(57)【要約】【課題】ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤが測定試料を照射したときの、ＬＥＤの波長及び発光強度の設計値からのずれによる反射強度のずれを精度良く補正する。【解決手段】ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度が所定の基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の駆動電流を調節する。ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が基準発光強度Ｅ０で傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときのＬＥＤ１，ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を検出する。波長算出部４２は、ＰＤにより検出されたＬＥＤ１，ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を、傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときに得られる反射特性を規定する関数に代入し、ＬＥＤ１，２の実波長を求める。ＬＥＤ１，２の実波長と、ＬＥＤ１，２の設計値の波長とのずれから反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を補正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを備える反射型の分光測定装置であって、
既知の第１分光特性を持つ第１分光ターゲットと、
既知の第２分光特性を持つ第２分光ターゲットと、
前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの第１反射強度を検出し、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの第２反射強度を検出し、前記ＬＥＤが測定試料を照射したときの試料反射強度を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記第１反射強度及び前記第２反射強度を用いて前記ＬＥＤの実波長を求める波長算出部と、
前記波長算出部により算出された前記実波長を用いて前記試料反射強度を補正して、前記ＬＥＤが既知の設計波長で前記測定試料を照射したときの反射強度を求める補正部とを備える分光測定装置。
【請求項２】
前記第１，第２分光ターゲットは、異なる線形特性を持ち、
前記波長算出部は、前記第１反射強度を、前記第１分光ターゲットを前記ＬＥＤで照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、かつ、前記第２反射強度を、前記第２分光ターゲットを前記ＬＥＤで照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの発光強度及び前記実波長を求める請求項１記載の分光測定装置。
【請求項３】
前記第１分光特性は、波長に対する反射率が一定の特性を持ち、
前記第２分光特性は、線形特性を持ち、
前記ＬＥＤの前記第１反射強度が所定の基準反射強度となるように前記ＬＥＤを駆動させる駆動制御部を更に備え、
前記第２反射強度は、前記ＬＥＤが前記基準反射強度を得るための基準発光強度で前記第２分光ターゲットを照射したときの反射強度であり、
前記試料反射強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記測定試料を照射したときの反射強度であり、
前記波長算出部は、前記第２反射強度を、前記第２分光ターゲットを前記基準発光強度で照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの前記実波長を求める請求項１記載の分光測定装置。
【請求項４】
前記測定試料が載置される載置部を更に備え、
前記第１分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す、又は、前記第２分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す引出部とを備える請求項１〜３のいずれかに記載の分光測定装置。
【請求項５】
ＬＥＤを備える透過型の分光測定装置であって、
既知の第１分光特性を持つ第１分光ターゲットと、
前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの第１透過強度を検出し、前記ＬＥＤが測定試料を照射したときの試料透過強度を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記第１透過強度を用いて、前記ＬＥＤの実波長を求める波長算出部と、
前記波長算出部により算出された前記実波長を用いて前記試料透過強度を補正して、前記ＬＥＤが既知の設計波長で前記測定試料を照射したときの透過強度を求める補正部とを備える分光測定装置。
【請求項６】
既知の第２分光特性を持つ前記第２分光ターゲットを更に備え、
前記第１，第２分光ターゲットは、異なる線形特性を持ち、
前記検出部は、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの第２透過強度を更に検出し、
前記波長算出部は、
前記第１透過強度を、前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、かつ、前記第２透過強度を、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの発光強度及び前記実波長を求める請求項５記載の分光測定装置。
【請求項７】
前記第１分光ターゲットは、線形特性を持ち、
前記検出部は、前記ＬＥＤの発光強度を更に検出し、
前記ＬＥＤの発光強度が所定の基準発光強度となるように前記ＬＥＤを駆動させる駆動制御部を更に備え、
前記第１透過強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記第１分光ターゲットを照射したときの透過強度であり、
前記試料透過強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記測定試料を照射したときの前記の透過強度であり、
前記波長算出部は、
前記第１透過強度を、前記第１分光ターゲットを前記基準発光強度で照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの前記実波長を求める請求項５記載の分光測定装置。
【請求項８】
前記測定試料が載置される載置部を更に備え、
前記第１分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す引出部を備える請求項５〜７のいずれかに記載の分光測定装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤは、緑葉のレッドエッジの波長帯域の光を照射する請求項１〜８のいずれかに記載の分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを用いて測定試料の分光特性を測定する分光測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを用いた簡易型の分光測定装置では、ＬＥＤの強度と波長とのばらつきが大きいため、これらのばらつきによる測定試料の反射強度又は透過強度のずれを補正する必要がある。この個体ばらつきに対応するために、設計値に対するばらつきの小さなＬＥＤを選別することが行われている。しかしながら、このようにＬＥＤを選別すると、コストが嵩むという問題がある。また、ＬＥＤは環境温度によって、強度と波長とが変化する。精度よく測定するには、この変化を補正する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤから照射される光の分光特性を測定することによって、ＬＥＤの個体差に関わらず、一定濃度の画像を得る露光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、露光装置であり、分光測定装置ではないため、既知の分光特性を持つ分光ターゲットをＬＥＤで照射して得られた透過強度又は反射強度を測定し、測定した透過強度又は反射強度を用いて、測定試料をＬＥＤで照射したときの反射強度又は透過強度を補正することは行われていない。
【０００６】
