(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料を照明する照明手段と、
この照明手段を発光させる照明制御手段と、
照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、
上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、
上記各光電変換素子の分光感度が格納された分光感度記憶手段と、
上記分光プロファイルと上記各光電変換素子の分光感度とを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置において、
初期状態で特定波長に強度のピークを持つ所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群が格納された基準分光プロファイル群記憶手段と、
上記初期状態以後に上記所定光源を校正可能な状態で発光させる補正制御手段と、
上記所定光源が発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている上記各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求める補正量演算手段とを備え、
上記所定光源は、連続スペクトルおよび上記特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので、上記照明手段として兼用され、
上記照明制御手段は、上記フラッシュランプを所定時間だけ発光させるものであり、
上記補正制御手段は、上記フラッシュランプを上記所定時間より短い時間だけ発光させるものであることを特徴とする分光特性測定装置。
【請求項２】
上記所定光源は、キセノンフラッシュランプからなるもので、上記特定波長は、700nm以上の波長域における輝線スペクトルに対応する波長であり、
上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が上記初期状態から波長分散方向にシフトしたときの、700nm以上の波長域における輝線スペクトルの波長方向のシフト量と上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量との関係が格納されたシフト量記憶手段をさらに備え、
上記補正量演算手段は、上記シフト量記憶手段に格納されている上記関係を用いて、上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シフト量から上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量を求め、これを上記波長シフト補正量とするものであることを特徴とする請求項１記載の分光特性測定装置。
【請求項３】
上記補正量演算手段は、差分データを隣の光電変換素子出力との差として、上記補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関が最も大きい分光プロファイルに対応するシフト量を上記波長シフト補正量として求めるものであることを特徴とする請求項１または２記載の分光特性測定装置。
【請求項４】
上記補正量演算手段は、差分データを隣の光電変換素子出力との差として、上記補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関値をそれぞれ求め、上記シフト量を変数として各相関値を所定の関数で近似し、当該近似関数の極大値を与えるシフト量を上記波長シフト補正量として求めるものであることを特徴とする請求項１または２記載の分光特性測定装置。
【請求項５】
上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、上記所定光源の分光強度分布を測定し、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求めたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項６】
上記補正用分光プロファイルは、上記初期状態以後における測定試料の分光特性測定に先立ち、上記分光手段が上記測定試料からの反射光を分光するものであるときは校正用白色板を上記測定試料に代えて配置した校正可能な状態で求められ、上記分光手段が上記測定試料からの透過光を分光するものであるときは上記測定試料を配置せずに光が透過する校正可能な状態で求められることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項７】
上記補正量演算手段により求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備え、上記分光特性演算手段は、上記補正量記憶手段に上記波長シフト補正量が格納されているときは、上記各光電変換素子の分光感度を上記波長シフト補正量だけシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項８】
上記補正量演算手段により求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備え、上記分光特性演算手段は、上記補正量記憶手段に格納されている上記波長シフト補正量が所定値以上のときのみ、上記各光電変換素子の分光感度を上記波長シフト補正量に基づき設定された量だけシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の分光特性測定装置。
【請求項９】
測定試料を照明する照明手段と、
この照明手段を発光させる照明制御手段と、
照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、
上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、
上記各光電変換素子の分光感度が格納された分光感度記憶手段と、
上記分光プロファイルと上記各光電変換素子の分光感度とを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法において、
初期状態で、特定波長に強度のピークを持ち連続スペクトルおよび上記特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので上記照明手段として兼用されている所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群を記憶しておき、
上記初期状態以後に上記所定光源のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、
上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしたことを特徴とする分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法。
【請求項１０】
上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、
上記所定光源の分光強度分布を測定し、
上記各光電変換素子の分光感度を測定し、
当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、
当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求めるようにしたことを特徴とする請求項９記載の分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法。
【請求項１１】
連続スペクトルおよび特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなり、測定試料を照明する照明手段と、
この照明手段を発光させる照明制御手段と、
照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、
上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、
上記分光プロファイルを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法であって、
複数の上記分光特性測定装置の上記各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定し、それらの測定結果に基づき少なくとも１つの分光強度分布を選択し、
初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および上記測定された分光感度と選択された上記分光強度分布とを用いて上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、
上記照明手段のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、
上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を与える分光強度分布について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておき、
上記初期状態以後に補正対象の分光特性測定装置において波長シフト補正を行う際に、
上記照明手段のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記記憶されている基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、
上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしたことを特徴とする分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法。
【請求項１２】
複数の上記分光特性測定装置の上記各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定したときの測定結果において、典型的な分光強度分布を与える１つの分光特性測定装置を選択し、
選択された分光特性測定装置について、上記照明手段の発光時間を所定時間から所定ピッチで複数段階変化させたときの分光強度分布をそれぞれ測定し、
初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および上記測定された分光感度と各発光時間での上記分光強度分布とを用いて上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、
上記照明手段を校正可能な状態で発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、
上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を与える発光時間について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておくようにしたことを特徴とする請求項１１記載の分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法。
【請求項１３】
求めた上記波長シフト補正量を記憶しておき、その波長シフト補正量だけ上記各光電変換素子の分光感度をシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するようにしたことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光測色計などの分光特性測定装置に係り、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方向のシフトを補正する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
分光測色計などの分光特性測定装置は、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振幅方向に変化したり波長方向にシフトしてしまうと、測定精度が低下してしまう。
【０００３】
例えば、一般に受光手段として、分光手段の波長分散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方向に変化すると、受光手段の分光感度が波長方向にシフトしてしまうこととなる。
【０００４】
分光感度の振幅方向の変化については、測定前に日常的に行われる校正用白色板を用いた白色校正により比較的簡単に、従って十分な頻度で、しかも実際の測定環境条件下で補正することが可能である。
【０００５】
これに対して、分光感度の波長方向のシフトについては、現状では一般に、分光反射率が既知の基準色サンプルを測定し、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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、基準色サンプルは、温度依存特性の大きいものが多く、特に波長方向のシフトを補正するのに有効な急峻な分光特性を有する赤色、オレンジ色、黄色などの高彩度色の基準色サンプルは、温度依存特性として１℃当たり0.1nm以上の値を持つ。
【０００７】
従って、基準色サンプルを用いて精度良く補正を行うために、既知の分光反射率が求められたときと同一の周囲温度で補正作業を行うか、または補正時における基準色サンプルの温度を測定して既知の分光反射率に温度補正を施すことが行われている。
【０００８】
ところが、前者は、温度管理された部屋で補正作業を行う必要があるので経費がかさむとともに、当該測定装置がその温度と異なる周囲温度の場所で使用される場合には、補正が実用的な意味を持たないという欠点があり、後者は、基準色サンプルの分光反射率の温度依存特定を予め測定しておき、補正時に、基準色サンプルの温度を測定して既知データを補正しなければならないので、時間と手間を要するという欠点がある。特に、ポータブル分光測色計は、試験室を離れて周囲温度が異なる種々の環境で使用されるので、いずれの補正方法も現実的ではない。
【０００９】
