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JP2017032293A - Method for calibrating a spectroscopic device and method for producing a calibrated spectroscopic device - Google Patents

Method for calibrating a spectroscopic device and method for producing a calibrated spectroscopic device Download PDF

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JP2017032293A
JP2017032293A JP2015149440A JP2015149440A JP2017032293A JP 2017032293 A JP2017032293 A JP 2017032293A JP 2015149440 A JP2015149440 A JP 2015149440A JP 2015149440 A JP2015149440 A JP 2015149440A JP 2017032293 A JP2017032293 A JP 2017032293A
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Abstract

【課題】分光装置の個体ごとに出力される分光特性が異なることを抑制する校正方法を提供する。【解決手段】分光装置1000の個体である複数の第1の個体の各々の1次校正が行われる。1次校正においては、輝線成分を含む1次校正用の被測定光1020が第1の個体に測定される。複数の第1の個体の各々により、2次校正用の被測定光1020が測定され、分光特性が出力される。出力された複数の分光特性が平均され、平均分光特性が求められる。分光装置1000の個体である第2の個体の2次校正が行われる。2次校正においては、第2の個体により、2次校正用の被測定光1020が測定され、出力される分光特性が平均分光特性に近づけられる。1次校正および2次校正の各々においては、センサー1031の分光感度を決定する校正パラメーターが調整される。【選択図】図1Provided is a calibration method for suppressing the difference in spectral characteristics output for each individual spectroscopic device. First-order calibration of each of a plurality of first individuals that are individuals of a spectroscopic device 1000 is performed. In the primary calibration, measured light 1020 for primary calibration including a bright line component is measured by the first individual. The measured light 1020 for secondary calibration is measured by each of the plurality of first individuals, and spectral characteristics are output. The plurality of output spectral characteristics are averaged to obtain an average spectral characteristic. Secondary calibration of the second individual that is the individual of the spectroscopic device 1000 is performed. In the secondary calibration, the second calibration target light 1020 for secondary calibration is measured, and the output spectral characteristic is brought close to the average spectral characteristic. In each of the primary calibration and the secondary calibration, calibration parameters that determine the spectral sensitivity of the sensor 1031 are adjusted. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、分光装置の校正に関する。   The present invention relates to calibration of spectroscopic devices.

ポリクロメーターを備える分光装置は、複数の波長成分の各々のエネルギー量を示す信号を出力するセンサーを備える。複数のセンサーにより出力される複数の信号からは、分光反射率、分光透過率、分光放射輝度等の分光特性が求められる。   A spectroscopic device including a polychromator includes a sensor that outputs a signal indicating the amount of energy of each of a plurality of wavelength components. Spectral characteristics such as spectral reflectance, spectral transmittance, and spectral radiance are obtained from a plurality of signals output by a plurality of sensors.

センサーの分光感度は、受光センサーの配置、形状、大きさ等により変化し、ポリクロメーターに備えられるスリット板、回折格子等の配置、形状、大きさ等により変化する。このため、分光特性の基礎となるセンサーの分光感度は、分光装置の個体ごとに校正されなければならない。   The spectral sensitivity of the sensor varies depending on the arrangement, shape, size, and the like of the light receiving sensor, and varies depending on the arrangement, shape, size, etc. of the slit plate, diffraction grating, and the like provided in the polychromator. For this reason, the spectral sensitivity of the sensor that is the basis of the spectral characteristics must be calibrated for each individual spectroscopic device.

特許文献1に記載された分光測色計の波長校正方法においては、分光感度の中心波長の基準値からの差が画素番号の1次関数で与えられ(段落0026)、分光感度の半値幅の基準値に対する比が画素番号の1次関数で与えられ(段落0028)、分光感度の中心波長および分光感度の半値幅の基準値に対する比を用いて修正分光感度テーブルが作成され(段落0029)、修正分光感度テーブルおよび輝線波長から算出される算出相対出力と実測相対出力とが互いに最も近い値となるように画素番号の1次関数の各々に含まれる係数が決められる(段落0033)。波長校正が行われる場合は、分光測色計が輝線光源の放射光を測定する(段落0032)。算出相対出力と実測相対出力とを互いに近い値にするために、評価関数が閾値より小さくされる(段落0041)。   In the wavelength calibration method of the spectrocolorimeter described in Patent Document 1, the difference from the reference value of the center wavelength of the spectral sensitivity is given by a linear function of the pixel number (paragraph 0026), and the half width of the spectral sensitivity is calculated. The ratio to the reference value is given by a linear function of the pixel number (paragraph 0028), and a corrected spectral sensitivity table is created using the ratio of the spectral sensitivity center wavelength and the spectral sensitivity half-width to the reference value (paragraph 0029). Coefficients included in each of the linear functions of the pixel numbers are determined so that the calculated relative output calculated from the corrected spectral sensitivity table and the emission line wavelength and the measured relative output are closest to each other (paragraph 0033). When wavelength calibration is performed, the spectrocolorimeter measures the emitted light of the bright line light source (paragraph 0032). In order to make the calculated relative output and the measured relative output close to each other, the evaluation function is made smaller than the threshold (paragraph 0041).

特許第4660694号明細書Japanese Patent No. 4660694

特許文献1に記載された分光測色計の波長校正方法のように輝線光源の放射光を用いて波長校正が行われる場合は、輝線の波長に近い波長帯においては分光感度が精度よく求められるが、それ以外の波長帯においては分光感度が精度よく求められないときがある。これは、測定の結果が分光測色計の個体ごとに異なる原因となる。また、特許文献1に記載された分光測色計の波長校正方法のように評価関数を用いて波長校正が行われる場合は、評価関数が最小値でない極小値に近づくことがある。これは、測定の結果がアウトライヤー(外れ値)になる原因となる。これらの問題は、分光測色計以外の分光装置にもあてはまる。   When the wavelength calibration is performed using the emitted light of the bright line light source as in the wavelength calibration method of the spectrocolorimeter described in Patent Document 1, the spectral sensitivity is accurately obtained in the wavelength band close to the wavelength of the bright line. However, in other wavelength bands, the spectral sensitivity may not be accurately obtained. This causes the measurement results to be different for each spectrocolorimeter. When wavelength calibration is performed using an evaluation function as in the wavelength calibration method of the spectrocolorimeter described in Patent Document 1, the evaluation function may approach a minimum value that is not the minimum value. This causes the measurement result to become an outlier. These problems also apply to spectroscopic devices other than spectrocolorimeters.

発明の詳細な説明に記載された発明は、これらの問題を解決するためになされる。発明の詳細な説明に記載された発明が解決しようとする課題は、分光装置の個体ごとに出力される分光特性が異なることを抑制することである。   The invention described in the detailed description of the invention is made to solve these problems. The problem to be solved by the invention described in the detailed description of the invention is to suppress the difference in spectral characteristics output for each individual spectroscopic device.

