非線形性を補正するにあたって、本発明では、１または複数の補正用照明手段を用いる。前記非線形性としては、たとえば光電流を増幅するアンプが、入射光強度レベルに応じて、複数のゲインの中から適切なゲインを選択して増幅を行う場合、前記ゲインの切換えに伴って生じる入出力特性の不連続性がある。また、たとえば光センサの光電変換特性の飽和などの光センサやアンプの特性によっても、前記非線形性が生じる。

そして、補正にあたっては、先ずそれらの補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させることで、複数の照度レベルでのセンサ出力を得る。次に、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベル（点灯状態）における複数の感度での補正値を求める。

実際の測光時には、センサ出力レベルを、対応する補正値で、加減算や乗除算を行って補正して、測定出力とする。このとき、実際のセンサ出力レベルに合致する補正値がない場合には、適宜補間演算などを用いればよい。

したがって、前記非線形性を補正するにあたって、特別な設備を必要とせず、高精度かつ効率的に行うことができる。また、複数の感度間の不連続性や非線形性を解消することができる。

また、本発明の他の態様の測光装置の非線形性補正方法は、測光装置の非線形性を補正するための方法において、１または複数の補正用照明手段を用い、補正時には前記１または複数の補正用照明手段を少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ、光センサおよび前記光センサに隣接して設けられ、入射光に対する出力電流が線形性を有するモニター用光センサに複数の感度で測定を行わせ、複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値として求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とすることを特徴とする。

上記の構成によれば、分光輝度計や分光測色計などとして使用される測光装置において、複数の画素間で共通のアンプを用いることができるＣＣＤなどから成り、非線形性を有する光センサからの出力を線形に補正するにあたって、この光センサに隣接して、補正用照明手段からの照明光が共に照射されるモニター用光センサを別途設ける。そして、この
モニター用光センサは、シリコンフォトダイオードに固有のアンプを備えるなどして成り、良好な線形性を有する。

したがって、複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値とすることで、光センサの多くの画素センサの複数の感度における非線形性を、簡単に補正することができる。

また、本発明の他の態様の測光装置の非線形性補正方法は、前記複数の補正用照明手段を、照度割合が既知のレベルで階調制御することを特徴とする。

上記の構成によれば、用いる補正用照明手段の数が少なくても、多くのデータポイントを得ることができ、高精度な補正を、効率的に行うことができる。

本発明の測光装置は、以上のように、分光輝度計や分光測色計などとして実現される測光装置において、非線形性を補正するにあたって、本発明では、１または複数の補正用照明手段を用い、演算制御手段が、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ複数の感度で測定し、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベルにおける複数の感度での補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする。

それゆえ、非線形性を補正するにあたって、特別な設備を必要とせず、高精度かつ効率的に行うことができる。また、複数の感度間の不連続性や非線形性を解消することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態の分光輝度計１１の構成を示すブロック図である。この分光輝度計１１は、前述の図１８で示すようなゲイン切換えに伴う入出力の不連続性を補正する機能を有する。被測定光１２は、受光光学系１３によって測定域規制開口１４に収束し、さらにリレー光学系１５によって測定域規制開口１４の像を作ってポリクロメータ１６の入射開口１７に収束する。前記測定域規制開口１４の後には、駆動装置１８によって駆動されるシャッタ１９が設けられており、前記駆動装置１８は演算制御回路２０によって制御され、非測定時および後述する補正時には前記シャッタ１９は閉じられ、測定時には開放され、前記被測定光１２の入射が制御される。

こうして、前記入射開口１７に入射した被測定光１２の光束は、凹面回折格子２１に入射し、波長毎に異なる方向に分散反射され、後述のようにシリコンフォトダイオードなどの複数の画素センサが等間隔に並んだ受光センサアレイ２２上に前記入射開口１７の分散像を形成する。凹面回折格子２１による二次回折光の影響を除去するために、前記受光センサアレイ２２の長波長域の画素の前に、二次光除去フィルタ（短波長域除去フィルタ）を設けてもよい（図示せず）。前記受光センサアレイ２２の各画素センサの出力は、信号処理回路２３の処理を経て、前記演算制御回路２０に送られる。演算制御回路２０は、各画素センサの出力信号を処理して、被測定光１２の分光強度を求めて出力する。前記演算制御回路２０には、後述の補正時に、パーソナルコンピュータ２７が接続される。

注目すべきは、このポリクロメータ１６には、補正用ＬＥＤ２４が設けられていることである。この補正用ＬＥＤ２４は、駆動回路２５を介して前記演算制御回路２０によって点滅および発光輝度レベルが制御され、その出力光２６は、前記凹面回折格子２１を経ずに、直達光で前記受光センサアレイ２２の全画素センサを均等に照明する。この補正用ＬＥＤ２４は、順電圧が１.２Ｖ程度と小さいこと、前記二次光除去フィルタがあっても透
過すること、センサ感度が高いこと等から、赤外ＬＥＤが望ましい。

図２は、前記信号処理回路２３および駆動回路２５の具体的構成を示すブロック図である。信号処理回路２３は、基本的には前述の図１７で示す信号処理回路７と同様に構成されている。したがって、前記受光センサアレイ２２は、図３でも示すように、ｎ個のシリコンフォトダイオードアレイから成り、前記画素センサである各フォトダイオードＤ１〜Ｄｎの出力電流は、個別に設けられたアンプＡ１１〜Ａ１ｎによって電圧値に変換されるとともに高いゲインで増幅される。各アンプＡ１１〜Ａ１ｎの出力は、マルチプレクサ２８に入力され、このマルチプレクサ２８は、前記演算制御回路２０からの切換え信号に応答して、前記各アンプＡ１１〜Ａ１ｎからの出力を択一的に順次選択して出力する。マルチプレクサ２８からの出力は、入力抵抗Ｒ３を経て可変ゲインアンプＡ２で増幅された後、アナログ／デジタル変換器２９においてデジタル値に変換されて前記演算制御回路２０に入力される。

そして、分光輝度計に要求される広い測定範囲を得るにあたって、入射光量に応じて該演算制御回路２０のゲインを切換えるために、前記アンプＡ１に関しては、それぞれ２種類の帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２が設けられており、可変ゲインアンプＡ２に関しては、３種類の帰還抵抗Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６が設けられており、それらの帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、前記演算制御回路２０からの制御信号に応答して、それぞれ直列に設けられた切換えスイッチＳＷ１，ＳＷ２；ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６によって切換え制御され、ゲイン切換えが行われる。前記帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の比は、たとえば１：８である。また、前記帰還抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の抵抗値の比は、たとえば１：２：４である。

