JPH0789080B2

JPH0789080B2 - 分光測定装置

Info

Publication number: JPH0789080B2
Application number: JP61129014A
Authority: JP
Inventors: 宣和川越; 政仁稲葉
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPS62284226A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ピーク波長が完全には等間隔で並んでいない
分光検出器の出力から等間隔波長での分光測定値を補間
計算できるようにした分光測定装置に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、等間隔波長毎の光の強度を測定するための分光検
出素子として、バンドパス干渉フィルターアレイとフォ
トダイオードアレイとを組み合わせた素子が提案されて
いる。ところが、バンドパス干渉フィルターはその製造
時においてピーク透過波長が数nmばらつくために、波長
ピッチを完全には等間隔にすることができず、また、ピ
ーク透過波長の絶対値についてもフィルターアレイとフ
ォトダイオードとの相対位置関係の製造時の誤差によっ
て多少ばらつくことがあった。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように、従来の分光検出素子を用いて分光測定を
行っても、製造時のばらつき等によって、分光検出器か
らの出力は、そのピーク波長が完全には等間隔とはなら
ない。しかしながら、実際に必要とされる分光測定値
は、等間隔波長毎のデータであることが多く、また、波
長ピッチも10nmピッチ程度の細かいものが必要とされる
ことが多く、ピーク透過波長に数nmのばらつきが含まれ
ている分光検出素子の出力をそのまま使用することはで
きないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、分光検出器のピーク波長にばら
つきがあっても、所定の波長での分光測定値を補間計算
できるようにした分光測定装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明に係る分光測定装置にあっては、上述のような問
題点を解決するために、第１図に示すように、試料から
の光を所定の測定波長成分に分光するための分光手段
（BPF）、及び分光手段によって分光された光を受光す
る複数の受光素子、からなる分光検出器を有し、各分光
検出器の分光感度のピーク波長を記憶する第１の記憶手
段（PK）と、各受光素子の測定値を記憶する第２の記憶
手段（CM3）と、前記第１の記憶手段に記憶された各分
光検出器のピーク波長を用いて補間演算を行うことによ
り、前記第２の記憶手段に記憶された各分光検出器のピ
ーク波長における測定値を予め定められた所定の測定波
長における値に補正する補正手段（INTP）と、を備えた
ものである。

（作用）本発明にあっては、複数の光学的バンドパスフィルター
が、互いに異なる波長の光を透過し、各フィルターによ
り分光された光は複数の受光素子により、それぞれ受光
される。前記バンドパスフィルターと受光素子とを組み
合わせた各分光検出器の分光感度のピーク波長は、等間
隔で並んでいるとは限らず、このピーク波長は第１の記
憶手段（PK）に記憶されている。各受光素子の測定値は
第２の記憶手段（CM3）に記憶される。補間計算手段（I
NTP）では、第１の記憶手段（PK）の記憶内容と第２の
記憶手段（CM3）の記憶内容とから所定の波長における
測定値を補間計算する。したがって、各分光検出器のピ
ーク波長にばらつきがあっても、所定の波長における分
光測定値を得ることができるものである。

（実施例）以下、本発明の好ましい実施例を図面と共に説明する。
第２図は、本発明の一実施例のブロック図である。第２
図において、S1,S2は入射光を波長毎の光に分解し、そ
れぞれの波長毎の光強度に比例した光電流を並列に出力
する分光センサーであり、バンドパスフィルターアレイ
F1,F2とシリコンフォトダイオードアレイPDA1,PDA2で構
成されている。PDA1,PDA2は、それぞれ40個のシリコン
フォトダイオードが直線的に並んだシリコンフォトダイ
オードアレイである。シリコンフォトダイオードアレイ
PDA1,PDA2にはそれぞれ、バンドパスフィルターアレイF
1,F2が光路中に配置されている。バンドパスフィルター
アレイF1,F2は、透過波長が異なる多数の光学的バンド
パスフィルターを直線的にその透過波長が短波長側から
長波長側へ連続的に変わるように並べたものである。上
記バンドパスフィルターアレイF1,F2を通して、光をシ
リコンフォトダイオードアレイPDA1,PDA2に入射するこ
とにより、フォトダイオードアレイにおける各フォトダ
イオードの検出する光の波長が、短波長から長波長へ連
続的に変化するようになっている。

第27図乃至第29図を用いて、本実施例の分光センサーの
構造について、より詳細に説明を行う。第27図におい
て、（21）はICセラミックパッケージ、（22）は該パッ
ケージ（21）上に固着された多数の微小なシリコンフォ
トダイオードからなるアレイセンサーである。各シリコ
ンフォトダイオードはそれぞれ１つずつパッケージ（2
1）に固着された各出力ピン（23）に金線にてワイヤボ
ンデイングされている。（24）はシリコンフォトダイオ
ードアレイ（22）に入射する光束を規制するためのスリ
ット（24a）を有するマスク板で、ガラス板（25）の上
に金属膜（26）を形成し、スリット（24a）をエッチン
グによって作成することによって簡単に製造される。ガ
ラス板（25）の裏面には、シリコンフォトダイオードア
レイ（22）の各シリコンフォトダイオードによって検出
される光の波長を異ならしめるための干渉フィルター
（27）が透明な接着剤によって貼着されている。第29図
は、本実施例の分光センサーを示す斜視図である。

干渉フィルター（27）は断面図を第28図（ａ）に示す。
干渉フィルター（27）は、第28図（ａ）に図示されるよ
うに、ガラス板（28）の上に、順次、銀層（Ag）、二酸
化シリコン層（SiO₂）及び銀層（Ag）が真空蒸着によっ
て形成されたものであり、中間の二酸化シリコン層（Si
O₂）の膜厚が図示のごとく検出に用いられる波長の数だ
けのステップ数ステップ状に異ならしめてある。したが
って、二酸化シリコン層（SiO₂）の最も薄い部分は、第
28図（ｂ）のグラフに示されるように、最も短波長側の
光のみを透過し、二酸化シリコン膜（SiO₂）が厚くなる
につれてより長波長の光のみを透過する。銀層（Ag）及
び二酸化シリコン層（SiO₂）の膜厚は検出に用いられる
べき所定の波長に応じて定められる。各ステップ巾Ｗ
は、シリコンフォトダイオードアレイ（22）の各シリコ
ンフォトダイオードの巾に対応するように定められる。

照明回路（３）によってパルスキセノンランプ（２）か
ら発せられた光は、１部は光源の分光エネルギー分布の
ばらつきを測定するために、光源測定用分光センサーで
あるS2に入射され、残りの１部は測定試料（１）を照明
する。測定試料（１）からの反射光は、試料測定用分光
センサーであるS1に入射される。センサーS1,S2に入射
した光の波長ごとのエネルギーに比例した光電流が、セ
ンサーS1,S2の各シリコンフォトダイオードから出力さ
れる。PDA1,PDA2の各シリコンフォトダイオードからの
光電流は、測光回路部（４）へ入力され、各シリコンフ
ォトダイオードごとに、積分及びA/D変換され、その値
は、入出力ポート（５）を通して、制御・演算部（６）
へ入力される。照明回路（３）は、入出力ポート（５）
を介して、制御・演算部（６）によって制御される。測
定回路部（４）及び照明回路（３）の詳しい構成及び動
作については、後述する。

制御・演算部（６）は、システム全体の制御と演算を行
なう中央処理装置（CPU）である。制御・演算部（６）
には、制御・演算部（６）が実行するプログラムを格納
したリードオンメモリー（ROM）であるプログラム格納
部（７）と、演算データやシステムの状態等を記憶する
ランダムアクセスメモリー（RAM）であるデータ格納部
（８）と、分光センサーS1,S2の検出波長や各種補正定
数等を記憶した電気消去可能なプログラマブルリードオ
ンリーメモリー（EEPROM）である分光センサーデータ格
納部（９）と、外部のパーソナルコンピューター等外部
機器との間で、データを入出力するための外部入出力ポ
ート（10）と、フロッピーディスク装置やハードディス
ク装置等、磁気記憶装置（12）を制御する磁気記憶装置
制御部（11）と、液晶やCRTからなる表示部（14）を制
御する表示制御部（13）と、キーボード（15）とプリン
ター（16）と現在時刻を計時するリアルタイムクロック
（17）が接続されており、これらは制御・演算部（６）
によって制御される。

第３図、第４図、第５図は測光回路部（４）の回路図で
あり、第６図、第８図は測光のタイミングチャート、第
９図は測光制御プログラムのフローチャートである。ま
ず、第３図はシリコンフォトダイオードアレイPDA1,PDA
2の中の任意の１個のシリコンフォトダイオードPDiに接
続されている電流電圧変換回路及び積分回路を示してい
る。シリコンフォトダイオードアレイPDA1,PDA2のすべ
てのシリコンフォトダイオードにそれぞれ第３図の回路
が接続されている。第３図において、OP1iは演算増幅器
であり、反転入力端子と出力端子間にフィードバック抵
抗Rfiが接続されている。演算増幅器OP1iの非反転入力
は、グランドに接続されている。シリコンフォトダイオ
ードPDiのアノードは、演算増幅器OP1iの反転入力端子
に接続されており、PDiのカソードはグランドに接続さ
れている。演算増幅器OP1iの出力端子は積分用抵抗Rci
の一端に接続されており、積分用抵抗Rciの他端は、ア
ナログスイッチSW1iの入力端子に接続されている。アナ
ログスイッチSW1iの出力端子は演算増幅器OP2iの反転入
力端子に接続されている。アナログスイッチSW1iのコン
トロール端子は、後述する積分コントロール信号CHGに
接続されている。演算増幅器OP2iの反転入力端子と出力
端子の間には積分用コンプレッサCciと積分リセット用
アナログスイッチSW2iとが並列に接続されている。アナ
ログスイッチSW2iのコントロール信号は後述する信号RE
Sに接続されている。また、演算増幅器OP2iの反転入力
端子は放電用アナログスイッチSW4iの入力に接続され、
アナログスイッチSW4iの出力は放電用抵抗R_Diの一端に
接続され、抵抗R_Diの他端は、−5Vに接続されている。
アナログスイッチSW4iのコントロール信号を便宜上、AD
iと名付けることにする。演算増幅器OP2iの非反転入力
はグランドに接続され、出力端子は、アナログスイッチ
SW3iの入力端子に接続されている。アナログスイッチSW
3iの出力端子は便宜上、Oiと名付けることにする。アナ
ログスイッチSW3iのコントロール信号はアナログスイッ
チSW4iのコントロール信号であるADi信号に接続されて
いる。便宜上、以上の回路をまとめてAN（ｉ）と名付け
る。

第６図は、第３図の回路の動作を説明するタイミングチ
ャートである。以下、第６図のタイミングチャートを使
って第３図の回路の動作を説明する。時刻t₁においてRE
S信号がLowレベル、CHG信号がHighレベルになり、アナ
ログスイッチSW2iがOFF,アナログスイッチSW1iがONにな
る。それと同時か、もしくは少し遅れて、照明回路
（３）により、パルスキセノンランプ（２）が発光し、
その光はバンドパスフィルターアレイF1又はF2を通っ
て、シリコンフォトダイオードPDiに入射する。シリコ
ンフォトダイオードPDiに光が入射すると、入射光の強
度に比例した光電流I1iが、PDiのアノードから演算増幅
器のOP1iの反転入力端子の方へ流れ、そのほとんど全て
がフィードバック抵抗Rfiに流れる。演算増幅器OP1iの
出力電圧V1iは下式で表わされる。

V1i＝−I1i・Rfi … 現在、アナログスイッチSW1iがON,SW2iがOFFなので積分
用抵抗Rciを通して、演算増幅器OP1iの出力端子から積
分用コンデンサCciに向かって下式の電流I2iが流れる。

