(57)【要約】【課題】精度の良いスペクトル特性を測定可能な分光測定装置を提供する。【解決手段】分光測定装置１は、発光波長が異なる複数のＬＥＤを備えた光源部１６と、所定波長の光を選択して取り出す波長可変干渉フィルター５と、光量を検出するディテクター１１と、制御回路部２０と、を備え、制御回路部２０は、校正モード及び測定モードを切り替えるモード切替部２１と、校正モードにおいて外光の特性を解析する外光解析部２３と、外光の特性に基づいて各ＬＥＤの発光量を設定する基準光設定部２４と、測定モードにおいて設定された発光量に基づいて各ＬＥＤを駆動させる光源駆動部２５と、を備える。【選択図】図１
2013096883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長が異なる複数の発光素子を備え、これらの前記発光素子で発光された光を混合した基準光を対象物に対して射出する光源部と、
前記対象物で反射または透過された光から、所定波長の光を選択して取り出す波長選択素子と、
前記波長選択素子で取り出された光の光量を検出する検出部と、
制御部と、を備えた分光測定装置であって、
前記制御部は、
前記対象物を基準校正物として校正処理を実施する校正モード、及び前記対象物を測定対象物として前記測定対象物のスペクトル特性を測定する測定モードを切り替えるモード切替部と、
前記校正モードにおいて、外光の特性を解析する外光解析部と、
前記校正モードにおいて、前記外光解析部により解析された前記外光の特性に基づいて、前記光源部の各発光素子の発光量を設定する基準光設定部と、
前記測定モードにおいて、前記基準光設定部により設定された発光量に基づいて前記発光素子を駆動させる光源駆動部と、
を備えたことを特徴とする分光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分光測定装置において、
前記外光解析部は、前記外光の特性として、前記外光の各波長に対する光量を取得し、
前記基準光設定部は、前記外光の各波長に対する光量に基づいて、各波長に対応する前記発光素子の発光量を算出する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分光測定装置において、
前記制御部は、前記波長選択素子により選択可能な各波長に対する前記検出部の感度特性と、前記波長選択素子により選択可能な各波長に対する前記波長選択素子の分光特性と、を記憶する記憶部を備え、
前記基準光設定部は、前記外光の各波長に対する光量、前記検出部の感度特性、及び前記波長選択素子の分光特性に基づいて算出される外光特性値と、各波長に対する前記発光素子の発光量、前記検出部の感度特性、及び前記波長選択素子の分光特性に基づいて算出される基準光特性値との和が、前記基準校正物の各波長に対する反射率に対応した設定値となるように、各波長に対応する前記発光素子の発光量を算出する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の分光測定装置において、
各波長に対応する前記発光素子の発光量を記憶する発光量記憶部を備え、
前記光源駆動部は、前記校正モードにおいて、前記発光量記憶部に記憶された前記発光素子の発光量に基づいて前記光源部を駆動させ、
前記外光解析部は、前記外光の特性として、前記外光の各波長に対する光量が所定値を超えるか否かを判断し、
前記基準光設定部は、前記外光の波長に対する光量が前記所定値を超える場合、前記波長に対応した前記発光素子の発光量を低下させる
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の分光測定装置において、
前記外光の各波長に対する光量を検出する外光検出部を備え、
前記外光解析部は、前記外光検出部の検出結果に基づいて前記外光の特性を解析する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の分光測定装置において、
前記外光の各波長に対する光量を記憶する外光特性記憶部と、
前記測定モードにおいて、前記外光の光量に変化があった場合、各波長における光量の変化量を算出する外光監視部と、を備え、
前記基準光設定部は、外光監視部に算出される光量の変化量に基づいて、前記発光素子の発光量を補正する
ことを特徴とする分光測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の分光測定装置において、
前記波長選択素子は、
第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、
前記反射膜間ギャップのギャップ量を変更するギャップ変更部と、
を備えた波長可変干渉フィルターである
ことを特徴とする分光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から測定対象に光を照射し、測定対象で反射又は透過した光を検出する分光測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の分光測定装置（マルチチャンネル分光器）は、サンプル（測定対象）に対して、光源からの光を照射し、測定対象で反射された反射光を干渉フィルターに入射させる。そして、干渉フィルターにより取り出された光をフォトダイオードアレイ（検出部）で受光させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９６１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の分光測定装置では、光源から基準光（例えば白色光）を射出させることで、測定対象の分光スペクトルを測定する。しかしながら、測定環境等によっては、光源以外の外光が測定対象に入射する場合があり、この場合、正確な分光スペクトルの測定が実施できないという課題があった。
【０００５】
本発明は、精度の良いスペクトル特性を測定可能な分光測定装置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】
【０００６】
本発明の分光測定装置は、発光波長が異なる複数の発光素子を備え、これらの前記発光素子で発光された光を混合した基準光を対象物に対して射出する光源部と、前記対象物で反射または透過された光から、所定波長の光を選択して取り出す波長選択素子と、前記波長選択素子で取り出された光の光量を検出する検出部と、制御部と、を備えた分光測定装置であって、前記制御部は、前記対象物を基準校正物として校正処理を実施する校正モード、及び前記対象物を測定対象物として前記測定対象物のスペクトル特性を測定する測定モードを切り替えるモード切替部と、前記校正モードにおいて、外光の特性を解析する外光解析部と、前記校正モードにおいて、前記外光解析部により解析された前記外光の特性に基づいて、前記光源部の各発光素子の発光量を設定する基準光設定部と、前記測定モードにおいて、前記基準光設定部により設定された発光量に基づいて前記発光素子を駆動させる光源駆動部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明では、校正モードに切り替えられた際に、対象物を基準校正物として発光素子の発光量を調整する校正処理を行う。この基準校正物としては、例えば白色校正板等、予め各波長に対する反射率が測定されているものを用いることができる。
本発明では、光源部から対象物に対して基準光を射出し、対象物で反射された光を波長選択素子に入射させ、波長選択素子で取り出された光を検出部で検出する。光源部は、発光波長が異なる複数の発光素子により構成され、光源駆動部によりこれらの発光素子の発光状態を制御することで、各波長の光が混合されて基準光が生成される。