本発明の目的は、ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤが測定試料を照射したときの、ＬＥＤの波長及び発光強度の設計値からのずれによる反射強度又は透過強度のずれを精度良く補正することができる分光測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明による分光測定装置は、ＬＥＤを備える反射型の分光測定装置であって、既知の第１分光特性を持つ第１分光ターゲットと、既知の第２分光特性を持つ第２分光ターゲットと、前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの第１反射強度を検出し、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの第２反射強度を検出し、前記ＬＥＤが測定試料を照射したときの試料反射強度を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記第１反射強度及び前記第２反射強度を用いて前記ＬＥＤの実波長を求める波長算出部と、前記波長算出部により算出された前記実波長を用いて前記試料反射強度を補正して、前記ＬＥＤが既知の設計波長で前記測定試料を照射したときの反射強度を求める補正部とを備える。
【０００８】
この構成によれば、まず、ＬＥＤが第１分光ターゲットを照射し、第１反射強度が検出される。次に、ＬＥＤが第２分光ターゲットを照射し、第２反射強度が検出される。
【０００９】
次に、第１反射強度及び第２反射強度を用いてＬＥＤの実際の波長である実波長が求められる。次に、ＬＥＤが測定試料を照射し、試料反射強度が検出される。次に、ＬＥＤの実波長を用いて、試料反射強度が補正され、ＬＥＤが設計波長で測定試料を照射したときの反射強度が求められる。
【００１０】
これにより、ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤの波長及び設計値からのずれにより反射強度のずれを補正することができる。
【００１１】
（２）前記第１，第２分光ターゲットは、異なる線形特性を持ち、前記波長算出部は、前記第１反射強度を、前記第１分光ターゲットを前記ＬＥＤで照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、かつ、前記第２反射強度を、前記第２分光ターゲットを前記ＬＥＤで照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの発光強度及び前記実波長を求めることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、ＬＥＤの発光強度を基準発光強度に調整するような処理を実行しなくても、ＬＥＤの実波長を求め、試料反射強度を補正することができる。したがって、ＬＥＤの発光強度を調節するためのＡＰＣ等の回路が不要となり、装置の低コスト化を図ることができる。
【００１３】
（３）前記第１分光特性は、波長に対する反射率が一定の特性を持ち、前記第２分光特性は、線形特性を持ち、前記ＬＥＤの前記第１反射強度が所定の基準反射強度となるように前記ＬＥＤを駆動させる駆動制御部を更に備え、前記第２反射強度は、前記ＬＥＤが前記基準反射強度を得るための基準発光強度で前記第２分光ターゲットを照射したときの反射強度であり、前記試料反射強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記測定試料を照射したときの反射強度であり、前記波長算出部は、前記第２反射強度を、前記第２分光ターゲットを前記基準発光強度で照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの前記実波長を求めることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、まず、ＬＥＤが波長に対する反射率が一定の第１分光特性を持つ第１分光ターゲットを照射し、ＬＥＤの発光強度が基準発光強度に調整される。次に、ＬＥＤが、基準発光特性で線形特性である第２分光特性を持つ第２分光ターゲットを照射し、ＬＥＤの反射強度が検出され、ＬＥＤの実波長が求められる。そのため、ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤが測定試料を照射したときの反射特性を精度良く補正することができる。
【００１５】
（４）前記測定試料が載置される載置部を更に備え、前記第１分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す、又は、前記第２分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す引出部とを備えることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、第１，第２分光ターゲットを引き出して載置部に載置することで、第１，第２ＬＥＤに第１，第２分光ターゲットを照射させることができる。そのため、第１，第２分光ターゲットが、装置とは別に設けられた構成に比べて、測定の煩わしさを抑制することができる。また、第１，第２分光ターゲットの紛失を防止することもできる。
【００１７】
（５）本発明による別の分光測定装置は、ＬＥＤを備える透過型の分光測定装置であって、既知の第１分光特性を持つ第１分光ターゲットと、前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの第１透過強度を検出し、前記ＬＥＤが測定試料を照射したときの試料透過強度を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記第１透過強度を用いて、前記ＬＥＤの実波長を求める波長算出部と、前記波長算出部により算出された前記実波長を用いて前記試料透過強度を補正して、前記ＬＥＤが既知の設計波長で前記測定試料を照射したときの透過強度を求める補正部とを備える。
【００１８】
この構成によれば、透過型の分光測定装置において、（１）と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
（６）既知の第２分光特性を持つ前記第２分光ターゲットを更に備え、前記第１，第２分光ターゲットは、異なる線形特性を持ち、前記検出部は、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの第２透過強度を更に検出し、前記波長算出部は、前記第１透過強度を、前記ＬＥＤが前記第１分光ターゲットを照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、かつ、前記第２透過強度を、前記ＬＥＤが前記第２分光ターゲットを照射したときの前記第２分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの発光強度及び前記実波長を求めることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、透過型の分光測定装置において、（２）と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
（７）前記第１分光ターゲットは、線形特性を持ち、前記検出部は、前記ＬＥＤの発光強度を更に検出し、前記ＬＥＤの発光強度が所定の基準発光強度となるように前記ＬＥＤを駆動させる駆動制御部を更に備え、前記第１透過強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記第１分光ターゲットを照射したときの透過強度であり、前記試料透過強度は、前記ＬＥＤが前記基準発光強度で前記測定試料を照射したときの前記の透過強度であり、前記波長算出部は、前記第１透過強度を、前記第１分光ターゲットを前記基準発光強度で照射したときの前記第１分光特性を規定する関数に代入し、前記ＬＥＤの前記実波長を求めることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、透過型の分光測定装置において、（３）と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
（８）前記測定試料が載置される載置部を更に備え、前記第１分光ターゲットを装置内部から前記載置部に引き出す引出部を備えることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、透過型の分光測定装置において、（４）と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
（９）前記ＬＥＤは、緑葉のレッドエッジの波長帯域の光を照射することが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、緑葉のレッドエッジの分光特性を精度良く求めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤが測定試料を照射したときの、ＬＥＤの波長及び発光強度の設計値からのずれによる反射強度のずれを精度良く補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１による分光測定装置のセンサヘッドの構造を示した図である。
