(57)【要約】【課題】装置のコストアップや大型化を回避しつつ、受光手段の分光特性についてのシフト量を導出することのできる分光測色装置及びシフト量導出方法を提供する。【解決手段】試料光センサアレイの分光感度のシフト量Δλを導出する場合に、キセノンフラッシュランプ１２により輝線を含む連続スペクトルからなる光を白色校正板に向けて出力し、このとき輝線を受光したセンサ番号ｉ＋１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として導出し、この特徴量Ａに基づきシフト量Δλを導出するようにした。【選択図】図５
2007192747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料に照明光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段によって照射された前記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手段と、
前記分光手段による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受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、
前記受光手段の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手段とを備え、
前記分光プロファイル生成手段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、
前記照明光は１つ以上の輝線を含むスペクトルをもち、
前記光照射手段により所定の測定試料に照明光を照射したときに前記分光プロファイル生成手段により生成される分光プロファイルのうち、前記輝線が存在する波長域を挟む複数の波長に対応する複数の光電変換素子の出力差に関連する値を特徴量として算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された特徴量を用いて、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出手段と
を備えたことを特徴とする分光特性測定装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、キセノンフラッシュランプからなることを特徴とする請求項１に記載の分光特性測定装置。
【請求項３】
前記輝線が存在する波長域は、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長域であることを特徴とする請求項２に記載の分光特性測定装置。
【請求項４】
前記シフト量導出手段は、予め設定された特徴量とシフト量との対応関係に基づき、前記特徴量算出手段により算出された特徴量に対応するシフト量を導出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項５】
前記特徴量算出手段が前記特徴量の算出に用いる分光プロファイルは、白色校正板を前記測定試料としたとき、または、測定試料を置かずに素通しにしたときに得られる分光プロファイルであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項６】
測定試料の分光特性を算出する分光特性算出モードと、前記受光手段の分光特性についての初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出モードとを切り替える入力を行うための入力操作手段と、
当該分光特性測定装置を前記入力操作手段により設定されたモードに設定するモード設定手段と、
前記モード設定手段により前記シフト量導出モードに設定されたとき、前記分光特性算出モードの設定時における前記光照射手段の発光時間より短い時間で前記光照射手段に光を照射させる光照射制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項７】
前記特徴量算出手段は、前記輝線が存在する波長域を挟む２つの光電変換素子の出力差を、少なくとも１つが前記２つの光電変換素子と異なる、２つの光電変換素子の出力差で規準化することにより、前記特徴量を算出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項８】
測定試料に照明光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段によって照射された前記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手段と、
前記分光手段による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受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、
前記受光手段の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手段とを備え、
前記分光プロファイル生成手段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、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出方法であって、
１つ以上の輝線を含むスペクトルをもつ照明光を出力する前記光照射手段により、前記測定試料に照明光を照射するステップと、
特徴量算出手段により、前記光照射手段により所定の測定試料に対して照明光を照射したときに前記分光プロファイル生成手段により生成される分光プロファイルのうち、前記輝線が存在する波長域を挟む複数の波長に対応する複数の光電変換素子の出力差に関連する値を特徴量として算出するステップと、
シフト量導出手段により、前記特徴量算出手段で算出された特徴量を用いて、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するステップと
を備えたことを特徴とするシフト量導出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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属し、特に、経時劣化や周囲温度変化などによって受光手段の分光感度に生じる波長分光方向のシフトを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、経時劣化や周囲温度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。