積分用演算増幅器OP2iの出力電圧V2iは、下式のようにI
2iを時間積分したものになる。

従って、V2iはシリコンフォトダイオードPDiに入射する
光の強度の時間積分値に比例した電圧になる。パルスキ
セノンランプ（２）の発光が終了した後の時刻t2にCHG
信号がLowになり、アナログスイッチSW1iがOFFになる。
この時点で積分用演算増幅器OP2iの出力電圧V2iはホー
ルドされる。その後、時刻t3にADi信号がHighになり、
アナログスイッチSW4i,SW3iがONになる。積分用コンデ
ンサCciに充電されている電荷はアナログスイッチSW4i
と放電用抵抗R_Diを通して−5Vへ下式で表わされる定電
流I3iで放電される。

従って積分用演算増幅器OP2iの出力電圧V2iは直線的に
減少していく。信号Oiの動作及びこれ以後の時刻におけ
る動作は後述する。

第４図は測光回路の中の１ブロック（第ｋブロック）を
示す回路図である。シリコンフォトダイオードアレイPD
A1,PDA2の中の合計80ケのシリコンフォトダイオードを1
0ケずつ８ケのブロックに分ける。本実施例では、１つ
のブロック内に含まれるシリコンフォトダイオードが連
続した10ケになるように分ける。第４図に示すように、
第ｋブロック（ｋ＝0,1…,7）の中の10ケのシリコンフ
ォトダイオードPDj〜PDj₊₉（ｊ＝ｋ×10）のアノードは
おのおの前記の電流電圧変換・積分回路AN（ｊ）〜AN
（ｊ＋９）に接続されている。シリコンフォトダイオー
ドのカソードは全て、グランドに接続されている。回路
AN（ｊ）〜AN（ｊ＋９）の中のアナログスイッチSW3j〜
SW3j₊₉の出力Oj〜Oj₊₉は全てコンパレータCMPkの非反転
入力に接続されている。コンパレータCMPkの非反転入力
は、抵抗R1kを介して＋5Vに接続されている。コンパレ
ータCMPkの反転入力は、負の基準電圧−V_Bに接続されて
いる。コンパレータCMPkの出力をCkとする。ADj〜ADj₊₉
はそれぞれ、回路AN（ｊ）〜AN（ｊ＋９）の中のアナロ
グスイッチSW4j〜SW4j₊₉,SW3j〜SW3j₊₉のコントロール
信号である。便宜上、第４図の回路ブロックをBLOCK
（ｋ）（ｋ＝0,1,2,・・・,7）と名付ける。

第５図は本実施例の測光回路全体の回路図である。F1,F
2は前記バンドパスフィルターアレイであり、PDA1,PDA2
は前記シリコンフォトダイオードアレイである。PDA1,P
DA2の中のシリコンフォトダイオードはそれぞれ10ケず
つの４ブロック、つまり、PDA1とPDA2とを合わせて８ブ
ロックに分かれ、それぞれ第４図で説明した回路ブロッ
クBLOCK（０）〜BLOCK（７）に接続されている。全ての
シリコンフォトダイオードのカソードはグランドに接続
されている。

IC1は４入力16出力のデコーダである。IC1の入力端子
はイネーブル端子であり、がHighの時には、Q₀〜Q₁₅
の出力すべてがLowになる。がLowの時にはA,B,C,D入
力端子に入力される４ビット信号に応じて出力Q₀〜Q₁₅
のうちの１つがHighになり、他はLowになる。本実施例
では、Q₁₀〜Q₁₅は使用しないので、回路図中には記述し
ていない。A,B,C,D,入力とQ₀〜Q₉の関係を第１表に示
す。

この機能を実現するものとしては、例えばCMOS−ICの45
14がある。

IC1の出力Q₀は、AD₀，AD₁₀，AD₂₀，AD₃₀，AD₄₀，AD₅₀，
AD₆₀，AD₇₀と接続され、出力Q₁は、AD₁，AD₁₁，AD₂₁，A
D₃₁，AD₄₁，AD₅₁，AD₆₁，AD₇₁と接続され、出力Q₂は、A
D₂，AD₁₂，AD₂₂，AD₃₂，AD₄₂，AD₅₂，AD₆₂，AD₇₂と接続
され、出力Q₃は、AD₃，AD₁₃，AD₂₃，AD₃₃，AD₄₃，A
D₅₃，AD₆₃，AD₇₃と接続され、出力Q₄は、AD₄，AD₁₄，AD
₂₄，AD₃₄，AD₄₄，AD₅₄，AD₆₄，AD₇₄と接続され、出力Q₅
は、AD₅，AD₁₅，AD₂₅，AD₃₅，AD₄₅，AD₅₅，AD₆₅，AD₇₅
と接続され、出力Q₆は、AD₆，AD₁₆，AD₂₆，AD₃₆，A
D₄₆，AD₅₆，AD₆₆，AD₇₆と接続され、出力Q₇は、AD₇，AD
₁₇，AD₂₇，AD₃₇，AD₄₇，AD₅₇，AD₆₇，AD₇₇と接続され、
出力Q₈は、AD₈，AD₁₈，AD₂₈，AD₃₈，AD₄₈，AD₅₈，A
D₆₈，AD₇₈と接続され、出力Q₉は、AD₉，AD₁₉，AD₂₉，AD
₃₉，AD₄₉，AD₅₉，AD₆₉，AD₇₉と接続されている。

また、すべての回路ブロックBLOCK（０）〜BLOCK（７）
の中のコンパレータ出力C0〜C7は８入力NORゲートであ
るIC2に入力されている。また、各コンパレータ出力C0,
C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7はそれぞれ、２入力ANDゲートで
あるIC4,IC5,IC6,IC7,IC8,IC9,IC10,IC11の一方の入力
に接続され、IC4,IC5,IC6,IC7,IC8,IC9,IC10,IC11のも
う一方の入力は、すべて２入力NORゲートIC3の出力に接
続されている。IC12,IC13,IC14,IC15,IC16,IC17,IC18,I
C19は、16ビットのカウンタであり、CLR入力の立ち上が
りエッジでカウント値が０にクリアーされ、CK入力の立
ち上がりエッジでカウント値が１だけ加算される。OSC
は、A/D変換用基準クロックを出力するための発振器で
ある。OSCの出力は２入力NORゲートIC3の一方の入力に
接続されている。入出力ポート（５）は第２図の説明の
時に述べたものであり、第３図の説明の時に後述すると
述べた信号RES及びCHGは、入出力ポート（５）の出力で
ある。デコーダIC1の,A,B,C,D入力は入出力ポート
（５）の出力である。８入力NORゲートIC2の出力は、入
出力ポート（５）のADE入力に入力される。入出力ポー
ト（５）のCLR出力は、カウンタIC12,IC13,IC14,IC15,I
C16,IC17,IC18,IC19のCLR入力に接続されている。入出
力ポート（５）の出力は２入力NORゲートIC3の一方の
入力に接続されている。２入力NORゲートIC3のもう一方
の入力には、発振器OSCの出力が入力されているので、
２入力NORゲートIC3の出力としては、信号がLowのと
きには発振器OSCの出力の反転信号が出力され、信号
がHighの時には常にLowとなる。カウンタIC12,IC13,IC1
4,IC15,IC16,IC17,IC18,IC19の出力CT0,CT1,CT2,CT3,CT
4,CT5,CT6,CT7は入出力ポート（５）に入力される。

第７図は照明回路（３）を説明するためのブロック図で
ある。第７図において（２），（３），（５）の番号は
第２図のものと対応している。（35）は照明回路用電源
であり、9V程度の低電圧直流電源である。（31）はブロ
ッキング発振を利用した昇圧回路であり、パルスキセノ
ンランプ発光用の電荷を蓄積するためのメインコデンサ
（37）に充電するための電源を供給する。（32）は電圧
制御回路であり、メインコンデンサ（37）の充電電圧を
検出し充電電圧が所定の最高電圧よりも高くなると、FC
HG1出力をLowレベルにし、メインコンデンサ（37）の充
電電圧が前記最高電圧よりも低い所定の最低電圧よりも
低くなると、FCHG1出力をHighレベルにし、前記充電電
圧が前記最高電圧と前記最低電圧の間にあるときは、FC
HG1出力にはそれまでの状態を保持させるというヒステ
リシスを持った電圧検出回路である。

前記昇圧回路（31）は前記電圧制御回路（32）からのFC
HG1信号と、入出力ポート（５）からの昇圧制御信号FCH
G2を入力する。FCHG2信号は、入出力ポート（５）から
の出力で、CPU（６）が入出力ポート（５）を介して、
昇圧回路（31）からの電源供給を制御するための信号で
ある。前記昇圧回路（31）は、前記FCHG1信号とFCHG2信
号を入力し、両信号共にHighレベルの時だけ、電源供給
を行なう。（36）は、メインコンデンサ（37）から昇圧
回路（31）に電流が逆流するのを防止するためのダイオ
ードである。従って、入出力ポート（５）からのFCHG2
出力がHighレベルの間、電圧制御回路（32）からの出力
FCHG1により、昇圧回路（31）が制御され、メインコン
デンサ（37）の充電電圧は、前記最高レベルと最低レベ
ルの間になるように制御される。（33）はメインコンデ
ンサ（37）の充電電圧と、前記最低電圧と同じかまたは
それよりも低い、所定の充電完了電圧とを比較し、前記
充電電圧の方が高い場合はVCHK出力信号をHighにし、前
記充電電圧の方が低い場合はVCHK出力信号をLowにす
る。但し、前記最高電圧、最低電圧、充電完了電圧は、
パルスキセノンランプ（２）が発光可能な電圧よりも、
高く設定してある。前記電圧検出回路（33）からのVCHK
信号は入出力ポート（５）に入力されており、CPU
（６）は入出力ポート（５）を介してVCHK信号を入力す
ることにより、照明回路（３）が発光可能な状態にある
か否かを判別する。（34）はパルスキセノンランプ
（２）を発光させるための発光用トリガー回路であり、
入出力ポート（５）からのFLASH信号の立ち上がりエッ
ジでパルスキセノンランプ（２）を発光させる。CPU
（６）は入出力ポート（５）を介してFLASH信号を制御
することにより、照明回路（３）の発光タイミングを制
御する。

第８図は本実施例の測光タイミングを示すタイミングチ
ャートであり、第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はCPU
（６）による測光回路部（４）の制御と測定値を算出す
るための演算の手順を示すフローチャートである。以
下、第８図のタイミングチャートと第９図のフローチャ
ートに沿って測光動作を説明する。第９図（ａ）の＃１
において、CPU（６）は入出力ポート（５）を通して照
明回路（３）からの充電完了信号VCHKを入力し、VCHKが
Highレベルか否かを判別することにより、照明回路
（３）が発光可能などうかを判別する。VCHKがLowなら
ば発光準備が完了していないので、＃２に進みエラーフ
ラグERRFを１にしてリターンする。VCHKがHighならば発
光可能なので＃３に進み、昇圧制御信号FCHG2をLowにす
る。FCHG2がLowになると、前記昇圧回路（31）は電源供
給を停止するが、完全に停止するまで100マイクロ秒程
度の時間を要するので、＃４で時間待ちを行なう。測光
の前に昇圧回路（31）の電源供給を停止する理由は、昇
圧回路（31）は電源供給を行なっている間、高電圧の発
振を行なっており、測光回路部（４）に有害なノイズ発
生源となるためである。次にCPU（６）は＃５に進み、R
ES信号をLowにし、CHG信号をHighにして積分動作を開始
する。その直後に＃６のステップで、FLASH信号をHigh
にしてパルスキセノンランプ（２）を発光させる。前述
したようにパルスキセノンランプ（２）から発せられた
光は、一部は光源測定用分光センサーS2に入射し、残り
の一部は測定試料（１）に照射され、測定試料（１）か
らの反射光が試料測定用分光センサーS1に照射される。
分光センサーS1,S2に入射した光は、それぞれバンドパ
スフィルターアレイF1,F2によって分光され、シリコン
フォトダイオードアレイPDA1,PDA2に入射し、PDA1,PDA2
の中のシリコンフォトダイオードはそれぞれ、分光され
た光強度に比例した光電流を出力する。各シリコンフォ
トダイオードからの光電流は、第６図のタイミングチャ
ートの説明の時に述べたように、式に従って電流電圧
変換され、式に従って積分される。このため、積分回
路の出力電圧V2₀〜V2₇₉は、第８図に示すように正の方
向へ増大する。CPU（６）は＃７のステップで発光が終
了するまでの時間待ちを行い（本実施例では3msec）、
＃８のステップでCHG信号をLowにして積分動作を終了す
る。この状態で、積分出力電圧V2₀〜V2₇₉には、各シリ
コンフォトダイオードに入射した光の強度を時間積分値
に比例した電圧が保持される。この時、FLASH信号もLow
レベルに戻し、次の発光に備えておく。