したがって、この演算制御回路２０では、前記表１のテーブルに示すように、各ゲイン切換えを略２倍間隔で行うことができ、最小ゲインＧ＝１と最大ゲインＧ＝６との比は、略１：３２（＝２^６）であり、各ゲインのフルスケール入射光強度Ｉｆ（Ｇ）と１つ下のゲインのフルスケール入射光強度Ｉｆ（Ｇ−１）との間の入射光強度に対して適用される。以上の点は、前述の信号処理回路７と同様である。可変ゲインアンプＡ２の出力は、１６ビットのアナログ／デジタル変換器２９によって、１６ビット、したがってフルスケールで２^１６階調のデジタル信号に変換される。このようなゲイン選択とＡＤ変換とによって、２^２２≒４*１０^６階調のダイナミックレンジをカバーすることができるようになっている。

前記駆動回路２５は、デジタル／アナログ変換器３０と、誤差アンプＥと、トランジスタＱと、電流検知抵抗ＲＦとを備えて構成される。前記補正用ＬＥＤ２４のアノードはハイレベルの電源に接続されており、カソードは前記トランジスタＱから電流検知抵抗ＲＦを介して接地される。前記演算制御回路２０が出力するＬＥＤ制御データＤＡは、デジタル／アナログ変換器３０によって電圧信号ＶＤＡに変換され、誤差アンプＥの＋入力端子に入力される。この誤差アンプＥの−入力端子には、トランジスタＱを介する補正用ＬＥＤ２４の駆動電流ＩＦが前記電流検知抵抗ＲＦによって電圧値に変換されて入力されており、この誤差アンプＥの出力によって前記トランジスタＱのベース電流が制御される。こうして、前記ＬＥＤ２４の駆動電流ＩＦ、したがって発光輝度は、演算制御回路２０が出力するＬＥＤ制御データＤＡに相関したレベルとなるように制御される。

上述のように構成される分光輝度計１１は、該分光輝度計１１を構成する光学部品の分光特性やセンサの分光感度、回路特性が個体毎に違うことから、基準の分光強度を持つ標準光源で個々に校正される。この校正は、通常一点校正なので、予め非直線性が補正されている必要がある。一方、前記帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の実際の抵抗値の比の名目値からのズレのために、該帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の切換えによって、アンプＡ１，Ａ２のゲイン特性は、前述の図１８で示すように一直線にならない。このため、前記の感度補正の前に、各ゲインのゲイン比を求めて、各画素センサの入出力関係が一直線になるように、非線形性の補正が、以下のように行われる。

補正にあたって、分光輝度計１１はパーソナルコンピュータ２７と接続され、該パーソナルコンピュータ２７上の補正プログラムによって、演算制御回路２０を介して制御される。前記補正プログラムは、シャッタ１９を閉じた状態で、駆動回路２５に複数の異なるＬＥＤ制御データＤＡを送り、補正用ＬＥＤ２４を複数の異なる強度で発光させ、その出力光で照明された受光センサアレイ２２の各画素センサの出力を信号処理回路２３の複数のゲインで測定して記憶する。

具体的には、先ずＬＥＤ制御データＤＡがフルスケール（２^１２）、したがって補正用ＬＥＤ２４が最大輝度で発光しているとき、その出力光に応答した受光センサアレイ２２の出力は、前記信号処理回路２３において最小ゲインで処理され、全ての画素センサのＡＤ変換結果がフルスケール以内で、近い値となるように、駆動回路２５の検知抵抗ＲＦの抵抗値が調整される。

次に、ＬＥＤ制御データＤＡを、１（２^０）から８（２^３）まで１（２^０）間隔で増加させ、続いて２^３から２^４まで２（２^１）間隔で増加させる。以下、同様に２^ｎから２^ｎ＋１まで、２^ｎ−２間隔で増加させる（ｎ＝１１まで）。これらの４０ステップのＬＥＤ制御データＤＡでのＬＥＤ出力光で照明された各画素センサの出力を、各ゲインＧで測定し、データＤｉ（Ｇ，ＤＡ）として記憶する。記憶されたデータＤｉ（Ｇ，ＤＡ）から、各画素ｉ（たとえばｉ＝１〜４０）について、各ゲインＧで、フルスケールに最も近く、かつそれを超えないデータＤｉ（Ｇ，ＤＡｍａｘ）を検索し、さらに同じＬＥＤ制御データＤＡで、１つ下のゲインＧ−１でのデータＤｉ（Ｇ−１，ＤＡｍａｘ）を検索する。こうして隣接するゲインのデータから、補正係数Ｒｉ（Ｇ）を、順次以下のようにして求めて記憶させる。

Ｒｉ（Ｇ）＝Ｄｉ（Ｇ，ＤＡｍａｘ）／Ｄｉ（Ｇ−１，ＤＡｍａｘ）
以下に、ゲイン間誤差補正の詳細な手順を説明する。
１．シャッタ１９を閉じる。
２．各画素ｉの各ゲインＧのオフセット信号ＯＳ（Ｇ）を測定して記憶する。
３．ｎ＝３にセットする。
４．デジタル／アナログ変換器３０にＬＥＤ制御データＤＡ＝１を出力して、補正用ＬＥＤ２４を点灯する。
５．各画素ｉの各ゲインＧの信号Ｄｉ（Ｇ）を測定して、ＬＥＤ制御データＤＡに対応付けて、データＤｉ（Ｇ，ＤＡ）として記憶する。
６．Ｄｉ（Ｇ，ＤＡ）’＝Ｄｉ（Ｇ，ＤＡ）−ＯＳ（Ｇ）を計算して記憶する。
７．ＤＡ＜２ⁿであれば、デジタル／アナログ変換器３０にＤＡ＝ＤＡ＋２^n−３を出力して補正用ＬＥＤ２４を点灯して、５に戻る。
８．ｎ＜１２であれば、ｎ＝ｎ＋１として５に戻る。
９．記憶されたデータＤｉ（Ｇ，ＤＡ）’の中から、各画素ｉの各ゲインＧについて、フルスケールに最も近く、それを超えないデータＤｉ’（Ｇ，ＤＡｍａｘ）を検索する。
10．同じＬＥＤ制御データＤＡで、１つ下のゲインＧ−１でのデータＤｉ’（Ｇ−１，ＤＡｍａｘ）を検索する。
11．画素ｉのゲイン比Ｒｉ’（Ｇ）
＝Ｄｉ’（Ｇ，ＤＡｍａｘ）／Ｄｉ’（Ｇ−１，ＤＡｍａｘ）を算出して記憶する。12．記憶された隣接ゲイン比Ｒｉ’（Ｇ）（Ｇ＝２〜６）から、各ゲインのゲイン比１：Ｒｉ’（２）：Ｒｉ’（３）：Ｒｉ’（４）：Ｒｉ’（５）：Ｒｉ’（６）のデータを、画素ｉ毎に求めて、演算制御回路２０に記憶させる。