【０００３】
例えば、一般に受光手段として、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、経時劣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。
【０００４】
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、得られた測定データと既知データとの差からシフト量を推定して補正することが行われている。
【０００５】
下記特許文献１には、この方法では前記色基準板に係る種々の問題（例えば温度変化の影響や色基準板の保管等の問題）が発生することに鑑み、ランプからの光を受光したときに試料光センサアレイから出力される分光プロファイルと、試料光センサアレイの回折格子に対する相対位置が波長分光方向に所定ピッチで複数段階シフトした場合に、各シフト位置において前記試料光センサアレイから出力されるべき複数の分光プロファイルとを記憶しておき、前記ランプを校正用白色板が配置された状態でランプを発光させたときに前記試料用センサアレイから出力される補正用分光プロファイルと、記憶しておいた各分光プロファイルとを比較し、記憶しておいた各分光プロファイルのうち、前記補正用分光プロファイルに最も近似する分光プロファイルに対応する前記試料用センサアレイのシフト量を初期状態（例えば工場出荷時）からのシフト量として導出する技術が提案されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、測定用の光源とは別に、既知の輝線波長の輝線を出力する校正用光源を備え、波長変化量を導出する際には、この校正用光源を用いる点が開示されている。また、輝線波長に隣接する複数の測定波長に対応する受光部からの出力比を用いて輝線出力の波長を推定し、この推定した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波長校正を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−９０７６１号公報
【特許文献２】特開２００５−４３１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１の技術にあっては、試料光センサアレイの回折格子に対する相対位置が波長分光方向に所定ピッチで複数段階シフトした場合に、各シフト位置において前記試料光センサアレイから出力されるべき複数の分光プロファイルを記憶するため、該分光プロファイルを記憶するための比較的大きな記憶容量を有する記憶部が必要となり、装置のコストアップは大型化を招来することとなる。
【０００８】
また、前記特許文献２のように、測定用の光源とは別に校正用光源を備えると、装置のコストアップや大型化を招来することとなる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置のコストアップや大型化を回避しつつ、受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出することのできる分光測色装置及びシフト量導出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、測定試料に照明光を照射する光照射手段と、前記光照射手段によって照射された前記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手段と、前記分光手段による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受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、前記受光手段の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手段とを備え、前記分光プロファイル生成手段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、前記照明光は１つ以上の輝線を含むスペクトルをもち、前記光照射手段により所定の測定試料に照明光を照射したときに前記分光プロファイル生成手段により生成される分光プロファイルのうち、前記輝線が存在する波長域を挟む複数の波長に対応する複数の光電変換素子の出力差に関連する値を特徴量として算出する特徴量算出手段と、前記特徴量算出手段により算出された特徴量を用いて、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項８に記載の発明は、測定試料に照明光を照射する光照射手段と、前記光照射手段によって照射された前記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手段と、前記分光手段による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受光信号を出力する複数の光電変換素子を有してなる受光手段と、前記受光手段の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手段とを備え、前記分光プロファイル生成手段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、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出方法であって、１つ以上の輝線を含むスペクトルをもつ照明光を出力する前記光照射手段により、前記測定試料に照明光を照射するステップと、特徴量算出手段により、前記光照射手段により所定の測定試料に対して照明光を照射したときに前記分光プロファイル生成手段により生成される分光プロファイルのうち、前記輝線が存在する波長域を挟む複数の波長に対応する複数の光電変換素子の出力差に関連する値を特徴量として算出するステップと、シフト量導出手段により、前記特徴量算出手段で算出された特徴量を用いて、前記受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１、８に記載の発明は、１つ以上の輝線を含むスペクトルをもつ照明光を前記所定の測定試料に照射し、前記輝線が存在する波長域を挟む複数の波長に対応する複数の光電変換素子の出力差に関連する値を特徴量として算出し、この特徴量を用いて受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出するようにしたので、比較的簡単に波長分光方向における受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量を導出することができる。