次にCPU（６）は＃９に進み、ここで、変数Ｎを０に設
定する。変数Ｎは第５図の中のデコーダIC1のA,B,C,D入
力に、入出力ポート（５）を通して出力される値であ
り、変数Ｎを２進数で表現した時、０ビット目がＡ、１
ビット目がＢ、２ビット目がＣ、３ビット目がＤに対応
している。次に＃10で入出力ポート（５）のCLR出力をH
ighにし、カウンタIC12,IC13,IC14,IC15,IC16,IC17,IC1
8,IC19のカウント値を０にクリアーする。次に＃11で定
数Ｎの値０を入出力ポート（６）からIC1のA,B,C,D端子
に出力する。次に＃12のステップでCLR信号をLowに戻
し、信号をLowにする。今、A,B,C,D入力がすべてLow
なので、第１表に示すようにQ₀信号がHighになってADi
（ｉ＝0,10,20,30,40,50,60,70）がHighになり、アナロ
グスイッチSW3i,SW4i（ｉ＝0,10,20,・・・・,60,70）
が導通状態になる。従って前述したように、積分出力電
圧V2i（ｉ＝0,10,20,・・・・,60,70）は直線的に減少
して行く。この時、コンパレータCMP0,CMP1,CMP2,CMP3,
CMP4,CMP5,CMP6,CMP7の非反転入力は、それぞれアナロ
グスイッチSW3₀，SW3₁₀，SW3₂₀，SW3₃₀，SW3₄₀，SW
3₅₀，SW3₆₀，SW3₇₀を通して、V2₀，V2₁₀，V2₂₀，V2₃₀，
V2₄₀，V2₅₀，V2₆₀，V2₇₀に接続されている。今、V2₀の
電圧に注目して説明すると、V2₀はアナログスイッチSW3
₀を通してコンパレータCMP0の非反転入力に接続されて
いる。前述のように、V2₀の出力は直線的に減少して行
くが、コンパレータCMP₀の反転入力端子の基準電圧−V_B
よりもV2₀の方が高い場合は、コンパレータCMP0の出力C
0はHighである。C0信号は、２入力ANDゲートIC4の一方
の入力に接続されており、IC4の他方の入力には、発振
器OSCの出力と信号とのNORが入力されているので、カ
ウンタIC12のクロック入力端子CK0には式の論理式で
示される信号が入力されている。

従ってカウンタIC12のクロック入力CK0にはコンパレー
タ出力C0がHighで信号がLowの時だけ、クロックパル
ス信号が入力される。＃12で信号がLowになり、現
在、コンパレータ出力C0はHighなのでカウンタIC12はク
ロックパルスの計数を行っている。時間の経過とともに
V2₀の電圧は直線的に減少して行き、前記基準電圧−V_B
よりも低くなると、コンパレータ出力C0はHighからLow
に切り換わる。C0がLowになると、式によりクロック
入力CK0にはクロックパルス信号が入力されなくなり、
カウンタIC12は計数を停止する。

従ってカウンタIC12のカウント値CT0は、信号がLowに
なってから、C0がLowになるまでの時間に比例した値と
なり、すなわち、（V2₀＋V_B）の電圧値に比例した値と
なる。このようにして、シリコンフォトダイオードPD0
の光電流の積分値がA/D変換されたことになる。V2₁₀，V
2₂₀，V2₃₀，V2₄₀，V2₅₀，V2₆₀，V2₇₀の電圧も、上記と
同様にしてA/D変換され、カウンタIC13,IC14,IC15,IC1
6,IC17,IC18,IC19のカウント値CT_kは、下式で表わされ
る値になる。

CT_k＝C₁（V2j＋V_B） … （ただしC₁は比例定数）ｋ＝0,1,2,・・・,7 ｊ＝ｋ×10 前述したように、すべてのコンパレータCMP0〜CMP7の出
力C0〜C7は、それぞれ８入力NORゲートIC2の１つの入力
に接続されており、IC2の出力ADEはコンパレータ出力C0
〜C7がすべてLowになった時のみHighで、それ以外の場
合はLowである。コンパレータ出力C0〜C7がすべてLowに
なるということは、V2₀，V2₁₀，V2₂₀，V2₃₀，V2₄₀，V2
₅₀，V2₆₀，V2₇₀のA/D変換がすべて終了したということ
である。

CPU（６）は＃13のステップでADE信号を入出力ポート
（５）から入力し、Highかどうかをチェックする。もし
ADE信号がHighでなければHighになるまでADE信号の入力
とチェックを繰り返す。ADE信号がHighになれば、＃14
に進み信号をHighにする。信号がHighになると、デ
コーダIC1の出力Q₀〜Q₉はすべてLowになり、アナログス
イッチSW4i,SW3i（ｉ＝0,10,20,30,40,50,60,70）がOFF
になり、積分出力V2i（ｉ＝0,10,20,30,40,50,60,70）
の電圧は直線的な減少を停止し、その時点の電圧に保持
される。また、コンパレータCMPk（ｋ＝0,1,2,・・・,
7）の非反転入力は、プルアップ抵抗R1kによってHighに
なり、コンパレータ出力CkはHighになるが、信号がHi
ghなので、式によりカウンタIC12〜IC19による計数は
行なわれず、その時点のカウント値を保持する。

次にCPU（６）は＃15で入出力ポート（５）を通してカ
ウンタIC12〜IC19のカウント値のCT0,CT1,CT2,・・・,C
T7を入力し、それぞれ配列変数CM1（Ｎ）,CM1（Ｎ＋1
0）,CM1（Ｎ＋20），・・・,CM1（Ｎ＋70）に格納す
る。現在、Ｎは０なので、CM1（０）,CM1（10）,CM1（2
0），・・・,CM1（70）となり、つまりV2iのA/D変換値
がCM1（ｉ）（ｉ＝0,10,20,・・・,70）に格納されたこ
とになる。次に＃16でＮを１だけ増やし、Ｎが10である
かどうかを判別して10でなければ＃10に戻る。＃10から
＃15まで実行すると、Ｎ＝０の時と同様にして今度はＮ
＝１であるから積分出力V2₁，V2₁₁，V2₂₁，V2₃₁，V
2₄₁，V2₅₁，V2₆₁，V2₇₁がA/D変換され、配列変数CM1
（１）,CM1（11）,CM1（21）,CM1（31）,CM1（41）,CM1
（51）,CM1（61）,CM1（71）に格納される。＃16でＮを
＋１し、以降、Ｎが10になるまで＃10〜＃17をくり返す
と、すべての積分出力V2iがA/D変換され、CM1（ｉ）に
格納される。V2iとCM1（ｉ）の関係は式で表わせる。

CM1（ｉ）＝C₁（V2i＋V_B） … ＃17でＮが10になったことが判明されると、すべての積
分出力のA/D変換が終了したことになるので、＃18でRES
をHighにして、積分コンデンサCci（ｉ＝0,1,2,・・・,
79）に並列に接続されているアナログスイッチSW2iをON
にし、積分コンデンサCciの電荷を０にする。さらにこ
こで、A,B,C,Dに０を出力し、初期状態に戻しておく。

次に、第９図（ｂ）の＃19に進み、ダークオフセットの
測定に入る。ダークオフセットの測定は、前述したパル
スキセノンランプ（２）を発光させての測定である＃５
〜＃18とほとんど同じであり、ただパルスキセノンラン
プ（２）を発光させないのと、測定終了後に＃31のステ
ップで昇圧制御信号FCHG2をHighにし、昇圧回路（31）
による電源供給を再開させるところが違うだけであるの
で、タイミングチャートは省略してある。＃19〜＃21で
パルスキセノンランプ（２）を発光させない状態での積
分出力V2i（ｉ＝0,1,2,・・・,79）が得られ、＃22〜＃
31で積分出力がすべてA/D変換され、それぞれ配列変数O
F（ｉ）に格納される。このOF（ｉ）の値は、演算増幅
器のオフセットや外光の影響、及び、シリコンフォトダ
イオードの暗電流や、アナログスイッチの漏れ電流など
の影響をすべて含んだ値であり、パルスキセノンランプ
（２）を発光させての測定値であるCM1（ｉ）からこのO
F（ｉ）を差し引くことにより、前記オフセットやシリ
コンフォトダイオードの暗電流、アナログスイッチの漏
れ電流、外光の影響等による誤差をキャンセルすること
ができる。また本実施例は光源にパルスキセノンランプ
（２）を使用しているので、定常光を光源とした場合の
ように、光をチョッピングすることなくダークオフセッ
トを測定することができるので、機械的な駆動部分を必
要としないという長所を持っている。第９図（ｃ）の＃
32から＃35において、上記のダークオフセットの補正を
行なっている。すなわち、パルスキセノンランプ（２）
を発光しての測定値であるCM1（ｉ）からダークオフセ
ットの測定値OF（ｉ）を差し引いた値をCM1（ｉ）に格
納する。

＃36からは分光感度補正の計算を行なう。ここで、分光
感度補正の意味と原理について説明を行なう。第10図
（ａ）は本実施例で使用する分光センサーS1における各
シリコンフォトダイオードの光電流I1iと、電流電圧変
換・積分回路AN（ｉ）（ｉ＝0,1,2,・・・・,39）の増
幅率を掛け合わせた測光回路系としての分光感度Si
（λ）（ｉ＝0,1,2,・・・・,39）である。ただし、λ
は光の波長である。分光センサーS1,S2のバンドパスフ
ィルターアレイF1,F2には赤外線カットと紫外線カット
の処理が施してあり、S0（λ）〜S39（λ）は370nmより
短い波長領域と、720nmより長い波長領域での値はほぼ
零である。S0（λ）〜S39（λ）は、ほぼ10nmピッチで
並んでおり、バンドパスの半値幅は10nmよりも広くなっ
ている。また、バンドパスフィルターアレイとフォトダ
イオードアレイの間での内面反射等の影響により、ピー
ク波長からかなり離れた波長領域にも感度を持ってお
り、これを分光感度のすそ引きと呼ぶことにする。分光
感度のすそ引きと半値幅が広いことのために、測定値に
誤差を生じる。分光感度補正の計算は、このようにすそ
引きがあり、半値幅の広い分光感度を持つセンサーの出
力から正しい測定値を得るためのものである。

今分光感度Si（λ）（ｉ＝0,1,2,・・・,39）のピーク
波長をPKi（ｉ＝0,1,2,・・・,39）とする。そして測定
波長領域（本実施例では370〜720nm）を、の波長で区切り、40ケの領域Δλｉ（ｉ＝0,1,2,・・
・,39）に分割する。今、分光センサーS1に入射する光
の分光分布を第10図（ｂ）に示すように40ケに分割した
１つの波長領域内ではフラットであるように近似し、波
長領域Δλｉでの光強度をPiとする。この時、Si（λ）
の分光感度を持つ１個のセンサーの出力をOi（ｉ＝0,1,
2,・・・,39）とすると、Oiは次の式で表わされる。

