校正手段、校正方法、及びプログラム
【課題】 分光測定装置においては、経時変化や温度変化などによって、波長とセンサ上での検出位置が変化する場合があり、予め特定されてある範囲内では検出位置と波長との対応関係を適切に取得することができない場合がある。その結果、正しく分光測定装置の校正を行うことができない。
【解決手段】 分光測定装置の校正装置であって、入射光に含まれる輝線の波長と、探索範囲とを対応付けて記憶し、輝線を含む入射光の探索範囲内における画素値に基づいて、第一の検出位置を取得し、探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、探索範囲を変更し、変更された探索範囲内における画素値に基づいて第二の検出位置を取得し、第一の検出位置又は第二の検出位置と、輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う。
【解決手段】 分光測定装置の校正装置であって、入射光に含まれる輝線の波長と、探索範囲とを対応付けて記憶し、輝線を含む入射光の探索範囲内における画素値に基づいて、第一の検出位置を取得し、探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、探索範囲を変更し、変更された探索範囲内における画素値に基づいて第二の検出位置を取得し、第一の検出位置又は第二の検出位置と、輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、センサにおける輝線の検出位置と波長との対応関係に基づき分光測定装置の校正を行う校正装置、校正方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、凹面回折格子と受光センサ（ラインセンサ）を組み合わせたローランド型分光測定装置である。光源によって照らされたサンプルの反射光は、スリットを通過し分光測定装置に入射する。次に、凹面回折格子に入射した光は分光し反射する。さらに、反射した光は、凹面回折格子上の曲率半径を直径とする円上に結像する。そして、結像位置に配置したラインセンサを用いて、分光した光の強度を画素値として取得することで、入射光の分光情報を測定することができる。このような構成の分光測定装置において、入射光の波長とラインセンサ上の画素位置との対応関係を正確に求めなければ、精度良く分光情報を測定することはできない。
【０００３】
上記のような構成の分光測定装置では、次の二つの特性によって、画素位置と波長との対応関係が非線形になってしまう。第一に、光学的に分光した光は円周上に結像するが、ラインセンサは平面であることが一般的であるため、本来結像すべき位置と、ラインセンサ上での位置が異なってしまう。第二に、凹面回折格子の光学特性によって、分光した光はボケてしまう。加えて、ボケ特性は波長によって異なる。このような二つの特性から、画素位置と波長との対応関係は非線形となる。
【０００４】
そこで、このような非線形な画素位置と波長との対応関係を算出する手法として、単波長を分光測定装置に入射し、モノクロメータを用いて画素ごとに対応関係を導き出すことが一般的である。しかしながら、モノクロメータを要する分光測定装置をプリンタなどの機器に組み込むことは現実的でない。
【０００５】
また、簡易的な校正方法として、次のような手法が考えられる。まず、複数の輝線を持つ光源からの光を分光測定装置に入射し、輝線の波長と対応する検出位置を算出する。そして、複数の輝線の波長と対応する検出位置との組から回帰曲線を生成することによって、画素位置と波長との対応関係を導き出すことが知られている（例えば、特許文献１）。なお、本明細書中では、特定の輝線に対応するセンサ上での画素位置を検出位置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特登録２６８９７０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている手法の場合、画素位置と波長との対応関係を求めるためには、予め輝線が結像する検出位置の範囲を特定する必要がある。しかし、分光測定装置においては、経時変化や温度変化などによって、波長とセンサ上での検出位置が変化する場合があり、予め特定されてある範囲内では検出位置と波長との対応関係を適切に取得することができない場合がある。その結果、正しく分光測定装置の校正を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の分光測定装置の校正装置は、
入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得手段と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記変更された探索範囲内における前記入射光の画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得手段と、
前記取得手段で取得された第一の検出位置又は前記再取得手段で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正手段と、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の分光測定装置の校正装置、校正方法、及びプログラムによれば、経時変化や温度変化などによって波長と検出位置との対応関係が変化した場合であっても、検出位置と波長との対応関係を適切に取得することができる。その結果、正しく分光測定装置の校正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態１、２における分光測定装置のブロック図
【図２】本実施形態１、２における全体処理の流れを示すためのフローチャート
【図３】本実施形態１の校正処理の流れを示すフローチャート
【図４】本実施形態１のパラメータを説明するための図
【図５】本実施形態１における極値の判定を説明するための図
【図６】本実施形態１における極値の判定を説明するための図
【図７】本実施形態２の校正処理の流れを示すフローチャート
【図８】本実施形態２のダーク解析を説明するための図
【図９】本実施形態２のパラメータを説明するための図
【図１０】ローランド型分光器を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本実施形態１は、まず基準白色板に対する測定データから極値（頂点）を算出する。ここで極値とは、画素位置（入力）―画素値（出力）との関係における極値である。そして、探索した極値が正しいかどうかを判定し、誤っている場合には、探索に使用したパラメータ（探索範囲やフィティング次元数）を変更し、再探索することで、正しい極値を算出するものである。
【００１２】