ところで、分光測定装置により分光測定を実施する場合、対象物で反射される光としては、光源部から射出される基準光以外に、外光成分が含まれる場合がある。このような外光成分が入った場合、正確な分光測定が実施できない場合がある。例えば特定波長の光量が大きい外光が入った場合、検出部で検出される当該特定波長に対する光量も大きくなり、対象物の測定精度が低下してしまう。
これに対して、本発明では、モード切替部により校正モードと測定モードとを切り替えることができ、校正モードでは、外光解析部により外光の特性を解析し、基準光設定部により、解析された外光の特性に応じて各発光素子の発光量を設定する。
そして、測定モードでは、光源駆動部は、校正モードによって設定された発光量で各発光素子を駆動させる。これにより、外光が入射した場合でも、当該外光を考慮した基準光を測定対象物に対して射出することができ、分光測定装置による正確なスペクトル特性の測定を実施することができる。
また、このように外光を考慮した光源部の各発光素子の発光量を設定することにより、例えば信号のゲイン調整等、測定値の補正処理が不要となり、容易に対象物のスペクトル特性を測定できる。
さらに、例えば白色光源等、１つの光源（発光素子）を用いて測定を実施する場合、特定波長域の光量が小さくなる。これに対して、本発明では、各波長に対応した発光素子の光量を設定することができる。したがって、全波長域に対して測定に適した光量を有する基準光を用いることができるので、信号強度を大きくでき、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【０００８】
本発明の分光測定装置では、前記外光解析部は、前記外光の特性として、前記外光の各波長に対する光量を取得し、前記基準光設定部は、前記外光の各波長に対する光量に基づいて、各波長に対応する前記発光素子の発光量を算出することが好ましい。
本発明によれば、外光解析部は、外光の特性として、外光の各波長に対する光量を取得する。すなわち、外光解析部は、外光のスペクトル特性を解析する。このように、外光のスペクトル特性を解析することで、例えば光量が不足している波長に対してその不足分を発光素子で補うように発光素子の発光量を設定すればよく、外光の光量が大きすぎる波長に対しては、発光素子の発光量を低く設定すればよい。これにより、各波長に対して発光素子の発光量を容易に、かつ詳細に設定することができ、外光を考慮した最適な基準光の設定を実施することができる。これにより、分光測定装置を測定モードで動作させた際の測定精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の分光測定装置は、前記制御部は、前記波長選択素子により選択可能な各波長に対する前記検出部の感度特性と、前記波長選択素子により選択可能な各波長に対する前記波長選択素子の分光特性と、を記憶する記憶部を備え、前記基準光設定部は、前記外光の各波長に対する光量、前記検出部の感度特性、及び前記波長選択素子の分光特性に基づいて算出される外光特性値と、各波長に対する前記発光素子の発光量、前記検出部の感度特性、及び前記波長選択素子の分光特性に基づいて算出される基準光特性値との和が、前記基準校正物の各波長に対する反射率に対応した設定値となるように、各波長に対応する前記発光素子の発光量を算出することが好ましい。
【００１０】
本発明では、校正モードにおいて、基準光設定部は、検出部により検出される各波長の測定値（外光特性値＋基準光特性値）が、基準校正物の反射率に対応した光量（設定値）となるように、検出部の感度特性や、波長選択素子の分光特性に基づいて、発光素子の発光量を算出する。
これにより、外光の特性に加え、検出部や波長選択素子の特性に応じた発光素子の発光量の設定ができ、より精度の高い測定を実施することができる。また、検出部の感度特性や波長選択素子の分光特性が小さい低感度帯域に対して、発光素子の発光量を増大させることができるため、信号強度を増大させることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図れる。
【００１１】
本発明の分光測定装置は、各波長に対応する前記発光素子の発光量を記憶する発光量記憶部を備え、前記光源駆動部は、前記校正モードにおいて、前記発光量記憶部に記憶された前記発光素子の発光量に基づいて前記光源部を駆動させ、前記外光解析部は、前記外光の特性として、前記外光の各波長に対する光量が所定値を超えるか否かを判断し、前記基準光設定部は、前記外光の波長に対する光量が前記所定値を超える場合、前記波長に対応した前記発光素子の発光量を低下させることが好ましい。
【００１２】
本発明では、外光解析部は、外光の各波長の光量が所定値を超えるか否かを判断し、基準光設定部は、所定値を超える波長に対して発光素子の発光量を低減させる。このように設定された基準光を用いることで、各波長に対して一様な光量の光（基準光と外光との混合光）を対象物に照射することができ、対象物の正確なスペクトル特性の測定を実施することができる。
【００１３】
本発明の分光測定装置は、前記外光の各波長に対する光量を検出する外光検出部を備え、前記外光解析部は、前記外光検出部の検出結果に基づいて前記外光の特性を解析することが好ましい。
本発明によれば、外光の光量を検出するための外光検出部が設けられており、外光解析部は、外光検出部の検出結果に基づいて外光の特性を解析する。このように、外光検出部を設ける構成では、光源部から基準光を射出させている状態であっても、外光のみの特性を解析することができる。したがって、例えば測定モードにおいても、外光の特性を解析することができる。
【００１４】
本発明の分光測定装置は、前記外光の各波長に対する光量を記憶する外光特性記憶部と、前記測定モードにおいて、前記外光の光量に変化があった場合、各波長における光量の変化量を算出する外光監視部と、を備え、前記基準光設定部は、外光監視部に算出される光量の変化量に基づいて、前記発光素子の発光量を補正することが好ましい。
本発明によれば、外光検出部により外光のみを基準光と分けて検出することができるので、測定モードにおいても、例えば外光解析部で外光を解析することができる。そして、基準光設定部は、測定モードにおいて、外光監視部により変化量が算出されると、発光素子の発光量を補正する。このため、例えば測定モードにおいて、外光の光量が変動した場合であっても、基準光の各波長の発光量を外光に応じて変化させることができ、測定精度の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の分光特性装置では、前記波長選択素子は、第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に反射膜間ギャップを介して対向する第二反射膜と、前記反射膜間ギャップのギャップ量を変更するギャップ変更部と、を備えた波長可変干渉フィルターであることが好ましい。
【００１６】
波長選択素子としては、例えば、複数の色フィルターを切り替えて用いる構成等であってもよいが、この場合、測定対象波長に対向した複数の色フィルターを用いる必要があり、装置が複雑化することが考えられる。これに対して、本発明では、波長選択素子として、第一反射膜及び第二反射膜の間の反射膜間ギャップのギャップ量を変更可能な波長可変干渉フィルターを用いるため、１つのフィルターにより複数波長の光を選択的に取り出すことができ、構成の簡略化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図。
【図３】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの概略構成を示す断面図。
【図４】第一実施形態の波長可変干渉フィルターの分光特性を示す図。
【図５】第一実施形態のディテクター（検出部）の感度特性を示す図。
【図６】第一実施形態の光源部を構成するＬＥＤの配置構成を示す図。
【図７】光源部を構成するＬＥＤの配置構成の他の例を示す図。