今、を次のように定義する。

このように定義すると、式は次式のように表せる。

上式は、ｉ＝０〜39について成り立つので、行列を用い
て次の式が成り立つ。

上式を次のように表す。

ただし、式より、ここで、は行列の逆行列である。したがって、が分かれば、式により、分光センサーS1の出力の値から、入射光の分光エネルギー分布を知ることができる。

を求めるには、まず分光器を用いて分光センサーの分光
感度S0（λ）〜S39（λ）を測定し、式に従って、行
列を求め、の逆行列を計算すれば良い。

以上、便宜上試料測定用分光センサーS1について説明し
たが、光源測定用分光センサーS2についても同様であ
る。ここで、入射光の分光エネルギー分布を波長領域Δ
λｉの中で、フラットであるというように近似したが、
本実施例は反射物体の分光反射率を測定するためのもの
であり、塗料や印刷物などの反射物体の分光反射率は概
してなだらかな曲線を描き、急峻な吸収等のないものが
多いので、このように近似することができるものであ
る。

ここで、再び第９図（ｃ）のフローチャートに従って説
明を行なう。試料測定用分光センサー（サンプル用セン
サー）S1についての式中のとし、光源測定用分光センサー（リファレンス用センサ
ー）S2についての式中のとする。＃36から＃39において、試料測定用分光センサ
ーS1について式に示す分光感度補正計算を行なってい
る。＃40から＃43において、光源測定用分光センサーS2
について式に示す分光感度補正計算を行っている。
式は分光センサーS1については下記の通りである。

今、分光センサーS1の出力Oi（ｉ＝0,1,2,・・・,39）
は、CM1（ｉ）に格納されており、また式で計算したP
iをCM2（ｉ）に格納することにすれば、となる。また、式は分光センサーS2については下記の
通りである。

今、分光センサーS2の出力はCM1（ｉ＋40）（ｉ＝0,1,
2,・・・,39）に格納されており、また式で計算したP
iをCM2（ｉ＋40）に格納することにすると、となる。なお、Bij及びＢ′ijの値は分光センサーデー
タ格納部（９）に、あらかじめ記憶されている。

次に第９図（ｄ）の＃44に進み、光源補正の計算を行な
う。本実施例の照明用光源はパルスキセノンランプ
（２）であり、その分光エネルギー分布は発光の度毎に
若干変動する。光源測定用分光センサーS2は、パルスキ
セノンランプ（２）の分光エネルギー分布を試料測定用
分光センサーS1とほぼ同じ波長で測定しているので、分
光センサーS1によって測定された試料光の分光エネルギ
ー分布を、分光センサーS2によって測定された光源の分
光エネルギー分布で対応する波長毎に割算し、その値を
測定値とすることにより、光源の分光エネルギー分布の
変動による誤差を消去することができる。＃44から＃47
でその計算を行なっている。＃45でCM2（Ｉ）は分光セ
ンサーS1のＩ番目のシリコンフォトダイオードに対応す
る測定値であり、CM2（Ｉ＋40）は分光センサーS2のＩ
番目のシリコンフォトダイオードに対応する測定値であ
る。CM2（Ｉ）をCM2（Ｉ＋40）で割った値をCM3（Ｉ）
に格納する。それをＩ＝０〜39まで繰り返し、すべての
測定値を光源補正し、CM3（Ｉ）に格納する。以上で照
明光源の分光エネルギー分布の変動の補正を終了し、補
正された値はCM3（ｉ）（ｉ＝０〜39）に格納されてい
る。

次に＃48に進み、波長補正の計算を行なう。ここで波長
補正の計算の意味を説明する。本実施例の分光センサー
S1,S2は、バンドパスフィルターアレイを用いており、
ピーク波長はほぼ10nm間隔になっているが、フィルター
の製造時の誤差により、若干の波長ピッチのばらつきが
ある。この波長ピッチのばらつきを直線補間計算により
10nmピッチの値に補正するのが、ここで述べる波長補正
の計算である。

第９図（ｄ）の＃48において、まず波長番号Ｊをゼロに
する。波長番号Ｊは400nmから700nmの波長領域内の10nm
間隔の波長に付けた番号であり、400nmのときＪ＝０
で、10nm増す毎に１だけ増える数値である。Ｉはセンサ
ー番号であり、＃49でゼロに初期化する。ただし、Ｉ＝
０はピーク波長が最も短波長のセンサーの番号であり、
長波長側に向かってＩが１ずつ増える。＃50において波
長番号Ｊに対応する波長Ｗを計算する。＃51において、
Ｉ番目のセンサーのピーク波長PK（Ｉ）とＪ番目の波長
Ｗとを比較し、PK（Ｉ）＜Ｗであれば、＃52でＩを１だ
け増やし、＃51に戻る。PK（Ｉ）≧Ｗであれば、＃53に
進む。つまり、＃51,＃52Dにおいて、Ｊ番目の波長Ｗ以
上でかつＷに最も近いピーク波長を持つセンサーの番号
を検索する。＃53〜＃55においては、第11図に示すW1,W
2,Mの値を計算する。W1とは＃51,＃52で求めたＷ以上で
Ｗに最も近いピーク波長を持つセンサーのピーク波長PK
（Ｉ）と、その１つ短波長側のセンサーのピーク波長PK
（Ｉ−１）との差であり、W2とはＷとPK（Ｉ−１）との
差である。ＭはＩ番目のセンサーの測定値CM3（Ｉ）
と、（Ｉ−１）番目のセンサーの測定値CM3（Ｉ−１）
との差である。＃56で波長Ｗにおける測定値をＩ番目の
センサーと（Ｉ−１）番目のセンサーの測定値から直線
補間計算によって求め、その値をMEAS（Ｊ）とする。＃
57において、波長番号Ｊを１だけ増し、＃58で400nm〜7
00nmの範囲がすべて終了したか否かを判別するために、
Ｊが31か否かを判別し、31でなければ＃50に戻り、次の
波長における測定値を、前述の補間計算により求める。
Ｊが31になれば、400nmから700nmの範囲の10nm間隔の測
定値が、補間計算によりすべて求められたことであるか
ら、＃59に進んで、測光サブーチンを終了し、リターン
する。本実施例では説明をわかりやすくするために＃49
から＃54の処理を設けたが、波長Ｗに対応するセンサー
の番号やW1,W2等はあらかじめ計算しておき、分光セン
サーデータ格納部（９）に格納しておくこともでき、そ
の場合、＃49,＃51,＃52,＃53,＃54を省略することがで
きる。

以上、本実施例の測光回路動作及び補正計算処理につい
て説明してきたが、次にシステム全体の機能及び動作に
ついて、第12図以降のフローチャートにそって説明を行
う。まずシステムの電源をONにすると、第12図（ａ）の
＃100のステップに進み、入出力ポート（５）、外部入
出力ポート（10）、磁気記憶制御部（11）、表示制御部
（13）、キーボード（15）、プリンター（16）の初期設
定を行なう。次に＃101のステップに進み、データ格納
部（８）内のメモリーや設定データを初期化する。次に
＃102のステップで表示サブルーチンを実行し、＃103で
キーが押されているか否かを判別する。表示サブルーチ
ンについては、後ほど詳述する。キーが押されていれ
ば、第12図（ｂ）の＃105に進み、キーが押されていな
ければ、＃104で現在時刻をリアルタイムクロック（1
7）から入力し、その値を表示して＃103に戻る。本実施
例に用いるキーボード（15）の配置例を第26図に示す。

第12図（ｂ）の＃105では、押されているキーが“MENU"
キーかどうかを判別し、そうであれば＃125のステップ
で設定に関する処理を行なう設定サブルーチンを実行
し、＃102へ戻る。キーが“MENU"でなければ＃106へ進
み、キーが“CAL"であるかどうかを判別し、そうであれ
ば＃126のステップで標準反射板による校正に関する処
理を行なう校正サブルーチンを実行し、＃102へ戻る。
キーが“CAL"でなければ＃107に進み、キーが“MEAS"か
否かを判別し、そうであれば＃127のステップで測定に
関する処理を行なう測定サブルーチンを実行し、＃103
へ戻る。ただし測定サブルーチンは前述した測光サブル
ーチンとは別のものであり、後で詳述する。キーが“ME
AS"でなければ＃108に進み、キーが“STAT"かどうかを
判別し、そうであれば＃128に進み、測定値の統計計算
に関する処理を行なう統計サブルーチンを実行し、＃10
2へ戻る。キーが“STAT"でなければ＃109に進み、キー
が“DATA"かどうかを判別し、そうであれば＃129に進
み、表示する測定データのデータ番号の設定に関する処
理を行なうためのデータ番号設定サブルーチンを実行
し、＃103に戻る。キーが“DATA"でなれば＃110に進
み、キーが“FEED"かどうかを判別し、そうであれば＃1
30に進み、プリンター（16）の紙送りを行なうプリンタ
紙送りサブルーチンを実行し、＃103へ戻る。キーが“F
EED"でなければ＃111に進み、キーが“HCOPY"かどうか
を判別し、そうであれば＃131に進み、表示画面をプリ
ンター（16）にコピーする画面コピーサブルーチンを実
行し、＃103へ戻る。キーが“HCOPY"でなければ＃112へ
進み、キーが“LIST"であるかどうかを判別し、そうで
あれば＃132に進み、測定値の数値データリストを表示
部（14）に表示するか、またはプリンター（16）に印字
するか、または外部入出力ポート（10）へ出力する処理
を行なうデータリストサブルーチンを実行し、＃102へ
戻る。キーが“LIST"でなければ＃113へ進み、キーが
“DEL"かどうかを判別し、そうであれば＃133に進み、
現在表示中の測定データを消去する処理を行なうデータ
消去サブルーチンを実行し、＃102へ戻る。キーが“DE
L"でなければ＃114へ進み、キーが“HELP"かどうかを判
別し、そうであれば＃134へ進み、システムの使用方法
の説明を表示する処理を行なう使用説明サブルーチンを
実行し、＃102へ戻る。キーが“HELP"でなれば＃115へ
進み、キーが“CUR"かどうかを判別し、そうであれば＃
135へ進み、分光測定値グラフ表示にカーソルを表示す
るか否かを設定するための処理を行なうカーソルON/OFF
サブルーチンを実行し、＃103に戻る。キーが“CUR"で
なければ＃116へ進み、キーが“→”であるかどうかを
判別し、そうであれば＃136へ進み、前記分光測定値グ
ラフ表示のカーソルを右移動する処理を行なうカーソル
右移動サブルーチンを実行し、＃103へ戻る。キーが
“→”でなければ＃117へ進み、キーが“←”であるか
どうかを判別し、そうであれば＃137へ進み、分光反射
率グラフ表示のカーソルを左移動する処理を行なうカー
ソル左移動サブルーチンを実行し、＃103へもどる。キ
ーが“←”でなければ＃118へ進み、キーが“DOUT"か否
かを判別し、そうであれば＃138へ進み、外部入出力ポ
ート（10）へ測定データを出力する処理を行なうデータ
出力サブルーチンを実行し、＃103へ戻る。キーが“DOU
T"でなければ＃119へ進み、キーが“PRINT"か否かを判
別し、そうであれば＃139へ進み、測定データをプリン
ター（16）にて印字する処理を行なうデータ印字サブル
ーチンを実行し、＃103に戻る。キーが“PRINT"でなけ
れば、第12図（ｃ）の＃120に進み、キーが“f1"か否か
を判別し、そうであれば＃140へ進み、分光測定値グラ
フや色度測定値グラフの表示のスケールや、表示範囲を
設定する処理を行なうレンジ設定サブルーチンを実行
し、＃103へ戻る。キーが“f1"でなければ＃121へ進
み、キーが“f2"か否かを判別し、そうであれば＃141へ
進み、分光測定値グラフや色度測定値グラフの表示に、
目盛り用の格子（グリッド）を表示するか否かを設定す
るグリッドON/OFFサブルーチンを実行し、＃103へ戻
る。キーが“f2"でなければ＃122へ進み、キーが“f3"
か否かを判別し、そうであれば＃142へ進み、色彩値計
算においてどの表色系を用いるかを設定する処理を行な
う表色系設定サブルーチンを実行し、＃102に戻る。キ
ーが“f3"でなければ＃123に進み、キーが“f4"か否か
を判別し、そうであれば＃143へ進み、分光測定値グラ
フの表示において、測定値と同時に、基準値も表示する
か否かを設定する処理を行なう基準値ON/OFFサブルーチ
ンを実行し、＃103に戻る。キーが“f4"でなければ、＃
124に進みキーが“f6"か否かを判別し、そうであれば＃
144へ進み、表示するグラフの形式及び測定値の単位を
設定する処理を行なう表示モード設定サブルーチンを実
行し、＃102へ戻る。キーが“f6"でなければ、＃103に
戻る。