本実施形態の分光測定装置１０１の構成について、図１のブロック図を用いて説明する。光源１０２から照射された光はサンプル１１６で反射される。その反射光は、スリット１０３で光線幅が制限され、分光測定装置１０１に入射光として入射される。なお、スリット１０３は分光測定装置１０１の一部である。凹面回折格子１０４はスリット１０３から入射される光を分光して反射する。受光センサ１０５（ラインセンサ１０５）は凹面回折格子１０４にて分光、反射した光を受光する。制御処理部１０６は光源１０２や受光センサ１０５の動作制御や受光センサ１０５にて受光した分光データの取り込み、さらに、処理を行う。Ｃｅｎｔｒａｌ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ−Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）１０７は制御処理部１０６内の各ユニットを制御する。Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ−Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）１０８は変更を必要としないプログラムやパラメータなどを格納する記憶部である。Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ―Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）１０９は外部装置から供給されるプログラムやデータを一時記憶する。また、ＲＡＭ１０９は、ＣＰＵ１０７による各種制御や計算に必要とされるワークメモリとして機能する。光源コントローラ１１０は、光源１０２の光量、発光タイミングや発光時間を制御するための光源コントローラである。受光センサコントローラ１１１は、受光センサ１０５を制御する。Ａ／Ｄ変換部１１２は、受光センサコントローラ１１１を用いて受光センサ１０５から取得（撮像）したアナログ信号値をデジタル信号値に変換する。信号処理部１１３はＡ／Ｄ変換部１１２にて変換されたデジタル信号値に対して各種の処理する。外部インターフェース１１４は、信号処理部１１３にて処理されたデジタル信号値などを外部に出力したり、外部からの制御信号を入力する。システムバス１１５は、制御処理部１０６の各ユニット間でのデータ通信可能とする。センサ校正処理（センサキャリブレーション処理）を行う際は、サンプル１１６として基準白色板が用いられる。
【００１３】
＜全体処理の流れ＞
本実施形態１の分光測定装置１０１における処理の流れについて、図２及び図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ２０１では、分光測定装置１０１の電源を入れるなど測定するための準備を行う。ステップＳ２０２では、分光測定装置１０１のキャリブレーション処理（校正処理）を行う（詳細は後述する）。ステップＳ２０３では、校正処理された分光測定装置１０１を用いて測定対象の分光データの測定を行う。
【００１４】
＜校正処理＞
次に、図３を用いて、ステップＳ２０２の校正処理について詳細に説明する。ステップＳ３０１では、ＣＰＵ１０７は、光源コントローラ１１０を駆動させ、光源１０２を点灯させる。さらに、ＣＰＵ１０７は、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、基準白色板１１６の分光データを測定する。測定したデータは、Ａ／Ｄ変換部１１２や信号処理部１１３により後述する各種処理を実行しやすいようなデジタルデータに変換され、ＲＡＭ１０９に格納される。ステップＳ３０２では、ＣＰＵ１０７は、ＲＯＭ１０８から、波長と検出位置との対応関係や探索範囲、及び、フィッティング次元数などの初期パラメータ（詳細は後述する）を読み込み、ＲＡＭ１０９に格納する。ステップＳ３０３では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０２にて読み込んだ初期パラメータに基づいて画素位置における画素値の分布の極値の探索を探索範囲内で行う（詳細は後述する）。ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０３にて探索した極値の判定が所定の条件を満たすか否かの判断を行う（詳細は後述する）。正しい場合には、探索された検出位置と波長との対応関係をＲＡＭ１０９に記憶し、ステップＳ３０６に進む。誤っている場合にはステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、ＣＰＵ１０７は、ＲＯＭ１０８に格納している次の候補パラメータを読み込み、ＲＡＭ１０９に格納し、ステップＳ３０３に戻る（パラメータの更新についての詳細は後述する）。そして、再度ステップＳ３０３にて、更新されたパラメータに基づき、極値を再探索（再取得）をし、ステップＳ３０４以下の処理を継続する。
【００１５】
ステップＳ３０６では、ＣＰＵ１０７は、すべての極値に対して探索したかどうかを判定する。すべての極値に対して探索した場合には、ステップＳ３０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、探索する極値の更新を行いステップＳ２０３に戻る。ステップＳ３０３からステップＳ３０７までの処理を繰り返し、すべての極値について、検出位置を取得する。ステップＳ３０８では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０３〜Ｓ３０７にて取得した極値に対応する波長と検出位置との関係から回帰曲線を算出する。この回帰曲線は、波長とラインセンサ１０５の検出位置との対応関係を示す。最後に、ステップＳ３０９では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０８にて算出した回帰曲線を基に画素位置と波長との対応テーブルを生成し、ＲＡＭ１０９に格納する。ＲＡＭ１０９に格納された対応テーブルにより分光測定装置１０１の校正がなされる。
【００１６】
＜パラメータ＞
図４（ａ）（ｂ）に本実施形態におけるパラメータの一例を示す。図４（ａ）（ｂ）に記載されているパラメータは、ＲＯＭ１０８やＲＡＭ１０９に記憶されている。本実施形態において必要なパラメータは以下の通りである。
・探索する極値の総数（４０１）
・初期状態における極値の波長（４０２〜４０４）
・極値を算出するためのｎ次元多項式の初期のフィッティング次元数（４０５）
・フィッティング判定の閾値（４０６）
・それぞれの極値の探索範囲（４０７〜４１０）
なお、極値の波長は入射光の輝線の波長に対応している。また、重回帰分析によって、多項式近似を行い、それによって、極値を求める場合には、少なくとも（フィッティング次元数＋１）個の画素数が必要となる。一般的に、受光センサの出力にはノイズが含まれている。そのため、あまりにもフィッティング次元数を高く設定してしまうと、ノイズによる変動に対してフィッティングしてしまう。結果、誤った極値を算出することになる。そこで、できるだけ小さいフィッティング次元数を用いることが望ましい。
【００１７】
＜極値探索＞
ステップＳ３０３の極値の算出方法について詳細に説明する。例えば、２次元の多項式近似を用いて極値を近似する場合、探索範囲の検出位置をｘ０，ｘ１，ｘ２…、対応する基準白色板１１６を測定した際の出力値（画素値）をｙ０，ｙ１，ｙ２，…、２次元多項式の係数をａ，ｂ，ｃとする。最小二乗法を用いると係数ａ，ｂ，ｃは（数式１）のようにして求めることができる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
