JP5082622B2 - 分光特性測定装置、分光特性測定システム - Google Patents

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、経時変化や環境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、該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、経時変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色基準板を測定し、得られた測定値と既知の測定値（基準値）との差から波長ずれ量を推定して補正することが行われている。

具体的には、通常、分光特性測定装置の製造者（メーカ）は、商品として出荷する分光特性測定装置における測定精度の管理を行うために、その基準となる分光特性測定装置（以下、マスタ機という）を用意しており、商品用の分光特性測定装置を出荷する際に、当該商品用の分光特性測定装置で前記色基準板の測定動作を行い、その測定値が前記マスタ機の測定動作で得られた前記色基準板の測定値（基準値）に略一致するように校正される。

そして、ユーザは、分光特性測定装置の経時変化や周囲温度変化などによる精度の変動を確認する精度管理を行うため、前記色基準板をメーカに請求し、使用している分光特性測定装置にメーカから送付された色基準板に対する測定動作を行わせ、この測定値と前記マスタ機による測定値との差を確認する（下記特許文献１参照）。また、この方法とは別に、ユーザは、自らが使用している分光特性測定装置をメーカに送付し、メーカに前記精度管理を依頼する方法も利用されている。
米国特許第６５５９９４４号明細書

しかしながら、前者の精度管理方法にあっては、メーカから送付される色基準板がユーザに到着した後、該色基準板の状態が変化してしまうと、分光特性測定装置の正確な精度管理を行うことができないため、ユーザは、色基準板の表面が損傷したり退色したりしないように色基準板の管理を厳密に行う必要がある。

また、後者の精度管理方法にあっては、ユーザが分光特性測定装置をメーカに返却している期間、ユーザは当該分光特性測定装置を用いて測定動作を行うことができなくなるため、精度管理をこまめに行うことは実質的に困難であり、常に高い精度で測定動作を行うことができなくなるという懸念が生じる。

さらに、両者の精度管理方法に共通して、色基準板が複数種類存在する場合に、ユーザ又はメーカは精度管理を行うに際して色基準板ごとに測定動作を行う必要があり、非常に手間暇がかかるという問題もある。

本発明は、これに鑑みてなされたものであり、ユーザが容易に測定精度の管理を行うことのできる分光特性測定装置及び分光特性測定システムを提供する。

請求項１に記載の発明は、光を発光する照明部と、前記照明部の照明動作による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部と、前記分光部による波長分光方向に所定間隔で配列された複数の光電変換素子を有し、各光電変換素子が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受光部と、前記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部とを備え、前記分光プロファイル生成部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、当該分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性を予め記憶する第１の記憶部と、予め定められた時点の前記受光部の分光感度特性に対する現在の前記受光部の分光感度特性の変化を波長ずれ量として算出する波長ずれ量算出部と、前記波長ずれ量算出部により算出された波長ずれ量と前記第１の記憶部に記憶された分光特性とに基づき、前記現在の前記受光部の分光感度特性で前記色基準板の分光特性を測定した場合に得られる色基準板の分光特性を算出する算出部と、前記算出部により算出された分光特性と、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性とを比較して両者の誤差を算出する誤差算出部とを備えるものである。

この発明によれば、まず、波長ずれ量算出部により、予め定められた時点の前記受光部の分光感度特性に対する現在の前記受光部の分光感度特性の変化が波長ずれ量として算出される。次に、第１の記憶部に予め記憶された、当該分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性と、前記波長ずれ量算出部で算出された波長ずれ量とに基づき、前記現在の前記受光部の分光感度特性で前記色基準板の分光特性を測定した場合に得られる色基準板の分光特性が算出部により算出され、誤差算出部により、この算出された分光特性と、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性とを比較して両者の誤差が算出される。

このように、本発明では、前記現在の前記受光部の分光感度特性で前記色基準板の分光特性を測定した場合に得られる色基準板の分光特性と、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性との誤差が分光特性測定装置で算出される。なお、前記予め定められた他の分光特性測定装置は、本発明に係る分光特性測定装置の精度管理を行うための装置が好ましく、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性は、前記精度管理を行う際に利用する基準の分光特性が好ましい。

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、前記他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性を記憶する第２の記憶部をさらに備え、前記誤差算出部は、前記第２の記憶部から前記他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性を読み出して前記誤差を算出するものである。

この発明によれば、分光特性測定装置が、前記他の分光特性測定装置（マスタ機）で予め測定された前記色基準板の分光特性を記憶しているので、記録媒体から取得したり、通信により他の装置から取得したりする構成に比して、ユーザの手間をより一層省くことができる。

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、前記誤差算出部により算出された誤差を表示する表示部をさらに備えるものである。

