JP5282599B2

JP5282599B2 - 分光感度特性測定装置、および分光感度特性測定方法

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Description

本発明は、受光素子により光を受光し、受光した光の光学特性を測定する光学特性測定器における分光感度特性を測定する分光感度特性測定装置、および分光感度特性測定方法に関する。

従来、液晶パネルなどの明るさや色などを測定する装置として、受光素子とフィルタを組み合わせた輝度計、照度計、色彩輝度計、色彩照度計、カメラ計測器などの光学特性測定器が知られている。このような光学特性測定器では、人間の視覚に対応した比視感度特性や等色関数特性などの基準光学特性に基づいて、受光素子およびフィルタの組み合わせが設計されるが、一般的にこれらの基準光学特性に光学特性測定器の分光感度特性を完全に一致されることは困難であり、計測器の高精度化のためには、基準光学特性と、光学特性測定器の分光感度特性との誤差を正確に把握する必要がある。

ところで、光学特性測定器の分光感度特性を測定する方法としては、予めエネルギー量の分かっている１ｎｍ幅の単波長光を、光学特性測定器の受光素子にて受光させ、光電変換により得られる電気信号量をエネルギー量で割ることで、その単波長光に対する分光感度特性を測定することが可能となる。そして、例えば３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ内に可視光に対して１ｎｍずつ順次単波長光の波長を変えて上記測定を実施することで、可視光に対する光学特性測定器の分光感度特性を取得することが可能となる。しかしながら、１ｎｍ幅の単波長光を生成することや、このような単波長光を１ｎｍずつ可変させてさせることは困難であり、１ｎｍ幅の単波長光を射出できたとしても、光量が極めて小さくなり、少ない光量から正確な分光感度特性を算出することが困難となる。
これに対して、ある程度の波長幅を持たせた射出光を用いて光学特性測定器の分光感度特性を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）

この特許文献１に記載の分光感度測定方法では、黒体の加熱温度により、ｎ個の互いに独立した放射スペクトルが与えられる黒体炉を光源とし、この光源から射出される光を光センサーで受光する。そして、これらのｎ個の放射分光特性と、光センサーから出力される出力値から、ｎ元１次連立方程式を解くことで、分光感度特性を算出する方法が採られている。

特開平２−２６８２４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のような従来の分光感度特性測定方法では、ｎ元１次方程式により分光感度特性を算出するが、光源の放射分光特性の誤差などの影響を大きく受けるという問題があり、測定値の信頼性が低下する。