（数式１）によって求められた係数ａ，ｂ，ｃを用いて、極値を取る検出位置（極値位置）を（数式２）によって求める。
極値位置＝−ｂ／２ａ ・・・（数式２）
２次元より大きな次元の多項式の場合についても同様に幾何的、代数的に極値を求める。
【００２０】
＜極値の判定＞
ステップＳ３０４の極値の判定について、図５、及び図６を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図５（ａ）は、極値の探索が正しい場合を示している。基準白色板の測定値５０１に対して、探索範囲５０２内で、多項式近似５０３を行い、極値位置５０４を上記の方法で算出する。この場合、基準白色板の測定値の極値と多項式近似から求めた極値位置５０４が一致している（又は許容される誤差の範囲内にある）。一方、図５（ｂ）は、極値の探索が誤っている場合を示している。上記と同様に、基準白色板の測定値５０５に対して、探索範囲５０６で多項式近似５０７を行い極値位置５０８を算出する。この場合、基準白色板の測定値５０５の極値と、多項式近似から求めた極値位置５０８は一致しない。これは、探索範囲５０６が正しくないためである。この判定方法は、算出した極値位置５０４、５０８が、探索範囲５０２，５０６内にあるかどうかを判定すれば良い。つまり、極値位置が、探索範囲内にあれば、正しい極値であり、探索範囲の境界、又は探索範囲外にあれば、誤った極値となる。
【００２２】
次に、図６（ａ）も、極値の探索が正しい場合を示している。基準白色板の測定値６０１に対して、探索範囲６０２内で、多項式近似６０３を行い、極値位置６０４を上記の方法で算出する。この場合、基準白色板の測定値の極値と多項式近似から求めた極値位置６０４が一致している（又は許容される誤差の範囲内にある）。一方、図６（ｂ）は、極値の探索が誤っている場合を示している。上記と同様に、基準白色板の測定値６０５に対して、探索範囲６０６で多項式近似６０７を行い、極値位置６０８を算出する。この場合、基準白色板の測定値６０５の極値と、多項式近似から求めた極値位置６０８は一致しない。これは、上記の探索範囲内に極値があるにも係わらず、探索が誤っている場合である。この場合は、近似対象が左右非対処な形状に対して、多項式近似時のフィッティング次元数が異なるために、探索が失敗している。そこで、（数式３）のように多項式近似した結果と基準白色板の測定値との最小二乗誤差値をとり、フィッティング判定の閾値４０６と比較することにより、誤った極値であるか否かを判断する。本実施形態では、最小二乗誤差値が閾値４０６以上であった場合、誤った極値であると判定する。
【００２３】
【数２】
【００２４】
＜パラメータの更新＞
ステップＳ３０５のパラメータ更新について説明する。
【００２５】
上述のように、ステップＳ３０４にて、正しくない極値と判定された場合（所定の条件を満たした場合）は、以下の二通りある。
（ａ）極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外にある
（ｂ）多項式近似時のフィッティング次元数が不適切である
そこで、上述の二通りの場合、及びその組合せにおけるパラメータの更新を説明する。
【００２６】
（ａ）探索範囲の更新
極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外にあり、正しくない極値と判定された場合、図４の４０８〜４１０のように探索範囲をずらす。図４の例では、最初に探索範囲１（４０７）で見つからなかった場合には、探索範囲２（４０８）のように左に４画素シフトさせる。また、更に見つからない場合には、探索範囲３（４０９）のように右にシフトさせる。それでも見つからない場合には、探索範囲４（４１０）のように探索範囲を広げて探索を行う。
なお、多項式近似のフィッティングの精度を向上させるためには、極値の探索範囲は、探索範囲を狭くすることが望ましい。極値と離れた画素値のデータにより極値付近のデータの精度が悪くなることを回避するためである。
この探索範囲のパラメータの更新は、この例に限定されるものではないのは言うまでもない。センサの温度特性などに応じて予め極値が移動しやすい方向に探索範囲を選択するようにすれば、探索時間などの短縮を行える。
【００２７】
（ｂ）フィッティング次元数の更新
多項式近似のフィッティング次元数が不適切であり、正しくない極値と判定された場合、フィッティング次元数を上げる。例えば、図４の例では、最初にフィッティング次元数を２として探索するが、最小二乗誤差誤差がフィッティング判定閾値４０６以上である場合に、フィッティング次元数を３にする。
ノイズによるフィッティングの影響を軽減するために、フィッティング次元数は、なるべく小さいほど良い。本実施形態によれば、低い次元数でフィッティングを行い、所定の条件を満たした場合に限り、次元数を上げることからノイズの影響を極力排除したフィッティングを可能にしている。
【００２８】
（ｃ）探索範囲、及びフィッティング次元数の更新
図４（ｃ）に記載されているように、探索範囲、及びフィッティング次元数の両者を組み合わせた形で更新することも考えられる。この例では、極値（１）について、最初に探索パラメータ１でフィッティングを実行する。このフィッティングの際のフィッティング次元数は２である。この際の極値位置が、探索範囲境界、又は探索範囲外である場合、或いは、最小二乗誤差がフィッティング判定閾値以上である場合は、探索パラメータを探索パラメータ２に更新する。
この実施形態によれば、探索範囲とフィッティング次元数の両者を考慮したフィッティングを行うことが可能となり、より精度の高いフィッティングを実現することができる。
【００２９】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、波長と検出位置との対応関係の校正を行うことができる。そして、本実施形態では、探索範囲やフィッティング次元数などを予めパラメータとして保持しておくため、探索範囲や次元数を逐一決定しながら最適化する手法に比べて高速な処理が可能となる。また、本実施形態では、探索範囲を狭めてフィッティングすることから精度の高いフィッティングを行うことができる。更に、本実施形態では、なるべく低い次元の多項式でフィッティングをすることから、ノイズの影響を受けないフィッティングを可能としている。
【００３０】
＜実施形態２＞
本実施形態２の概要について述べる。
本実施形態２では、まず光源を光らせない状態の画素値のダークデータを取得する。そして、取得したダークデータを解析することで、分光測定装置の状態を取得し、パラメータ（探索範囲やフィティング次元数）を変更することで、精度良く極値を算出するものである。
本実施形態２の分光測定装置の構成は、実施形態１のブロック図と等しいため省略する。
【００３１】
＜全体処理の流れ＞
本実施形態２の分光測定装置における全体処理の流れは実施形態１と等しいため省略する。
【００３２】
＜校正処理＞