この発明によれば、前記誤差算出部により算出された誤差を表示部に表示するようにしたので、ユーザは、表示部により表示される誤差を確認し、経時変化や環境変化などによる受光部の分光感度の変化や、当該分光測定装置で測定された色基準板の分光特性に含まれる誤差を把握することができる。

請求項４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と、前記誤差算出部により算出された誤差を表示する表示部とを備えてなる分光特性測定システムである。

この発明によれば、分光特性測定システムにおいて、請求項１または２に記載の発明の効果と、ユーザは、表示部により表示される誤差を確認して経時変化や環境変化などによる受光部の分光感度の変化や当該分光測定装置で測定された色基準板の分光特性に含まれる誤差を把握することができるという効果とが得られる。

本発明によれば、前記現在の受光部の分光感度特性で色基準板の分光特性を測定した場合に得られる色基準板の分光特性と、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性との誤差が分光特性測定装置で算出されるので、ユーザが色基準板の厳密な管理を行うことが不要になる。また、ユーザが現在の分光特性測定装置の状態を知るために、該ユーザがその分光測定装置を用いて前記色基準板の分光特性を測定する作業を行う必要がない。したがって、従来のような面倒な作業や多大な時間を要することなく容易に分光特性測定装置の精度管理を行うことができる。

本発明に係る分光特性測定装置の実施形態について説明する。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、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、これらを用いて測定試料２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あり、当該積分球１０の内部に設置された光源としてのキセノンフラッシュランプ１２（前記照明部の一例）からの光線を前記内壁１１で多重反射して拡散光を生成するものである。なお、図１は、積分球１０の側面断面図を示している。

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。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あり、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。

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に高電圧を瞬間的に印加すると、メインコンデンサ２１から直流電流が流れてキセノンフラッシュランプ１２が発光する。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あり、測定試料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、分光部の一例であり、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、受光部の一例である。

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、測定試料２の分光反射率特性（分光特性の一例）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センサ番号ｉと測定波長域内の波長に付された波長番号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λｊと表すと、λｊの値は１０ｎｍピッチとなり、例えばλ０＝３８０ｎｍ、λ４０＝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と参照光分光部４２とを備えている。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と略同様の構成を有する。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、分光反射率特性の測定開始の指示を行うための測定スイッチ５２、当該分光測色計１を後述の精度確認モードに設定するための精度確認スイッチ５３を備えている。

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、公知の白色校正、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。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８０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、該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。

また、制御部６０は、機能的に、照明制御部６１と、分光プロファイル生成部６２と、モード設定部６３と、特徴量算出部６４と、波長ずれ量算出部６５と、第１分光反射率特性記憶部６６と、第２分光反射率特性記憶部６７と、換算部６８と、誤差算出部６９と、表示制御部７０とを備える。

照明制御部６１は、測定スイッチ５２又は精度確認スイッチ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。

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部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。

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、測定試料２の測定を行う通常測定モードと、前記波長ずれ量を導出して当該分光測色計１の現時点での測定精度の確認を行うための精度確認モードとを有し、モード設定部６３は、精度確認スイッチ５３が操作された場合に当該分光測色計１を前記精度確認モードに設定し、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。

特徴量算出部６４は、前記モード設定部６３により前記精度確認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、前記波長ずれ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の一例について説明する。

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精度確認モードにおいても、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、例えば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４（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特性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）の分光感度特性を抽出して示した図である。また、図４（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。

図４（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。各センサの分光感度特性におけるピーク値は、従来周知の方法で正規化する。

今、図４（ｂ）に示すように、試料光センサアレイ３６の分光感度特性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Ｘｉ−１、センサ番号ｉのセンサの出力をＸｉ、センサ番号ｉ＋１のセンサの出力値をＸｉ＋１と表すものとすると、図４（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Ｘｉ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Ｘｉ−１，Ｘｉ＋１は、前記出力値Ｘｉ＋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Ｘｉ−１，Ｘｉ＋１の差（Ｘｉ＋１−Ｘｉ−１）を特徴量Ａとして導出する。

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、前記分光感度特性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、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試料光センサアレイ３６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た位置ずれ忠実な特徴量を算出することができる。

波長ずれ量算出部６５は、試料光センサアレイ３６の分光感度特性の波長分光方向の波長ずれ量Δλを導出するものである。波長ずれ量算出部６５は、特徴量算出部６４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、次式に基づいて波長ずれ量Δλを導出する。

Δλ＝ａ×ΔＡ ・・・（１）
なお、ａは、特徴量Ａの変化量に対する波長ずれ量の変化量の割合を示す定数である。

第１分光反射率特性記憶部６６は、工場出荷時に当該分光測色計１で測定した色基準板（例えばオレンジタイル）の分光反射率特性を記憶するものである。第２分光反射率特性記憶部６７は、マスタ機Ｍ（図７参照）で測定した前記色基準板の分光反射率特性を記憶するものである。マスタ機Ｍは、ユーザが使用する分光測色計１（商品として出荷する分光測色計１）の測定精度の管理を行うための基準となる機器である。色基準板は、分光測色計１の測定精度を測定する際に用いられる部材である。