本発明は、上記のような問題に鑑みて、光学特性測定器の分光感度特性を精度良く測定可能な分光感度特性測定装置、および分光感度特性測定方法を提供することを目的とする。

本発明の分光感度特性測定装置は、光を受光する受光素子を備えた光学特性測定器の分光感度特性を測定する分光感度特性測定装置であって、所定のピーク波長を有し、前記ピーク波長を含む複数の波長成分を有する測定光を射出するとともに、前記ピーク波長を変更可能な光源装置と、入射光の各波長に対するエネルギー量を測定可能な基準分光測定器と、前記基準分光測定器および前記光学特性測定器から出力される測定光の測定値を取得する測定値取得手段と、前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、前記測定光の総エネルギー量を算出するとともに、この測定光の総エネルギー量、および前記光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、前記光学特性測定器の一次分光感度特性を算出する第一分光感度特性算出手段と、前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、各波長に対するエネルギー量を取得するとともに、この各波長に対するエネルギー量および前記一次分光感度特性に基づいて、前記光学特性測定器で前記一次分光感度特性により前記測定光を測定したと仮定した場合の測定試算値を試算する試算値算出手段と、前記測定試算値および前記光学特性測定器から出力される測定値の差分値を、前記一次分光感度特性に加算した二次分光感度特性を算出する第二分光感度特性算出手段と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、光源装置から射出される測定光を、基準分光測定器および測定対象となる光学特性測定器により受光させ、測定値取得手段にてそれぞれの装置から出力される測定値を取得させる。ここで、光源装置は、測定光として、任意波長をピーク波長とし、このピーク波長を中心とした複数の波長成分を含む光を射出するものであればよく、例えば、ピーク波長の光を人間の視覚により認識可能な波長域を有する光であるドミナント波長光を用いることが好ましい。このようなドミナント波長光は、ピーク波長のみの単波長光に比べて光量が大きく、かつ容易に生成することが可能であり、高価な装置などをも必要としない。
また、基準分光測定器としては、例えば一般的な分光測定器を利用することができ、この基準分光測定器は、入射光の各波長成分に対する光エネルギーをそれぞれ計測する。そして、本発明の第一分光感度特性算出手段は、この基準分光測定器から出力される測定光の各波長成分に対する光エネルギーを認識し、これらの総和である総エネルギー量を算出する。そして、第一分光感度特性算出手段は、この総エネルギー量と光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、光学特性測定器の分光感度特性（一次分光感度特性）を算出する。
ここで、算出される一次分光感度特性は、測定光のピーク波長に対する正確な分光感度特性ではなく、ピーク波長を中心とした他の波長成分のエネルギー量も加えられているため、誤差を含む値となる。これに対して、本発明の分光感度特性測定装置では、試算値算出手段により、この算出された一次分光感度特性と、基準分光測定器により計測される測定光の所定波長成分に対するエネルギー量とに基づいて、一次分光感度特性を用いて測定光を測定した場合の測定試算値を試算する。そして、第二分光感度特性算出手段は、この測定試算値と、実際に光学特性測定器から出力された測定値との差分値を算出し、一次分光感度特性にこの差分値を加算した二次分光感度特性を算出する。
これにより、測定試算値と実測値との差分値により一次分光感度特性を補正するため、実測値に即した正確な二次分光感度特性を算出することができる。また、基準分光測定器により測定される各波長成分に対する正確なエネルギー量を測定値として使用するため、光源装置の放射分光特性の誤差などに左右されることがなく、信頼性が高い、より精度の良好な分光感度特性（二次分光感度特性）を演算により容易に測定することが可能となる。さらに、単波長光を射出させる高価な構成や、複雑な構成を必要とせず、所定波長幅を有する測定光を射出する光源装置を用いた簡単な構成で、精度のよい分光感度特性を算出することができる。

本発明の分光感度特性測定装置では、前記光源装置は、前記ピーク波長の半値幅が３０ｎｍ以下である測定光を射出することが好ましい。

この発明によれば、ピーク波長の半値幅が３０ｎｍである測定光を用いて分光感度特性を測定する。半値幅が３０ｎｍより大きい場合、目的であるピーク波長に対する分光感度特性の測定精度が低下するという問題がある。これに対して、ピーク波長の半値幅が３０ｎｍ以下である測定光を用いることで、計測目的とするピーク波長以外の波長成分の光量が小さくなる。したがって、より信頼性の高い精度が良好な二次分光感度特性を算出することが可能となる。

本発明の分光感度特性測定方法は、光を受光する受光素子を備えた光学特性測定器の分光感度特性を測定する分光感度特性測定方法であって、所定のピーク波長を有し、前記ピーク波長を含む複数の波長成分を有する測定光を、前記ピーク波長を順次変更して射出する測定光射出工程と、入射光の各波長に対するエネルギー量を測定可能な基準分光測定器、および前記光学特性測定器にて測定させて、それぞれの測定値を取得する測定工程と、前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、前記測定光の総エネルギー量を算出するとともに、この測定光の総エネルギー量、および前記光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、前記光学特性測定器の一次分光感度特性を算出する一次分光感度特性算出工程と、前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、各波長に対するエネルギー量を取得するとともに、この各波長に対するエネルギー量および前記一次分光感度特性に基づいて、前記光学特性測定器で一次分光感度特性により前記測定光を測定したと仮定した場合の測定試算値を試算する試算値算出工程と、前記測定試算値および前記光学特性測定器から出力される測定値の差分値を、前記一次分光感度特性に加算した二次分光感度特性を算出する第二分光感度特性算出工程と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、上記発明と同様に、基準分光測定器および光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、一次分光感度特性を算出し、この一次分光感度特性から測定光の光学特性試算値を算出する。そして、この光学特性試算値と光学特性測定器から出力される測定値との差分値を一次分光感度特性に加算して補正した二次分光感度特性を算出する。これにより、所定波長幅を有する測定光を射出する光源装置を用いた簡単な構成で、実測値に即した精度の高い二次分光感度特性を算出することができる。