以上、各種キーが押された時の処理について簡単に説明
を行なったが、次に、そのうちの主なものについて、詳
しく説明を行なう。第13図は、前述した設定に関する処
理を行う設定サブルーチンのフローチャートである。＃
200のステップで、19種類の設定項目から１つを使用者
に選択させる。次に＃201に進み、選択された項目が
「光源」であるか否かを判別し、そうであれば＃202に
進み、使用者にD65,A,B,C,USERの５つの色彩値計算用光
源種別の中から１つを選択させ、＃200に戻る。項目が
「光源」でなければ＃203に進み、項目は「視野」か否
かを判別し、そうであれば＃204で、使用者に２°視野
か10°視野かを選択させて＃200に戻る。項目が「視
野」でなければ＃205に進み、項目は「トリガーモー
ド」か否かを判別し、そうであれば＃206に進み、測定
の開始をどのように行うかを決定する項目であるところ
のトリガーモードを、マニュアル、外部トリガー単発、
外部トリガー連続、タイマーの４つの中から、１つを使
用者に選択され、＃200に戻る。項目が「トリガーモー
ド」でなければ＃207に進み、項目が「トレース波長」
か否かを判別し、そうであれば＃208へ進み、選択波長
における分光反射率の時間変化を表示する場合の、その
選択波長を、使用者に設定させ、＃200に戻る。項目が
「トレース波長」でなければ＃200に進み、項目が「限
界警告」か否かを判別し、そうであれば＃210で、基準
値と測定値との間に限界値以上の差があった場合に警告
処理を行うか否かを使用者に設定させ、＃200に戻る。
項目が「限界警告」でなければ＃211へ進み、項目が
「平均回数」が否かを判別し、そうであれば＃212へ進
み、測定値として何回の測定の平均値を用いるかという
平均回数を使用者に設定させ、＃200に戻る。項目が
「平均回数」でなければ＃213へ進み、項目が「印字モ
ード」か否かを判別し、そうであれば測定データの印字
を測定毎に毎回、自動的に行うか（AUTO），“PRINT"キ
ーが押された時にだけ測定データを印字するか（MANUA
L）を使用者に設定させ、＃200に戻る。項目が「印字モ
ード」でなければ＃215に進み、項目が「印字項目」か
否かを判別し、そうであれば＃216に進み、測定データ
を印字する際に、分光データや色彩計算値等の各種デー
タの中の１種または複数種のどの項目を印字するかを使
用者に選択させ、＃200に戻る。項目が「印字項目」で
なければ＃217に進み、項目が「データ出力モード」か
否かを判別し、そうであれば＃218に進み、測定データ
の外部入出力ポート（10）への出力を測定毎に毎回、自
動的に行うか（AUTO）、“DOUT"キーが押された時にだ
け測定データを出力するか（MANUAL）を使用者に設定さ
せ、＃200に戻る。項目が「データ出力モード」でなけ
れば＃219に進み、項目が「データ出力項目」か否かを
判別し、そうであれば＃220に進み、測定データを外部
入出力ポート（10）へ出力する際に、各種データの中の
１種または複数種のどの項目を出力するかを使用者に選
択させ、＃200に戻る。項目が「データ出力項目」でな
ければ＃221に進み、項目が「RS232Cモード」か否かを
判別し、そうであれば＃222に進み、使用者に外部入出
力ポートであるRS232Cポートのポーレートやストップビ
ット長等の各種のモードを設定させ、＃200に戻る。項
目が「RS232Cモード」でなければ＃223に進み、項目が
「タイマー」か否かを判別し、そうであれば＃224に進
み、測定用インターバルタイマーの開始時刻やインター
バル時間や終了時刻または終了回数、及び、終了を時刻
で行うか回数で行うか等を使用者に設定させ、＃200に
戻る。項目が「タイマー」でなければ＃225に進み、項
目が「時計」か否かを判別し、そうであれば＃226に進
み、リアルタイムクロック（17）の現在時刻を使用者に
設定させ、＃200に戻る。項目が「時計」でなければ＃2
27に進み、項目が「ユーザー分光感度」かどうかを判別
し、そうであれば＃228に進み、ユーザー分光感度の入
力を行なう。

ここで、ユーザー分光感度の意味について説明を行な
う。一般的に色彩計算を行なう場合、CIEスペクトル三
刺激値_λ，_λ，_λを用いるが、例えば、写真の色
濃度を測定する場合には、第25図に示すような分光感度
を用いて三色分解しているし、その他それぞれの業界や
各使用者で、専用の分光感度を使用する場合があり、色
測定において、_λ，_λ，_λ以外の任意の分光感度
を使用することができれば、大変便利である。本実施例
では標準で_λ，_λ，_λのデータをROM（７）に格
納しており、色彩計算に使用するが、それとは別に使用
者が任意の分光感度（以下これをユーザー分光感度と言
うことにする）を入力することが可能で、そのデータを
RAM（８）に記憶し、その分光感度と試料の分光反射率
と光源の分光エネルギー分布との積和を計算し、表示す
ることが可能になっている。その分光感度は、三種類入
力することができ、三色分解に便利なようになってい
る。＃228〜＃230で、その三種類のユーザー分光感度を
入力し、それぞれUS1（ｉ）,US2（ｉ）,US3（ｉ）（ｉ
＝０〜30）というメモリーに格納し、＃200に戻る。項
目が「ユーザー分光感度」でなければ＃231へ進み、項
目が「ユーザー光源」かどうかを判別し、そうであれば
＃232へ進み、ユーザー光源の分光エネルギー分布のデ
ータ入力を行なう。ここでユーザー光源の意味について
説明を行なう。物体色の色彩計算においては、標準光源
としてD65光源やＡ光源、Ｂ光源、Ｃ光源等が使用さ
れ、本実施例では、それらの光源の分光エネルギー分布
のデータは、ROM（７）に格納されており、色彩計算に
使用されるが、これらの標準光源とは別に使用者が任意
の分光エネルギー分布の光源を定義でき、その光源によ
る色彩計算を行なうことができれば、物体色の見えに及
ぼす光源の効果である演色性を評価する場合に便利であ
る。本実施例では使用者が光源の任意の分光エネルギー
分布を入力することが可能で（以下これをユーザー光源
という）、そのデータをRAM（８）に記憶し、その光源
データを用いて色彩計算することが可能になっている。
＃232で、ユーザー光源の分光エネルギー分布を入力
し、UP（ｉ）（ｉ＝０〜30）というメモリーに格納し、
＃200に戻る。

項目が「ユーザー光源」でなければ＃233に進み、項目
が「ユーザー標準板」かどうかを判別し、そうであれば
＃234へ進み、ユーザー標準板の分光反射率データを入
力し、R2（ｉ）（ｉ＝０〜30）というメモリーに格納
し、＃200に戻る。ユーザー標準板については、後述す
る校正サブルーチンの説明で詳述するが、簡単に言えば
使用者が分光器等を使ってあらかじめ自分で反射率デー
タを測定した標準板を用いて、本実施例の反射率の校正
を行なう際の、その標準板のことである。項目が「ユー
ザー標準板」でなければ＃235へ進み、項目が「限界
値」か否かを判別し、そうであれば＃236に進む。本実
施例においては、分光反射率の上限値と下限値を各波長
ごとに設定することができ、分光反射率測定値がその限
界値の範囲からはずれた時に、警告表示を出すようにな
っている。また、その上限値、下限値のデータは、分光
反射率測定値を表示する分光グラフ表示の中に、重ねて
表示できるようになっており、測定値と限界値の関係が
一目でわかるようになっている。＃236においては上限
値データを入力し、LIMH（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納
し、＃237においては下限値データを入力し、LIML
（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納し、＃200に戻る。項目が
「限界値」でなければ＃238に進み、項目が「基準値」
か否かを判別し、そうであれば＃239へ進み、測定を行
ない、その測定値を基準値とするのか、分光反射率デー
タをキーボードから入力し、その値を基準値とするのか
の選択を行なう。＃239では選択項目の表示を行ない、
＃240でキー入力を待つ。キー入力があれば＃241へ進
み、キーが１か否かを判別し、１であれば測定値を基準
値とするモードであるので、＃242に進み、前述の測光
サブルーチンを実行し、＃243で分光反射率Ｒ（ｉ）
（ｉ＝０〜30）を計算し、＃244で、Ｒ（ｉ）を基準値
メモリーSTD（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納し、＃200に戻
る。＃241において、キーが１でなければ＃245に進み、
キーが２か否かを判別し、そうでなければ＃240に戻
り、キー入力を待つ。＃245において、キーが２であれ
ば、テンキーからの入力データを基準値データとするモ
ードなので、＃246に進み、テンキーから基準値の分光
反射率データを入力し、それをSTD（ｉ）（ｉ＝０〜3
0）に格納して、＃200に戻る。項目が「基準値」でなけ
れば＃247に進み、項目が「終了」か否かを判別し、そ
うであれば設定サブルーチンを終了し、リターンする。
項目が「終了」でなければ＃200へ戻る。

以上で設定サブルーチンの説明を終了し、次に、あらか
じめ分光反射率の分かっている試料を用いて反射率測定
値を校正する処理を行なうところの校正サブルーチンに
ついて説明する。第14図に校正サブルーチンのフローチ
ャートを示す。＃300において、５つの項目の中から１
つを使用者に選択させる。５つの項目について説明する
と、「1.高精度標準白色板」は、分光反射率の経時変化
が非常に少ないが高価な高精度標準白色板を用いる校正
であり、「2.常用標準白色板」は、分光反射率の経時変
化は高精度標準白色板よりも大きいが安価な常用標準白
色板を用いる校正であり、「3.ユーザー標準板」は使用
者があらかじめ本実施例の装置に標準で付属している白
色板以外の試料を分光器等で分光反射率を測定し、その
試料を用いて校正する項目である。「4.校正モード」は
校正モードを選択する項目であり、「5.終了」は校正サ
ブルーチンを終了する項目である。