このような問題点に加えて、基準色サンプルの測定や保管という手間を要するため、分光感度の波長方向のシフトの補正がユーザ側で日常的に行われることは殆どなく、メーカの工場に返送して行われることが多い。
【００１０】
このように、分光手段の分光感度の波長方向のシフトの補正については、その煩雑さから日常的には行われず、測定データの一貫性を保つのに大きな阻害要因になっている。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するもので、ユーザが実際に使用する環境で日常的に波長方向のシフト補正を行えるようにした分光特性測定装置および同装置の分光感度の波長シフト補正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、測定試料を照明する照明手段と、この照明手段を発光させる照明制御手段と、照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、上記各光電変換素子の分光感度が格納された分光感度記憶手段と、上記分光プロファイルと上記各光電変換素子の分光感度とを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置において、初期状態で特定波長に強度のピークを持つ所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群が格納された基準分光プロファイル群記憶手段と、上記初期状態以後に上記所定光源を校正可能な状態で発光させる補正制御手段と、上記所定光源が発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている上記各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求める補正量演算手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、特定波長に強度のピークを持つ所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群が、初期状態、例えば装置の製造工程で求められ、基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている。
【００１４】
そして、初期状態以後に所定光源が校正可能な状態で発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている上記各分光プロファイルとが上記特定波長域においてそれぞれ比較され、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シフト量が初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求められる。
【００１５】
これによって、受光手段の分光手段に対する相対位置が波長分散方向に変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、従来のように基準色サンプルを用いることなく、波長シフト補正量が求められることとなる。その結果、使用者に注意を喚起したり、必要な補正を行うことがユーザ側において容易に可能になる。
【００１７】
また、上記所定光源は、連続スペクトルおよび上記特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有するもので、上記照明手段として兼用されている場合には、所定光源を別途準備する必要がなく構成が簡素化される。この所定光源としては、例えばキセノンランプ等の輝線スペクトルを有する光源を採用することができる。
【００１８】
そして、上記所定光源は、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので、上記照明制御手段は、上記フラッシュランプを所定時間だけ発光させるもので、上記補正制御手段は、上記フラッシュランプを上記所定時間より短い時間だけ発光させるものであるとすると、フラッシュランプの分光強度分布において、発光時間が短くなると連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が増大することから、補正用分光プロファイルと基準分光プロファイル群の分光プロファイルを比較したときに連続スペクトルによる影響が軽減され、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を求める上で波長シフトへの感度を高めることができる。
【００１９】
上記フラッシュランプとしてキセノンフラッシュランプを採用すると、測定試料の分光反射特性や分光透過特性の測定が好適に行える。この場合において、上記特定波長を700nm以上の波長域における輝線スペクトルに対応する波長であるとすると、短波長域で顕著なキセノンフラッシュランプの発光光率の経時劣化や分光手段、受光手段や照明手段などの光学素子の経時劣化による影響を受けることなく波長シフト補正量が求められる。
【００２０】
また、上記所定光源は、キセノンフラッシュランプからなるもので、上記特定波長は、700nm以上の波長域における輝線スペクトルに対応する波長であり、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が上記初期状態から波長分散方向にシフトしたときの、700nm以上の波長域における輝線スペクトルの波長方向のシフト量と上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量との関係が格納されたシフト量記憶手段をさらに備え、上記補正量演算手段は、上記シフト量記憶手段に格納されている上記関係を用いて、上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シフト量から上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量を求め、これを上記波長シフト補正量とするものであるとしてもよい（請求項２）。
【００２１】
この構成によれば、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が初期状態から波長分散方向にシフトしたときの、700nm以上の波長域における輝線スペクトルの波長方向のシフト量と、上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量との関係を用いて、上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シフト量から上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量が求められ、これが波長シフト補正量とされることにより、測定波長域全体に亘って波長シフトの補正を適正に行うことが可能になる。
【００２２】
また、上記補正量演算手段は、差分データを隣の光電変換素子出力との差として、上記補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関が最も大きい分光プロファイルに対応するシフト量を上記波長シフト補正量として求めるものであるとしてもよい（請求項３）。
【００２３】
この構成によれば、上記補正用分光プロファイルと上記各分光プロファイルの波長に対する差分データを用いているので、連続スペクトルによる影響が抑制されることから、相関値の波長シフトに対する感度が向上し、波長シフト補正量が高精度で得られることとなる。
【００２４】
なお、上記構成において、基準分光プロファイル群記憶手段には、基準分光プロファイル群の各分光プロファイルの波長に対する差分データのみを格納しておくようにしてもよい。
【００２５】
また、上記補正量演算手段は、差分データを隣の光電変換素子出力との差として、上記補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関値をそれぞれ求め、上記シフト量を変数として各相関値を所定の関数で近似し、当該近似関数の極大値を与えるシフト量を上記波長シフト補正量として求めるものであるとしてもよい（請求項４）。
【００２６】
この構成によれば、補正用分光プロファイルと各分光プロファイルの波長に対する差分データの相関値がそれぞれ求められ、シフト量を変数として各相関値が所定の関数で近似され、その近似関数の極大値を与えるシフト量が波長シフト補正量として求められることから、基準分光プロファイル群の全ての分光プロファイルとの相関値を用いて、補正用分光プロファイルに対応する波長シフト補正量を求めているので、相関値データが含む誤差の影響が軽減される。
【００２７】
上記近似関数としては、例えば２次関数を採用することができる。
【００２８】
また、上記基準分光プロファイル群記憶手段に格納されている上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、上記所定光源の分光強度分布を測定し、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求めたものであるとしてもよい（請求項５）。
【００２９】
この構成によれば、上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、測定によって得られる上記各光電変換素子の分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求められることにより、分光手段と複数の光電変換素子との相対位置を実際に機械的に波長方向にシフトさせることなく、基準分光プロファイル群が容易に得られることとなる。
【００３０】
また、上記補正用分光プロファイルは、上記初期状態以後における測定試料の分光特性測定に先立ち、上記分光手段が上記測定試料からの反射光を分光するものであるときは校正用白色板を上記測定試料に代えて配置した校正可能な状態で求められ、上記分光手段が上記測定試料からの透過光を分光するものであるときは上記測定試料を配置せずに光が透過する校正可能な状態で求められるとしてもよい（請求項６）。
【００３１】
この構成によれば、補正用分光プロファイルは、初期状態以後における測定試料の分光特性測定に先立ち、分光手段が測定試料からの反射光を分光するものであるときは校正用白色板が測定試料に代えて配置された校正可能な状態で求められ、分光手段が測定試料からの透過光を分光するものであるときは測定試料を配置せずに光が透過する校正可能な状態で求められることから、使用者が白色校正を行う際に、現在の分光プロファイルを測定して波長シフト補正量を求めることが可能になるので、使用者側において、新たな手間を要することなく容易に波長シフト補正量が求められる。なお、上記光が透過する校正可能な状態は、透明板を配置したり、何も配置しないことによって実現される。
【００３２】
なお、請求項１の構成において、上記補正量演算手段により求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備えるようにすると、補正量演算手段により一旦求められた波長シフト補正量を補正量記憶手段に格納しておくことにより、測定ごとに波長シフト補正量を求めることなく波長シフト補正が行えることとなる。
【００３３】
また、上記補正量演算手段により求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備え、上記分光特性演算手段は、上記補正量記憶手段に上記波長シフト補正量が格納されているときは、上記各光電変換素子の分光感度を上記波長シフト補正量だけシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するものであるとしてもよい（請求項７）。
【００３４】
この構成によれば、補正量記憶手段に格納されている波長シフト補正量だけ各光電変換素子の分光感度を波長方向にシフトした分光感度を用いて測定試料の分光特性が算出されることから、受光手段の分光手段に対する相対位置が変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、測定試料の分光特性が精度良く求められることとなる。
【００３５】
また、上記補正量演算手段により求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備え、上記分光特性演算手段は、上記補正量記憶手段に格納されている上記波長シフト補正量が所定値以上のときのみ、上記各光電変換素子の分光感度を上記波長シフト補正量に基づき設定された量だけシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するものであるとしてもよい（請求項８）。
【００３６】
この構成によれば、補正量記憶手段に格納されている波長シフト補正量が所定値以上のときのみ、各光電変換素子の分光感度を波長シフト補正量に基づき設定された量だけ波長方向にシフトした分光感度を用いて測定試料の分光特性が算出されることにより、波長シフト補正量が所定値未満のときは、分光感度記憶手段に格納されている各光電変換素子の分光感度をそのまま用いて測定試料の分光特性が算出されることから、測定値としての連続性が保持されることとなる。また、波長シフト補正量が所定値以上のときは波長シフト補正量に基づき設定された量、例えば上記所定値または当該所定値を超えない程度だけ波長方向にシフトした分光感度が用いられることから、測定値の連続性が損なわれるのを防止することが可能になる。
【００３７】
なお、請求項８の構成において、外部からの操作により上記所定値を設定する設定手段をさらに備えるようにすると、測定値の連続性保持と波長シフト補正との優先度合いを任意に設定することが可能になる。
【００３８】
また、請求項１の構成において、上記補正量演算手段により求められた上記波長シフト補正量が所定値以上のときはその旨を報知する報知手段をさらに備えるようにすると、波長シフト補正量が所定値以上であることが使用者に報知されることとなり、装置のメーカにメンテナンスを依頼するなどの対応策をとることが可能になる。この所定値は、補正するよりもメンテナンスを行うべきであるような、ある程度大きい値に設定しておけばよい。
【００３９】