【図２】図２（Ａ）は図１に示すセンサヘッドの下面図であり、図２（Ｂ）は図１に示すセンサヘッドの上面図である。
【図３】図１、図２に示す分光測定装置の全体構成図であり、（Ａ）は測定試料を把持する前の状態を示し、（Ｂ）は測定試料を把持した状態を示している。
【図４】ＬＥＤの発光強度分布のばらつきを示したグラフである。
【図５】緑葉のクロロフィル吸収帯の分光特性を示している。
【図６】緑葉のレッドエッジの分光特性を示している。
【図７】レッドエッジの分光特性の変化の他の指標を算出する場合のグラフである。
【図８】本発明の実施の形態１による分光測定装置のブロック図である。
【図９】ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が白色分光ターゲットを照射したときの発光強度分布である。
【図１０】傾斜分光ターゲットの分光特性を示したグラフである。
【図１１】試料分光特性を示したグラフである。
【図１２】試料分光特性を示したグラフである。
【図１３】図８に示す分光測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２の分光特性を示したグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態２による分光測定装置の処理を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態３の分光測定装置を示している。
【図１７】本発明の実施の形態４の分光測定装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施の形態１）
実施の形態１による分光測定装置は、反射型であり、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の放射光を測定試料Ｓで反射し、ＰＤに導く構成を持つ。図１は、本発明の実施の形態１による分光測定装置のセンサヘッド１０の構造を示した図である。図２（Ａ）は図１に示すセンサヘッド１０の下面図であり、図２（Ｂ）は図１に示すセンサヘッド１０の上面図である。以下、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を特に区別しない場合は、ＬＥＤと記述する。
【００３０】
センサヘッド１０は、ＬＥＤ取付孔１２、ＰＤ取付孔１３、空間部１４を備えている。ＬＥＤ取付孔１２は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３に対応して３個存在する。ＬＥＤ取付孔１２は、センサヘッド１０の上面１５から中心線ＣＬに対して所定角度（例えば３５度）傾斜したほぼ円筒状の孔であり、先端部にＬＥＤが取り付けられる。中心線ＣＬは、ＰＤの受光面の中心を通り、かつ、ＰＤの受光面と直交する直線である。また、ＬＥＤ取付孔１２は、ＬＥＤの放射面ＳＦよりも空間部１４側に多少突出しており、ＬＥＤのフードとしての機能を果たしている。これにより、ＬＥＤの放射光が散乱して測定試料Ｓに導かれることを防止することができる。また、ＬＥＤ取付孔１２は空間部１４と連通し、ＬＥＤからの光が測定試料Ｓへと導かれる。
【００３１】
ＰＤ取付孔１３は、センサヘッド１０の上面１５から中心線ＣＬに沿って下方向に向けて穿設されたほぼ円筒状の孔であり、先端に位置する段差部１３１においてＰＤが取り付けられる。また、ＰＤ取付孔１３の先端は空間部１４と連通している。
【００３２】
空間部１４は、センサヘッド１０の下面１１から中心線ＣＬに沿って上方向に向けて穿設されたほぼ円筒状の孔であり、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の光を測定試料Ｓに導き、かつ、測定試料Ｓの反射光をＰＤに導く。
【００３３】
センサヘッド１０の下面１１は平面状になっており、測定台３０とで測定試料Ｓを挟持する。センサヘッド１０の下面１１の中央は測定窓Ｗが形成されている。図２（Ａ）に示すように、測定窓Ｗは下面１１から見ると円形である。測定窓Ｗの中心よりもやや右側には、ＰＤ取付孔１３の開口部１３２が位置している。そして、開口部１３２は、測定試料Ｓの反射光をＰＤの受光面に導く。
【００３４】
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は、下面１１から見ると、中心線ＣＬを中心として、一定の直径を持つ円周上に等間隔で配置されている。ＬＥＤ開口部１２１〜１２３は、下面１１から見ると、中心線ＣＬを中心として、一定の半径を持ち、かつ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が配置されている円周よりも直径の小さな円周上に等間隔で設けられている。そして、ＬＥＤ開口部１２１〜１２３は、それぞれ、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の放射光を測定試料Ｓに導く。
【００３５】
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は、上面１５から見ると、中心線ＣＬを中心として、一定の半径を持つ円周上に等間隔で配置されている。ＰＤは、上面１５から見ると上面１５の中心よりもやや右側に配置されている。
【００３６】
測定試料Ｓは、波長により反射率の異なる分光特性を持っている。そして、本分光測定装置は、ある波長域における測定試料Ｓの反射強度の変化を検出し、測定試料Ｓの分光特性の変化から測定試料Ｓの状態変化を把握する。
【００３７】
なお、図１では、ＬＥＤの個数は３個としたが、本発明はこれに限定されず、２個であってもよいし、４，５，６個以上の所定個数であってもよい。また、図１では、ＰＤの個数は１個としたが、本発明はこれに限定されず、複数個にしてもよく、この場合、各ＬＥＤに１個ずつＰＤを対応させてもよい。
【００３８】
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は、各光軸が測定試料Ｓにおいて同一位置に位置し、かつ、中心線ＣＬから一定の角度（例えば３５度）となるように配置されている。
【００３９】
本実施の形態では、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３のピーク波長は、それぞれ、７２０ｎｍ，７３５ｎｍ，ＬＥＤ７８０ｎｍとする。
【００４０】
図３は、図１、図２に示す分光測定装置の全体構成図であり、（Ａ）は測定試料Ｓを把持する前の状態を示し、（Ｂ）は測定試料Ｓを把持した状態を示している。図３の例では、測定試料Ｓとして例えば緑葉が採用されている。
【００４１】
図３（Ａ）に示すように、分光測定装置は、センサヘッド１０、把持部２０、測定台３０、制御部４０、回転軸５０、及び固定台６０を備えている。センサヘッド１０は、図１、図２で示したセンサヘッド１０であり、把持部２０の先端側に設けられている。
【００４２】
把持部２０は、基端側に回転軸５０が取り付けられ、例えば平板形状を持ち、回転軸５０を中心として、紙面において時計回り、又は反時計回りの方向に回転可能に取り付けられている。
【００４３】
測定台３０は、平板形状を持ち、測定時においては、図３（Ｂ）に示すように、把持部２０とで測定試料Ｓを挟む。制御部４０は、測定台３０の内部に設けられ、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータや専用のハードウェア回路により構成され、分光測定装置の全体制御を司る。回転軸５０は、固定台６０に対して紙面と直交する方向に取り付けられ、把持部２０を軸支する。固定台６０は、測定台３０の基端側において、上側に向けて立設して取り付けられている。バッテリ７０は、例えば二次電池により構成され、測定台３０の内部に設けられ、制御部４０、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３、ＰＤ等に電力を供給する。
【００４４】
緑葉や果樹においては、結実してからのある時期に灌水量を調節すると、糖度が増すことが確認されている。つまり、樹体に与える水分量を調節して、樹体に有る程度の水分ストレス（樹体の渇き）をかけると、糖度が増すのである。そして、緑葉や果樹にかかっている水分ストレス量は、例えば、特開２００５−３０８７３３号公報に開示されているように緑葉や果樹の測定試料の分光特性の変化を検出することで把握することができる。
【００４５】
図４は、ＬＥＤの発光強度分布のばらつきを示したグラフであり、縦軸は発光強度（Ｅ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。
【００４６】
本分光測定装置は、コストダウンのため、光源としてＬＥＤを採用し、プリズムや回折格子のように高価な光学部品は用いていない。そのため、測定試料Ｓの反射光をＰＤで検出するのみとなり、ＬＥＤの発光強度及び波長の設計値からのずれが測定精度に影響を及ぼしてしまう。
【００４７】