本発明に係る実施の形態の分光感度測定システムの概略構成を示すブロック図である。光源装置から射出される測定光の波長の一例を示す図である。本実施の形態の分光感度測定システムを用いた分光感度特性測定方法を示すフローチャートである。光学特性装置として一般的な照度計を対象とし、上記分光感度測定システムにより算出された一次分光感度特性および二次分光感度特性の一例を示す図である。図４に示す照度計において、実測値、一次分光感度特性に基づいて測定される測定値、二次分光感度特性に基づいて測定される測定値を示す図である。図５において、実測値と測定値との誤差を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の分光感度特性測定装置としての分光感度測定システムを図面に基づいて説明する。

［分光感度測定システムの構成］
図１は、本発明に係る実施の形態の分光感度測定システムの概略構成を示すブロック図である。
分光感度測定システム１は、測定対象となる光学特性測定器３０の分光感度特性を測定するシステムである。この分光感度測定システム１は、光源装置１０と、積分球２０と、基準分光測定器４０と、システム制御装置５０と、を備え、システム制御装置５０に光源装置１０、基準分光測定器４０、および測定対象である光学特性測定器３０が接続され、各動作が制御されている。

光源装置１０は、任意のドミナント波長の測定光を生成し、光ファイバ１１を介してこの測定光を積分球２０に出力する。ここで、図２（Ａ）に、光源装置１０から射出される測定光の一例を示す。また、図２（Ｂ）に、これらの測定光のうちピーク波長が５２０である測定光の各波長成分に対するエネルギー量の関係を示す図を示す。図２（Ｂ）に示すように、光源装置１０は、任意のピーク波長λを中心とした所定波長幅を有するドミナント波長光を測定光として出力する。この波長幅としては、人間の目により前記ピーク波長λの光を視覚する波長幅であればよく、例えば本実施の形態では、測定光として、光エネルギーが最大光エネルギー（ピーク波長の光強度）の半値となる２波長間の幅（半値幅）が約２０ｎｍとなるように、測定光が生成される。具体的には、光源装置１０は、図示は省略するが、例えば、白色光源と、波長可変フィルタと、を備えている。このような光源装置１０では、波長可変フィルタに印加する電圧を変化させることで、波長可変フィルタを透過する波長域を変化させ、所定のピーク波長を有する測定光を生成する。また、光源装置１０は、システム制御装置５０に接続され、システム制御装置５０から入力される制御信号により波長可変フィルタに印加する電圧を制御し、１ｎｍ単位で測定光のピーク波長を変化させる。

積分球２０は、内面に光束を反射する球内拡散反射面が形成された球状の閉空間を有し、この閉空間の一部に光源装置１０から射出される任意波長の測定光が光ファイバ１１を介して入射する入射部２１が設けられている。また、積分球２０には、測定光を射出される射出部２２が設けられ、この射出部２２に面して、基準分光測定器４０および光学特性測定器３０の光受光部が設けられる。このような積分球２０では、入射部２１から入射された測定光を、球内拡散反射面に複数回反射させて集光することで、全方向に対して均一な強度分布となる光束を得ることが可能となる。したがって、積分球２０の射出部２２の法線方向に基準分光測定器４０および光学特性測定器３０を設置することで、これらの基準分光測定器４０および光学特性測定器３０にて同一波長の均一な強度分布を有する光束を受光することが可能となる。

基準分光測定器４０は、積分球２０の射出部２２から射出される測定光を受光し、この測定光の各波長成分に対する正確な分光感度特性値、すなわちエネルギー量を測定する。この基準分光測定器４０としては、入射光を複数のグレイティングやレンズなどにより分光し、これらの分光した光をアレイセンサで受光して、等色関数と掛け合わせることで高精度な分光特性値を測定する分光測定法を利用した分光測定器を利用することができる。そして、この基準分光測定器４０は、入力された任意波長の光に対して、各波長成分のエネルギー量を測定し、これらの各波長成分に対する光エネルギー量を測定信号に変換してシステム制御装置５０に出力する。

光学特性測定器３０は、分光感度測定システム１により測定対象となる装置である。この光学特性測定器３０は、図示しない受光素子にて光を受光して光電変換処理を実施し、受光量に応じた電気信号を測定値としてシステム制御装置５０に出力する。なお、この光学特性測定器３０としては、照度計、輝度計、色彩照度計、色彩輝度計、カメラ計測器など、入射光を光源変換処理により電気信号に変換し、その光学特性値を用いて、例えば入射光の計測処理や画像データの生成処理などの各種処理を実施するいかなる装置をも利用することができる。