請求項９の発明は、測定試料を照明する照明手段と、この照明手段を発光させる照明制御手段と、照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、上記各光電変換素子の分光感度が格納された分光感度記憶手段と、上記分光プロファイルと上記各光電変換素子の分光感度とを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法において、初期状態で、特定波長に強度のピークを持ち連続スペクトルおよび上記特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので上記照明手段として兼用されている所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群を記憶しておき、上記初期状態以後に上記所定光源のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしたものである。
【００４０】
この構成によれば、照明手段により測定試料が照明され、照明された測定試料からの光が分光手段により波長ごとに分光され、分光手段の波長分散方向に所定間隔で配列された複数の光電変換素子を有する受光手段により上記分光手段で分光された光が受光され、上記各光電変換素子からそれぞれ波長ごとに光強度に応じた受光信号からなる分光プロファイルが出力されて、この分光プロファイルと各光電変換素子の分光感度とを用いて所定の測定波長域における測定試料の分光特性が算出される。
【００４１】
そして、特定波長に強度のピークを持ち連続スペクトルおよび上記特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので上記照明手段として兼用されている所定光源からの光を受光したときに上記受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群が、初期状態、例えば装置の製造工程において求められて記憶されている。
【００４２】
そして、例えばユーザ側において、初期状態以後に所定光源のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとが特定波長域においてそれぞれ比較され、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応する上記受光手段のシフト量が初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求められる。
【００４３】
これによって、受光手段の分光手段に対する相対位置が波長分散方向に変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、従来のように基準色サンプルを用いることなく、波長シフト補正量が求められることとなる。その結果、使用者に注意を喚起したり、必要な補正を行うことがユーザ側において容易に可能になる。
【００４４】
この場合において、上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、上記所定光源の分光強度分布を測定し、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求めるようにしてもよい（請求項１０）。
【００４５】
この構成によれば、上記各シフト位置において上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルは、測定によって得られる上記各光電変換素子の分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた上記所定光源の分光強度分布とを用いて求められることにより、実際に複数の光電変換素子を分光手段に対して波長分散方向に機械的にシフトさせることなく、容易に基準分光プロファイル群が得られることとなる。
【００４６】
請求項１１の発明は、連続スペクトルおよび特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有する、パルス状に発光するフラッシュランプからなり、測定試料を照明する照明手段と、この照明手段を発光させる照明制御手段と、照明された上記測定試料からの光を波長ごとに分光する分光手段と、上記分光手段の波長分散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、当該複数の受光信号からなる分光プロファイルを出力する受光手段と、上記分光プロファイルを用いて所定の測定波長域における上記測定試料の分光特性を算出する分光特性演算手段とを備えた分光特性測定装置の分光感度の波長シフト補正方法であって、複数の上記分光特性測定装置の上記各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定し、それらの測定結果に基づき少なくとも１つの分光強度分布を選択し、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および上記測定された分光感度と選択された上記分光強度分布とを用いて上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、上記照明手段のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上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を与える分光強度分布について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておき、上記初期状態以後に補正対象の分光特性測定装置において波長シフト補正を行う際に、上記照明手段のフラッシュランプを分光特性測定の場合よりも短い時間だけ発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記記憶されている基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量を上記初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしたものである。
【００４７】
この構成によれば、まず、複数の分光特性測定装置の各照明手段の分光強度分布がそれぞれ測定され、それらの測定結果に基づき少なくとも１つの分光強度分布が選択される。例えば典型的な、または平均的な分光強度分布が選択される。また、上記複数の分光特性測定装置の分光強度分布の全てを選択するようにしてもよい。
【００４８】
次いで、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および測定された分光感度と選択された分光強度分布とを用いて受光手段から出力されるべき特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群が求められる。
【００４９】
次いで、校正可能な状態で上記照明手段を発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとが上記特定波長域においてそれぞれ比較され、上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を与える分光強度分布について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群が、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶される。
【００５０】
そして、初期状態以後に補正対象の分光特性測定装置において波長シフト補正を行う際には、照明手段を校正可能な状態で発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記記憶されている基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとが特定波長域においてそれぞれ比較され、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量が初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求められる。
【００５１】
従って、補正対象の分光特性測定装置について個々に照明手段の分光強度分布を測定する必要がないので、基準分光プロファイル群を容易に求めることが可能になる。また、予め複数の分光特性測定装置の照明手段について分光強度分布を測定し、そのうちから補正対象の分光特性測定装置の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を与える分光強度分布による分光プロファイル群を基準分光プロファイル群としているので、補正対象の分光特性測定装置の照明手段の分光強度分布がそれぞればらついていても、そのばらつきによる波長シフト補正の精度低下が抑制される。
【００５２】
また、複数の上記分光特性測定装置の上記各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定したときの測定結果において、典型的な分光強度分布を与える１つの分光特性測定装置を選択し、選択された分光特性測定装置について、上記照明手段の発光時間を所定時間から所定ピッチで複数段階変化させたときの分光強度分布をそれぞれ測定し、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および上記測定された分光感度と各発光時間での上記分光強度分布とを用いて上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、上記照明手段を校正可能な状態で発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上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を与える発光時間について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておくようにしてもよい（請求項１２）。
【００５３】
この構成によれば、複数の分光特性測定装置の各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定したときの測定結果において、典型的な分光強度分布を与える１つの分光特性測定装置が選択される。
【００５４】
そして、選択された分光特性測定装置について、照明手段の発光時間を所定時間から所定ピッチで複数段階変化させたときの分光強度分布がそれぞれ測定される。
【００５５】
また、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、上記各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と各発光時間での上記分光強度分布とを用いて求めた上記受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群が求められる。
【００５６】
さらに、照明手段を校正可能な状態で発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上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を与える発光時間について求められた特定波長域の分光プロファイル群が、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶される。
【００５７】
これによって、照明手段の発光時間が変化すると連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が変化することから、補正対象である個々の分光特性測定装置の照明手段が持つ上記相対強度がそれぞれ異なる場合でも、それぞれに最も近い上記相対強度の分光プロファイル群を基準分光プロファイル群として用いることが可能になり、その結果、波長シフト補正量を精度良く求めることが可能になる。
【００５８】
また、求めた上記波長シフト補正量を記憶しておき、その波長シフト補正量だけ上記各光電変換素子の分光感度をシフトした分光感度を用いて上記測定試料の分光特性を算出するようにすると（請求項１３）、受光手段の分光手段に対する相対位置が波長分散方向に変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、測定試料の分光特性が精度良く求められることとなる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
（分光測色計の構成）
図１は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、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。
【００６０】
この分光測色計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、操作パネル部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。
【００６１】
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（以下単に「ランプ」ともいう。）１２を備え、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。
【００６２】
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、ランプ１２の下方には遮光壁１５が配置されており、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。
【００６３】
発光回路２０はランプ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を充電するための充電回路２２、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に数万Ｖの交流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。