図４の例では、ある１つのＬＥＤは、ピークの発光強度とピーク波長の設計値が（Ｅ０，λ０）であるにも関わらず、実際には、ピークの発光強度とピーク波長とが（Ｅ１，λ１）となっている。以下、ＬＥＤのピークの発光強度をＬＥＤの発光強度と記述し、ＬＥＤのピーク波長をＬＥＤの波長と記述する。
【００４８】
別のＬＥＤは、波長と発光強度との設計値が（Ｅ０，λ０）であるにも関わらず、実際には、（Ｅ２，λ２）となっている。
【００４９】
現状、ＬＥＤは、波長のばらつきが±２０ｎｍ程度、発光強度のばらつきが−５０％〜＋２００％程度である。従来、ＬＥＤのばらつき対策として、ＬＥＤの選別を行っていたが、コストがかかるという問題があった。
【００５０】
そこで、本分光測定装置では、ＬＥＤを選別することなく、ＬＥＤが測定試料を照射したときのＬＥＤの波長及び発光強度の設計値からのずれに起因する反射強度のずれを精度良く補正する手法を提供する。また、ＬＥＤは、環境温度によっても波長と発光強度とが変化する。本分光測定装置による手法では、環境温度によるＬＥＤの発光強度と波長との変化による反射強度のずれも補正することができる。
【００５１】
図５は、緑葉のクロロフィル吸収帯の分光特性を示し、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。クロロフィル吸収帯とは、緑葉の分光特性のうち、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯を指す。図５において、グラフＧ４１は、前回測定した緑葉の分光特性を示し、グラフＧ４２は、今回測定した緑葉の分光特性を示している。また、グラフＣ４１はＬＥＤの設計値の発光強度分布であり、グラフＣ４２はＬＥＤの実際の発光強度分布であり、グラフＣ４３はＬＥＤの実際の発光強度Ｅ１を所定の基準発光強度Ｅ０に調整したときのＬＥＤの発光強度分布である。
【００５２】
クロロフィル吸収帯では、図５に示すように、測定試料Ｓの分光特性の変化として△Ｒを測定することが行われる。ΔＲは、グラフＧ４１の波長λ０における反射強度とグラフＧ４２における波長λ０の反射強度との差である。以下、ΔＲを求める場合の処理の概要を示す。
【００５３】
グラフＣ４１で示すように、ＬＥＤの波長及び発光強度の設計値は（λ０，Ｅ０）である。ＬＥＤのばらつき補正は、反射強度補正、波長補正の順番で行う。まず、ＬＥＤの発光強度が所定の基準発光強度Ｅ０となるように、ＬＥＤの駆動電流を調整する。これにより、ＬＥＤの発光強度分布は、グラフＣ４２からグラフＣ４３へと変化する。
【００５４】
ＬＥＤの発光強度をＥ１から基準発光強度Ｅ０に調整後にＬＥＤの波長がλ１にずれているのは、ＬＥＤの自己発熱によるものである。よって、ＬＥＤの補正は、第一に発光強度補正、第二に波長補正の順番で行う必要がある。
【００５５】
次に、グラフＣ４３で示すＬＥＤの波長λ１を測定する。次に、波長λ０と波長λ１との差△λを算出する。次に、グラフＣ４３で示す発光強度分布を持つＬＥＤ、つまり、基準発光強度Ｅ０及び波長λ１のＬＥＤで測定試料Ｓを照射したときの反射強度をＰＤで検出し、この反射強度を差Δλを用いて補正し、グラフＣ４１で示す発光強度分布を持つＬＥＤ、つまり、波長λ０のＬＥＤで測定試料Ｓを照射したときの反射強度を求める。そして、前回の測定時に得られた波長λ０の反射強度と、今回の測定時に得られた波長λ０の反射強度との差を求め、ΔＲを得る。
【００５６】
図６は、緑葉のレッドエッジの分光特性を示し、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。レッドエッジとは、緑葉の分光特性のうち、７００ｎｍ〜８００ｎｍの波長帯を指す。図６において、グラフＧ５１は、前回測定したレッドエッジの分光特性を示し、グラフＧ５２は、今回測定したレッドエッジの分光特性を示している。
【００５７】
また、グラフＣ５１はＬＥＤＡの実際の発光強度分布であり、グラフＣ５２はＬＥＤＡの発光強度を所定の基準発光強度Ｅ０に調整したときのＬＥＤＡの発光強度分布である。グラフＣ５３はＬＥＤＢの実際の発光強度分布であり、グラフＣ５４はＬＥＤＢの発光強度を所定の基準発光強度Ｅ０に調整したときのＬＥＤＢの発光強度分布である。
【００５８】
レッドエッジの分光特性はほぼ線形であるため、図６に示すように、測定試料Ｓの分光特性の変化として△θを測定し、レッドエッジの分光特性の評価が行われる。Δθは、グラフＧ５１の傾きとグラフＧ５２の傾きとの差である。よって、レッドエッジの分光特性の評価では、少なくとも２個のＬＥＤＡ，ＬＥＤＢが必要となる。ＬＥＤＡの波長及び発光強度の設計値は（λＬ１０，Ｅ０）である。また、ＬＥＤＢの波長及び発光強度の設計値は（λＬ２０，Ｅ０）である。
【００５９】
以下、Δθを得るまでの処理の概要を示す。レッドエッジの分光特性を測定する場合においても、図５と同様、ＬＥＤのばらつき補正は、発光強度補正、波長補正の順番で行う。
【００６０】
まず、ＬＥＤＡ，ＬＥＤＢの発光強度がＥ０となるように、ＬＥＤＡ，ＬＥＤＢの駆動電流を調整する。これにより、ＬＥＤＡの発光強度分布はグラフＣ５１からグラフＣ５２に変化し、ＬＥＤＢの発光強度分布はグラフＣ５３からグラフＣ５４に変化する。
【００６１】
次に、ＬＥＤＡの波長λＬ１１及びＬＥＤＢの波長λＬ２１を測定する。次に、波長λＬ１１及び波長λＬ１０の差Δλ１を求める。また、波長λＬ２１及び波長λＬ２０の差Δλ２を求める。次に、グラフＣ５２の発光強度分布を持つＬＥＤＡ、つまり、波長λＬ１１のＬＥＤＡで測定試料Ｓを照射したときの反射強度をＰＤで検出し、検出した反射強度を差Δλ１を用いて補正し、波長λＬ１０の反射強度を求める。また、グラフＣ５４で示す発光強度分布を持つＬＥＤＢ、つまり、波長λＬ２１のＬＥＤＢで測定試料Ｓを照射したときの反射強度をＰＤで検出し、検出した反射強度を差Δλ２を用いて補正し、波長λＬ２０の反射強度を求める。次に、波長λＬ１０の反射強度と波長λＬ２０の反射強度とからグラフＧ５２に示す分光特性の傾きを求める。次に、前回測定時のグラフＧ５１で示す分光特性の傾きと、今回測定時のグラフＧ５２で示す分光特性の傾きとからΔθを得る。なお、図６では、レッドエッジの分光特性の評価の指標としてΔθを採用したが、他の指標を採用してもよい。
【００６２】
図７は、レッドエッジの分光特性の変化の他の指標を算出する場合のグラフである。図７において、ＬＥＤＢは、レッドエッジよりも長波長側のフラットの近赤外帯域ＦＲの波長を持つ。そして、近赤外帯域ＦＲの反射強度を基準にとり、別の波長帯の反射強度の変化を測定する。
【００６３】
図７の場合も、ＬＥＤＡ，ＬＥＤＢの波長及び発光強度の設計値は（λＬ１０，Ｅ０）、（λＬ２０，Ｅ０）である。図７の場合も図６と同様にして、グラフＣ５２で示す発光強度分布を持つＬＥＤＡ、つまり、波長λＬ１１のＬＥＤＡで測定試料Ｓを照射したときにＰＤで検出される試料反射強度ＲｓＬ１１を、差Δλ１で補正し、波長λＬ１０の試料反射強度ＲｓＬ１０を求める。また、グラフＣ５４で示す発光強度分布を持つＬＥＤＢ、つまり、波長λＬ２１のＬＥＤＢで測定試料Ｓを照射したときにＰＤで検出される試料反射強度ＲｓＬ２１を、差Δλ２で補正し、波長λＬ２０の試料反射強度ＲｓＬ２０を求める。そして、△Ｒ＝ＲｓＬ１０／ＲｓＬ２０により、分光特性の変化を求める。或いは、△Ｒ＝（ＲｓＬ２０−ＲｓＬ１０）／（ＲｓＬ２０＋ＲｓＬ１０）により、分光特性の変化を求める。
【００６４】
図８は、本発明の実施の形態１による分光測定装置のブロック図である。分光測定装置は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３、制御部４０、及びＰＤ（検出部の一例）を備えている。制御部４０は、ＬＥＤ制御部４１（駆動制御部の一例）、波長算出部４２、試料特性算出部４３、強度算出部４４、及び評価部４５を備えている。なお、試料特性算出部４３及び強度算出部４４で補正部４００を構成する。
【００６５】
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３は、ＬＥＤ制御部４１の制御の下、白色分光ターゲット（第１分光ターゲットの一例）ＴＷ、傾斜分光ターゲットＴＧ（第２分光ターゲットの一例）、及び測定試料Ｓを順次に照射する。
【００６６】
白色分光ターゲットＴＷは、波長に対する反射率が一定である既知の分光特性を持つ。傾斜分光ターゲットＴＧは波長に対する反射率が一定の傾きを持つ既知の分光特性を持つ。つまり、傾斜分光ターゲットＴＧは、線形特性を持つ。
【００６７】
ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの各ＬＥＤの反射強度（第１反射強度の一例）を検出する。また、ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が基準発光強度Ｅ０で傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときのＬＥＤ１，ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１（第２反射強度の一例）を検出する。また、ＰＤは、ＬＥＤ３が基準発光強度Ｅ０で傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときのＬＥＤ３の反射強度Ｒ１Ｌ３１を検出する。