【図８】第一実施形態の分光測定装置を用いた分光測定方法を示すフローチャート。
【図９】本発明に係る第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図１０】第二実施形態の分光測定装置を用いた分光測定方法を示すフローチャート。
【図１１】本発明に係る第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第一実施形態］
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。
［分光測定装置の構成］
図１は、本発明に係る分光測定装置の概略構成を示すブロック図である。
分光測定装置１は、対象物Ｘで反射された測定対象光における各波長の光量（光強度）を取得し、測定対象光のスペクトル特性を測定する装置であり、特に、可視光域から近赤外光域をカバーしたスペクトル特性を測定する。
この分光測定装置１は、図１に示すように、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御回路１５と、光源部１６と、光源駆動回路１７と、制御回路部２０（制御部）と、を備えている。
【００１９】
［波長可変干渉フィルターの構成］
ここで、分光測定装置１に組み込まれる波長可変干渉フィルター５について、以下説明する。図２は、波長可変干渉フィルターの概略構成を示す平面図である。図３は、図２をIII−III線で断面にした断面図である。
波長可変干渉フィルター５は、本発明の波長選択素子を構成する光学部材である。この波長可変干渉フィルター５は、図２、図３に示すように、固定基板５１および可動基板５２を備えている。これらの固定基板５１及び可動基板５２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの固定基板５１及び可動基板５２は、固定基板５１の第一接合部５１３及び可動基板の第二接合部５２３が、例えばシロキサンを主成分とするプラズマ重合膜などにより構成された接合膜５３（第一接合膜５３１及び第二接合膜５３２）により接合されることで、一体的に構成されている。
【００２０】
固定基板５１には、本発明の第一反射膜を構成する固定反射膜５４が設けられ、可動基板５２には、本発明の第二反射膜を構成する可動反射膜５５が設けられている。これらの固定反射膜５４および可動反射膜５５は、反射膜間ギャップＧ１を介して対向配置されている。そして、波長可変干渉フィルター５には、この反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を調整（変更）するのに用いられる静電アクチュエーター５６が設けられている。この静電アクチュエーター５６は、本発明におけるギャップ量変更部に相当する。この静電アクチュエーター５６は、固定基板５１に設けられた固定電極５６１と、可動基板５２に設けられた可動電極５６２とにより構成されている。これらの固定電極５６１，可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して対向する。ここで、これらの電極５６１，５６２は、それぞれ固定基板５１及び可動基板５２の基板表面に直接設けられる構成であってもよく、他の膜部材を介して設けられる構成であってもよい。ここで、電極間ギャップＧ２のギャップ量は、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量より大きい。
また、波長可変干渉フィルター５を固定基板５１（可動基板５２）の基板厚み方向から見た図２に示すようなフィルター平面視において、固定基板５１及び可動基板５２の平面中心点Ｏは、固定反射膜５４及び可動反射膜５５の中心点と一致し、かつ後述する可動部５２１の中心点と一致する。
なお、以降の説明に当たり、固定基板５１または可動基板５２の基板厚み方向から見た平面視、つまり、固定基板５１、接合膜５３、及び可動基板５２の積層方向から波長可変干渉フィルター５を見た平面視を、フィルター平面視と称する。
【００２１】
（固定基板の構成）
固定基板５１には、エッチングにより電極配置溝５１１および反射膜設置部５１２が形成されている。この固定基板５１は、可動基板５２に対して厚み寸法が大きく形成されており、固定電極５６１および可動電極５６２間に電圧を印加した際の静電引力や、固定電極５６１の内部応力による固定基板５１の撓みはない。
また、固定基板５１の頂点Ｃ１には、切欠部５１４が形成されており、波長可変干渉フィルター５の固定基板５１側に、後述する可動電極パッド５６４Ｐが露出する。
【００２２】
電極配置溝５１１は、フィルター平面視で、固定基板５１の平面中心点Ｏを中心とした環状に形成されている。反射膜設置部５１２は、前記平面視において、電極配置溝５１１の中心部から可動基板５２側に突出して形成されている。この電極配置溝５１１の溝底面は、固定電極５６１が配置される電極設置面５１１Ａとなる。また、反射膜設置部５１２の突出先端面は、反射膜設置面５１２Ａとなる。
また、固定基板５１には、電極配置溝５１１から、固定基板５１の外周縁の頂点Ｃ１，頂点Ｃ２に向かって延出する電極引出溝５１１Ｂが設けられている。
【００２３】
電極配置溝５１１の電極設置面５１１Ａには、固定電極５６１が設けられている。より具体的には、固定電極５６１は、電極設置面５１１Ａのうち、後述する可動部５２１の可動電極５６２に対向する領域に設けられている。また、固定電極５６１上に、固定電極５６１及び可動電極５６２の間の絶縁性を確保するための絶縁膜が積層される構成としてもよい。
そして、固定基板５１には、固定電極５６１の外周縁から、頂点Ｃ２方向に延出する固定引出電極５６３が設けられている。この固定引出電極５６３の延出先端部（固定基板５１の頂点Ｃ２に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される固定電極パッド５６３Ｐを構成する。
なお、本実施形態では、電極設置面５１１Ａに１つの固定電極５６１が設けられる構成を示すが、例えば、平面中心点Ｏを中心とした同心円となる２つの電極が設けられる構成（二重電極構成）などとしてもよい。
【００２４】
反射膜設置部５１２は、上述したように、電極配置溝５１１と同軸上で、電極配置溝５１１よりも小さい径寸法となる略円柱状に形成され、当該反射膜設置部５１２の可動基板５２に対向する反射膜設置面５１２Ａを備えている。
この反射膜設置部５１２には、図３に示すように、固定反射膜５４が設置されている。この固定反射膜５４としては、例えばＡｇ等の金属膜や、Ａｇ合金等の合金膜を用いることができる。また、例えば高屈折層をＴｉＯ２、低屈折層をＳｉＯ２とした誘電体多層膜を用いてもよい。さらに、誘電体多層膜上に金属膜（又は合金膜）を積層した反射膜や、金属膜（又は合金膜）上に誘電体多層膜を積層した反射膜、単層の屈折層（ＴｉＯ２やＳｉＯ２等）と金属膜（又は合金膜）とを積層した反射膜などを用いてもよい。
【００２５】
また、固定基板５１の光入射面（固定反射膜５４が設けられない面）には、固定反射膜５４に対応する位置に反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、固定基板５１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００２６】
そして、固定基板５１の可動基板５２に対向する面のうち、エッチングにより、電極配置溝５１１、反射膜設置部５１２、及び電極引出溝５１１Ｂが形成されない面は、第一接合部５１３を構成する。この第一接合部５１３には、第一接合膜５３１が設けられ、この第一接合膜５３１が、可動基板５２に設けられた第二接合膜５３２に接合されることで、上述したように、固定基板５１及び可動基板５２が接合される。
【００２７】
（可動基板の構成）
