測光装置
【課題】分光感度特性が経時により変化したとしても、各光センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などの特性を高精度にて測定することが可能な測光装置を提供する。
【解決手段】光センサ手段１１は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサＳＥを複数個配列することにより構成され、制御手段１０３は、それぞれ異なる光センサＳＥの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、光センサ手段１１の感度特性を、所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する。
【解決手段】光センサ手段１１は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサＳＥを複数個配列することにより構成され、制御手段１０３は、それぞれ異なる光センサＳＥの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、光センサ手段１１の感度特性を、所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象光源（被試験光）である蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明、ＬＥＤ素子、ＬＤ、ＬＣＤ（液晶ディスプレー）などの色度、照度、演色性、波長、パワーなどとされる被試験光の特性を測定するための測光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を測定する測光装置として、種々の装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の測光装置は、本願添付の図１１に示すように、測定光を受光してｎ個の波長に対応する受光信号をそれぞれ出力するｎ個の光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４を備えている。光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４から出力された受光信号は、Ａ／Ｄ変換器３１によりディジタル信号に変換され、ＣＰＵ３５に入力される。ＲＡＭ３２は、受光信号などを一次的に記憶し、ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３５の制御プログラムを記憶するもので、制御プログラムとして、等色関数に近似するための重み付け係数を記憶している。
【０００４】
従って、特許文献１の測光装置は、上記構成にて、ＲＡＭ３２に保存されている受光信号及びＲＯＭ３３に格納されている重み付け係数を用いて、国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に近似した出力特性を有する装置を実現しており、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載するような測光装置のｎ個の光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４、即ち、光電変換手段（光センサ）の分光感度特性が経時により装置校正時から変化（即ち、劣化）することがある。
【０００７】
ここで、本願添付の図１２にて、Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）が装置校正時の分光感度特性を示すものであり、Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）が経時変化後の分光感度特性であるとする。
【０００８】
経時変化などにより、重み付け係数算出に使用した、即ち、装置校正時の分光感度特性が異なるものとなった場合には、各光センサの出力が異なるものとなり、重み付け係数と共に算出する三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚが変化し、測定誤差となる。
【０００９】
従って、測光装置の各光センサの波長毎の感度校正をし直すことが必要とされる。この作業は、極めて煩雑であり、長時間を要する。また、感度補正のために波長可変単色光源が必要となる。
【００１０】
上記問題は、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる感度特性を有する場合にも起こる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、分光感度特性が経時により変化したとしても、各光センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などの特性を高精度にて測定することが可能な測光装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能な測光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は本発明に係る測光装置にて達成される。要約すれば、本発明は、所定範囲の波長領域に感度特性を有し、測定対象光源からの被試験光を受光する光センサ手段を備えた検出部と、前記検出部からの受光信号により前記測定対象光源の特性を求める測定部とを備えた測光装置において、
前記光センサ手段は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサを複数個配列することにより構成され、
前記測定部は、それぞれ異なる前記光センサの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、前記重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、前記光センサ手段の感度特性を、前記所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する制御手段を有することを特徴とする測光装置である。
【００１４】
本発明の一実施態様によると、前記検出部は、内部に前記光センサ手段が設置された筐体を有しており、前記筐体には、被試験光が入射する入射部開口が設けられ、前記入射部開口には拡散板が設置されている。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、前記測定部の前記制御手段は、前記光センサ手段からの受光信号である電流信号を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプと、前記Ｉ／Ｖ変換アンプからの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器にて変換された受光信号を保存する第１の記憶手段と、前記重み付け係数及び前記補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備えている。
【００１６】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
前記各光センサの分光感度特性が変動した場合には、前記各光センサの分光感度特性の変動の割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【００１７】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の基準スペクトルと、前記基準測定器に使用する基準光源の真値スペクトルに対する前記測光装置の分光感度特性の違いの割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【００１８】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の波長精度の違いに起因する前記測光装置の分光感度特性の変動割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分光感度特性が経時により変化したとしても、各光センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などの特性を高精度にて測定することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能である。
【００２１】
本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る測光装置の一実施例の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る測光装置の検出部の一実施例の概略構成図である。
【図３】光センサ手段を構成する各光センサの相対分光感度特性を示す図である。
【図４】等色関数を示す図である。
【図５】等色関数と近似等色関数を示す図である。
【図６】光センサ手段を構成する各光センサの合算後の相対分光感度特性を示す図である。
【図７】測光装置間の差による、光センサ手段を構成する各光センサの合算後の相対分光感度特性の違いを説明する図である。
【図８】波長精度ズレによる、複数個あるセンサのうちの一つのセンサの分光感度特性への影響を説明する図である。
【図９】波長精度ズレによる、複数個のセンサにおける分光感度特性への影響を説明する図である。
【図１０】波長精度ズレを補正するための直線補間を説明する図である。
【図１１】従来の測光装置の一例の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】光センサ手段を構成する各光センサの分光感度特性の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る測光装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
実施例１
図１及び図２を参照して、本発明に係る測光装置１の一実施例を説明する。図１は、本実施例における測光装置１の電気的構成の一実施例を示すブロック図であり、図２は、光センサ手段１１を備えた検出部１０の一実施例の構成を示す。
【００２５】
本実施例によると、測光装置１は、検出部１０と測定部１００とを備えている。検出部１０は、内部に光センサ手段１１が設置された筐体（ケーシング）１２を有しており、本実施例では、左側に位置して測定対象光源からの光（被試験光）が入射する入射部開口１３が設けられている。また、入射部開口１３には拡散板１４が設置されている。拡散板１４の作用については、後述する。
【００２６】
ケーシング１２の内部に配置された光センサ手段１１は、入射部開口１３から拡散板１４により拡散された光を検出するために、複数個の光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）にて構成されている。各光センサＳＥは、光学フィルタｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３、・・・・ｆｎ−２、ｆｎ−１、ｆｎ）と受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）にて構成されており、各光センサＳＥは、ある制限された感度波長領域を有している。
【００２７】