【００６８】
ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度が所定の基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の駆動電流を調節する。
【００６９】
図９は、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの発光強度分布であり、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。図９において、グラフＣ７Ｗは、白色分光ターゲットＴＷの分光特性である。また、グラフＣ７１は調整前のＬＥＤ１の発光強度分布である。グラフＣ７２は、ＬＥＤ１が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように調整したときのＬＥＤ１の発光強度分布である。グラフＣ７３は調整前のＬＥＤ２の発光強度分布である。グラフＣ７４は、ＬＥＤ２が白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度がＥ０Ｒ０となるように調整したときのＬＥＤ２の発光強度分布である。
【００７０】
白色分光ターゲットＴＷの分光特性はＲ＝Ｒ０の直線で表される。よって、基準発光強度Ｅ０で白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度はＥ０Ｒ０となる。
【００７１】
したがって、ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ１に白色分光ターゲットＴＷを照射させ、白色分光ターゲットＴＷの反射強度のＰＤの検出値をモニタし、反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ１の駆動電流を調整し、ＬＥＤ１の発光強度を基準発光強度Ｅ０にする。
【００７２】
このとき、駆動電流を増すと発熱によりＬＥＤ１の波長は長い方にシフトする。一方、駆動電流が減ると発熱が抑えられ、ＬＥＤ１の波長は短い方にシフトする。ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ２，ＬＥＤ３についてもＬＥＤ１と同様にして駆動電流を調整する。これにより、ＬＥＤ１の分光分布はグラフＣ７１からグラフＣ７２へと変化し、ＬＥＤ２の分光分布はグラフＣ７３からグラフＣ７４へと変化する。
【００７３】
波長算出部４２は、ＰＤにより検出されたＬＥＤ１，ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を、傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときに得られる反射特性を規定する関数に代入し、ＬＥＤ１，２の実波長を求める。
【００７４】
図１０は、傾斜分光ターゲットＴＧの分光特性を示したグラフであり、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。グラフＧ９１は、傾斜分光ターゲットＴＧの分光特性を示す。この分光特性は、傾きＡ、切片Ｂが既知であり、Ｒ＝Ａλ＋Ｂで表される。
【００７５】
グラフＧ９２は、傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときの分光特性を示している。この分光特性を規定する関数は、Ｒ＝Ｅ０（Ａλ＋Ｂ）で表される。グラフＣ７２，Ｃ７４は、図７と同様、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が、基準発光強度Ｅ０で白色分光ターゲットＴＷを照射したときのＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光強度分布を示している。グラフＣ７５は、ＬＥＤ１が、基準発光強度Ｅ０で傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときのＬＥＤ１の反射特性を示している。グラフＣ７６は、ＬＥＤ２が、基準発光強度Ｅ０で傾斜ターゲットＴＧを照射したときのＬＥＤ２の反射特性を示している。
【００７６】
傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときの分光特性を規定する関数は式（１）で表される。
【００７７】
Ｒ＝Ｅ０（Ａλ＋Ｂ）      （１）
ここで、ＬＥＤ１が傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときの反射強度がＲ１Ｌ１１であるため、ＬＥＤ１の実波長λＬ１１は、式（１）により、λＬ１１＝（Ｒ１Ｌ１１／Ｅ０−Ｂ）／Ａとなる。
【００７８】
また、ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧを照射したときの反射強度がＲ１Ｌ２１であるため、ＬＥＤ２の実波長λＬ２１は、式（１）により、λＬ２１＝（Ｒ１Ｌ２１／Ｅ０−Ｂ）／Ａとなる。
【００７９】
したがって、波長算出部４２は、反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を式（１）に代入し、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の実波長λＬ１１，λＬ２１を求める。
【００８０】
図８に戻り、補正部４００は、波長算出部４２により算出された実波長λＬ１１，λＬ２１を用いて試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を補正して、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が既知の設計波長λＬ１０，λＬ２０で測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０を求める。具体的には、補正部４００は下記の処理を行う。
【００８１】
試料特性算出部４３は、実波長λＬ１１，λＬ２１と、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が測定試料を照射したときの反射強度である試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１とを用いて、測定試料Ｓの分光特性である試料分光特性を求める。
【００８２】
図１１は、試料分光特性を示したグラフであり、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。図１１において、グラフＧ１１１は、試料分光特性を示し、Ｒ＝Ａｓλ＋Ｂｓで規定される。ここで、試料分光特性は未知であるが、レッドエッジの分光特性は線形であるため、Ｒ＝Ａｓλ＋Ｂｓと仮定できる。グラフＧ１１２は、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの分光特性を示している。
【００８３】
グラフＣ１１１は、ＬＥＤ１が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの反射特性を示している。グラフＣ１１２は、ＬＥＤ２が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの反射特性を示している。グラフＣ１１３は、ＬＥＤ１が波長λＬ１０、かつ、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの反射特性を示している。グラフＣ１１４は、ＬＥＤ２が波長λＬ２０、かつ、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの反射特性を示している。
【００８４】
試料分光特性はＲ＝Ａｓλ＋Ｂｓで表されるため、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの試料分光特性を規定する関数は式（２）で表される。
【００８５】
Ｒ＝Ｅ０（Ａｓλ＋Ｂｓ）      （２）
基準発光強度Ｅ０、波長λＬ１１のＬＥＤ１が測定試料Ｓを照射したときの反射強度である試料反射強度をＲｓＬ１１とすると、式（２）からＲｓＬ１１＝Ｅ０（ＡｓλＬ１１＋Ｂｓ）が得られる。
【００８６】
基準発光強度Ｅ０、波長λＬ２１のＬＥＤ２が測定試料Ｓを照射したときの反射強度である試料反射強度をＲｓＬ２１とすると、式（２）からＲｓＬ２１＝Ｅ０（ＡｓλＬ２１＋Ｂｓ）が得られる。
【００８７】
したがって、Ａｓ，Ｂｓは、式（３）、（４）で表される。
【００８８】
Ａｓ＝（ＲｓＬ２１−ＲｓＬ１１）／（λＬ２１−λＬ１１）      （３）
Ｂｓ＝Ｒ／Ｅ０−Ａｓλ      （４）
これにより、Ａｓ、Ｂｓが求まり、試料分光特性が得られる。
【００８９】
