JP2009281929A - 測光装置の補正用基準光源、測光装置の補正システム - Google Patents

Abstract

【課題】測光装置の測光特性の補正をユーザ側で容易且つ精度良く行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】測光装置の補正用基準光源であって、各単波長光と所定波長域光の強度分布を各々検出する参照用分光器と、各単波長光の強度を各々検出する強度参照用センサと、各単波長光について、参照用分光器で検出された各単波長光の強度分布から求まる強度と、強度参照用センサで検出された強度とに基づいて算出された参照用分光器と強度参照用センサとの感度比の初期値を各々記憶する記憶手段と、各単波長光について、参照用分光器で検出された各単波長光の強度分布から求まる強度と、強度参照用センサによって検出される強度とに基づいて参照用分光器と強度参照用センサとの変動後の感度比を各々算出する感度比算出手段と、感度比の初期値と変動後の感度比と所定波長域光の強度分布とに基づいて、所定波長域基準光の分光放射輝度を導出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測光装置の感度補正を行う技術に関する。

従来より、各種光源や表示装置に係る分光輝度や輝度や色彩を測定および評価する分光輝度計が広く用いられている。

図２１は、従来の分光輝度計における分光部７０の構成を示す図である。該分光部７０は、対物光学系７１１を介して入射スリット７１２に導かれる被測定光７０１を回折格子７１３で分散させ、結像光学系７１４で入射スリット７１２の波長分散像を受光センサアレイ７１５上に作る、いわゆるポリクロメータである。センサアレイ７１５の各画素における被測定光７０１の分光強度に応じた出力すなわち画素強度分布Ｉ_nは、処理回路７１６を経て制御処理手段７１７に取り込まれ、分光放射輝度Ｌ(λ)（λは任意の波長）に変換される。これにより、測定域の全波長に係る強度分布が同時に測定される。

このような分光輝度計の校正には、波長と分光感度の校正がある。波長の校正は、センサアレイ７１５の各画素の画素番号ｎと、その画素番号ｎにおける検出波長の重心（重心波長）λnとの対応表（ｎ−λ_n対応表）を保存することで行われる。なお、被測定光の画素強度分布Ｉ_nは、保存されたｎ−λ_n対応表に基づいて、分光強度Ｉ(λ)に変換される。

一方、分光感度の校正は、タングステンランプのような黒体放射光源からなるＡ光源（色温度が２８５６Ｋ）などの、分光放射輝度が既知の白熱基準光源を校正対象の分光輝度計（被校正分光輝度計）で測定したときの分光強度Ｉ０(λ)と、該白熱基準光源の分光放射輝度（基準分光放射輝度）Ｌｏ(λ)との比を校正係数Ｃ(λ)として保存することで行われる。すなわち、校正係数Ｃ(λ)は、下式(１)によって求められる。

なお、校正された分光輝度計は、被測定光の分光強度Ｉ(λ)を、校正係数Ｃ(λ)を用いて、下式(２)に従って分光放射輝度Ｌ(λ)に変換する。

ところが、分光輝度計については、製造時（出荷時）にメーカ側で上記検出波長および感度の校正が行われるが、内蔵する分光手段（ポリクロメータ７０など）の光学配置の変化による各画素に係る検出波長の変化や、回折格子７１３やその他の光学要素の変化などに起因して、測定における感度が変化してしまう。従って、出荷後においても、測定精度を維持するためには十分な頻度で分光輝度計の再校正（すなわち補正）を行うことが求められる。

しかし、従来より一般的に分光輝度計の感度校正に用いられてきた白熱基準光源の分光放射発散度Ｍ(λ，Ｔ)は、Ｃ₁、Ｃ₂を定数とする下式(３)で示されるプランク放射則に従うものとなり、相対的にも絶対的にも光源の温度（色温度）Ｔに大きく依存する。

従って、上記白熱基準光源を校正基準とするには、(ａ)当該光源の色温度を精密に制御する、あるいは(ｂ)当該光源の色温度をモニタする必要がある。なお、上記(ｂ)の場合、温度のモニタには分光感度の異なる、少なくとも２つのモニタセンサが必要になる。

ここで、例えば、色温度が２８５６Ｋの白熱基準光源において、波長４００ｎｍでの放射強度を±１％で維持することを考える場合、上記(ａ)の手法では、光源の色温度を±２Ｋの精度で制御する必要があり、光源の駆動に十分な注意を払う必要がある。また、上記(ｂ)の手法では、温度依存性や経時変化を伴うフィルタなどを備えて構成されるモニタ用センサの分光感度の波長誤差を０．５ｎｍ以下とする必要があり、校正環境の管理に特別な配慮を必要とする。さらに、白熱光源のバルブやフィルタの透過特性の経時および熱的変化にも注意が必要である。

このように、校正環境と光源の管理に特別な配慮が必要となることから、実質的にユーザ側において分光輝度計の感度再校正（感度補正）を行うことは不可能である。このため、分光輝度計の分光感度再校正（分光感度補正）は、ユーザ側から該分光輝度計を工場やサービス拠点などに返送してメーカ側行われるのが一般的であるが、返送に伴うコストと時間がかかり、十分な頻度で行うことが難しい。

このような問題に対して、波長が安定した単波長光源と特性が安定した参照用半導体センサとを備えて構成される校正用基準光源が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の技術により、取り扱いが容易で且つユーザ側での補正が可能となる。

特開２００６−１７７７８５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、単波長基準光の波長安定性が必須であり、高コストの安定した単波長光を出射するレーザー（ガスレーザーや温度制御された半導体レーザー）を用いる必要があるが、レーザーには利用できる波長に制限があり、分光輝度計の一般的な測定波長域である可視光域（３８０〜７８０ｎｍ）においては、３波長(４０８，５３２，６３５ｎｍ)程度の単波長基準光しか得られない。このため、これらの少ない波長のレーザー光を用いて得られた補正係数に基づき、測定波長域の全域における補正係数を補間によって推定すると、得られる補正係数の精度が低くなるといった問題がある。

特に、補間によって推定した補正係数を用いた補正は、被校正分光輝度計の波長に対する分光感度の変化が連続的で緩やかな場合でのみ有効であって、波長に対する不連続な分光感度の変化が生じている場合には、補正の精度が適正な水準まで至らない。つまり、最終的な校正精度が被校正分光輝度計の特性にも依存するという問題がある。そして、このような問題は、３刺激値を直接読み込むタイプ（３刺激値直読タイプ）の輝度計や照度計などを含む測光装置一般に共通する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測光装置の測光特性の補正をユーザ側で容易且つ精度良く行うことが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、相互に異なる複数波長に対応する複数の単波長光をそれぞれ放射する複数の単波長光源と、前記複数波長を含む所定波長域の所定波長域光を放射する所定波長域光源と、前記所定波長域光の入射に応じて所定波長域基準光を放射する基準輝度面を形成する基準輝度面形成手段と、前記複数の単波長光および前記所定波長域光の強度分布をそれぞれ検出する参照用分光器と、前記複数の単波長光の強度をそれぞれ検出する強度参照用センサと、前記参照用分光器によって検出される各前記単波長光の強度分布に基づいて各前記単波長光の強度を算出する単波長光強度算出手段と、各前記単波長光について、前記単波長光強度算出手段によって算出された強度と、前記強度参照用センサによって検出された強度とに基づいて算出された前記参照用分光器と前記強度参照用センサとの初期感度比をそれぞれ記憶する記憶手段と、各前記単波長光について、前記単波長光強度算出手段によって算出される強度と、前記強度参照用センサによって検出される強度とに基づいて前記参照用分光器と前記強度参照用センサとの変動後感度比をそれぞれ算出する感度比算出手段と、前記変動後感度比と、前記初期感度比と、前記所定波長域光の強度分布とに基づいて、前記所定波長域基準光の分光放射輝度を導出する特性導出手段と、を備えることを特徴とする測光装置の補正用基準光源である。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の測光装置の補正用基準光源であって、前記強度参照用センサが、少なくとも前記複数波長の単波長光に対する感度を有する光検知器を含み、且つ前記光検知器の分光感度に影響を与える光学要素を含まないことを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の測光装置の補正用基準光源であって、前記複数の単波長光源が、発光ダイオードを含むことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、前記基準輝度面形成手段が、前記複数の単波長光源および前記所定波長域光源からそれぞれ射出される光束が入射され、且つ前記参照用分光器と前記強度参照用センサとが取り付けられた積分球を含み、前記基準輝度面が、前記積分球における光の射出開口であることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、前記基準輝度面上に焦点を有するコリメータレンズ、を更に備えることを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１から請求項５の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、前記特性導出手段が、各前記単波長光について、前記変動後感度比と前記初期感度比とに基づき、前記参照用分光器の感度の変動を示す感度変動係数を算出する変動係数算出手段と、前記変動係数算出手段によって算出される前記複数の単波長光に係る感度変動係数を補間することで、前記参照用分光器の前記所定波長域に係る分光感度の変動を示す分光感度変動係数を推定する変動係数推定手段と、前記分光感度変動係数と、前記所定波長域光の強度分布とに基づいて、前記所定波長域基準光の分光放射輝度を導出する分光放射輝度導出手段と、を有することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１から請求項６の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源と、補正対象である被補正測光装置と、を備え、前記被補正測光装置によって得られる前記所定波長域基準光の分光強度と、前記特性導出手段によって導出された前記所定波長域基準光の分光放射輝度とに基づいて、前記被補正測光装置の分光感度の変化を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段、を有することを特徴とする測光装置の補正システムである。

また、請求項８の発明は、請求項７に記載の測光装置の補正システムであって、前記基準輝度面が、前記基準輝度面形成手段に対する前記複数の単波長光の入射に応じて、前記複数の単波長光にそれぞれ対応する複数の単波長基準光を放射し、前記被補正測光装置の測定によって取得される前記複数の単波長基準光の分光放射輝度から求まる前記複数の単波長基準光に係る複数波長と、前記参照用分光器を用いて取得される前記複数の単波長基準光に係る強度分布から求まる前記複数の単波長基準光に係る複数波長とに基づいて、前記被補正測光装置における波長スケールの変動を補正する波長補正手段、を更に備えることを特徴とする。