分光装置は、被測定光をスペクトルに変換する光学系と、スペクトルに含まれる複数の波長成分の各々のエネルギー量を示す信号を出力する複数の受光センサーと、複数のセンサーにより出力される複数の信号およびセンサーの分光感度を用いて分光特性を求める信号処理機構と、を備える。   The spectroscopic device includes an optical system that converts measured light into a spectrum, a plurality of light receiving sensors that output signals indicating the amounts of energy of a plurality of wavelength components included in the spectrum, and a plurality of light outputs that are output by the plurality of sensors. And a signal processing mechanism for obtaining spectral characteristics using the spectral sensitivity of the signal and the sensor.

複数の第1分光装置に対して1次校正が行われる。1次校正においては、輝線光源からの1次校正用の被測定光を第1の分光装置に測定させた場合に分光装置に備えられるセンサーの分光感度が分光装置に備えられるセンサーにより出力される信号に適合するようにセンサーの分光感度を決定する校正パラメーターが調整される。   Primary calibration is performed on the plurality of first spectroscopic devices. In the primary calibration, when the light to be measured for primary calibration from the bright line light source is measured by the first spectroscopic device, the spectral sensitivity of the sensor provided in the spectroscopic device is output by the sensor provided in the spectroscopic device. Calibration parameters that determine the spectral sensitivity of the sensor are adjusted to match the signal.

複数の第1分光装置について、1次校正が行われた後に、2次校正用の被測定光を第1分光装置に測定させた場合に第1分光装置により出力される分光特性が得られる。これにより、複数の分光特性が得られる。   With respect to the plurality of first spectroscopic devices, after the primary calibration is performed, when the light to be measured for secondary calibration is measured by the first spectroscopic device, spectral characteristics output by the first spectroscopic device are obtained. Thereby, a plurality of spectral characteristics are obtained.

得られた複数の分光特性の全部または一部が平均され、平均分光特性が求められる。   All or some of the obtained plurality of spectral characteristics are averaged to obtain an average spectral characteristic.

第2分光装置に対して2次校正が行われる。2次校正においては、2次校正用の被測定光を第2分光装置に測定させた場合に第2分光装置により出力される分光特性が、複数の第1分光装置にて求められた平均分光特性に近づくように、第2分光装置に備えられるセンサーの分光感度を決定する校正パラメーターが調整される。   Secondary calibration is performed on the second spectroscopic device. In the secondary calibration, the spectral characteristics output by the second spectroscopic device when the light to be measured for secondary calibration is measured by the second spectroscopic device are average spectroscopic values obtained by the plurality of first spectroscopic devices. Calibration parameters that determine the spectral sensitivity of the sensor provided in the second spectroscopic device are adjusted so as to approach the characteristics.

分光装置により出力される分光特性が、複数の分光装置にて測定される平均分光特性に近づくように分光装置の分光感度が調整され、分光装置の個体ごとに出力される分光特性が異なることが抑制される。   Spectral sensitivity of the spectroscopic device is adjusted so that the spectral characteristic output by the spectroscopic device approaches the average spectral characteristic measured by a plurality of spectroscopic devices, and the spectral characteristic output for each individual spectroscopic device is different. It is suppressed.

分光測色計および1次校正用の校正装置を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a spectrocolorimeter and a calibration device for primary calibration. 分光測色計および2次校正用の校正装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the spectrophotometer and the calibration apparatus for secondary calibration. 分光ユニットを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a spectroscopy unit. リニアアレイセンサーを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a linear array sensor. 信号処理機構を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a signal processing mechanism. 分光感度および被測定光の分光強度を示すグラフである。It is a graph which shows spectral sensitivity and the spectral intensity of to-be-measured light. 分光測色計の校正の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calibration procedure of a spectrocolorimeter. 基準分光感度と各分光装置の分光感度との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between a reference | standard spectral sensitivity and the spectral sensitivity of each spectroscopy apparatus. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 1 is a graph showing the shift of the center wavelength of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 1 is a graph showing the shift amount of the half-value width of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 2 is a graph showing the shift of the center wavelength of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 2 is a graph showing the shift amount of the half-value width of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 3 is a graph showing the shift of the center wavelength of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 3 is a graph showing the shift amount of the half-value width of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 製作誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量を示すグラフである。Manufacturing tolerances a 4 is a graph showing the shift of the center wavelength of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 製作誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量を示すグラフである。Manufacturing tolerances a 4 is a graph showing the shift amount of the half-value width of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 5 is a graph showing the shift of the center wavelength of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 配置誤差aが±1単位ずれた場合の各チャンネルのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量を示すグラフである。Placement errors a 5 is a graph showing the shift amount of the half-value width of the spectral sensitivity of each channel of the sensor when the deviation ± 1 unit. 分光感度および輝線光源の分光強度の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of spectral sensitivity and the spectral intensity of a bright line light source. 輝線光源測定時のセンサーの各チャンネルとセンサー出力信号との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each channel of a sensor at the time of bright line light source measurement, and a sensor output signal. 赤タイルの分光反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral reflectance of a red tile. 緑タイルの分光反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral reflectance of a green tile. 青タイルの分光反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral reflectance of a blue tile. 赤タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の1次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference of the average spectral reflectance after the primary calibration of a some 1st spectroscopic apparatus about the red tile, and the spectral reflectance after the primary calibration of a 2nd spectroscopic apparatus. 緑タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の1次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference of the average spectral reflectance after the primary calibration of the some 1st spectroscopic apparatus about the green tile, and the spectral reflectance after the primary calibration of the 2nd spectroscopic apparatus. 青タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の1次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference of the average spectral reflectance after the primary calibration of a some 1st spectroscopic apparatus about the blue tile, and the spectral reflectance after the primary calibration of a 2nd spectroscopic apparatus. 分光測色計の2次校正の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the secondary calibration of a spectrophotometer. 分光測色計の校正の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calibration procedure of a spectrocolorimeter. 分光測色計の校正の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the calibration procedure of a spectrocolorimeter. 赤タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の2次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference between the average spectral reflectance after the primary calibration of the plurality of first spectroscopic devices and the spectral reflectance after the secondary calibration of the second spectroscopic device for the red tile. 緑タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の2次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference of the average spectral reflectance after the primary calibration of the some 1st spectroscopic apparatus about the green tile, and the spectral reflectance after the secondary calibration of the 2nd spectroscopic apparatus. 青タイルについて複数の第1分光装置の1次校正後の平均分光反射率と、第2分光装置の2次校正後の分光反射率とのずれを示すグラフである。It is a graph which shows the shift | offset | difference of the average spectral reflectance after the primary calibration of the some 1st spectroscopic apparatus about the blue tile, and the spectral reflectance after the secondary calibration of the 2nd spectroscopic apparatus. 校正された分光測色計を生産する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which produces the calibrated spectral colorimeter.