＃301で項目が「終了」か否かを判別し、そうであれば
＃302へ進み、校正サブルーチンを終了してリターンす
る。そうでなければ＃303へ進み、項目が高精度標準白
色板による校正か否かを判別し、そうであれば＃304へ
進み、高精度標準白色板を試料としてセットする旨のメ
ッセージを表示し、＃305で「測定」と「中止」の２つ
の項目から１つを使用者に選択させ、＃306で項目が
「中止」か否かを判別し、「中止」であれば＃307へ進
み、校正サブルーチンを終了し、リターンする。項目が
「中止」でなければ＃308に進み、項目が「測定」か否
かを判別し、そうでなければ＃305に戻り、そうであれ
ば＃309で前述の測光サブルーチンを実行し、＃310で測
定値MEAS（ｉ）を、Co（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納す
る。次に、＃311で常用標準白色板を試料としてセット
する旨のメッセージを表示し、＃312で「測定」と「中
止」の２つの項目から１つを使用者に選択させ、＃313
で項目が「中止」か否かを判別し、「中止」であれば、
校正サブルーチンを終了して、リターンする。「中止」
でなければ＃314へ進み、項目が「測定」か否かを判別
し、そうでなければ＃312に戻り、そうであれば＃315に
進み、測定サブルーチンを実行する。＃316で測定値MEA
S（ｉ）をC1（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納する。次に＃3
17で式により常用標準白色板の分光反射率を計算し、
R1（ｉ）（ｉ＝０〜30）に格納し、＃318に進み、校正
サブルーチンを終了し、リターンする。

R1（ｉ）＝C1（ｉ）×R0（ｉ）/C0（ｉ） … （ｉ＝０〜30）上式で、R0（ｉ）は高精度標準白色板の分光反射率デー
タであり、その値は、あらかじめROM（７）に格納され
ている。すなわち、＃304〜＃310では、高精度標準白色
板により測定値の校正を行ない、＃311〜＃317では常用
標準白色板の分光反射率を測定し、メモリーしたのであ
る。＃303で、項目が「高精度標準白色板」でなければ
＃319に進み、常用標準白色板による校正か否かを判別
し、そうであれば＃320に進み、常用標準白色板を試料
としてセットする旨のメッセージを表示し、＃321で、
「測定」と「中止」の２項目のうち１つを使用者に選択
させ、＃322で項目が「中止」か否かを判別し、「中
止」であれば、＃323に進み、校正サブルーチンを終了
してリターンする。「中止」でなければ＃324に進み、
項目が「測定」か否かを判別し、「測定」でなければ＃
321に戻り、「測定」であれば＃325に進み、測定サブル
ーチンを実行する。＃326では測定値MEAS（ｉ）をC1
（ｉ）に格納し、＃327に進み、校正サブルーチンを終
了し、リターンする。

以上述べたように、本実施例の装置においては、分光反
射率の絶対値校正には、常用標準白色板での校正と、高
精度標準白色板での校正があり、日々の校正には安価な
常用標準白色板を用い、常用標準白色板の分光反射率の
経時変化を補正するために、数カ月に１回という頻度
で、高精度標準白色板を用いて常用標準白色板の分光反
射率を測定し、メモリーするという方式を取っている。
高精度標準白色板は使用頻度が少なく、適切な場所に保
管しておくことにより、汚れや紫外線による経時変化を
防ぐことができ、常用標準白色板は数カ月に１度という
程度の頻度で経時変化を補正するので、保守が比較的容
易であり、したがって、この方式により安価で作業性が
良く、高精度な測定システムを構成することができる。

さて、＃319において、項目が「常用標準白色板」でな
ければ、第14図（ｂ）の＃328に進み、項目が「ユーザ
ー標準板」か否かを判別し、そうであれば＃329に進
み、「測定」と「中止」の２項目から１項目を使用者に
選択させ、＃330で項目が「中止」か否かを判別し、
「中止」であれば＃331へ進み、校正サブルーチンを終
了して、リターンする。「中止」でなければ＃332へ進
み、項目が「測定」か否かを判別し、「測定」でなけれ
ば＃329へ戻り、「測定」であれば＃333で測定サブルー
チンを実行し、＃334で測定値MEAS（ｉ）をC2（ｉ）
（ｉ＝０〜30）に格納し、リターンする。＃328におい
て、項目が「ユーザー標準板」でなければ、＃336へ進
み、項目が「校正モード」か否かを判別し、そうでなけ
れば＃300に戻り、そうであれば＃337に進んで、標準白
色板とユーザー標準板の２種の校正モードから、１つを
選択させてリターンする。標準白色板の校正モードが選
択されると、試料の分光反射率計算の際に、＃320〜＃3
26で行なった常用標準白色板による校正で求められた値
C1（ｉ）と、＃311〜＃317で測定した常用標準白色板の
分光反射率データRI（ｉ）を用いる。ユーザー標準板の
校正モードが選択されると、試料の分光反射率計算の
際、＃329〜＃334のユーザー標準板による校正で求めら
れた値C2（ｉ）と、設定サブルーチンの＃234で、入力
されたユーザー標準板の分光反射率データR2（ｉ）を用
いる。

以上で、校正サブルーチンの説明を終了し、次に、測定
サブルーチンの説明を行なう。第15図は測定サブルーチ
ンのフローチャートである。＃400で、まずトリガーモ
ードを判別し、マニュアルモードであれば＃406に進
み、タイマーモードであれば＃401へ進む。＃401では、
リアルタイムロック（17）のデータを入力し、現在時刻
が前述の設定サブルーチンの＃224で設定された測定開
始時刻を経過しているか否かを判別し、“NO"であれば
＃402に進んで、中止キーが押されているか否かを判別
し、押されていれば＃403に進んで、測定サブルーチン
を終了し、リターンする。中止キーが押されていなけれ
ば＃401へ戻る。＃401で現在時刻が測定開始時刻を経過
していれば＃404へ進み、測定回数Ｊをゼロにクリアー
する。次に、＃405でレジスタＴに、現在時刻をメモリ
ーして、＃406へ進む。＃406では、測定サブルーチンを
実行し、＃407で反射率計算サブルーチンを実行する。
計算結果はＲ（ｉ）に格納されている。反射率計算サブ
ルーチンの詳細は後述する。＃408で、色彩計算や限界
判別等の演算を行なう演算サブルーチンを実行し、＃40
9において、測定値や演算値の表示を行なう演算値表示
サブルーチンを実行する。＃410では、測定値用メモリ
ーに空き領域があるか否かを判別し、空き領域がなけれ
ば＃411に進んで、測定値用メモリーに空き領域がな
く、今回の測定値がメモリーされない旨の警告を行な
い、＃412へ進む。測定値メモリーに空き領域がある場
合は＃413へ進み、最後に測定したデータの番号を示すN
1に１を加算し、＃414では、表示しているデータの番号
を示すN2にN1を代入する。＃415では表示中のデータの
番号であるN2の値を表示し、＃416に進み、分光反射率
計算値Ｒ（ｉ）（Ｉ＝０〜30）の値を、N1番目の測定値
用メモリーに格納して、＃412に進む。＃412では、印字
モードがAUTOか否かを判別し、AUTOであれば＃417に進
み、設定サブルーチンの＃216で選択された印字項目を
プリンター（16）にて印字して、＃418に進む。＃412に
おいて印字モードがAUTOでなければ、＃418に進む。＃4
18ではデータ出力モードがAUTOか否かを判別し、AUTOで
あれば＃419へ進み、設定サブルーチンの＃220で選択さ
れたデータ出力項目を、外部入出力ポート（10）へ出力
し、＃420へ進む。＃418において、データ出力モードが
AUTOでない場合は、＃420へ進む。＃420ではトリガーモ
ードを判別し、マニュアルモードであれば、＃421へ進
み、測定サブルーチンを終了してリターンする。タイマ
ーモードであれば＃422に進み、測定回数Ｊを１だけ増
やし、＃423においてタイマー終了モードを判別し、回
数による終了モードであれば＃424へ進み、測定回数Ｊ
が設定サブルーチンの＃224で設定された終了回数と等
しいか否かを判別し、等しければ＃425に進み、測定サ
ブルーチンを終了してリターンし、等しくなければ＃42
6に進む。＃423において、タイマー終了モードが、時刻
による終了モードであれば＃426に進む。＃426では中止
キーが押されているか否かを判別し、押されていれば＃
425に進み、測定サブルーチンを終了してリターンす
る。中止キーが押されていなければ＃427に進み、現在
時刻が最後に測定を行なった時刻Ｔに設定サブルーチン
の＃224で設定されたインターバル時間を加えた時刻を
経過したか否かを判別し、経過していれば＃405に戻
り、測定をくり返す。経過していなければ＃428に進
み、タイマー終了モードを判別し、回数による終了モー
ドであれば＃426に戻り、中止キーとインターバルタイ
ムのチェックをくり返す。時刻による終了モードであれ
ば＃429に進み、現在時刻が終了時刻を経過したか否か
を判別し、経過していれば＃425に進み、測定サブルー
チンを終了してリターンし、経過していなければ＃426
に戻り、中止キー、インターバルタイム、終了時刻のチ
ェックをくり返す。

以上で、測定サブルーチンの説明を終了し、次に測定サ
ブルーチンの＃407と設定サブルーチンの＃243で使用し
た反射率計算サブルーチンについて説明する。第16図が
反射率計算のフローチャートである。反射率計算は、校
正に用いた標準板の分光反射率データと、測定値、及び
試料の測定値から、試料の分光反射率を計算するもので
ある。＃500で、まず波長カウンタ１を０にクリアーす
る。＃501で現在の校正モードが標準白色板かユーザー
標準板かを判別する。この校正モードは、校正サブルー
チンの＃337で設定したものである。校正モードが標準
白色板であれば、＃502で式によりＩ番目の波長での
試料の分光反射率Ｒ（Ｉ）を計算し、＃504に進む。

上式で、MEAS（Ｉ）は試料の測定値、C1（Ｉ）は校正サ
ブルーチンで求めた常用標準白色板の測定値、R1（Ｉ）
は校正サブルーチンで求めた常用標準白色板の分光反射
率である。＃501において校正モードがユーザー標準板
であれば、＃503で式によりＩ番目の波長での試料の
分光反射率Ｒ（Ｉ）を計算し、＃504に進む。

＃504において、波長カウンタＩを＋１し、＃505でＩが
31か否かを判別する。本実施例では400nmから700nmまで
の波長領域の10nmピッチの反射率を計算するので、Ｉは
０〜30であり、Ｉが31になった時点ですべての波長の反
射率を計算したことになるので、Ｉが31であれば＃506
に進み、反射率計算サブルーチンを終了してリターンす
る。Ｉが31でなければ＃501に戻り、すべての波長での
反射率計算が終了するまでくり返す。以上で反射率計算
サブルーチンの説明を終了する。