請求項１から請求項８の何れに記載の発明によっても、所定波長域光の状態が変化した場合であっても、参照用分光器の分光感度の変動を補正しつつ、該参照用分光器で所定波長域光の分光強度を高精度で測定することができるため、測光装置の分光感度を含む測光特性の補正をユーザ側で容易且つ精度良く行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、光学要素の状態の変化に左右されることなく、各単波長光の強度を検出することができるため、各単波長光の強度の検出を高い信頼性を持って非常に安定的に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、所定波長域における単波長光の波長の数を増加させることができるため、参照用分光器の分光感度の変動に対する補正において、補間演算の精度向上による補正の高精度化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、積分球内の多重拡散反射光の一部を参照用分光器と強度参照用センサで測定することで、基準輝度面が放射する所定波長域光の分光強度を安定してモニタするとともに、単波長光の強度ならびに強度分布も安定してモニタすることができる。また、補正用基準光源から射出される所定波長域基準光の均一化も図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、基準輝度面の小型化による補正用基準光源の小型化ならびに低コスト化を図ることができる。また、例えば、積分球を用いる場合には、積分球の小型化を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、補正対象である測光装置の分光感度が波長に対して不連続に変化する場合であっても、測光装置を高精度で補正することができる。

請求項８に記載の発明によれば、ユーザ側で、波長スケールの変動についても高精度かつ高信頼性の補正を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜Ａ．補正システム＞
図１は、本発明の実施形態に係る補正用基準光源２００を用いた分光輝度計の補正システム１００の構成例を示す図である。

補正システム１００は、補正用基準光源２００と、補正対象である分光輝度計（被補正分光輝度計）４００とを備えて構成される。そして、補正用基準光源２００は、被補正分光輝度計４００の光学特性の補正を行うための光源であり、例えば、測光特性が適正に維持された校正用の分光輝度計（基準分光輝度計）３００を用いて、測光に係る特性（測光特性）の校正が行われる。

補正用基準光源２００は、主に、積分球１、単波長光源２、白色光源３、強度参照用センサ４、参照用分光器５、光源制御部６、およびシャッタ駆動部７を備えて構成される。

積分球１は、中空の略球形の部材であり、光の反射率と拡散性の高い内壁を有して構成される。そして、積分球１には、開口１ａ〜１ｋが設けられている。

単波長光源２は、７つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）２ａ〜２ｇと、ＬＥＤ２ａ〜２ｇに駆動信号を付与するＬＥＤ駆動回路２１とを備えて構成される。該７つのＬＥＤ２ａ〜２ｇは、相互に異なる複数（ここでは７つ）の波長の光（以下「単波長光」とも称する）Ｉ_m（ｍは１〜７の自然数）を、開口１ａ〜１ｇを介して積分球１の中空部分に向けて放射する。具体的には、図２において破線で示すように、７つのＬＥＤ２ａ〜２ｇは、可視光の波長領域（約３８０〜７８０ｎｍ）に分散する７つの波長（３７５，４０５，４６８，５１８，５８５，６６０，７２０ｎｍ）を中心波長とした単波長光をそれぞれ放射する。なお、以下では、７つのＬＥＤ２ａ〜２ｇを、適宜ＬＥＤ_m（ｍは１〜７の自然数）とそれぞれ称する。

白色光源３は、可視光線の波長領域の略全域を連続的にカバーする波長の光（白色光）を放射する白熱光源によって構成され、白色光源駆動回路３１によって付与される駆動電力に応じて発光する。該白色光源３は、ＬＥＤ２ａ〜２ｇが発する単波長光に係る複数（ここでは７つ）の波長を含む所定波長域の光（以下「所定波長域光」とも称し、ここでは白色光）Ｉ_wを、開口１ｋを介して積分球１の中空部分に向けて放射する。なお、ここでは、白色光源３が、本発明の「所定波長域光源」に相当する。また、所定波長域は、被補正分光輝度計４００によって測定される光の波長域を含む。

強度参照用センサ４は、積分球１の開口１ｈに取り付けられるとともに、少なくとも単波長光Ｉ_mの波長に対する感度を有する光検知器を含んで構成され、単波長光Ｉ_mの強度（以下「参照強度」とも称する）をそれぞれ検出する。そして、該参照強度を示すデータは、信号処理回路４１を介して光源制御部６に出力される。例えば、単波長光Ｉ_mの一部が、積分球１の内部から開口１ｈを介して強度参照用センサ４に入射すると、強度参照用センサ４によって、波長λ_mの単波長光Ｉ_mに係る参照強度Ｉ_m(λ_m)が検出され、該参照強度Ｉ_m(λ_m)を示すデータが、光源制御部６に対して送出される。

また、強度参照用センサ４は、光検知器の分光感度に対して時間や状態の変動によって影響を与えるカラーフィルタなどといった光学要素を含むことなく構成される。ここでは、強度参照用センサ４の光検知器が、光学要素が前面に極力配置されていないシリコンフォトダイオードによって構成されている。

図２では、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される光の分光分布（破線）とシリコンフォトダイオードの分光感度（実線）との関係が例示されている。図２で示すように、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される各単波長光Ｉ_mの分光分布はそれぞれ１０〜３０ｎｍ程度の半値幅を有しているが、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される光は、おおよそ単波長光であると言える。したがって、本明細書では、「単波長光」という文言を、分光分布の半値幅が極めて狭い（例えば、約３０ｎｍなどの所定値以下）光をも含む意味で使用している。

なお、シリコンフォトダイオードの分光感度は波長の変化に対して非常になだらかに変化するため、半値幅の影響を考慮しなくても、強度参照用センサ４は、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される光の強度を高精度に検出することができる。但し、分光分布の半値幅がある程度広い光を発するＬＥＤを採用する場合には、バンドパスフィルタを用いて、所望の狭い半値幅を実現するようにしても良い。

参照用分光器５は、積分球１の開口１ｊに対して外側から取り付けられ、図２１で示したポリクロメータ７０と同様な構成により、単波長光Ｉ_mおよび白色光Ｉ_wについて、センサアレイの画素ごとの強度分布（画素強度分布）を検出する。また、参照用分光器５は、光源制御部６内に格納されるｎ−λ_n対応表（画素番号ｎと重心波長λｎとを対応付けた表）に基づき、画素強度分布を波長毎の強度を示す分光強度（以下「参照分光強度」と称する）に変換して、該参照分光強度を示す情報を光源制御部６に対して出力する。

ここで、例えば、白色光Ｉ_wの一部が、積分球１の内部から開口１ｊを介して参照用分光器５に入射すると、該参照用分光器５によって、白色光Ｉ_wに係る画素強度分布Ｉ_wnが検出され、該画素強度分布Ｉ_wnが参照分光強度Ｉ_w(λ)に変換されて、該参照分光強度Ｉ_w(λ)を示す情報が光源制御部６に対して送出される。また、積分球１内で多重拡散反射する単波長光Ｉ_mの一部が、積分球１の開口１ｊを介して参照用分光器５に入射することで、該参照用分光器５によって、単波長光Ｉ_mに係る画素強度分布Ｉ_mnが検出され、該画素強度分布Ｉ_mnが参照分光強度Ｉ_m(λ)に変換されて、該参照分光強度Ｉ_m(λ)を示す情報が光源制御部６に対して送出される。

光源制御部６は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭなどを備えて構成され、補正用基準光源２００の動作を統括制御する。また、光源制御部６は、強度参照用センサ４および参照用分光器５などから入力される各種情報に基づく演算および処理を行う。該光源制御部６における各種演算および処理については後述する。

シャッタ駆動部７は、光源制御部６からの制御信号に応じて、積分球１の開口１ｉの外部に設けられたシャッタ７ｓを開閉することで、積分球１の内部が開口１ｉを介して汚染されることを防止する。

基準分光輝度計３００は、受光系３１０、ポリクロメータ部３２０、および制御部３３０を備える。受光系３１０は、補正用基準光源２００の開口１ｉから放射される光を受光して、ポリクロメータ部３２０に対して導入する。被補正分光輝度計４００は、基準分光輝度計３００と同様に、受光系４１０、ポリクロメータ部４２０、および制御部４３０を備える。受光系４１０は、補正用基準光源２００の開口１ｉから放射される光を受光して、ポリクロメータ部４２０に対して導入する。基準分光輝度計３００および被補正分光輝度計４００については更に後述する。

図３は、補正用基準光源２００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。

図３で示すように、光源制御部６は、ＲＡＭやＲＯＭなどによって構成されるメモリ６９内に格納されたプログラムをＣＰＵが読み込んで実行することで、点灯制御部６０、シャッタ制御部６１、分光器制御部６２、センサ制御部６３、波長校正部６４、分光感度校正部６５、補正準備部６６、波長補正部６７、および分光感度補正部６８などの機能を実現する。なお、光源制御部６は、ユーザによる操作部８からの入力に基づいて、各種機能によって各種動作を実行する。

点灯制御部６０は、ＬＥＤ駆動回路２１を介して所定駆動電流でＬＥＤ２ａ〜２ｇを時間順次に点灯させる。各ＬＥＤ２ａ〜２ｇが放射する各単波長光Ｉ_mは積分球１内で繰り返し拡散しながら反射する多重拡散反射を行い、各単波長光Ｉ_mに係る各基準光（単波長基準光）Ｐ_mが開口１ｉから拡散放射される。

また、点灯制御部６０は、白色光源駆動回路３１に対して信号を出力することで、白色光源駆動回路３１を介して所定の駆動電圧で、白色光源３を適宜発光させることで、白色光Ｉ_wを積分球１内に入射させる。そして、該白色光Ｉ_wは、積分球１内で多重拡散反射を行い、白色光Ｉ_wに係る基準光（白色基準光）Ｐ_wとして開口１ｉから拡散放射される。

したがって、ここでは、積分球１が、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される各単波長光Ｉ_mの光束の入射に応じて各単波長基準光Ｐ_mを放射するとともに、白色光源３から射出される白色光Ｉ_wの光束の入射に応じて白色基準光Ｐ_wを放射する開口（射出開口）１ｉを形成している。このため、開口１ｉは、単波長基準光Ｐ_mおよび白色基準光Ｐ_wを放射する面（「基準輝度面」とも称する）を構成する。

シャッタ制御部６１は、シャッタ駆動部７に対して信号を出力することで、シャッタ駆動部７によるシャッタ７ｓの開閉を制御する。

分光器制御部６２は、参照用分光器５の動作を制御し、参照用分光器５から参照分光強度Ｉ_m(λ)，Ｉ_w(λ)を示す情報を受け取る。

センサ制御部６３は、信号処理回路４１を介して強度参照用センサ４の動作を制御する。また、センサ制御部６３は、強度参照用センサ４で検出される光の強度（参照強度）を示す情報を、信号処理回路４１を介して受信する。

波長校正部６４は、補正用基準光源２００と基準分光輝度計３００とを用いて、ＬＥＤ２ａ〜２ｇを適宜発光させて得られる各種情報に基づき、参照用分光器５の画素ごとの重心波長を校正する。また、分光感度校正部６５は、補正用基準光源２００と基準分光輝度計３００とを用いて、ＬＥＤ２ａ〜２ｇおよび白色光源３を適宜発光させて得られる各種情報に基づき、参照用分光器５の分光感度を校正する。波長校正部６４および分光感度校正部６５の機能的な構成、すなわち参照用分光器５の校正については更に後述する。