システム制御装置５０は、分光感度測定システム１の全体動作を制御するとともに、基準分光測定器４０および光学特性測定器３０から入力される測定値に基づいて、光学特性測定器３０の分光感度特性を測定する装置である。このシステム制御装置５０としては、例えばパーソナルコンピュータなどの汎用計算機を用いてもよい。そして、システム制御装置５０は、図１に示すように、記憶部５１と、光源制御部５２と、測定値取得手段としての信号取得部５３と、分光感度演算部５４と、を備えて構成されている。

記憶部５１は、例えばＨＤＤやメモリなど各種記録媒体を用いることができる。この記憶部５１には、基準分光測定器４０や光学特性測定器３０から入力される測定値や、システム制御装置５０を制御するための各種プログラムや各種データなどが記憶される。

光源制御部５２は、測定光のピーク波長を変更する旨の制御信号を生成するとともに、生成した制御信号を光源装置１０に出力して、光源装置１０から出力される測定光のドミナント波長を変更する。

信号取得部５３は、基準分光測定器４０から入力される測定光の各波長成分に対するエネルギー値、および光学特性測定器３０から入力される測定値をそれぞれ取得し、記憶部５１に適宜読み出し可能に記憶する。

分光感度演算部５４は、基準分光測定器４０および光学特性測定器３０から入力された測定値に基づいて、光学特性測定器３０の一次分光感度特性および二次分光感度特性を演算により測定する。この分光感度演算部５４は、第一分光感度特性算出手段５４１と、試算値算出手段５４２と、第二分光感度特性算出手段５４３と、を備えている。

第一分光感度特性算出手段５４１は、光学特性測定器３０から入力される測定値に基づいて、光源装置１０から出力される測定光の総エネルギー量を算出する。すなわち、基準分光測定器４０では、測定光を構成する各波長成分に対するエネルギー量がそれぞれ測定され、これらのエネルギー量が測定値としてシステム制御装置５０に入力される。第一分光感度特性算出手段５４１は、これらの各波長成分に対するエネルギー量から、下記式（１）に基づいて、総エネルギー量を算出する。

上記（１）式において、ピーク波長λの測定光を構成する波長ｎに対するエネルギー量をＰ_λｎとし、総エネルギー量をＥ_λとする。

また、第一分光感度特性算出手段５４１は、この総エネルギー量Ｅ_λと、光学特性測定器３０から入力されるピーク波長λの測定光に対する測定値Ｍ_λに基づいて、次式（２）により、光学特性測定器３０の一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を算出する。

試算値算出手段５４２は、上記式（２）により算出された一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を光学特性測定器３０の分光感度特性として仮定し、光学特性測定器３０に測定光を測定させた場合に測定されると予想される測定試算値（以降、試算値と略す）を試算する。具体的には、試算値算出手段５４２は、一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}、および基準分光測定器４０から入力される各波長成分に対するエネルギー量Ｐ_λｎに基づいて、次式（３）により試算値Ｍ_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}を算出する。

なお、上記式（３）では、測定光を構成する波長ｎが可視光波長域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）としたが、例えば光源装置１０から出力される波長の下限値λminおよび上限値λmaxが分かっている場合、これら下限値λminおよび上限値λmaxにおける一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}と波長ｎに対するエネルギー量Ｐ_λｎの積の合計値を算出してもよい。

第二分光感度特性算出手段５４３は、光学特性測定器３０から入力されるピーク波長λの測定光に対する測定値Ｍ_λ、および式（３）により算出される試算値Ｍ_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}をそれぞれ最大値に対して正規化した正規化測定値Ｍ´_λおよび正規化試算値Ｍ´_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}を算出する。
そして、第二分光感度特性算出手段５４３は、次式（４）に示すように、これらの正規化測定値Ｍ´_λおよび正規化試算値Ｍ´_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}の差分値Ｄ_λを算出する。

さらに、第二分光感度特性算出手段５４３は、次式（５）に示すように、式（２）により算出された一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}に、上記（４）式にて算出される差分値Ｄ_λを加算することで二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}を算出する。

そして、第二分光感度特性算出手段５４３は、光学特性測定器３０における分光感度特性の測定値として、この二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}を記憶部５１に記憶する。

