JP6992812B2 - 波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、分光計の波長シフトを補正する波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法に関する。

分光計は、被測定光のスペクトルを測定するため、分光計の使用の際には、例えば経年変化等によって生じた波長シフトの補正が重要である。この波長シフト補正に関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示された波長シフト補正システムは、既知の輝線波長の輝線を出力する波長シフト補正用光源と、入射される光を波長に応じて分散した光を受光し、受光した各波長成分の光強度に応じた電気信号を出力する光電変換素子が配列されてなる受光部を備え、前記波長シフト補正用光源の輝線出力を測定する被波長シフト補正分光輝度計と、前記被波長シフト補正分光輝度計が前記波長シフト補正用光源の輝線出力を測定した場合に、前記輝線波長における前記受光部の相対出力から前記輝線出力の波長を推定し、推定した前記輝線出力の波長と前記既知の輝線波長との差から波長変化量を推定して前記被波長シフト補正分光輝度計を波長シフト補正する波長シフト補正部とを備える。

前記特許文献１に開示された波長シフト補正システムは、被波長シフト補正分光輝度計が波長シフト補正用光源の輝線出力を測定した場合に、前記輝線波長における受光部の相対出力から前記輝線出力の波長を推定し、この推定した前記輝線出力の波長と既知の輝線波長との差から波長変化量を推定して前記被波長シフト補正分光輝度計を波長シフト補正する。このため、波長シフト補正に用いられる輝線は、波長的に独立している必要があるため、前記特許文献１に開示された波長シフト補正システムは、輝線間隔の狭い光源を波長シフト補正用光源としてそのまま用いることが難しい。仮にこのような輝線間隔の狭い光源を波長シフト補正用光源として用いるとすれば、輝線間隔の狭い複数の輝線光の中から１つの輝線光を取り出すバンドパスフィルターが必要となり、コストアップしてしまう。

特開２００５－４３１５３号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、輝線間隔に影響され難い波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法を提供することである。

上述した目的（のうち少なくとも一つ）を実現するために、本発明の一側面を反映した波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法は、複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計とを備え、波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の光電変換素子のうち、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて波長変化量を求める。ここで、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個は、前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する。

発明の１または複数の実施形態により与えられる利点および特徴は、以下に与えられる詳細な説明および添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。

実施形態における、波長シフト補正システムを組み込んだ分光計の光学的な構成を示す概略構成図である。 前記分光計の電気的な構成を示すブロック図である。 前記分光計における前処理部の構成を示す回路図である。 前記分光計における受光部の分光感度の一例を示す図である。 前記分光計における波長シフト補正用光源のスペクトルを示す図である。 前記受光部の分光感度と前記波長シフト補正用光源から放射される波長シフト補正用光に含まれる複数の輝線光との関係を説明するための図である。 前記分光計におけるゲイン比の求め方を説明するための図である。 温度が２８７１Ｋである場合におけるハロゲンランプの分光放射輝度を示す図である。 前記分光計における輝線光の光強度の求め方を説明するための図である。 輝線光強度比変動による波長推定誤差のシミュレーション結果を示す図である。 前記分光計に記憶される波長演算テーブルを示す図である。 前記波長シフト補正システムおよび前記分光計の変形形態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

実施形態における波長シフト補正システムは、例えば工場等で出荷前に波長シフト補正された分光計を使用した後に、前記分光計を波長シフト補正するシステムである。このような波長シフト補正システムは、複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計と、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の光電変換素子のうち、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長を求め、前記求めた波長シフト補正時輝線波長と前記基準波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長との差から波長変化量を求める波長シフト補正部とを備える。そして、実施形態における波長シフト補正システムでは、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個は、前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する。このような波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計としての分光計と別体であって良く、あるいは、前記分光計と一体であって良い。以下では、まず、前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計としての分光計に内蔵され、前記分光計と一体である場合について説明し、次に、前記分光計と別体である場合について説明する。そして、以下では、前記分光計が前記波長シフト補正部を内蔵する実施形態について説明する。すなわち、以下の実施形態では、一例として、波長シフト補正システムは、被波長シフト補正分光計としての分光計に組み込まれている。

図１は、実施形態における、波長シフト補正システムを組み込んだ分光計の光学的な構成を示す概略構成図である。図１Ａは、分光計の光学的な構成を側面から見た模式図であり、図１Ｂは、前記分光計の受光部を上面から見た模式図である。図２は、前記分光計の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、前記分光計における前処理部の構成を示す回路図である。図３Ａは、第１態様の前処理部を示し、図３Ｂは、第２態様の前処理部を示す。

実施形態における分光計Ｄは、使用段階で波長シフト補正する波長シフト補正システムを含み、前記波長シフト補正システムに対する被波長シフト補正分光計となる。この分光計Ｄは、例えば、図１および図２に示すように、波長シフト補正用光源１と、測定用光源２と、積分球３と、導光部材４と、分光部５と、制御処理部６と、記憶部７と、入力部８と、出力部９と、インターフェース部（ＩＦ部）１０と、図略の筐体とを備える。図略の前記筐体は、これら波長シフト補正用光源１、測定用光源２、積分球３、導光部材４、分光部５、制御処理部６、記憶部７、入力部８、出力部９およびＩＦ部１０を収容する箱体である。

波長シフト補正用光源１は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、波長シフト補正の場合に用いられる。波長シフト補正用光源１は、例えば、第１光源および前記第１光源を駆動して発光させる第１発光回路（第１駆動回路）等を備えて構成される。波長シフト補正用光源１は、輝線光を放射する光源であれば、任意の光源を利用できる。波長シフト補正用光源１に利用される第１光源は、本実施形態では、例えば後述の図５Ｂに示すスペクトルを持つＨｇランプ等のように、波長間隔が離れている複数の輝線光を放射しても良いが、必ずしも、波長間隔が離れている複数の輝線光を放射しなくて良い。波長シフト補正用光源１に利用される第１光源は、分光部５における後述の受光部５３における１個の光電変換素子で複数の輝線光を受光するように、輝線間隔の狭い複数の輝線光を放射する光源であって良い。本実施形態では、波長シフト補正用光源１は、例えば後述の図５Ａに示すスペクトルを持つネオンランプ（Ｎｅランプ）等のように、輝線間隔の狭い複数の輝線光を放射する光源を備えて構成される。より具体的には、本実施形態では、光源自体が安価で小型であり、その発光回路（駆動回路）も簡易に構成できる前記ネオンランプが波長シフト補正用光源１に用いられる。波長シフト補正用光源１は、波長シフト補正用光を放射する発光面が積分球３の内部に臨むように、積分球３に配設され、波長シフト補正用光源１から放射された波長シフト補正用光は、積分球３内に放射される。