補正準備部６６は、参照用分光器５の校正時にＬＥＤ２ａ〜２ｇを適宜発光させて得られる各種情報に基づいて、参照用分光器５の補正に必要なデータを準備する。補正準備部６６の機能的な構成については更に後述する。

波長補正部６７は、補正用基準光源２００において、ＬＥＤ２ａ〜２ｇを適宜発光させて得られる各種情報に基づいて、参照用分光器５の画素ごとの重心波長を補正する。また、分光感度補正部６８は、補正用基準光源２００において、ＬＥＤ２ａ〜２ｇおよび白色光源３を適宜発光させて得られる各種情報に基づいて、参照用分光器５の分光感度を補正する。波長補正部６７および分光感度補正部６８の機能的な構成、すなわち参照用分光器５の補正については更に後述する。

メモリ６９は、ＲＯＭやＲＡＭなどによって構成され、プログラム、ｎ−λ_n対応表、および参照用分光器５の分光感度を校正するための校正係数を含む情報が適宜格納される。なお、ｎ−λ_n対応表については、補正用基準光源２００の製造時に初期値が与えられて、メモリ６９に格納される。また、メモリ６９は、演算に使用する各種情報ならびに演算結果を一時的に記憶する機能をも有する。

図４は、基準分光輝度計３００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。

基準分光輝度計３００は、主に、ポリクロメータ部３２０および制御部３３０を備える。ポリクロメータ部３２０は、図２１で示したポリクロメータ７０と同様な構成を有し、補正用基準光源２００の開口１ｉから放射される各基準光の強度分布（基準強度分布）を検出する。制御部３３０は、基準分光輝度計３００の動作を統括制御する部分であり、ＣＰＵ、およびＲＡＭやＲＯＭなどを含むメモリ３３２を備えて構成される。制御部３３０の各種機能や動作は、ＲＯＭなどに格納されるプログラムがＣＰＵで読み込まれて実行されることで実現される。制御部３３０は、例えば、基準分光放射輝度取得部３３１を機能として有する。該基準分光放射輝度取得部３３１は、ポリクロメータ部３２０で得られた基準分光強度を分光放射輝度（基準分光放射輝度）に変換する。なお、分光放射輝度（Spectral Radiance）は、放射輝度の分光密度を示す。

図５は、被補正分光輝度計４００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。

被補正分光輝度計４００は、主に、ポリクロメータ部４２０および制御部４３０を備える。ポリクロメータ部４２０は、図２１で示したポリクロメータ７０と同様な構成を有し、補正用基準光源２００の開口１ｉから放射される各基準光の強度分布（基準強度分布）を検出する。制御部４３０は、被補正分光輝度計４００の動作を統括制御する部分であり、ＣＰＵ、およびＲＡＭやＲＯＭなどを含むメモリ４３２を備えて構成される。制御部４３０の各種機能や動作は、ＲＯＭなどに格納されるプログラムがＣＰＵで読み込まれて実行されることで実現される。制御部４３０は、例えば、分光放射輝度取得部４３１、波長補正部４３３、および分光感度補正部４３４を機能として有する。

分光放射輝度取得部４３１は、ポリクロメータ部４２０で得られた強度分布を分光放射輝度に変換する。

波長補正部４３３は、補正用基準光源２００および被補正分光輝度計４００においてＬＥＤ２ａ〜２ｇを適宜発光させて得られる各種数値に基づいて、被補正分光輝度計４００の画素ごとの重心波長を補正する。具体的には、メモリ４３２内に格納される強度分布を分光放射輝度に変換するためのスケール（以下、「波長スケール」とも称し、ここでは、ｎ−λ_n対応表）を変更する。ｎ−λ_n対応表は、ポリクロメータ部４２０に用いられているセンサアレイの各画素（画素番号ｎ）と、該各画素（画素番号ｎ）で検出する波長の重心（重心波長）との関係を与える。該ｎ−λ_n対応表の変更については更に後述する。

分光感度補正部４３４は、補正用基準光源２００および被補正分光輝度計４００においてＬＥＤ２ａ〜２ｇおよび白色光源３を適宜発光させて得られる各種数値に基づいて、被補正分光輝度計４００の分光感度を補正する。具体的には、メモリ４３２内に格納される補正係数を変更および保存する。該補正係数の変更については更に後述する。

また、波長補正部４３３および分光感度補正部４３４の機能的な構成、すなわち被補正分光輝度計４００の補正については更に後述する。

なお、被補正分光輝度計４００では、例えば、単波長基準光Ｐ_mが受光系４１０を介してポリクロメータ部４２０に入射することで、分光放射輝度取得部４３１によって分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)が取得される。また、白色基準光Ｐ_wが受光系４１０を介してポリクロメータ部４２０に入射することで、分光放射輝度取得部４３１によって分光放射輝度Ｌｔ_w(λ)が取得される。

ここでは、積分球１内で多重拡散反射する白色光Ｉ_wの一部が、積分球１の開口１ｊを介して、参照用分光器５に入射することで参照分光強度Ｉ_w(λ)が取得され、該参照分光強度Ｉ_w(λ)は、基準分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に対応する。また、波長スケールの校正の基準となる単波長基準光Ｐ_mの波長の重心（重心波長）に対応する参照波長λ_mも、分光感度の校正の基準となる白色基準光Ｐ_wの基準分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に対応する参照分光強度Ｉ_w(λ)も参照用分光器５によって得られる。このため、補正用基準光源２００の校正が参照用分光器５の校正に置き換えられる。なお、校正後に生じる参照用分光器５の波長スケールおよび分光感度の変化は、被補正分光輝度計４００の補正時に併せて補正される。以下、参照用分光器５の校正ならびに補正、および被補正分光輝度計４００の補正について順次説明する。

＜Ｂ．参照用分光器の校正＞
参照用分光器５は、補正用基準光源２００の製造時に、波長スケールおよび分光感度といった測光特性が、基準分光輝度計３００を用いて校正される。以下、参照用分光器５の校正について説明する。

まず、図１で示すように、開口１ｉを介して積分球１から射出される光を基準分光輝度計３００によって測定可能となるように、該基準分光輝度計３００を開口１ｉに対向して配置する。そして、補正用基準光源２００と基準分光輝度計３００との間を専用のケーブルなどで電気的に接続することで、光源制御部６と制御部３３０との間をデータ送受信可能に接続する。

次に、ＬＥＤ２ａ〜２ｇを時間順次に点灯することで開口１ｉから校正時の単波長基準光Ｐ０_mを放射させ、基準分光輝度計３００の測定により単波長基準光Ｐ０_mに係る分光放射輝度（基準分光放射輝度）Ｌｒ０_m(λ)を取得する。このとき、参照用分光器５によって単波長基準光Ｐ０_m（実際には単波長光Ｉ_m）に係る画素強度分布Ｉ０_mnおよび参照分光強度Ｉ０_m(λ)を取得するとともに、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ０_mに係る参照強度Ｉｒ０_mを取得する。

また、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇの点灯から所定時間経過後に、参照用分光器５によって単波長光Ｉ０'_mに係る画素強度分布Ｉ０'_mnおよび参照分光強度Ｉ０'_m(λ)を取得するとともに、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ０'_mに係る参照強度Ｉｒ０'_mを取得する。

そして、白色光源３を点灯することで開口１ｉから白色基準光Ｐ_wを放射させ、基準分光輝度計３００の測定により白色基準光Ｐ_wに係る基準分光放射輝度Ｌｒ０_w(λ)を取得する。このとき、参照用分光器５の測定によって画素強度分布Ｉ０_wnおよび参照分光強度Ｉ０_w(λ)を取得する。

このように取得した各種情報に基づいて、下記のように参照用分光器５の検出波長ならびに分光感度を校正する。

＜Ｂ１．波長校正＞
上述したように、参照用分光器５は、図２１で示したポリクロメータ７０と同様な構成を有しており、波長スケールの校正については、センサアレイの各画素の画素番号ｎと、その画素番号ｎにおいて検出される波長の重心（重心波長）λnとの対応表（ｎ−λ_n対応表）を更新することで行われる。

図６は、参照用分光器５の検出波長の校正を行う波長校正部６４の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図６で示すように、波長校正部６４は、基準重心波長算出部６４１、重心波長算出部６４２、波長誤差算出部６４３、補間演算部６４４、および重心波長校正部６４５を備える。

基準重心波長算出部６４１は、各単波長基準光Ｐ_mについて、基準分光放射輝度Ｌｒ０_m(λ)から波長の重心（基準重心波長）λｒ０_mを算出する。例えば、各基準分光放射輝度Ｌｒ０_m(λ)に関し、各単波長基準光Ｐ_mについて設定された波長（設定波長）を中心とした所定の波長範囲（例えば、±５０ｎｍなど）について、λｒ０_m＝∫λ・Ｌｒ０_m(λ)ｄλ／∫Ｌｒ０_m(λ)ｄλで求められる基準重心波長（適宜「重心波長」と略する）λｒ０_mが算出される。

重心波長算出部６４２は、各単波長基準光Ｐ_mについて、参照分光強度Ｉ０_m(λ)から波長の重心（参照重心波長）λ０_mを算出する。例えば、各参照分光強度Ｉ０_m(λ)に関し、各単波長基準光Ｉ_mについて設定された波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±５０ｎｍなど）について、λ０_m＝∫λ・Ｉ０_m(λ)ｄλ／∫Ｉ０_m(λ)ｄλで求められる参照重心波長（適宜「重心波長」と略する）λ０_mが算出される。

波長誤差算出部６４３は、参照重心波長λ０_mと基準重心波長λｒ０_mとの差分を、下式(４)に従って、参照用分光器５の参照重心波長λ０_mでの誤差（波長誤差）ｄλ０_mとして算出する。

補間演算部６４４は、波長誤差ｄλ０_mを補間して、参照用分光器５のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nに対して生じている波長誤差ｄλ０_nを算出する。この補間演算ならびに以下の補間演算には、公知の種々の演算方法を適用すれば良い。

重心波長校正部６４５は、波長誤差ｄλ０_nに基づき、下式(５)に従って、参照用分光器５のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nを校正する。具体的には、メモリ６９に格納されるｎ−λ_n対応表が更新され、更新後のｎ−λ_n対応表がメモリ６９に保存される。

このように、ｎ−λ_n対応表が更新されることで、参照用分光器５に係る波長スケールの校正が完了する。

＜Ｂ２．分光感度校正＞
図７は、分光感度校正部６５の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図７で示すように、分光感度校正部６５は、データ変換部６５１、および基準校正係数算出部６５２を備える。