図２のステップＳ２０２の校正処理について、実施形態１と異なるため、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ７０１では、ＣＰＵ１０７は、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、ダークデータを取得する。ステップＳ７０２では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０１にて取得したダークデータを解析する（詳細は後述する）。ステップＳ７０３では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０２にて解析した結果に基づいて、パラメータを設定する（詳細は後述する）。ステップＳ７０４では、ＣＰＵ１０７は光源コントローラ１１０を駆動させ、光源１０２を点灯させる。さらに、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、基準白色板１１６の分光データを測定する。ステップＳ７０５では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０３にてパラメータに基づいて、ステップＳ７０４で取得した基準白色板の分光データから実施形態１にステップＳ３０３と同様の処理を用いて極値を探索する。ステップＳ７０６では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０５にて取得した極値と対応する波長の関係から回帰曲線を生成する。最後に、ステップＳ７０７では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０６にて算出した回帰曲線に基づいて画素位置と波長との対応テーブルを算出し、ＲＡＭ１０９に格納する。
【００３３】
＜ダーク解析＞
ステップＳ７０２のダーク解析について詳細に説明する。本実施形態２における分光測定装置１０１の波長と検出位置との対応関係を変動させる要因の一つとして、分光測定装置自体の温度による変動がある。例えば、温度変動によって、機体が膨張伸縮するということが考えられる。その結果、波長と検出位置との対応関係が変化する。図８は、ダークデータの受光センサの平均出力値（暗電流成分）と、温度との対応関係を示している。図８が示すように、ダークデータの平均出力値によって、受光センサの温度を取得する。
【００３４】
＜パラメータの設定＞
図９にステップＳ７０３のパラメータの一例について示す。本実施形態２において必要なパラメータは、探索極値数（９０１）、極値の波長（９０２〜９０４）、及び、センサ温度に対応する探索範囲とフィッティング次元数（９０５〜９０９）である。ステップＳ７０２にて、取得した受光センサの温度に対応する探索範囲とフィッティング次元数をＲＡＭ１０９にセットする。
【００３５】
＜実施形態１との組合せについて＞
本実施形態２は、実施形態１と組み合わせて実施することも可能である。この場合、最初の探索範囲を本実施形態２の手法を用いて取得する。そして、極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外に存在する場合、或いは、最小二乗誤差がフィッティング判定閾値以上である場合は、実施形態１の手法に従って、探索範囲、又はフィッティング次元数を更新する。
【００３６】
＜実施形態２の効果＞
本実施形態２では、分光測定装置の温度状況に応じて極値の探索範囲を切り替える。これにより、分光測定装置の温度状況が変化したとしても、波長と画素の対応関係を精度良く算出することができる。
【００３７】
＜実施形態３＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、センサにおける輝線の検出位置と波長との対応関係に基づき分光測定装置の校正を行う校正装置、校正方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、凹面回折格子と受光センサ（ラインセンサ）を組み合わせたローランド型分光測定装置である。光源によって照らされたサンプルの反射光は、スリットを通過し分光測定装置に入射する。次に、凹面回折格子に入射した光は分光し反射する。さらに、反射した光は、凹面回折格子上の曲率半径を直径とする円上に結像する。そして、結像位置に配置したラインセンサを用いて、分光した光の強度を画素値として取得することで、入射光の分光情報を測定することができる。このような構成の分光測定装置において、入射光の波長とラインセンサ上の画素位置との対応関係を正確に求めなければ、精度良く分光情報を測定することはできない。
【０００３】
上記のような構成の分光測定装置では、次の二つの特性によって、画素位置と波長との対応関係が非線形になってしまう。第一に、光学的に分光した光は円周上に結像するが、ラインセンサは平面であることが一般的であるため、本来結像すべき位置と、ラインセンサ上での位置が異なってしまう。第二に、凹面回折格子の光学特性によって、分光した光はボケてしまう。加えて、ボケ特性は波長によって異なる。このような二つの特性から、画素位置と波長との対応関係は非線形となる。
【０００４】
そこで、このような非線形な画素位置と波長との対応関係を算出する手法として、単波長を分光測定装置に入射し、モノクロメータを用いて画素ごとに対応関係を導き出すことが一般的である。しかしながら、モノクロメータを要する分光測定装置をプリンタなどの機器に組み込むことは現実的でない。
【０００５】
また、簡易的な校正方法として、次のような手法が考えられる。まず、複数の輝線を持つ光源からの光を分光測定装置に入射し、輝線の波長と対応する検出位置を算出する。そして、複数の輝線の波長と対応する検出位置との組から回帰曲線を生成することによって、画素位置と波長との対応関係を導き出すことが知られている（例えば、特許文献１）。なお、本明細書中では、特定の輝線に対応するセンサ上での画素位置を検出位置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特登録２６８９７０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている手法の場合、画素位置と波長との対応関係を求めるためには、予め輝線が結像する検出位置の範囲を特定する必要がある。しかし、分光測定装置においては、経時変化や温度変化などによって、波長とセンサ上での検出位置が変化する場合があり、予め特定されてある範囲内では検出位置と波長との対応関係を適切に取得することができない場合がある。その結果、正しく分光測定装置の校正を行うことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の分光測定装置の校正装置は、
入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得手段と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記変更された探索範囲内における前記入射光の画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得手段と、