1 分光測色計
図1の模式図は、分光測色計および1次校正用の校正装置を示す。図2の模式図は、分光測色計および2次校正用の校正装置を示す。図1および2の各々には、分光測色計に備えられる分光ユニットの断面が示される。
1 Spectral Colorimeter The schematic diagram of FIG. 1 shows a spectrocolorimeter and a calibration device for primary calibration. The schematic diagram of FIG. 2 shows a spectrocolorimeter and a calibration device for secondary calibration. Each of FIGS. 1 and 2 shows a cross section of a spectroscopic unit provided in a spectrocolorimeter.

分光測色計1000は、図1および2の各々に示されるように、分光ユニット1010および信号処理機構1011を備える。   The spectrocolorimeter 1000 includes a spectroscopic unit 1010 and a signal processing mechanism 1011 as shown in FIGS.

分光測色計1000が測定を行う場合は、分光ユニット1010が、被測定光1020を受光し、受光した被測定光1020に含まれる第1の波長成分、第2の波長成分、・・・、第40の波長成分のエネルギー量をそれぞれ示す第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号を出力する。信号処理機構1011は、第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号の信号を用いて分光反射率を求め、求めた分光反射率を出力する。   When the spectrocolorimeter 1000 performs measurement, the spectroscopic unit 1010 receives the light to be measured 1020, and the first wavelength component, the second wavelength component included in the received light to be measured 1020,. A first signal, a second signal,..., A 40th signal each indicating the energy amount of the 40th wavelength component are output. The signal processing mechanism 1011 obtains the spectral reflectance using the first signal, the second signal,..., The 40th signal, and outputs the obtained spectral reflectance.

分光測色計1000においては、測定される物体に光が照射された場合に測定される物体により反射される光が被測定光1020になり、分光反射率が求められる。分光反射率以外の分光特性が求められてもよい。例えば、分光透過率、測色値等が求められてよい。分光透過率が求められる場合は、測定される物体を透過した光が被測定光1020になる。測色値は、マンセル表色系、L表色系、Lh表色系、ハンターLab表色系、XYZ表色系等で表現される。分光測色計1000が他の種類の分光装置に置き換えられてもよい。例えば、分光測色計1000が分光輝度計に置き換えられてもよい。分光輝度計においては、測定される光源により放射された光が被測定光1020になり、分光放射輝度が求められる。分光反射率以外の分光特性が求められる場合も、後述の校正と同様の校正が可能である。 In the spectrocolorimeter 1000, when the object to be measured is irradiated with light, the light reflected by the object to be measured becomes the measured light 1020, and the spectral reflectance is obtained. Spectral characteristics other than the spectral reflectance may be obtained. For example, spectral transmittance, colorimetric values, and the like may be obtained. When the spectral transmittance is obtained, the light that has passed through the object to be measured becomes the light to be measured 1020. The colorimetric values are expressed in Munsell color system, L * a * b * color system, L * C * h color system, Hunter Lab color system, XYZ color system, and the like. The spectrocolorimeter 1000 may be replaced with another type of spectroscopic device. For example, the spectral colorimeter 1000 may be replaced with a spectral luminance meter. In the spectral luminance meter, the light emitted from the light source to be measured becomes the measured light 1020, and the spectral radiance is obtained. When spectral characteristics other than the spectral reflectance are required, calibration similar to the calibration described later is possible.

2 分光ユニット
図3の模式図は、分光ユニットを示す斜視図である。
2 Spectroscopic Unit The schematic diagram of FIG. 3 is a perspective view showing the spectral unit.

分光ユニット1010は、図1,2および3の各々に示されるように、光学系1030およびリニアアレイセンサー1031を備える。光学系1030は、ポリクロメーターであり、スリット板1040および凹面回折格子1041を備える。   The spectroscopic unit 1010 includes an optical system 1030 and a linear array sensor 1031 as shown in FIGS. The optical system 1030 is a polychromator and includes a slit plate 1040 and a concave diffraction grating 1041.

図4の模式図は、リニアアレイセンサーを示す平面図である。   The schematic diagram of FIG. 4 is a plan view showing a linear array sensor.

リニアアレイセンサー1031は、図4に示されるように、センサー(受光センサー)1050−1,1050−2,・・・,1050−40を備える。   As shown in FIG. 4, the linear array sensor 1031 includes sensors (light receiving sensors) 1050-1, 1050-2,.

分光測色計1000が測定を行う場合は、被測定光1020がスリット板1040に形成された矩形のスリット1060に導かれる。スリット1060に導かれた被測定光1020は、スリット1060を通過する。スリット1060を通過した被測定光1020は、スリット1060から凹面回折格子1041の回折面1070まで進み、回折面1070に反射される。被測定光1020は、回折面1070に反射されることにより、スペクトルに変換される。スペクトルに変換された被測定光1020は、凹面回折格子1041の回折面1070からリニアアレイセンサー1031の受光面1080まで進み、受光面1080において結像し、リニアアレイセンサー1031に受光される。センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40は受光面1080において方向1100に直線状に配列される。スリット板1040、凹面回折格子1041およびリニアアレイセンサー1031は、受光面1080に結像する光の波長が方向1100の位置に応じて変化するように配置される。このため、リニアアレイセンサー1031がスペクトルに変換された被測定光1020を受光した場合は、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40が、スペクトルに含まれる互いに異なる第1の波長成分、第2の波長成分、・・・、第40の波長成分のエネルギー量をそれぞれ示す第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号をそれぞれ出力する。出力された第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号は、信号処理機構1011に入力される。信号処理機構1011は、入力された第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号を用いて分光反射率を求める。   When the spectrocolorimeter 1000 performs measurement, the light to be measured 1020 is guided to a rectangular slit 1060 formed in the slit plate 1040. The light to be measured 1020 guided to the slit 1060 passes through the slit 1060. The light to be measured 1020 that has passed through the slit 1060 travels from the slit 1060 to the diffraction surface 1070 of the concave diffraction grating 1041 and is reflected by the diffraction surface 1070. The light to be measured 1020 is converted into a spectrum by being reflected by the diffraction surface 1070. The measured light 1020 converted into a spectrum travels from the diffraction surface 1070 of the concave diffraction grating 1041 to the light receiving surface 1080 of the linear array sensor 1031, forms an image on the light receiving surface 1080, and is received by the linear array sensor 1031. The sensors 1050-1, 1050-2,..., 1050-40 are linearly arranged in the direction 1100 on the light receiving surface 1080. The slit plate 1040, the concave diffraction grating 1041, and the linear array sensor 1031 are arranged such that the wavelength of light that forms an image on the light receiving surface 1080 changes according to the position in the direction 1100. Therefore, when the linear array sensor 1031 receives the light to be measured 1020 converted into a spectrum, the sensors 1050-1, 1050-2,..., 1050-40 are different from each other in the spectrum. A first signal, a second signal,..., A 40th signal respectively indicating the energy amount of the wavelength component, the second wavelength component,. The output first signal, second signal,..., 40th signal are input to the signal processing mechanism 1011. The signal processing mechanism 1011 obtains the spectral reflectance using the input first signal, second signal,..., 40th signal.