【００６４】
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に交流高電圧を瞬間的に印加すると、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。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、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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
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、例えば800nm以上の波長域の光を遮断する。回折格子３５は、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。
【００６７】
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の詳細な構成については後述する。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
操作パネル部５０は、計測器本体の表面に配設され、電源スイッチ５１、測定スイッチ５２、ダーク校正スイッチ５３、白色校正スイッチ５４、測定結果などを表示するためのＬＣＤなどからなる表示部５５を備えている。
【００７２】
制御部６０は、メモリ６１、ＣＰＵ６２、Ａ／Ｄ変換器、その他の電子回路などを備え、この分光測色計１全体の動作を制御するものである。
【００７３】
メモリ６１は、予め求められた基準分光プロファイル（後述）や制御プログラムなどが格納されたＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭと、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とを備えている。ＣＰＵ６２は、メモリ６１に格納された制御プログラムに従って動作するもので、以下に示す機能を有する。なお、詳細な手順は後述する。
【００７４】
・操作パネル部５０の測定スイッチ５２、ダーク校正スイッチ５３、白色校正スイッチ５４が押されると、発光回路２０に制御信号を送出してランプ１２の発光を制御する機能。なお、ランプ１２の発光時間は、基準分光プロファイルを求めるときや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＝40μｓ）とし、ダーク校正、白色校正、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。
【００７５】
・センサアレイ３６，４５から出力される分光強度信号に基づき試料用開口１３に配置された試料２の分光反射率を求める分光特性演算機能。
【００７６】
・試料光センサアレイ３６の分光感度の波長方向の波長シフト補正量を求める補正量演算機能。
【００７７】
・求めた波長シフト補正量が所定値以上か否かを判別し、所定値以上のときは、その旨を表示部５５に表示して使用者に報知する報知制御機能。
【００７８】
・求めた測定結果などを表示部５５に表示する表示制御機能。
【００７９】
このような構成の分光測色計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の分光感度が波長方向にシフトしてしまう。そこで、本実施形態の分光測色計１では、白色校正を行う際に当該シフト量を求め、これを用いて補正するようにしている。
【００８０】
ここで、本実施形態の分光測色計１の仕様について説明する。この分光測色計１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もので、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。
【００８１】
本実施形態では、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。
【００８２】
従って、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。
【００８３】
（分光感度の校正）
次に、分光測色計１の製造時に工場において行われる試料光センサアレイ３６の分光感度の校正について説明する。図４は試料光センサアレイ３６の分光感度を示す図である。
【００８４】
一般に、試料光センサアレイ３６を構成する各センサの製造ばらつきの問題で、各センサの分光感度の振幅が互いに一致しておらず、また、回折格子３５や試料光センサアレイ３６の配置精度の問題で、10nmピッチの分散光が各センサ上に等間隔で正確に結像しない。
【００８５】
本実施形態でも、図４に示すように、センサ番号ｉの分光感度ｇi(λ)の振幅および半値幅は互いにばらついており、それぞれの中心波長は必ずしも波長番号ｊに一致していない。
【００８６】
そこで、本実施形態では、分光測色計１の製造時に工場において、一般の分光測色計と同様の公知の手順で、各センサの分光感度の振幅（感度）および中心波長の校正を行っている。
【００８７】
（感度の校正）
まず、公知の手順でセンサ番号ｉの分光感度ｇi(λ)を測定する。例えば積分球１０の試料用開口１３に定出力モノクロメータを配置し、試料用開口１３から受光用開口１４に向けて単色光を例えば１nmごとに射出し、各センサから出力される受光信号によって、図４に示すようなセンサ番号ｉの分光感度ｇi(λ)が得られることとなる。
【００８８】
次いで、本実施形態では、測定値である分光感度ｇi(λ)の中心波長λCおよび半値幅dλに合致するガウス関数Ｇi(λ)をセンサ番号ｉの分光感度Ｇi(λ)とする。これによって後述する波長シフトの補正を容易に行えるようにしている。なお、上記公知の手順で求めたセンサ番号ｉの分光感度Ｇi(λ)も、メモリ６１に格納しておく。
【００８９】
（中心波長の校正）
図５はセンサ番号ｉの分光感度Ｇi(λ)を示す図である。分光測色計１において、分光特性Ｐjの入射光を測定したときに、センサ番号ｉの分光プロファイルＯiは、センサ番号ｉのセンサの分光感度を波長番号ｊごとの分光感度で表わす行列をＡj,iとすると、
Ｏi＝Ａj,i・Ｐj    …(1)
で表わされる。
【００９０】
逆に、この分光特性Ｐjは、
Ｐj＝Ａj,i-1・Ｏi  …(2)
で与えられることとなる。ここで、Ａj,i-1は行列Ａj,iの逆行列である。
【００９１】
上述したように、一般にセンサ番号ｉのセンサの中心波長は波長番号ｊ＝ｉの波長λjとは一致しない。実際に観察される測定値は各センサからの出力信号であるが、変換行列Ａj,i-1で処理することにより、センサ番号ｉごとのデータを波長番号ｊごとのデータに変換し、これによって10nmごとのデータを得るようにしている。
【００９２】
例えば上記図４において分光感度ｇ2(λ)の中心波長が少し短波長側にずれている場合は、分光感度ｇ2(λ)から分光感度ｇ1(λ)を少し減算し、分光感度ｇ3(λ)を少し加算することによって長波長側にシフトすることができる。変換行列Ａj,i-1の各要素は、このような処理のための重み付けである。
【００９３】
この行列Ａj,iは、図５に示すように、分光感度Ｇi(λ)を10nm幅で積分することによって求める。すなわち、
Ａj,i＝∫Ｇi(λ)ｄλ  …(3)
によって求められる。但し、λは(λj−5)nm〜(λj＋5)nmである。なお、波長λjは10nmピッチであるので、図４において、λj+1−λj＝λj−λj-1＝10nmである。また、(λj＋5)＝(λj+1−5)、(λj−5)＝(λj-1＋5)になる。
【００９４】
そして、求めた行列Ａj,iの逆行列Ａj,i-1をメモリ６１に格納しておく。これによって、上記式(2)により試料光センサアレイ３６への入射光の分光特性を10nmピッチで求めることができる。
【００９５】
なお、感度および中心波長の校正手順は、上記実施形態に限られず、特公平８−２７２１５号公報に記載されている手順など、他の公知の手順を採用するようにしてもよい。
【００９６】
（基準分光プロファイル群）
次に、図６、図７を用いて、後述する「波長シフト補正」に用いられる基準分光プロファイル群を求める手順について説明する。図６はランプの分光強度分布を測定するときの構成例を示す図、図７は基準分光プロファイル群を求める手順を示すフローチャートである。この基準分光プロファイル群は、分光測色計１の製造時に工場において求められ、メモリ６１に予め格納されている。
【００９７】
図７の＃５において、まず、対象とする分光測色計１の積分球１０の試料用開口１３に拡散透過板３を配置する（図６参照）。この状態で、ランプ１２を所定時間τだけ発光させ（＃１０）、波長分解能が１nm程度の分光輝度計４により分光強度分布Ｉ(λ)を測定する（＃１５）。
【００９８】
次いで、上記感度の校正において求められ、メモリ６１に格納されている試料光センサアレイ３６の分光感度Ｇi(λ)を、±１nmの範囲内で0.1nmずつ段階的に波長方向にシフトすることで仮想的な分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)を求める（＃２０）。ここで、ｍは−10〜＋10の整数である。
【００９９】
これらの分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)で上記分光強度Ｉ(λ)を観察したときの分光プロファイル(Xi,m)0を下記式(4)によって求め、これらを基準分光プロファイル(Xi,m)0としてメモリ６１に格納しておく（＃２５）。
(Xi,m)0＝∫Ｇi,m(λ＋0.1・m)・Ｉ(λ)dλ…(4)
但し、ｍは−10〜＋10の整数である。
【０１００】
さらに、この基準分光プロファイル(Xi,m)0の差分d(Xi,m)0／diを求めてメモリ６１に格納しておく（＃３０）。
【０１０１】
（ユーザ側で行われる動作）
次に、分光測色計１のユーザ側で行われるダーク校正、白色校正、試料測定および波長シフト補正について説明する。
【０１０２】
ダーク校正はダーク校正スイッチ５３が押されたときに行われ、白色校正および波長シフト補正は白色校正スイッチ５４が押されたときに行われるもので、定期的（例えば１日１回）に、あるいは測定ごとに行われる。ダーク校正および白色校正は一般的に行われている公知の制御である。
【０１０３】
（ダーク校正）
通常、測色計においては、光電変換素子の暗電流や試料からの測定したい光以外の迷光が存在するため、反射率０％の試料の反射率を測定した場合でも、微小レベルのオフセットが出力されて０％とならない。この迷光は、例えば試料を照明するための光源からの光が直接光電変換素子に到達してしまうものや、レンズなどの光学系による散乱光などからなる。
【０１０４】
この暗電流や迷光等による余分な出力を除去するために、本実施形態では、反射特性の測定を行う前にダーク校正を行い、その結果をダーク校正値としてメモリ６１に格納しておく。そして、白色校正、波長シフト補正や試料測定など、センサアレイ３６，４５から出力される分光プロファイルを用いて演算処理を行う際に、当該分光プロファイルからオフセット分であるダーク校正値を差し引くようにしている。
【０１０５】
本実施形態におけるダーク校正の手順を説明する。積分球１０の試料用開口１３に何も配置しない状態、または、内壁が黒色で塗装され、内壁によって反射された照明光が直接積分球１０内に光が戻らないように形成された光トラップ（図示省略）を配置した状態で、ダーク校正スイッチ５３が押されると、ランプ１２が所定時間Ｔ（本実施形態ではＴ＝200μｓ）だけ発光され、センサアレイ３６，４５から試料光および参照光に応じた分光プロファイルが出力される。
【０１０６】
そして、上記式(2)により10nmピッチの試料光分光強度(Ｓd)jおよび参照光分光強度(Ｒd)jを求め、
ｄj＝(Ｓd)j／(Ｒd)j  …(5)
によってダーク校正値ｄjを求め、メモリ６１に格納する。但し、ｊは波長番号である。
【０１０７】
このようにダーク校正を行うことにより、ランプ１２の経時変化や外乱などによって迷光量が変化した場合でも、その悪影響を適正に除去することができ、これによって測定結果に誤差が生じるのを防止することができる。
【０１０８】
（白色校正）
白色校正は、図１において、試料２として校正用白色板を積分球１０の試料用開口１３に配置した状態で行われる。校正用白色板は、10nmピッチで分光反射率Ｗjが既知の白色面、例えば「ＪＩＳ  Ｚ  ８７２２  色の測定方法−反射及び透過物体色  ４．３．４節」にあるような白色面を有する板である。
【０１０９】
この校正用白色板が試料２として試料用開口１３に配置された状態で、白色校正スイッチ５４が押されると、ランプ１２を所定時間Ｔ（本実施形態ではＴ＝200μｓ）だけ発光され、センサアレイ３６，４５から試料光および参照光に応じた分光プロファイルが出力される。
【０１１０】
次いで、上記式(2)により10nmピッチの試料光分光強度(ＳW)jおよび参照光分光強度(ＲW)jが求められる。
【０１１１】
次いで、白色校正係数Ｃjが、
Ｃj＝Ｗj／[(ＳW)j／(ＲW)j−ｄj]  …(6)
に従って算出され、メモリ６１に格納される。
【０１１２】
このように白色校正を行うことにより、経時変化や環境変化などによってセンサアレイ３６，４５の感度が変化した場合でも、その悪影響を適正に除去することができ、これによって測定結果に誤差が生じるのを防止することができる。
【０１１３】
（試料の測定）
試料２として配置された測定試料の分光反射率ｒjは、センサアレイ３６，４５から試料光および参照光に応じて出力される分光プロファイルから上記式(2)により求められた10nmピッチの試料光分光強度Ｓjおよび参照光分光強度Ｒjと、ダーク校正値ｄjおよび白色校正係数Ｃjとから、
ｒj＝Ｃj・(Ｓj／Ｒj−ｄj)  …(7)
によって求められる。
【０１１４】
（波長シフト補正）
次に、図８〜図１１を用いて波長シフト補正について説明する。図８はキセノンフラッシュランプの発光スペクトル分布を示す図で、分布▲１▼は発光時間が40μｓのとき、分布▲２▼は発光時間が200μｓのときである。
【０１１５】
キセノンフラッシュランプの発光スペクトルは、輝線スペクトルと連続スペクトルとで構成されており、輝線スペクトルは、原子のエネルギー準位に由来するもので波長安定性が高い。