測定用光源２は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、測定の際に用いられる、白色の測定用光を放射する装置である。測定用光源２は、例えば、白色光を放射する第２光源および前記第２光源を駆動して発光させる第２発光回路（第２駆動回路）等を備えて構成される。測定用光源２には、例えば、キセノンランプ等が用いられる。測定用光源２は、測定用光を放射する発光面が積分球３の内部に臨むように、積分球３に配設され、測定用光源２から放射された測定用光は、積分球３内に放射される。

積分球３は、拡散反射する拡散反射面を持つ部材であり、より詳しくは、拡散反射率の高い材で内面を覆った中空の球体である。拡散反射率の高い前記材は、例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛等である。拡散反射率の高い材を含む塗布剤が球体内面に塗布され、拡散反射面が形成される。積分球３には、例えば円形状の測定開口が貫通形成され、前記測定開口における開口面の法線方向の位置に、例えば円形状の第１受光開口が貫通形成され、所定の位置に、例えば円形状の第２受光開口が貫通形成される。測色の際には、前記測定開口に被測定物ＳＰが当てられ、前記測定開口に被測定物ＳＰが臨む。

導光部材４は、積分球３から所定の光を分光部５に導光する部材であり、例えば、光ファイバを備えて構成される。本実施形態では、導光部材４は、積分球３から前記所定の光の１つとして被測定物ＳＰで反射した反射光を分光部５に導光する第１光ファイバ４－１と、積分球３から前記所定の光の他の１つとして参照光を分光部５に導光する第２光ファイバ４－２とを備える。第１光ファイバ４－１の一方端は、積分球３の前記第１受光開口に接続され、その他方端は、分光部５における後述の入射スリット開口へ前記反射光が入射するように、分光部５に接続される。第２光ファイバ４－２の一方端は、積分球３の前記第２受光開口に接続され、その他方端は、分光部５における後述の入射スリット開口へ前記参照光が入射するように、分光部５に接続される。

このような構成では、測定では、上述したように、積分球３の前記測定開口に被測定物ＳＰが当てられ、制御処理部６の制御によって測定用光源２から測定用光が放射される。この測定用光源２から放射された測定用光は、積分球３の内面で拡散反射され、この拡散反射された測定用光の一部は、積分球３の前記第２受光開口を介して第２光ファイバ４－２で導光され、前記参照光として分光部５に入射され、前記拡散反射された測定用光の他の一部は、積分球３の前記測定開口に臨む被測定物ＳＰを照明する。被測定物ＳＰで反射した測定用光の反射光は、積分球３の前記第１受光開口を介して第１光ファイバ４－１で導光され、分光部５に入射される。ここで、測定用光源２から放射された測定用光が前記第１および第２受光開口それぞれに直接的に到達しないように（直達しないように）、積分球３内には、積分球３内に臨む測定用光源２と前記第１受光開口との間に、第２バッフル３１－２が設けられている。一方、波長シフト補正では、積分球３の前記測定開口に白色板が当てられ、制御処理部６の制御によって波長シフト補正用光源１から波長シフト補正用光が放射される。この波長シフト補正用光源１から放射された波長シフト補正用光は、積分球３の内面で拡散反射され、この拡散反射された波長シフト補正用光の一部は、積分球３の前記第１受光開口を介して第１光ファイバ４－１で導光され、分光部５に入射され、前記拡散反射された波長シフト補正用光の他の一部は、同様に、積分球３の前記第２受光開口を介して第２光ファイバ４－２で導光され、前記参照光として分光部５に入射される。ここで、波長シフト補正用光源１から放射された波長シフト補正用光が前記第１および第２受光開口それぞれに直接的に到達しないように（直達しないように）、積分球３内には、積分球３内に臨む波長シフト補正用光１と前記第２受光開口との間に、第１バッフル３１－１が設けられている。なお、波長シフト補正では、第１および第２光ファイバ４－１、４－２のうちのいずれか一方で導光される、前記拡散反射された波長シフト補正用光が用いられて良い。

分光部５は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する装置である。より具体的には、分光部５は、例えば、入射スリット板５１と、反射型凹面回折格子５２と、受光部５３と、前処理部５４とを備える。

入射スリット板５１は、貫通開口である入射スリット開口を形成した板状部材である。前記入射スリット開口は、一方向に長尺であって、前記一方向に直交する他方向に短幅である矩形形状（スリット状）を呈している。前記入射光は、前記入射スリット開口から分光部５に入射され、スリット状で反射型凹面回折格子５２に入射される。

反射型凹面回折格子５２は、前記入射スリット開口からスリット状で入射した入射光を、回折によって、波長に応じて分散させて分光する光学素子である。反射型凹面回折格子５２で波長に応じて分散されて分光された各分散分光光は、当該反射型凹面回折格子５２で反射され、受光部５３に入射される。