光学系1030は、スリット1060から回折面1070に至る光軸1110および回折面1070から受光面1080に至る光軸1111を有する。   The optical system 1030 has an optical axis 1110 extending from the slit 1060 to the diffraction surface 1070 and an optical axis 1111 extending from the diffraction surface 1070 to the light receiving surface 1080.

光学系1030が他の種類の光学系に置き換えられてもよい。例えば、凹面回折格子1041が平面回折格子および凹面鏡に置き換えられてもよい。また、スリット板1040および凹面回折格子1041が、円形のスリットが形成されたスリット板、シリンドリカルレンズおよびリニアバリアブルフィルターに置き換えられてもよい。円形のスリットを通過した被測定光は、シリンドリカルレンズを通過する。被測定光がシリンドリカルレンズを通過することにより、被測定光の断面形状が円形状から線状に変換される。シリンドリカルレンズを通過した被測定光は、リニアバリアブルフィルターを通過する。被測定光は、リニアバリアブルフィルターを通過することにより、スペクトルに変換される。   The optical system 1030 may be replaced with another type of optical system. For example, the concave diffraction grating 1041 may be replaced with a plane diffraction grating and a concave mirror. The slit plate 1040 and the concave diffraction grating 1041 may be replaced with a slit plate having a circular slit, a cylindrical lens, and a linear variable filter. The light to be measured that has passed through the circular slit passes through the cylindrical lens. When the light to be measured passes through the cylindrical lens, the cross-sectional shape of the light to be measured is converted from a circular shape to a linear shape. The light to be measured that has passed through the cylindrical lens passes through the linear variable filter. The light to be measured is converted into a spectrum by passing through a linear variable filter.

リニアアレイセンサー1031が他の種類の受光センサーに置き換えられてもよい。例えば、リニアアレイセンサー1031が、39個以下または41個以上のセンサーを備えるリニアアレイセンサーに置き換えられてもよい。光学系によっては、リニアアレイセンサー1031がエリアセンサーに置き換えられてもよい。   The linear array sensor 1031 may be replaced with another type of light receiving sensor. For example, the linear array sensor 1031 may be replaced with a linear array sensor including 39 or less or 41 or more sensors. Depending on the optical system, the linear array sensor 1031 may be replaced with an area sensor.

3 信号処理機構
図5のブロック図は、信号処理機構を示す。
3 Signal Processing Mechanism The block diagram of FIG. 5 shows the signal processing mechanism.

信号処理機構1011は、図5に示されるように、A/D変換機構1120および演算機構1121を備える。   As shown in FIG. 5, the signal processing mechanism 1011 includes an A / D conversion mechanism 1120 and an arithmetic mechanism 1121.

第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号が信号処理機構1011に入力された場合は、第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号がA/D変換機構1120に入力される。A/D変換機構1120に入力された第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号は、第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値にそれぞれアナログ/デジタル変換される。第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値は、演算機構1121に入力される。演算機構1121は、入力された第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値および演算機構1121に格納された分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40を用いて分光反射率を求める。分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40は、それぞれセンサー1050−1,105−2,・・・,1050−40の分光感度である。分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40に代えて、分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40から導かれる情報であって分光反射率を求めるために必要な情報が演算機構1121に格納されてもよい。   When the first signal, the second signal,..., The 40th signal is input to the signal processing mechanism 1011, the first signal, the second signal,. / D conversion mechanism 1120. The first signal, the second signal,..., The 40th signal input to the A / D conversion mechanism 1120 are the first signal value, the second signal value,. Each value is analog / digital converted. The first signal value, the second signal value,..., The 40th signal value are input to the calculation mechanism 1121. The calculation mechanism 1121 includes the input first signal value, second signal value,..., 40th signal value, and spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,. , 1130-40 to obtain the spectral reflectance. Spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,..., 1130-40 are spectral sensitivities of the sensors 1050-1, 105-2,. Instead of the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,..., 1130-40, information derived from the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,. Information necessary for this may be stored in the calculation mechanism 1121.

演算機構1121は、コンピューターであり、インストールされたプログラムにしたがって動作する。演算機構1121が行う処理の全部または一部がプログラムを伴わない電子回路により行われてもよい。演算機構1121が行う処理の全部または一部が手作業により行われてもよい。   The calculation mechanism 1121 is a computer and operates according to an installed program. All or part of the processing performed by the calculation mechanism 1121 may be performed by an electronic circuit without a program. All or part of the processing performed by the calculation mechanism 1121 may be performed manually.

4 センサーの分光感度の例
図6のグラフは、センサーの分光感度および1次校正用の被測定光の分光強度の例を示す。
4 Example of Spectral Sensitivity of Sensor The graph of FIG. 6 shows an example of the spectral sensitivity of the sensor and the spectral intensity of light to be measured for primary calibration.

センサー1050−1の分光感度1140−1の中心波長、センサー1050−2の分光感度1140−2の中心波長、・・・、センサー1050−40の分光感度1140−40の中心波長は、図6に示されるように、互いに異なり、それぞれ約352nm、約363nm、・・・、約740nmである。これにより、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40は、互いに異なる第1の波長成分、第2の波長成分、・・・、第40の波長成分のエネルギー量をそれぞれ示す第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号をそれぞれ出力する。   The central wavelength of the spectral sensitivity 1140-1 of the sensor 1050-1, the central wavelength of the spectral sensitivity 1140-2 of the sensor 1050-2, ..., the central wavelength of the spectral sensitivity 1140-40 of the sensor 1050-40 are shown in FIG. As shown, they are different from each other and are about 352 nm, about 363 nm,..., About 740 nm, respectively. Accordingly, the sensors 1050-1, 1050-2,..., 1050-40 indicate the energy amounts of the first wavelength component, the second wavelength component,. The first signal, the second signal,..., The 40th signal are output.