可動基板５２は、図２に示すようなフィルター平面視において、平面中心点Ｏを中心とした円形状の可動部５２１と、可動部５２１と同軸であり可動部５２１を保持する保持部５２２と、保持部５２２の外側に設けられた基板外周部５２５と、を備えている。
また、可動基板５２には、図２に示すように、頂点Ｃ２に対応して、切欠部５２４が形成されており、波長可変干渉フィルター５を可動基板５２側から見た際に、固定電極パッド５６３Ｐが露出する。
【００２８】
可動部５２１は、保持部５２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、可動基板５２の厚み寸法と同一寸法に形成されている。この可動部５２１は、フィルター平面視において、少なくとも反射膜設置面５１２Ａの外周縁の径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、この可動部５２１には、可動電極５６２及び可動反射膜５５が設けられている。
なお、固定基板５１と同様に、可動部５２１の固定基板５１とは反対側の面には、反射防止膜が形成されていてもよい。このような反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成することができ、可動基板５２の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させることができる。
【００２９】
可動電極５６２は、電極間ギャップＧ２を介して固定電極５６１に対向し、固定電極５６１と同一形状となる環状に形成されている。また、可動基板５２には、可動電極５６２の外周縁から可動基板５２の頂点Ｃ１に向かって延出する可動引出電極５６４を備えている。この可動引出電極５６４の延出先端部（可動基板５２の頂点Ｃ１に位置する部分）は、電圧制御回路１５に接続される可動電極パッド５６４Ｐを構成する。
可動反射膜５５は、可動部５２１の可動面５２１Ａの中心部に、固定反射膜５４と反射膜間ギャップＧ１を介して対向して設けられる。この可動反射膜５５としては、上述した固定反射膜５４と同一の構成の反射膜が用いられる。
なお、本実施形態では、上述したように、電極間ギャップＧ２のギャップ量が反射膜間ギャップＧ１のギャップ量よりも大きい例を示すがこれに限定されない。例えば、測定対象光として赤外線や遠赤外線を用いる場合等、測定対象光の波長域によっては、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量が、電極間ギャップＧ２のギャップ量よりも大きくなる構成としてもよい。
【００３０】
保持部５２２は、可動部５２１の周囲を囲うダイアフラムであり、可動部５２１よりも厚み寸法が小さく形成されている。このような保持部５２２は、可動部５２１よりも撓みやすく、僅かな静電引力により、可動部５２１を固定基板５１側に変位させることが可能となる。この際、可動部５２１が保持部５２２よりも厚み寸法が大きく、剛性が大きくなるため、保持部５２２が静電引力により固定基板５１側に引っ張られた場合でも、可動部５２１の形状変化が起こらない。したがって、可動部５２１に設けられた可動反射膜５５の撓みも生じず、固定反射膜５４及び可動反射膜５５を常に平行状態に維持することが可能となる。
なお、本実施形態では、ダイアフラム状の保持部５２２を例示するが、これに限定されず、例えば、平面中心点Ｏを中心として、等角度間隔で配置された梁状の保持部が設けられる構成などとしてもよい。
【００３１】
基板外周部５２５は、上述したように、フィルター平面視において保持部５２２の外側に設けられている。この基板外周部５２５の固定基板５１に対向する面は、第一接合部５１３に対向する第二接合部５２３を備えている。そして、この第二接合部５２３には、第二接合膜５３２が設けられ、上述したように、第二接合膜５３２が第一接合膜５３１に接合されることで、固定基板５１及び可動基板５２が接合されている。
【００３２】
以上のような波長可変干渉フィルター５では、固定電極パッド５６３Ｐ及び可動電極パッド５６４Ｐがそれぞれ電圧制御回路１５に接続されている。したがって、電圧制御回路１５により、固定電極５６１及び可動電極５６２間に電圧が印加されることで、静電引力により可動部５２１が固定基板５１側に変位する。これにより、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を所定量に変更することが可能となる。
【００３３】
次に、上述したような波長可変干渉フィルターの透過特性について説明する。
図４は、波長可変干渉フィルター５の透過特性（近赤外域）を示す図である。
図４に示すように、波長可変干渉フィルター５は、透過させる波長により透過率が変化する。
一般に、各波長に対する光量が同一である場合、波長が短いほど光エネルギーが大きくなり、波長が長くなるにしたがって光エネルギーが小さくなる。したがって、波長可変干渉フィルター５の近赤外域における分光特性（透過特性）は、図４に示すように、長波長域に向かうに従って透過率が小さくなる傾向がある。
また、波長可変干渉フィルター５の透過特性は、例えば固定反射膜５４や可動反射膜５５の膜材料等によっても変化する。例えば、反射膜５４，５５として、ＡｇやＡｇ合金等の金属膜、金属合金膜を用いる場合、反射膜５４，５５が有する吸光特性により、透過率が低下する場合がある。なお、反射膜５４，５５として誘電体多層膜を用いる場合では、測定対象波長域が狭くなるものの、各波長に対して一様な透過特性を持たせることもできる。
【００３４】
［ディテクターの構成］
図１に戻り、ディテクター１１は、波長可変干渉フィルター５を透過した光を受光し、受光した光の光量に応じた検出信号（電流）を出力する。
本実施形態では、ディテクター１１として、紫外域から近赤外域の波長域の光の受光により、受光量に応じた検出信号を出力可能なＳｉフォトダイオードを用いる。
図５は、本実施形態のディテクターにおける検出感度特性を示す図である。
ディテクター１１は、各受光波長に対して異なる感度（相対出力）を有する。つまり、ディテクター１１に、同一光量である波長Ａの光と波長Ｂの光とをそれぞれ受光させた場合でも、ディテクター１１から出力される検出信号は異なる値となる。
例えば本実施形態のＳｉフォトダイオードでは、図５に示すように、９００から１０００ｎｍの間で感度が最も良いピーク感度波長λｄｐを有し、当該ピーク感度波長ｄｐより大きい波長の光に対して急激に感度が低下する。また、ピーク感度波長λｄｐより小さい波長の光に対して、波長が小さくなるにしたがって緩やかに感度が低下する。
【００３５】
［Ｉ−Ｖ変換器、Ａ／Ｄ変換器、及び電圧制御回路の構成］
Ｉ−Ｖ変換器１２は、ディテクター１１から入力された検出信号を電圧値に変換し、アンプ１３に出力する。
アンプ１３は、Ｉ−Ｖ変換器１２から入力された検出信号に応じた電圧（検出電圧）を増幅する。
Ａ／Ｄ変換器１４は、アンプ１３から入力された検出電圧（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、制御回路部２０に出力する。
電圧制御回路１５は、制御回路部２０の制御に基づいて、波長可変干渉フィルター５の後述する静電アクチュエーター５６に対して駆動電圧を印加する。
【００３６】
［光源部、及び光源駆動回路の構成］
図６は、光源部１６の概略構成を示す模式図である。
光源部１６は、対象物Ｘに対して基準光を射出する。この光源部１６は、図６に示すように、発光波長が異なる複数のＬＥＤ（発光素子）１６１を備えている。
ここで、光源部１６は、各発光波長に対応したＬＥＤ１６１を少なくとも１つ以上備えている。例えば、図６に示す例では、光源部１６は、波長Ａに対応したＬＥＤ１６１を２つ、波長Ｂに対応したＬＥＤ１６１を１つ、波長Ｃに対応したＬＥＤ１６１を１つ、波長Ｄに対応したＬＥＤ１６１を２つ、波長Ｅに対応したＬＥＤ１６１を５つ、波長Ｆに対応したＬＥＤ１６１を６つ、波長Ｇに対応したＬＥＤ１６１を７つ備えている。
【００３７】