そして測定時には、演算制御回路２０は、測定に用いたゲインＧに対応するゲイン比Ｒｉ’（Ｇ）のデータを読出し、各画素センサの出力データＤｉを、Ｄｉ’＝Ｄｉ／Ｒｉ’（Ｇ）によって補正する。図４には、ｎ＝５、すなわち３２階調で、上述のように線形性が補正されたデータの様子を示す。

続いて、実際の分光輝度の測定時の前記演算制御回路２０の動作を説明する。
１．シャッタ１９を閉じた状態で、最小ゲインＧ０で画素ｉの予備測定オフセットデータＯＳｉｏを測定して記憶する。
２．シャッタ１９を開く。
３．最小ゲインＧ０で被測定光を測定し、画素ｉの予備測定データＤｉｏを記憶する。
４．オフセット補正済みデータＤｉｏ’＝Ｄｉｏ−ＯＳｉｏを求める。
５．前記オフセット補正済みデータＤｉｏ’から画素毎の最適ゲインＧｉを決定する。
６．決定されたゲインＧｉで被測定光を測定し、各画素ｉの測定データＤｉを記憶する。７．シャッタ１９を閉じる。
８．決定されたゲインＧｉでのオフセットデータＯＳｉを測定する。
９．オフセットデータＯＳｉおよびゲインＧｉに対応するゲイン比Ｒｉ’（Ｇ）で補正したデータＤｉ’＝（Ｄｉ−ＯＳｉ）／Ｒｉ’（Ｇ）を求める。

前記ゲイン比Ｒｉは、電流電圧変換用のアンプＡ１および可変ゲインアンプＡ２の帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の抵抗値に帰属するので、適切なグレードの抵抗を使用すれば、経時および熱的変化は小さく、該帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を取り替えない限り、工場で求めた補正データが有効である。修理などで帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を取り替えた場合は補正データを再取得する必要があるが、本発明の技術を用いれば、従来のように専用の設備や技術を必要とすることなく、たとえばサービス拠点などの工場外でも、分光輝度計１１を補正プログラムを実行することができるパーソナルコンピュータ２７と接続することによって、上述の過程を自動的に短時間で実行することができる。

こうして、複数のゲインを通して入出力特性が１本の直線に繋がり、前記入出力の不連続性を、特別な設備を必要とせず、高精度かつ効率的に補正することができる。

また、補正用ＬＥＤ２４の点灯中は、被測定光１２を遮断するシャッタ１９を設けることで、外部からの入射光の影響を受けずに、前記補正用ＬＥＤ２４からの補正用の照明光のみに基づいて、正確に非線形性を補正することができる。さらにまた、前記補正用ＬＥＤ２４からの照明光は、直達光で受光センサアレイ２２へ到達するので、特定の画素センサだけ照明光レベルが低下したりすることなく、均一に照明し、短時間で正確な補正を行うことができる。

なお、前述のようにパーソナルコンピュータ２７は、前記サービス拠点や工場などでの補正時のみに接続されるけれども、前記補正用ＬＥＤ２４およびその駆動回路２５も同様に、補正時のみに装着されるようにしてもよい。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の第２の形態の分光輝度計３１の構成を示すブロック図である。この分光輝度計３１は、前述の図１で示す分光輝度計１１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、前述の分光輝度計１１では、受光センサアレイ２２はシリコンフォトダイオードから成り、図２で示すように各フォトダイオードＤ１〜Ｄｎに電流電圧変換用のアンプＡ１が設けられており、アンプＡ１，Ａ２の帰還抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を切換えることによってゲイン（感度）が切換えられているのに対して、この分光輝度計３１では、受光センサアレイ３２は、ＣＣＤから成り、前記ゲイン（感度）は、ＣＣＤへの電荷の積分時間によっても切換えられることである。

したがって、この分光輝度計３１では、前記積分時間毎に、ＣＣＤのＳ字特性を補正する機能を有する。前記受光センサアレイ３２は、図６でも示すように、ｎ段のＣＣＤＳ１〜Ｓｎから成り、画素数ｎは、たとえば２５６（ｉ＝１〜２５６）である。

この分光輝度計３１では、前記ＣＣＤの非線形性の補正のために、ポリクロメータ３６内には、シリコンフォトダイオードから成り、前記補正用ＬＥＤ２４からの照射光をモニターするモニターセンサ４０を、前記受光センサアレイ３２に近接して設けている。このモニターセンサ４０に関しては、後述のように信号処理回路３３では、同様にシリコンフォトダイオードから成る受光センサアレイ２２に対応した前述の演算制御回路２０のように、アンプのゲイン切換えに伴う不連続性の補正が行われる。

図７は、前記信号処理回路３３の一構成例を示すブロック図である。前記受光センサアレイ３２の各画素には、ＣＣＤ制御回路４１を介して、演算制御回路２０ａから制御に必要なクロックがＣＣＤに供給され、ＣＣＤ信号処理回路４２は、これに応答した各画素のＣＣＤの出力信号を順次読出し、信号処理して、マルチプレクサ４８を通してアナログ／デジタル変換器２９に与える。こうして、各画素のＣＣＤからの出力は、順次デジタル信号に変換され、演算制御回路２０ａに入力される。

一方、前記モニターセンサ４０からの出力は、電流電圧変換回路を含む可変ゲインアンプ４３にて電流電圧変換され、増幅された後、積分回路４４で積分され、前記マルチプレクサ４８およびアナログ／デジタル変換器２９を介して演算制御回路２０ａに入力される。前述のように、ＣＣＤは一定時間の光電流を積分するので、前記積分回路４４はＣＣＤの積分時間と同じ期間、可変ゲインアンプ４３の出力を積分することで、ＣＣＤへの入射信号と同時期の光入力をモニターすることができるようになっている。また、分光輝度計３１の測定範囲の照度をモニターするためにゲインの切換えを行うが、このゲイン間の不連続性の補正は、上述の分光輝度計１１の手法で行われる。