5 分光測色計の校正の必要性
分光感度1140−1,1140−2,・・・,1140−40の各々は、スリット板1040、凹面回折格子1041およびリニアアレイセンサー1031の配置、形状、大きさ等により変化する。このため、分光反射率が精度よく求められるためには、演算機構1121に格納された分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40を、スリット板1040、凹面回折格子1041およびリニアアレイセンサー1031の配置、形状、大きさ等に応じて変更し、真の分光感度1140−1,1140−2,・・・,1140−40にそれぞれ近づけなければならない。以下では、演算機構1121に格納された分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40を真の分光感度1140−1,1140−2,・・・,1140−40にそれぞれ近づけることを分光測色計1000の校正という。分光測色計1000の校正は、1次校正および2次校正からなる。
5 Necessity of Calibration of Spectral Colorimeter Each of the spectral sensitivities 1140-1, 1140-2,..., 1140-40 has the arrangement, shape, and size of the slit plate 1040, the concave diffraction grating 1041, and the linear array sensor 1031. It depends on the situation. Therefore, in order to obtain the spectral reflectance with high accuracy, the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,..., 1130-40 stored in the calculation mechanism 1121 are replaced with the slit plate 1040, the concave diffraction grating 1041 and It must be changed according to the arrangement, shape, size, etc. of the linear array sensor 1031 and close to the true spectral sensitivities 1140-1, 1140-2, ..., 1140-40, respectively. In the following, the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,..., 1130-40 stored in the calculation mechanism 1121 are brought close to the true spectral sensitivities 1140-1, 1140-2,. This is called calibration of the spectrocolorimeter 1000. The calibration of the spectrocolorimeter 1000 includes a primary calibration and a secondary calibration.

6 1次校正用の校正装置
1次校正用の校正装置1150は、図1に示されるように、HgCdランプ1160および制御演算機構1161を備える。
6. Calibration Device for Primary Calibration The calibration device 1150 for primary calibration includes an HgCd lamp 1160 and a control calculation mechanism 1161, as shown in FIG.

1次校正用の校正装置1150を用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、制御演算機構1161がHgCdランプ1160に1次校正用の被測定光1170を放射させる。放射された1次校正用の被測定光1170は、分光測色計1000により測定される。1次校正用の被測定光1170が分光測色計1000により測定された場合は、1次校正用の被測定光1170の分光強度に応じた第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値が演算機構1121に入力される。入力された第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値は、演算機構1121から制御演算機構1161へ転送される。制御演算機構1161は、転送されてきた第1の信号値、第2の信号値、・・・、第40の信号値を用いてセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度を求める。求められたセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度は、制御演算機構1161から演算機構1121へ転送され、それぞれ演算機構1121に新たに格納される分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40になる。これにより、分光測色計1000の1次校正が行われた後は、演算機構1121が第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号および新たに求められたセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度を用いて分光反射率を求めることができる。   When primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the calibration device 1150 for primary calibration, the control calculation mechanism 1161 causes the HgCd lamp 1160 to emit the measurement light 1170 for primary calibration. The emitted measurement light 1170 for primary calibration is measured by the spectrocolorimeter 1000. When the measurement light 1170 for primary calibration is measured by the spectrocolorimeter 1000, the first signal value, the second signal value corresponding to the spectral intensity of the measurement light 1170 for primary calibration, ... The 40th signal value is input to the calculation mechanism 1121. The input first signal value, second signal value,..., 40th signal value are transferred from the calculation mechanism 1121 to the control calculation mechanism 1161. The control arithmetic mechanism 1161 uses the transferred first signal value, second signal value,..., 40th signal value, the spectral sensitivity of the sensor 1050-1, the spectral sensitivity of the sensor 1050-2, ..., the spectral sensitivity of the sensor 1050-40 is obtained. The obtained spectral sensitivity of the sensor 1050-1, the spectral sensitivity of the sensor 1050-2,..., The spectral sensitivity of the sensor 1050-40 are transferred from the control calculation mechanism 1161 to the calculation mechanism 1121, and each is newly added to the calculation mechanism 1121. , 1130-40 are stored in the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,. Thereby, after the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed, the calculation mechanism 1121 performs the first signal, the second signal,..., The 40th signal and the newly obtained sensor 1050-. Spectral reflectance can be obtained using the spectral sensitivity of 1, the spectral sensitivity of the sensor 1050-2, ..., the spectral sensitivity of the sensor 1050-40.

制御演算機構1161は、コンピューターであり、インストールされたプログラムにしたがって動作する。制御演算機構1161が行う処理の全部または一部がプログラムを伴わない電子回路により行われてもよい。制御演算機構1161が行う処理の全部または一部が手作業により行われてもよい。制御演算機構1161が分光測色計1000に内蔵されてもよい。   The control operation mechanism 1161 is a computer and operates according to an installed program. All or part of the processing performed by the control arithmetic mechanism 1161 may be performed by an electronic circuit without a program. All or part of the processing performed by the control arithmetic mechanism 1161 may be performed manually. A control calculation mechanism 1161 may be built in the spectrocolorimeter 1000.

7 輝線成分の波長
1次校正用の被測定光1170は、図6に示されるように、輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5および1180−6を含む。輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5および1180−6の波長は、それぞれ404.55nm,435.84nm,508.58nm,546.07nm,578nmおよび647.85nmである。輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5および1180−6は、分光測色計1000の1次校正に用いられる。
7 Wavelength of Bright Line Component The measured light 1170 for primary calibration includes bright line components 1180-1, 1180-2, 1180-3, 1180-4, 1180-5 and 1180-6 as shown in FIG. Including. The wavelengths of the bright line components 1180-1, 1180-2, 1180-3, 1180-4, 1180-5 and 1180-6 are 404.55 nm, 435.84 nm, 508.58 nm, 546.07 nm, 578 nm and 647. 85 nm. The bright line components 1180-1, 1180-2, 1180-3, 1180-4, 1180-5 and 1180-6 are used for the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000.

輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5および1180−6以外の輝線成分が分光測色計1000の1次校正に用いられてもよい。5個以下または7個以上の輝線成分が分光測色計1000の1次校正に用いられてもよい。HgCdランプ1160以外の輝線光源から放射される光が1次校正用の被測定光1170であってもよい。   Bright line components other than the bright line components 1180-1, 1180-2, 1180-3, 1180-4, 1180-5 and 1180-6 may be used for the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000. Five or less or seven or more bright line components may be used for the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000. The light emitted from the bright line light source other than the HgCd lamp 1160 may be measured light 1170 for primary calibration.

8 2次校正用の校正装置
2次校正用の校正装置1190は、図2に示されるように、照射機構1200、タイル1201、温度センサー1202および制御演算機構1203を備える。
8 Calibration Device for Secondary Calibration The calibration device 1190 for secondary calibration includes an irradiation mechanism 1200, a tile 1201, a temperature sensor 1202, and a control calculation mechanism 1203, as shown in FIG.