データ変換部６５１は、参照用分光器５で取得された単波長光Ｉ０_m，Ｉ０'_mおよび白色光Ｉ０_wの画素強度分布Ｉ０_mn，Ｉ０'_mn，Ｉ０_wnを、波長校正において更新されてメモリ６９に保存されたｎ−λ_n対応表に基づいて、再度、参照分光強度Ｉ０_m(λ)，Ｉ０'_m(λ)，Ｉ０_w(λ)に変換する。

基準校正係数算出部６５２は、データ変換部６５１で取得された参照分光強度Ｉ０_w(λ)と、基準分光輝度計３００の測定によって取得された白色基準光Ｐ_wに係る基準分光放射輝度Ｌｒ０_w(λ)とに基づいて、波長毎の基準校正係数Ｃ０(λ)を、下式(６)に従って算出する。

上式(６)で示すように、基準校正係数Ｃ０(λ)は、参照分光強度Ｉ０_w(λ)に乗じた数値を、基準分光放射輝度Ｌｒ０_w(λ)に合致させることが可能な係数となっている。ここでは、算出された基準校正係数Ｃ０(λ)は、メモリ６９に格納される。

なお、ここでは、白色基準光Ｐ_wを用いて参照用分光器５の分光感度を校正したが、これに限られず、例えば、単波長基準光Ｐ_mを用いて校正しても良い。その場合には、下式(７)に従って、単波長基準光Ｐ_mの基準分光放射輝度Ｌｒ０_m(λ)の所定波長範囲に係る積分値と、参照分光強度Ｉ０_m(λ)の所定波長範囲に係る積分値との比を求めることで、各重心波長λｒ０_mにおける基準校正係数Ｃ０(λｒ０_m)を求めた上で、基準校正係数Ｃ０(λｒ０_m)を補間することで全波長に係る基準校正係数Ｃ０(λ)を求めることができる。

＜Ｂ３．参照用分光器の補正の準備＞
図８は、補正準備部６６の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図８で示すように、補正準備部６６は、積分演算部６６１、感度比算出部６６２、重心波長算出部６６３、および波長−感度変化率算出部６６４を備える。

積分演算部６６１は、参照用分光器５の測定によって得られた参照分光強度Ｉ０_m(λ)および参照分光強度Ｉ０'_m(λ)を、各単波長光Ｉ_mの設定波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±１００ｎｍ）について積分することで、各参照分光強度Ｉ０_m(λ)の積分値∫Ｉ０_m(λ)ｄλと各参照分光強度Ｉ０'_m(λ)の積分値∫Ｉ０'_m(λ)ｄλとを算出する。

感度比算出部６６２は、下式(８)に従って、強度参照用センサ４を用いて取得された参照強度Ｉｒ０_mと、参照分光強度Ｉ０_m(λ)の積分値∫Ｉ０_m(λ)ｄλとの比によって、各単波長光Ｉ０_mに対する参照用分光器５の感度と強度参照用センサ４の感度との比（初期感度比）Ｒ０(λ０_m)を算出する。

また、感度比算出部６６２は、下式(９)に従って、強度参照用センサ４を用いて取得された参照強度Ｉｒ０'_mと、参照分光強度Ｉ０'_m(λ)の積分値∫Ｉ０'_m(λ)ｄλとの比によって、各単波長光Ｉ０'_mに対する参照用分光器５の感度と強度参照用センサ４との感度の比（感度比）Ｒ０(λ０'_m)を算出する。

そして、感度比算出部６６２で算出された感度比Ｒ０(λ０_m)，Ｒ０(λ０'_m)は、光源制御部６のメモリ６９に記憶される。なお、メモリ６９に記憶される感度比Ｒ(λ０_m)，Ｒ(λ０'_m)は、参照用分光器５の分光感度の校正時からの変化の補正に用いられる。

重心波長算出部６６３は、単波長光Ｉ０_m、単波長光Ｉ０'_m、および単波長光Ｉ０₁の２次光について、波長の重心（重心波長）λ０_m，λ０'_m，λ０₁₂を算出する。例えば、各単波長光Ｉ０_mに係る各参照分光強度Ｉ０_m(λ)に関し、各単波長基準光Ｉ０_mについて設定された波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±５０ｎｍなど）について、λ０_m＝∫λ・Ｉ０_m(λ)ｄλ／∫Ｉ０_m(λ)ｄλで求められる重心波長λ０_mが算出される。

また、重心波長算出部６６３は、例えば、各単波長光Ｉ０'_mに係る各参照分光強度Ｉ０'_m(λ)に関し、各単波長基準光Ｉ０'_mについて設定された波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±５０ｎｍなど）について、λ０'_m＝∫λ・Ｉ０'_m(λ)ｄλ／∫Ｉ０'_m(λ)ｄλで求められる重心波長λ０'_mを算出する。

更に、重心波長算出部６６３は、例えば、単波長光Ｉ０₁に係る参照分光強度Ｉ０₁(λ)に関し、単波長光Ｉ０₁について設定された波長の２倍の波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±１００ｎｍなど）について、λ０₁₂＝∫λ・Ｉ０₁(λ)ｄλ／∫Ｉ０₁(λ)ｄλで求められる単波長光Ｉ０₁の２次光の重心波長λ０₁₂を算出する。

なお、ここで言う２次光は、ポリクロメータ部４２０（３２０）の回折格子における回折現象によって生じる２次光のことを指しており、例えば、２次光の重心波長λ０₁₂に対応する１次光の重心波長はλ０₁である。また、重心波長算出部６６３で算出される重心波長λ０_m，λ０'_m，λ０₁₂については、メモリ６９に格納される。

波長−感度変化率算出部６６４は、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから出射される単波長光Ｉ_mの校正時からの波長変動によって生じる参照強度Ｉ_m(λ_m)の誤差を補正するための波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mを算出する。

ここで、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mを算出する理由について簡単に説明する。

ＬＥＤ２ａ〜２ｇから出射される単波長光Ｉ_mの波長は安定しておらず、参照用分光器５の校正時における重心波長λ０_mと、参照用分光器５の補正時における重心波長λ_mとは一般に一致しない傾向にある。一方、強度参照用センサ４に採用されるシリコンフォトダイオードの分光感度については、図２で示すように、単調であるが無視できない程度の波長依存性を有する。したがって、後述する感度変化率算出部６８６（図１３参照）で算出される感度変化率Ｋ_mについては、校正時における重心波長λ０_mと補正時における重心波長λ_mと差分（波長差［λ_m−λ０_m］）に応じた補正が反映されたものとする必要がある。そこで、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから出射される単波長光Ｉ_mの校正時からの波長変動によって生じる参照強度Ｉ_m(λ_m)の誤差を補正するための波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mを、下式(１０)に従って算出する。

なお、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mを算出するためには、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される単波長光Ｉ_mの波長を変化させる必要があるが、図９にＬＥＤ２ａ(３７５ｎｍ)の例を示すように、ＬＥＤ２ａ〜２ｇから射出される単波長光Ｉ_mの波長は動作温度に依存する。このため、ここでは、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇを一定の電流で駆動させつつ、電流印加直後における単波長光Ｉ_m０に係る波長λ０_mと初期感度比Ｒ０(λ０_m)とを求めるとともに、電流印加から所定時間経過後、すなわち駆動による各ＬＥＤ２ａ〜２ｇの温度上昇後における単波長光Ｉ_m０'に係る波長λ０'_mと感度比Ｒ０(λ０'_m)とを求め、上式(１０)に従って波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mを算出する。

＜Ｂ４．校正動作＞
図１０および図１１は、参照用分光器５の校正動作フローを示すフローチャートである。本動作フローは、補正用基準光源２００の光源制御部６と、基準分光輝度計３００の制御部３３０とが協働することで実現される。ここでは、光源制御部６と制御部３３０との間がデータ送受信可能に接続されて、操作部８が適宜操作されることで、本動作フローが開始され、図１０のステップＳ１に進む。

ステップＳ１では、点灯制御部６０によって点灯対象のＬＥＤを特定するためのカウントｍが１に設定される。

ステップＳ２では、点灯制御部６０によってｍ番目のＬＥＤが点灯される。

ステップＳ３では、基準分光輝度計３００によって単波長基準光Ｐ０_mに係る基準分光放射輝度Ｌｒ０_m(λ)が取得されるとともに、参照用分光器５によって単波長光Ｉ０_mに係る画素強度分布Ｉ０_mnおよび参照分光強度Ｉ０_m(λ)が取得され、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ０_mに係る参照強度Ｉｒ０_mが取得される。

ステップＳ４では、光源制御部６によってステップＳ２におけるｍ番目のＬＥＤの点灯開始から所定時間経過したか否か判定される。ここでは、所定時間が経過するまでステップＳ４の判定が繰り返され、所定時間が経過すると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、参照用分光器５によって単波長光Ｉ０'_mに係る画素強度分布Ｉ０'_mnおよび参照分光強度Ｉ０'_m(λ)が取得されるとともに、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ０'_mに係る参照強度Ｉｒ０'_mが取得される。

ステップＳ６では、点灯制御部６０によってｍ番目のＬＥＤが消灯される。

ステップＳ７では、点灯制御部６０によってカウントｍが１つ加算される。

ステップＳ８では、点灯制御部６０によって、カウントｍが７よりも大きいか否か判定される。ここでは、カウントｍが７以下の場合には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ８までの処理を行う。一方、カウントｍが７よりも大きくなった場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、点灯制御部６０によって白色光源３が点灯される。

ステップＳ１０では、基準分光輝度計３００によって白色基準光Ｐ_wに係る基準分光放射輝度Ｌｒ０_w(λ)が取得されるとともに、参照用分光器５によって画素強度分布Ｉ０_wnおよび参照分光強度Ｉ０_w(λ)が取得される。

ステップＳ１１では、点灯制御部６０によって白色光源３が消灯される。

図１１のステップＳ２１では、ステップＳ３で取得された基準分光放射輝度Ｌｒ０_m(λ)から基準重心波長算出部６４１によって単波長光Ｉ０_mに係る基準重心波長λｒ０_mが算出され、ステップＳ３で取得された参照分光強度Ｉ０_m(λ)から重心波長算出部６４２によって単波長光Ｉ０_mに係る参照重心波長λ０_mが算出される。

ステップＳ２２では、波長誤差算出部６４３によって、参照重心波長λ０_mと基準重心波長λｒ０_mとから、上式(４)に従って参照用分光器５の参照重心波長λ０_mに係る波長誤差ｄλ０_mが算出される。

ステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出された波長誤差ｄλ０_mが、補間演算部６４４によって補間されることで、参照用分光器５のセンサアレイの各画素の重心波長λ_nにおける波長誤差ｄλ０_nが算出される。

ステップＳ２４では、重心波長校正部６４５によって、ステップＳ２３で算出された波長誤差ｄλ０_nが上式(５)に適用されて、メモリ６９に格納されるｎ−λ_n対応表が更新され、更新後のｎ−λ_n対応表がメモリ６９に保存される。つまり、参照用分光器５のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nが校正される。