これらの各波長に対応したＬＥＤ１６１の個数は、各ＬＥＤ１６１から射出される光の光量、ディテクター１１の感度特性、波長可変干渉フィルター５の透過特性等により設定される。例えば、発光量が小さいＬＥＤ１６１、ディテクター１１の感度が低い波長に対応したＬＥＤ１６１、波長可変干渉フィルター５の透過特性が低い波長に対応したＬＥＤ１６１の数は、他のＬＥＤ１６１よりも多く配置される。一方、発光量が大きいＬＥＤ１６１、ディテクター１１の感度が高い波長に対応したＬＥＤ１６１、波長可変干渉フィルター５の透過特性が高い波長に対応したＬＥＤ１６１の数は、他のＬＥＤ１６１よりも少なく配置される。
【００３８】
また、光源部１６におけるこれらのＬＥＤ１６１は、仮想円Ｐに沿って円環状に並んで配置される。また、光源部１６は、各ＬＥＤ１６１から射出された光を混合するリフレクター等を備え、ＬＥＤ１６１から射出された各波長の光が混合されて基準光として射出される。
なお、ＬＥＤ１６１の配置としては、図６に示すような配置に限定されず、例えば図７に示すように、同心円となる複数の仮想円に沿って円環状に沿って配置される構成としてもよい。図７は、光源部１６におけるＬＥＤ１６１の他の例を示す模式図である。このような配置では、例えば個数が少ないＬＥＤ１６１（例えば、図７に示す例では、波長Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応したＬＥＤ１６１）を内径側に配置し、個数が多いＬＥＤ１６１（例えば、図７に示す例では、波長Ｅ，Ｆ，Ｇに対応したＬＥＤ１６１）を外径側に配置する構成としてもよい。このような構成とすることで、ＬＥＤ１６１の配置バランスを均一にできる。また、図６、図７では、同一波長に対応したＬＥＤ１６１を隣合せて配置する構成例を示したが、例えば、基準光の光路に対して直交する面内において、各波長に対応したＬＥＤ１６１が均一に配置される構成としてもよい。
更に、図６、図７では、円環に沿ってＬＥＤ１６１が配列する構成を示すが、例えばマトリクス状にＬＥＤ１６１が配置される構成としてもよい。
【００３９】
光源駆動回路１７は、光源部１６の各ＬＥＤ１６１の点灯及び消灯を切り替えるスイッチ回路を備える。
この光源駆動回路１７は、制御回路部２０から入力される光源制御信号に基づいて、スイッチ回路を制御して、点灯させるＬＥＤ１６１をオン状態にし、当該点灯対象のＬＥＤ１６１に対して駆動電圧を印加する。
【００４０】
［制御回路部の構成］
次に、分光測定装置１の制御回路部２０について、説明する。
制御回路部２０は、例えばＣＰＵやメモリー等が組み合わされることで構成され、分光測定装置１の全体動作を制御する。この制御回路部２０は、図１に示すように、モード切替部２１、フィルター駆動部２２、外光解析部２３、基準光設定部２４、光源駆動部２５、及び測定部２６を備えている。
【００４１】
また、制御回路部２０は、分光測定装置１を制御するための各種データを記憶する記憶部３０を備える。この記憶部３０には、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する電圧と、当該波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長との関係を示すＶ−λデータが記憶される。また、記憶部３０には、図４に示すような波長可変干渉フィルター５の透過特性や、図５に示すようなディテクター１１の感度特性が記憶される。さらに、記憶部３０は、本発明の発光量記憶部及び外光特性記憶部として機能し、光源部１６の各ＬＥＤの発光量や、外光の各波長における光量が記憶される。
【００４２】
モード切替部２１は、分光測定装置１における動作モードを切り替える。具体的には、モード切替部２１は、動作モードを校正モードと、測定モードとのいずれかにを切り替える。
校正モードは、対象物Ｘを基準校正物として、光源部１６から射出させる基準光の各波長における光量を設定する動作モードである。
測定モードは、対象物Ｘのスペクトル特性を測定する動作モードである。
このモード切替部２１は、分光測定装置１による測定開始時において、まず動作モードを校正モードに切り替え、この校正モードが終了した後に、測定モードに切り替える。なお、モード切替部２１による動作モードの切り替えタイミングとしては、上記に限定されず、例えば測定者の設定入力により、動作モードを切り替えてもよい。
【００４３】
フィルター駆動部２２は、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加される電圧を設定する。また、モード切替部２１は、電圧制御回路１５を制御し、設定された電圧（ステップ電圧）を静電アクチュエーター５６に印加させ、反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を変化させる。
ここで、フィルター駆動部２２は、各動作モードにおいて、静電アクチュエーター５６に印加するステップ電圧を段階的に切り替える。これにより、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長が、段階的に切り替えられる。
【００４４】
外光解析部２３は、校正モードにおいて、対象物Ｘに反射された外光を解析する。ここで、校正モードでは、対象物Ｘとして、例えば白色校正板等の、予め反射率が把握されている基準校正物を用いる。
また、本実施形態の校正モードでは、光源部１６が停止された状態で実施される。したがって、校正モードでは、対象物Ｘで反射された外光のみが波長可変干渉フィルター５に入射し、波長可変干渉フィルター５を透過した光がディテクター１１で受光される。
そして、外光解析部２３は、ディテクター１１から出力された検出信号に基づいて、外光のスペクトル特性、すなわち外光における各波長の光量を取得する。
【００４５】
基準光設定部２４は、外光解析部２３により取得された外光のスペクトル特性、記憶部３０に記憶される波長可変干渉フィルター５の透過特性、及びディテクター１１の感度特性に基づいて、光源部１６の各ＬＥＤ１６１の発光量を設定する。
【００４６】
一般に、光源部１６からの基準光及び外光が対象物Ｘで反射され、その反射光のうち、波長可変干渉フィルター５により波長λの光が取り出されて、ディテクター１１で受光された場合、波長λの光に対するディテクター１１からの出力値Ｆλは、下記（１）式に示すように表される。つまり、出力値Ｆλは、反射光のうち外光成分に基づいた出力値である外光特性値ＦＯλと、基準光に基づいた出力値である基準光特性値ＦＬλとの和となる。
【００４７】
［数１］
Ｆｎλ＝ＦＯλ＋ＦＬλ        …（１）
【００４８】
なお、外光特性値ＦＯλは、光源部１６を停止させた状態（基準光がない状態）でのディテクター１１からの出力値、すなわち外光解析部２３により取得（解析）される外光のスペクトル特性である。ここで、実際の外光の波長λに対する光量をＡＯλとすると、外光特性値ＦＯλは、ディテクター１１の波長λに対する感度特性（相対出力）をｆｄλ、波長可変干渉フィルター５の波長λに対する透過特性（透過率）をｆｆλとして、下記（２）式のように表される。同様に、基準光特性値ＦＬλは、波長λに対する感度特性ｆｄλ、透過特性ｆｆλ、及び光源部１６から射出される波長λの光の実際の光（ＬＥＤ１６１の発光量）ＡＬλを用いて、下記（３）式のようになる。
【００４９】
［数２］
ＦＯλ＝ＡＯλ×ｆｄλ×ｆｆλ        …（２）
ＦＬλ＝ＡLλ×ｆｄλ×ｆｆλ        …（３）
【００５０】
ここで、基準校正物におけるスペクトル特性は、予め設定された設定値となる。したがって、校正モードでは、基準光設定部２４は、ディテクター１１から出力される出力値Ｆｎλがこの設定値となるように、ＡＬλを設定する。例えば基準校正物として、各波長に対する反射率が一様である基準白色板を用いる場合、各波長の光に対する測定値Ｆｎλが、それぞれ設定値Ｓとなるように、各波長に対応したＬＥＤ１６１の発光量ＡＬλの値を設定する。