2次校正用の校正装置1190を用いて分光測色計1000の2次校正が行われる場合は、制御演算機構1203が照射機構1200に光をタイル1201に照射させる。タイル1201により反射される光は、2次校正用の被測定光1210になり、分光測色計1000に測定される。2次校正用の被測定光1210が分光測色計1000により測定された場合は、演算機構1121により分光反射率が出力される。出力された分光反射率は、演算機構1121から制御演算機構1203へ転送される。制御演算機構1203は、温度センサー1202により測定されたタイル1201の温度を用いて転送されてきた分光反射率を補正し、温度補正された分光反射率を用いてセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度を求める。求められたセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度は、制御演算機構1203から演算機構1121へ転送され、それぞれ演算機構1121に新たに格納される分光感度1130−1,1130−2,・・・,1130−40になる。これにより、分光測色計1000の2次校正が行われた後は、演算機構1121が第1の信号、第2の信号、・・・、第40の信号および新たに求められたセンサー1050−1の分光感度、センサー1050−2の分光感度、・・・、センサー1050−40の分光感度を用いて分光反射率を求めることができる。   When secondary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the calibration device 1190 for secondary calibration, the control calculation mechanism 1203 causes the irradiation mechanism 1200 to irradiate the tile 1201 with light. The light reflected by the tile 1201 becomes the measurement light 1210 for secondary calibration, and is measured by the spectrocolorimeter 1000. When the measurement light 1210 for secondary calibration is measured by the spectrocolorimeter 1000, the spectral reflectance is output by the calculation mechanism 1121. The output spectral reflectance is transferred from the calculation mechanism 1121 to the control calculation mechanism 1203. The control arithmetic mechanism 1203 corrects the spectral reflectance transferred using the temperature of the tile 1201 measured by the temperature sensor 1202, and uses the spectral reflectance corrected for temperature to detect the spectral sensitivity of the sensor 1050-1. The spectral sensitivity of 1050-2, ..., the spectral sensitivity of the sensor 1050-40 is obtained. The obtained spectral sensitivity of the sensor 1050-1, the spectral sensitivity of the sensor 1050-2,..., The spectral sensitivity of the sensor 1050-40 are transferred from the control arithmetic mechanism 1203 to the arithmetic mechanism 1121, and are newly added to the arithmetic mechanism 1121, respectively. , 1130-40 are stored in the spectral sensitivities 1130-1, 1130-2,. As a result, after the secondary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed, the calculation mechanism 1121 causes the first signal, the second signal,..., The 40th signal, and the newly obtained sensor 1050-. Spectral reflectance can be obtained using the spectral sensitivity of 1, the spectral sensitivity of the sensor 1050-2, ..., the spectral sensitivity of the sensor 1050-40.

タイル1201が他の種類の物体に置き換えられてもよい。分光測色計1000が分光輝度計に置き換えられる場合は、タイル1201が光源に置き換えられる。   The tile 1201 may be replaced with another type of object. When the spectrocolorimeter 1000 is replaced with a spectral luminance meter, the tile 1201 is replaced with a light source.

9 分光測色計の校正の手順
図7の模式図は、分光測色計の校正の手順を示す。
9 Calibration Procedure of Spectral Colorimeter The schematic diagram of FIG. 7 shows the calibration procedure of the spectrocolorimeter.

分光測色計1000の校正においては、図7に示されるように、個体1220−1,・・・,1220−Sが校正サイト1240および1241を順次に通過する。個体1220−1,・・・,1220−Sの各々は、分光測色計1000の個体である。個体1220−1,・・・,1220−Sの各々は、校正サイト1240を通過した後に校正サイト1241を通過する。校正サイト1240にある個体1220−jは、1次校正用の校正装置1150を用いた1次校正の対象にされる。校正サイト1241にある個体1220−iは、2次校正用の校正装置1190を用いた2次校正の対象にされる。これにより、個体1220−1,・・・,1220−Sの各々は、1次校正の対象にされた後に2次校正の対象にされる。2次校正の対象にされる個体1220−1,・・・,1220−Sは、1次校正の対象にされる個体1220−1,・・・,1220−Sと同じである。個体1220−1,・・・,1220−Sの各々は、1次校正および2次校正が行われた後に製品として出荷される。   In the calibration of the spectrocolorimeter 1000, as shown in FIG. 7, the individuals 1220-1,..., 1220-S sequentially pass through the calibration sites 1240 and 1241. Each of the individuals 1220-1,..., 1220-S is an individual of the spectrocolorimeter 1000. Each of the individuals 1220-1,..., 1220-S passes through the calibration site 1241 after passing through the calibration site 1240. The individual 1220-j in the calibration site 1240 is subjected to primary calibration using the calibration device 1150 for primary calibration. The individual 1220-i in the calibration site 1241 is subjected to secondary calibration using the calibration device 1190 for secondary calibration. Thus, each of the individuals 1220-1,..., 1220-S is subjected to secondary calibration after being subjected to primary calibration. The individuals 1220-1,..., 1220-S to be subjected to the secondary calibration are the same as the individuals 1220-1,. Each of the individuals 1220-1,..., 1220-S is shipped as a product after the primary calibration and the secondary calibration are performed.

個体1220−iの2次校正に用いられる平均分光反射率1250は、個体1220−iにより出力された分光反射率、・・・、個体1220−kにより出力された分光反射率の平均である。   The average spectral reflectance 1250 used for the secondary calibration of the individual 1220-i is the average of the spectral reflectance output by the individual 1220-i, ..., the spectral reflectance output by the individual 1220-k.

10 分光測色計の1次校正の詳細
10.1 分光測色計の1次校正において用いられるモデル
分光測色計1000の1次校正においては、第1のモデル、第2のモデルまたは第3のモデルが用いられる。
10 Details of the primary calibration of the spectrocolorimeter 10.1 Model used in the primary calibration of the spectrocolorimeter In the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000, the first model, the second model, or the third model The model is used.

10.2 センサーの分光感度を示す指標
第1のモデル、第2のモデルおよび第3のモデルの各々においては、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40が位置iにより識別される。位置iは、互いに異なる40個の値i,i,・・・,i40のいずれかをとる。センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40が位置以外の指標により識別されてもよい。例えば、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40が後述する基準分光感度の中心波長、センサー番号等により識別されてもよい。
10.2 Index indicating the spectral sensitivity of the sensor In each of the first model, the second model, and the third model, the sensors 1050-1, 1050-2, ..., 1050-40 are identified by the position i. Is done. The position i takes one of 40 different values i 1 , i 2 ,..., I 40 . The sensors 1050-1, 1050-2, ..., 1050-40 may be identified by an index other than the position. For example, the sensors 1050-1, 1050-2,..., 1050-40 may be identified by the center wavelength of the reference spectral sensitivity described later, the sensor number, and the like.

第1のモデル、第2のモデルおよび第3のモデルの各々においては、位置iにあるセンサーの分光感度が、位置iにあるセンサーの分光感度の中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示される。中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)の各々は、位置iの関数である。 In each of the first model, the second model, and the third model, the spectral sensitivity of the sensor at the position i has a center wavelength λ G (i) of the spectral sensitivity of the sensor at the position i and a half-value width FWHM ( i). Each of the center wavelength λ G (i) and the full width at half maximum FWHM (i) is a function of the position i.