上述のように構成される分光輝度計３１において、前記ＣＣＤのＳ字特性の補正は、モニターセンサ４０の出力を基準に行われ、該モニターセンサ４０の入射光−出力電流特性が十分線形であることを前提にしている。電流ショートモードで用いたシリコンフォトダイオードの入射光−出力電流特性は十分線形であり、通常の目的に対しては、これを基準にして前記Ｓ字特性を補正して問題はない。

以下に、前記Ｓ字特性の補正手順を説明する。前記分光輝度計１１と同様に、分光輝度計３１はパーソナルコンピュータ２７ａと接続され、搭載された補正プログラムによって、演算制御回路２０ａを介して制御される。補正プログラムは、上述と同様に、シャッタ１９を閉じた状態で駆動回路２５に複数の異なるＬＥＤ制御データＤＡを送り、補正用ＬＥＤ２４を複数の異なる強度で発光させる。複数の強度の出力光で照明されたＣＣＤＳ１〜Ｓｎの画素面照度は、輝度計の測定範囲で受ける照度範囲をカバーする。

本実施の形態の分光輝度計３１では、ランダムなノイズに対しては、積分時間をＮ倍にすれば、ノイズが√１／Ｎになり、Ｓ／Ｎを改善できることから、繰返し性能を上げるために、ＣＣＤの光電子積分時間Ｔを、Ｔ１＝５０ｍｓ、Ｔ２＝２００ｍｓ、Ｔ３＝１ｓから選択可能となっている。したがって、非直線性は選択可能な前記の積分時間Ｔ毎に補正される。そのために前記補正プログラムは、補正用ＬＥＤ２４の出力光で照明されたＣＣＤの各画素ｉについて、各積分時間Ｔでの出力Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）とモニターセンサ４０の出力Ｍ（Ｔ，ＤＡ）とを測定して記憶する。そして、記憶されたデータを基に、あるＬＥＤ制御データＤＡ、ある積分時間Ｔでの画素ｉのデータＳｉ（Ｔ，ＤＡ）が、同時に得られたモニターセンサ４０のデータＭ（Ｔ，ＤＡ）に一致するような補正係数
Ｃｉ[Ｔ，Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）]＝Ｍ（Ｔ，ＤＡ）／Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）
を画素ｉ毎、積分時間Ｔ毎に求めて、演算制御回路２０ａに記憶することが基本になる。入出力特性の直線からのズレは、ＣＣＤの蓄積電荷量に依存するが、この蓄積電荷には、入射光によって生じる電荷と、熱などのそれ以外によって生じる電荷（オフセット）とが含まれることを考慮した手順が必要となる。

そこで、具体的には、前記補正データ作成の手順は、以下のとおりである。
１．シャッタ１９を閉じる。
２．各画素ｉ（＝１〜ｎ）とモニターセンサ４０とで、選択可能な各積分時間ＴでのオフセットデータＯＳｉ（Ｔ）、ＯＳＭ（Ｔ）を測定する。
３．ｎ＝３とする。
４．デジタル／アナログ変換器３０にデータＤＡ＝１を出力して、補正用ＬＥＤ２４を点灯する。
５．各画素ｉとモニターセンサ４０との各積分時間ＴでのデータＳｉ（Ｔ，ＤＡ），Ｍ（Ｔ，ＤＡ）を測定して記憶する。
６．Ｓｉ’（Ｔ，ＤＡ）＝Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）−ＯＳｉ（Ｔ）と、Ｍ’（Ｔ，ＤＡ）＝Ｍ（Ｔ，ＤＡ）−ＯＳＭ（Ｔ）と求めて記憶する。
７．ＤＡ＜２ⁿであれば、デジタル／アナログ変換器３０にＤＡ＝ＤＡ＋２^n−３を出力して補正用ＬＥＤ２４を点灯して、５に戻る。
８．ｎ＜１２であれば、ｎ＝ｎ＋１として５に戻る。
９．記憶されたデータＭ’（Ｔ，ＤＡ）およびＳｉ’（Ｔ，ＡＤ）について、補正係数Ｃｉ[Ｔ，Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）]＝Ｍ’（Ｔ，ＤＡ）／Ｓｉ’（Ｔ，ＤＡ）を求めて、図８で示すようなＳｉ−Ｃｉ対応表を、積分時間Ｔ毎に作成し、演算制御回路２０ａに記憶させる。

上述の説明では、全てのＬＥＤ制御データＤＡについて、選択可能な全ての積分時間Ｔについて測定を行っているが、ある制御データで、ある積分時間での全画素のデータＳ１〜Ｓｎが飽和すれば、それ以上の制御データについては必ず全画素飽和するので、その積分時間での測定を省略することで、補正データＣｉの作成のための時間を短縮することができる。

実際の測定時には、演算制御回路２０ａは、ユーザが設定した積分時間Ｔで被測定光を測定したときの各画素の出力データＳｉを記憶する。演算制御回路２０ａはさらに、予め積分時間Ｔ毎に記憶されている補正係数データＣｉ[Ｔ，Ｓｉ（Ｔ，ＤＡ）]群の中の設定された積分時間Ｔに対応するデータから、出力データＳｉに対応する補正係数Ｃｉ[Ｔ，Ｓｉ]とオフセットデータＯＳｉに対応する補正係数Ｃｉ[Ｔ，ＯＳｉ]とを求めて、
Ｓｉ’＝Ｃｉ[Ｔ，Ｓｉ]＊Ｓｉ−Ｃｉ[Ｔ，ＯＳｉ]＊ＯＳｉ
によって、Ｓ字特性を補正したデータＳｉ’を求める。前記補正係数Ｃｉ[Ｔ，Ｓｉ]，Ｃｉ[Ｔ，ＯＳｉ]は，記憶データの三次補間や直線補間で求められるが、適宜他の方式の補間でも、多項式近似で求めてもよい。

続いて、実際の分光輝度の測定時の前記演算制御回路２０ａの動作を説明する。
１．シャッタ１９を閉じる。
２．ユーザによって設定された積分時間Ｔを読込む。
３．設定された積分時間Ｔでの各画素ｉのオフセットデータＯＳｉ（Ｔ）を測定して記憶
する。
４．シャッタ１９を開く。
５．設定された積分時間Ｔで被測定光を測定し、画素ｉの測定データＳｉ（＝１〜ｎ）を測定して記憶する。
６．積分時間Ｔに対応するＳｉ−Ｃｉ対応表を呼出し、Ｓｉに最も近い４つのＳｉとそれらに対応するＣｉとの関係から、三次補間でＳｉに対応する補正係数Ｃｉ（Ｓｉ）を求める。
７．同様にオフセットデータＯＳｉ（Ｔ）に対応する補正係数Ｃｉ（ＯＳｉ）を求める。８．オフセット補正および線形補正されたデータＳｉ’＝Ｓｉ＊Ｃｉ（Ｓｉ）−ＯＳｉ＊Ｃｉ（ＯＳｉ）を算出する。