そして、基準校正物として基準白色板を用いる場合、基準光設定部２４は、下記（４）式に基づいて各波長に対応したＬＥＤ１６１の発光量ＡＬλの値を算出する。これにより、光源部１６における各ＬＥＤ１６１の発光量が設定される。
【００５１】
［数３］
ＡＬλ＝（Ｓ−ＦＯλ）／（ｆｄλ×ｆｆλ）      …（４）
【００５２】
ここで、設定値Ｓとして、基準校正物に対して予め設定された値を用いることができる。なお、基準校正物として白色板以外を用いる場合、当該基準校正物の各波長に対する反射率に応じて、各波長に対する設定値Ｓλを設定する。この場合、各波長に対してそれぞれ異なる設定値Ｓλが設定される場合もある。
また、設定値Ｓとしては、例えば外光解析部２３により取得される外光の各波長に対する光量のうち、最大光量値を採択してもよい。この場合、最大光量値に対応する波長に対して、ＬＥＤ１６１を点灯させる必要がなくなり、省電力化を図ることができる。このような設定値Ｓは、特に、外光の光量が大きい場合に有効となる。
また、設定値Ｓとして、以下のような値と設定してもよい。すなわち、基準光設定部２４は、各波長に対応したＬＥＤ１６１の発光量を最大発光量に設定（全点灯）した際に、ディテクター１１から出力される出力値Ｆλを例えば（１）式に基づいて試算する。そして、試算された各出力値Ｆλのうち、最小値を設定値Ｓとして設定する。この場合、外光を考慮し、かつ基準光の光量が最大となる設定を行える。
【００５３】
光源駆動部２５は、測定モードにおいて、光源駆動回路１７を制御して光源部１６を駆動させ、基準光を対象物Ｘに対して射出させる。この時、光源駆動部２５は、基準光設定部２４により設定された各ＬＥＤ１６１の発光量に基づいて、光源駆動回路１７を制御する。
測定部２６は、測定モードにおいて、ディテクター１１から出力された検出信号に基づいて、各波長に対する光量を取得、すなわち対象物Ｘのスペクトル特性を取得する。
【００５４】
［分光測定装置による分光測定方法］
次に、上述した分光測定装置１による分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図８は、本実施形態の分光測定方法のフローチャートである。
図８に示すように、本実施形態の分光測定方法では、測定開始時、又は測定者により光源部１６の校正を実施する旨の設定入力がなされると、モード切替部２１は、動作モードを校正モードに設定する（Ｓ１）。
【００５５】
Ｓ１で校正モードに設定されると、制御回路部２０は、光源部１６の基準光を設定する校正処理を実施する。この校正処理では、対象物Ｘを基準校正物として、光源部１６の校正が実施される。本実施形態では、基準校正物として、上述したように、基準白色板が用いられる。
そして、この校正処理では、まず、光源駆動部２５により光源部１６の駆動が停止される（Ｓ２）。この後、外光解析部２３による外光のスペクトル特性の解析が実施される（Ｓ３）。
このＳ３では、フィルター駆動部２２の制御により、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧が順次切り替える。これにより、対象物Ｘで反射され、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長が順次変更されてディテクター１１にて受光される。そして、外光解析部２３は、ディテクター１１から出力された検出信号を取得し、外光の各波長における光量を取得する。すなわち、外光解析部２３は、外光特性値ＦＯλを取得する。
【００５６】
この後、基準光設定部２４は、設定値Ｓを設定する（Ｓ４）。
設定値Ｓの設定では、上述したように、基準校正物に対して予め設定された設定値Ｓを読み込んで設定してもよく、例えば外光解析部２３により取得される外光の各波長に対する光量のうち、最大光量値を採択してもよい。また、各波長に対応したＬＥＤ１６１の発光量を最大発光量に設定した際の出力値Ｆλを試算し、試算された各出力値Ｆλのうち、最小値を設定値Ｓとして設定してもよい。さらには、外光の光量に基づいて、上記のうちいずれかを選択する処理をしてもよい。
そして、基準光設定部２４は、上記（４）式に基づいて、各波長に対して、各ＬＥＤ１６１の発光量ＡＬλを設定する（Ｓ５）。
【００５７】
以上の校正処理が終了した後、モード切替部２１は、動作モードを測定モードに切り替える（Ｓ６）。この測定モードでは、測定者は、対象物Ｘとして、基準白色板に代えて、測定対象物が設置して、測定対象物のスペクトル特性の測定処理を実施する。
この測定処理では、光源駆動部２５は、Ｓ５により設定された各ＬＥＤ１６１の発光量ＡＬλに基づいて、各ＬＥＤ１６１を点灯させる（Ｓ７）。
この後、測定部２６による測定対象物のスペクトル特性の測定が実施される（Ｓ８）。
このＳ８では、フィルター駆動部２２の制御により、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧が順次切り替える。これにより、測定対象物で反射され、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長が順次変更されてディテクター１１にて受光される。そして、測定部２６は、ディテクター１１から出力された検出信号を取得し、測定対象物の各波長における光量を取得、すなわち測定対象物のスペクトル特性を測定する。
【００５８】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１では、校正モードにおいて、外光解析部２３は、外光の特性を解析し、基準光設定部２４は、解析された外光の特性に基づいて光源部１６の各波長に対応するＬＥＤ１６１の発光量を設定する。
このため、外光を考慮した基準光の設定ができ、測定モードにおいて、外光成分が含まれる場合であっても、高精度に対象物Ｘのスペクトル特性の測定を実施することができる。また、このように光源部１６の基準光を、外光の特性に応じて調整することにより、例えば測定モードにおいて、ゲイン調整等や補正処理等を簡略化でき、迅速、かつ容易に高精度なスペクトル特性の測定を実施することができる。
また、例えばハロゲンランプ等、１つの光源から基準光を射出する構成と比べて、各波長域でのＬＥＤ１６１の発光量を詳細に設定することができる。したがって、光量不足となる波長域がなくなり、各波長における信号強度を大きくすることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図れる。
【００５９】
本実施形態では、モード切替部２１により動作モードが校正モードに切り替えられた際、光源駆動部２５は光源部１６の駆動を停止させる。これにより、ディテクター１１には対象物Ｘ（基準校正物）で反射された外光のみが入射することとなり、外光の各波長に対する光量を測定することができる。
そして、このような外光の光量に基づいて各ＬＥＤ１６１の発光量を設定することにより、基準光における各波長の光を、基準校正物に対応した最適な光量に設定することができる。したがって、このような最適光量に設定された基準光により測定モードの動作を実施することで、測定精度をより向上させることができる。
【００６０】
本実施形態では、上述した（４）式に基づいて、ＬＥＤ１６１における発光量を算出する。したがって、外光のスペクトル特性に加え、ディテクター１１の感度特性、波長可変干渉フィルター５の分光特性をも考慮したＬＥＤ１６１の発光量を算出することができる。したがって、測定モードにおける対象物Ｘのスペクトル特性の測定において、より精度の高い測定結果を得ることができる。また、ディテクター１１の感度や、波長可変干渉フィルターの透過率が低い低感度帯域に対して、ＬＥＤ１６１の発光量を増大させることができる。したがって、低感度帯域の信号強度が増大し、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【００６１】