位置iにあるセンサーの分光感度は、独立変数が波長であり従属変数が感度であるガウス関数により良好に近似される。当該ガウス関数の形状は、中心波長および半値幅により決定される。このため、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)は、位置iにあるセンサーの分光感度を示す指標として好適である。ただし、位置iにあるセンサーの分光感度を示す指標が変更されてもよい。位置iにあるセンサーの分光感度を示す指標が1個の変数または3個以上の変数からなることも許される。 The spectral sensitivity of the sensor at position i is well approximated by a Gaussian function where the independent variable is wavelength and the dependent variable is sensitivity. The shape of the Gaussian function is determined by the center wavelength and the half width. For this reason, the center wavelength λ G (i) and the full width at half maximum FWHM (i) are suitable as indices indicating the spectral sensitivity of the sensor at the position i. However, the index indicating the spectral sensitivity of the sensor at position i may be changed. The index indicating the spectral sensitivity of the sensor at the position i can be composed of one variable or three or more variables.

10.3 第1のモデル
第1のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、中心波長λ(i)が位置iのn次関数で表される式(1)が作成される。
10.3 First Model When the first-order calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the first model, the equation (1) in which the center wavelength λ G (i) is represented by the n-order function of the position i ) Is created.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

また、半値幅FWHM(i)が位置iのm次関数により表される式(2)が作成される。   Further, Expression (2) in which the half width FWHM (i) is expressed by an m-th order function at the position i is created.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

第1のモデルは、式(1)および(2)からなる。係数a,・・・,aおよびb,・・・,bは、位置iにあるセンサーの分光感度、位置iにあるセンサーの分光感度、・・・、位置i40にあるセンサーの分光感度を決める校正パラメーターになる。 The first model consists of equations (1) and (2). Coefficients a n, ···, a 0 and b n, ···, b 0 is the spectral sensitivity of the sensor at position i 1, the spectral sensitivity of the sensor at position i 2, · · ·, to the position i 40 A calibration parameter that determines the spectral sensitivity of a sensor.

第1のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示されるセンサーの分光感度がセンサーにより出力される信号に適合するように、校正パラメーター係数a,・・・,aおよびb,・・・,bが調整される。詳細は、第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合についての説明において述べる。 When primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the first model, a signal output from the sensor with the spectral sensitivity of the sensor indicated by the center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i). to fit the calibration parameter coefficients a n, ···, a 0 and b n, ···, b 0 is adjusted. Details will be described in the description of the case where the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model.

続いて、作成された式(1)および調整された校正パラメーター係数a,・・・,aを用いて中心波長λ(i)が求められ、作成された式(2)および調整された校正パラメーターb,・・・,bを用いて半値幅FWHM(i)が求められる。 Subsequently, the center wavelength λ G (i) is obtained using the created equation (1) and the adjusted calibration parameter coefficients a n ,..., A 0 , and the created equation (2) and adjusted The full width at half maximum FWHM (i) is obtained using the calibration parameters b n ,..., B 0 .

続いて、求められた中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)を用いて位置iにあるセンサーの分光感度が求められる。求められる位置iにあるセンサーの分光感度は、求められた中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示される分光感度である。 Subsequently, the spectral sensitivity of the sensor at the position i is obtained using the obtained center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i). The spectral sensitivity of the sensor at the required position i is the spectral sensitivity indicated by the determined center wavelength λ G (i) and half width FWHM (i).

10.4 第2のモデル
第2のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、スリット板1040、凹面回折格子1041およびリニアアレイセンサー1031の配置、形状、大きさ等が設計狙いに一致する理想的な分光測色計1000が想定され、想定された分光測色計1000に備えられる位置iにあるセンサーの基準分光感度が光学シミュレーションにより求められる。位置iにあるセンサーの基準分光感度は、位置iの関数である。
10.4 Second Model When the first calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the second model, the arrangement, shape, size, etc. of the slit plate 1040, the concave diffraction grating 1041, and the linear array sensor 1031 Is ideal spectral colorimeter 1000 that matches the design goal, and the reference spectral sensitivity of the sensor at position i provided in the assumed spectral colorimeter 1000 is obtained by optical simulation. The reference spectral sensitivity of the sensor at position i is a function of position i.

続いて、位置iにあるセンサーの基準分光感度の中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)が求められる。 Subsequently, the center wavelength λ G0 (i) and the half-value width FWHM 0 (i) of the reference spectral sensitivity of the sensor at the position i are obtained.

中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)は、位置iにあるセンサーの基準分光感度を示す指標として好適である。 The center wavelength λ G0 (i) and the full width at half maximum FWHM 0 (i) are suitable as indices indicating the reference spectral sensitivity of the sensor at the position i.

続いて、中心波長λG0(i)からの中心波長λ(i)のずれΔλ(i)が位置iの1次関数で表される式(3)が作成される。 Subsequently, expression center wavelength lambda G0 center wavelength from (i) λ G deviation [Delta] [lambda] G of (i) (i) is represented by a linear function of position i (3) is created.

Figure 2017032293
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また、半値幅FWHM(i)に対する半値幅FWHM(i)の比ratio(i)が位置iの1次関数で表される式(4)が作成される。 Further, Expression (4) is created in which the ratio ratio (i) of the half-value width FWHM (i) to the half-value width FWHM 0 (i) is expressed by a linear function of the position i.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

第2のモデルは、式(3)および(4)からなる。係数a,a,bおよびbは、位置iにあるセンサーの分光感度、位置iにあるセンサーの分光感度、・・・、位置i40にあるセンサーの分光感度を決める校正パラメーターになる。 The second model consists of equations (3) and (4). The coefficients a 1 , a 0 , b 1 and b 0 are calibrations that determine the spectral sensitivity of the sensor at position i 1 , the spectral sensitivity of the sensor at position i 2 , ..., the spectral sensitivity of the sensor at position i 40. Become a parameter.

中心波長λ(i)は、式(3)から導かれる式(5)を用いて求められる。 The center wavelength λ G (i) is obtained using Expression (5) derived from Expression (3).

Figure 2017032293
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第2のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示されるセンサーの分光感度がセンサーにより出力される信号に適合するように、校正パラメーターa,a,bおよびbが調整される。詳細は、第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合についての説明において述べる。 When the first calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the second model, a signal output from the sensor with the spectral sensitivity of the sensor indicated by the center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i). The calibration parameters a 1 , a 0 , b 1 and b 0 are adjusted to meet Details will be described in the description of the case where the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model.

続いて、作成された式(3)ならびに調整された校正パラメーター係数aおよびaを用いてずれΔλ(i)が求められ、作成された式(4)ならびに調整された校正パラメーターbおよびbを用いて比ratio(i)が求められる。 Subsequently, the deviation Δλ G (i) is obtained using the created equation (3) and the adjusted calibration parameter coefficients a 1 and a 0 , and the created equation (4) and the adjusted calibration parameter b 1 are obtained. And the ratio ratio (i) is determined using b 0 .

続いて、求められたずれΔλ(i)および比ratio(i)を用いて位置iにあるセンサーの分光感度が求められる。 Subsequently, the spectral sensitivity of the sensor at the position i is obtained using the obtained deviation Δλ G (i) and the ratio ratio (i).