【０１１６】
図８に示すように、発光時間が40μｓのときは200μｓのときに比べて連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が大きい。一般に、分光特性の測定では発光時間を200μｓ程度として行われるが、波長シフト補正を行うときには、本実施形態では、発光時間を40μｓ程度に短くしている。
【０１１７】
また、図８の分布▲１▼に示すように、700nm以上の波長域において連続スペクトルに対して強度の大きい輝線スペクトルが複数個存在し、764nm付近に、その近傍の波長域における輝線スペクトルに対して特に強度の大きい輝線スペクトルが存在しており、本実施形態では、この輝線スペクトルを用いて波長シフト補正を行っている。
【０１１８】
なお、キセノンフラッシュランプ１２は、図外の800nm以上に強い輝線スペクトルを持っているが、試料光分光部３３および参照光分光部４２の入射部にそれぞれ赤外光遮断フィルタ３４，４３を配置して（図１）、800nm以上の波長成分を遮断しているので、これらの輝線スペクトルによる悪影響が及ぼされることはない。
【０１１９】
図９は波長シフト補正の手順を示すフローチャート、図１０(ａ)は764nm近傍の波長域の分光プロファイルXiの一例を示す図、(ｂ)は(ａ)の差分波形を示す図である。
【０１２０】
図９において、白色校正スイッチ５４が押されて白色校正が行われ（＃１００）、続いて、校正用白色板を試料用開口１３に配置したままで、ランプ１２を所定時間τ（本実施形態ではτ＝40μｓ）だけ発光する（＃１０５）。そして、試料光センサアレイ３６からの出力信号により、中心波長が764nm近傍の波長域に配置されるセンサ番号ｉ（例えばｉ＝３４〜４０）の分光プロファイルXiが求められ（＃１１０）、その差分波形dXi／diが求められる（＃１１５）。
【０１２１】
図１０(ａ)では波長域720〜800nmの分光プロファイルXiを波形▲１▼として実線で示しており、同図(ｂ)では差分値[Xi(730)−Xi(720)]〜[Xi(800)−Xi(790)]の差分波形dXi／diを波形▲１▼として実線で示している。
【０１２２】
図９に戻り、続いて、この求めた差分波形dXi／diと、上述したようにメモリ６１に格納されている基準分光プロファイル群(Xi,m)0の差分波形d(Xi,m)0／diとの相関Ｃmが、
0003925301.tif 000002
によって、中心波長が764nm近辺に配置されるセンサ番号ｉ、例えばセンサ番号ｉ＝３４〜４０について求められる（＃１２０）。但し、ｍは−10〜＋10の整数である。
【０１２３】
そして、相関Ｃmが最大値をとるｍ＝Ｍを求め、(0.1・Ｍ)を波長シフト補正量とする（＃１２５）。
【０１２４】
次いで、求めた波長シフト補正量(0.1・Ｍ)を用いて、メモリ６１に格納されているセンサ番号ｉの分光感度Ｇi(λ)を補正分光感度Ｇi(λ＋0.1・Ｍ)に補正し、これを用いて、
Ａj,i'＝∫Ｇi(λ＋0.1・Ｍ)ｄλ  …(9)
によって行列Ａj,i'を求める（＃１３０）。但し、ｄλは(λj−5)nm〜(λj＋5)nmである。
【０１２５】
次いで、行列Ａj,i'の逆行列(Ａj,i'）-1を求めてメモリ６１に格納する（＃１３５）。
【０１２６】
そして、以降の試料測定では、上記式(2)のＡj,i-1に代えて(Ａj,i'）-1を用いて測定試料の分光感度Ｐjを求めることとなる。
【０１２７】
このように、本実施形態によれば、分光プロファイルの差分波形を用いて相関を求めるようにしているので、連続スペクトルによる影響が相殺されることとなり、これによって連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が変化した場合でも、波長シフト補正に及ぼす影響を軽減することができる。
【０１２８】
また、本実施形態によれば、輝線スペクトルとして比較的長波長域に属する764nmの輝線スペクトルを用いて波長シフト補正を行っているので、短波長域で顕著な光学素子の透過率・反射率の経時変化（波長が短くなるほど低下する）による影響を阻止することができる。
【０１２９】
また、積分球１０を備えた分光測色計１において、特に反射特性を測定する場合には、試料光だけでなく参照光の発光スペクトルも試料２として配置された測定試料の反射特性の影響を受けることになるが、本実施形態によれば、試料２として校正用白色板を積分球１０の試料用開口１３に配置した状態で波長シフト補正（現在の分光プロファイルの測定）を行っているので、上述したような影響を防止することができる。
【０１３０】
また、本実施形態によれば、試料２として既に校正用白色板が積分球１０の試料用開口１３に配置されている白色校正に引き続いて波長シフト補正を行っているので、感度（振幅）方向の校正と波長方向の補正とを一連の動作として行うことができ、波長シフト補正を行う際に試料用開口１３に別の基準試料を配置するなどの新たな作業は不要である。また、波長シフト補正を開始させるために新たなスイッチを設けることなく白色校正スイッチ５４で兼用することができる。従って、分光測色計１の構成が複雑化したり、操作性が低下することがない。
【０１３１】
また、本実施形態によれば、予め試料光センサアレイ３６の分光感度が波長方向にシフトしたときの仮想的な分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)を求め、これに基づき基準分光プロファイル(Xi,m)0を求めてメモリ６１に格納しておき、波長シフト補正時の分光プロファイルXiと上記基準分光プロファイルとの比較により波長シフト補正量を求めているので、従来のような基準色サンプルを測定する必要がないことから、基準色サンプルの保管や温度管理が不要となり、その結果、波長シフト補正量をユーザ側において容易に求めることができる。従って、波長シフト補正のためにメーカに返送するなどの手間をなくすことができる。
【０１３２】
また、本実施形態によれば、個々の分光測色計１ごとに、製造工程における分光感度を校正する際にキセノンフラッシュランプ１２の発光による基準分光プロファイルをメモリ６１に格納しておき、経時変化後の分光プロファイルとの相関を求めるようにしているので、基本的な波形の相関が高く、波長シフトに対する感度が高いという利点を有する。
【０１３３】
なお、図１０(ａ)では、試料光センサアレイ３６の分光感度が−1nmシフトした場合の分光プロファイルXiを波形▲２▼として破線で示し、＋1nmシフトした場合の分光プロファイルXiを波形▲３▼として点線で示しており、同図(ｂ)では、(ａ)の波形▲２▼の差分波形dXi／diを波形▲２▼として破線で示し、(ａ)の波形▲３▼の差分波形dXi／diを波形▲３▼として点線で示している。
【０１３４】
図１１はシフト量に対する相関値の一例を示す図で、(ａ)はランプ１２の発光時間が所定時間τ＝40μｓのとき、(ｂ)は発光時間が所定時間Ｔ＝200μｓのときを示している。
【０１３５】
図１１(ａ)(ｂ)では、シフト量Δλ＝0.1・ｍ＝＋0.2nmで最大の相関値が得られているが、(ｂ)に比べて(ａ)の方がシフト量の変化に対して相関値の変化が大きくなっているので、発光時間を短くする方が、相関値が最大となる点を容易に求められることが分かる。
【０１３６】
（参照光センサアレイの分光感度の中心波長の校正）
次に、図１２のフローチャートを用いて、上記実施形態において行われる参照光センサアレイ４５の分光感度の中心波長の校正について説明する。
【０１３７】
分光測色計において精度良く測定を行うためには、センサアレイを構成する各センサの分光感度、特に中心波長を正確に求めておく必要がある。試料光を受光するセンサアレイの場合には、十分な強度の単色光を入射したり基準色サンプルを測定することで、比較的容易に各センサの分光感度を求めることができるが、参照光を受光するセンサアレイの場合には、単色光の入射や基準色サンプルの測定が一般に困難であることから、各センサの分光感度の中心波長を正確に求めるのが困難になっている。従って、一般に、試料光を受光するセンサアレイの分光感度を正確に求めておき、参照光を受光するセンサアレイの分光感度は、試料光を受光するセンサアレイの分光感度と同一であるとされている。
【０１３８】
ところが、実際には両者の分光感度の中心波長は一致していないので、試料を照明する光源として輝線スペクトルを有するランプを用いる場合には、測定精度が低下してしまう。例えば照明光源としてキセノンフラッシュランプを用いる場合には、上記図８に示すように、波長域450nm〜550nmに輝線スペクトルが特に多いので、その波長域450nm〜550nmでの輝線強度の変化を十分補正できないため、測定精度が低下することとなる。
【０１３９】
そこで、上記実施形態では、工場で分光測色計１を製造する際に、参照光を受光するセンサアレイの分光感度の中心波長の校正を行っている。
【０１４０】
図１２において、試料用開口１３に校正用白色板が配置された状態で（＃２００）、ランプ１２を所定時間τだけ発光させ（＃２０５）、試料光・参照光センサアレイ３６，４５から出力される分光プロファイルをメモリ６１に格納する（＃２１０）。
【０１４１】
次いで、一方（例えば試料光センサアレイ３６）の分光プロファイルを0.1nmずつ波長方向にシフトし（＃２１５）、それぞれ差分波形を求め（＃２２０）、この差分波形により両者を比較して（＃２２５）、相関値が最大となるときの波長シフト量を試料光センサアレイ３６と参照光センサアレイ４５の波長差として求め（＃２３０）、この波長差Δλだけ試料光センサアレイ３６の各センサの分光感度を波長シフトして得られる分光感度Ｇi(λ＋Δλ)を参照光センサアレイ４５の分光感度としてメモリ６１に格納する（＃２３５）。
【０１４２】
このように、参照光センサアレイ４５の分光感度を校正することにより、測定をさらに精度良く行うことができる。また、ランプ１２の発光を試料光センサアレイ３６と参照光センサアレイ４５とで同時に測定しているので、発光の分光強度の変化を受けにくい。
【０１４３】
（基準分光プロファイルの異なる求め方(ｉ)）
次に、分光測色計１の製造時に工場において求められ、メモリ６１に格納される基準分光プロファイルの異なる求め方について説明する。
【０１４４】
まず、例えば図６に示すような状態で、複数の分光測色計１について、キセノンフラッシュランプ１２を所定時間τ（例えばτ＝40μｓ）だけ発光させて発光スペクトル分布Ｉ(λ)を測定し、典型的な分布を与える１台を選択する。
【０１４５】
その選択した１台の分光測色計１について、発光時間を１μｓピッチで変化させて発光させ、各発光時間(τ＋ｎ)での発光スペクトル分布Ｉ0,n(λ)を求める。ここで、ｎは−5〜＋5の整数である。
【０１４６】
次いで、補正対象の分光測色計１について、測定された分光感度Ｇi(λ)に基づいて上記実施形態と同様にして仮想的な分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)を求める。ここで、ｍは−10〜＋10の整数である。
【０１４７】
次いで、この分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)で発光スペクトル分布Ｉ0,n(λ)を観察したときの分光プロファイル群Xi,m,nを、
Xi,m,n＝∫Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)・Ｉ0,n(λ)ｄλ…(10)
により求める。但し、ｍは−10〜＋10の整数、ｎは−5〜＋5の整数である。
【０１４８】
次いで、補正対象の分光測色計１のランプ１２を所定時間τ（例えばτ＝40μｓ）だけ発光させ、その分光測色計１内の試料光センサアレイ３６により測定した分光プロファイルＰiと、上記分光プロファイル群Xi,m,nの各分光プロファイルとの相関をとり、最も高い相関を与えるｎ＝Ｎを求め、その分光プロファイル群Xi,m,Nを基準分光プロファイル群(Xi,m)0としてメモリ６１に格納する。
【０１４９】
この手順は、キセノンフラッシュランプ１２の発光スペクトル分布を764nmの輝線スペクトルと、これを除去した連続スペクトルとに分離して考えたとき、それぞれ個別の変化による影響は無視できるが、連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度の変化による影響は無視できないことに基づいている。
【０１５０】
典型的な発光スペクトル分布を与えるランプ１２の発光時間を所定時間τを中心として変化させることで、連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が異なる発光スペクトル分布（発光時間が短くなるほど輝線スペクトルの相対強度が大きくなる）を得ている。
【０１５１】
そして、試料光センサアレイ３６の波長シフト量の初期値とランプ１２の発光時間の双方をパラメータとして、実測分光プロファイルに最も近い算出分光プロファイルを求めており、この算出分光プロファイルを与える発光時間での発光スペクトル分布について、試料光センサアレイ３６の分光感度を0.1nmずつシフトさせた基準分光プロファイル群を得ている。
【０１５２】
この異なる求め方(ｉ)によれば、補正対象とする分光測色計１のランプ１２の発光スペクトル分布を個々に測定する必要がないので、容易に基準分光プロファイル群を求めることができる。
【０１５３】
なお、「典型的な分布」とは、発光スペクトル分布を測定した複数のキセノンフラッシュランプ１２のうちで平均的な分布に最も近い分布を持つ分光特性測定装置のキセノンフラッシュランプの発光スペクトル分布としている。
【０１５４】
（上記異なる求め方(ｉ)の変形形態）
基準分光プロファイルの異なる求め方(ｉ)において、工場において上記分光プロファイル群Xi,m,nの全てを基準分光プロファイル群Xi,m,nとしてメモリ６１に格納しておき、ユーザ側において波長シフト補正を行う際には、求められたその時点での分光プロファイルXiと、基準分光プロファイル群Xi,m,nの全分光プロファイルとの相関をとり、最も高い相関を与える基準分光プロファイルXi,m,nのシフト量0.1・ｍを波長シフト補正量としてもよい。
【０１５５】
このようにすれば、連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が経時変化した場合でも、その影響を受けずに波長シフト補正量を精度良く求めることができる。
【０１５６】