つまり、本発明によると、光センサ手段１１を構成する個々の各光センサＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎは、図３に示すように、それぞれ個々の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓｎ−２（λ）、Ｓｎ−１（λ）、Ｓｎ（λ）を有している。即ち、個々の光センサＳＥの分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓｎ−２（λ）、Ｓｎ−１（λ）、Ｓｎ（λ）がバンドパスの特性を有している。なお、個々の光センサＳＥの分光感度特性Ｓ（λ）は、光センサＳＥを測光装置に組み込んだ後に、分光手段などを使用して、各光センサ毎に測定することにより求める。この分光感度特性Ｓ（λ）は、ＲＯＭ１０５に格納しておく。
【００２８】
従って、複数個の光センサＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎにて、光センサ手段１１の所定範囲とされる波長領域、例えば、３８０〜７２０ｎｍの検出波長領域を構成している。
【００２９】
図１を参照すると、本実施例にて測光装置１は、上記検出部１０を構成する複数個の光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）から成る光センサ手段１１の受光信号（電流信号）を測定部１００へと送信する。測定部１００は、受光信号（電流信号）を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプ１０１と、Ｉ／Ｖ変換アンプ１０１からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０２にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０３とを備えており、光パワー等を計算し、表示手段１０６にて表示することができる。
【００３０】
なお、本実施例によると、制御手段１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２から送信される受光信号をＲＡＭ（第１の記憶手段）１０４に保存し、ＲＡＭ１０４に保存されている受光信号、及び、ＲＯＭ（第２の記憶手段）１０５に保存されている既定の重み付け係数を用いて、各光センサＳＥの分光感度特性Ｓ（λ）に対応して重み付けさせて、加算する。これにより、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して、所定の特性とすることができる。
【００３１】
つまり、ＲＡＭ１０４に保存されている受光信号、及び、ＲＯＭ１０５に保存されている重み付け係数を用いて、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に近似した等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を求め、この近似等色関数に基づく三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出することができる。
【００３２】
図４に等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を示し、図５に、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）と、等色関数に近似した近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を示す。
【００３３】
近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記式で示すことができる。
ｘ’（λ）＝ａ１×Ｓ１（λ）＋ａ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ａｎ×Ｓｎ（λ）
ｙ’（λ）＝ｂ１×Ｓ１（λ）＋ｂ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ｂｎ×Ｓｎ（λ）
ｚ’（λ）＝ｃ１×Ｓ１（λ）＋ｃ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ｃｎ×Ｓｎ（λ）
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００３４】
制御手段１０３は、上述にて得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、測定対象光源（被試験光）の色度、照度、演色性など光源の特性を判断するための測定値を算出することができる。
【００３５】
上記近似等色関数を求める工程、及び、近似等色関数から三刺激値を求める工程は、例えば、上述の特許文献２などに記載されており、当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００３６】
また、別法として、上述から理解されるように、上記構成の本実施例の測光装置１によれば、各光センサＳＥの分光感度Ｓ（λ）に対応して重み付けさせて加算する構成とされる。従って、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して、例えば、直線状の特性とすることもできる。
【００３７】
つまり、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性ＳΣ（λ）は、
ＳΣ（λ）＝ｋ１・Ｓ１（λ）＋ｋ２・Ｓ２（λ）＋・・・・＋ｋｎＳｎ（λ）
で表される。ｋ１〜ｋｎは、重み付け係数である。
【００３８】
合算後の光センサ手段１１の分光感度特性ＳΣ（λ）は、所定範囲の波長領域に対して、図６に示すように、直線状、例えば、平坦とすることもできる。
【００３９】
本実施例では、測光装置１は、光センサ手段１１として、１６個の光センサＳＥを有している。また、各光センサＳＥは、受光素子ＰＤとして、シリコンフォトダイオードを使用した。本実施例における各光センサＳＥの分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓ１６（λ）（ｎ＝１６）が図３に示される。
【００４０】
つまり、本実施例によれば、１６個の光センサＳＥを備えた光センサ手段１１は、図３に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の受光信号を出力する。なお、光センサＳＥの数は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【００４１】
なお、上述したように、本実施例では、ケーシング１２の入射部開口１３に拡散板１４が設置されている。拡散板１４の作用について説明する。
【００４２】
被試験光が検出部１０に入射する入射角度（θ）が極端に変化した場合には、光分布に偏りが生じる。
【００４３】
本発明によると、上述のように、光センサ手段１１は、透過波長が異なる複数の光センサＳＥ１、ＳＥ２、・・・ＳＥｎで構成される。従って、被試験光の検出部１０への入射角度（θ）が極端に変化し、光分布に偏りが生じた場合には、被試験光の入射角度によって複数の光センサＳＥ１、ＳＥ２、・・・ＳＥｎ上の光量が変化して測定値が変化することとなる。
【００４４】
そこで、本実施例では、入射部開口１３の領域を全面的に覆って、拡散板１４が入射部開口１３に固定される。拡散板１４としては、オパール型拡散板（商品名：シグマ光機株式会社製）が好適に使用される。
【００４５】
従って、本実施例の測光装置１によれば、被試験光の入射角度が変化しても高精度に被試験光のパワーや色度を高精度に測定することが可能である。
【００４６】
上記構成の測光装置１であっても、光センサＳＥを構成する受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）の感度特性が、経時的に装置校正時の感度特性から変化（劣化）することがある。
【００４７】
図３に、装置校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）が、経時変化後に分光感度特性Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）となったことを示している。
【００４８】
もしこの状態で、測光装置を使用したのでは、各センサＳＥの出力が異なるものとなり、例えば、重み付け係数と共に算出する三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚなどが変化し、測定誤差となる。
【００４９】
従って、測光装置の各センサＳＥの波長毎の感度校正をし直すことが必要とされる。この作業は、極めて煩雑である。そこで、本実施例の測光装置１は、以下のような補正機能を備えている。
【００５０】
測光装置１を補正するための光源を選定し、その選定された光源を校正のとれた基準測定器、例えば、分光光度計にて測定する。本実施例では光源として電球を選定する。図３に、この光源電球のスペクトル（分光データ）Ｐ（λ）を示す。
【００５１】
先ず、上記光源電球の分光データ（スペクトルＰ（λ））と、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置１の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、各受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）からの、即ち、各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）からの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００５２】
次いで、上記分光データ（スペクトル）Ｐ（λ）を有する光源電球を使用して、現状の分光感度特性Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力を、実際に測定して求める。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1’(λ1)+P(λ2)×S1’(λ2)+・・・・+P(λn)×S1’(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2’(λ1)+P(λ2)×S2’(λ2)+・・・・+P(λn)×S2’(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn’(λ1)+P(λ2)×Sn’(λ2)+・・・・+P(λn)×Sn’(λn)
である。
【００５３】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥの出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動割合をとり、補正値Ｂ１、Ｂ２、・・・・・・Ｂｎとする。即ち、
Ｂ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｂ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・・・・・
Ｂｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００５４】
上記比率Ｂ１、Ｂ２、・・・・・・Ｂｎは、各光センサＳＥの分光感度特性の変動割合にて決定される補正値（補正係数）として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置１の校正時に使用し、センサー感度の劣化による誤差要因を低減することができる。
【００５５】
つまり、例えば、本発明の測光装置を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００５６】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００５７】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した、センサー感度劣化の補正のための補正係数Ｂ１〜Ｂｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝B1×a1×S1(λ)+B2×a2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝B1×b1×S1(λ)+B2×b2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝B1×c1×S1(λ)+B2×c2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００５８】
本実施例によれば、上述のように、センサー感度劣化補正のための補正係数Ｂ１〜Ｂｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正係数を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、センサー感度補正を達成することができる。
【００５９】
このように、本発明によれば、分光感度特性が経時変化により変化したとしても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度などを高精度に測定することが可能である。
【００６０】
また、本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【００６１】
実施例２
上記実施例１では、測光装置１が、経時にて感度特性が変わり、各センサの出力が変動した際の誤差要因を低減するための補正機能を有する場合について説明した。
【００６２】
本発明は、実施例１のようなセンサー感度の経時変化がなくても、測光装置の製造メーカが保有する装置校正のための基準測定器、即ち、測光装置を製造する際に使用する基準測定器と、この測光装置を使用するユーザーが保有している基準測定器との間に差がある場合がある。例えば、ユーザーが保有する基準測定器のスペクトルが真値スペクトルと異なる場合がある。
【００６３】
図７には、ユーザーが使用する基準測定器による基準スペクトル（ユーザースペクトル）ＰＡと、真値スペクトルＰと、測光装置の分光感度特性Ｓ（λ）との関係の一例を示す。
【００６４】
真値スペクトルＰとは、ユーザーが使用する基準測定器の基準光源（例えば基準白色ＬＥＤ）を校正のとれた他の基準測定器、例えば、分光光度計にて測定したときの光源のスペクトル（分光データ）を示す。本実施例では、基準スペクトルＰＡと、真値スペクトルＰとは、理解を容易とするために直線にて示しているが、これに限定されるものではない。
【００６５】
測光装置のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、基準スペクトルＰＡにおける各光センサＳＥからの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=PA(λ1)×S1(λ1)+PA(λ2)×S1(λ2)+・・・・・+PA(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=PA(λ1)×S2(λ1)+PA(λ2)×S2(λ2)+・・・・・+PA(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=PA(λ1)×Sn(λ1)+PA(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・+PA(λn)×Sn(λn)
である。
【００６６】
次いで、上記真値スペクトルＰを有する光源（基準白色ＬＥＤ）を使用して、分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力を、実際に測定して求める。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００６７】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）の出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動の割合をとり、補正値（補正係数）Ｃ１、Ｃ２、・・・・・・Ｃｎとする。即ち、
Ｃ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｃ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・・・・・
Ｃｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００６８】
上記比率Ｃ１、Ｃ２、・・・・・・Ｃｎは、ユーザーの基準測定器の基準スペクトルが真値スペクトルと異なることに起因した測光装置の分光感度特性の変動割合を補正し、ユーザーの基準測定器からの差異を低減させるための補正係数として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置による測定時に使用し、基準測定器の差による誤差要因を低減することができる。
【００６９】
つまり、例えば、本実施例の測光装置１を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００７０】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００７１】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した基準測定器の差による補正係数Ｃ１〜Ｃｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝C1×a1×S1(λ)+C2×a2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝C1×b1×S1(λ)+C2×b2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝C1×c1×S1(λ)+C2×c2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００７２】
本実施例によれば、上述のように、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因した測光装置の特性を補正するための補正係数Ｃ１〜Ｃｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正値を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、センサー感度補正を達成することができる。
【００７３】
このように、本発明によれば、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能である。
【００７４】
また、本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【００７５】
実施例３
上記実施例２では、ユーザーが保有する基準測定器の基準スペクトルが真値スペクトルと異なる場合において、このような相違に起因した誤差要因を低減するための補正機能を備えた測光装置について説明した。
【００７６】
更にまた、ユーザーが使用する基準測定器の波長精度と、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度との間に違い（ズレ）がある場合がある。
【００７７】
本実施例では、このような基準測定器の波長精度の差（ズレ）に起因した誤差要因を低減するための補正機能を備えた測光装置について説明する。
【００７８】
図８は、基準測定器の波長精度にズレがある場合の、測光装置の複数個あるセンサのうちの一つの分光感度特性への影響を説明するための図である。図８にて、分光感度特性Ｓ（λ）は、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の分光感度特性を示すものとする。このとき、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度と、ユーザーが使用する基準測定器の波長精度との間に１マス分の差（△λ）、即ち、波長ズレがあるとする。
【００７９】
このような波長精度のズレがある場合には、ユーザー基準測定器が、例えば、波長λｋに設定しているとしても、実際は、測光装置は、波長（λｋ＋△λ）の値を測定していることとなる。つまり、測光装置は、波長ズレを考慮した分光感度特性Ｓ’（λ）に基き測定していることとなる。
【００８０】
従って、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度のままでは、ユーザーが使用する基準測定器による測定値との間には、誤差が生じ、正確な測定ができない。
【００８１】
そこで、測光装置の測定誤差を低減し、ユーザー基準測定器と同じ測定結果を得るためには、分光感度特性が１マス分（△λ）だけズレた分光感度特性Ｓ’（λ）を考慮した重み付け係数を算出する必要がある。
【００８２】
本実施例の測光装置は、上記波長精度誤差を補正する補正機能を備えた制御手段を有している。
【００８３】
測光装置１を補正するための光源を選定する。この光源は、通常、ユーザーが使用する基準測定器の構成に使用する基準光源（例えば基準白色ＬＥＤ）とされる。
【００８４】
先ず、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレを、水銀ランプなどの輝線や、ガスレーザ波長で確認する。
【００８５】
説明を簡単とするために、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレが、所望の波長領域内において、各波長にて△λだけ一方向にズレているとする。
【００８６】
従って、ユーザーが使用する基準測定器にて計測された出力（パワー）は、設定された各波長λに対して△λだけズレた波長（λ＋△λ）の値を測定していることとなる。そのため、ユーザーが使用する基準測定器にて計測された波長（λ＋△λ）におけるパワーから設定された波長λにおける値を補間により求める必要がある。
【００８７】
本実施例では、測光装置の校正時の各光センサＳＥの分光感度特性データＳ（λ）は、例えば、３８０〜７８０ｎｍの波長領域内において、５ｎｍ間隔で入手し得るもの、即ち、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されているとする。