強度算出部４４は、試料特性算出部４３でＡｓ，Ｂｓが求められた式（２）で示す試料分光特性に、ＬＥＤ１の波長の設計値であるλＬ１０を代入し、試料反射強度ＲｓＬ１０を求める。これにより、試料反射強度ＲｓＬ１１が補正され、ＬＥＤ１が波長λＬ１０、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ１０が得られる。
【００９０】
また、強度算出部４４は、試料特性算出部４３でＡｓ，Ｂｓが求められた式（２）で示す試料分光特性に、ＬＥＤ２の波長の設計値であるλＬ２０を代入し、試料反射強度ＲｓＬ２０を求める。これにより、試料反射強度ＲｓＬ２１が補正され、ＬＥＤ２が波長λＬ２０、基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ２０が得られる。
【００９１】
評価部４５は、強度算出部４４により求められた試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０を用いて、測定試料Ｓの状態を評価する。具体的には、評価部４５は、式（５）又は（６）を用いて、測定試料Ｓの分光特性の変化を評価するための指標Ｙを算出する。
【００９２】
Ｙ＝ＲｓＬ１０／ＲｓＬ３１      （５）
Ｙ＝（ＲｓＬ３１−ＲｓＬ１０）／（ＲｓＬ３１＋ＲｓＬ１０）      （６）
ここで、ＲｓＬ３１は、ＬＥＤ３が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射したときの反射強度である。なお、ＬＥＤ３は、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２と同様、白色分光ターゲットＴＷを照射したときの反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるようにＬＥＤ制御部４１により駆動電流が調整されている。これにより、ＬＥＤ３は基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射する。
【００９３】
図１２は、試料分光特性を示したグラフであり、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。グラフＧ１２１は、前回測定時の試料分光特性を示している。グラフＧ１２２は、今回測定時の試料分光特性を示している。グラフＣ１２１は、発光強度をＥ０としたときのＬＥＤ１の発光強度分布を示している。グラフＣ１２２は、発光強度をＥ０としたときのＬＥＤ２の発光強度分布を示している。グラフＣ１２３は、発光強度をＥ０としたときのＬＥＤ３の発光強度分布を示している。
【００９４】
グラフＧ１２１，Ｇ１２２に示すように、試料分光特性は、レッドエッジの帯域よりも長波長側の近赤外帯域ＦＲでは反射強度が変化せず、フラットな特性を持つ。よって、レッドエッジの指標Ｙとして、近赤外帯域ＦＲにおける反射強度を基準とする式（５）、（６）で示す指標Ｙが採用されている。
【００９５】
なお、試料分光特性は、レッドエッジの帯域よりも短波長側の帯域では反射強度が変化せず、フラットな特性を持つ。ＬＥＤ３は、近赤外帯域ＦＲの波長を持っている。ＬＥＤ１，ＬＥＤ２は、レッドエッジの帯域の波長を持っている。
【００９６】
そして、評価部４５により算出された今回測定時の指標Ｙと、この指標Ｙと同様にして得られた前回測定時の測定試料Ｓの指標Ｙとを比較することで、測定試料Ｓの状態の変化を認識することができる。
【００９７】
図１３は、図８に示す分光測定装置の動作を示すフローチャートである。まず、ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ１に白色分光ターゲットＴＷを照射させ、ＰＤで検出された反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ１の駆動電流を調整する（ステップＳ１）。
【００９８】
次に、ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ２に白色分光ターゲットＴＷを照射させ、ＰＤで検出された反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ１の駆動電流を調整する（ステップＳ２）。
【００９９】
次に、ＬＥＤ制御部４１は、ＬＥＤ３に白色分光ターゲットＴＷを照射させ、ＰＤで検出された反射強度が基準反射強度Ｅ０Ｒ０となるように、ＬＥＤ３の駆動電流を調整する（ステップＳ３）。
【０１００】
次に、ＬＥＤ１が傾斜分光ターゲートＴＧを照射し、ＰＤが反射強度Ｒ１Ｌ１１を検出する（ステップＳ４）。次に、ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧを照射し、ＰＤが反射強度Ｒ１Ｌ２１を検出する（ステップＳ５）。
【０１０１】
次に、波長算出部４２は、反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を式（１）に代入し、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の実波長λＬ１１，λＬ２１を求める（ステップＳ６）。
【０１０２】
次に、ＬＥＤ１が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射し、ＰＤが試料反射強度ＲｓＬ１１を検出する（ステップＳ７）。
【０１０３】
次に、ＬＥＤ２が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射し、ＰＤが試料反射強度ＲｓＬ２１を検出する（ステップＳ８）。
【０１０４】
次に、ＬＥＤ３が基準発光強度Ｅ０で測定試料Ｓを照射し、ＰＤが試料反射強度ＲｓＬ３１を検出する（ステップＳ９）。
【０１０５】
次に、試料特性算出部４３は、試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を式（３）、（４）に代入し、Ａｓ，Ｂｓを算出し、試料分光特性を算出する（ステップＳ１０）。
【０１０６】
次に、強度算出部４４は、ステップＳ９で得られた試料分光特性を規定する関数に波長λＬ１０，λＬ２０を代入し、試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０を算出する（ステップＳ１１）。
【０１０７】
次に、評価部４５は、試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０と、試料反射強度ＲｓＬ３１とを式（５）、（６）に代入し、指標Ｙを算出する（ステップＳ１２）。
【０１０８】
このように、本実施の形態による分光測定装置によれば、まず、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２に、白色分光ターゲットＴＷを照射させ、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光強度が基準発光強度Ｅ０に調整される。次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２に、傾斜分光ターゲットＴＧを照射させ、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１が検出され、実波長λＬ１１，λＬ２１が算出される。次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２に、測定試料Ｓを照射させ、試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１が検出される。次に、試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１及び実波長λＬ１１，λＬ２１を用いて、測定試料Ｓの反射特性が求められる。そして、反射特性を規定する関数にＬＥＤ１，ＬＥＤ２の設計波長であるλＬ１０，λＬ２０が代入され、試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０が算出される。これにより、ＬＥＤを選別しなくても、ＬＥＤが測定試料Ｓを照射したときの、ＬＥＤの波長及び発光強度の設計値からのずれによる反射強度のずれを精度良く補正することができる。
【０１０９】
（実施の形態２）
実施の形態２の分光測定装置は、２つの傾斜分光ターゲットＴＧ１（第１分光ターゲットの一例）、傾斜分光ターゲットＴＧ２（第２分光ターゲットの一例）を用いて測定試料Ｓの分光特性を求めることを特徴とする。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同一のものは同一の符号を用いて説明を省く。
【０１１０】
傾斜分光ターゲットＴＧ１は、波長に対する反射率が一定の傾きを持つ既知の分光特性を持つ。また、傾斜分光ターゲットＴＧ２は、波長に対する反射率が一定の傾きを持ち、かつ、傾斜分光ターゲットＴＧ１の分光特性とは傾きが異なる既知の分光特性を持つ。つまり、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２は、線形特性を持つ。