受光部５３は、制御処理部６に接続され、分散方向に配列された、前記各分散分光光に応じた複数の光電変換素子５３１を備え、制御処理部６の制御に従って、前記各分散分光光それぞれを、前記複数の光電変換素子５３１それぞれで光電変換する回路である。受光部５３における前記複数の光電変換素子５３１それぞれは、前処理部５４に接続され、受光部５３における前記複数の光電変換素子５３１それぞれの各出力は、前処理部５４に入力される。前記複数の光電変換素子５３１は、それぞれ、例えばシリコンホトダイオード（ＳＰＤ）を備えて構成され、受光部５３は、ＳＰＤのリニアアレイセンサを備えて構成される。そして、本実施形態では、上述したように、分光部５には、反射光（波長シフト補正用光）および参照光が入射されるので、これら反射光（波長シフト補正用光）および参照光に応じて、受光部５３は、図１Ｂに示すように、前記反射光（波長シフト補正用光）の各分散分光光を受光する複数の光電変換素子５３１を備える第１サブ受光部５３１－１と、前記参照光の各分散分光光を受光する複数の光電変換素子５３１を備える第２サブ受光部５３１－２とを備える。これら第１および第２サブ受光部５３１－１、５３１－２は、前記分散方向に直交する直交方向に２列で並置される。

前処理部５４は、受光部５３に接続され、受光部５３の各光電変換素子５３１それぞれの各出力に基づいて前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する回路である。前処理部５４は、制御処理部６に接続され、前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を制御処理部６へ出力する。このような前処理部５４は、例えば、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに対応して設けられた第１態様の電荷蓄積型回路５４ａを備えて構成される。また例えば、前処理部５４は、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに対応して設けられた第２態様のＩＶ変換型回路５４ｂを備えて構成される。

この電荷蓄積型回路５４ａは、例えば、図３Ａに示すように、第１および第２スイッチ５４１ａ、５４２ａと、コンデンサ５４３ａと、オペアンプ５４４ａと、アナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）５４５ａとを備える。第１スイッチ５４１ａの一方端は、光電変換素子５３１の一方端（アノード端子）に接続され、第１スイッチ５４１ａの他方端は、オペアンプ５４４ａの反転入力端子（－）に接続される。光電変換素子５３１の他方端（カソード端子）は、接地される。オペアンプ５４４ａの反転入力端子（－）と出力端子との間には、第２スイッチ５４２ａとコンデンサ５４３ａとが並列で接続される。オペアンプ５４４ａの非反転入力端子（＋）は、接地され、オペアンプ５４４ａの出力端子には、Ａ／Ｄ変換回路５４５ａの入力端が接続される。Ａ／Ｄ変換回路５４５ａの出力端は、制御処理部６に接続される。このような電荷蓄積型回路５４ａにおいて、測定や波長シフト補正では、第１スイッチ５４１ａがオンされ、第２スイッチ５４２ａがオフされることによって、光電変換素子５３１で光電変換されて生じた電荷は、コンデンサ５４３ａに蓄積され、オペアンプ５４４ａから出力電圧Ｖ＝（１／Ｃ）×∫ｉ（ｔ）ｄｔがＡ／Ｄ変換回路５４５ａに出力され、Ａ／Ｄ変換回路５４５ａでアナログ信号からデジタル信号に変換され、制御処理部６へ出力される。ここで、Ｃは、コンデンサ５４３ａの静電容量であり、積分∫は、電荷蓄積時間で積分される。デジタル信号の出力電圧Ｖは、分散分光光の光強度に応じた電気信号の一例に相当する。１回の出力が終了すると、第１スイッチ５４１ａがオフされ、第２スイッチ５４２ａがオンされることによって、コンデンサ５４３ａに蓄積された電荷が放電され、コンデンサ５４３ａがリセットされる。図３Ａには、１個の電荷蓄積型回路５４ａが図示されており、図３Ａに示す電荷蓄積型回路５４ａが受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに設けられる。

一方、ＩＶ変換型回路５４ｂは、例えば、図３Ｂに示すように、抵抗素子５４１ｂと、オペアンプ５４２ｂと、アナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）５４３ｂａとを備える。オペアンプ５４２ｂの反転入力端子（－）には、光電変換素子５３１の一方端（アノード端子）に接続される。光電変換素子５３１の他方端（カソード端子）は、接地される。オペアンプ５４２ｂの反転入力端子（－）と出力端子との間には、抵抗素子５４１ｂが接続される。オペアンプ５４２ｂの非反転入力端子（＋）は、接地され、オペアンプ５４２ｂの出力端子には、Ａ／Ｄ変換回路５４３ｂの入力端が接続される。Ａ／Ｄ変換回路５４３ｂの出力端は、制御処理部６に接続される。このようなＩＶ変換型回路５４ｂでは、光電変換素子５３１で光電変換されて生じた電荷は、電流ｉとして抵抗素子５４１ｂに流れ、オペアンプ５４２ｂから出力電圧Ｖ＝ｉ×ＲがＡ／Ｄ変換回路５４３ｂに出力され、Ａ／Ｄ変換回路５４３ｂでアナログ信号からデジタル信号に変換され、制御処理部６へ出力される。ここで、Ｒは、抵抗素子５４１ｂの抵抗値である。デジタル信号の出力電圧Ｖは、分散分光光の光強度に応じた電気信号の他の一例に相当する。図３Ｂには、１個のＩＶ変換型回路５４ｂが図示されており、図３Ｂに示すＩＶ変換型回路５４ｂが受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに設けられる。

入力部８は、制御処理部６に接続され、例えば、波長シフト補正の開始を指示するコマンドや測定の開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば、被測定物の名称等の前記波長シフト補正や測定を行う上で必要な各種データを分光計Ｄに入力する装置であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ等である。出力部９は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、入力部８から入力されたコマンドやデータ、および、当該分光計Ｄによって測定された測定結果等を出力する装置であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示装置）および有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。

なお、入力部８および出力部９からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部８は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部９は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として分光計Ｄに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い分光計Ｄが提供される。

ＩＦ部１０は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ－２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部１０は、外部機器との間で通信を行う回路であり、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等であっても良い。

記憶部７は、制御処理部６に接続され、制御処理部６の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、分光計Ｄの各部１、２、５、７～１０を制御する制御プログラムや、波長シフト補正用光源１から波長シフト補正用光を放射した場合に得られる分光部５の出力に基づいて波長変化量を求める波長シフト補正プログラムや、測定用光源２から測定用光を放射した場合に得られる分光部５の出力に基づいて例えば分光反射率、分光透過率および分光放射輝度等の分光光学特性を求める分光光学特性演算プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、被測定物ＳＰの名称や、機器上波長シフトした輝線光の波長を求めるために用いられる波長演算テーブル情報等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部７は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。記憶部７は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部６のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。そして、記憶部７は、前記波長演算テーブル情報を記憶する波長演算テーブル情報記憶部７１を機能的に備える。