前記取得手段で取得された第一の検出位置又は前記再取得手段で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正手段と、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の分光測定装置の校正装置、校正方法、及びプログラムによれば、経時変化や温度変化などによって波長と検出位置との対応関係が変化した場合であっても、検出位置と波長との対応関係を適切に取得することができる。その結果、正しく分光測定装置の校正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態１、２における分光測定装置のブロック図
【図２】本実施形態１、２における全体処理の流れを示すためのフローチャート
【図３】本実施形態１の校正処理の流れを示すフローチャート
【図４】本実施形態１のパラメータを説明するための図
【図５】本実施形態１における極値の判定を説明するための図
【図６】本実施形態１における極値の判定を説明するための図
【図７】本実施形態２の校正処理の流れを示すフローチャート
【図８】本実施形態２のダーク解析を説明するための図
【図９】本実施形態２のパラメータを説明するための図
【図１０】ローランド型分光器を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本実施形態１は、まず基準白色板に対する測定データから極値（頂点）を算出する。ここで極値とは、画素位置（入力）―画素値（出力）との関係における極値である。そして、探索した極値が正しいかどうかを判定し、誤っている場合には、探索に使用したパラメータ（探索範囲やフィティング次元数）を変更し、再探索することで、正しい極値を算出するものである。
【００１２】
本実施形態の分光測定装置１０１の構成について、図１のブロック図を用いて説明する。光源１０２から照射された光はサンプル１１６で反射される。その反射光は、スリット１０３で光線幅が制限され、分光測定装置１０１に入射光として入射される。なお、スリット１０３は分光測定装置１０１の一部である。凹面回折格子１０４はスリット１０３から入射される光を分光して反射する。受光センサ１０５（ラインセンサ１０５）は凹面回折格子１０４にて分光、反射した光を受光する。制御処理部１０６は光源１０２や受光センサ１０５の動作制御や受光センサ１０５にて受光した分光データの取り込み、さらに、処理を行う。Ｃｅｎｔｒａｌ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ−Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）１０７は制御処理部１０６内の各ユニットを制御する。Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ−Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）１０８は変更を必要としないプログラムやパラメータなどを格納する記憶部である。Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ―Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）１０９は外部装置から供給されるプログラムやデータを一時記憶する。また、ＲＡＭ１０９は、ＣＰＵ１０７による各種制御や計算に必要とされるワークメモリとして機能する。光源コントローラ１１０は、光源１０２の光量、発光タイミングや発光時間を制御するための光源コントローラである。受光センサコントローラ１１１は、受光センサ１０５を制御する。Ａ／Ｄ変換部１１２は、受光センサコントローラ１１１を用いて受光センサ１０５から取得（撮像）したアナログ信号値をデジタル信号値に変換する。信号処理部１１３はＡ／Ｄ変換部１１２にて変換されたデジタル信号値に対して各種の処理する。外部インターフェース１１４は、信号処理部１１３にて処理されたデジタル信号値などを外部に出力したり、外部からの制御信号を入力する。システムバス１１５は、制御処理部１０６の各ユニット間でのデータ通信可能とする。センサ校正処理（センサキャリブレーション処理）を行う際は、サンプル１１６として基準白色板が用いられる。
【００１３】
＜全体処理の流れ＞
本実施形態１の分光測定装置１０１における処理の流れについて、図２及び図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ２０１では、分光測定装置１０１の電源を入れるなど測定するための準備を行う。ステップＳ２０２では、分光測定装置１０１のキャリブレーション処理（校正処理）を行う（詳細は後述する）。ステップＳ２０３では、校正処理された分光測定装置１０１を用いて測定対象の分光データの測定を行う。
【００１４】
＜校正処理＞
次に、図３を用いて、ステップＳ２０２の校正処理について詳細に説明する。ステップＳ３０１では、ＣＰＵ１０７は、光源コントローラ１１０を駆動させ、光源１０２を点灯させる。さらに、ＣＰＵ１０７は、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、基準白色板１１６の分光データを測定する。測定したデータは、Ａ／Ｄ変換部１１２や信号処理部１１３により後述する各種処理を実行しやすいようなデジタルデータに変換され、ＲＡＭ１０９に格納される。ステップＳ３０２では、ＣＰＵ１０７は、ＲＯＭ１０８から、波長と検出位置との対応関係や探索範囲、及び、フィッティング次元数などの初期パラメータ（詳細は後述する）を読み込み、ＲＡＭ１０９に格納する。ステップＳ３０３では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０２にて読み込んだ初期パラメータに基づいて画素位置における画素値の分布の極値の探索を探索範囲内で行う（詳細は後述する）。ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０３にて探索した極値の判定が所定の条件を満たすか否かの判断を行う（詳細は後述する）。正しい場合には、探索された検出位置と波長との対応関係をＲＡＭ１０９に記憶し、ステップＳ３０６に進む。誤っている場合にはステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、ＣＰＵ１０７は、ＲＯＭ１０８に格納している次の候補パラメータを読み込み、ＲＡＭ１０９に格納し、ステップＳ３０３に戻る（パラメータの更新についての詳細は後述する）。そして、再度ステップＳ３０３にて、更新されたパラメータに基づき、極値を再探索（再取得）をし、ステップＳ３０４以下の処理を継続する。
【００１５】