換算部６８は、前記算出部に相当するものであり、前記波長ずれ量算出部６５により導出された波長ずれ量Δλを所定の換算式を用いて、第１分光反射率記憶部６６に記憶されている、工場出荷時に測定した前記色基準板の分光反射率特性（図３の矢印Ａで示す分光反射率特性）を前記波長ずれ量Δλだけシフトした分光反射率特性（図３の矢印Ｂで示す分光反射率特性）に換算するものである。すなわち、換算部６８は、制御部６０内に格納されている試料光センサアレイ３６の分光感度特性から前記波長ずれ量Δλだけシフトした分光感度特性（現在の試料光センサアレイ３６の分光感度特性）を有する試料光センサアレイ３６で測定したものと仮定した場合の前記色基準板の分光反射率特性を算出する。

誤差算出部６９は、前記第２分光反射率記憶部６７に記憶されている、マスタ機Ｍで測定した前記色基準板の分光反射率特性に対する、換算部６８による換算処理後の分光反射率特性の誤差を算出するものである。

表示制御部７０は、誤差算出部６９により算出された誤差を表示部８０に表示させるものである。表示部８０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなり、測定した測定試料の分光反射率特性（測定結果）を表示するとともに、前記誤差算出部６９により算出された誤差を表示するものである。

図５は、工場出荷時に行われる処理を示すフローチャート、図６は、図５に示す処理を経た分光測色計１で行われる誤差表示処理を示すフローチャート、図７は、工場出荷時に行われる処理及び前記誤差表示処理の全体像を示す図である。

図５、図７に示すように、作業者は、工場出荷時に、オレンジタイル等の色基準板をセットし、当該分光測色計１を用いてセットした前記色基準板の分光反射率特性を測定し（ステップ♯１）、この測定により得られた分光反射率特性（ｂ）を当該分光測色計１に格納させる（ステップ♯２）。

また、図７に示すように、当該分光測色計１を出荷するまでの間に、前記色基準板の分光反射率特性（ａ）をマスタ機Ｍにより測定し、この分光反射率特性（ａ）のデータが分光測色計１に格納される。なお、分光測色計１は、工場出荷時の測定動作により得られた色基準板の分光反射率特性（ｂ）がマスタ機Ｍの測定動作により得られた分光反射率特性（ａ）となるように試料光センサアレイ３６の分光感度特性が校正された状態で出荷される。

分光測色計１が図５に示す処理を経てユーザの利用に供された場合において、図６、図７に示すように、ユーザにより白色校正板がセットされた状態で精度確認スイッチ５３が押されると（ステップ♯１１でＹＥＳ）、制御部６０は、当該分光測色計１を精度確認モードに設定し（ステップ♯１２）、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♯１３）。

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４（ｃ）に示すような分光プロファイルを生成し（ステップ♯１４）、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♯１５）。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♯１６）、この変化量ΔＡを用いて、前記式（１）に基づき波長ずれ量Δλを算出する（ステップ♯１７）。

さらに、制御部６０は、図５のステップ♯２で記憶した分光反射率特性（ｂ）をステップ♯１７で算出した波長ずれ量Δλだけシフトさせた分光反射率特性（ｃ）を算出する（ステップ♯１８）。そして、制御部６０は、この分光反射率特性（ｃ）と、予め記憶している、マスタ機Ｍによる測定動作で得られた分光反射率特性（ａ）とを比較し、マスタ機Ｍによる測定動作で得られた分光反射率特性（ａ）に対する前記分光反射率特性（ｃ）の誤差を算出し（ステップ♯１９）、この誤差を表示部８０に表示させる（ステップ♯２０）。

以上のように、本実施形態の分光測色計１においては、経時変化や周囲温度変化などにより回折格子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ことで、当該分光側色計１で測定した試料光センサアレイ３６の分光反射率特性が波長分光方向にシフトしても、該分光反射率特性のマスタ機Ｍによる測定動作で得られた分光反射率特性に対する誤差をユーザに報知するようにしたので、ユーザは、試料光センサアレイ３６の分光感度特性の変化や当該分光側色計１で測定した試料光センサアレイ３６の分光反射率特性に含まれる誤差を含んでいるのかを把握することができる。