前記波長演算テーブル情報は、テーブル形式で、複数の波長シフト補正用輝線光における各輝線波長間隔と同じ波長間隔を持ち、前記複数の波長シフト補正用輝線光と同じ強度を持つ同数の各輝線光を受光することによって、前記複数の特定光電変換素子５３１から出力される各電気信号における所定の比と、前記各輝線光の各波長または前記各輝線光のうちのいずれか１つの波長との対応関係を、前記複数の波長シフト補正用輝線光の各輝線波長を含む所定の波長範囲において、所定の波長間隔で各波長ごとに表した情報である。その一例が後述の図１１に示されている。

制御処理部６は、分光計Ｄの各部１、２、５、７～１０を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、波長変化量を求め、被測定物ＳＰの分光光学特性を求めるための回路である。制御処理部６は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部６は、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部６１、波長シフト補正部６２および分光光学特性演算部６３を機能的に備える。

制御部６１は、分光計Ｄの各部１、２、５、７～１０を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、分光計Ｄの全体制御を司るものである。

波長シフト補正部６２は、波長シフト補正用光源部１から波長シフト補正用光を放射した場合に得られる分光部５の出力に基づいて波長変化量を求めるものである。より具体的には、波長シフト補正部６２は、波長シフト補正用光を入射光として被波長シフト補正分光計としての分光計Ｄで測定した場合に、受光部５３における複数の光電変換素子５３１のうち、複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子５３１から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長Λ１を求め、この求めた波長シフト補正時輝線波長Λ１と前記基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長Λ０との差から波長変化量δΛを求める。本実施形態では、波長シフト補正部６２は、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計としての分光計Ｄで測定した場合に、前記複数の特定光電変換素子５３１から出力される各電気信号から前記所定の比を求め、この求めた所定の比と波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶された波長演算テーブルとから、前記波長シフト補正時輝線波長Λ１を求める。そして、本実施形態では、波長シフト補正部６２は、この求めた波長変化量δＡに基づいて分光計Ｄを波長シフト補正する。あるいは、波長シフト補正部６２は、この求めた波長変化量δＡに基づいて波長シフト補正が必要である旨を警告する。波長シフト補正について、より詳しくは、後述する。

分光光学特性演算部６３は、分光部５から出力された、前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号に基づいて、公知の演算方法により、例えば分光反射率、分光透過率および分光放射輝度等の所定の分光光学特性を求めるものである。分光光学特性演算部６３は、この求めた分光光学特性を出力部９に出力し、必要に応じて、ＩＦ部１０に出力する。

次に、波長シフト補正について説明する。図４は、前記分光計における受光部の分光感度の一例を示す図である。図４の横軸は、ｎｍ（ナノメートル）単位で表す波長であり、その縦軸は、感度（分光感度）である。図５は、前記分光計における波長シフト補正用光源のスペクトルを示す図である。図５Ａは、ネオンランプ（Ｎｅランプ）のスペクトルを示し、図５Ｂは、水銀ランプ（Ｈｇランプ）のスペクトルを示す。図５Ａおよび図５Ｂにおける各横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その各縦軸は、光強度である。図６は、前記受光部の分光感度と前記波長シフト補正用光源のネオンランプから放射される波長シフト補正用光に含まれる複数の輝線光との関係を説明するための図である。図６の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、前記分光感度に対し感度（分光感度）であり、前記輝線光に対し光強度である。図７は、前記分光計におけるゲイン比の求め方を説明するための図である。図８は、温度が２８７１Ｋである場合におけるハロゲンランプの分光放射輝度を示す図である。図８の横軸は、ｎｍ単位で表す波長であり、その縦軸は、エネルギーである。図９は、前記分光計における輝線光の光強度の求め方を説明するための図である。図１０は、輝線光強度比変動による波長推定誤差のシミュレーション結果を示す図である。図１０の横軸は、輝線波長推定誤差であり、その縦軸は、発生頻度である。図１１は、前記分光計に記憶される波長演算テーブルを示す図である。図１１Ａは、第１態様の波長演算テーブルを示し、図１１Ｂは、第２態様の波長演算テーブルを示す。

このような構成の分光計Ｄでは、単に組み立てが完了しただけでは、スペクトルが正しく測定できず、例えば出荷前に工場等において、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに波長（中心波長）を割り当て、複数の光電変換素子５３１それぞれから出力される信号レベルを調整する必要がある。このような初期の校正方法は、例えば、特開２０１７－０３２２９３号公報等に開示されている。

この特開２０１７－０３２２９３号公報に開示された校正方法では、分光装置１０００の個体である複数の第１の個体の各々の１次校正が行われる。１次校正においては、輝線成分を含む１次校正用の被測定光１０２０が第１の個体に測定される。複数の第１の個体の各々により、２次校正用の被測定光１０２０が測定され、分光特性が出力される。出力された複数の分光特性が平均され、平均分光特性が求められる。分光装置１０００の個体である第２の個体の２次校正が行われる。２次校正においては、第２の個体により、２次校正用の被測定光１０２０が測定され、出力される分光特性が平均分光特性に近づけられる。１次校正および２次校正の各々においては、センサー１０３１の分光感度を決定する校正パラメーターが調整される。なお、この当段落において、各構成に付された符号は、特開２０１７－０３２２９３号公報で付された符号である。

このような校正が実行されると、受光部５３における複数の光電変換素子５３１の中から１つの光電変換素子５３１に注目すると、この注目した光電変換素子５３１に割り当てられた波長（中心波長）から、前記注目した光電変換素子５３１で受光された光の波長が分かり、前記注目した光電変換素子５３１から出力される信号から、前記注目した光電変換素子５３１で受光された光の光強度が分かる。したがって、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれから出力される各信号に基づいて各波長とそれらの各光強度、すなわち、スペクトルが測定できる。