次に、測定サブルーチンの＃408で使用した演算サブル
ーチンの説明を行なう。このサブルーチンは、反射率計
算サブルーチンで計算した試料の分光反射率Ｒ（ｉ）を
基にして、各種の色彩計算や、限界判別処理を行なうサ
ブルーチンである。第17図は演算サブルーチンのフロー
チャートである。＃600において表色系モードを判別
し、表色系モードがユーザー分光感度モードであれば、
＃601へ進む。＃601〜＃609で設定サブルーチンの＃202
で選択された光源の種類を判別し、選択されている光源
の分光エネルギー分布のデータをＰ（ｉ）に格納する。
選択されている光源がD65,A,B,C光源のどれかであれ
ば、あらかじめROM（７）に格納されているそれぞれの
分光エネルギー分布データD65（ｉ）,A（ｉ）,B（ｉ）,
C（ｉ）（ｉ＝０〜30）をＰ（ｉ）に格納する。選択さ
れている光源がユーザー光源であれば、設定サブルーチ
ンの＃232で設定されたユーザー光源の分光エネルギー
分布データUP（ｉ）をＰ（ｉ）に格納する。＃610では
１番目のユーザー分光感度US1（ｉ）についての色計算
を行なう。フローチャートに示すように、光源の分光エ
ネルギー分布Ｐ（ｉ）と１番目のユーザー分光感度US1
（ｉ）と試料の分光反射率Ｒ（ｉ）の測定波長領域内で
の積和を、Ｐ（ｉ）とUS1（ｉ）の測定波長領域内での
積和で割った値を、１番目のユーザー色データUC（１）
に代入する。＃611,＃612では、それぞれ２番目,3番目
のユーザー分光感度US2（ｉ）,US3（ｉ）について、＃6
10と同様な計算を行ない、それぞれ２番目,3番目のユー
ザー色データUC（２）,US（３）に代入する。次に、＃6
13,＃614,＃615で設定サブルーチンの＃239以降で設定
した基準値の分光反射率データSTD（ｉ）について、ユ
ーザー分光感度US1（ｉ）,US2（ｉ）,US3（ｉ）に関す
る色計算を行ない、その値をそれぞれUSTD（１）,USTD
（２）,USTD（３）に格納する。次に＃616で、ユーザー
分光感度番号Ｉを１に設定し、＃617で表色系がユーザ
ー分光感度の対数モードがパーセントモードかを判別
し、対数モードであれば＃618,＃619で、UC（Ｉ）とUST
D（Ｉ）をパーセント値から吸光度値に計算し直す。カ
ラー写真の色濃度測定用の分光感度をユーザー分光感度
として設定し、カラー写真の色測定を行なう場合、一般
的に対数系の値で色評価を行なうので、対数系の値であ
る吸光度値を計算する機能は大変有効である。＃620で
は、測定値と基準値の差を計算し、ΔUC（Ｉ）に格納す
る。表色系が対数モードでなくパーセントモードである
場合には＃622に進み、UC（Ｉ）とUSTD（Ｉ）との比率
を計算し、ΔUS（Ｉ）に格納して、＃621へ進む。＃621
でＩに１を加算し、＃623でＩの値を判別することによ
り、Ｉ＝1,2,3について、＃617〜＃621の計算を行な
い、＃624へ進む。

＃600において、表色系がユーザー分光感度モードでは
なく、XYZモードであれば、＃625で設定サブルーチンで
選択された視野（２°又は10°）の三刺激値データ（あ
らかじめROM（７）に格納されている）と、選択された
光源の分光エネルギー分布のデータと、試料の分光反射
率データとから、通常のXYZ表色系又はX₁₀Y₁₀Z₁₀の表色
系での色彩計算を行ない、＃624に進む。＃624では設定
サブルーチンの＃210で選択された限界警告モードを判
別し、限界判別警告を行なうモード（ON）であれば＃62
5に進む。＃625では波長番号Ｉをゼロにクリアーする。
＃626では、Ｉ番目の波長の試料の分光反射率Ｒ（Ｉ）
が、設定サブルーチンの＃236で設定されたＩ番目の波
長での分光反射率の上限値LIMH（Ｉ）以上であるか否か
を判別し、そうであれば＃627に進み、試料の分光反射
率が許容範囲外にある旨の限界警告表示を行なって演算
サブルーチンを終了し、リターンする。＃626で、Ｒ
（Ｉ）がLIMH（Ｉ）より小さい場合は＃628に進み、Ｉ
番目の波長の試料の分光反射率Ｒ（Ｉ）が設定サブルー
チンの＃237で設定されたＩ番目の波長での分光反射率
の下限値LIML（Ｉ）以下であるか否かを判別し、そうで
あれば＃627へ進んで、試料の分光反射率が許容範囲外
にある旨の限界警告表示を行なって、リターンする。＃
628において、Ｒ（Ｉ）がLIML（Ｉ）よりも大きい場合
には＃629に進み、波長番号Ｉに１を加算して、＃630に
進む。＃630では、すべての波長が終了したか否かを判
別するために、Ｉが31か否かを判別し、“NO"であれば
次の波長において、＃626以降の限界判別をくりかえ
す。“YES"であればすべての波長における試料の分光反
射率が、許容範囲内にあるということであるから、＃63
1において限界警告表示を消して、演算サブルーチンを
終了し、リターンする。＃624において、限界警告モー
ドが限界判別警告を行なわないモード（OFF）であれ
ば、限界判別を行なわず、すぐに＃631へ進み、限界警
告表示を消してリターンする。以上で演算サブルーチン
の説明を終了する。

次に、測定サブルーチンの＃409で使用した演算値表示
サブルーチンについて説明する。第18図は演算表示サブ
ルーチンのフローチャートである。第19図（ａ）（ｂ）
に表示の例を示す。＃700において、第12図（ｃ）の＃1
44の表示モード設定サブルーチン中で設定された表示モ
ードが分光反射率表示モードか否かを判別し、“YES"で
あれば＃701へ進み、もし現在分光反射率グラフに前の
測定値を表示していればそれを消して現在Ｒ（ｉ）に格
納されている分光反射率測定値を、分光反射率グラフに
表示する。ここでは、カーソル表示モードがONか否かを
判別し、ONのときは、現在分光反射率グラフに表示中の
カーソルと、カーソル点のデータの数値表示を新しい測
定値に対応するように修正する処理も行なう。次に＃70
2以降で選択波長における分光反射率の時間変化グラフ
の表示を行なう。まず＃702において、選択波長番号Ｉ
をゼロにする。本実施例では、選択波長として、WL
（０）,WL（１）,WL（２）の３種類を400nm〜700nmの範
囲で1nmピッチで設定することができ、設定サブルーチ
ンの＃208で設定している。分光反射率測定値は10nm間
隔なので選択波長における分光反射率は補間計算で求め
る。＃703では、Ｉ番目の選択波長WL（Ｉ）の１の位を
切り捨てた値をWLに代入する。＃704において、波長WL
に対応する波長番号ｋを計算する。＃705で、波長WLnm
における分光反射率Ｒ（ｋ）と波長（WL−10）nmにおけ
る分光反射率Ｒ（ｋ−１）の値を用いて、波長WL（Ｉ）
における分光反射率を補間計算によって求め、ｙに代入
する。＃706ではＩの値を判別し、Ｉ＝０ならば＃707で
×マークを、Ｉ＝１ならば＃708で●マークを、Ｉ＝２
ならば＃709で○マークを時間変化グラフの座標（N2,
y）に描画する。すなわち３つの選択波長のデータを識
別可能なように、０番目の選択波長WL（０）におけるデ
ータは×マークで、１番目の選択波長WL（１）における
データは●マークで、２番目の選択波長WL（２）におけ
るデータは○マークで表示する。ここでN2は測定サブル
ーチンで説明した通り、表示するデータのデータ番号で
ある。＃710でＩに１を加算し、＃711でＩの値を判別
し、Ｉ＝0,1,2のすべてについて、＃703〜＃710の処理
を行ない、＃712に進む。時間変化表示では、直前に表
示しているグラフは消去せずに、新データを重ね書きす
るものであり、選択波長の分光反射率のデータの古いも
のから最新のものまでを左側から右側へ並べて同時に表
示するので、使用者はその時間変化を見ることができ
る。また分光反射率グラフにはあらかじめ選択波長の位
置に破線で縦に直線が描かれており、その上部に各選択
波長に対応するマーク×、●、○が描かれているので
（第19図（ａ）を参照）、選択波長とマークとの関係が
一目でわかるようになっている。次に＃712に進み、現
在カーソル表示中か否かを判別し、表示中であれば＃71
3に進み、反射率時間変化グラフに表示中のカーソルを
横軸のN2の位置に移動する。このカーソルは分光反射率
グラフに表示中のデータが時間変化グラフのどのデータ
と対応するかを示すものである。＃712においてカーソ
ル表示中でなければ、すぐに＃714へ進む。＃714におい
ては演算サブルーチンで計算した色彩計算値を数値表示
し、＃715に進んで演算値表示サブルーチンを終了し、
リターンする。＃700で表示モードが分光反射率表示モ
ードでない場合は、色彩グラフ表示モードなので＃716
に進み、以降、色彩グラフ表示を行なう（第19図（ｂ）
参照）。＃716において現在の表色系がXYZ表色系かユー
ザー分光感度表色系かを判別し、XYZ表色系であれば＃7
17に進み、Y_xy色度座標グラフ上にY_xy計算値をプロット
して＃714に進む。表色系がユーザー分光感度表色系で
あれば＃718〜＃720に進み、ユーザー色の時間変化グラ
フの座標（N2,UC（１））に×マークを、座標（N2,UC
（２））に●マークを、座標（N2,UC（３））に○マー
クを描画して＃712に進む。UC（１）,UC（２）,UC
（３）は演算サブルーチンで述べた通り、それぞれユー
ザー分光感度US1（ｉ）,US2（ｉ）,US3（ｉ）に対応す
る色計算値である。＃712〜＃713では分光反射率の時間
変化グラフと同様に、表示中のデータ番号に対応するデ
ータがユーザー色の時間変化グラフ上のどの位置にある
かを示すためにカーソルを表示し、次に＃714で色彩計
算値を数値表示してリターンする。本実施例では、ユー
ザー色の時間表示グラフでUC（１）,UC（２）,UC（３）
の値をグラフ化したが、基準値との偏差を表わすΔUC
（１），ΔUC（２），ΔUC（３）をグラフ化する機能を
設けることも容易である。また、分光反射率の時間変化
グラフ及びユーザー色の時間変化グラフにおけるプロッ
ト点の識別のために、プロット点のマークを×、●、○
と変えることで識別しているが、表示装置がカラーの場
合は表示する色によって区別しても良い。以上で演算値
表示サブルーチンの説明を終了する。

次にデータ番号設定サブルーチンについて説明を行な
う。第20図にデータ番号設定サブルーチンのフローチャ
ートを示す。本サブルーチンにおいては、N1個の測定値
メモリーの中から、任意の番号のデータを表示のために
呼び出し、反射率データとする処理を行なう。使用者が
データ番号を入力し、そのデータ番号のメモリー内容が
呼び出されるのであるが、そのデータ番号の入力はテン
キーを用いて数値データで設定することもできるし、ま
た、“↑",“↓",“→",“←”キーを用いてデータ番号
を連続的に増加もしくは減少させることもできる。デー
タ番号を連続的に増減させ、かつ、データ番号が変わる
ごとに、そのデータ番号の記憶内容をグラフ上に表示す
ることにより、分光反射率データの時間変化を分光反射
率グラフの動画像として認識することができる。以下、
第20図のフローチャートに沿って説明する。＃800で、
まず、N1（最終測定値のデータ番号）がゼロか否かを判
別する。N1がゼロであれば、測定値が無いということな
ので何もせずに＃801へ進み、リターンする。N1がゼロ
でなければ＃802に進み、キー入力が有るまで待つ。キ
ー入力が有れば＃803に進み、そのキーが数字キーか否
かを判別し、数字キーであればテンキーからのデータ番
号入力であるとみなし、＃804へ進み、テンキーから数
値を入力し、変数Ｎへ格納する。＃805で変数Ｎの値が
適正な値か否かを判別し、“YES"であればN2にＮを代入
し、＃807へ進む。N2は前述した通り、表示中のデータ
のデータ番号を表わす変数である。＃805でＮが適正値
でない場合は、N2の値は変更せずに＃807に進む。＃807
ではデータ番号表示としてN2の値を表示する。＃808で
は分光反射率データＲ（ｉ）にN2番目の測定値メモリー
MEM（N2,i）を格納し、＃809においてそのＲ（ｉ）を用
いて演算サブルーチンを実行し、＃810において演算値
表示サブルーチンを実行し、＃802に戻る。＃803におい
てキーが数字キーでなかった場合は＃811に進む。＃811
ではデータ番号変更スピードを調節するための変数ｋに
５を設定する。ｋの値が大きい程データ番号の変更スピ
ードは遅くなる。＃812において、キー入力の内容をKM
という変数にメモリーする。＃813においてキー入力の
内容とKMの内容が等しいか否かを判別し、等しければ＃
814に進む。＃814ではキーが中止キーか否かを判別し、
中止キーであれば＃815に進み、データ番号設定サブル
ーチンを終了し、リターンする。中止キーでなければ＃
816へ進み、以降、＃816〜＃824でキー入力の内容を判
別し、キー入力が“↑”キーであれば10を、“↓”キー
であれば−10を、“→”キーであれば１を、“←”キー
であれば−１を、その他のキーであれば０を電圧番号変
更値ｄに設定し、＃825に進む。＃825ではN2にｄを加算
した値をＮに代入し、＃826〜＃830でＮの値の適正判別
を行なう。Ｎがゼロ以下であればN2＝１に、Ｎが最終測
定値のデータ番号N1より大きければN2＝N1に設定し、＃
831へ進む。Ｎが適正値であればＮの値をN2に代入し＃8
31へ進む。＃831でデータ番号表示としてN2の値を表示
し、＃832で分光反射率データＲ（ｉ）にN2番目の測定
値メモリーMEM（N2,i）の内容を格納し、＃833で演算サ
ブルーチンを実行し、＃834では演算値表示サブルーチ
ンを実行する。＃835以降はキーが押され続けているか
否かの判別と、データ変更スピード調節のための時間待
ちである。＃835でキーが押されているか否かを判別
し、押されていなければ＃802に戻り、新たなキー入力
を待つ。押されていれば＃836で100msecの時間待ちを行
なう。＃837ではｋを１減算し、＃838でｋがゼロか否か
を判別してゼロになるまで＃835〜＃837を繰り返す。ｋ
がゼロになれば＃839でｋに１を設定して＃813に戻る。
＃813ではキー入力内容のメモリーKMと現在のキー入力
内容とを比較し、一致していなければ＃802に戻り、新
たなキー入力を待つが、一致していればデータ番号増減
を繰り返す。すなわち“↑",“↓",“→",“←”のうち
の１つのキーを押し続けるとデータ番号増減を連続して
行なうが、最初のデータ番号増減から２回目のデータ番
号増減までは500msecの時間間隔であり、それ以降は100
msecの時間間隔になる。また“↑",“↓”キーを用いれ
ば10単位の高速な増減が行なわれ、“→",“←”を用い
れば１単位の低速な増減が行なわれる。つまり、合計４
段階のデータ番号変更スピードがあり、分光反射率の時
間変化を分光反射率グラフの動画像として見る場合、ス
ピードを選択することが可能なので便利である。以上で
データ番号設定サブルーチンの説明を終了する。