ＣＣＤは、画素によって、また積分時間によって異なるＳ字特性を示すことがあるが、本発明の技術を用いることで、容易に、積分時間別、画素毎に非直線性を補正することができる。

［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の第３の形態の分光測色計７１の構成を示すブロック図である。この分光測色計７１は、前述の分光輝度計３１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。分光測色計は、内部を高反射率、高拡散の塗料で塗装した積分球７２と、その内部の光源７３とをさらに備えて構成される。

演算制御回路２０ｂからの発光制御信号によって、駆動回路７４が前記光源７３を発光させると、その出力光は積分球７２内部で拡散反射され、試料開口７５に配置された試料７６を照明する。それによる試料反射光の観察方向成分７７は、前述の分光輝度計３１と同様の受光光学系１３とポリクロメータ３６とで受光されるが、このポリクロメータ３６に組込まれたＣＣＤのＳ字特性の補正にも、上述の技術を用いることができる。分光測色計７１の光源７３には、クセノンフラッシュが多用されるが、ＣＣＤはクセノンフラッシュのようなパルス光に対しては、連続光とは異なる非直線性を持つことがあり、補正用ＬＥＤ２４も、クセノンフラッシュと同じパルス幅でパルス点灯させることで、有効に非直線性を補正することができる。

［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の第４の形態の画像測定装置５１の構成を示すブロック図である。上述のようなモニターセンサ４０を用いたＣＣＤのＳ字特性の補正の手法は、前述の分光輝度計３１や分光測色計４１のようなポリクロメータ３６に組込まれる一次元ＣＣＤだけでなく、この画像測定装置５１に組込まれる二次元ＣＣＤ５２の補正にも応用することができる。被写体５３の像５３ａが結像光学系５４によって前記二次元ＣＣＤ５２上に作成され、得られた光電変換出力が、信号処理回路３３ｃを介して演算制御回路２０ｃに入力され、被写体５３の輝度分布が測定される。そして、前記分光輝度計３１や分光測色計４１と同様に、補正用ＬＥＤ２４の出力光２６は二次元ＣＣＤ５２の全画素とモニターセンサ４０とを照明する。

このようにして、各照度レベルにおけるモニターセンサ４０の出力を基準として、二次元ＣＣＤ５２の各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値とすることで、前記二次元ＣＣＤ５２の多くの画素センサの非線形性を、簡単に補正することができる。

［実施の形態５］
図１１は、本発明の実施の第５の形態の分光輝度計６１の構成を示すブロック図である。この分光輝度計６１は、前述の図５で示す分光輝度計３１に類似し、対応する部分には
同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この分光輝度計６１もＣＣＤから成る受光センサアレイ３２のＳ字特性を補正する機能を有する。注目すべきは、この分光輝度計６１では、ポリクロメータ６６において、前記モニターセンサ４０が設けられておらず、代りに２つの補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂが設けられ、それらは駆動回路２５ｄを介して、演算制御回路２０ｄによって、個別に点滅および発光輝度レベルが制御されることである。前記補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂからの出力光２６ａ，２６ｂは、前記受光センサアレイ３２の各画素Ｓ１〜Ｓｎに均等に照射される。

図１２は、前記駆動回路２５ｄの具体的構成を示す電気回路図である。演算制御回路２０ｄからのＬＥＤ制御データＤＡは、前記デジタル／アナログ変換器３１に与えられ、対応するアナログ電圧ＶＤＡに変換される。この電圧ＶＤＡは、前記補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂのアノードに共通に与えられる。補正用ＬＥＤ２４ａのカソードは、電流制限抵抗ＲａからトランジスタＱａを介して接地され、同様に補正用ＬＥＤ２４ｂのカソードは、電流制限抵抗ＲｂからトランジスタＱｂを介して接地される。前記演算制御回路２０ｄは、前記トランジスタＱａ，Ｑｂをオン／オフ制御する。

上述のように構成される分光輝度計６１において、前記Ｓ字特性の補正時には、該分光輝度計６１もパーソナルコンピュータ２７ｄと接続され、搭載された補正プログラムによって、演算制御回路２０ｄを介して制御される。補正プログラムは、上述と同様に、シャッタ１９を閉じた状態で駆動回路２５ｄに複数の異なるＬＥＤ制御データＤＡを送り、補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂを、複数の異なる輝度で、個別および同時に発光させる。複数の強度の出力光で照明されたＣＣＤＳ１〜Ｓｎの画素面照度は、輝度計の測定範囲で受ける照度範囲をカバーする。

本実施の形態では、補正にあたって、前記電流制限抵抗ＲａとＲｂとの抵抗値は、相互に等しく設定されており、また前記補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂは相互に特性の揃った素子であり、したがって該補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂを流れる駆動電流Ｉａ，Ｉｂは相互に等しくなり、該補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂはほぼ同じ輝度で発光するものとする。また、各補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂは、表２に示す９つの強度ｋ＝０〜８で点灯されるものとする。各補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂを各強度ｋで個別点灯したときの任意の画素ｉ（以下の説明では、簡単のために、画素番号のｉを省略して説明する）の出力をＡ（ｋ，ａ），Ａ（ｋ，ｂ）とし、同時点灯したときの出力をＡ（ｋ，ａ＋ｂ）とする。非点灯時の出力Ａ（０）は、オフセットとなり、これを引いたオフセット補正出力をＢ（ｋ，ａ）＝Ａ（ｋ，ａ）−Ａ（０），Ｂ（ｋ，ｂ）＝Ａ（ｋ，ｂ）−Ａ（０），Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）＝Ａ（ｋ，ａ＋ｂ）−Ａ（０）とする。以下、オフセット補正出力はＢ（ｋ，ｓ）で表すが、補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの点灯状態を示すｓは、ａ，ｂ，ａ＋ｂ，ａｖの何れかであって、それぞれ、２４ａ単独、２４ｂ単独、２４ａ，２４ｂ同時、２４ａ，２４ｂ単独の平均を表す。