ここで、このような初期の校正が実施された後、分光計Ｄが使用され、時間が経過すると、例えば、経年変化等により、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれに、初期の校正で割り当てた波長（中心波長）から、ズレ（波長シフト）が生じてしまう。このため、前記初期の校正が実施された後、必要に応じて、分光計Ｄを波長シフト補正する必要がある。

そこで、本実施形態では、複数の波長シフト補正用輝線光が受光部５３における複数の光電変換素子（特定光電変換素子）５３１で受光され、前記複数の特定光電変換素子５３１のうちの少なくとも１個が前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する場合に、これら複数の光電変換素子５３１から出力される各出力の出力比に基づいて、分光計Ｄが波長シフト補正される。例えば、分光部５における受光部５３が例えば図４に示す分光感度を持つ場合、ネオンランプから放射される輝線波長７１７．４ｎｍ、７２４．５ｎｍおよび７４３．８９ｎｍの各波長シフト補正用輝線光は、図６に示すように、受光部５３における２個の特定光電変換素子５３１で受光される。前記経年変化等によって前記波長シフトが生じると、これら２個の特定光電変換素子５３１における出力比も前記波長シフトの量（波長シフト量、波長変化量）に応じて変化することになる。このため、これら２個の特定光電変換素子５３１における出力比と波長との対応関係を、これら輝線波長７１７．４ｎｍ、７２４．５ｎｍおよび７４３．８９ｎｍを含む所定の波長範囲で所定の波長間隔ごとに表したテーブルを予め作成しておくことによって、波長シフト補正の際のこれら２個の特定光電変換素子５３１における出力比から、波長シフト補正の際の輝線波長が求められ、波長シフト量が求められる。

より具体的には、まず、受光部５３における複数の光電変換素子５３１それぞれが、「チャンネル」と呼称され、相対的に短波長の光を受光する光電変換素子５３１から、相対的に長波長の光を受光する光電変換素子５３１へ、順次に、チャンネル番号ｉが割り当てられる。図４に示す例では、受光部５３における複数の光電変換素子５３１は、４０個であり、この場合、チャンネル番号ｉは、１から４０までの整数値となる。チャンネル番号ｉのチャンネル（光電変換素子５３１）が、Ｃｈ（ｉ）で表され、チャンネルＣｈ（ｉ）の分光感度が、Ｒｅｓ（Ｃｈ（ｉ）、λ）で表され（λは波長）、チャンネルＣｈ（ｉ）の出力を前処理する前処理部５４のゲイン（図３Ａに示す電荷蓄積型回路５４ａのゲイン、あるいは、図３Ｂに示すＩＶ変換型回路５４ｂにおけるゲイン）が、Ｇ（Ｃｈ（ｉ））で表され、分光部５から出力されるチャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号（図３Ａに示す電荷蓄積型回路５４ａのＡ／Ｄ変換回路５４５ａから出力されるデジタル信号、あるいは、図３Ｂに示すＩＶ変換型回路５４ｂのＡ／Ｄ変換回路５４３ｂから出力されるデジタル信号）が、Ｃｏｕｎｔ（Ｃｈ（ｉ））で表される。一例として、図６に示すように、輝線波長が７１７．４ｎｍ、７２４．５ｎｍおよび７４３．８９ｎｍである３個の第１ないし第３輝線光を用いて波長シフト補正する場合（もちろん他の輝線波長の輝線光が用いられて良い）であって、第１ないし第３輝線光における各光強度がＡ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）（Ａ（ｋ）、ｋ＝１、２、３）で表され、第１ないし第３輝線光における各輝線波長がλ_Ｎｅ（１）、λ_Ｎｅ（２）、λ_Ｎｅ（３）（λ_Ｎｅ（ｋ）、ｋ＝１、２、３）で表される場合、チャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））は、次式（１）で表され、これに直接的に隣接するチャンネルＣｈ（ｉ＋１）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））は、次式（２）で表される。ネオンランプの輝線波長は、上述したように、一定値であるので、次式（３）および式（４）が成り立つ。ここで、輝線波長が７１７．４ｎｍ、７２４．５ｎｍおよび７４３．８９ｎｍである３個の第１ないし第３輝線光は、複数の波長シフト補正用輝線光の一例に相当し、チャンネルＣｈ（ｉ）（チャンネル番号ｉの光電変換素子５３１）およびチャンネルＣｈ（ｉ＋１）（チャンネル番号ｉ＋１の光電変換素子５３１）は、前記複数の光電変換素子のうち、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子の一例に相当する。図６に示す例では、ｉ＝３７である。

したがって、チャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））に対するチャンネルＣｈ（ｉ＋１）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））の比（＝Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ）））は、次式（５）で表される。ここで、このチャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））に対するチャンネルＣｈ（ｉ＋１）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））の比（＝Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ）））は、前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号における所定の比の一例に相当する。

この式（５）におけるゲイン比Ｇ（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｇ（Ｃｈ（ｉ））は、例えばハロゲンランプ等の分光放射輝度Ｌ_{Ｈａｌｏｇｅｎ}（λ）が既知な白色光源を用いることによって求めることができる。すなわち、ハロゲンランプを測定した場合において、チャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_１（Ｃｈ（ｉ））は、次式（６）で表され、チャンネルＣｈ（ｉ＋１）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_１（Ｃｈ（ｉ＋１））は、次式（７）で表される。これらより、前記式（５）におけるゲイン比Ｇ（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｇ（Ｃｈ（ｉ））は、次式（８）で表される。

したがって、式（５）を利用することによって、波長シフト補正するためには、まず、例えば製造時や出荷前等で工場等において、分光部５の分光感度Ｒｅｓ（Ｃｈ（ｉ）、λ）がモノクロメータを用いて測定される。続いて、図７に示すように、被波長シフト補正分光計としての分光計３で、分光放射輝度Ｌ_{Ｈａｌｏｇｅｎ}（λ）が既知なハロゲンランプＨＬが測定される。これによってチャンネルＣｈ（ｉ）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_１（Ｃｈ（ｉ））およびチャンネルＣｈ（ｉ＋１）の電気信号Ｃｏｕｎｔ_１（Ｃｈ（ｉ＋１））が実測され、式（６）を用いることによって、ゲイン比Ｇ（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｇ（Ｃｈ（ｉ））が求められる。なお、ハロゲンランプＨＬの分光放射輝度Ｌ_{Ｈａｌｏｇｅｎ}（λ）が図８に示されている。ここで、第２輝線光が、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光の一例に相当し、その輝線波長７２４．５ｎｍが、前記基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長（Λ０）の一例に相当する。