ここでは、ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理により、参照用分光器５に係る波長スケールの校正が完了される。

ステップＳ２５では、データ変換部６５１によって、ステップＳ３，Ｓ１０で取得された画素強度分布Ｉ０_mn，Ｉ０_wnおよびステップＳ５で取得されたＩ０'_mnが、ステップＳ２４で更新されたｎ−λ_n対応表に基づいて、参照分光強度Ｉ０_m(λ)，Ｉ０_w(λ)，Ｉ０'_m(λ)に変換される。

ステップＳ２６では、基準校正係数算出部６５２によって、ステップＳ２５で取得された参照分光強度Ｉ０_w(λ)と、ステップＳ１０で取得された基準分光放射輝度Ｌｒ０_w(λ)とに基づいて、波長毎の基準校正係数Ｃ０(λ)が上式(６)に従って算出され、メモリ６９に保存される。

ここでは、ステップＳ２５，Ｓ２６の処理により、参照用分光器５に係る分光感度の校正が完了される。

ステップＳ２７では、重心波長算出部６６３によって、ステップＳ２５で取得された単波長光Ｉ０_m(λ)，Ｉ０'_m(λ)および単波長光Ｉ０₁(λ)の２次光について、重心波長λ０_m，λ０'_m，λ０₁₂が算出される。

ステップＳ２８では、積分演算部６６１によって、ステップＳ２５で取得された各参照分光強度Ｉ０_m(λ)の積分値∫Ｉ０_m(λ)ｄλが算出され、感度比算出部６６２によって、ステップＳ３で取得された参照強度Ｉｒ０_mと積分値∫Ｉ０_m(λ)ｄλとが上式(８)に適用されて、初期感度比Ｒ０(λ０_m)が算出される。この初期感度比Ｒ０(λ０_m)は、メモリ６９に保存される。

ステップＳ２９では、積分演算部６６１によって、ステップＳ２５で取得された各参照分光強度Ｉ０'_m(λ)の積分値∫Ｉ０'_m(λ)ｄλが算出され、感度比算出部６６２によって、ステップＳ５で取得された参照強度Ｉｒ０'_mと積分値∫Ｉ０'_m(λ)ｄλとを上式(９)に適用することで、感度比Ｒ０(λ０'_m)が算出される。

ステップＳ３０では、波長−感度変化率算出部６６４によって、ステップＳ２７で算出された重心波長λ０_m，λ０'_mと、ステップＳ２８，Ｓ２９で算出された初期感度比Ｒ０(λ０_m)および感度比Ｒ０(λ０'_m)とが、上式(１０)に適用されて、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_mが算出されて、メモリ６９に保存される。

＜Ｃ．参照用分光器および被補正分光輝度計の補正＞
参照用分光器５の測光特性は、上述した校正時からの時間の経過とともに変動する。このため、被補正分光輝度計４００の測光特性の補正前に、参照用分光器５の測光特性を補正した上で、被補正分光輝度計４００の補正を行う。

まず、図１で示すように、開口１ｉを介して積分球１から射出される光を被補正分光輝度計４００によって測定可能となるように、該被補正分光輝度計４００を開口１ｉに対向配置する。そして、補正用基準光源２００と被補正分光輝度計４００との間を専用のケーブルなどで電気的に接続することで、光源制御部６と制御部４３０との間をデータ送受信可能に接続する。

次に、ＬＥＤ２ａ〜２ｇを時間順次に点灯することで、積分球１の内部に単波長光Ｉ_mを時間順次に入射させる。このとき、各単波長光Ｉ_mに応じて、開口１ｉから単各波長基準光Ｐ_mが時間順次に放射し、被補正分光輝度計４００の測定により単波長基準光Ｐ_mに係る分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)が取得される。このとき、参照用分光器５によって各単波長光Ｉ_mに係る画素強度分布Ｉ_mnおよび参照分光強度Ｉ_m(λ)を取得するとともに、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ_mに係る参照強度Ｉｒ_mを取得する。

また、白色光源３を点灯することで開口１ｉから白色基準光Ｐ_wを放射させ、被補正分光輝度計４００の測定により白色基準光Ｐ_wに係る分光放射輝度Ｌｔ_w(λ)を取得する。このとき、参照用分光器５の測定によって白色基準光Ｐ_w（実際には白色光Ｉ_w）に係る画素強度分布Ｉ_wnおよび参照分光強度Ｉ_w(λ)を取得する。

このように取得した各種情報に基づいて、下記のように参照用分光器５の測光特性の補正、および被補正分光輝度計４００の測光特性の補正が行われる。

＜Ｃ１．参照用分光器の補正＞
＜Ｃ１ａ．波長補正＞
参照用分光器５の波長スケールの校正時から補正用基準光源２００による被補正分光輝度計４００の補正時までに生じる参照用分光器５の波長スケールの変化量（すなわち波長誤差ｄλ）については、ＬＥＤ２ａ〜２ｇに含まれるＬＥＤ（ここでは、ＬＥＤ２ａ）から被補正分光輝度計４００の補正時に出力される単波長光Ｉ_m（ここでは、波長３７５ｎｍの単波長光Ｉ₁）を用いて求められる。この参照用分光器５の波長変化を求める手法としては、例えば、特許文献（特開平２００５−０６９７８４）で開示されている手法を採用することができる。そして、該手法では、単波長光自身の波長の変化に係る影響を受けることなく、参照用分光器５の波長スケールの変化量が求められる。

図１２は、波長補正部６７の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１２で示すように、波長補正部６７は、重心波長算出部６７１、波長誤差算出部６７２、および重心波長補正部６７３を備える。

重心波長算出部６７１は、参照分光強度Ｉ_m(λ)に基づき、単波長光Ｉ₁の１次光の重心波長λ₁、および単波長光Ｉ₁の２次光の重心波長λ₁₂を算出する。ここでは、基準重心波長算出部６４１と同様な手法で各重心波長が算出される。なお、単波長光Ｉ₁に係る１次光および２次光の重心波長Ｉ₁，λ₁₂は波長誤差算出部６７２に出力される。

波長誤差算出部６７２は、重心波長算出部６７１で算出された単波長光Ｉ₁に係る１次光および２次光の重心波長λ₁，λ₁₂、および校正時に算出されてメモリ６９に記憶されている単波長光Ｉ０₁に係る１次光および２次光の重心波長λ０₁，λ０₁₂を下式(１１)に適用することで、波長誤差ｄλを算出する。

重心波長補正部６７３は、波長誤差算出部６７２によって算出された波長誤差ｄλに基づき、参照用分光器５のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nを補正する。具体的には、メモリ６９に格納されているｎ−λ_n対応表のλ_nに対して波長誤差ｄλが一律に適用（加算）されて、ｎ−λ_n対応表が更新され、更新後のｎ−λ_n対応表がメモリ６９に保存される。このように、ｎ−λ_n対応表が更新されることで、参照用分光器５に係る波長スケールの補正が完了する。

なお、波長が６６０ｎｍの単波長光Ｉ₆の代わりに、波長が６３５ｎｍ程度で安定しているＨｅ−Ｎｅレーザーを用いて、波長誤差ｄλが求められても良い。

＜Ｃ１ｂ．分光感度補正＞
参照用分光器５の波長スケールの校正時から補正用基準光源２００による被補正分光輝度計４００の補正時までに生じる参照用分光器５の分光感度の変化（分光感度変化）は、測光特性が安定している強度参照用センサ４で検出される単波長光に係る検出値を用いて補正される。

図１３は、分光感度補正部６８の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１３で示すように、分光感度補正部６８は、データ変換部６８１、重心波長算出部６８２、積分演算部６８３、感度比算出部６８４、感度比補正部６８５、感度変化率算出部６８６、補間演算部６８７、および参照分光放射輝度算出部６８８を備える。

データ変換部６８１は、参照用分光器５で取得された単波長光Ｉ_mおよび白色光Ｉ_wの画素強度分布Ｉ_mn，Ｉ_wnを、波長補正において更新されてメモリ６９に保存されたｎ−λ_n対応表に基づいて、再度、参照分光強度Ｉ_m(λ)，Ｉ_w(λ)に変換する。

重心波長算出部６８２は、データ変換部６８１で取得された参照分光強度Ｉ_m(λ)に基づき、単波長光Ｉ_mの重心波長（参照重心波長）λ_mを算出する。ここでは、基準重心波長算出部６４１と同様な手法で各重心波長が算出される。

積分演算部６８３は、データ変換部６８１で取得された各参照分光強度Ｉ_m(λ)を、各単波長光Ｉ_mの設定波長を中心とした所定の値域範囲（例えば、±５０ｎｍ）について積分することで、各参照分光強度Ｉ_m(λ)の積分値∫Ｉ_m(λ)ｄλを算出する。ここでは、積分演算部６８３によって、参照用分光器５によって検出される各単波長光Ｉ_mの参照分光強度Ｉ_m(λ)から各単波長光Ｉ_mの強度が算出される。

感度比算出部６８４は、下式(１２)に従って、強度参照用センサ４によって取得された参照強度Ｉｒ_mと、参照分光強度Ｉ_m(λ)の積分値∫Ｉ_m(λ)ｄλとの比によって、各単波長光Ｉ_mに対する参照用分光器５の感度と強度参照用センサ４の感度との比（感度比）Ｒ(λ_m)を算出する。この感度比Ｒ(λ_m)は、参照用分光器５の測光に係る特性の変動後の各単波長光Ｉ_mの参照重心波長λ_mでの感度比（変動後感度比）となっている。

感度比補正部６８５は、補正準備部６６で算出されてメモリ６９に保存されている校正時の初期感度比Ｒ０(λ０_m)、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_m、および参照重心波長λ０_mと、重心波長算出部６８２で算出されてメモリ６９に保存されている補正時の参照重心波長λ_mとを用いて、初期感度比Ｒ０(λ０_m)を補正する。具体的には、初期感度比Ｒ０(λ０_m)、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_m、参照重心波長λ０_m、および参照重心波長λ_mを、下式(１３)に適用することで、補正時の波長λ_mに係る感度比（感度比基準値）Ｒ０(λ_m)が算出される。

このようにして、図２で示した強度参照用センサ４に係る波長依存性を考慮して、初期感度比Ｒ０(λ０_m)が、感度比基準値Ｒ０(λ_m)に補正される。

感度変化率算出部６８６は、感度比Ｒ(λ_m)の初期値である初期感度比Ｒ０(λ０_m)からの感度比の変動を示す変化率（感度変化率）Ｋ(λ_m)を算出する。具体的には、感度比算出部６８４で算出された感度比Ｒ(λ_m)と、感度比補正部６８５で算出された感度比基準値Ｒ０(λ_m)とが下式(１４)に適用されて、感度変化率Ｋ(λ_m)が算出される。この感度変化率Ｋ(λ_m)が、参照用分光器５の波長λ_mに対する感度の変動を示す係数（感度変動係数）に相当する。