【００８８】
従って、分光データ（スペクトル）Ｐ（λ）を有する基準光源を使用して、現状の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力は、実際に測定して求めることができる。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・+P(λk-1)×S1(λk-1)+P(λk)×S1(λk)+P(λk+1)×S1(λk+1)+・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・+P(λk-1)×S2(λk-1)+P(λk)×S2(λk)+P(λk+1)×S2(λk+1)+・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・+P(λk-1)×Sn(λk-1)+P(λk)×Sn(λk)+P(λk+1)×Sn(λk+1)+・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００８９】
次に、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置１の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、各受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）からの、即ち、各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）からの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=P'(λ1)×S1(λ1)+P'(λ2)×S1(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×S1(λk-1)+P'(λk)×S1(λk)+P'(λk+1)×S1(λk+1)＋・・・・ +P'(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=P'(λ1)×S2(λ1)+P'(λ2)×S2(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×S2(λk-1)+P'(λk)×S2(λk)+P'(λk+1)×S2(λk+1)＋・・・・+P'(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=P'(λ1)×Sn(λ1)+P'(λ2)×Sn(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×Sn(λk-1)+P'(λk)×Sn(λk)+P'(λk+1)×Sn(λk+1)＋・・・・+P'(λn)×Sn(λn)
である。
【００９０】
ここで、P'(λ1)、P'(λ2)、・・・・P'(λk-1)、P'(λk)、P'(λk+1)、・・・P'(λn)は、ユーザーが使用する基準測定器により直接に測定により得られる値ではない。即ち、ユーザーが使用する基準測定器からは、基準光源の波長が△λだけズレた状態での分光データ（スペクトルＰＡ（λ））、つまり、PA(λ1+△λ)、PA(λ2+△λ)、・・・・PA(λk-1+△λ)、PA(λk+△λ)、PA(λk+1+△λ)、・・・PA(λn+△λ)が入手されるに過ぎない。
【００９１】
従って、P'(λ1)、P'(λ2)、・・・・P'(λk-1)、P'(λk)、P'(λk+1)、・・・P'(λn)は、PA(λ1+△λ)、PA(λ2+△λ)、・・・・PA(λk-1+△λ)、PA(λk+△λ)、PA(λk+1+△λ)、・・・PA(λn+△λ)を基に、補間により計算して求めることが必要とされる。
【００９２】
図１０を参照して、最も簡単な直線補間により、波長λｋにおけるP'(λk)を求める方法について説明する。
P'(λk)＝PA(λk-1+△λ)＋△Ｐ’
ここで、
△Ｐ’＝λＡ×（△ＰＡ／λＢ）
△ＰＡ＝PA(λk+1+△λ)−PA(λk-1+△λ)
λＡ＝λk−(λk-1+△λ)
λＢ＝(λk+1+△λ)−(λk-1+△λ)＝λk+1−λk-1
である。
【００９３】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥの出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動割合をとり、補正値（補正係数）Ｄ１、Ｄ２、・・・・・・Ｄｎとする。即ち、
Ｄ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｄ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・
Ｄｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００９４】
上記比率Ｄ１、Ｄ２、・・・・・・Ｄｎは、ユーザーが使用する基準測定器における基準光源の波長ズレに起因した測定装置の分光感度特性の変動割合にて決定される補正値（補正係数）として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置１の校正時に使用し、基準光源の波長ズレによる誤差要因を低減することができる。
【００９５】
つまり、例えば、本発明の測光装置を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００９６】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００９７】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した、基準測定器の波長ズレの補正のための補正係数Ｄ１〜Ｄｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝D1×a1×S1(λ)+D2×a2×S2(λ)+・・・・+Dn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝D1×b1×S1(λ)+D2×b2×S2(λ)+・・・・+Dn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝D1×c1×S1(λ)+D2×c2×S2(λ)+・・・・+Dn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００９８】
本実施例によれば、上述のように、基準測定器の波長ズレを補正するための補正係数Ｄ１〜Ｄｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正係数を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、基準測定器の波長のズレを補正することができる。
【００９９】
このように、本発明によれば、基準測定器の波長のズレが生じたとしても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度などを高精度に測定することが可能である。
【０１００】
尚、上記実施例では、説明を簡単とするために、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレが、所望の波長領域内において、各波長にて△λだけ一方向にズレているとして説明した。
【０１０１】
しかし、図１０に示すように、波長毎にズレが違う場合がある。この場合は、各波長のズレを考慮して補間する必要がある。例えば、４００ｎｍが＋０．５ｎｍズレている場合は、４００ｎｍと４０５ｎｍで４００．５ｎｍの値を求める。逆に、−０．５ｎｍズレている場合には、３９５ｎｍと４００ｎｍから求めるようにする。
【０１０２】
更に、水銀ランプなどの輝線スペクトルである、例えば、４３５．８４ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、６３２．８２ｎｍなどの校正波長を使用して基準測定器の波長ズレ補正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 測光装置
１０ 検出部
１１ 光センサ手段
１２ ケーシング（筐体）
１３ 入射開口
１４ 拡散板
１００ 測定部
１０２ Ａ／Ｄ変換器
１０３ 制御手段
１０４ ＲＡＭ（第１の記憶手段）
１０５ ＲＯＭ（第２の記憶手段）
１０６ 表示手段
ｆ 光学フィルタ
ＰＤ 受光素子
ＳＥ 光センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象光源（被試験光）である蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明、ＬＥＤ素子、ＬＤ、ＬＣＤ（液晶ディスプレー）などの色度、照度、演色性、波長、パワーなどとされる被試験光の特性を測定するための測光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を測定する測光装置として、種々の装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の測光装置は、本願添付の図１１に示すように、測定光を受光してｎ個の波長に対応する受光信号をそれぞれ出力するｎ個の光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４を備えている。光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４から出力された受光信号は、Ａ／Ｄ変換器３１によりディジタル信号に変換され、ＣＰＵ３５に入力される。ＲＡＭ３２は、受光信号などを一次的に記憶し、ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３５の制御プログラムを記憶するもので、制御プログラムとして、等色関数に近似するための重み付け係数を記憶している。
【０００４】
従って、特許文献１の測光装置は、上記構成にて、ＲＡＭ３２に保存されている受光信号及びＲＯＭ３３に格納されている重み付け係数を用いて、国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に近似した出力特性を有する装置を実現しており、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載するような測光装置のｎ個の光電変換素子群２１１〜２１４、２２１〜２２４、即ち、光電変換手段（光センサ）の分光感度特性が経時により装置校正時から変化（即ち、劣化）することがある。
【０００７】
ここで、本願添付の図１２にて、Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）が装置校正時の分光感度特性を示すものであり、Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）が経時変化後の分光感度特性であるとする。
【０００８】
経時変化などにより、重み付け係数算出に使用した、即ち、装置校正時の分光感度特性が異なるものとなった場合には、各光センサの出力が異なるものとなり、重み付け係数と共に算出する三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚが変化し、測定誤差となる。