次に、図９に示すように、測定用光源２を消灯した状態で、ネオンランプの波長シフト補正用光源１が点灯され、分光輝度計ＳＡによって、第１ないし第３輝線光における各光強度Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）が測定される。この第１ないし第３輝線光における各光強度Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）を測定する分光輝度計ＳＡは、これら第１ないし第３輝線光を互いに分離して測定可能な十分に狭い測定波長間隔と半値幅とを備える必要がある。

そして、複数の波長シフト補正用輝線光における各輝線波長間隔と同じ波長間隔を持ち、前記複数の波長シフト補正用輝線光と同数の各輝線光を受光することによって、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号における所定の比と、前記各輝線光の各波長または前記各輝線光のうちのいずれか１つの波長との対応関係を、前記複数の波長シフト補正用輝線光の各輝線波長を含む所定の波長範囲において、所定の波長間隔で各波長ごとに表したテーブルが作成され、このテーブルが波長演算テーブル情報として波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶される。

一例では、前記複数の波長シフト補正用輝線光が上述の第１ないし第３輝線光である場合、波長演算テーブルは、図１１Ａに示すテーブルＬＴａとなる。実際には、第１ないし第３輝線波長間には、上述の式（３）および式（４）の関係があるので、波長演算テーブルは、図１１Ｂに示すように、第２輝線波長λ_Ｎｅ（２）とカウント比Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））との対応関係を、１ｎｍの波長間隔で、第２輝線波長λ_Ｎｅ（２）（＝７２４．５ｎｍ）を含む所定波長範囲で表したテーブルＬＴｂとなる。このような波長演算テーブル情報が波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶される。

そして、初期波長測定では、上述したように、特開２０１７－０３２２９３号公報に開示された波長シフト補正方法で波長シフト補正される。あるいは、積分球３の前記測定開口に白色板が当てられ、制御処理部６の制御によって、測定用光源２を消灯した状態で、ネオンランプの波長シフト補正用光源１が点灯され、制御処理部６の波長シフト補正部６２によって、分光部５から電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））および電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））が求められ、カウント比Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））が求められる。波長シフト補正部６２によって、このカウント比Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））に対応する波長が、波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶された波長演算テーブル情報から、基準波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長Λ０として求められ、記憶部７に記憶される。

波長シフト補正では、積分球３の前記測定開口に白色板が当てられ、制御処理部６の制御部６１によって、測定用光源２を消灯した状態で、ネオンランプの波長シフト補正用光源１が点灯され、制御処理部６の波長シフト補正部６２によって、分光部５から電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））および電気信号Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））が求められ、カウント比Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））が求められる。波長シフト補正部６２によって、このカウント比Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ＋１））／Ｃｏｕｎｔ_０（Ｃｈ（ｉ））に対応する波長が、波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶された波長演算テーブル情報から、波長シフト補正時輝線波長Λ１として求められ、この求めた波長シフト補正時輝線波長Λ１と、前記波長シフト補正時輝線波長Λ１に対応する基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長Λ０、上述の例では、第２輝線波長λ_Ｎｅ（２）との差から波長変化量δΛ（＝Λ１－Λ０）が求められ、記憶部７に記憶される。

なお、上述では、前記波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長Λ０は、初期波長測定で測定された、前記波長シフト補正用輝線光における初期波長シフト補正時の輝線波長であるが、前記波長シフト補正用輝線光における固有な輝線波長そのものであっても良い（上述の例では第２輝線波長λ_Ｎｅ（２）＝７２４．５ｎｍ）。また、本実施形態では、波長演算テーブル情報は、１ｎｍの波長間隔で前記対応関係を含むので、例えば線形補間等によって、例えばサブナノオーダーで前記基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長Λ０や前記波長シフト補正時輝線波長Λ１が求められて良い。

ここで、波長演算テーブル情報から、波長シフト補正時輝線波長Λ１を求めるためには、第１ないし第３輝線光における各光強度Ａ（１）、Ａ（２）、Ａ（３）から求められる比Ａ（１）／Ａ（２）および比Ａ（３）／Ａ（２）は、例えば出荷前に工場等におけるその測定時と波長シフト補正時とで変動の少ないことが必要であるが、図１０に示すように、比Ａ（１）／Ａ（２）および比Ａ（３）／Ａ（２）それぞれが－２０％から＋２０％までの範囲内で変動しても、輝線波長は、±０．０５ｎｍの精度で求まり、十分な精度で輝線波長を求めることができる。図１０には、比Ａ（１）／Ａ（２）および比Ａ（３）／Ａ（２）それぞれを－２０％から＋２０％までの範囲でランダムに変動させた場合における輝線波長推定誤差をシミュレーションした結果が示されている。

そして、測定では、積分球３の前記測定開口に被測定物ＳＰが当てられ、制御処理部６の制御によって測定用光源２から測定用光が放射される。制御処理部６の分光光学特性演算部６３によって、分光部５から出力された、前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号に基づいて、公知の演算方法により、例えば分光反射率等の所定の分光光学特性が求められる。この際に、各チャンネルＣｈ（ｉ）の分光感度Ｒｅｓ（Ｃｈ（ｉ）、λ）の波長が一律に波長変化量δΛだけ補正され、例えば経年変化等によって生じた波長シフトが修正される。

このように本実施形態における分光計Ｄは、使用の際に、自動的に波長シフト補正され、分光光学特性を測定する。

あるいは、分光計Ｄは、波長シフト補正部６２によって、波長変化量δＡと予め適宜に設定された所定の閾値とを比較し、この比較の結果、波長変化量δＡが前記所定の閾値を超えている場合に、波長シフト補正が必要である旨の警告を出力部９から出力しても良い。これによれば、ユーザに波長シフト補正の必要性を認識させることができる。