【００１３】
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、前記光照射手段は、キセノンフラッシュランプからなることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、前記光照射手段をキセノンフラッシュランプとしたので、一般的な分光測色装置に汎用されている光源を本発明に係る光照射手段として利用することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の分光特性測定装置において、前記輝線が存在する波長域は、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長域であることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、波長分光方向と受光手段の受光面とに略直交する方向に受光手段が移動（位置ずれ）した場合、端部に位置する光電変換素子ほど、当該素子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る。そこで、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長域に対応する光電変換素子は、波長分光方向において受光手段の略中央部分に位置する（当該波長域は、可視光領域の略中央領域である）ことから、５２０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の波長域を挟む複数の波長に対応する各光電変換素子の受光信号に基づく値を特徴量として算出することで、波長分光方向と受光手段の受光面とに交差する方向に受光手段が移動（位置ずれ）した場合であっても、入射するべき光との波長分光方向における相対的な位置ずれの小さい光電変換素子の受光信号に基づく値を特徴量として算出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の分光特性測定装置において、前記シフト量導出手段は、予め設定された特徴量とシフト量との対応関係に基づき、前記特徴量算出手段により算出された特徴量に対応するシフト量を導出することを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、予め設定された特徴量とシフト量との対応関係に基づき、前記特徴量算出手段により算出された特徴量に対応するシフト量を導出するようにしたので、比較的簡単に前記シフト量を導出することができる。予め設定された特徴量とシフト量との対応関係は、テーブル化されたものでもよいし、例えば一次式等の関係式として表されたものであってもよい。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の分光特性測定装置において、前記特徴量算出手段が前記特徴量の算出に用いる分光プロファイルは、白色校正板を前記測定試料とした、または、測定試料を置かずに素通しにしたときに得られる分光プロファイルであることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明によれば、分光特性測定装置においては通常白色校正板を用いて白色校正が行われることを利用して、前記白色校正板を用いて前記シフト量を導出するようにすることで、通常の白色校正を超える手間や作業をユーザに課すのを防止又は抑制することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の分光特性測定装置において、測定試料の分光特性を算出する分光特性算出モードと、前記受光手段の分光特性についての初期状態からのシフト量を導出するシフト量導出モードとを切り替える入力を行うための入力操作手段と、当該分光特性測定装置を前記入力操作手段により設定されたモードに設定するモード設定手段と、前記モード設定手段により前記シフト量導出モードに設定されたとき、前記分光特性算出モードの設定時における前記光照射手段の発光時間より短い時間で前記光照射手段に光を照射させる光照射制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明によれば、シフト量導出モードに設定されたとき、分光特性算出モードの設定時における光照射手段の発光時間より短い時間で光照射手段に光を照射させるようにしたので、発光初期に輝線強度が強く現れるキセノンフラッシュランプ等の特性を利用して、光照射手段から輝線を顕著に出力させることができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の分光特性測定装置において、前記特徴量算出手段は、前記輝線が存在する波長域を挟む２つの光電変換素子の出力差を、少なくとも１つが前記２つの光電変換素子と異なる、２つの光電変換素子の出力差で規準化することにより、前記特徴量を算出することを特徴とするものである。
【００２４】
この発明によれば、前記輝線が存在する波長域を挟む２つの光電変換素子の出力差を、少なくとも１つが前記２つの光電変換素子と異なる、２つの光電変換素子の出力差で規準化する、例えば他の光電変換素子の出力差で除算するので、光量の変動の影響やオフセット成分の影響を除去することができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１、２、４、８に記載の発明によれば、装置のコストアップや大型化を回避しつつ、受光手段の分光特性の波長分光方向における初期状態からのシフト量を導出することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、波長分光方向に発生したシフト量に忠実な特徴量を算出することができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、受光手段の分光特性の初期状態からのシフト量の導出に際してユーザに課す負担を抑制することができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、光照射手段から輝線を顕著に出力させるため、特徴量の算出に用いる各光電変換素子の受光信号を容易に抽出することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、光量の変動の影響やオフセット成分の影響を除去することができるため、波長分光方向に発生したシフト量に対してより忠実な特徴量を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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は同分光測色計の発光回路の電気的構成を示す図である。