なお、上記では、二次分光感度特性を算出することで、光学特性測定器３０の分光感度特性を測定する構成を例示したが、さらに、システム制御装置５０に、記憶部５１に記憶された二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}を例えばディスプレイや印刷装置などの外部出力装置に出力する出力手段などを設ける構成としてもよい。

［分光感度測定システムの動作］
次に、上記分光感度測定システム１の動作、および分光感度測定方法について、図面に基づいて説明する。図３は、本実施の形態の分光感度測定システムを用いた分光感度特性測定方法を示すフローチャートである。

図３に示すように、光学特性測定器３０の分光感度特性を測定するためには、システム制御装置５０は、まず、初期設定として、光源装置１０から射出させる測定光のピーク波長λを初期化し、λ＝λminを設定する（ステップＳＴ１）。なお、本実施の形態では、最小ピーク波長λminとして、λ＝３８０ｎｍを設定する。

次に、システム制御装置５０は、光源制御部５２によりピーク波長λの測定光を出力する旨の制御信号を生成し、光源装置１０に出力する。光源装置１０は、制御信号を受信すると、白色光源から白色光を射出させるとともに、波長可変フィルタに印加する電圧を変化させる。これにより、波長可変フィルタにおいて、所望の波長の光のみが透過して、その他の波長の光が遮断され、図２に示すようなドミナント波長光が測定光として出力される（ステップＳＴ２：測定光射出工程）。

この測定光は、光ファイバ１１を介して積分球２０内に導光され、積分球２０から同一光強度を有する測定光が、基準分光測定器４０および光学特性測定器３０に出力される。基準分光測定器４０および光学特性測定器３０は、それぞれに設けられる受光素子にて測定光を受光し、光源変換により受光量に応じた電気信号を測定値としてシステム制御装置５０に出力する（ステップＳＴ３：測定工程）。そして、システム制御装置５０の信号取得部５３は、これら基準分光測定器４０および光学特性測定器３０から入力された測定値をそれぞれ取得し、適宜読み出し可能に記憶部５１に記憶する。

この後、システム制御装置５０は、測定光のピーク波長λに１を加算し（λ＝λ＋１）、ピーク波長λを更新する（ステップＳＴ４）。
ここで、システム制御装置５０は、測定光のピーク波長λが最大ピーク波長λmaxより大きいか否かを判断し（ステップＳＴ５）、ピーク波長λがλmaxより小さい場合は、ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５の処理を繰り返す。ここで、本実施の形態では、最大ピーク波長λmaxとして、λmax＝７５０ｎｍを設定する。すなわち、システム制御装置５０は、可視光の波長域において、測定光のピーク波長λを１ｎｍずつ変化させ、各測定光に対する基準分光測定器４０からの測定値および光学特性測定器３０からの測定値を取得し、記憶部５１に記憶する。この時、信号取得部５３は、取得した各測定光の各測定値を、その測定光のピーク波長λが記録されるピーク波長情報に関連付けて、それぞれの測定値がどの測定光に対するものであるかを把握できるように、記憶部５１に記憶する。

そして、ステップＳＴ５において、ピーク波長λが最大ピーク波長λmax（＝７５０ｎｍ）であると判断されると、システム制御装置５０は、分光感度演算部５４の第一分光感度特性算出手段５４１により一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を算出させる処理を実施する（ステップＳＴ６：一次分光感度特性算出工程）。
具体的には、第一分光感度特性算出手段５４１は、記憶部５１に記憶される基準分光測定器４０の測定値に基づいて、各測定光（ピーク波長λ＝３８０，３８１，３８２・・・７５０）のそれぞれの総エネルギー量を式（１）に基づいて算出する。そして、第一分光感度特性算出手段５４１は、各測定光に対して算出された総エネルギー量と、光学特性測定器３０により測定される各測定光の光学特性の測定値に基づいて、式（２）により一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を算出する。また、第一分光感度特性算出手段５４１は、各測定光に対して算出した一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を適宜読み出し可能に記憶部５１に記憶する。

次に、システム制御装置５０の試算値算出手段５４２は、光学特性測定器３０の分光感度特性が一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}であると仮定した場合に、当該光学特性測定器３０が測定光を受光した際に出力されると予想される試算値を試算する（ステップＳＴ７：試算値算出工程）。すなわち、試算値算出手段５４２は、ピーク波長λの測定光の各波長成分に対するエネルギー量Ｐ_λｎ、およびステップＳＴ６により算出される波長ｎに対する一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_ｎ}を記憶部５１から読み出し、式（３）に基づいて試算値Ｍ_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}を算出する。
また、試算値算出手段５４２は、算出された試算値を記憶部５１に読み出し可能に記憶する。この試算値と光学特性測定器３０から出力される測定値とを比較することにより、上記一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}の誤差量を把握することが可能となる。