本実施形態では、各波長に対応したＬＥＤ１６１がそれぞれ複数設けられており、基準光設定部２４は、これらのＬＥＤ１６１の点灯数を設定することで、光源部１６から射出させる基準光を設定する。このような構成では、光源駆動部２５は、光源駆動回路１７のスイッチ回路を切り替えるだけで、容易に光源部１６の基準光の各波長における光量を変化させることができ、構成の簡略化も図れる。
【００６２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以降の実施形態の説明に当たり、第一実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
上記第一実施形態では、外光解析部２３は、基準光の照射を停止した状態で外光のスペクトル特性を解析する例を示した。これに対して、本実施形態では、外光解析部は、光源部１６から基準光を照射した状態で、外光の各波長に対する光量が所定値より大きいか否かを判断する点で上記第一実施形態と相違する。
【００６３】
図９は、第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
図９に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａは、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御回路１５と、光源部１６と、光源駆動回路１７と、制御回路部２０Ａと、を備えている。
また、本実施形態の制御回路部２０Ａは、モード切替部２１、フィルター駆動部２２、外光解析部２３Ａ、基準光設定部２４Ａ、光源駆動部２５、測定部２６、及び記憶部３０を備える。
【００６４】
そして、本実施形態の分光測定装置１Ａでは、モード切替部２１により動作モードが校正モードに切り替えられた際、光源駆動部２５は、光源部１６のＬＥＤ１６１を点灯させた状態で校正処理を実施する。
具体的には、外光解析部２３Ａは、光源部１６のＬＥＤ１６１が点灯された状態で、ディテクター１１からの出力値が、オーバーレンジか否かを判断する。ここで、各波長に対するディテクター１１からの出力値が、予め設定された規定値を超える場合、外光の光量が大きい、すなわち外光の光量が所定値を超えることを意味する。したがって、外光解析部２３Ａは、各波長に対するディテクター１１からの出力値が、予め設定された規定値を超える場合に、オーバーレンジであると判断する。
そして、基準光設定部２４Ａは、外光解析部２３Ａによりオーバーレンジであると判断された波長に対して、当該波長に対応するＬＥＤの発光量を低下させる。具体的には、基準光設定部２４Ａは、外光の光量が大きいと判断された波長に対応するＬＥＤの点灯数を１つ減少させる。
【００６５】
［分光測定装置の分光測定方法］
次に、上記のような分光測定装置１Ａによる分光測定方法について、図面に基づいて説明する。
図１０は、分光測定装置１Ａの分光測定方法を示すフローチャートである。
図１０に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ａは、上記第一実施形態と同様に、測定開始時、又は測定者により光源部１６の校正を実施する旨の設定入力がなされると、Ｓ１の処理を実施し、モード切替部２１は、動作モードを校正モードに設定する。
【００６６】
Ｓ１で校正モードに設定されると、制御回路部２０Ａは、光源部１６の基準光を設定する校正処理を実施する。
この校正処理では、第一実施形態と同様に、対象物Ｘを基準校正物（基準白色板）として、光源部１６の校正が実施される。
そして、本実施形態における校正処理では、まず、光源駆動部２５は、光源部１６の全てのＬＥＤ１６１が点灯させる（Ｓ１１）。
この後、フィルター駆動部２２は、波長可変干渉フィルター５の静電アクチュエーター５６に印加する駆動電圧を順次切り替える（Ｓ１２）。これにより、対象物Ｘで反射され、波長可変干渉フィルター５を透過する光の波長が順次変更されてディテクター１１にて受光される。この時、外光解析部２３Ａは、ディテクター１１から出力される各波長に対する出力値（光量）を、記憶部３０に記憶する。
【００６７】
この後、外光解析部２３Ａは、記憶部３０に記憶されたＳ１２の出力値が、オーバーレンジであるか否かを判断する（Ｓ１３）。すなわち、外光解析部２３Ａは、Ｓ１２の各波長に対する出力値が、所定の規定値を上回る否かを判断する。
【００６８】
このＳ１３において、外光解析部２３Ａにより、出力値が規定値以下であると判断された場合（「Ｎｏ」と判断された場合）、基準光設定部２４Ａは、現在のＬＥＤ１６１の発光量（各波長に対応するＬＥＤ１６１の点灯数）を記憶部３０に設定発光量として記憶する（Ｓ１４）。
【００６９】
一方、Ｓ１３において、外光解析部２３Ａにより、各波長に対応する出力値のうち、予め設定された規定値を上回る出力値があると判断された場合（「Ｙｅｓ」と判断された場合）、基準光設定部２４Ａは、出力値が上回った波長に対応するＬＥＤ１６１の点灯数を１つ減少させる（Ｓ１５）。そして、基準光設定部２４Ａは、各波長に対応するＬＥＤ１６１の発光量（点灯数）を記憶部３０に記憶する。
そして、このＳ１５の後、Ｓ１２及びＳ１３の処理を繰り返す。つまり、各波長に対応する出力値が規定値以下となるまで、Ｓ１２、Ｓ１３、及びＳ１５の処理を繰り返して実施する。
【００７０】
そして、各波長に対応する出力値が規定値以下となり、Ｓ１４の処理が実施された後、分光測定装置１Ａは、上記第一実施形態と同様、Ｓ６からＳ８の測定処理を実施して、測定対象物のスペクトル特性を測定する。
【００７１】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１Ａでは、校正モードにおいて、光源駆動部２５は、記憶部３０に記憶される各ＬＥＤ１６１の発光量に基づいて点灯させる（初期状態では、全点灯）。そして、外光解析部２３Ａは、ディテクター１１により検出される各波長の光量が、所定の規定値以上であるか否か、すなわち外光が所定値以上であるか否かを判断し、基準光設定部２４Ａは、光量が規定値を超える波長に対応した発光素子の発光量を低減させて記憶部３０に記憶する。
このような構成でも、上記第一実施形態と同様に、外光に対応した基準光の設定を実施することができる。したがって、測定モードにおいて、ゲイン調整等や補正処理等を簡略化でき、迅速、かつ容易に高精度なスペクトル特性の測定を実施することができる。
また、例えばハロゲンランプ等、１つの光源から基準光を射出する構成と比べて、各波長域での発光素子の発光量を詳細に設定することができる。したがって、光量不足となる波長域がなくなり、各波長における信号強度を大きくすることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図れる。
また、第一実施形態に比べて、（４）式に基づいた発光量の演算等を実施する必要がなく、処理の簡略化を図ることができる。
【００７２】
［第三実施形態］
次に本発明の第三実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態では、外光解析部２３は、ディテクター１１で取得される出力値に基づいて、外光のスペクトル特性を解析し、第二実施形態では、ディテクター１１で取得される出力値に基づいて、外光の光量が規定値以上であるか否かを解析した。
これに対して、本実施形態では、外光のみを検出する外光センサーを別途備え、外光解析部は、外光センサーからの検出信号に基づいて外光を検出する。
【００７３】
図１１は、第三実施形態の分光測定装置１Ｂの概略構成を示す図である。
図１１に示すように、本実施形態の分光測定装置１Ｂは、波長可変干渉フィルター５と、ディテクター１１（検出部）と、Ｉ−Ｖ変換器１２と、アンプ１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、電圧制御回路１５と、光源部１６と、光源駆動回路１７と、本発明の外光検出部である外光検出センサー１８と、制御回路部２０Ｂと、を備えている。