【００３１】
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、試料２として配置された測定試料の分光反射特性を測定するものである。
【００３２】
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、内部に光源としてキセノンフラッシュランプ１２を備えており、このキセノンフラッシュランプ１２からの光線を内壁１１で多重反射して拡散光を生成するものである。キセノンフラッシュランプ１２は、前記光照射手段の一例である。
【００３３】
図１は積分球１０の側面断面図を示しており、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（たとえば８°）傾斜した方向に穿設された受光用開口１４とを有する。なお、図１に示すように、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。
【００３４】
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、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ｋＶ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。
【００３５】
そして、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に数ｋＶの高電圧を瞬間的に印加すると、キセノンフラッシュランプ１２がトリガされ、メインコンデンサ２１から直流電流が流れて発光することとなる。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。
【００３６】
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）のうちで法線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、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。
【００３７】
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、前記分光手段の一例であり、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。
【００３８】
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、前記受光手段の一例である。
【００３９】
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、試料２として配置された測定試料の分光反射特性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番号としてセンサ番号ｉと、測定波長域内の波長に付された番号として波長番号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と表わすと、λｊの値は１０ｎｍピッチとなり、例えばλ０＝３８０ｎｍ、λ４０＝７８０ｎｍとなる。
【００４０】
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。
【００４１】
参照光測定部４０は、光ファイバ４１、参照光分光部４２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。
【００４２】
参照光分光部４２は、試料光分光部３３とほぼ同様の構成になっている。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。
【００４３】
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、分光特性の測定開始の指示を行うための測定スイッチ５２、波長シフト補正実行スイッチ５３を備えている。波長シフト補正実行スイッチ５３は、後述するように、当該分光測色計１を後述の波長シフト補正モードに設定するためのものであり、前記入力操作手段の一例である。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、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。また、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７０を備えている。
【００４４】
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、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。
【００４５】
このような構成を有する分光測色計１において、経時劣化や周囲温度変化などによって回折格子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と、試料光センサアレイ３６の分光感度が波長分光方向にシフトすることとなる。その結果、測定試料の分光反射特性を正確に測定することが困難となる。
【００４６】
この問題に対し、本実施形態では、当該分光測色計１に通常付属されている前記白色校正板及びキセノンフラッシュランプ１２を用いて、前記相対位置の位置ずれ量（以下、シフト量という）を導出し、このシフト量に基づいて前記補正（波長シフト補正）を行うようにしている。
【００４７】
前記補正機能を実現するべく、制御部６０は、機能的に、光照射制御部６１と、分光プロファイル生成部６２と、モード設定部６３と、分光感度記憶部６４と、特徴量算出部６５と、波長ずれ量導出部６６とを有する。