【０００９】
従って、測光装置の各光センサの波長毎の感度校正をし直すことが必要とされる。この作業は、極めて煩雑であり、長時間を要する。また、感度補正のために波長可変単色光源が必要となる。
【００１０】
上記問題は、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる感度特性を有する場合にも起こる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、分光感度特性が経時により変化したとしても、各光センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などの特性を高精度にて測定することが可能な測光装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能な測光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は本発明に係る測光装置にて達成される。要約すれば、本発明は、所定範囲の波長領域に感度特性を有し、測定対象光源からの被試験光を受光する光センサ手段を備えた検出部と、前記検出部からの受光信号により前記測定対象光源の特性を求める測定部とを備えた測光装置において、
前記光センサ手段は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサを複数個配列することにより構成され、
前記測定部は、それぞれ異なる前記光センサの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、前記重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、前記光センサ手段の感度特性を、前記所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する制御手段を有することを特徴とする測光装置である。
【００１４】
本発明の一実施態様によると、前記検出部は、内部に前記光センサ手段が設置された筐体を有しており、前記筐体には、被試験光が入射する入射部開口が設けられ、前記入射部開口には拡散板が設置されている。
【００１５】
本発明の他の実施態様によると、前記測定部の前記制御手段は、前記光センサ手段からの受光信号である電流信号を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプと、前記Ｉ／Ｖ変換アンプからの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器にて変換された受光信号を保存する第１の記憶手段と、前記重み付け係数及び前記補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備えている。
【００１６】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
前記各光センサの分光感度特性が変動した場合には、前記各光センサの分光感度特性の変動の割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【００１７】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の基準スペクトルと、前記基準測定器に使用する基準光源の真値スペクトルに対する前記測光装置の分光感度特性の違いの割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【００１８】
本発明の他の実施態様によると、前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の波長精度の違いに起因する前記測光装置の分光感度特性の変動割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分光感度特性が経時により変化したとしても、各光センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などの特性を高精度にて測定することが可能である。
【００２０】
また、本発明によれば、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能である。
【００２１】
本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る測光装置の一実施例の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る測光装置の検出部の一実施例の概略構成図である。
【図３】光センサ手段を構成する各光センサの相対分光感度特性を示す図である。
【図４】等色関数を示す図である。
【図５】等色関数と近似等色関数を示す図である。
【図６】光センサ手段を構成する各光センサの合算後の相対分光感度特性を示す図である。
【図７】測光装置間の差による、光センサ手段を構成する各光センサの合算後の相対分光感度特性の違いを説明する図である。
【図８】波長精度ズレによる、複数個あるセンサのうちの一つのセンサの分光感度特性への影響を説明する図である。
【図９】波長精度ズレによる、複数個のセンサにおける分光感度特性への影響を説明する図である。
【図１０】波長精度ズレを補正するための直線補間を説明する図である。
【図１１】従来の測光装置の一例の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】光センサ手段を構成する各光センサの分光感度特性の変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る測光装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
実施例１
図１及び図２を参照して、本発明に係る測光装置１の一実施例を説明する。図１は、本実施例における測光装置１の電気的構成の一実施例を示すブロック図であり、図２は、光センサ手段１１を備えた検出部１０の一実施例の構成を示す。
【００２５】
本実施例によると、測光装置１は、検出部１０と測定部１００とを備えている。検出部１０は、内部に光センサ手段１１が設置された筐体（ケーシング）１２を有しており、本実施例では、左側に位置して測定対象光源からの光（被試験光）が入射する入射部開口１３が設けられている。また、入射部開口１３には拡散板１４が設置されている。拡散板１４の作用については、後述する。
【００２６】
ケーシング１２の内部に配置された光センサ手段１１は、入射部開口１３から拡散板１４により拡散された光を検出するために、複数個の光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）にて構成されている。各光センサＳＥは、光学フィルタｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３、・・・・ｆｎ−２、ｆｎ−１、ｆｎ）と受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）にて構成されており、各光センサＳＥは、ある制限された感度波長領域を有している。
【００２７】
つまり、本発明によると、光センサ手段１１を構成する個々の各光センサＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎは、図３に示すように、それぞれ個々の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓｎ−２（λ）、Ｓｎ−１（λ）、Ｓｎ（λ）を有している。即ち、個々の光センサＳＥの分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓｎ−２（λ）、Ｓｎ−１（λ）、Ｓｎ（λ）がバンドパスの特性を有している。なお、個々の光センサＳＥの分光感度特性Ｓ（λ）は、光センサＳＥを測光装置に組み込んだ後に、分光手段などを使用して、各光センサ毎に測定することにより求める。この分光感度特性Ｓ（λ）は、ＲＯＭ１０５に格納しておく。
【００２８】
従って、複数個の光センサＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎにて、光センサ手段１１の所定範囲とされる波長領域、例えば、３８０〜７２０ｎｍの検出波長領域を構成している。
【００２９】
図１を参照すると、本実施例にて測光装置１は、上記検出部１０を構成する複数個の光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）から成る光センサ手段１１の受光信号（電流信号）を測定部１００へと送信する。測定部１００は、受光信号（電流信号）を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプ１０１と、Ｉ／Ｖ変換アンプ１０１からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０２にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０３とを備えており、光パワー等を計算し、表示手段１０６にて表示することができる。
【００３０】
なお、本実施例によると、制御手段１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２から送信される受光信号をＲＡＭ（第１の記憶手段）１０４に保存し、ＲＡＭ１０４に保存されている受光信号、及び、ＲＯＭ（第２の記憶手段）１０５に保存されている既定の重み付け係数を用いて、各光センサＳＥの分光感度特性Ｓ（λ）に対応して重み付けさせて、加算する。これにより、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して、所定の特性とすることができる。
【００３１】
つまり、ＲＡＭ１０４に保存されている受光信号、及び、ＲＯＭ１０５に保存されている重み付け係数を用いて、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に近似した等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を求め、この近似等色関数に基づく三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出することができる。
【００３２】
図４に等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を示し、図５に、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）と、等色関数に近似した近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を示す。
【００３３】
近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記式で示すことができる。
ｘ’（λ）＝ａ１×Ｓ１（λ）＋ａ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ａｎ×Ｓｎ（λ）