【０１１１】
図１４は、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２の分光特性を示したグラフであり、縦軸は反射強度（Ｒ）を示し、横軸は波長（λ）を示している。グラフＧ１４１は、傾斜分光ターゲットＴＧ１の分光特性（第１分光特性の一例）を示す。グラフＧ１４２は、傾斜分光ターゲットＴＧ２の分光特性（第２分光特性の一例）を示す。グラフＧ１４３は、傾斜分光ターゲットＴＧ１を、発光強度がαのＬＥＤ１で照射したときの分光特性を示す。グラフＧ１４４は、傾斜分光ターゲットＴＧ２を発光強度がαのＬＥＤ１で照射したときの分光特性を示す。グラフＧ１４５は、傾斜分光ターゲットＴＧ１を発光強度がβのＬＥＤ２で照射したときの分光特性を示す。グラフＧ１４６は、傾斜分光ターゲットＴＧ２を発光強度がβのＬＥＤ２で照射したときの分光特性を示している。
【０１１２】
グラフＧ１４１に示すように、傾斜分光ターゲットＴＧ１の分光特性は、式（７）で表される。グラフＧ１４２に示すように、傾斜分光ターゲットＴＧ２の分光特性は、式（８）で表される。
【０１１３】
Ｒ＝Ａλ＋Ｂ      （７）
Ｒ＝Ｃλ＋Ｄ      （８）
本実施の形態において、図８に示すＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ１を照射したときの各ＬＥＤの反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１（第１反射強度の一例）を検出する。また、ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ２を照射したときの各ＬＥＤの反射強度Ｒ２Ｌ１１，Ｒ２Ｌ２１（第２反射強度の一例）を検出する。また、ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を検出する。
【０１１４】
ＬＥＤ１の発光強度はαであるため、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２をＬＥＤ１で照射したときの分光特性は、式（９），（１０）で表される。
【０１１５】
Ｒ＝α（Ａλ＋Ｂ）      （９）
Ｒ＝α（Ｃλ＋Ｄ）      （１０）
したがって、ＬＥＤ１の実波長をλＬ１１とすると、反射強度Ｒ１Ｌ１１は、式（１２）で表され、反射強度Ｒ２Ｌ１１は、式（１３）で表される。
【０１１６】
Ｒ１Ｌ１１＝α（ＡλＬ１１＋Ｂ）      （１２）
Ｒ２Ｌ１１＝α（ＣλＬ１１＋Ｄ）      （１３）
ここで、反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ２Ｌ１１はＰＤの検出値であり、Ａ〜Ｄは既知であるため、式（１２）、（１３）により、α，λＬ１１を求めることができる。
【０１１７】
同様に、ＬＥＤ２の発光強度はβであるため、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２をＬＥＤ２で照射したときの分光特性は、式（１４），（１５）で表される。
【０１１８】
Ｒ＝β（Ａλ＋Ｂ）      （１４）
Ｒ＝β（Ｃλ＋Ｄ）      （１５）
したがって、ＬＥＤ２の実波長をλＬ２１とすると、反射強度Ｒ１Ｌ２１は、式（１６）で表され、反射強度Ｒ２Ｌ２１は、式（１７）で表される。
【０１１９】
Ｒ１Ｌ２１＝β（ＡλＬ２１＋Ｂ）      （１６）
Ｒ２Ｌ２１＝β（ＣλＬ２１＋Ｄ）      （１７）
ここで、反射強度Ｒ１Ｌ２１，Ｒ２Ｌ２１はＰＤの検出値であり、Ａ〜Ｄは既知であるため、式（１６）、（１７）により、β，λＬ２１を求めることができる。
【０１２０】
したがって、本実施の形態では、図８に示す波長算出部４２は、ＬＥＤ１の反射強度Ｒ１Ｌ１１を、傾斜分光ターゲットＴＧ１をＬＥＤ１で照射したときの分光特性を規定する関数（式（９））に代入し、かつ、ＬＥＤ１の反射強度Ｒ２Ｌ１１を、傾斜分光ターゲットＴＧ２をＬＥＤ２で照射したときの分光特性を規定する関数（式（１０））に代入し、ＬＥＤ１の発光強度α及び実波長λＬ１１を求める。
【０１２１】
また、波長算出部４２は、ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ２１を、傾斜分光ターゲットＴＧ１をＬＥＤ２で照射したときの分光特性を規定する関数（式（１４））に代入し、かつ、ＬＥＤ２の反射強度Ｒ１Ｌ２１を、傾斜分光ターゲットＴＧ２をＬＥＤ２で照射したときの分光特性を規定する関数（式（１５））に代入し、ＬＥＤ２の発光強度β及び実波長λＬ２１を求める。
【０１２２】
実施の形態１と同様、測定試料Ｓの未知の分光特性をＲ＝Ａｓλ＋Ｂｓとおく。測定試料ＳをＬＥＤ１，ＬＥＤ２で照射したときの分光特性は、式（１８），（１９）で表される。
【０１２３】
Ｒ＝α（Ａｓλ＋Ｂｓ）      （１８）
Ｒ＝β（Ａｓλ＋Ｂｓ）      （１９）
測定試料ＳをＬＥＤ１，ＬＥＤ２で照射したときの反射強度はＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１であるため、式（１８），（１９）は、式（２０），（２１）で表される。
【０１２４】
ＲｓＬ１１＝α（ＡｓλＬ１１＋Ｂｓ）      （２０）
ＲｓＬ２１＝β（ＡｓλＬ２１＋Ｂｓ）      （２１）
ここで、ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１はＰＤの検出値であり、α，β，λＬ１１，λＬ２１は算出値であるため、式（２０），（２１）からＡｓ，Ｂｓを求めることができる。
【０１２５】
よって、試料特性算出部４３は、式（２０），（２１）を用いて、Ａｓ，Ｂｓを求め、試料分光特性（Ｒ＝Ａｓλ＋Ｂｓ）を求める。
【０１２６】
図１５は、本発明の実施の形態２による分光測定装置の処理を示すフローチャートである。まず、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が順次に傾斜分光ターゲットＴＧ１を照射する（ステップＳ２１）。次に、ＰＤが、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ１を照射したときの反射強度Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１を順次に検出する（ステップＳ２２）。
【０１２７】
次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が順次に傾斜分光ターゲットＴＧ２を照射する（ステップＳ２３）。次に、ＰＤが、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ２を照射したときの反射強度Ｒ２Ｌ１１，Ｒ２Ｌ２１を順次に検出する（ステップＳ２４）。
【０１２８】
次に、波長算出部４２は、反射強度Ｒ１Ｌ１１を式（９）に代入し、かつ、反射強度Ｒ２Ｌ１１を式（１０）に代入し、ＬＥＤ１の発光強度α、実波長λＬ１１を求める（ステップＳ２５）。
【０１２９】
次に、波長算出部４２は、反射強度Ｒ１Ｌ２１を式（１４）に代入し、かつ、反射強度Ｒ２Ｌ２１を式（１５）に代入し、ＬＥＤ２の発光強度β、実波長λＬ２１を求める（ステップＳ２６）。
【０１３０】
次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が、測定試料Ｓを順次照射する（ステップＳ２７）。次に、ＰＤが、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を順次に検出する（ステップＳ２８）。
【０１３１】
次に、試料特性算出部４３は、式（２０）、（２１）から試料分光特性（Ｒ＝Ａｓλ＋Ｂｓ）を求める（ステップＳ２９）。次に、強度算出部４４は、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の波長の設計値であるλＬ１０，λＬ２０をＲ＝Ａｓλ＋Ｂｓに代入し、試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０を求める（ステップＳ３０）。これにより、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１が補正され、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が波長λＬ１０，λＬ２０で測定試料Ｓを照射したときの試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０が得られる。
【０１３２】
次に、ＬＥＤ３により測定試料Ｓが照射され、ＰＤにより試料反射強度ＲｓＬ３１が検出される（ステップＳ３０）。次に、評価部４５は、試料反射強度ＲｓＬ１０，ＲｓＬ２０，ＲｓＬ３１を式（５）、（６）に代入し、指標Ｙを求める（ステップＳ３２）。