この後、システム制御装置５０の第二分光感度特性算出手段５４３は、試算値Ｍ_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}および光学特性測定器３０から入力される測定値Ｍ_λを最大値に対して正規化した正規化試算値Ｍ´_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}および正規化測定値Ｍ´_λに変換し、式（４）によりその差分値Ｄ_λを算出する。さらに、第二分光感度特性算出手段５４３は、式（５）に用い、一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}から二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}を算出する（ステップＳＴ８：二次分光感度特性算出工程）。また、第二分光感度特性算出手段５４３は、算出された二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}を、光学特性測定器３０の分光感度特性の測定値として、記憶部５１に記憶する。

〔二次分光感度特性に基づいた測定の精度〕
次に、上記のように測定された光学特性測定器３０の二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}の精度について、説明する。
図４は、光学特性測定器３０として一般的な照度計を対象とし、上記分光感度測定システムにより算出された一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}および二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}の一例を示す図である。図５は、図４に示す照度計において、実測値、一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}に基づいて測定される測定値、二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}に基づいて測定される測定値を示す図である。図６は、図５において、実測値と測定値との誤差を示す図である。
図４ないし図６に示すように、波長が５００ｎｍ〜５８０ｎｍ程度では、一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}および二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}の差も小さく、測定値と実測値との誤差も極めて小さくなり、いずれの分光感度特性を用いても高精度な測定を実施することが可能となる。一方、５００ｎｍ以下、５８０ｎｍ以上の波長域、特に両肩部である４００ｎｍ近傍、７００ｎｍ近傍では、図６に示すように、実測値と一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}に基づいて測定された測定値との誤差が著しく大きくなる。これに対して、二次分光感度特性Ｓ_{２ｎｄ_λ}に基づいて測定される測定値と実測値との誤差は、５００ｎｍ以下、５８０ｎｍ以上の波長域においても小さい値に抑えることができ、測定精度が向上していることが確認できる。

［分光感度測定システムの作用効果］
上述したように、上記実施の形態の分光感度測定システム１では、光源装置１０からピーク波長λに対して半値幅が小さいドミナント波長の測定光を射出させ、この測定光の光学特性を基準分光測定器４０および光学特性測定器３０の双方にて測定させる。そして、システム制御装置５０は、信号取得部５３にて、これら測定器３０，４０からの測定値を取得すると、分光感度演算部５４の第一分光感度特性算出手段５４１により、測定光の総エネルギー量を算出させ、この総エネルギー量および光学特性測定器３０の測定値により、光学特性測定器３０の一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}を算出させる。そして、試算値算出手段５４２は、この一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}に基づいて、光学特性測定器３０が一次分光感度特性に基づいて光学特性を測定したと仮定した場合の測定値を試算値Ｍ_{ｓｉｍ１ｓｔ_λ}として試算し、第二分光感度特性算出手段５４３は、試算値と実測値との差分値を一次分光感度特性Ｓ_{１ｓｔ_λ}に加算した二次分光感度特性Ｓ_{２ｓｔ_λ}を、光学特性測定器３０の分光感度特性の測定結果として算出する。

これにより、実測値と試算値との差分値に基づいて、一次分光感度特性を補正した二次分光感度特性を算出するため、図４ないし図６に示すように、一次分光感度特性より実測値に近似した測定値を出力可能な二次分光感度特性を測定することができ、光学特性測定器３０の分光特性測定の精度を向上させることができる。また、生成が困難な単波長光を用いず、ドミナント波長光を用いた簡単な構成で分光感度特性の測定を容易に実施することができ、光学特性測定器３０の検査などに要するコストの削減を促進できる。

また、光源装置１０から射出される測定光として、図２に示すように半値幅が約２０ｎｍであるドミナント波長の光を用いている。このため、計測目的とするピーク波長λ以外の波長成分の光量が小さくなり、より信頼性の高い精度が良好な二次分光感度特性を算出することができる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されず、本発明の目的を達せられる範囲で種々の改良、変形が可能である。