ｙ’（λ）＝ｂ１×Ｓ１（λ）＋ｂ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ｂｎ×Ｓｎ（λ）
ｚ’（λ）＝ｃ１×Ｓ１（λ）＋ｃ２×Ｓ２（λ）＋・・・・・・＋ｃｎ×Ｓｎ（λ）
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００３４】
制御手段１０３は、上述にて得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、測定対象光源（被試験光）の色度、照度、演色性など光源の特性を判断するための測定値を算出することができる。
【００３５】
上記近似等色関数を求める工程、及び、近似等色関数から三刺激値を求める工程は、例えば、上述の特許文献２などに記載されており、当業者には周知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００３６】
また、別法として、上述から理解されるように、上記構成の本実施例の測光装置１によれば、各光センサＳＥの分光感度Ｓ（λ）に対応して重み付けさせて加算する構成とされる。従って、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して、例えば、直線状の特性とすることもできる。
【００３７】
つまり、合算後の光センサ手段１１の分光感度特性ＳΣ（λ）は、
ＳΣ（λ）＝ｋ１・Ｓ１（λ）＋ｋ２・Ｓ２（λ）＋・・・・＋ｋｎＳｎ（λ）
で表される。ｋ１〜ｋｎは、重み付け係数である。
【００３８】
合算後の光センサ手段１１の分光感度特性ＳΣ（λ）は、所定範囲の波長領域に対して、図６に示すように、直線状、例えば、平坦とすることもできる。
【００３９】
本実施例では、測光装置１は、光センサ手段１１として、１６個の光センサＳＥを有している。また、各光センサＳＥは、受光素子ＰＤとして、シリコンフォトダイオードを使用した。本実施例における各光センサＳＥの分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・Ｓ１６（λ）（ｎ＝１６）が図３に示される。
【００４０】
つまり、本実施例によれば、１６個の光センサＳＥを備えた光センサ手段１１は、図３に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の受光信号を出力する。なお、光センサＳＥの数は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【００４１】
なお、上述したように、本実施例では、ケーシング１２の入射部開口１３に拡散板１４が設置されている。拡散板１４の作用について説明する。
【００４２】
被試験光が検出部１０に入射する入射角度（θ）が極端に変化した場合には、光分布に偏りが生じる。
【００４３】
本発明によると、上述のように、光センサ手段１１は、透過波長が異なる複数の光センサＳＥ１、ＳＥ２、・・・ＳＥｎで構成される。従って、被試験光の検出部１０への入射角度（θ）が極端に変化し、光分布に偏りが生じた場合には、被試験光の入射角度によって複数の光センサＳＥ１、ＳＥ２、・・・ＳＥｎ上の光量が変化して測定値が変化することとなる。
【００４４】
そこで、本実施例では、入射部開口１３の領域を全面的に覆って、拡散板１４が入射部開口１３に固定される。拡散板１４としては、オパール型拡散板（商品名：シグマ光機株式会社製）が好適に使用される。
【００４５】
従って、本実施例の測光装置１によれば、被試験光の入射角度が変化しても高精度に被試験光のパワーや色度を高精度に測定することが可能である。
【００４６】
上記構成の測光装置１であっても、光センサＳＥを構成する受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）の感度特性が、経時的に装置校正時の感度特性から変化（劣化）することがある。
【００４７】
図３に、装置校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）が、経時変化後に分光感度特性Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）となったことを示している。
【００４８】
もしこの状態で、測光装置を使用したのでは、各センサＳＥの出力が異なるものとなり、例えば、重み付け係数と共に算出する三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚなどが変化し、測定誤差となる。
【００４９】
従って、測光装置の各センサＳＥの波長毎の感度校正をし直すことが必要とされる。この作業は、極めて煩雑である。そこで、本実施例の測光装置１は、以下のような補正機能を備えている。
【００５０】
測光装置１を補正するための光源を選定し、その選定された光源を校正のとれた基準測定器、例えば、分光光度計にて測定する。本実施例では光源として電球を選定する。図３に、この光源電球のスペクトル（分光データ）Ｐ（λ）を示す。
【００５１】
先ず、上記光源電球の分光データ（スペクトルＰ（λ））と、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置１の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、各受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）からの、即ち、各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）からの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００５２】
次いで、上記分光データ（スペクトル）Ｐ（λ）を有する光源電球を使用して、現状の分光感度特性Ｓ１’（λ）、Ｓ２’（λ）、Ｓ３’（λ）、・・・・・Ｓｎ’（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力を、実際に測定して求める。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1’(λ1)+P(λ2)×S1’(λ2)+・・・・+P(λn)×S1’(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2’(λ1)+P(λ2)×S2’(λ2)+・・・・+P(λn)×S2’(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn’(λ1)+P(λ2)×Sn’(λ2)+・・・・+P(λn)×Sn’(λn)
である。
【００５３】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥの出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動割合をとり、補正値Ｂ１、Ｂ２、・・・・・・Ｂｎとする。即ち、
Ｂ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｂ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・・・・・
Ｂｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００５４】
上記比率Ｂ１、Ｂ２、・・・・・・Ｂｎは、各光センサＳＥの分光感度特性の変動割合にて決定される補正値（補正係数）として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置１の校正時に使用し、センサー感度の劣化による誤差要因を低減することができる。
【００５５】
つまり、例えば、本発明の測光装置を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００５６】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００５７】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した、センサー感度劣化の補正のための補正係数Ｂ１〜Ｂｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝B1×a1×S1(λ)+B2×a2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝B1×b1×S1(λ)+B2×b2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝B1×c1×S1(λ)+B2×c2×S2(λ)+・・・・・・+Bn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００５８】
本実施例によれば、上述のように、センサー感度劣化補正のための補正係数Ｂ１〜Ｂｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正係数を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、センサー感度補正を達成することができる。
【００５９】
このように、本発明によれば、分光感度特性が経時変化により変化したとしても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度などを高精度に測定することが可能である。
【００６０】
また、本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【００６１】
実施例２
上記実施例１では、測光装置１が、経時にて感度特性が変わり、各センサの出力が変動した際の誤差要因を低減するための補正機能を有する場合について説明した。
【００６２】
本発明は、実施例１のようなセンサー感度の経時変化がなくても、測光装置の製造メーカが保有する装置校正のための基準測定器、即ち、測光装置を製造する際に使用する基準測定器と、この測光装置を使用するユーザーが保有している基準測定器との間に差がある場合がある。例えば、ユーザーが保有する基準測定器のスペクトルが真値スペクトルと異なる場合がある。
【００６３】
図７には、ユーザーが使用する基準測定器による基準スペクトル（ユーザースペクトル）ＰＡと、真値スペクトルＰと、測光装置の分光感度特性Ｓ（λ）との関係の一例を示す。
【００６４】
真値スペクトルＰとは、ユーザーが使用する基準測定器の基準光源（例えば基準白色ＬＥＤ）を校正のとれた他の基準測定器、例えば、分光光度計にて測定したときの光源のスペクトル（分光データ）を示す。本実施例では、基準スペクトルＰＡと、真値スペクトルＰとは、理解を容易とするために直線にて示しているが、これに限定されるものではない。
【００６５】
測光装置のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、基準スペクトルＰＡにおける各光センサＳＥからの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=PA(λ1)×S1(λ1)+PA(λ2)×S1(λ2)+・・・・・+PA(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=PA(λ1)×S2(λ1)+PA(λ2)×S2(λ2)+・・・・・+PA(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=PA(λ1)×Sn(λ1)+PA(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・+PA(λn)×Sn(λn)