【００４８】
光照射制御部６１は、前記光照射制御手段に相当するものであり、測定スイッチ５２又は波長シフト補正実行スイッチ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。なお、キセノンフラッシュランプ１２の発光時間は、波長シフト補正を行うときは所定時間τ（本実施形態では例えばτ＝５０μｓ）とし、試料の測定を行うときは所定時間Ｔ（Ｔ＞τ、本実施形態では例えばＴ＝２００μｓ）とする。キセノンフラッシュランプ１２の発光時間に対する相対発光強度を示す図３に示すように、所定時間τが終了するときには既に発光強度はピークを過ぎており、所定時間τでも十分な発光強度が得られることが分かる。
【００４９】
分光プロファイル生成部６２は、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。図４（ｃ）は、この分光プロファイルの一例を示している。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手段に相当するものである。
【００５０】
モード設定部６３は、前記モード設定手段に相当するものであり、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、試料の測定を行う通常測定モードと、前記シフト量を導出し、波長シフト補正を行う波長シフト補正モードとを有し、波長シフト補正実行スイッチ５３が操作された場合には、当該分光測色計１を前記波長シフト補正モードに設定し、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。
【００５１】
分光感度記憶部６４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（分光応答度）を記憶するものである。この分光感度については、次の特徴量算出部６５の説明と併せて説明する。分光感度記憶部６４は、前記分光感度記憶手段に相当するものである。
【００５２】
特徴量算出部６５は、前記モード設定部６３により前記波長シフト補正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、前記シフト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について説明する。
【００５３】
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波長シフト補正モードにおいても、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を利用して特徴量Ａを算出する。図４（ａ）は、キセノンフラッシュランプの相対分光分布を示す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における丸印で囲まれた部分の拡大図である。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、キセノンフラッシュランプ１２は、複数の波長域で輝線を出力する。本実施形態では、図４（ｂ）の矢印Ａで示すように、それらの輝線のうち、約５３０ｎｍの波長を有する輝線を利用して特徴量Ａを算出する。
【００５５】
図５（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）の分光感度を抽出して示した図である。
【００５６】
図５（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。各分光感度のピーク値は、従来周知の方法で正規化する。
【００５７】
今、図５（ｂ）に示すように、試料光センサアレイ３６の分光感度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５（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。
【００５８】
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として導出するようにしている。
【００５９】
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、光量変動の影響については、後述する方法により規準化することで除去することができる。
【００６０】
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、図４（ｂ）の矢印Ｂに示すように、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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光電変換素子が、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受光手段が移動（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に忠実な特徴量を算出することができる。特徴量算出部６５は、前記特徴量算出手段に相当するものである。
【００６３】
波長ずれ量導出部６６は、試料光センサアレイ３６の分光感度の波長分光方向のシフト量Δλを導出するものである。波長ずれ量導出部６６は、特徴量算出部６５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、次式に基づいてシフト量Δλを導出する。
【００６４】
Δλ＝ａ×ΔＡ      ・・・（１）
なお、ａは、特徴量Ａの変化量に対するシフト量の変化量の割合を示す定数である。波長ずれ量導出部６６は、前記シフト量導出手段に相当するものである。
【００６５】
このようにシフト量Δλが導出されると、前記通常測定モードにおいて、該シフト量Δλを用いて、制御部６０内に格納されている各センサの分光感度を補正した上で、この補正後の分光感度を用いて測定試料の分光感度が算出される。
【００６６】
図６は、本実施形態の分光測色計１において行われる波長ずれ量導出処理を示すフローチャートである。
【００６７】
図６に示すように、ユーザにより白色校正板がセットされ、波長シフト補正実行スイッチ５３が押されると（ステップ♯１でＹＥＳ）、制御部６０は、当該分光測色計１を波長シフト補正モードに設定し（ステップ♯２）、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♯３）。