そして、特に本実施形態によれば、分光反射率特性記憶部６６に、工場出荷時に当該分光測色計１で予め測定した色基準板の分光反射率特性（ｂ）と、マスタ機Ｍで予め測定した前記色基準板の分光反射率特性（ａ）とを工場出荷前に予め格納しておき、工場出荷後においてユーザにより精度確認スイッチ５３が操作されると、試料光センサアレイ３６の分光感度特性について、工場出荷時から現在までの変化量を波長ずれ量Δλとして算出する処理と、前記分光反射率特性記憶部６６に格納されている前記分光反射率特性（ｂ）を前記波長ずれ量Δλだけシフトした分光反射率特性（ｃ）を算出する処理と、この算出された分光反射率特性（ｃ）と分光反射率特性記憶部６６に格納されている前記分光反射率特性（ａ）との誤差を算出し該誤差を表示部８０に表示する処理とを分光測色計１が実行するようにしたので、ユーザが現在の分光測色計１の状態（測定精度）を知るために、該ユーザがその分光測色計１を用いて前記色基準板の分光反射率特性を測定する作業を行わなくても前記誤差が分光測色計１で自動的に算出される。したがって、従来のような色基準板の厳密な管理や装置の校正作業に面倒な作業や多大な時間を要することなく容易に分光測色計１の精度管理を行うことができる。

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変形形態も含むものである。

［１］前記第１の実施形態では、ユーザにより精度確認スイッチ５３が操作された場合に、前記誤差を算出及び表示するための処理を実行するようにしたが、本件は、前記処理を実行するトリガがユーザからの指示に基づく形態に限られるものではなく、例えば、分光測色計１が一定の周期で自動的に前記処理を実行する形態や、分光測色計１の環境（例えば環境温度）が比較的大きく変化したことを検知した場合に実行する形態も想定範囲である。

［２］前記第１の実施形態では、分光側色計１に前記誤差を表示する表示部８０を備えたが、本件は、これに限られず、例えば表示体と分光測色計１とが通信可能に別体化されており、分光測色計１で算出された誤差を示すデータが前記表示体に送信され、表示体が、受信した前記誤差を示すデータを表示する形態も想定範囲である。また、前記第１の実施形態では、マスタ機Ｍによる測定動作で得られた分光反射率特性（ａ）のデータを出荷前に分光測色計１に予め格納するようにしたが、分光反射率特性（ａ）のデータを出荷前に分光測色計１に予め格納する必要はなく、例えば、外部機器から通信ネットワークを介して或いは記録媒体を介して前記分光反射率特性（ａ）のデータを取得する形態も想定することができる。

［３］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と波長ずれ量Δλとが略比例するものとの想定に基づき、前記式（１）に基づいて波長ずれ量Δλを算出するようにしたが、波長ずれ量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と波長ずれ量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に対応する波長ずれ量Δλを導出するようにしてもよい。

［４］波長ずれ量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。

［５］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。 換算部による処理を説明するための図である。 （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。 工場出荷時に行われる処理を示すフローチャートである。 図７に示す処理を経た分光測色計で行われる誤差表示処理を示すフローチャートである。 工場出荷時に行われる処理及び前記誤差表示処理の全体像を示す図である。

符号の説明

６１ 照明制御部
６２ 分光プロファイル生成部
６３ モード設定部
６４ 特徴量算出部
６５ 波長ずれ量算出部
６６ 分光反射率記憶部
６７ 換算部
６８ 誤差算出部
６９ 表示制御部
７０ 表示部
Ｍ マスタ機

Claims (4)

1. 光を発光する照明部と、
   前記照明部の照明動作による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部と、
   前記分光部による波長分光方向に所定間隔で配列された複数の光電変換素子を有し、各光電変換素子が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受光部と、
   前記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部とを備え、
   前記分光プロファイル生成部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、
   当該分光特性測定装置で予め測定された色基準板の分光特性を予め記憶する第１の記憶部と、
   予め定められた時点の前記受光部の分光感度特性に対する現在の前記受光部の分光感度特性の変化を波長ずれ量として算出する波長ずれ量算出部と、
   前記波長ずれ量算出部により算出された波長ずれ量と前記第１の記憶部に記憶された分光特性とに基づき、前記現在の前記受光部の分光感度特性で前記色基準板の分光特性を測定した場合に得られる色基準板の分光特性を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された分光特性と、予め定められた他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性とを比較して両者の誤差を算出する誤差算出部と
   を備える分光特性測定装置。
2. 前記他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性を記憶する第２の記憶部をさらに備え、
   前記誤差算出部は、前記第２の記憶部から前記他の分光特性測定装置で予め測定された前記色基準板の分光特性を読み出して前記誤差を算出する請求項１に記載の分光特性測定装置。
3. 前記誤差算出部により算出された誤差を表示する表示部をさらに備える請求項１または２に記載の分光特性測定装置。
4. 請求項１または２に記載の分光特性測定装置と、
   前記誤差算出部により算出された誤差を表示する表示部とを備えてなる分光特性測定システム。

Images