である。
【００６６】
次いで、上記真値スペクトルＰを有する光源（基準白色ＬＥＤ）を使用して、分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力を、実際に測定して求める。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００６７】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）の出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動の割合をとり、補正値（補正係数）Ｃ１、Ｃ２、・・・・・・Ｃｎとする。即ち、
Ｃ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｃ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・・・・・
Ｃｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００６８】
上記比率Ｃ１、Ｃ２、・・・・・・Ｃｎは、ユーザーの基準測定器の基準スペクトルが真値スペクトルと異なることに起因した測光装置の分光感度特性の変動割合を補正し、ユーザーの基準測定器からの差異を低減させるための補正係数として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置による測定時に使用し、基準測定器の差による誤差要因を低減することができる。
【００６９】
つまり、例えば、本実施例の測光装置１を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００７０】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００７１】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した基準測定器の差による補正係数Ｃ１〜Ｃｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝C1×a1×S1(λ)+C2×a2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝C1×b1×S1(λ)+C2×b2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝C1×c1×S1(λ)+C2×c2×S2(λ)+・・・・・・+Cn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００７２】
本実施例によれば、上述のように、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因した測光装置の特性を補正するための補正係数Ｃ１〜Ｃｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正値を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、センサー感度補正を達成することができる。
【００７３】
このように、本発明によれば、ユーザーが保有する基準測定器からの差異に起因して測光装置が異なる特性を示す場合においても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正して、基準測定器からの差異を低減することができ、高精度に被試験光の色度、照度、演色性などを高精度に測定することが可能である。
【００７４】
また、本発明は、校正に際して、波長可変単色光源を必要とすることはなく、極めて利便性がよく、有用性が高い。
【００７５】
実施例３
上記実施例２では、ユーザーが保有する基準測定器の基準スペクトルが真値スペクトルと異なる場合において、このような相違に起因した誤差要因を低減するための補正機能を備えた測光装置について説明した。
【００７６】
更にまた、ユーザーが使用する基準測定器の波長精度と、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度との間に違い（ズレ）がある場合がある。
【００７７】
本実施例では、このような基準測定器の波長精度の差（ズレ）に起因した誤差要因を低減するための補正機能を備えた測光装置について説明する。
【００７８】
図８は、基準測定器の波長精度にズレがある場合の、測光装置の複数個あるセンサのうちの一つの分光感度特性への影響を説明するための図である。図８にて、分光感度特性Ｓ（λ）は、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の分光感度特性を示すものとする。このとき、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度と、ユーザーが使用する基準測定器の波長精度との間に１マス分の差（△λ）、即ち、波長ズレがあるとする。
【００７９】
このような波長精度のズレがある場合には、ユーザー基準測定器が、例えば、波長λｋに設定しているとしても、実際は、測光装置は、波長（λｋ＋△λ）の値を測定していることとなる。つまり、測光装置は、波長ズレを考慮した分光感度特性Ｓ’（λ）に基き測定していることとなる。
【００８０】
従って、測光装置の製造メーカにおける装置校正時の波長精度のままでは、ユーザーが使用する基準測定器による測定値との間には、誤差が生じ、正確な測定ができない。
【００８１】
そこで、測光装置の測定誤差を低減し、ユーザー基準測定器と同じ測定結果を得るためには、分光感度特性が１マス分（△λ）だけズレた分光感度特性Ｓ’（λ）を考慮した重み付け係数を算出する必要がある。
【００８２】
本実施例の測光装置は、上記波長精度誤差を補正する補正機能を備えた制御手段を有している。
【００８３】
測光装置１を補正するための光源を選定する。この光源は、通常、ユーザーが使用する基準測定器の構成に使用する基準光源（例えば基準白色ＬＥＤ）とされる。
【００８４】
先ず、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレを、水銀ランプなどの輝線や、ガスレーザ波長で確認する。
【００８５】
説明を簡単とするために、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレが、所望の波長領域内において、各波長にて△λだけ一方向にズレているとする。
【００８６】
従って、ユーザーが使用する基準測定器にて計測された出力（パワー）は、設定された各波長λに対して△λだけズレた波長（λ＋△λ）の値を測定していることとなる。そのため、ユーザーが使用する基準測定器にて計測された波長（λ＋△λ）におけるパワーから設定された波長λにおける値を補間により求める必要がある。
【００８７】
本実施例では、測光装置の校正時の各光センサＳＥの分光感度特性データＳ（λ）は、例えば、３８０〜７８０ｎｍの波長領域内において、５ｎｍ間隔で入手し得るもの、即ち、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されているとする。
【００８８】
従って、分光データ（スペクトル）Ｐ（λ）を有する基準光源を使用して、現状の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を有する測光装置における、各光センサＳＥからの出力は、実際に測定して求めることができる。つまり、
SE1の出力（測定）=P(λ1)×S1(λ1)+P(λ2)×S1(λ2)+・・・・+P(λk-1)×S1(λk-1)+P(λk)×S1(λk)+P(λk+1)×S1(λk+1)+・・・・+P(λn)×S1(λn)
SE2の出力（測定）=P(λ1)×S2(λ1)+P(λ2)×S2(λ2)+・・・・+P(λk-1)×S2(λk-1)+P(λk)×S2(λk)+P(λk+1)×S2(λk+1)+・・・・+P(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（測定）=P(λ1)×Sn(λ1)+P(λ2)×Sn(λ2)+・・・・+P(λk-1)×Sn(λk-1)+P(λk)×Sn(λk)+P(λk+1)×Sn(λk+1)+・・・・+P(λn)×Sn(λn)
である。
【００８９】
次に、測光装置１のＲＯＭ１０５に格納されている測光装置１の校正時の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、Ｓ３（λ）、・・・・・Ｓｎ（λ）を用いて、各受光素子（光電変換素子）ＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、・・・・ＰＤｎ−２、ＰＤｎ−１、ＰＤｎ）からの、即ち、各光センサＳＥ（ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３、・・・・ＳＥｎ−２、ＳＥｎ−１、ＳＥｎ）からの出力（予測）を算出して、求める。つまり、
SE1の出力（予測）=P'(λ1)×S1(λ1)+P'(λ2)×S1(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×S1(λk-1)+P'(λk)×S1(λk)+P'(λk+1)×S1(λk+1)＋・・・・ +P'(λn)×S1(λn)
SE2の出力（予測）=P'(λ1)×S2(λ1)+P'(λ2)×S2(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×S2(λk-1)+P'(λk)×S2(λk)+P'(λk+1)×S2(λk+1)＋・・・・+P'(λn)×S2(λn)
・・・・・・・・・・
SEnの出力（予測）=P'(λ1)×Sn(λ1)+P'(λ2)×Sn(λ2)+・・・・+P'(λk-1)×Sn(λk-1)+P'(λk)×Sn(λk)+P'(λk+1)×Sn(λk+1)＋・・・・+P'(λn)×Sn(λn)
である。
【００９０】
ここで、P'(λ1)、P'(λ2)、・・・・P'(λk-1)、P'(λk)、P'(λk+1)、・・・P'(λn)は、ユーザーが使用する基準測定器により直接に測定により得られる値ではない。即ち、ユーザーが使用する基準測定器からは、基準光源の波長が△λだけズレた状態での分光データ（スペクトルＰＡ（λ））、つまり、PA(λ1+△λ)、PA(λ2+△λ)、・・・・PA(λk-1+△λ)、PA(λk+△λ)、PA(λk+1+△λ)、・・・PA(λn+△λ)が入手されるに過ぎない。
【００９１】
従って、P'(λ1)、P'(λ2)、・・・・P'(λk-1)、P'(λk)、P'(λk+1)、・・・P'(λn)は、PA(λ1+△λ)、PA(λ2+△λ)、・・・・PA(λk-1+△λ)、PA(λk+△λ)、PA(λk+1+△λ)、・・・PA(λn+△λ)を基に、補間により計算して求めることが必要とされる。
【００９２】
図１０を参照して、最も簡単な直線補間により、波長λｋにおけるP'(λk)を求める方法について説明する。
P'(λk)＝PA(λk-1+△λ)＋△Ｐ’
ここで、