補間演算部６８７は、感度変化率算出部６８６で算出された感度変化率Ｋ(λ_m)を補間して、測定対象となる波長領域すなわち所定波長域における感度変化率Ｋ(λ)を算出する。この感度変化率Ｋ(λ)は、参照用分光器５の所定波長域に係る分光感度の変動を示す推定値である分光感度変動係数に相当する。

参照分光放射輝度算出部６８８は、データ変換部６８１で取得された白色基準光Ｐ_wに係る参照分光強度Ｉ_w(λ)を、補間演算部６８７で算出された感度変化率Ｋ(λ)と、校正時にメモリ６９に保存された基準校正係数Ｃ０(λ)とを用いて、参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に変換する。具体的には、参照分光強度Ｉ_w(λ)、基準校正係数Ｃ０(λ)、および感度変化率Ｋ(λ)を下式(１５)に適用されて、参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が算出される。

ここでは、校正時から補正時までの参照用分光器５に係る分光感度の変動が感度変化率Ｋ(λ)として推定された上で、基準校正係数Ｃ０(λ)に対して感度変化率Ｋ(λ)が作用されつつ、参照分光強度Ｉ_w(λ)から参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が求められる。

つまり、参照分光放射輝度算出部６８８では、校正で与えられた基準校正係数Ｃ０(λ)を補間演算部６８７によって推定された感度変化率Ｋ(λ)によって補正した後に、参照用分光器５の測定によって取得される参照分光強度Ｉ_w(λ)を参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に変換しているとも言える。

そして、この参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が、補正時における白色光Ｉ_wに係る正確な分光放射輝度に相当する。つまり、ここでは、感度比補正部６８５、感度変化率算出部６８６、補間演算部６８７、および参照分光放射輝度算出部６８８によって、初期感度比Ｒ０(λ０_m)と、変動後感度比Ｒ(λ_m)と、参照分光強度Ｉ_w(λ)とに基づいて、補正時における白色光Ｉ_wに係る参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が導出される。更に、別の観点から言えば、参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)の算出によって、参照用分光器５の分光感度が補正されたことになる。

このようにして、参照用分光器５の波長補正によって参照波長λ_mが単波長基準光Ｐ_mに対して値付けされ、参照用分光器５の分光感度補正によって白色基準光Ｐ_wに対して参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が値付けされる。そして、以下のように、参照波長λ_mが値付けされた単波長基準光Ｐ_mと、参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が値付けされた白色基準光Ｐ_wとに基づき、被補正分光輝度計４００の測光に係る特性が補正される。

＜Ｃ２．被補正分光輝度計の補正＞
＜Ｃ２ａ．波長補正＞
被補正分光輝度計４００の波長補正は、参照用分光器５の校正や補正などと同様に、被補正分光輝度計４００のメモリ４３２内に格納されているｎ−λ_n対応表が更新されることで実現される。

図１４は、波長補正部４３３の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１４で示すように、波長補正部４３３は、重心波長算出部４３３１、波長誤差算出部４３３２、補間演算部４３３３、および重心波長補正部４３３４を備える。

重心波長算出部４３３１は、被補正分光輝度計４００の測定によって取得された分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)の重心波長λｔ_mを算出する。例えば、各分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)に関し、各単波長基準光Ｐ_mについて設定された波長を中心とした所定の波長範囲（例えば、±５０ｎｍなど）について、λｔ_m＝∫λ・Ｌｔ_m(λ)ｄλ／∫Ｌｔ_m(λ)ｄλで求められる重心波長λｔ_mが算出される。

波長誤差算出部４３３２は、重心波長算出部４３３１で算出された基準重心波長λｔ_mと重心波長算出部６８２で算出された参照重心波長λ_mとの差分（波長誤差）ｄλ_mを算出する。具体的には、重心波長λｔ_mと参照重心波長λ_mとを下式(１６)に代入することで、波長誤差ｄλ_mが算出される。

補間演算部４３３３は、波長誤差算出部４３３２で算出された重心波長λｔ_mでの波長誤差ｄλ_mを補間して、ポリクロメータ部４２０のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nに対して生じている各波長誤差ｄλ_nを算出する。

重心波長補正部４３３４は、波長誤差ｄλ_nに基づき、下式(１７)に従って、ポリクロメータ部４２０のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_n、すなわち波長スケールの変動を補正する。具体的には、メモリ４３２に格納されるｎ−λ_n対応表が更新され、更新後のｎ−λ_n対応表がメモリ４３２に保存される。

このように、波長補正部４３３によって、重心波長λｔ_mと参照重心波長λ_mとに基づいて、ｎ−λ_n対応表が更新されることで、被補正分光輝度計４００（具体的には、ポリクロメータ部４２０）に係る波長スケールの変動が補正される。

＜Ｃ２ｂ．分光感度補正＞
図１５は、分光感度補正部４３４の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１５で示すように、分光感度補正部４３４は、データ変換部４３４１および補正係数算出部４３４２を備える。

データ変換部４３４１は、被補正分光輝度計４００で取得された白色基準光Ｐ_wの画素強度分布Ｉｔ_wnを、波長補正において更新されてメモリ４３２に保存されたｎ−λ_n対応表に基づいて、再度、分光強度Ｉｔ_w(λ)に変換する。

補正係数算出部４３４２は、データ変換部４３４１で取得された分光強度Ｉｔ_w(λ)と、参照分光放射輝度算出部６８８によって上式(１５)を用いて得られた白色基準光Ｐ_wに係る参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)との比によって、補正係数Ｃｔ(λ)を算出する。具体的には、分光強度Ｉｔ_w(λ)と参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)とを下式(１８)に適用することで、補正係数Ｃｔ(λ)が算出されて、メモリ４３２に保存される。

つまり、補正係数算出部４３４２では、被補正分光輝度計４００によって得られる白色基準光Ｐ_wに係る分光強度Ｉｔ_w(λ)と、補正用基準光源２００において導出された白色基準光Ｐ_wに係る参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)とに基づいて、被補正分光輝度計４００の分光感度の変化を補正するための補正係数Ｃｔ(λ)が算出される。

ここで取得される補正係数Ｃｔ(λ)は、分光強度Ｉｔ_w(λ)に乗ずることで、該分光強度Ｉｔ_w(λ)を参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に合わせ込むことが可能な係数となっている。別の言い方をすると、補正係数Ｃｔ(λ)は、被補正分光輝度計４００の測定によって得られる白色基準光Ｐ_wに係る分光強度Ｉｔ_w(λ)を、補正後の参照用分光器５の測定によって得られる白色光Ｉ_wに係る参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)に合致させることが可能な係数となっている。

＜Ｃ３．補正動作＞
図１６から図１８は、参照用分光器５および被補正分光輝度計４００の補正動作フローを示すフローチャートである。本動作フローは、補正用基準光源２００の光源制御部６と、被補正分光輝度計４００の制御部４３０とが協働することで実現される。ここでは、光源制御部６と制御部４３０との間がデータ送受信可能に接続されて、操作部８が適宜操作されることで、本動作フローが開始され、図１６のステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、点灯制御部６０によって点灯対象のＬＥＤを特定するためのカウントｍが１に設定される。

ステップＳ３２では、点灯制御部６０によってｍ番目のＬＥＤが点灯される。

ステップＳ３３では、被補正分光輝度計４００によって単波長基準光Ｐ_mに係る分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)が取得されるとともに、参照用分光器５によって単波長光Ｉ_mに係る画素強度分布Ｉ_mnおよび参照分光強度Ｉ_m(λ)が取得され、強度参照用センサ４によって単波長光Ｉ_mに係る参照強度Ｉｒ_mが取得される。

ステップＳ３４では、点灯制御部６０によってｍ番目のＬＥＤが消灯される。

ステップＳ３５では、カウントｍが１つ加算される。

ステップＳ３６では、点灯制御部６０によって、カウントｍが７よりも大きいか否か判定される。ここでは、カウントｍが７以下の場合には、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２〜Ｓ３６までの処理を行う。一方、カウントｍが７よりも大きくなった場合には、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７では、点灯制御部６０によって白色光源３が点灯される。

ステップＳ３８では、被補正分光輝度計４００によって白色基準光Ｐ_wに係る基準画素強度分布Ｉｔ_wnが取得されるとともに、参照用分光器５によって画素強度分布Ｉ_wnおよび参照分光強度Ｉ_w(λ)が取得される。

ステップＳ３９では、点灯制御部６０によって白色光源３が消灯される。

図１７のステップＳ４１では、ステップＳ３３で取得された参照分光強度Ｉ_m(λ)から重心波長算出部６７１によって単波長光Ｉ₁の１次光の重心波長λ₁、および単波長光Ｉ₁の２次光の重心波長λ₁₂が算出される。

ステップＳ４２では、波長誤差算出部６７２によって、ステップＳ４１で算出された重心波長λ₁，λ₁₂と、校正時にメモリ６９に記憶された単波長光Ｉ０₁に係る１次光および２次光の重心波長λ０₁，λ０₁₂とから、上式(１１)に従って波長誤差ｄλが算出される。

ステップＳ４３では、重心波長補正部６７３によって、ステップＳ４２で算出された波長誤差ｄλが、メモリ６９に格納されているｎ−λ_n対応表のλ_nに対して一律に適用されることで、ｎ−λ_n対応表が修正されて、修正後のｎ−λ_n対応表がメモリ６９に保存される。

ここでは、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理により、参照用分光器５に係る波長スケールの補正が完了される。

ステップＳ４４では、データ変換部６８１によって、ステップＳ３８で取得された画素強度分布Ｉ_mn，Ｉ_wnが、ステップＳ４３で修正されたｎ−λ_n対応表に基づいて、参照分光強度Ｉ_m(λ)，Ｉ_w(λ)に変換される。

ステップＳ４５では、重心波長算出部６８２によって、ステップＳ４４で取得された各参照分光強度Ｉ_m(λ)の参照重心波長λ_mが算出される。

ステップＳ４６では、積分演算部６８３によって、ステップＳ４４で取得された各参照分光強度Ｉ_m(λ)の積分値∫Ｉ_m(λ)ｄλが算出され、感度比算出部６８４によって、ステップＳ３３で取得された参照強度Ｉｒ_mと積分値∫Ｉ_m(λ)ｄλとが、上式(１２)に適用されて、感度比Ｒ(λ_m)が算出される。