したがって、線形（直線）性を持つ系であれば、Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）＝Ｂ（ｋ，ａ）＋Ｂ（ｋ，ｂ）となるが、非直線性のためにそうはならない。そこで、Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）＝［Ｂ（ｋ，ａ）＋Ｂ（ｋ，ｂ）］＊Ｃｉとなる補正係数Ｃｉを求めることが、３点Ｂ＝０，Ｂ（ｋ，ａｖ），Ｂ（ｋ，ａ）間の直線性補正となる。この補正の概念を、図１３に示す。

図１４に、任意の画素ｉにフルスケール比Ｒで表した入射光レベルに対する出力Ａ（Ｒ）の入出力関係の例を示す。たとえば、［０，Ａ（０）］，［１／４，Ａ（１／４）］，［１／２，Ａ（１／２）］が直線p上にあれば、これらの３点間に直線性があることになるが、そうでない場合、Ａ（１／２）＝２＊Ａ（１／４）＊Ｃｉ（Ｒ）となる補正係数Ｃｉを求めることが、この３点間の直線性補正となる。同様に、［０，Ａ（０）］，［３／８，Ａ（３／８）］，［３／４，Ａ（３／４）］が直線ｑ上にあれば、これらの３点間に直線性があることになるが、そうでない場合、Ａ（３／４）＝２＊Ａ（３／８）＊Ｃｉ（Ｒ）となる補正係数Ｃｉを求めることが、これらの３点間の直線性補正となる。

補正にあたって、先ず最大強度（ｋ＝８）でのオフセット補正出力Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）が、測定レンジのフルスケールとなるように、駆動回路２５ｄが調整される。その後、補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの個別発光時、およびＬＥＤ２４ａと２４ｂとの同時発光時のフルスケール（Ｆ．Ｓ．）に対する出力比Ｒが、おおよそ表２のようになるように、ＬＥＤ制御データＤＡが送られる。

このようにして、ｋ＝０〜８までの９通りの発光強度で、オフセット補正出力Ｂ（ｋ，ａ），Ｂ（ｋ，ｂ），Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ），Ｂ（ｋ，ａｖ）が求められる。これを元に表３に示すＬ＝０〜９までの出力レベルに対する、ローカルな補正係数、Ｃ’（Ｌ）＝Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）／［Ｂ（ｋ，ａ）＋Ｂ（ｋ，ｂ）］を求める。直線性を持つ系の場合は、全ての出力レベルについて、Ｃ’（Ｌ）＝１となる。

続いて、後述の補正用データ測定の手順によって求められたデータから、各出力レベルＹ（Ｌ）に対する補正係数Ｅ［Ｙ（Ｌ）］が求められる。補正は、非発光の出力レベルＹ（０）と、１／２発光の出力Ｙ（５）＝Ｂ（４，ａ＋ｂ）とを結ぶ直線に合うように、ステップバイステップで、それまでの結果に積み重ねる形式で行われる。先ず、Ｅ［Ｙ（４）］，Ｅ［Ｙ（３）］，Ｅ［Ｙ（２）］，Ｅ［Ｙ（１）］を求め、次いで、前記直線の延長上のＥ［Ｙ（６）］，Ｅ［Ｙ（７）］，Ｅ［Ｙ（８）］，Ｅ［Ｙ（９）］を求めて、前記演算制御回路２０ｄに記憶させる。

上述の点を具体的に説明する。補正用データ測定の手順は、以下のとおりである。
１．測定レンジの最大輝度を測定して、オフセット補正済み出力の最大値Ｂ（Ｍａｘ）を記憶する。
２．シャッタ１９を閉じる。
３．同時点灯での各画素の出力が、Ｂ（Ｍａｘ）近くになるように、補正用ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｙ（９）＝Ｂ（８，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（８，ａ），Ｂ（８，ｂ）とを記憶する。
４．同時点灯での各画素の出力が、およそＹ（９）／２となるように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｙ（５）＝Ｂ（４，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（４，ａ），Ｂ（４，ｂ）とを記憶する。
５．同時点灯での各画素の出力が、およそＹ（９）／４となるように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（３，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（３，ａ），Ｂ（３，ｂ）とを記憶する。
６．同時点灯での各画素の出力が、およそＹ（９）／８となるように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（２，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（２，ａ），Ｂ（２，ｂ）とを記憶する。
７．同時点灯での各画素の出力が、およそＹ（９）／１６となるように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（１，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（１，ａ），Ｂ（１，ｂ）とを記憶する。
８．同時点灯したときに、各画素の出力がおよそＹ（９）＊３／４となるように、ＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（５，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（５，ａ），Ｂ（５，ｂ）とを記憶する。
９．同時点灯したときに、各画素の出力がおよそＹ（９）＊７／８となるようにＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（６，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（６，ａ），Ｂ（６，ｂ）とを記憶する。
10．同時点灯したときに、各画素の出力がおよそＹ（９）＊１５／１６となるようにＬＥＤ２４ａ，２４ｂの駆動電流Ｉａ，Ｉｂを設定する。このときの出力Ｂ（７，ａ＋ｂ）と、個別点灯したときの出力Ｂ（７，ａ），Ｂ（７，ｂ）とを記憶する。

こうして求めた測定データから、補正係数Ｅ［Ｙ（Ｌ）］の算出手順は、以下のとおりである。
１．１／４発光のＬ＝４，Ｙ（４）＝［Ｂ(４，ａ)＋Ｂ(４，ｂ)］／２での補正係数Ｅ（４）＝Ｃ’（４）を求める。
２．Ｌ＝３，Ｙ（３）＝Ｂ(３，ａｖ)での補正係数Ｅ（３）＝Ｃ’（３）＊Ｅ［Ｂ（３，ａ＋ｂ）］を求める。Ｅ［Ｂ（３，ａ＋ｂ）］は、Ｌ＝４，５の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（３，ａ＋ｂ）に対する補正係数である。
３．Ｌ＝２，Ｙ（２）＝Ｂ(２，ａｖ)での補正係数Ｅ（２）＝Ｃ’（２）＊Ｅ［Ｂ（２，ａ＋ｂ）］を求める。Ｅ［Ｂ（２，ａ＋ｂ）］は、Ｌ＝３，４の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（２，ａ＋ｂ）に対する補正係数である。
４．Ｌ＝１，Ｙ（１）＝Ｂ(１，ａｖ)での補正係数Ｅ（１）＝Ｃ’（１）＊Ｅ［Ｂ（１，ａ＋ｂ）］を求める。Ｅ［Ｂ（１，ａ＋ｂ）］は、Ｌ＝２，３の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（１，ａ＋ｂ）に対する補正係数である。
５．Ｌ＝６，Ｙ（６）＝Ｂ(５，ａ＋ｂ)での補正係数Ｅ（６）＝Ｃ’（６）＊Ｅ［Ｂ（５，ａｖ）］を求める。Ｅ［Ｂ（５，ａｖ）］は、Ｌ＝４，５の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（５，ａｖ）に対する補正係数である。
６．Ｌ＝７，Ｙ（７）＝Ｂ(６，ａ＋ｂ)での補正係数Ｅ（７）＝Ｃ’（７）＊Ｅ［Ｂ（６，ａｖ）］を求める。Ｅ［Ｂ（６，ａｖ）］は、Ｌ＝４，５の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（６，ａｖ）に対する補正係数である。
７．Ｌ＝８，Ｙ（８）＝Ｂ(７，ａ＋ｂ)での補正係数Ｅ（８）＝Ｃ’（８）＊Ｅ［Ｂ（７，ａｖ）］を求める。Ｅ［Ｂ（７，ａｖ）］は、Ｌ＝４，５の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（７，ａｖ）に対する補正係数である。
８．Ｌ＝９，Ｙ（９）＝Ｂ(８，ａ＋ｂ)での補正係数Ｅ（９）＝Ｃ’（９）＊Ｅ［Ｂ（８，ａｖ）］を求める。Ｅ［Ｂ（８，ａｖ）］は、Ｌ＝４，５の補正係数を直線補間して求めたＹ＝Ｂ（８，ａｖ）に対する補正係数である。
９．前記１〜８の結果を基に、出力レベルＹ（Ｌ）−補正係数Ｅ［Ｙ］の対応表を作成する。