以上説明したように、本実施形態における、分光計Ｄに組み込まれた波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法は、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個が前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光するので、輝線間隔に影響され難い。

前記波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法は、波長演算テーブル情報を予め波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶しておくので、前記波長演算テーブル情報を用いることによって、容易に前記波長シフト補正時輝線波長Λ１を求めることができる。

前記波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法は、波長シフト補正用光源１にネオンランプを用いるので、低コスト化を図ることができる。

なお、上述の実施形態では、波長シフト補正用光源１は、前記被波長シフト補正分光計としての分光計Ｄに内蔵されたが、波長シフト補正用光源１は、前記被波長シフト補正分光計としての分光計Ｄと別体であっても良い。

図１２は、前記波長シフト補正システムおよび前記分光計の変形形態を示す図である。変形形態の波長シフト補正システムは、図１２に示すように、波長シフト補正用光源ユニットＮＬと、変形形態の分光計Ｄａとを備える。この変形形態の分光計Ｄａは、測定用光源２と、積分球３と、導光部材４と、分光部５と、制御処理部６と、記憶部７と、入力部８と、出力部９と、ＩＦ部１０と、これらを収容する図略の筐体とを備える。これら変形形態の分光計Ｄａにおける測定用光源２、積分球３、導光部材４、分光部５、制御処理部６、記憶部７、入力部８、出力部９、ＩＦ部１０および図略の前記筐体は、それぞれ、上述の実施形態の分光計Ｄにおける測定用光源２、積分球３、導光部材４、分光部５、制御処理部６、記憶部７、入力部８、出力部９、ＩＦ部１０および図略の前記筐体と同様であるので、その説明を省略する。

そして、波長シフト補正用光源ユニットＮＬは、複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する装置であり、上述の実施形態の分光計Ｄにおける波長シフト補正用光源１と同様の装置を備えて構成される。例えば、波長シフト補正用光源ユニットＮＬは、ネオンランプと、前記ネオンランプを駆動して発光させる発光回路（駆動回路）等を備えて構成される。

このような変形形態の波長シフト補正システムでは、波長シフト補正では、波長シフト補正用光源ユニットＮＬが分光計Ｄａにおける積分球３の測定開口に当てられ、ネオンランプが点灯され、以下、上述と同様に波長シフト補正が実施される。

このような波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法は、波長シフト補正用光源ユニットＮＬが前記被波長シフト補正分光計としての分光計Ｄａと別体であるので、分光計Ｄａを小型化でき、また、波長シフト補正の際に必要に応じて波長シフト補正用光源ユニットＮＬを用意すればよく、常備する必要がない。

また、上述の実施形態では、前記複数の特定光電変換素子は、互いに隣接して配列された２個の第１および第２光電変換素子Ｃｈ（ｉ）、Ｃｈ（ｉ＋１）であったが、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個が前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する限り、限定されない。例えば、前記複数の特定光電変換素子は、１または複数の光電変換素子を介して互いに隣接して配列された２個の第１および第２光電変換素子であって良い。また例えば、前記複数の特定光電変換素子は、３個以上であって良い。このような場合では、前記基準波長シフト補正用輝線光は、互いに輝線波長の異なる複数であり、波長シフト補正部６２は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれに対応する複数の波長変化量を求め、これら求めた複数の波長変化量に基づいて例えば平均値や中央値等の代表値によって最終的に波長変化量を求めて前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する。そして、波長演算テーブル情報記憶部７１は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれに対応する複数のテーブルを予め記憶して良く、波長シフト補正部６２は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれについて、波長シフト補正用光を入射光として被波長シフト補正分光計で測定した場合に、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応する前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号から前記所定の比を求め、この求めた所定の比と波長演算テーブル情報記憶部７１に記憶された、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応するテーブルとから、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応する前記波長シフト補正時輝線波長を求め、この求めた波長シフト補正時輝線波長と当該基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長との差から波長変化量を求めて良い。

本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

一態様にかかる波長シフト補正システムは、複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計と、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の光電変換素子のうち、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長を求め、前記求めた波長シフト補正時輝線波長と前記基準波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長との差から波長変化量を求める波長シフト補正部とを備え、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個は、前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記分光計は、波長シフト補正部を内蔵する。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の特定光電変換素子は、互いに隣接して配列された２個の第１および第２光電変換素子である。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の特定光電変換素子は、１または複数の光電変換素子を介して互いに隣接して配列された２個の第１および第２光電変換素子である。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の特定光電変換素子は、３個以上であり、前記基準波長シフト補正用輝線光は、互いに輝線波長の異なる複数であり、前記波長シフト補正部は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれに対応する複数の波長変化量を求め、前記求めた複数の波長変化量に基づいて例えば平均値や中央値等の代表値によって最終的に波長変化量を求める。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長は、例えば製造時や出荷前に実施される初期波長測定で測定された、前記波長シフト補正用輝線光における初期波長測定時の輝線波長である。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長は、前記波長シフト補正用輝線光における固有な輝線波長そのものである。

このような波長シフト補正システムは、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個が前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光するので、輝線間隔に影響され難い。