ステップＳ４７では、感度比補正部６８５によって、メモリ６９に保存されている校正時の初期感度比Ｒ０(λ０_m)、波長−感度変化率(ｄＲ／ｄλ)_m、および参照重心波長λ０_mと、ステップＳ４５で算出された参照重心波長λ_mとが、上式(１３)に適用されることで、校正時の波長λ０_mに係る初期感度比Ｒ０(λ０_m)が、波長λ_mに係る感度比基準値Ｒ０(λ_m)に補正される。

ステップＳ４８では、感度変化率算出部６８６によって、ステップＳ４６で算出された感度比Ｒ(λ_m)と、ステップＳ４７で取得された感度比基準値Ｒ０(λ_m)とが、上式(１４)に適用されることで、感度変化率Ｋ(λ_m)が算出される。

ステップＳ４９では、補間演算部６８７によって、ステップＳ４８で算出された感度変化率Ｋ(λ_m)が補間されて、感度変化率Ｋ(λ)が算出される。

ステップＳ５０では、参照分光放射輝度算出部６８８によって、ステップＳ４４の変換で得られた参照分光強度Ｉ_w(λ)と、ステップＳ４８で算出された感度変化率Ｋ(λ)と、校正時にメモリ６９に保存された基準校正係数Ｃ０(λ)とが、上式(１５)に適用されて、参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が算出される。

ここでは、ステップＳ４１〜Ｓ５０の処理により、参照用分光器５に係る分光感度の補正が完了される。

次に、図１８のステップＳ５１では、重心波長算出部４３３１によって、ステップＳ３３で取得された分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)の重心波長λｔ_mが算出される。

ステップＳ５２では、波長誤差算出部４３３２によって、ステップＳ５１で算出された重心波長λｔ_mとステップＳ４５で算出された参照重心波長λ_mとが上式(１６)に適用されて、波長誤差ｄλ_mが算出される。

ステップＳ５３では、補間演算部４３３３によって、ステップＳ５２で算出された波長誤差ｄλ_mが補間されて、ポリクロメータ部４２０のセンサアレイの各画素に係る重心波長λ_nに対して生じている各波長誤差ｄλ_nが算出される。

ステップＳ５４では、重心波長補正部４３３４によって、ステップＳ５３で算出された波長誤差ｄλ_nが、上式(１７)に適用されて、メモリ４３２に格納されるｎ−λ_n対応表が修正され、修正後のｎ−λ_n対応表がメモリ４３２に保存される。

ここでは、ステップＳ５１〜Ｓ５４の処理により、被補正分光輝度計４００に係る波長スケールの補正が完了される。

ステップＳ５５では、データ変換部４３４１によって、ステップＳ３８において被補正分光輝度計４００で取得された白色基準光Ｐ_wの画素強度分布Ｉｔ_wnが、ステップＳ５４で修正されてメモリ４３２に保存されたｎ−λ_n対応表に従って、分光強度Ｉｔ_w(λ)に変換される。

ステップＳ５６では、補正係数算出部４３４２によって、ステップＳ５５で取得された分光強度Ｉｔ_w(λ)と、ステップＳ５０で算出された参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)とが、上式(１８)に適用されることで、補正係数Ｃｔ(λ)が算出され、メモリ４３２に保存される。

ここでは、ステップＳ５５，Ｓ５６の処理により、被補正分光輝度計４００に係る分光感度の補正が完了される。

＜Ｄ．補正後の分光輝度計による測定＞
上述したように測光に係る特性が補正された被補正分光輝度計４００では、被測定光ｘの測定によって得られた画素強度分布Ｉｘ_nが、制御部４３０において上記波長補正によって求められてメモリ４３２に保存されたｎ−λ_n対応表に従って、分光放射強度Ｉｘ(λ)に変換される。更に、制御部４３０において、分光放射強度Ｉｘ(λ)に、上記感度補正によって求められてメモリ４３２に保存された補正係数Ｃｔ(λ)が乗ぜられて、分光放射輝度Ｌｘ(λ)に変換される。具体的には、分光放射強度Ｉｘ(λ)と補正係数Ｃｔ(λ)とが下式(１９)に適用されることで、分光放射輝度Ｌｘ(λ)が取得される。

このようにして、測光に係る特性が補正された被補正分光輝度計４００によって、被測定光ｘに係る適正な分光放射輝度Ｌｘ(λ)が得られる。

以上のように、本発明の実施形態に係る補正用基準光源２００によれば、参照用分光器５の校正時からの分光感度の変動が、強度参照用センサ４で強度がモニタ可能な複数の単波長光Ｉ_mを用いて補正される。この分光感度の変動に対する補正の精度は、強度参照用センサ４の分光感度の安定性に由来して十分高いため、白色光源３の特性状態が変化しても、参照用分光器５で白色基準光Ｐ_wに係る参照分光強度Ｉ_w(λ)が高精度で測定される。このとき、この参照分光強度Ｉ_w(λ)から求められる参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)が白色基準光Ｐ_wの特性を示す数値として値付けされる。そして、該参照分光放射輝度Ｌｒ_w(λ)を用いることで、分光輝度計４００によって測定対象となる波長範囲の略全域に渡って、該分光輝度計４００の分光感度を高精度で補正することが可能となる。

この補正用基準光源２００では、白色基準光の参照分光放射輝度は、補正用基準光源２００で得られる情報に基づいて定常的に分光感度が補正される参照用分光器５によって与えられる。このため、被補正分光輝度計４００の特性に左右されることなく、参照用分光器５の分光感度が高精度に補正される。例えば、補正対象である被補正分光輝度計４００の分光感度が波長に対して不連続に変化している場合であっても、被補正分光輝度計４００を高精度で補正することができる。

そして、このような補正用基準光源２００は、比較的低コストで提供することが可能であり、従来、分光輝度計の製造メーカーの工場やサービス拠点などで行っていた分光輝度計の分光感度を含む測光特性の補正を、ユーザ側で容易かつ精度良く行うことができる。

また、強度参照用センサ４が、複数の単波長光Ｉ_mの波長で感度を有し、温度および時間的な変化に対して測光特性の安定性が高いシリコンフォトダイオードを用いた光検出器を有して構成され、更に、温度や時間の経過とともに状態が変化する安定性に劣る各種フィルタなどの光学要素を用いず形成されている。このため、光学要素の状態の変化に左右されることなく、各単波長光Ｉ_mの強度を検出することができるため、各単波長光Ｉ_mの強度の検出を高い信頼性を持って非常に安定的に行うことができる。

また、複数の単波長光を射出する要素として、複数のＬＥＤ２ａ〜２ｇが採用されている。このＬＥＤの採用により、レーザーなどと比較して、可視光領域などの所定波長域において、より多くの波長の単波長光を射出させることが可能となる。このため、参照用分光器５の分光感度の変動に対する補正において、補間演算の精度の向上による高精度の補正が可能となる。

また、積分球１内の多重拡散反射光の一部を参照用分光器５と強度参照用センサ４で測定することで、開口１ｉから放射される白色基準光Ｐ_wに係る分光強度、単波長光Ｉ_mの強度ならびに分光強度も安定してモニタすることができる。また、補正用基準光源２００から射出される白色基準光Ｐ_wの均一化も図ることができる。

また、被補正分光輝度計４００の測定によって取得される複数の単波長基準光Ｉｔ_mの分光放射輝度Ｌｔ_m(λ)から求まる複数の単波長基準光Ｉｔ_mに係る複数の重心波長λｔ_mと、参照用分光器５を用いて取得される複数の単波長基準光Ｉ_mの分光強度Ｉ_m(λ)から求まる複数の単波長基準光Ｉ_mに係る複数の重心波長λ_mとに基づいて、被補正分光輝度計４００に係る波長スケールの変動が補正される。このため、被補正分光輝度計４００の分光感度の変動だけでなく、波長スケールの変動についても、ユーザ側で高精度かつ高信頼性の補正を行うことができる。

なお、単波長光の波長に係る安定性については、レーザーよりもＬＥＤの方が若干劣るが、補正用基準光源２００では、参照用分光器５の波長スケールの補正によって、単波長光の波長に係る安定性の影響が回避されている。

＜Ｅ．変形例＞
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

◎例えば、上記実施形態では、図１で示したように、基準分光輝度計３００および被補正分光輝度計４００が、直接、積分球１の開口１ｉを観察するようなものであった。このような構成では、開口１ｉの大きさが、基準分光輝度計３００および被補正分光輝度計４００の測定範囲の大きさよりも十分大きいことが要求される。例えば、少なくとも測定範囲の径が５ｍｍ以上となる被補正分光輝度計４００を精度良く補正するためには、フレアを含む領域を安定してカバーすることを考慮して、例えば、開口１ｉの径としては２０ｍｍ以上のものが要求される。但し、開口１ｉから放射される基準光について参照用分光器５や強度参照用センサ４で精度良くモニタするためには、積分球１の開口１ｉは積分球１の内径に対してある程度小さく限定される必要性がある。例えば、開口１ｉの径を２０ｍｍとした場合には、積分球１の内径を１５０ｍｍ程度以上に設定することが要求される。しかしながら、積分球１の内径が大きくなると、積分球１の大型化に伴う製造コストの上昇、取り扱いや搬送などを含む使い勝手の悪化、および資源の無駄使いなどといった不利益を招く。

そこで、例えば、積分球１の外部に、基準輝度面にあたる開口１ｉの面内に焦点を有するコリメータレンズを配置することで、分光輝度計３００，４００から見た開口１ｉの径が大きくなった場合と同様な状態が実現されるようにすれば良い。ここで、補正用基準光源２００に対して、開口１ｉの外部にコリメータレンズ８が配置された補正用基準光源２００Ａ、およびその補正用基準光源２００Ａと分光輝度計４００Ａとを備えた補正システム１００Ａの構成の具体例を示して説明する。

図１９は、変形例に係る補正システム１００Ａの構成を示す図である。

図１９で示すように、補正用基準光源２００Ａは、上記実施形態に係る補正用基準光源２００に対して、積分球１の内部から開口１ｉを介して光が射出する光路上にコリメータレンズ８が配置されたものとなっている。そして、このコリメータレンズ８の焦点は、開口１ｉの面上に配置され、開口１ｉから放射される光束は、コリメータレンズ８によって略平行な光束に変換されて被補正分光輝度計４００Ａに向けて射出される。この略平行な光束については、被補正分光輝度計４００Ａに配置され且つ焦点が無限遠に設定された受光系４１０によって受光される。なお、被補正分光輝度計４００Ａは、上記実施形態に係る被補正分光輝度計４００に対して、測定域を規制する開口（測定域規制開口）４４０が追加されたものであり、被補正分光輝度計４００Ａと、基準分光輝度計３００Ａとは同様な構成を有する。