前述のように、分光輝度計では、被測定光の強度に応じて、ＣＣＤの光電子積分時間を選択することがよく行われる。ＣＣＤの非線形性が積分時間Ｔに依存する場合、その補正のための、出力レベルＹ（Ｌ）−補正係数Ｅ［Ｙ］の対応表は、選択可能な積分時間Ｔ毎に作成され、前記演算制御回路２０ｄに記憶される。

測定時には、前記演算制御回路２０ｄは、ユーザが設定した積分時間Ｔでオフセットレベルと被測定光とを測定し、各画素ｉのオフセット補正済み信号レベルＢｉを記憶する。演算制御回路２０ｄは、さらに積分時間Ｔの対応表を用いて、その信号レベルＢｉに対応する補正係数Ｅｉ（Ｂｉ）を、記憶されたレベルＹ（０）〜Ｙ（９）に対応する補正係数Ｅｉ（０）−Ｅｉ（９）を補間して求め、
Ｂｉ’＝Ｂｉ＊Ｅｉ
によって、非線形性誤差を補正したデータＢ’を求める。

具体的には、測定は、以下のようにして行われる。
１．ユーザによって設定された積分時間Tが読込まれる。
２．シャッタ１９を閉じて、設定された積分時間Ｔでオフセットを測定し、オフセット出力Ａｏを求める。
３．シャッタ１９を開いて、設定された積分時間Ｔで被測定光を測定し、出力Ａを求める。
４．オフセット補正済み出力Ｂ＝Ａ−Ａｏを求める。
５．設定された積分時間Ｔの出力レベルＹ（Ｌ）−補正係数Ｅ［Ｙ］の対応表を補間して、被測定光の出力Ｂに対応する補正係数Ｅ（Ｂ）を求める。
６．Ｂ’＝Ｅ（Ｂ）＊Ｂによって、補正済み強度信号Ｂ’を求める。

このように、比較的精度が高いフル発光や消灯状態のデータを先ず求め、その求めた既知のデータを用いて順次補間して間のデータを求め、前記出力レベルＹ（Ｌ）−補正係数Ｅ［Ｙ］の対応表を作成することで、中間値のデータには誤差が蓄積されてゆくけれども、分光輝度計の測定精度のレベルでは、問題はない。こうして、ＣＣＤから成る受光センサアレイ３２の飽和や、暗電流オフセットなどによるＳ字特性を補正することができる。

前記補正用ＬＥＤは、２つに限らず、さらに多くが用いられてもよく、またその特性（発光輝度レベル）も、相互に揃ったものでなく、たとえば１：２：４：・・・というように、所定比倍に設定されていてもよく、少ない素子数で、効率的に必要なデータポイントが得られるように設定されればよい。

本発明の実施のこの第５の形態の非直線性補正も、分光輝度計６１だけでなく、前述の図９で示すような分光測色計７１にも用いることができる。また、この第５の形態の非直線性補正は、ポリクロメータ１６，３６に組み込まれる一次元ＣＣＤだけでなく、図１０に示すような、画像測定装置４１に組み込まれる二次元ＣＣＤの非直線性誤差の補正にも応用できる。以上は、製造時に求めて記憶された補正係数を測定時の非直線性補正に用いているが、測定に先立ってユーザが補正を行っており、その場合、使用温度で補正するので、非直線性補正に温度依存性があっても、影響されない。

さらにまた、前記信号レベルＢと補正係数Ｅ（Ｂ）との関係を、関数Ｆ(Ｂ)で表してもよい。その関数Ｆ（Ｂ）としては、以下のような関数が考えられる。

Ｆ（Ｂ）＝Ｆ１（Ｂ）＝Ｐ０＋Ｐ１＊Ｂ＋Ｐ２＊Ｂ^２ ｉｆＢ＜Ｂ１
＝Ｆ２（Ｂ）＝Ｑ０＋Ｑ１＊Ｂ＋Ｑ２＊Ｂ^２ ｉｆＢ＞Ｂ２
＝Ｆ３（Ｂ）＝ａ＊Ｂ＋ｂ ｉｆＢ１＜Ｂ＜Ｂ２
但し、ａ＝［Ｆ１（Ｂ１）−Ｆ２（Ｂ２）］／［Ｂ１−Ｂ２］，ｂ＝［Ｂ１＊−Ｆ２（Ｂ２）−Ｂ２＊Ｆ１（Ｂ１）］／［Ｂ１−Ｂ２］である。

前述の図１８に示すように、一般に直線性は、レンジの中央部で高く、上下端部で低くなることから、この関数は中央部を直線で、上下端部を二次関数で近似したものである。関数を決定する６つの係数Ｐ０〜Ｐ２，Ｑ０〜Ｑ２と２つの閾値Ｂ１，Ｂ２は、補正後の残存直線性誤差を、ｄ（ｋ）＝Ｆ［Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）］＊Ｂ（ｋ，ａ＋ｂ）／｛Ｆ［Ｂ（ｋ，ａ）］＊Ｂ（ｋ，ａ）＋Ｆ［Ｂ（ｋ，ｂ）］＊Ｂ（ｋ，ｂ）｝−１とすると、全てのｋについての二乗和Σ（ｄ（ｋ）²）が最小になるように決定される。上記関数Ｆ（Ｂ）の例を、図１５に示す。