【００７４】
外光検出センサー１８は、外光のスペクトル特性を解析するセンサーである。この外光検出センサー１８は、基準光以外の外光のみを検出するセンサーであり、外光の各波長における光量を測定する。このような外光検出センサーとしては、例えば波長可変干渉フィルター５及びディテクター１１と同様の構成を有する、第二波長可変干渉フィルター及び第二ディテクターを備えたセンサーを例示できる。
【００７５】
そして、本実施形態の制御回路部２０Ｂは、モード切替部２１、フィルター駆動部２２、外光解析部２３Ｂ、基準光設定部２４Ｂ、光源駆動部２５、測定部２６、外光監視部２７、及び記憶部３０を備える。記憶部３０は、本発明の外光特性記憶部としても機能し、外光解析部２３Ｂにより取得された外光のスペクトル特性を記憶する。
【００７６】
外光解析部２３Ｂは、ディテクター１１ではなく、外光検出センサー１８から入力される検出信号に基づいて、外光のスペクトル特性を解析する。
本実施形態では、第一実施形態と同様に、校正モードにおいて、外光解析部２３Ｂは、外光のスペクトル特性を取得し、基準光設定部２４Ｂは、取得したスペクトル特性に基づいて各波長に対応するＬＥＤ１６１の発光量を算出する。この際、本実施形態では、図８に示すＳ２の処理が不要であり、光源部１６を駆動させたままであってもよい。
なお、外光解析部２３Ｂ及び基準光設定部２４Ｂは、例えば第二実施形態のように、外光の各波長における光量が所定値を超えるか否かを判断し、所定値を超える場合にＬＥＤ１６１の点灯数を減少させる構成としてもよい。
【００７７】
また、本実施形態の外光解析部２３Ｂは、モード切替部２１により測定モードが設定された場合でも、外光検出センサー１８の検出信号に基づいて、外光のスペクトル特性を解析する。
更に、本実施形態の分光測定装置１Ｂの制御回路部２０Ｂは、外光の各波長における光量の変化を監視する外光監視部２７を備える。この外光監視部２７は、外光の各波長における光量が変化した際、その変化量を算出する。
そして、本実施形態の基準光設定部２４Ｂは、外光監視部２７により外光の変化量が算出されると、当該変化量に応じてＬＥＤ１６１の発光量を補正し、補正した各ＬＥＤ１６１の発光量を記憶部３０に記憶する。
具体的には、基準光設定部２４Ｂは、外光の光量が所定量増大した場合、光量が変化した波長に対応するＬＥＤ１６１の点灯数を１つ減少させる。また、外光の光量が所定量減少した場合、光量が変化した波長に対応するＬＥＤ１６１の点灯数を１つ増加させる。
また、光源駆動部２５は、記憶部３０に記憶されるＬＥＤ１６１の発光量が更新されると、更新後の発光量に基づいてＬＥＤ１６１を駆動させる。
【００７８】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の分光測定装置１Ｂは、外光の各波長に対する光量を検出する外光検出センサー１８を備える。そして、外光解析部２３Ｂは、外光検出センサー１８からの検出信号に基づいて、外光のスペクトル特性を解析する。
このような構成では、測定モードに設定された場合であっても、外光解析部２３により外光のスペクトル特性を解析することができ、測定中の外光の変化を検出することができる。
【００７９】
また、本実施形態の記憶部３０は、外光のスペクトル特性が記憶されている。そして、外光監視部２７は、外光の光量に変化があった場合に、記憶部３０に記憶されている外光の各波長の光量と、外光解析部２３により取得される外光の各波長の光量とに基づいて変化量を算出し、基準光設定部２４Ｂは、当該変化量に基づいて、ＬＥＤ１６１の発光量を補正する。
このため、測定モードの動作中であっても、外光の変化があった場合に、その変化量に基づいて基準光の各波長の光量を設定し直すことができる。これにより、測定中の外光の光量変化による測定精度の低下を抑制できる。
【００８０】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８１】
例えば、上記第一から第三実施形態では、複数のＬＥＤ１６１の点灯数を変化させることで、各波長における発光量を調整する例を示したが、１つのＬＥＤ１６１に印加する駆動電圧を変化させることで発光量を調整する構成としてもよい。また、ＬＥＤ１６１は、発光波長等によって最大発光量が異なる。したがって、最大発光量が小さい波長に対応したＬＥＤ１６１に対しては複数設けられる構成とし、これらのＬＥＤ１６１の個数及び駆動電圧の双方を変化させることで発光量を変化させる構成などとしてもよい。このように、ＬＥＤ１６１に印加する駆動電圧を変化させる構成とすることで、より詳細な発光量の調整が可能となる。
【００８２】
光源部１６は、発光素子としてＬＥＤ１６１を備える例を示したが、各波長に対応した複数の発光素子が設けられる構成であれば発光素子の種類について特に限定されない。例えば、発光素子として、レーザー光源を用いてもよく、ＬＥＤ及びレーザー光源の双方を組み合わせた構成としてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、波長選択素子として波長可変干渉フィルター５を例示したが、例えば透過波長が異なる複数の色フィルターや波長固定型干渉フィルター等を切り替えて透過波長を選択する構成などとしてもよい。
【００８４】
波長可変干渉フィルター５のギャップ量変更部として、電圧印加により静電引力により反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を変動させる静電アクチュエーター５６を例示したが、これに限定されない。
例えば、固定電極５６１の代わりに、第一誘電コイルを配置し、可動電極５６２の代わりに第二誘電コイルまたは永久磁石を配置した誘電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。
さらに、静電アクチュエーター５６の代わりに圧電アクチュエーターを用いる構成としてもよい。この場合、例えば保持部５２２に下部電極層、圧電膜、および上部電極層を積層配置させ、下部電極層および上部電極層の間に印加する電圧を入力値として可変させることで、圧電膜を伸縮させて保持部５２２を撓ませることができる。
また、例えば、固定基板５１及び可動基板５２の間の空間を密閉空間とし、内部の空気圧を変化させることで反射膜間ギャップＧ１のギャップ量を変化させる波長可変干渉フィルターを用いてもよい。この場合、密閉空間の空気を例えばポンプ等を用いて加圧または減圧するが、フィルター駆動部２２及び電圧制御回路１５により、ポンプを駆動させる際の電圧を変化させることで、上記実施形態と同様の動作を実施させることができる。
【００８５】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【００８６】
１，１Ａ，１Ｂ…分光測定装置、５…波長可変干渉フィルター、１１…ディテクター（検出部）、１６…光源部、１８…外光検出センサー（外光検出部）、２０，２０Ａ，２０Ｂ…制御回路部（制御部）、２１…モード切替部、２２…フィルター駆動部、２３，２３Ａ，２３Ｂ…外光解析部、２４，２４Ａ，２４Ｂ…基準光設定部、２５…光源駆動部、２６…測定部、２７…外光監視部、３０…記憶部（発光量記憶部、外光特性記憶部）、５４…固定反射膜（第一反射膜）、５５…可動反射膜（第二反射膜）、５６…静電アクチュエーター（ギャップ量変更部）、５６１…固定電極、５６２…可動電極、Ｇ１…反射膜間ギャップ（ギャップ）、１６１…ＬＥＤ（発光素子）、Ｘ…測定対象。
【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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