他の一態様では、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光における各輝線波長間隔と同じ波長間隔を持ち、前記複数の波長シフト補正用輝線光と同数の各輝線光を受光することによって、前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号における所定の比と、前記各輝線光の各波長または前記各輝線光のうちのいずれか１つの波長との対応関係を、前記複数の波長シフト補正用輝線光の各輝線波長を含む所定の波長範囲において、所定の波長間隔で各波長ごとに表したテーブルを記憶するテーブル情報記憶部をさらに備え、前記波長シフト補正部は、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号から前記所定の比を求め、前記求めた所定の比と前記テーブル情報記憶部に記憶されたテーブルとから、前記波長シフト補正時輝線波長を求める。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の特定光電変換素子は、２個の第１および第２光電変換素子であり、前記所定の比は、前記第１および第２光電変換素子それぞれから出力される第１および第２電気信号の比である。好ましくは、上述の波長シフト補正システムにおいて、前記複数の特定光電変換素子は、３個以上であり、前記基準波長シフト補正用輝線光は、互いに輝線波長の異なる複数であり、前記テーブル情報記憶部は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれに対応する複数のテーブルを記憶し、前記波長シフト補正部は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれについて、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応する前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号から前記所定の比を求め、前記求めた所定の比と前記テーブル情報記憶部に記憶された、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応するテーブルとから、当該基準波長シフト補正用輝線光に対応する前記波長シフト補正時輝線波長を求め、前記求めた波長シフト補正時輝線波長と当該基準波長シフト補正用輝線光の既知な輝線波長との差から波長変化量を求め、前記波長シフト補正部は、前記複数の基準波長シフト補正用輝線光それぞれについて求めた複数の波長変化量に基づいて例えば平均値や中央値等の代表値によって最終的に波長変化量を求める。

このような波長シフト補正システムは、前記テーブルを予めテーブル情報記憶部に記憶しておくので、前記テーブルを用いることによって、容易に前記波長シフト補正時輝線波長を求めることができる。

他の一態様では、これら上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正部は、前記求めた波長変化量に基づいて前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する。

このような波長シフト補正システムは、この求めた波長変化量に基づいて前記被波長シフト補正分光計を自動的に波長シフト補正できる。

他の一態様では、これら上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正部は、前記求めた波長変化量に基づいて波長シフト補正が必要である旨を警告する。

このような波長シフト補正システムは、ユーザに波長シフト補正の必要性を認識させることができる。

他の一態様では、これら上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用光源は、ネオンランプを含む。

このような波長シフト補正システムは、波長シフト補正用光源にネオンランプを用いるので、低コスト化を図ることができる。

他の一態様では、これら上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計に内蔵されている。

このような波長シフト補正システムは、被波長シフト補正分光計が波長シフト補正用光源を内蔵するので、別途、前記波長シフト補正用光源を用意する必要がない。

他の一態様では、これら上述の波長シフト補正システムにおいて、前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計と別体である。

このような波長シフト補正システムは、波長シフト補正用光源が被波長シフト補正分光計と別体であるので、分光計を小型化でき、また、波長シフト補正の際に必要に応じて波長シフト補正用光源を用意すればよく、常備する必要がない。

他の一態様にかかる波長シフト補正方法は、複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計とを備え、前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する波長シフト補正方法であって、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長を求める第１工程と、前記第１工程で求めた波長シフト補正時輝線波長と前記基準波長シフト補正用輝線の予め既知な輝線波長との差から波長変化量を求めて前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する第２工程とを備え、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の光電変換素子のうちの少なくとも１個は、複数の波長シフト補正用輝線光を受光する。

このような波長シフト補正方法は、前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個は、前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光するので、輝線間隔に影響され難い。

この出願は、２０１７年８月２２日に出願された日本国特許出願特願２０１７－１５９２９１を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、分光計の波長シフトを補正する波長シフト補正システムおよび波長シフト補正方法が提供できる。

Claims (8)

1. 複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、
   入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計と、
   前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の光電変換素子のうち、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長を求め、前記求めた波長シフト補正時輝線波長と前記基準波長シフト補正用輝線光の予め既知な輝線波長との差から波長変化量を求める波長シフト補正部とを備え、
   前記複数の特定光電変換素子のうちの少なくとも１個は、前記複数の波長シフト補正用輝線光のうちの複数を受光する、
   波長シフト補正システム。
2. 前記複数の波長シフト補正用輝線光における各輝線波長間隔と同じ波長間隔を持ち、前記複数の波長シフト補正用輝線光と同数の各輝線光を受光することによって、前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号における所定の比と、前記各輝線光の各波長または前記各輝線光のうちのいずれか１つの波長との対応関係を、前記複数の波長シフト補正用輝線光の各輝線波長を含む所定の波長範囲において、所定の波長間隔で各波長ごとに表したテーブルを記憶するテーブル情報記憶部をさらに備え、
   前記波長シフト補正部は、前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の特定光電変換素子から出力される各電気信号から前記所定の比を求め、前記求めた所定の比と前記テーブル情報記憶部に記憶されたテーブルとから、前記波長シフト補正時輝線波長を求める、
   請求項１に記載の波長シフト補正システム。
3. 前記波長シフト補正部は、前記求めた波長変化量に基づいて前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する、
   請求項１または請求項２に記載の波長シフト補正システム。
4. 前記波長シフト補正部は、前記求めた波長変化量に基づいて波長シフト補正が必要である旨を警告する、
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の波長シフト補正システム。
5. 前記波長シフト補正用光源は、ネオンランプを含む、
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の波長シフト補正システム。
6. 前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計に内蔵されている、
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の波長シフト補正システム。
7. 前記波長シフト補正用光源は、前記被波長シフト補正分光計と別体である、
   請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の波長シフト補正システム。
8. 複数の波長シフト補正用輝線光を含む波長シフト補正用光を放射する波長シフト補正用光源と、入射光を波長に応じて分散させて分光した各分散分光光を、分散方向に配列された複数の光電変換素子で受光して前記各分散分光光の各光強度に応じた各電気信号を出力する分光部を備える被波長シフト補正分光計としての分光計とを備え、前記被波長シフト補正分光計を波長シフト補正する波長シフト補正方法であって、
   前記波長シフト補正用光を前記入射光として前記被波長シフト補正分光計で測定した場合に、前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の光電変換素子から出力される各電気信号に基づいて、前記複数の波長シフト補正用輝線光の中から予め設定された基準波長シフト補正用輝線光に対応する波長シフト補正時輝線波長を求める第１工程と、前記第１工程で求めた波長シフト補正時輝線波長と前記基準波長シフト補正用輝線の予め既知な輝線波長との差から波長変化量を求める第２工程とを備え、
   前記複数の波長シフト補正用輝線光を受光する複数の光電変換素子のうちの少なくとも１個は、複数の波長シフト補正用輝線光を受光する、
   波長シフト補正方法。
   

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