本発明の実施の第１の形態の分光輝度計の構成を示すブロック図である。 図１で示す分光輝度計における信号処理回路および駆動回路の具体的構成を示すブロック図である。 図１で示す分光輝度計における受光センサアレイの画素センサの配列を示す正面図である。 アンプのゲイン切換えに伴う不連続性が補正されたデータの様子を示すグラフである。 本発明の実施の第２の形態の分光輝度計の構成を示すブロック図である。 図５で示す分光輝度計における受光センサアレイの画素センサの配列を示す正面図である。 図５で示す分光輝度計における信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。 各測定データに対する補正係数との対応表の例を示す図である。 本発明の実施の第３の形態の分光測色計の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第４の形態の画像測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第５の形態の分光輝度計の構成を示すブロック図である。 図１１で示す分光輝度計における駆動回路の具体的構成を示す電気回路図である。 図１１で示す分光輝度計における補正の概念を示すグラフである。 ＣＣＤの入出力特性を補正するにあたって得た入出力関係の例を示すグラフである。 ＣＣＤの入出力特性を補正する二次関数の例を示すグラフである。 一般的なポリクロメータの概略構成を示す断面図である。 図１１で示すポリクロメータにおける信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。 アンプのゲイン切換えに伴う入出力特性の不連続性を示すグラフである。 ＣＣＤの入出力特性の例を示すグラフである。

符号の説明

１１，３１，６１ 分光輝度計
１２ 被測定光
１３ 受光光学系
１４ 測定域規制開口
１５ リレー光学系
１６，３６，６６ ポリクロメータ
１７ 入射開口
１８ 駆動装置
１９ シャッタ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 演算制御回路
２１ 凹面回折格子
２２，３２ 受光センサアレイ
２３，３３，３３ｃ 信号処理回路
２４；２４ａ，２４ｂ 補正用ＬＥＤ
２５，２５ｄ 駆動回路
２７，２７ａ，２７ｄ パーソナルコンピュータ
２８，４８ マルチプレクサ
２９ アナログ／デジタル変換器
３０ デジタル／アナログ変換器
４０ モニターセンサ
４１ ＣＣＤ制御回路
４２ 信号処理回路
４３ 可変ゲインアンプ
４４ 積分回路
５１ 画像測定装置
５２ 二次元ＣＣＤ
５３ 被写体
５４ 結像光学系
７１ 分光測色計
７２ 積分球
７３ 光源
７４ 駆動回路
７５ 試料開口
７６ 試料
Ａ１１〜Ａ１ｎ アンプ
Ａ２ 可変ゲインアンプ
Ｄ１〜Ｄｎ フォトダイオード
Ｅ 誤差アンプ
Ｑ トランジスタ
Ｑａ，Ｑｂ トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２；Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６ 帰還抵抗
Ｒ３ 入力抵抗
Ｒａ，Ｒｂ 電流制限抵抗
ＲＦ 電流検知抵抗
Ｓ１〜Ｓｎ ＣＣＤ
ＳＷ１，ＳＷ２；ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６ 切換えスイッチ

Claims (10)

1. 被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、
   光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、
   補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ複数の感度で測定し、各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベルにおける複数の感度での補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする測光装置。
2. 前記複数の感度は、前記光センサからの出力を増幅するためのゲインの複数のレベルであることを特徴とする請求項１記載の測光装置。
3. 光センサからの出力を複数の異なるゲインで増幅するゲイン可変アンプを備え、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、
   光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、
   補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ各照度レベルにおけるセンサ出力レベルを前記ゲイン可変アンプの複数のゲインで測定し、各照度レベルにおける複数の異なるゲインでの測定結果の比から、被測定光のセンサ出力レベルに対する補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする測光装置。
4. 複数の画素センサが一次元または二次元に配列されたセンサアレイから成る光センサを備え、被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、
   前記光センサに光照射を行うための１または複数の補正用照明手段と、
   前記光センサに隣接して設けられ、前記補正用照明手段からの照明光が共に照射され、入射光に対する出力電流が線形性を有するモニター用光センサと、
   補正時には、前記補正用照明手段を、少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ複数の感度で各照度レベルにおけるセンサ出力レベルを測定し、複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値として求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする測光装置。
5. 被測定光の照度レベルを測定する測光装置において、
   光センサに光照射を行うための複数の補正用照明手段と、
   補正時には、各補正用照明手段で、個別に光センサを照明したときのセンサ出力レベルおよび同時に照明したときのセンサ出力レベルを求め、かつ個別に照明したときの出力レベルの和と、同時に照明したときの出力レベルとの信号比を求めるとともに、前記の処理を、照度割合が既知の複数の照度レベルで行い、得られたセンサ出力レベル−信号比データから、被測定光のセンサ出力レベルに対する補正値を求め、実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とする演算制御手段とを含むことを特徴とする測光装置。
6. 前記補正用照明手段の点灯中は、前記被測定光を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の測光装置。
7. 前記補正用照明手段による照明光は、該補正用照明手段からの直達光であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の測光装置。
8. 測光装置の非線形性を補正するための方法において、
   １または複数の補正用照明手段を用い、補正時には前記１または複数の補正用照明手段を少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ、光センサに複数の感度で測定を行わせ、
   各照度レベルで期待されるセンサ出力レベルと、実際のセンサ出力レベルとに基づいて、その各照度レベルにおける複数の感度での補正値を求め、
   実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とすることを特徴とする測光装置の非線形性補正方法。
9. 測光装置の非線形性を補正するための方法において、
   １または複数の補正用照明手段を用い、補正時には前記１または複数の補正用照明手段を少なくとも照度割合が既知の複数の照度レベルで順次点灯させつつ、光センサおよび前記光センサに隣接して設けられ、入射光に対する出力電流が線形性を有するモニター用光センサに複数の感度で測定を行わせ、
   複数の感度での各照度レベルにおけるモニター用光センサのセンサ出力を基準として、各画素センサのセンサ出力との比を、被測定光のセンサ出力に対する補正値として求め、
   実際の測光時には、センサ出力レベルを対応する補正値で補正して、測定出力とすることを特徴とする測光装置の非線形性補正方法。
10. 前記複数の補正用照明手段を、照度割合が既知のレベルで階調制御することを特徴とする請求項８または９記載の測光装置の非線形性補正方法。
    

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