上記実施の形態では、光源装置１０から測定光として半値幅が約２０ｎｍであるドミナント波長光を射出する構成としたが、３０ｎｍ以下の半値幅を有する測定光を用いることで精度良く二次分光感度特性を算出することができ、例えばピーク波長λの半値幅が２０ｎｍ未満の測定光を用いてもよい。また、半値幅が３０ｎｍよりも大きい測定光を用いた場合であっても、半値幅を３０ｎｍ以下に設定する上記実施の形態に対して、測定精度が低下するが、従来の一次分光感度特性を測定値として出力する構成に比べて良好な測定精度の二次分光感度特性を算出することができる。

また、上記したように、上記実施の形態で測定対象となる光学特性測定器３０としては、光を受光して受光した光量に応じた電気信号を出力する装置であれば、いかなる装置をも対象とすることができ、例えば、照度計、輝度計、色彩照度計、色彩輝度計、カメラ装置、色度計などを対象とすることができる。

さらに、上記実施の形態では、光源装置１０から出力される光を積分球２０により一様な光強度となるように分散させ、基準分光測定器４０および光学特性測定器３０において、同強度の測定光を測定させる構成としたが、これに限定されない。例えば、光源装置１０から射出される測定光を直接基準分光測定器４０や光学特性測定器３０に入射させ、測定値を出力させる構成としてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。

１…分光感度特性測定装置としての分光感度測定システム、１０…光源装置、３０…光学特性測定器、４０…基準分光測定器、５０…制御部としてのシステム制御装置、５３…測定値取得手段としての信号取得部、５４１…第一分光感度特性算出手段、５４２…試算値算出手段、５４３…第二分光感度特性算出手段。

Claims

光を受光する受光素子を備えた光学特性測定器の分光感度特性を測定する分光感度特性測定装置であって、
所定のピーク波長を有し、前記ピーク波長を含む複数の波長成分を有する測定光を射出するとともに、前記ピーク波長を変更可能な光源装置と、
入射光の各波長に対するエネルギー量を測定可能な基準分光測定器と、
前記基準分光測定器および前記光学特性測定器から出力される測定光の測定値を取得する測定値取得手段と、
前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、前記測定光の総エネルギー量を算出するとともに、この測定光の総エネルギー量、および前記光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、前記光学特性測定器の一次分光感度特性を算出する第一分光感度特性算出手段と、
前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、各波長に対するエネルギー量を取得するとともに、この各波長に対するエネルギー量および前記一次分光感度特性に基づいて、前記光学特性測定器で前記一次分光感度特性により前記測定光を測定したと仮定した場合の測定試算値を試算する試算値算出手段と、
前記測定試算値および前記光学特性測定器から出力される測定値の差分値を、前記一次分光感度特性に加算した二次分光感度特性を算出する第二分光感度特性算出手段と、
を具備したことを特徴とする分光感度特性測定装置。
請求項１に記載の分光感度特性測定装置において、
前記光源装置は、前記ピーク波長の半値幅が３０ｎｍ以下である測定光を射出する
ことを特徴とする分光感度特性測定装置。
光を受光する受光素子を備えた光学特性測定器の分光感度特性を測定する分光感度特性測定方法であって、
所定のピーク波長を有し、前記ピーク波長を含む複数の波長成分を有する測定光を、前記ピーク波長を順次変更して射出する測定光射出工程と、
入射光の各波長に対するエネルギー量を測定可能な基準分光測定器、および前記光学特性測定器にて測定させて、それぞれの測定値を取得する測定工程と、
前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、前記測定光の総エネルギー量を算出するとともに、この測定光の総エネルギー量、および前記光学特性測定器から出力される測定値に基づいて、前記光学特性測定器の一次分光感度特性を算出する一次分光感度特性算出工程と、
前記基準分光測定器から出力される測定値に基づいて、各波長に対するエネルギー量を取得するとともに、この各波長に対するエネルギー量および前記一次分光感度特性に基づいて、前記光学特性測定器で一次分光感度特性により前記測定光を測定したと仮定した場合の測定試算値を試算する試算値算出工程と、
前記測定試算値および前記光学特性測定器から出力される測定値の差分値を、前記一次分光感度特性に加算した二次分光感度特性を算出する第二分光感度特性算出工程と、
を具備したことを特徴とする分光感度特性測定方法。