次に第12図（ａ）のメインプログラムのフローチャート
の＃102で使用した表示サブルーチンについて説明を行
なう。前述した“演算値表示サブルーチン”はすでに表
示されているグラフスケール上に測定値や計算値を表示
するものであったが、以下に説明する“表示サブルーチ
ン”は表示モードや表色系や選択波長等が変更された後
に、新しい表示モード、表色系、選択波長等で、最初か
らグラスを描画しなおす場合や、使用説明表示等で表示
が一旦グラフ以外のものになった後で再度グラフ表示を
行なう時などに使用されるサブルーチンである。第21図
は表示サブルーチンのフローチャートである。また表示
の例は第19図に示す。＃900において表示すべてを消去
する。＃901で表示モードの判別を行ない、分光反射率
表示モードならば＃902に進み、分光反射率グラフの枠
と単位及び分光反射率の時間変化グラフの枠と単位を描
画する。＃903でグリッド表示モードがONかOFFかを判別
し、ONであれば＃904で分光反射率グラフと分光反射率
の時間変化グラフにグリッドを描画する（第19図（ｃ）
参照）。＃903でグリッド表示モードがOFFであれば＃90
4を通らずに＃905に進む。＃905で分光反射率グラフに
時間変化表示のための選択波長の位置を示すための縦の
破線と×、●、○マークを描画する。＃906では限界警
告モードがONかOFFかを判別し、ONであれば＃907で分光
反射率の上限値データLIMH（ｉ）と下限値データLIML
（ｉ）とを、分光反射率グラフ上にグラフ表示して＃90
8へ進む。OFFであればそのまま＃908に進む。＃908では
カーソル表示モードがONか否かを判別し、ONであれば＃
909でカーソルを描画し、かつカーソル点のデータを数
値表示し＃910へ進む（第19図（ｄ）参照）。OFFであれ
ばそのまま＃910へ進む。＃910では基準値表示モードが
ONか否かを判別し、ONであれば＃911で基準値データSTD
（ｉ）を分光グラフに表示して＃912へ進む。OFFであれ
ばそのまま＃912へ進む。＃901で表示モードが色彩グラ
フ表示モードであれば＃926へ進み、表色系がXYZ表色系
かユーザー分光感度表色系かを判別し、XYZ表色系であ
ればY_xyグラフの枠と単位を描画し、ユーザー分光感度
表色系であればユーザー色の時間変化グラフの枠と単位
を描画する。＃929でグリッド表色系モードがONかOFFか
を判別し、ONであれば＃930でY_xyグラフもしくははユー
ザー色時間変化グラフにグリッドを描画し、＃912へ進
む。OFFであれば何もせずに＃912へ進む。＃912〜＃917
では１番目からN1番目までの測定値のメモリー内容をす
べて分光反射率の時間表示グラフもしくはY_xyグラフも
しくはユーザー色の時間変化グラフにプロットするため
に１番目の測定値メモリーMEM（1,i）からN1番目の測定
値メモリーMEM（N1,i）に向かって順に分光反射率Ｒ
（ｉ）への代入、演算サブルーチン、演算値表示サブル
ーチンの実行を行なう。＃918〜＃922はN2番目の測定値
メモリーMEM（N2,i）の分光反射率グラフ、色彩計算値
等を表示するための処理であり、＃918では色彩値の数
値表示のための枠と単位を描画し、＃919でMEM（N2,i）
をＲ（ｉ）に代入し、＃920で演算サブルーチンを実行
し、＃921でデータ番号としてN2の値を表示し、＃922で
演算値表示サブルーチンを実行してリターンする。以上
で表示サブルーチンの説明を終了する。

次に、第12図（ｃ）の＃141で使用したグリッドON/OFF
サブルーチンについて説明する。このサブルーチンはグ
リッド表示中であればグリッド表示を消し、グリッドを
表示していない場合はグリッド表示を描画するものであ
り、かつ、カーソルを表示している場合はカーソル表示
を消してからグリッドを描画する。第22図にそのフロー
チャートを示す。

次に、第12図（ｂ）の＃135で使用したカーソルON/OFF
サブルーチンについて説明する。このサブルーチンは、
表示モードが分光反射率表示モードの時にカーソル表示
中であればカーソル表示及びカーソル点のデータの数値
表示を消し、カーソル表示中でなければカーソルを表示
し、カーソル点のデータを数値表示するものであり、か
つグリッド表示中であればグリッド表示を消してからカ
ーソルとカーソル点のデータを描画する。第23図にその
フローチャートを示す。グリッドON/OFFサブルーチンと
カーソルON/OFFサブルーチンの説明から分かるように、
グリッド表示とカーソル表示が混在しないように配置さ
れており、グリットとカーソルの混在によってグラフが
見にくくなるのを防いでいる。

最後に、第12図（ｃ）の＃143で使用した基準値ON/OFF
サブルーチンについて説明する。このサブルーチンは表
示モードが分光反射率表示モードの時に、基準値STD
（ｉ）を分光反射率グラフ上に測定値と同時に表示する
か否か切り換えるものであり、基準値STD（ｉ）をグラ
フ上に表示している時にはその表示を消し、STD（ｉ）
をグラフ上に表示していない時には分光反射率グラフに
基準値STD（ｉ）を表示する。第24図にそのフローチャ
ートを示す。

（発明の効果）本発明は上述のように、各分光検出器の分光感度のピー
ク波長に対応する値を第１の記憶手段に記憶し、各受光
素子の測定値を第２の記憶手段に記憶し、第１の記憶手
段の記憶内容と第２の記憶手段の記憶内容とから所定の
波長における測定値を補間計算するようにしたので、測
定波長及び測定波長間隔にばらつきがある分光検出器を
使用して、所定の波長及び波長間隔での測定値を計算す
ることができるという効果がある。

なお、光学的バンドパスフィルターと受光素子とを含む
受光部と、補間計算手段を含む演算部とを分離可能と
し、ピーク波長に対応する値を記憶する第１の記憶手段
を受光部の側に設けるようにすれば、受光部を別の受光
部と交換した場合に、同時にピーク波長メモリも交換さ
れるので、受光素子とピーク波長メモリとを常に一対一
に対応させることができ、間違いが起こらないという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すクレーム対応図、第２
図は本発明の一実施例に係る分光測定装置の全体構成を
示すブロック図、第３図は同上に用いられる電流電圧変
換積分回路の回路図、第４図は同上に用いられる測光回
路中の１ブロックを示す回路図、第５図は同上に用いら
れる側光回路の回路図、第６図は第３図の回路の動作を
説明するためのタイミングチャート、第７図は同上に用
いられる照明回路の回路図、第８図は同上における測光
タイミングを示すタイミングチャート、第９図（ａ）乃
至（ｄ）は同上における測光動作を示すフローチャー
ト、第10図（ａ）は同上における測光回路の分光感度を
示す図、第10図（ｂ）は同上における波長領域の分割を
説明するための説明図、第11図は同上における波長補正
を説明するための説明図、第12図（ａ）乃至（ｃ）は同
上におけるシステム全体の動作を説明するためのフロー
チャート、第13図（ａ）乃至（ｃ）は同上における設定
サブルーチンのフローチャート、第14図（ａ）（ｂ）は
同上における校正サブルーチンのフローチャート、第15
図（ａ）乃至（ｃ）は同上における測定サブルーチンの
フローチャート、第16図は同上における反射率計算のフ
ローチャート、第17図（ａ）乃至（ｃ）は同上における
演算サブルーチンのフローチャート、第18図は同上にお
ける演算値表示サブルーチンのフローチャート、第19図
（ａ）乃至（ｄ）は同上における表示部の表示例を示す
説明図、第20図（ａ）（ｂ）は同上におけるデータ番号
設定サブルーチンのフローチャート、第21図は同上にお
ける表示サブルーチンのフローチャート、第22図は同上
におけるグリッド表示のためのサブルーチンのフローチ
ャート、第23図は同上におけるカーソル表示のためのサ
ブルーチンのフローチャート、第24図は同上のおける基
準値表示のためのサブルーチンのフローチャート、第25
図は同上に用い得る写真の色濃度測定用分光感度を示す
図、第26図は同上に用いるキーボードの配置例を示す
図、第27図は同上における受光部の構成を示す断面図、
第28図（ａ）（ｂ）はその干渉フィルタを示す断面図及
びグラフ、第29図は同上における受光部の斜視図であ
る。（PK）は第１の記憶手段、（CM3）は第２の記憶手段、
（INTP）は補間計算手段である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料からの光を予め定められた所定の測定
波長成分に分光し、その各測定波長成分の光強度を測定
する分光測定装置において、試料からの光を前記所定の測定波長成分に分光するため
の分光手段、及び分光手段によって分光された光を受光
する複数の受光素子、からなる分光検出器を有し、各分光検出器の、分光感度のピーク波長を記憶する第１
の記憶手段と、各受光素子の測定値を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶された各分光検出器のピーク
波長を用いて補間演算を行うことにより、前記第２の記
憶手段に記憶された各分光検出器のピーク波長における
測定値を前記予め定められた所定の測定波長における値
に補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする分光
測定装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
て、前記予め定められた所定の測定波長は、複数の等間
隔の波長であることを特徴とする分光測定装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
て、分光手段と受光素子とを含む受光部と、補間演算を
行う補正手段を含む演算部とが分離可能とされ、第１の
記憶手段は受光部側に設けられていることを特徴とする
分光測定装置。