ステップＳ３０６では、ＣＰＵ１０７は、すべての極値に対して探索したかどうかを判定する。すべての極値に対して探索した場合には、ステップＳ３０８に進み、そうでない場合には、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、探索する極値の更新を行いステップＳ２０３に戻る。ステップＳ３０３からステップＳ３０７までの処理を繰り返し、すべての極値について、検出位置を取得する。ステップＳ３０８では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０３〜Ｓ３０７にて取得した極値に対応する波長と検出位置との関係から回帰曲線を算出する。この回帰曲線は、波長とラインセンサ１０５の検出位置との対応関係を示す。最後に、ステップＳ３０９では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ３０８にて算出した回帰曲線を基に画素位置と波長との対応テーブルを生成し、ＲＡＭ１０９に格納する。ＲＡＭ１０９に格納された対応テーブルにより分光測定装置１０１の校正がなされる。
【００１６】
＜パラメータ＞
図４（ａ）（ｂ）に本実施形態におけるパラメータの一例を示す。図４（ａ）（ｂ）に記載されているパラメータは、ＲＯＭ１０８やＲＡＭ１０９に記憶されている。本実施形態において必要なパラメータは以下の通りである。
・探索する極値の総数（４０１）
・初期状態における極値の波長（４０２〜４０４）
・極値を算出するためのｎ次元多項式の初期のフィッティング次元数（４０５）
・フィッティング判定の閾値（４０６）
・それぞれの極値の探索範囲（４０７〜４１０）
なお、極値の波長は入射光の輝線の波長に対応している。また、重回帰分析によって、多項式近似を行い、それによって、極値を求める場合には、少なくとも（フィッティング次元数＋１）個の画素数が必要となる。一般的に、受光センサの出力にはノイズが含まれている。そのため、あまりにもフィッティング次元数を高く設定してしまうと、ノイズによる変動に対してフィッティングしてしまう。結果、誤った極値を算出することになる。そこで、できるだけ小さいフィッティング次元数を用いることが望ましい。
【００１７】
＜極値探索＞
ステップＳ３０３の極値の算出方法について詳細に説明する。例えば、２次元の多項式近似を用いて極値を近似する場合、探索範囲の検出位置をｘ０，ｘ１，ｘ２…、対応する基準白色板１１６を測定した際の出力値（画素値）をｙ０，ｙ１，ｙ２，…、２次元多項式の係数をａ，ｂ，ｃとする。最小二乗法を用いると係数ａ，ｂ，ｃは（数式１）のようにして求めることができる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
（数式１）によって求められた係数ａ，ｂ，ｃを用いて、極値を取る検出位置（極値位置）を（数式２）によって求める。
極値位置＝−ｂ／２ａ ・・・（数式２）
２次元より大きな次元の多項式の場合についても同様に幾何的、代数的に極値を求める。
【００２０】
＜極値の判定＞
ステップＳ３０４の極値の判定について、図５、及び図６を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図５（ａ）は、極値の探索が正しい場合を示している。基準白色板の測定値５０１に対して、探索範囲５０２内で、多項式近似５０３を行い、極値位置５０４を上記の方法で算出する。この場合、基準白色板の測定値の極値と多項式近似から求めた極値位置５０４が一致している（又は許容される誤差の範囲内にある）。一方、図５（ｂ）は、極値の探索が誤っている場合を示している。上記と同様に、基準白色板の測定値５０５に対して、探索範囲５０６で多項式近似５０７を行い極値位置５０８を算出する。この場合、基準白色板の測定値５０５の極値と、多項式近似から求めた極値位置５０８は一致しない。これは、探索範囲５０６が正しくないためである。この判定方法は、算出した極値位置５０４、５０８が、探索範囲５０２，５０６内にあるかどうかを判定すれば良い。つまり、極値位置が、探索範囲内にあれば、正しい極値であり、探索範囲の境界、又は探索範囲外にあれば、誤った極値となる。
【００２２】
次に、図６（ａ）も、極値の探索が正しい場合を示している。基準白色板の測定値６０１に対して、探索範囲６０２内で、多項式近似６０３を行い、極値位置６０４を上記の方法で算出する。この場合、基準白色板の測定値の極値と多項式近似から求めた極値位置６０４が一致している（又は許容される誤差の範囲内にある）。一方、図６（ｂ）は、極値の探索が誤っている場合を示している。上記と同様に、基準白色板の測定値６０５に対して、探索範囲６０６で多項式近似６０７を行い、極値位置６０８を算出する。この場合、基準白色板の測定値６０５の極値と、多項式近似から求めた極値位置６０８は一致しない。これは、上記の探索範囲内に極値があるにも係わらず、探索が誤っている場合である。この場合は、近似対象が左右非対処な形状に対して、多項式近似時のフィッティング次元数が異なるために、探索が失敗している。そこで、（数式３）のように多項式近似した結果と基準白色板の測定値との最小二乗誤差値をとり、フィッティング判定の閾値４０６と比較することにより、誤った極値であるか否かを判断する。本実施形態では、最小二乗誤差値が閾値４０６以上であった場合、誤った極値であると判定する。
【００２３】
【数２】
【００２４】
＜パラメータの更新＞
ステップＳ３０５のパラメータ更新について説明する。
【００２５】
上述のように、ステップＳ３０４にて、正しくない極値と判定された場合（所定の条件を満たした場合）は、以下の二通りある。
（ａ）極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外にある
（ｂ）多項式近似時のフィッティング次元数が不適切である
そこで、上述の二通りの場合、及びその組合せにおけるパラメータの更新を説明する。
【００２６】
（ａ）探索範囲の更新
極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外にあり、正しくない極値と判定された場合、図４の４０８〜４１０のように探索範囲をずらす。図４の例では、最初に探索範囲１（４０７）で見つからなかった場合には、探索範囲２（４０８）のように左に４画素シフトさせる。また、更に見つからない場合には、探索範囲３（４０９）のように右にシフトさせる。それでも見つからない場合には、探索範囲４（４１０）のように探索範囲を広げて探索を行う。
なお、多項式近似のフィッティングの精度を向上させるためには、極値の探索範囲は、探索範囲を狭くすることが望ましい。極値と離れた画素値のデータにより極値付近のデータの精度が悪くなることを回避するためである。
この探索範囲のパラメータの更新は、この例に限定されるものではないのは言うまでもない。センサの温度特性などに応じて予め極値が移動しやすい方向に探索範囲を選択するようにすれば、探索時間などの短縮を行える。
【００２７】
（ｂ）フィッティング次元数の更新
多項式近似のフィッティング次元数が不適切であり、正しくない極値と判定された場合、フィッティング次元数を上げる。例えば、図４の例では、最初にフィッティング次元数を２として探索するが、最小二乗誤差誤差がフィッティング判定閾値４０６以上である場合に、フィッティング次元数を３にする。
ノイズによるフィッティングの影響を軽減するために、フィッティング次元数は、なるべく小さいほど良い。本実施形態によれば、低い次元数でフィッティングを行い、所定の条件を満たした場合に限り、次元数を上げることからノイズの影響を極力排除したフィッティングを可能にしている。
【００２８】