【０１３３】
このように、本実施の形態では、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２を用いているため、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の発光強度を基準発光強度Ｅ０に調整しなくても、試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を補正することができる。これにより、ＬＥＤの発光強度を一定に保つためのＡＰＣをＬＥＤ制御部４１に組み込まなくても、試料反射強度ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２１を補正することができる。その結果、分光測定装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【０１３４】
（実施の形態３）
実施の形態３による分光測定装置は、２つの分光ターゲットを切り替える構成を採用したことを特徴としている。本実施の形態において、実施の形態１，２と同一のものは同一の符号を付し、説明を省く。図１６は、本発明の実施の形態３の分光測定装置を示し、（Ａ）は分光ターゲット９１が引き出された状態を示し、（Ｂ）は分光ターゲット９２が引き出された状態を示している。
【０１３５】
図１６に示すように、分光測定装置はレバー８１，８２を備えている。レバー８１は、把持部２０の上面から上端が露出し、かつ、把持部２０の長手方向に沿ってスライド可能に取り付けられている。レバー８１は、下端に分光ターゲット９１の後端が接続されている。そして、ユーザによりレバー８１がセンサヘッド１０側にスライドされると、図１６（Ａ）に示すように、把持部２０の下面に設けられた開口部２１から分光ターゲット９１が現れ、分光ターゲット９１は、先端がセンサヘッド１０の先端まで進出する。一方、ユーザによりレバー８１が回転軸５０側にスライドされると、分光ターゲット９１が開口部２１から把持部２０の内部に収納される。
【０１３６】
また、レバー８２もレバー８１と同様にして、把持部２０の上面から上端が露出し、かつ、把持部の長手方向に沿ってスライド可能に取り付けられている。そして、ユーザによりレバー８２がセンサヘッド１０側にスライドされると、図１６（Ｂ）に示すように、開口部２１から分光ターゲット９２が現れ、分光ターゲット９２は、先端がセンサヘッド１０の先端まで進出する。一方、ユーザによりレバー８２が回転軸５０側にスライドされると、分光ターゲット９２が開口部２１から把持部２０の内部に収納される。
【０１３７】
このように、本実施の形態によれば、分光ターゲット９１，９２は把持部２０の内部に収納され、必要に応じて、分光ターゲット９１，９２を載置部３１に引き出すことができる。そのため、別体の分光ターゲット９１，９２を載置部３１に載置させる構成に比べて、測定の煩わしさを軽減することができる。また、分光ターゲット９１，９２を紛失することも防止することができる。
【０１３８】
なお、分光ターゲット９１，９２としては、実施の形態１の手法を採用する場合は、白色分光ターゲットＴＷ、傾斜分光ターゲットＴＧを採用し、実施の形態２の手法を採用する場合は、傾斜分光ターゲットＴＧ１，ＴＧ２を採用すればよい。
【０１３９】
（実施の形態４）
実施の形態４は、透過型の分光測定装置としたことを特徴とする。本実施の形態において、実施の形態１〜３と同一のものは同一の符号を付し、説明を省く。図１７は、本発明の実施の形態４の分光測定装置の全体構成図である。反射型との相違点は、測定台３０の上面側にＰＤを設けた点にある。ＰＤは、ＬＥＤが測定試料Ｓを照射したときの透過光を検出する。よって、本実施の形態の分光測定装置において、実施の形態１の手法を適用する場合、以下のようにすればよい。この場合、白色ターゲットＴＷは不要となる。したがって、まず、載置部３１に何も載せない状態で、把持部２０を閉じる。そして、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３を順次に点灯させ、ＰＤに発光強度を検出させる。
【０１４０】
次に、ＬＥＤ制御部４１は、発光強度が基準発光強度Ｅ０となるように、ＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の駆動電流を調整する。
【０１４１】
次に、傾斜分光ターゲットＴＧを載置部３１に載せ、把持部２０と測定台３０とで傾斜分光ターゲットＴＧを把持する。そして、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２を基準発光強度Ｅ０で順次に点灯させ、ＰＤにより透過強度Ｔ１Ｌ１１，Ｔ１Ｌ２１（第１透過強度の一例）を順次に検出させる。
【０１４２】
次に、波長算出部４２は、透過強度Ｔ１Ｌ１１，Ｔ１Ｌ２１を、傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときの分光特性を規定する関数に代入し、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２の実波長λＬ１１，λＬ２１を求める。
【０１４３】
具体的には、傾斜分光ターゲットＴＧを基準発光強度Ｅ０で照射したときの分光特性を規定する関数は、式（１）と同様、Ｒ＝Ｅ０（Ａλ＋Ｂ）で表される。
【０１４４】
よって、波長算出部４２は、透過強度Ｔ１Ｌ１１，Ｔ１Ｌ２１を式（１）のＲに代入し、実波長λＬ１１，λＬ２１を求める。
【０１４５】
次に、ＰＤは、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が測定試料Ｓを照射したときの試料透過強度ＴｓＬ１１，ＴｓＬ２１を検出する。
【０１４６】
次に、試料特性算出部４３は、実波長λＬ１１，λ２１を式（２）のλ、透過強度ＴｓＬ１１，ＴｓＬ２１を式（２）のＲに代入し、Ａｓ，Ｂｓを求め、試料分光特性を求める。以下、実施の形態１と同様にして、透過強度ＴｓＬ１１，ＴｓＬ２１が補正され、指標Ｙが求められる。
【０１４７】
透過型の分光測定装置において、実施の形態２の手法を適用する場合、以下のようにすればよい。
【０１４８】
まず、傾斜分光ターゲットＴＧ１を載置部３１に載置し、把持部２０と測定台３０とで挟持する。次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ１を順次に照射し、ＰＤが透過強度Ｔ１Ｌ１１，Ｔ１Ｌ２１（第１透過強度の一例）を検出する。
【０１４９】
次に、傾斜分光ターゲットＴＧを載置部３１に載置し、把持部２０と測定台３０とで挟持する。次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が傾斜分光ターゲットＴＧ２を順次に照射し、ＰＤが透過強度Ｔ２Ｌ１１，Ｔ２Ｌ２１を検出する。
【０１５０】
次に、波長算出部４２は、透過強度Ｔ１Ｌ１１，Ｔ２Ｌ１１を式（９）、（１０）のＲに代入し、実波長λＬ１１及び発光強度αを求める。
【０１５１】
次に、波長算出部４２は、透過強度Ｔ１Ｌ２１，Ｔ２Ｌ２１を式（１４）、（１５）のＲに代入し、実波長λＬ２１及び発光強度βを求める。
【０１５２】
次に、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２が測定試料Ｓを照射したときの透過強度ＴｓＬ１１，ＴｓＬ２１をＰＤが検出する。
【０１５３】
次に、波長算出部４２は、透過強度ＴｓＬ１１を式（１８）のＲ、実波長λＬ１１を式（１８）のλ、発光強度αを式（１８）に代入し、透過強度ＴｓＬ２１を式（１９）のＲ、実波長λＬ２１を式（１９）のλ、発光強度βを式（１９）に代入し、Ａｓ，Ｂｓを求め、測定分光特性（Ｒ＝Ａｓλ＋Ｂｓ）を求める。以降、実施の形態１と同様にして、指標Ｙを算出する。
【０１５４】
このように、本実施の形態の分光測定装置によれば、透過型であっても実施の形態１、２と同様にして、ＬＥＤを選別しなくても、測定試料の分光特性を精度良く求めることができる。
【符号の説明】
【０１５５】
Ｅ０  基準発光強度
Ｅ０Ｒ０  基準反射強度
Ｅ１  発光強度
ＦＲ  近赤外帯域
Ｒ１Ｌ１１，Ｒ１Ｌ２１，Ｒ１Ｌ３１，Ｒ２Ｌ１１，Ｒ２Ｌ２１  反射強度
ＲｓＬ１０，ＲｓＬ１１，ＲｓＬ２０，ＲｓＬ２１，ＲｓＬ３１  試料反射強度
Ｓ  測定試料
Ｔ１Ｌ１１，Ｔ１Ｌ２１，Ｔ２Ｌ１１，Ｔ２Ｌ２１  透過強度
Ｙ  指標
α，β  発光強度
λＬ１，λＬ１１，λＬ２，λＬ２１  実波長
１，２，３  ＬＥＤ
１０  センサヘッド
２０  把持部
３０  測定台
４０  制御部
４１  ＬＥＤ制御部
４２  波長算出部
４３  試料特性算出部
４４  強度算出部
４５  評価部
８１  レバー
８２  レバー
９１  分光ターゲット，９２  分光ターゲット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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