【００６８】
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５（ｃ）に示すような分光プロファイルを生成し（ステップ♯４）、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♯５）。この特徴量Ａは、前述したように、輝線を受光した光電変換素子を検出し、該光電変換素子の両側に位置する光電変換素子の出力値の差を求めることにより得られる。
【００６９】
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♯５）、この変化量ΔＡを用いて、前記式（１）に基づきシフト量Δλを導出する（ステップ♯７）。
【００７０】
以上のように、試料光センサアレイ３６の分光感度のシフト量Δλを導出する場合に、輝線を含む連続スペクトルからなる光を出力し、このときに輝線を受光したセンサの両側に位置するセンサの出力値を用いて前記特徴量Ａを算出し、この特徴量Ａに基づきシフト量Δλを導出するようにしたので、比較的簡単に前記シフト量を導出することができる。
【００７１】
また、前記特徴量Ａは、輝線を受光したセンサの両側に位置するセンサの出力値の差（Ｘｉ＋１−Ｘｉ−１）としたので、前記特徴量Ａを比較的簡単に算出することができる。
【００７２】
また、通常測定モードで用いられる光源（キセノンフラッシュランプ１２）を波長シフト補正モードにおいても利用するため、新たな光源を別途用意する場合に比して、装置のコストアップや大型化を回避又は抑制することができる。
【００７３】
また、シフト量Δλと初期状態における特徴量Ａ０からの変化量ΔＡ（＝Ａ−Ａ０）との関係を１次式で表したので、比較的簡単にシフト量Δλを導出することができる。
【００７４】
また、分光測色計１において通常行われる白色校正で用いられる白色校正板を用いて前記シフト量を導出するようにしたので、前記通常の白色校正以上の手間や作業をユーザに課すのを回避又は抑制することができる。
【００７５】
また、波長シフト補正モードでのキセノンフラッシュランプ１２の発光時間を通常測定モードに比して短い時間に設定したので、キセノンフラッシュランプ１２から輝線を顕著に出力させることができ、その結果、該輝線を受光したセンサの特定を容易に行うことができる。
【００７６】
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形態［１］〜［３］に説明する変形形態も含むものである。
【００７７】
［１］前記第１の実施形態では、各センサからの出力値をそのまま用いて特徴量Ａを算出するようにしたが、これに限らず、光量の変動が生じた場合に特徴量Ａに誤差が生じる問題に対処するために、輝線が存在する波長域を挟む２つの光電変換素子の出力差を、少なくとも１つが前記２つの光電変換素子と異なる、２つの光電変換素子の出力差で規準化することにより、前記特徴量を算出するようにするとよい。
【００７８】
すなわち、キセノンフラッシュランプ１２を発光時間５０μｓだけ発光させたときのセンサ番号ｉ−１，ｉ，ｉ＋１のセンサの出力値Ｘｉ−１，Ｘｉ，Ｘｉ＋１を取得し、特徴量Ａを下記式（１）により算出する。
【００７９】
【数１】
2007192747.tif 000003
【００８０】
この式（１）は、センサ番号ｉ−１，ｉ＋１のセンサから得られた出力値Ｘｉ−１，Ｘｉ＋１の、センサ番号ｉのセンサから得られた出力値Ｘｉに対する差の絶対値を用いて、出力値Ｘｉ−１，Ｘｉ＋１の差を規準化したものを示している。これにより、オフセット成分の影響を除去できるとともに、前述のように規準化することにより光量の変動の影響を相殺することができる。
【００８１】
なお、特徴量は、前記式（１）に限らず、下記式（２）により算出するようにしてもよい。
【００８２】
【数２】
2007192747.tif 000004
【００８３】
前記式（２）は、センサ番号ｉ−１のセンサから得られた出力値Ｘｉ−１の、センサ番号ｉのセンサから得られた出力値Ｘｉに対する差の絶対値のみを用いて、出力値Ｘｉ−１，Ｘｉ＋１の差を規準化したものを示している。これによっても、オフセット成分の影響を除去できるとともに、前述のように規準化することにより光量の変動の影響を相殺することができる。
【００８４】
［２］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とシフト量Δλとが略比例するものとの想定から、前記式（１）に基づいてシフト量Δλを算出するようにしたが、シフト量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とシフト量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に対応するシフト量Δλを導出するようにしてもよい。
【００８５】
［３］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い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】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。
【図２】分光測色計の発光回路の電気的構成を示す図である。
【図３】キセノンフラッシュランプの発光時間に対する相対発光強度を示す図である。
【図４】（ａ）は、キセノンフラッシュランプの相対分光分布を示す図、（ｂ）は、（ａ）における丸印で囲まれた部分の拡大図、（ｃ）は、分光プロファイルの一例を示す図である。
【図５】（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。
【図６】波長ずれ量導出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１    分光測色計
５３  波長シフト補正実行スイッチ
６０  制御部
６１  光照射制御部
６２  分光プロファイル生成部
６３  モード設定部
６４  分光感度記憶部
６５  特徴量算出部
６６  波長ずれ量導出部
７０  表示部
【図１】
2007192747.tif 000005
【図２】
2007192747.tif 000006
【図３】
2007192747.tif 000007
【図４】
2007192747.tif 000008
【図５】
2007192747.tif 000009
【図６】
2007192747.tif 000010