（ｃ）探索範囲、及びフィッティング次元数の更新
図４（ｃ）に記載されているように、探索範囲、及びフィッティング次元数の両者を組み合わせた形で更新することも考えられる。この例では、極値（１）について、最初に探索パラメータ１でフィッティングを実行する。このフィッティングの際のフィッティング次元数は２である。この際の極値位置が、探索範囲境界、又は探索範囲外である場合、或いは、最小二乗誤差がフィッティング判定閾値以上である場合は、探索パラメータを探索パラメータ２に更新する。
この実施形態によれば、探索範囲とフィッティング次元数の両者を考慮したフィッティングを行うことが可能となり、より精度の高いフィッティングを実現することができる。
【００２９】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態によれば、波長と検出位置との対応関係の校正を行うことができる。そして、本実施形態では、探索範囲やフィッティング次元数などを予めパラメータとして保持しておくため、探索範囲や次元数を逐一決定しながら最適化する手法に比べて高速な処理が可能となる。また、本実施形態では、探索範囲を狭めてフィッティングすることから精度の高いフィッティングを行うことができる。更に、本実施形態では、なるべく低い次元の多項式でフィッティングをすることから、ノイズの影響を受けないフィッティングを可能としている。
【００３０】
＜実施形態２＞
本実施形態２の概要について述べる。
本実施形態２では、まず光源を光らせない状態の画素値のダークデータを取得する。そして、取得したダークデータを解析することで、分光測定装置の状態を取得し、パラメータ（探索範囲やフィティング次元数）を変更することで、精度良く極値を算出するものである。
本実施形態２の分光測定装置の構成は、実施形態１のブロック図と等しいため省略する。
【００３１】
＜全体処理の流れ＞
本実施形態２の分光測定装置における全体処理の流れは実施形態１と等しいため省略する。
【００３２】
＜校正処理＞
図２のステップＳ２０２の校正処理について、実施形態１と異なるため、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。
まず、ステップＳ７０１では、ＣＰＵ１０７は、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、ダークデータを取得する。ステップＳ７０２では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０１にて取得したダークデータを解析する（詳細は後述する）。ステップＳ７０３では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０２にて解析した結果に基づいて、パラメータを設定する（詳細は後述する）。ステップＳ７０４では、ＣＰＵ１０７は光源コントローラ１１０を駆動させ、光源１０２を点灯させる。さらに、受光センサコントローラ１１１を駆動させ、基準白色板１１６の分光データを測定する。ステップＳ７０５では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０３にてパラメータに基づいて、ステップＳ７０４で取得した基準白色板の分光データから実施形態１にステップＳ３０３と同様の処理を用いて極値を探索する。ステップＳ７０６では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０５にて取得した極値と対応する波長の関係から回帰曲線を生成する。最後に、ステップＳ７０７では、ＣＰＵ１０７は、ステップＳ７０６にて算出した回帰曲線に基づいて画素位置と波長との対応テーブルを算出し、ＲＡＭ１０９に格納する。
【００３３】
＜ダーク解析＞
ステップＳ７０２のダーク解析について詳細に説明する。本実施形態２における分光測定装置１０１の波長と検出位置との対応関係を変動させる要因の一つとして、分光測定装置自体の温度による変動がある。例えば、温度変動によって、機体が膨張伸縮するということが考えられる。その結果、波長と検出位置との対応関係が変化する。図８は、ダークデータの受光センサの平均出力値（暗電流成分）と、温度との対応関係を示している。図８が示すように、ダークデータの平均出力値によって、受光センサの温度を取得する。
【００３４】
＜パラメータの設定＞
図９にステップＳ７０３のパラメータの一例について示す。本実施形態２において必要なパラメータは、探索極値数（９０１）、極値の波長（９０２〜９０４）、及び、センサ温度に対応する探索範囲とフィッティング次元数（９０５〜９０９）である。ステップＳ７０２にて、取得した受光センサの温度に対応する探索範囲とフィッティング次元数をＲＡＭ１０９にセットする。
【００３５】
＜実施形態１との組合せについて＞
本実施形態２は、実施形態１と組み合わせて実施することも可能である。この場合、最初の探索範囲を本実施形態２の手法を用いて取得する。そして、極値が探索範囲の境界、又は探索範囲外に存在する場合、或いは、最小二乗誤差がフィッティング判定閾値以上である場合は、実施形態１の手法に従って、探索範囲、又はフィッティング次元数を更新する。
【００３６】
＜実施形態２の効果＞
本実施形態２では、分光測定装置の温度状況に応じて極値の探索範囲を切り替える。これにより、分光測定装置の温度状況が変化したとしても、波長と画素の対応関係を精度良く算出することができる。
【００３７】
＜実施形態３＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光測定装置の校正装置であって、
入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得手段と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記変更された探索範囲内における前記入射光の画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得手段と、
前記取得手段で取得された第一の検出位置又は前記再取得手段で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正手段と、
を有する校正装置。
【請求項２】
前記取得手段により取得される第一の検出位置を、前記探索範囲内における画素値の分布の極値に基づいて取得することを特徴とする請求項１に記載の校正装置。
【請求項３】
前記再取得手段により取得される第二の検出位置を、前記変更された探索範囲内における画素値の分布の極値に基づいて取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の校正装置。
【請求項４】
前記極値は、ｎ次元多項式の最小二乗法によって算出されることを特徴とする請求項２又は３に記載の校正装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記第一の検出位置が前記記憶手段に記憶されている前記探索範囲内にあるか否かであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の校正装置。