（基準分光プロファイルの異なる求め方(ii)）
次に、基準分光プロファイルのさらに異なる求め方について説明する。まず、例えば図６に示すような状態で、ｈ個（本変形形態ではｈは２以上の整数）の分光測色計１について、キセノンフラッシュランプ１２を所定時間τ（例えばτ＝40μｓ）だけ発光させて発光スペクトル分布Ｉh(λ)を測定する。
【０１５７】
次いで、補正対象の分光測色計１について、求められた分光感度Ｇi(λ)を基に上記実施形態と同様にして仮想的な分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)をそれぞれ求める。ここで、ｍは−10〜＋10の整数である。
【０１５８】
次いで、この分光感度Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)で発光スペクトル分布Ｉh(λ)を観察したときの分光プロファイル群Xi,m,hを、
Xi,m,h＝∫Ｇi,m(λ＋0.1・ｍ)・Ｉh(λ)ｄλ
により求める。但し、ｍは−10〜＋10の整数である。
【０１５９】
次いで、補正対象の分光測色計１のランプ１２を所定時間τ（例えばτ＝40μｓ）だけ発光させ、その分光測色計１内の試料光センサアレイ３６により測定した分光プロファイルＰiと、上記分光プロファイル群Xi,m,hの各分光プロファイルとの相関をとり、最も高い相関を与えるｈ＝Ｈを求め、その分光プロファイル群Xi,m,Hを基準分光プロファイル群(Xi,m)0としてメモリ６１に格納する。
【０１６０】
この異なる求め方(ii)によれば、補正対象とする分光測色計１のランプ１２の発光スペクトル分布を個々に測定する必要がないので、容易に基準分光プロファイル群を求めることができる。
【０１６１】
また、補正対象とする分光測色計１のランプ１２の発光スペクトル分布がばらついたとしても、ｈ個の発光スペクトル分布から最も高い相関を与える発光スペクトル分布を選択しているので、波長シフト補正の精度低下を抑制することができる。
【０１６２】
（異なる構成の分光部（ｉ）を備えた変形形態）
次に、図１３〜図１６を参照して、試料光分光部および参照光分光部として異なる構成の分光部を備えた変形形態について説明する。図１３はダブルチャネル分光部の機械的構成を示す斜視図、図１４は赤外光遮断フィルタの取付構成を示す側面図である。
【０１６３】
この変形形態は、図１３に示すように、試料光分光部３３および参照光分光部４２（図１）に代えて、ダブルチャネル分光部７０を備えている。このダブルチャネル分光部７０は、例えば合成樹脂製のハウジング７１を備え、このハウジング７１に、赤外光遮断フィルタ７２、コリメータレンズ７３、反射型回折格子７４、試料光センサアレイ７５Ｓおよび参照光センサアレイ７５Ｒが取り付けられている。
【０１６４】
また、ハウジング７１には、試料光入射スリット７６Ｓおよび参照光入射スリット７６Ｒが穿設されており、それぞれ光ファイバ３２，４１（図１）の射出端からの光が入射するように構成されている。なお、光ファイバ３２，４１（図１）は、それぞれ入射スリット７６Ｓ，７６Ｒの形状に合うように、断面が細長い矩形の束で構成されている。
【０１６５】
ハウジング７１は、コスト、重量、成形性などの点から合成樹脂が用いられているが、その結果、経時的な寸法変化が避けられず、精度維持のためには、それに伴う波長シフトの補正が欠かせない。
【０１６６】
赤外光遮断フィルタ７２は、例えば平行平面ガラスからなり、入射スリット７６Ｓ，７６Ｒの直ぐ内側に配設されており、図１４に示すように、フィルタホルダ８１に取り付けられ、ハウジング７１の外部からの操作によって、入射スリット７６Ｓ，７６Ｒの長さ方向に平行な軸７２ａの周りに数度の範囲で回転させることができ、回転した位置で固定することが可能になっている。
【０１６７】
すなわち、固定ねじ８３，８４を緩め、フィルタホルダ８１に刻まれた指標８２とハウジング７１に刻まれた１°刻みの目盛８５を目安にフィルタホルダ８１を回転させ、所望の位置で再び固定ねじ８３，８４を締結して固定することができ、この回転によって入射スリット７６Ｓ，７６Ｒからの光線７７Ｓ，７７Ｒの赤外光遮断フィルタ７２への入射角度を変化させることができる。
【０１６８】
光ファイバ３２，４１（図１）によって導かれた試料光および参照光は、入射スリット７６Ｓ，７６Ｒを通り、光線７７Ｓ，７７Ｒとなる。この光線７７Ｓ，７７Ｒは、赤外光遮断フィルタ７２を透過した後、コリメータレンズ７３によって平行光線となって反射型回折格子７４に入射して反射・分散され、再度コリメータレンズ７３を通って、センサアレイ７５Ｓ，７５Ｒの受光面に入射スリット７６Ｓ，７６Ｒの分散像が結像する。
【０１６９】
センサアレイ７５Ｓ，７５Ｒは、上記実施形態と同様に、各々、分散光の波長でおよそ10nmに相当する間隔で配列された複数の光電変換素子（センサ）からなり、各センサから出力される受光強度に応じた電気信号は、制御部６０（図１）によって処理される。
【０１７０】
赤外光遮断フィルタ７２に入射した光線７７Ｓ，７７Ｒは、図１５に示すように、スネルの法則に従って、入射面で入射角に応じて屈折し、射出面で再び屈折して入射光線に平行な光線となって射出するので、射出光線は、入射光線から式(11)で表わされる距離ｄだけ平行に変位する。
ｄ＝Ｌ・sin(α−β)／cosβ  …(11)
ここで、Ｌは赤外光遮断フィルタ７２の厚さ（本実施形態では例えばＬ＝3mm）、αは入射角（赤外光遮断フィルタ７２の法線Ｎと入射光軸との間のなす角度、本実施形態では例えばα＝3，4，5，6，7°）、βは射出角で、
β＝sin-1(sinα／ｎ)  …(12)
と表わされる。但し、ｎは赤外光遮断フィルタ７２の屈折率（本実施形態では例えばｎ＝1.5）である。
【０１７１】
この赤外光遮断フィルタ７２による変位は、試料光および参照光が入射する回折格子７４から見ると、入射スリット７６Ｓ，７６Ｒの位置がスリットの幅方向（波長の分散方向）に平行に変位することと等価である。従って、変位量ｄを変化させることによって、センサアレイ７５Ｓ，７５Ｒの波長シフトを人為的に生じさせることができる。
【０１７２】
この形態では、入射角α≒5°を基準位置とし、約±１°，±２°だけ赤外光遮断フィルタ７２を回転させると、それぞれ基準位置から約±0.5nm，±1nmの波長シフトが生じるように構成されている。
【０１７３】
ここで、この形態における基準プロファイルの求め方および波長シフト補正の手順について説明する。図１６は基準試料の分光反射率および差分波形を示す特性図である。
【０１７４】
積分球１０の試料用開口１３（図１）にオレンジ色の基準試料を配置する。この基準試料は、例えば図１６の特性曲線▲１▼に示すような測定波長域（380〜780nm）のほぼ中央の570nm付近で急峻に立ち上がる分光反射率を持つものである。この状態で、赤外光遮断フィルタ７２の取付角度を、基準位置（入射角α＝5°）を中心として所定角度ずつ（本形態では例えば入射角α-10＝3°，α-5＝4°，α0＝5°，α5＝6°，α10＝7°の５種類）変化させてランプ１２を発光させ、そのときの試料光センサアレイ７５Ｓおよび参照光センサアレイ７５Ｒから出力される受光信号Ｓi,k，Ｒi,kをメモリ６１に格納する。ここで、ｉはセンサ番号である。また、ｋは赤外光遮断フィルタ７２への光線７７Ｓ，７７Ｒの入射角αkを与えるもので、ｋ＝−10，−5，0，5，10である。
【０１７５】
赤外光遮断フィルタ７２の取付角度を変化させる際には、入射角α0＝5°での測定を最後に行い、その位置で赤外光遮断フィルタ７２を固定する。
【０１７６】
上述した実施形態と同様に、各センサの分光感度ｇi(λ)を例えばモノクロメータなどを用いて測定し、これをガウス関数で近似した分光感度Ｇi(λ)を、
Ｇi(λ)＝Ｂi・exp[ｃ・[(λ−λci)／dλi]2]…(13)
によって求める。但し、Ｂiは振幅、ｃは係数、λciは中心波長、dλiは半値幅である。
【０１７７】
次いで、この式(13)および上記式(3)により行列Ａj,iを求め、さらにその逆行列Ａj,i-1を求め、次いで、ダーク校正を行って上記式(5)によりダーク校正値を求め、白色校正を行って上記式(6)により白色校正係数を求める。
【０１７８】
次いで、メモリ６１に格納されている上記受光信号Ｓi,k，Ｒi,kを上記逆行列Ａj,i-1を用いて上記式(2)により処理して10nmピッチのデータに変換し、求めたダーク校正値および白色校正係数を用いて、上記式(7)により赤外光遮断フィルタ７２の各角度位置でのオレンジ色の基準試料の分光反射率ｒk,0(λ)を求める。但し、ｋ＝−10，−5，0，5，10である。
【０１７９】
ここで、ｋ＝−10での分光反射率ｒ-10,0(λ)とｋ＝0での分光反射率ｒ0,0(λ)との反射率差Δｒ-10,0(λ)を、
Δｒ-10,0(λ)＝ｒ-10,0(λ)−ｒ0,0(λ)…(14)
により求めると、図１６の特性曲線▲２▼に示すように、基準試料の立上り波長付近でピークを持つ波形が得られる。この例では、ｒ-10,0(λ)は、ｒ0,0(λ)より長波長側にシフトしている。
【０１８０】
そこで、先に求めた上記式(13)の分光感度Ｇi(λ)の中心波長λci(λ)を少しずつシフトさせて上記手順により分光反射率ｒ-10,0(λ)を求める動作を繰り返し、それぞれ反射率差Δｒ-10,0(λ)を求めて上記ピーク値を互いに比較し、ピーク値が最も０に近くなるシフト量Δλc-10を求める。
【０１８１】
ｋ＝−5，5，10についても同様の処理を行って、シフト量Δλc-5，Δλc5，Δλc10を求め、メモリ６１に格納しておく。
【０１８２】
また、既にメモリ６１に格納されている参照光センサアレイ７５Ｒから出力された受光信号Ｒi,kのうちで764nm近傍の波長域に対応するセンサ群（例えばセンサ番号ｉ＝３４〜４０）のデータをピーク値で規格化して、上述のシフト量Δλckに対応する基準分光プロファイル(Xi,k)0とする。但し、ｋ＝−10，−5，0，5，10である。さらに、これら５点のデータからシフト量とセンサ番号ｉごとの分光プロファイルを内挿して0.1nmごとのシフト量Δλcm＝0.1ｍに対応する基準分光プロファイル群(Xi,m)0を求め、メモリ６１に格納しておく。但し、ｍ＝−10〜＋10である。また、差分波形d(Xi,m)0／diを求め、メモリ６１に格納しておく。
【０１８３】
ユーザ側で行われる波長シフト補正について説明すると、白色校正に続いてランプ１２を発光させ、参照光センサアレイ７５Ｒから出力される受光信号Ｒi,kにより764nm近傍の波長域の分光プロファイルXiを求め、上記実施形態と同様に差分波形を比較することにより、最大の相関を与える基準分光プロファイル(Xi,M)0を求める。そして、その基準分光プロファイル(Xi,M)0のＭに対応するシフト量ΔλcMを波長シフト補正量とし、その補正量だけ上記式(13)における分光感度Ｇi(λ)の中心波長λciをシフトした分光感度Ｇi(λ)を用いて上記式(3)により行列Ａj,iを求め、さらにその逆行列Ａj,i-1を求めてメモリ６１に格納しておく。そして、以降の試料測定では、逆行列Ａj,i-1を用いて式(2)による演算を行うことで、波長シフトが補正されることとなる。
【０１８４】
この変形形態によれば、上記実施形態と同様に参照光センサアレイの波長シフト補正量を求めることができる。
【０１８５】
また、図１３に示すように、ハウジング７１に取り付けられている試料光センサアレイ７５Ｓおよび参照光センサアレイ７５Ｒの回折格子７４に対する波長方向における相対位置がほぼ等しいので、試料光センサアレイ７５Ｓの波長シフト量と参照光センサアレイ７５Ｒの波長シフト量は等しいものとして、求めた波長シフト補正量を試料光センサアレイ７５Ｓおよび参照光センサアレイ７５Ｒの双方に適用する。
【０１８６】
なお、上記説明では、参照光センサアレイ７５Ｒの受光信号を用いて基準分光プロファイルおよび波長シフト補正量を求めているが、試料光センサアレイ７５Ｓの受光信号を用いてもよい。
【０１８７】
（異なる構成の分光部（ｉｉ）を備えた変形形態）
図１３に示すダブルチャネル分光部では、赤外光遮断フィルタ７２を回転させることによって人為的に波長シフトを生じさせたが、波長シフトを生じさせる方法は、これに限るものではない。例えば、光束の一部を遮蔽する遮蔽手段によっても人為的に波長シフトを生じさせることができる。
【０１８８】
図１８は、遮蔽物によって波長シフトを生じさせる原理を説明するための図である。図１８（ａ）は、光束を遮蔽物で遮蔽する前における光束のスポットの重心位置を示す図であり、図１８（ｂ）は、光束を遮蔽物で遮蔽した後における光束のスポットの重心位置を示す図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）におけるスポットの部分の拡大図である。図１８における○は、光束を遮蔽物で遮蔽する前における光束のスポットの重心位置を示し、●は、光束を遮蔽物で一部遮蔽する後における光束のスポットの重心位置を示す。
【０１８９】
図１８（ａ）において、光束は、開口絞り９１に入射され、凸レンズ９２を介してセンサアレイ９３で受光される。センサアレイ９３上には光束が凸レンズ９２の集光によりスポットを生じる。このスポットは、凸レンズ９２の収差によって、輝度の高い部分とこの部分の周りのハロの部分とが生じる。光束を遮断する前では凸レンズ９２に均等に光束が入射するので、スポットの重心位置は、スポットの略中心になる。
【０１９０】
ここで、例えば板状の、遮蔽物９４を開口絞り９１の一方端から光束を遮断するように挿入すると、図１８（ｂ）（ｃ）に示すように凸レンズ９２に入射する光束の一部が無くなるので、凸レンズの収差によってセンサアレイ９３のスポットの重心位置が移動することになる。例えば、遮蔽前の光束のスポットにおける重心位置○９７−１が、遮蔽後の光束のスポットにおける重心位置●９６−１に、遮蔽前の光束のスポットにおける重心位置○９７−２が、遮蔽後の光束のスポットにおける重心位置●９６−２に移動する。遮蔽物９４の挿入前後におけるスポットの重心位置の移動量である、シフト量Ｚsは、遮蔽量に応じて決定される。そして、遮蔽物９４の挿入方向は、像を分散方向に移動させるために、分散方向に設定される。ここで、収差は、遮蔽によってスポットの重心位置におけるシフトを生じさせ得るので球面収差、コマ収差および非点収差などが利用可能であるが、遮蔽量の増加に対して単調にシフト量Ｚsが増加する観点から球面収差が主であることが好ましい。
【０１９１】