この補正システム１００Ａでは、被補正分光輝度計４００による開口１ｉ上の測定域は、受光系４１０、測定域規制開口４４０、およびコリメータレンズ８などによって決まり、開口１ｉ上に形成される受光系４１０とポリクロメータ部４２０との間に配置された測定域規制開口４４０の光像の大きさで与えられる。例えば、測定域規制開口４４０の径を１．５ｍｍ、受光系４１０とコリメータレンズ８の焦点距離がともに５０ｍｍの場合には、開口１ｉ上の測定域は１．５ｍｍとなり、必要な積分球の径が４５ｍｍ程度となる。

そして、このような構成によれば、開口１ｉの小型化による補正用基準光源２００Ａの小型化、軽量化、製造コストの低減を図ることができるとともに、補正用基準光源２００Ａの取り扱いや運搬も容易となる。したがって、例えば、定期的に基準分光輝度計３００Ａを用いて再校正を行う場合にも、補正用基準光源２００Ａの運搬が容易となり、有効的であると言える。特に、積分球１を用いる場合には、積分球１の小型化を図ることができるため、有利である。

◎また、上記実施形態では、補正用基準光源２００，２００Ａが、積分球１、単波長光源２、白色光源３、強度参照用センサ４、参照用分光器５、光源制御部６、およびシャッタ駆動部７などによって一体的に形成されたが、これに限られない。例えば、図２０で示すように、補正用基準光源２００，２００Ａが、主に積分球１、単波長光源２、白色光源３、強度参照用センサ４、参照用分光器５、およびシャッタ駆動部７を含む光源部２０１と、光源制御部６を含む制御・電源部２０２といった具合に、複数の構成に分割されて、その間がケーブルなどで接続されるような補正用基準光源２００Ｂとしても良い。このような構成では、図２０(ａ)(ｂ)で示すように、光源部２０１を被補正分光輝度計４００の受光系４１０の先端に対して直接取り付けることが容易に可能となる。このため、外光による影響を遮断した状態で、被補正分光輝度計４００の補正を行うことができるため、明るい室内においても、被補正分光輝度計４００の補正を行うことができる。

◎また、上記実施形態では、測定対象の光を分光させて計測するタイプの測光装置である被補正分光輝度計４００を挙げて説明したが、例えば、測定対象の光を分光させることなく計測するタイプの測光装置の補正を行うこともできる。測定対象の光を分光させることなく計測するタイプの測光装置としては、例えば、ＸＹＺに係る３つの刺激値を直接読み込むタイプの輝度計などが挙げられる。更に、例えば、３刺激値を直接読み込むタイプ（３刺激値直読タイプ）の輝度計や照度計などを含む測光装置（被補正測光装置）一般を補正対象としても良い。

◎また、上記実施形態では、複数のＬＥＤ２ａ〜２ｇを用いたが、これに限られず、例えば、電球とフィルタとの組合せによって、複数の単波長光を射出するようにしても良い。但し、ＬＥＤを用いる方が単波長光の出力および波長が安定するため好ましい。

◎また、上記実施形態では、積分球１を用いて開口１ｉから白色基準光Ｐ_wおよび各単波長基準光Ｐ_mを放射したが、これに限られない。例えば、白色光源３からの白色光Ｉ_wの受光に応じて白色基準光Ｐ_wを放射する拡散板と、各ＬＥＤ２ａ〜２ｇからの各単波長光Ｉ_mの受光に応じて各単波長基準光Ｐ_mをそれぞれ放射する拡散板とを採用しても良い。但し、拡散板の拡散特性を均質化するのは容易でないため、白色基準光Ｐ_wおよび各単波長基準光Ｐ_mを精度良くモニタするためには、拡散板よりも積分球を用いる方が好ましい。

◎また、上記実施形態では、強度参照用センサ４において、複数波長の単波長光Ｉ_mに対して感度を有する光検知器としてシリコンフォトダイオードを用いたものが採用されたが、これに限られない。例えば、いわゆるサーモパイルや熱電対型の検出器など、その他の光検知器を採用しても良い。

◎また、上記実施形態では、単波長光の発するＬＥＤが７つであったがこれに限られない。例えば、使用する単波長光の波長としては、４つ以上であって、極力多数の方が、参照用分光器５および被補正分光輝度計４００，４００Ａの補正の精度が高まるため、好ましい。

本発明の実施形態に係る補正システムの構成例を示す図である。 ＬＥＤの分光分布と強度参照用センサの分光感度との関係を示す図である。 補正用基準光源の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 基準分光輝度計の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 被補正分光輝度計の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 波長校正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 分光感度校正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 補正準備部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 ＬＥＤの発光波長の動作温度に対する依存性を示す図である。 参照用分光器の校正動作フローを示すフローチャートである。 参照用分光器の校正動作フローを示すフローチャートである。 波長補正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 分光感度補正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 波長補正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 分光感度補正部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 参照用分光器および被補正分光輝度計の補正動作フローを示すフローチャートである。 参照用分光器および被補正分光輝度計の補正動作フローを示すフローチャートである。 参照用分光器および被補正分光輝度計の補正動作フローを示すフローチャートである。 変形例に係る補正システムの構成を示す図である。 変形例に係る補正システムの構成を示す図である。 従来の分光輝度計における分光部の構成を示す図である。

符号の説明

１ 積分球
１ａ〜１ｋ 開口
２ 単波長光源
２ａ〜２ｇ ＬＥＤ
３ 白色光源
４ 強度参照用センサ
５ 参照用分光器
６ 光源制御部
８ コリメータレンズ
６２ 分光器制御部
６３ センサ制御部
６４ 波長校正部
６５ 分光感度校正部
６６ 補正準備部
６７ 波長補正部
６８ 分光感度補正部
６９ メモリ
１００，１００Ａ，１００Ｂ 補正システム
２００，２００Ａ，２００Ｂ 補正用基準光源
２０１ 光源部
２０２ 制御・電源部
３００，３００Ａ 基準分光輝度計
３１０，４１０ 受光系
３２０，４２０ ポリクロメータ部
３３０，４３０ 制御部
３３１ 基準分光放射輝度取得部
３３２ メモリ
４００，４００Ａ 被補正分光輝度計
４３１ 分光放射輝度取得部
４３２ メモリ
４３３ 波長補正部
４３４ 分光感度補正部
４４０ 測定域規制開口
６４１ 基準重心波長算出部
６４２，６６３，６７１，６８２，４３３１ 重心波長算出部
６４３，６７２，４３３２ 波長誤差算出部
６４４，６８７，４３３３ 補間演算部
６４５ 重心波長校正部
６５１，６８１，４３４１ データ変換部
６５２ 基準構成係数算出部
６６１，６８３ 積分演算部
６６２，６８４ 感度比算出部
６６４ 波長−感度変化率算出部
６７３，４３３４ 重心波長補正部
６８５ 感度比補正部
６８６ 感度変化率算出部
６８８ 参照分光放射輝度算出部
４３４２ 補正係数算出部

Claims (8)

1. 相互に異なる複数波長に対応する複数の単波長光をそれぞれ放射する複数の単波長光源と、
   前記複数波長を含む所定波長域の所定波長域光を放射する所定波長域光源と、
   前記所定波長域光の入射に応じて所定波長域基準光を放射する基準輝度面を形成する基準輝度面形成手段と、
   前記複数の単波長光および前記所定波長域光の強度分布をそれぞれ検出する参照用分光器と、
   前記複数の単波長光の強度をそれぞれ検出する強度参照用センサと、
   前記参照用分光器によって検出される各前記単波長光の強度分布に基づいて各前記単波長光の強度を算出する単波長光強度算出手段と、
   各前記単波長光について、前記単波長光強度算出手段によって算出された強度と、前記強度参照用センサによって検出された強度とに基づいて算出された前記参照用分光器と前記強度参照用センサとの初期感度比をそれぞれ記憶する記憶手段と、
   各前記単波長光について、前記単波長光強度算出手段によって算出される強度と、前記強度参照用センサによって検出される強度とに基づいて前記参照用分光器と前記強度参照用センサとの変動後感度比をそれぞれ算出する感度比算出手段と、
   前記変動後感度比と、前記初期感度比と、前記所定波長域光の強度分布とに基づいて、前記所定波長域基準光の分光放射輝度を導出する特性導出手段と、
   を備えることを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
2. 請求項１に記載の測光装置の補正用基準光源であって、
   前記強度参照用センサが、
   少なくとも前記複数波長の単波長光に対する感度を有する光検知器を含み、且つ前記光検知器の分光感度に影響を与える光学要素を含まないことを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
3. 請求項１または請求項２に記載の測光装置の補正用基準光源であって、
   前記複数の単波長光源が、
   発光ダイオードを含むことを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
4. 請求項１から請求項３の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、
   前記基準輝度面形成手段が、
   前記複数の単波長光源および前記所定波長域光源からそれぞれ射出される光束が入射され、且つ前記参照用分光器と前記強度参照用センサとが取り付けられた積分球を含み、
   前記基準輝度面が、
   前記積分球における光の射出開口であることを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、
   前記基準輝度面上に焦点を有するコリメータレンズ、
   を更に備えることを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
6. 請求項１から請求項５の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源であって、
   前記特性導出手段が、
   各前記単波長光について、前記変動後感度比と前記初期感度比とに基づき、前記参照用分光器の感度の変動を示す感度変動係数を算出する変動係数算出手段と、
   前記変動係数算出手段によって算出される前記複数の単波長光に係る感度変動係数を補間することで、前記参照用分光器の前記所定波長域に係る分光感度の変動を示す分光感度変動係数を推定する変動係数推定手段と、
   前記分光感度変動係数と、前記所定波長域光の強度分布とに基づいて、前記所定波長域基準光の分光放射輝度を導出する分光放射輝度導出手段と、
   を有することを特徴とする測光装置の補正用基準光源。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の測光装置の補正用基準光源と、補正対象である被補正測光装置と、を備え、
   前記被補正測光装置によって得られる前記所定波長域基準光の分光強度と、前記特性導出手段によって導出された前記所定波長域基準光の分光放射輝度とに基づいて、前記被補正測光装置の分光感度の変化を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手段、
   を有することを特徴とする測光装置の補正システム。
8. 請求項７に記載の測光装置の補正システムであって、
   前記基準輝度面が、
   前記基準輝度面形成手段に対する前記複数の単波長光の入射に応じて、前記複数の単波長光にそれぞれ対応する複数の単波長基準光を放射し、
   前記被補正測光装置の測定によって取得される前記複数の単波長基準光の分光放射輝度から求まる前記複数の単波長基準光に係る複数波長と、前記参照用分光器を用いて取得される前記複数の単波長基準光に係る強度分布から求まる前記複数の単波長基準光に係る複数波長とに基づいて、前記被補正測光装置における波長スケールの変動を補正する波長補正手段、
   を更に備えることを特徴とする測光装置の補正システム。

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