【請求項６】
前記再取得手段は、前記所定の条件を満たした場合、前記ｎ次元多項式の次元数を更新することを特徴とする請求項４に記載の校正装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記輝線の波長と、前記探索範囲とを対応付けて複数記憶し、
前記再取得手段は、前記探索範囲を変更する際に、前記記憶手段に記憶されている前記複数の探索範囲のうち一つを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の校正装置。
【請求項８】
前記所定の条件は、前記探索範囲内に前記画素値の分布の極値が存在するか否かであることを特徴とする請求項１に記載の校正装置。
【請求項９】
前記所定の条件は、前記最小二乗法の二乗誤差値と閾値との比較により判定されることを特徴とする請求項４に記載の校正装置。
【請求項１０】
前記探索範囲は、前記センサの温度に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の校正装置。
【請求項１１】
前記センサの温度は、前記センサにより光源を光らせないで撮像した画素値に基づいて取得される請求項１０に記載の校正装置。
【請求項１２】
請求項１に記載された校正装置の各手段を有し、
更に前記入射光を撮像するセンサを有することを特徴とする分光測定装置。
【請求項１３】
分光測定装置の校正方法であって、
記憶手段から、入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて読出す読出し工程と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得工程と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記入射光の前記変更された探索範囲内における画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得工程と、
前記取得工程で取得された第一の検出位置又は前記再取得工程で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正工程と、
を有する校正方法。
【請求項１４】
コンピュータを請求項１の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
分光測定装置の校正装置であって、
入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得手段と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記変更された探索範囲内における前記入射光の画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得手段と、
前記取得手段で取得された第一の検出位置又は前記再取得手段で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正手段と、
を有する校正装置。
【請求項２】
前記取得手段により取得される第一の検出位置を、前記探索範囲内における画素値の分布の極値に基づいて取得することを特徴とする請求項１に記載の校正装置。
【請求項３】
前記再取得手段により取得される第二の検出位置を、前記変更された探索範囲内における画素値の分布の極値に基づいて取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の校正装置。
【請求項４】
前記極値は、ｎ次元多項式の最小二乗法によって算出されることを特徴とする請求項２又は３に記載の校正装置。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記第一の検出位置が前記記憶手段に記憶されている前記探索範囲内にあるか否かであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の校正装置。
【請求項６】
前記再取得手段は、前記所定の条件を満たした場合、前記ｎ次元多項式の次元数を更新することを特徴とする請求項４に記載の校正装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記輝線の波長と、前記探索範囲とを対応付けて複数記憶し、
前記再取得手段は、前記探索範囲を変更する際に、前記記憶手段に記憶されている前記複数の探索範囲のうち一つを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の校正装置。
【請求項８】
前記所定の条件は、前記探索範囲内に前記画素値の分布の極値が存在するか否かであることを特徴とする請求項１に記載の校正装置。
【請求項９】
前記所定の条件は、前記最小二乗法の二乗誤差値と閾値との比較により判定されることを特徴とする請求項４に記載の校正装置。
【請求項１０】
前記探索範囲は、前記センサの温度に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の校正装置。
【請求項１１】
前記センサの温度は、前記センサにより光源を光らせないで撮像した画素値に基づいて取得される請求項１０に記載の校正装置。
【請求項１２】
請求項１に記載された校正装置の各手段を有し、
更に前記入射光を撮像するセンサを有することを特徴とする分光測定装置。
【請求項１３】
分光測定装置の校正方法であって、
記憶手段から、入射光に含まれる輝線の波長と、前記分光測定装置のセンサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する際の探索範囲とを対応付けて読出す読出し工程と、
前記分光測定装置のセンサにより撮像された前記輝線を含む入射光の前記探索範囲内における画素値に基づいて、前記センサにおける前記輝線の第一の検出位置を取得する取得工程と、
前記探索範囲内における画素値が所定の条件を満たした場合、前記探索範囲を変更し、前記入射光の前記変更された探索範囲内における画素値に基づいて、前記輝線のセンサにおける第二の検出位置を取得する再取得工程と、
前記取得工程で取得された第一の検出位置又は前記再取得工程で取得された第二の検出位置と、前記輝線の波長との対応関係に基づいて、前記分光測定装置の校正を行う校正工程と、
を有する校正方法。
【請求項１４】
コンピュータを請求項１の各手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１７７７７（Ｐ２０１１−１１７７７７Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７３８８８（Ｐ２００９−２７３８８８）
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１日（２００９．１２．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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