次に、このような収差を利用した人為的な波長シフトを生じさせるための具体的な一構成例として、図１９に示す試料光分光部について説明する。この試料光分光部は、例えば図１に示す試料光分光部３３の代わりに用いられる。図１９は、遮蔽によって波長シフトを生じさせる試料光分光部の構成を示す図である。
【０１９２】
図１９において、本変形形態における試料光分光部は、凸レンズ１０２、スリット１０３、凸レンズ１０４、開口絞り１０５、回折格子１０６および試料光センサアレイ１０７を備えて構成される。
【０１９３】
試料光測定部３０の光ファイバ３２から射出された光束は、凸レンズ１０２によってスリット１０３のスリットに合焦され、凸レンズ１０４を介して回折格子１０６に入射される。
【０１９４】
回折格子１０６は、回折格子が形成されている面上に開口絞り１０５が配置されており、凸レンズ１０４を介して入射する光束を波長ごとに分光して試料光センサアレイ１０７の方向に反射する。反射した光束は、再び凸レンズ１０４に入射され、試料光センサアレイ１０７に入射される。
【０１９５】
試料光センサアレイ１０７は、試料光センサアレイ３６と同様に構成され、回折格子１０６により分光される波長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。この電気信号は、制御部６０に入力され、制御部６０で処理される。
【０１９６】
光束を遮蔽する遮蔽物１０１は、試料光分光部の外部の凸レンズ１０２の開口に近い位置に配置される。このように遮蔽物１０１は、試料光分光部とは別体の補助装置として用意することが好ましく、別体の補助装置として用意することによって、調整工程ですべての分光測色計に対して共通に使用することが可能となり、分光測色計のコストアップを抑えることが可能である。もちろん、遮蔽物１０１を試料光分光部に組み込んでもよい。
【０１９７】
このような構成において、遮蔽物１０１を光束を遮蔽するように挿入することで、凸レンズ１０４の収差によって回折格子１０６のある開口絞り１０５で人為的に波長シフトを生じさせ得る。収差の大きさは、想定する遮蔽量と人為的に生じさせたい波長シフトの最大量によって決定される。
【０１９８】
なお、試料光分光部を遮蔽によって波長シフトを生じさせるように構成したが、参照光分光部を同様に構成することによって遮蔽により波長シフトを生じさせてもよい。
【０１９９】
次に、この変形形態における基準分光プロファイルの求め方および波長シフト補正の手順について説明する。
【０２００】
図２０は、基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係を求める場合のフローチャートを示す図である。
【０２０１】
本変形形態において、基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係は、遮蔽量と基準分光プロファイルとの対応関係を求め、遮蔽量と波長シフト量との対応関係を求め、これらから求めるものである。
【０２０２】
図２０において、まず遮蔽物１０１によって光束が所定の遮蔽量だけ遮蔽され（＃３００）、キセノンフラッシュランプの５３０ｎｍと５４２ｎｍの分光プロファイルが測定される（＃３０５）。ここで、５３０ｎｍと５４２ｎｍの輝線は、発光時間をそれほど短くしなくとも連続光に対して光量が大きいという長所があるが、前述のように光学素子の劣化が影響する波長域にある。
【０２０３】
次に、輝線の存在する波長域に急峻な分光特性を持つシャープカットフィルタの透過率またはタイルの反射率を測定し、測定値から波長シフト量を計算する。より具体的に説明すると、まず、シャープカットフィルタを凸レンズ１０２の開口部近傍に配置し、遮蔽前のシャープカットフィルタの透過率と、遮蔽後のシャープカットフィルタの透過率とを測定する。本変形形態では、５３０ｎｍと５４２ｎｍとの２本の輝線を使用するので、この波長域に急峻な立上りを持つシャープカットフィルターを用いている。そして、前後の透過率に差がある場合には、初期状態の分光プロファイルから中心波長をシフトさせた行列Ａj,iを用いて透過率差を最も零に近いシフト量を探すことによって、波長シフト量を求める（＃３１０）。
【０２０４】
次に、＃３０５で求めた基準分光プロファイルと＃３１０で求めた波長シフト量とを対応付けて、メモリ６１に保存する（＃３１５）。
【０２０５】
次に、測定すべきすべての波長シフト量に対して、基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係が求められたか判断し（＃３２０）、すべて終了している場合には処理を終了し、終了していない場合には、遮蔽量を変更して（＃３２５）、＃３００の処理に戻る。このように所定の遮蔽量を変更しながら（＃３２５）、上述の＃３００から＃３２０を基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係が完成するまで繰り返す。
【０２０６】
ここで、波長シフト補正の精度を上げるためには、波長シフト量と基準分光プロファイルとの対応関係を細かいピッチ（例えば、０．１ｎｍピッチ）で作成することが好ましく、短時間で波長シフト量と基準分光プロファイルとの対応関係を作成するには大まかなピッチ（例えば０．５ｎｍピッチ）で測定し、その間は補間により求めることが好ましい。この補間を利用する方法は、メモリ容量を節約する観点からも好ましい。例えば、０ｎｍ、＋０．５ｎｍ、＋１．１ｎｍ、−０．５ｎｍ、−１．１ｎｍの５通りの波長シフト量のテーブルを作る場合では、まず、予め何通りかの遮蔽量でシャープカットフィルタの透過率を１回測定して遮蔽量と波長シフト量との対応関係を求める。この５通りの波長シフト量を与える遮蔽量は、求めた遮蔽量と波長シフト量との対応関係を用いて補間によって求める。そして、これら５通りの波長シフト量に対応するそれぞれの遮蔽量に対して、基準分光プロファイルとシャープカットフィルタの透過率との対応関係を測定する。測定結果から基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係を求めて、この対応関係をメモリ６１に保存する。なお、求められた波長シフト量が前述の５通りの波長シフト量に一致していない場合は近似する。
【０２０７】
なお、デュアルチャネルポリクロメータの場合には、試料光分光部と参照光分光部との波長シフト量が略等しいと考え得るため、波長シフト量を試料光側および参照光側の一方で、基準分光プロファイルを他方で同時に測定することによって、作業時間を短縮することができる。
【０２０８】
また、キセノンフラッシュランプの発光スペクトルは、完全に安定しているとは言い難いので、精度を高める観点から、複数回測定を行い、その平均を求めることが好ましい。
【０２０９】
次に、ユーザ側が行う波長シフト補正について説明する。
【０２１０】
図２１は、波長シフト補正の方法を示すフローチャートである。
【０２１１】
図２１において、白色校正スイッチ５４が押されて白色校正が行われ（＃４００）、続いて、校正用白色板を試料用開口１３に配置したままで、ランプ１２を所定時間τだけ発光させ、センサアレイ１０７からの出力信号により、５３０ｎｍ〜５５０ｎｍ付近の波長域に配置されるセンサ番号iの分光プロファイルＸiを求める（＃４０５）。そして、求めたＸiより差分波形ｄＸi／ｄiを求める（＃４１０）。
【０２１２】
次に、メモリ６１に格納されている補間前の基準分光プロファイルを波長シフト量に対して補間を行う（＃４１５）。例えば、−１ｎｍから＋１ｎｍまでの波長シフト範囲で０．０５ｎｍピッチで基準分光プロファイルのデータを作成すると、このデータは、４１個作成される。
【０２１３】
次に、作成された基準分光プロファイルのデータを差分データに変換する（＃４２０）、そして、変換した差分データと上述の差分波形ｄＸi／ｄiとの相関値を順次に計算して最大の相関値を求める。この最大の相関値を与える基準分光プロファイルに対応する波長シフト量を求める（＃４２５）。
【０２１４】
次に、この波長シフト補正量から行列Ａ”j,iを求め（＃４３０）、行列Ａ”j,iの逆行列(Ａ”j,i)-1を求めてメモリ６１に格納する（＃４３５）。
【０２１５】
そして、以後の試料測定では、上記式(2)の行列Ａj,i-1に代えて逆行列(Ａ”j,i)-1を用いて測定試料の分光感度Ｐjを求めることとなる。
【０２１６】
このような遮蔽手段による波長シフト方法は、試料光分光部または参照光分光部のレンズの開口部近傍の光束を遮蔽物で一部遮蔽するだけで済むので、赤外光遮断フィルタ７２を回転させる機械的な機構を設ける必要がある、上述の赤外光遮断フィルタ７２の回転による波長シフト方法に較べて、コスト的に有利である。
【０２１７】
ここで、上述では、メモリ６１に格納される波長シフト量と分光プロファイルとの対応テーブルには補間前のデータのみが登録されるが、このようなユーザ側で行われる波長シフト補正の実行時間を短縮する観点から、予め補完したデータもこの対応テーブルに登録するようにしてもよいし、基準分光プロファイルの差分データを保存するようにしてもよい。
【０２１８】
なお、本発明は、上記実施形態に限られず、以下の変形形態を採用することができる。
【０２１９】
（１）上記実施形態では求められた波長シフト補正量を用いて必ず分光感度を補正するようにしているが、これに限られない。例えば制御部６０により波長シフト補正量が所定値（例えば0.2nm）に達したか否かを判別し、所定値に達するまでは波長シフトの補正を行わないようにしてもよい。これによって測定データの連続性を優先することができる。
【０２２０】
また、この場合において、波長シフト補正量が所定値以上のときは、分光感度のシフト量として、波長シフト補正量に代えて、波長シフト補正量に基づき設定された量、例えば上記所定値または当該所定値を超えない程度を用いるようにしてもよい。波長シフト補正量が所定値以上のときに、そのまま波長シフト補正量だけ補正すると測定値の連続性が損なわれることになるが、波長シフト補正量に基づき設定された量だけ補正するようにすると、測定値の連続性を保つことが可能になる。
【０２２１】
また、波長シフト補正量が所定値に達すると表示部５５にその旨を表示し、波長シフトの補正を行わずに使用者への報知のみを行うようにしてもよい。また、波長シフト補正量が所定値に達すると、表示部５５にその旨を表示して使用者に再測定を促し、結果が同じであれば補正を行うようにしてもよい。
【０２２２】
また、これらにおいて、操作パネル部５０に上記所定値を設定する設定スイッチを備え、ＣＰＵ６２は設定スイッチで設定された値を上記所定値とする機能を備え、上記所定値を使用者が変更設定できるようにしてもよい。また、操作パネル部５０に波長シフト補正を行うか否かの選択スイッチを備え、ＣＰＵ６２は選択スイッチの操作結果に応じて波長シフト補正を行うか否かを決定する機能を備え、使用者が補正を行うか否かを選択できるようにしてもよい。
【０２２３】
（２）上記実施形態では、全測定波長域に対して一律に波長シフト補正量を適用しているため、大きな波長シフトに対しては誤差が残ることがある。そこで、波長シフト補正量が所定値（例えば1.0nm）以上の場合には、表示部５５に警告メッセージなどを表示して、使用者に対してメーカの工場での再校正を促すようにしてもよい。
【０２２４】
この形態によれば、必要になったときにのみ分光測色計１がメーカに返送されることとなり、適正な間隔でメンテナンスを施すことができる。
【０２２５】
（３）上記実施形態では、波長シフト補正をキセノンフラッシュランプ１２の764nmの輝線スペクトルを用いて行っているが、これに限られない。上記図８に示すように、発光時間が40μｓの分光強度分布▲１▼では700nm以上に急峻なピークを持つ輝線スペクトルが存在しており、これらを用いてもよい。なお、同図に示すように、波長域450〜550nmにも急峻なピークを持つ輝線スペクトルが存在しているが、上述したように光学素子の経時変化の影響を受けるので、これらを用いるのは好ましくない。
【０２２８】
（５）上記実施形態および変形形態において、764nmでの波長シフト量と測定波長域全体の平均波長シフト量との関係を予め求めておくようにしてもよい。
【０２２９】
例えば図１において、回折格子３５などからなる分光手段による分散光に対する試料光センサアレイ３６の相対位置の変化は、それがハウジング（例えば図１３に示すハウジング７１）の変形など、機械的変化によるものである限り、試料光センサアレイ３６の各センサに対して一律に生ずる。
【０２３０】
このような一律の相対位置変化により各センサの中心波長に生ずる波長シフト量は、ＣＯＤＥＶなどの公知の光学シミュレーションソフトウェアを用いて容易に求めることができる。
【０２３１】
そこで、このようにして求められた各センサの波長シフト量に基づき、700nm以上の波長域の輝線スペクトル（例えば764nm）近傍に生ずる波長シフト量と、測定波長域全体に平均的に生ずる波長シフト量との関係を予め調べてメモリ６１に格納しておく。
【０２３２】
そして、波長シフト補正を行う際には、700nm以上（例えば764nm）の輝線スペクトルを用いて求められた波長シフト補正量と、メモリ６１に格納されている上記関係とから、測定波長域の平均的な波長シフト補正量を求める。
【０２３３】
この形態によれば、測定波長域全体に亘って、適正な波長シフト補正を行うことができる。但し、オレンジ色の基準試料を用いて測定域中心部の波長シフト量を実測する形態では必要ない。
【０２３４】
（６）上記実施形態では、分光測色計１は試料２の分光反射特性を測定するものとしているが、これに限られず、試料２の分光透過特性を測定するものとしてもよい。この場合には、試料２の透過光を試料光分光部３３に導くように構成すればよい。
【０２３５】
（７）上記実施形態では、波長シフト補正量を求めるのに、現在の分光プロファイルの差分波形と、基準分光プロファイル群の各分光プロファイルの差分波形との相関値を求め、最も相関値の高い分光プロファイルを抽出し、その波長シフト量を波長シフト補正量としているが、これに限られない。
【０２３６】
図１７は波長シフト補正量の異なる求め方を説明する図である。まず、上記実施形態と同様に、各差分波形の相関値を求める。図１７では、求めた各相関値を○でプロットしている。次いで、波長シフト量Δλと相関値との関係を波長シフト量Δλを変数とする２次関数で近似することとし、
ｆ(Δλ)＝ａ(Δλ−ｂ)2＋ｃ  …(15)
を与える定数ａ，ｂ，ｃを最小自乗法で決定し、この２次関数が極大となる定数ｂを波長シフト補正量として求める。