△Ｐ’＝λＡ×（△ＰＡ／λＢ）
△ＰＡ＝PA(λk+1+△λ)−PA(λk-1+△λ)
λＡ＝λk−(λk-1+△λ)
λＢ＝(λk+1+△λ)−(λk-1+△λ)＝λk+1−λk-1
である。
【００９３】
ここで、上述のようにして得られた各光センサＳＥの出力（予測）値と、出力（測定）値との比、即ち、変動割合をとり、補正値（補正係数）Ｄ１、Ｄ２、・・・・・・Ｄｎとする。即ち、
Ｄ１＝ＳＥ１の出力（予測）／ＳＥ１の出力（測定）
Ｄ２＝ＳＥ２の出力（予測）／ＳＥ２の出力（測定）
・・・・・・
Ｄｎ＝ＳＥｎの出力（予測）／ＳＥｎの出力（測定）
である。
【００９４】
上記比率Ｄ１、Ｄ２、・・・・・・Ｄｎは、ユーザーが使用する基準測定器における基準光源の波長ズレに起因した測定装置の分光感度特性の変動割合にて決定される補正値（補正係数）として測光装置１のＲＯＭ１０５に格納する。そして、測光装置１の校正時に使用し、基準光源の波長ズレによる誤差要因を低減することができる。
【００９５】
つまり、例えば、本発明の測光装置を使用すれば、この装置により得られた近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）の出力値を基に三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出し、測定光の特性を測定することができる。
【００９６】
このときの、装置校正時においては、上述したように、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は下記の式で示される。
ｘ’（λ）＝a1×S1(λ)+a2×S2(λ)+・・・・・・+an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝b1×S1(λ)+b2×S2(λ)+・・・・・・+bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝c1×S1(λ)+c2×S2(λ)+・・・・・・+cn×Sn(λ)
ここで、ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎは、ＲＯＭ１０５に格納した重み付け係数である。
【００９７】
従って、本実施例では、更に、ＲＯＭ１０５に格納した、基準測定器の波長ズレの補正のための補正係数Ｄ１〜Ｄｎが更に上記重み付け係数に乗算される。つまり、
ｘ’（λ）＝D1×a1×S1(λ)+D2×a2×S2(λ)+・・・・+Dn×an×Sn(λ)
ｙ’（λ）＝D1×b1×S1(λ)+D2×b2×S2(λ)+・・・・+Dn×bn×Sn(λ)
ｚ’（λ）＝D1×c1×S1(λ)+D2×c2×S2(λ)+・・・・+Dn×cn×Sn(λ)
とされる。
【００９８】
本実施例によれば、上述のように、基準測定器の波長ズレを補正するための補正係数Ｄ１〜Ｄｎを装置のＲＯＭ１０５に格納し、この補正係数を、重み付け係数ａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎ、ｃ１〜ｃｎに乗算することによって、基準測定器の波長のズレを補正することができる。
【００９９】
このように、本発明によれば、基準測定器の波長のズレが生じたとしても、各センサの波長毎の感度校正をし直す必要がなく、短時間にて校正することができ、高精度に被試験光の色度、照度などを高精度に測定することが可能である。
【０１００】
尚、上記実施例では、説明を簡単とするために、ユーザーが使用する基準測定器の波長のズレが、所望の波長領域内において、各波長にて△λだけ一方向にズレているとして説明した。
【０１０１】
しかし、図１０に示すように、波長毎にズレが違う場合がある。この場合は、各波長のズレを考慮して補間する必要がある。例えば、４００ｎｍが＋０．５ｎｍズレている場合は、４００ｎｍと４０５ｎｍで４００．５ｎｍの値を求める。逆に、−０．５ｎｍズレている場合には、３９５ｎｍと４００ｎｍから求めるようにする。
【０１０２】
更に、水銀ランプなどの輝線スペクトルである、例えば、４３５．８４ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、６３２．８２ｎｍなどの校正波長を使用して基準測定器の波長ズレ補正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 測光装置
１０ 検出部
１１ 光センサ手段
１２ ケーシング（筐体）
１３ 入射開口
１４ 拡散板
１００ 測定部
１０２ Ａ／Ｄ変換器
１０３ 制御手段
１０４ ＲＡＭ（第１の記憶手段）
１０５ ＲＯＭ（第２の記憶手段）
１０６ 表示手段
ｆ 光学フィルタ
ＰＤ 受光素子
ＳＥ 光センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定範囲の波長領域に感度特性を有し、測定対象光源からの被試験光を受光する光センサ手段を備えた検出部と、前記検出部からの受光信号により前記測定対象光源の特性を求める測定部とを備えた測光装置において、
前記光センサ手段は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサを複数個配列することにより構成され、
前記測定部は、それぞれ異なる前記光センサの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、前記重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、前記光センサ手段の感度特性を、前記所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する制御手段を有することを特徴とする測光装置。
【請求項２】
前記検出部は、内部に前記光センサ手段が設置された筐体を有しており、前記筐体には、被試験光が入射する入射部開口が設けられ、前記入射部開口には拡散板が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の測光装置。
【請求項３】
前記測定部の前記制御手段は、
前記光センサ手段からの受光信号である電流信号を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプと、前記Ｉ／Ｖ変換アンプからの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器にて変換された受光信号を保存する第１の記憶手段と、前記重み付け係数及び前記補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測光装置。
【請求項４】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
前記各光センサの分光感度特性が変動した場合には、前記各光センサの分光感度特性の変動の割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【請求項５】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の基準スペクトルと、前記基準測定器に使用する基準光源の真値スペクトルに対する前記測光装置の分光感度特性の違いの割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【請求項６】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の波長精度の違いに起因する前記測光装置の分光感度特性の変動割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【請求項１】
所定範囲の波長領域に感度特性を有し、測定対象光源からの被試験光を受光する光センサ手段を備えた検出部と、前記検出部からの受光信号により前記測定対象光源の特性を求める測定部とを備えた測光装置において、
前記光センサ手段は、光学フィルタと受光素子とを備え、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサを複数個配列することにより構成され、
前記測定部は、それぞれ異なる前記光センサの分光感度特性に対応して既定の重み付け係数を用いて重み付けを行い、且つ、前記重み付け係数に所定の補正係数を乗算して、前記光センサ手段の感度特性を、前記所定範囲の波長領域において所定の特性に変更する制御手段を有することを特徴とする測光装置。
【請求項２】
前記検出部は、内部に前記光センサ手段が設置された筐体を有しており、前記筐体には、被試験光が入射する入射部開口が設けられ、前記入射部開口には拡散板が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の測光装置。
【請求項３】
前記測定部の前記制御手段は、
前記光センサ手段からの受光信号である電流信号を電圧に変換するＩ／Ｖ変換アンプと、前記Ｉ／Ｖ変換アンプからの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器にて変換された受光信号を保存する第１の記憶手段と、前記重み付け係数及び前記補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測光装置。
【請求項４】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
前記各光センサの分光感度特性が変動した場合には、前記各光センサの分光感度特性の変動の割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【請求項５】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の基準スペクトルと、前記基準測定器に使用する基準光源の真値スペクトルに対する前記測光装置の分光感度特性の違いの割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【請求項６】
前記第１の記憶手段に保存されている前記受光信号と、前記第２の記憶手段に保存されている重み付け係数を用いて、前記各光センサの感度特性を重み付けさせて、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とし、
ユーザーが有する基準測定器からの差異を低減させるために、前記基準測定器の波長精度の違いに起因する前記測光装置の分光感度特性の変動割合にて決定される前記補正係数を、前記各光センサの重み付け係数に乗算し、加算することにより、合算後の光センサの分光感度特性を所定範囲の波長領域に対して所定の特性とすることを特徴とする請求項３に記載の測光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１０７１１４（Ｐ２０１１−１０７１１４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８２３１１（Ｐ２００９−２８２３１１）
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１１日（２００９．１２．１１）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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