【０２３７】
上記実施形態では極大を与える分光プロファイルとの相関値のみを用いているが、この形態によれば、基準分光プロファイル群の全ての分光プロファイルとの相関値を用いて、現在の分光プロファイルに対応する波長シフト補正量を求めているので、相関値データが含む誤差の影響を軽減することができる。また、図１７に示すように、相関値の極大近傍において波長シフト量の変化に対する相関値の変化率が小さくなることによって生じる誤差を抑えることができる。
【０２３８】
なお、ここでは２次関数で説明したが、近似する関数はこれに限られず、波長シフト量を変数とする適切な関数で近似して、その関数が極大となる波長シフト量を波長シフト補正量とすればよい。
【０２３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，９の発明によれば、初期状態で特定波長に強度のピークを持つ所定光源からの光を受光したときに受光手段から出力される少なくとも上記特定波長を含む特定波長域の分光プロファイルと、受光手段の分光手段に対する相対位置が波長分散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当該受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルとからなる基準分光プロファイル群を記憶しておき、初期状態以後に上記照明手段を校正可能な状態で発光したときに上記受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応する上記受光手段のシフト量を初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしているので、受光手段の分光手段に対する相対位置が変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、従来のように基準色サンプルを用いることなく、波長シフト補正量を求めることができる。その結果、使用者に注意を喚起したり、必要な補正を行うことがユーザ側において容易にできることとなる。
【０２４０】
そして、所定光源は、連続スペクトルおよび特定波長の輝線スペクトルからなる分光強度分布を有するもので、照明手段として兼用するようにしているので、所定光源を別途準備する必要がなく、構成を簡素化することができる。
【０２４１】
さらに、所定光源は、パルス状に発光するフラッシュランプからなるもので、照明制御手段は、フラッシュランプを所定時間だけ発光させるもので、補正制御手段は、フラッシュランプを所定時間より短い時間だけ発光させるようにしているので、フラッシュランプの分光強度分布において、発光時間が短くなると連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が増大することから、補正用分光プロファイルと基準分光プロファイル群の分光プロファイルを比較したときに連続スペクトルによる影響を軽減することができ、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を容易に求める上で波長シフトへの感度を高めることができる。
【０２４２】
請求項２の発明によれば、上記所定光源は、キセノンフラッシュランプからなるもので、上記特定波長は、700nm以上の波長域における輝線スペクトルに対応する波長であり、上記受光手段の上記分光手段に対する相対位置が波長分散方向にシフトしたときの、700nm以上の波長域における（輝線スペクトルの波長方向の）シフト量と測定波長域全体における平均的な波長シフト量との関係を記憶しておき、この関係を用いて、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シフト量から上記測定波長域全体における平均的な波長シフト量を求め、これを波長シフト補正量とするようにしているので、測定波長域全体に亘って波長シフトの補正を適正に行うことができる。
【０２４３】
請求項３の発明によれば、補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと記憶されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関が最も大きい分光プロファイルに対応するシフト量を波長シフト補正量として求めるようにしているので、連続スペクトルによる影響が抑制されることから、相関値の波長シフトに対する感度が向上し、波長シフト補正量を高精度で得ることができる。
【０２４４】
請求項４の発明によれば、補正用分光プロファイルの波長に対する差分データと記憶されている各分光プロファイルの波長に対する差分データとの相関値をそれぞれ求め、シフト量を変数として各相関値を所定の関数で近似し、当該近似関数の極大値を与えるシフト量を波長シフト補正量として求めるようにしているので、近似関数の極大値を与えるシフト量が波長シフト補正量として求められることから、基準分光プロファイル群の全ての分光プロファイルとの相関値を用いて、補正用分光プロファイルに対応する波長シフト補正量を求めることとなり、これによって相関値データが含む誤差の影響を軽減することができる。
【０２４５】
請求項５，１０の発明によれば、記憶されている各シフト位置において受光手段から出力されるべき特定波長域の複数の分光プロファイルは、所定光源の分光強度分布を測定し、各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度と測定によって得られた所定光源の分光強度分布とを用いて求めるようにしているので、分光手段と複数の光電変換素子との相対位置を実際に機械的に波長方向にシフトさせることなく、基準分光プロファイル群を容易に得ることができる。
【０２４６】
請求項６の発明によれば、補正用分光プロファイルは、初期状態以後における測定試料の分光特性測定に先立ち、分光手段が測定試料からの反射光を分光するものであるときは校正用白色板を測定試料に代えて配置した校正可能な状態で求め、分光手段が測定試料からの透過光を分光するものであるときは測定試料を配置せずに光が透過する校正可能な状態で求めるようにしているので、使用者が白色校正を行う際に、現在の分光プロファイルを測定して波長シフト補正量を求めることが可能になることから、使用者側において、新たな手間を要することなく容易に波長シフト補正量を求めることができる。
【０２４７】
請求項７，１３の発明によれば、求められた波長シフト補正量を記憶しておき、波長シフト補正量が記憶されているときは、各光電変換素子の分光感度を波長シフト補正量だけシフトした分光感度を用いて測定試料の分光特性を算出するようにしているので、受光手段の分光手段に対する相対位置が変化して各光電変換素子の分光感度が波長方向にシフトした場合でも、測定試料の分光特性を精度良く求めることができる。
【０２４８】
請求項８の発明によれば、求められた波長シフト補正量を格納するための補正量記憶手段をさらに備え、補正量記憶手段に格納されている波長シフト補正量が所定値以上のときのみ、各光電変換素子の分光感度を波長シフト補正量に基づき設定された量だけシフトした分光感度を用いて測定試料の分光特性を算出するようにしているので、波長シフト補正量が所定値未満のときは、記憶されている各光電変換素子の分光感度をそのまま用いて測定試料の分光特性が算出されることから、測定値としての連続性を保持することができる。また、波長シフト補正量が所定値以上のときは波長シフト補正量に基づき設定された量だけ波長方向にシフトした分光感度が用いられることから、測定値の連続性が損なわれるのを防止することができる。
【０２４９】
請求項１１の発明によれば、複数の分光特性測定装置の各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定し、それらの測定結果に基づき少なくとも１つの分光強度分布を選択し、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および測定された分光感度と選択された分光強度分布とを用いて受光手段から出力されるべき上記特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、照明手段を校正可能な状態で発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上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を与える分光強度分布について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておき、初期状態以後に補正対象の分光特性測定装置において波長シフト補正を行う際に、照明手段を校正可能な状態で発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記記憶されている基準分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上記補正用分光プロファイルに最も近似する上記基準分光プロファイル群内の分光プロファイルに対応するシフト量を初期状態からのシフト量である波長シフト補正量として求めるようにしているので、補正対象の分光特性測定装置について個々に照明手段の分光強度分布を測定する必要がないことから、基準分光プロファイル群を容易に求めることができる。また、予め複数の分光特性測定装置の照明手段について分光強度分布を測定し、そのうちから補正対象の分光特性測定装置の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を与える分光強度分布による分光プロファイル群を基準分光プロファイル群としているので、補正対象の分光特性測定装置の照明手段の分光強度分布がそれぞればらついていても、そのばらつきによる波長シフト補正の精度低下を抑制することができる。
【０２５０】
請求項１２の発明によれば、複数の分光特性測定装置の各照明手段の分光強度分布をそれぞれ測定したときの測定結果において、典型的な分光強度分布を与える１つの分光特性測定装置を選択し、選択された分光特性測定装置について、照明手段の発光時間を所定時間から所定ピッチで複数段階変化させたときの分光強度分布をそれぞれ測定し、初期状態の補正対象の分光特性測定装置について、各光電変換素子の分光感度を測定し、当該分光感度を波長方向に所定ピッチで複数段階シフトすることで複数の分光感度を数値的に合成し、当該合成された複数の分光感度および測定された分光感度と各発光時間での上記分光強度分布とを用いて受光手段から出力されるべき特定波長域の複数の分光プロファイルからなる分光プロファイル群を求め、照明手段を校正可能な状態で発光したときに受光手段から出力される補正用分光プロファイルと、上記分光プロファイル群に含まれる各分光プロファイルとを上記特定波長域においてそれぞれ比較し、上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を与える発光時間について求められた上記特定波長域の分光プロファイル群を、当該補正対象の分光特性測定装置の基準分光プロファイル群として予め記憶しておくようにしているので、照明手段の発光時間が変化すると連続スペクトルに対する輝線スペクトルの相対強度が変化することから、補正対象である個々の分光特性装置の照明手段が持つ上記相対強度がそれぞれ異なる場合でも、それぞれに最も近い上記相対強度の分光プロファイル群を基準分光プロファイル群として用いることが可能になり、その結果、波長シフト補正量を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【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】同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】センサアレイの分光感度を示す図である。
【図５】センサ番号ｉの分光感度Ｇi(λ)を示す図である。
【図６】分光輝度計によりランプの分光強度を測定するときの構成を示す図である。
【図７】基準分光プロファイル群を求める手順を示すフローチャートである。
【図８】キセノンフラッシュランプの発光スペクトル分布図である。
【図９】波長シフト補正の手順を示すフローチャートである。
【図１０】  (ａ)は764nm近傍の波長域の分光プロファイルXiの一例を示す図、(ｂ)は(ａ)の差分波形を示す図である。
【図１１】  (ａ)(ｂ)はシフト量に対する相関値の一例を示す図である。
【図１２】参照光センサアレイの分光感度の中心波長の校正手順を示すフローチャートである。
【図１３】ダブルチャネル分光部の機械的構成を示す斜視図である。
【図１４】赤外光遮断フィルタの取付構成を示す側面図である。
【図１５】赤外光遮断フィルタの入射光線および射出光線の屈折を示す断面図である。
【図１６】基準試料の分光反射率および差分波形を示す特性図である。
【図１７】波長シフト補正量の異なる求め方を説明する図である。
【図１８】遮蔽物によって波長シフトを生じさせる原理を説明するための図である。
【図１９】遮蔽によって波長シフトを生じさせる試料光分光部の構成を示す図である。
【図２０】基準分光プロファイルと波長シフト量との対応関係を求める場合のフローチャートを示す図である。
【図２１】波長シフト補正の方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  積分球（照明手段）
１２  キセノンフラッシュランプ（照明手段、所定光源）
１３  試料用開口
２０  発光回路（照明制御手段、補正制御手段）
３５，４４  回折格子（分光手段）
３６  試料光センサアレイ（受光手段）
４５  参照光センサアレイ
５０  操作パネル部
５５  表示部
６０  制御部
６１  メモリ（分光感度記憶手段、基準分光プロファイル群記憶手段、シフト量記憶手段、補正量記憶手段）
６２  ＣＰＵ（照明制御手段、分光特性演算手段、補正制御手段、補正量演算手段、報知手段）
９１、１０５  開口絞り
９４、１０１  遮蔽物
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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