図8の模式図は、位置iにあるセンサーの基準分光感度と位置iにあるセンサーの分光感度との関係を示す。   The schematic diagram of FIG. 8 shows the relationship between the reference spectral sensitivity of the sensor at position i and the spectral sensitivity of the sensor at position i.

位置iにあるセンサーの分光感度は、図8に示されるように、位置iにあるセンサーの基準分光感度を中心波長λG0(i)を中心として波長軸方向にratio(i)倍に拡大し、拡大された基準分光感度を波長軸方向にΔλ(i)だけ移動させたものである。 As shown in FIG. 8, the spectral sensitivity of the sensor at the position i is increased by the ratio of the reference spectral sensitivity of the sensor at the position i by ratio (i) times around the center wavelength λ G0 (i) in the wavelength axis direction. The enlarged reference spectral sensitivity is moved by Δλ G (i) in the wavelength axis direction.

10.5 第3のモデル
第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、スリット板1040、凹面回折格子1041およびリニアアレイセンサー1031の配置、形状、大きさ等が設計狙いに一致する理想的な分光測色計1000が想定され、想定された分光測色計1000が備える位置iにあるセンサーの基準分光感度が光学シミュレーションにより求められる。位置iにあるセンサーの基準分光感度は、位置iの関数である。
10.5 Third Model When primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model, the arrangement, shape, size, etc. of the slit plate 1040, the concave diffraction grating 1041, and the linear array sensor 1031 Is ideal spectral colorimeter 1000 that matches the design goal, and the reference spectral sensitivity of the sensor at position i provided in the assumed spectral colorimeter 1000 is obtained by optical simulation. The reference spectral sensitivity of the sensor at position i is a function of position i.

続いて、位置iにあるセンサーの基準分光感度の中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)が求められる。中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)の各々は、位置iの関数である。 Subsequently, the center wavelength λ G0 (i) and the half-value width FWHM 0 (i) of the reference spectral sensitivity of the sensor at the position i are obtained. Each of the center wavelength λ G0 (i) and the full width at half maximum FWHM 0 (i) is a function of the position i.

中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)は、位置iにあるセンサーの基準分光感度を示す指標として好適である。 The center wavelength λ G0 (i) and the full width at half maximum FWHM 0 (i) are suitable as indices indicating the reference spectral sensitivity of the sensor at the position i.

続いて、中心波長λG0(i)からの中心波長λ(i)のずれがリニアアレイセンサー1031の配置誤差a,aおよびa、スリット1060の幅の製作誤差aならびに凹面回折格子1041の配置誤差aの1次関数により表される式(6)が作成される。また、半値幅FWHM(i)からの半値幅FWHM(i)のずれがリニアアレイセンサー1031の配置誤差a,aおよびa、スリット1060の幅の製作誤差aならびに凹面回折格子1041の配置誤差aの1次関数により表される式(7)が作成される。中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)の各々は、位置iの関数である。誤差a,a,a,aおよびaは、分光測色計1000の機械的誤差を示す指標である。 Subsequently, placement errors a 1, a 2 and a 3 of the shift of the center wavelength λ G (i) from the center wavelength λ G0 (i) is a linear array sensor 1031, the fabrication of the width of the slit 1060 error a 4 and the concave diffraction expression represented by a linear function of the placement error a 5 grid 1041 (6) is created. Further, the deviation of the half-value width FWHM (i) from the half-value width FWHM 0 (i) causes the placement errors a 1 , a 2 and a 3 of the linear array sensor 1031, the manufacturing error a 4 of the width of the slit 1060, and the concave diffraction grating 1041. the placement error a represented formula by the primary function of the 5 (7) is created. Each of the center wavelength λ G0 (i) and the full width at half maximum FWHM 0 (i) is a function of the position i. The errors a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are indices indicating the mechanical errors of the spectrocolorimeter 1000.

Figure 2017032293
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Figure 2017032293
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リニアアレイセンサー1031の配置誤差aは、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40が配列される方向1100についてのリニアアレイセンサー1031の配置誤差である。リニアアレイセンサー1031の配置誤差aは、光軸1111が伸びる方向1101についてのリニアアレイセンサー1031の配置誤差である。リニアアレイセンサー1031の配置誤差aは、方向1100および1101の各々と垂直をなす方向に伸びるリニアアレイセンサー1031の中心軸1116の周りを周る回転方向1102についてのリニアアレイセンサー1031の配置誤差である。スリット1060の幅の製作誤差aは、凹面回折格子1041の主断面1260と平行をなし光軸1110と垂直をなす方向1103についてのスリット1060の幅の製作誤差である。配置誤差aは、凹面回折格子1041の主断面1260と垂直をなす凹面回折格子1041の中心軸1115の周りを周る回転方向1104についての凹面回折格子1041の配置誤差である。凹面回折格子1041の主断面1260は、回折面1070に形成される刻線と垂直をなす面である。 Placement errors a 1 linear array sensor 1031, sensor 1050-1,1050-2, ..., a placement error of the linear array sensor 1031 in the direction 1100 1050-40 are arranged. Placement error a 2 of the linear array sensor 1031 is a placement error of the linear array sensor 1031 in the direction 1101 in which the optical axis 1111 extends. Placement error a linear array sensor 1031 3, about a central axis 1116 of the linear array sensor 1031 extending in a direction forming each vertical directions 1100 and 1101 in the arrangement error of the linear array sensor 1031 for travel around the rotation direction 1102 is there. The manufacturing error a 4 of the width of the slit 1060 is a manufacturing error of the width of the slit 1060 in the direction 1103 parallel to the main cross section 1260 of the concave diffraction grating 1041 and perpendicular to the optical axis 1110. The arrangement error a 5 is an arrangement error of the concave diffraction grating 1041 in the rotation direction 1104 around the central axis 1115 of the concave diffraction grating 1041 perpendicular to the main cross section 1260 of the concave diffraction grating 1041. The main cross section 1260 of the concave diffraction grating 1041 is a surface perpendicular to the score line formed on the diffraction surface 1070.

第3のモデルは、式(6)および(7)からなる。誤差a,a,a,aおよびaは、位置iにあるセンサーの分光感度、位置iにあるセンサーの分光感度、・・・、位置i40にあるセンサーの分光感度を決める校正パラメーターになる。 The third model consists of equations (6) and (7). Errors a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are the spectral sensitivity of the sensor at position i 1 , the spectral sensitivity of the sensor at position i 2 ,..., The spectral sensitivity of the sensor at position i 40. Calibration parameter that determines

校正パラメーターa,a,a,aおよびaは小さいことが期待されるため、中心波長λG0(i)からの中心波長λ(i)のずれを校正パラメーターa,a,a,aおよびaの1次関数により表すことは良好な近似であり、半値幅FWHM(i)からの半値幅FWHM(i)のずれを校正パラメーターa,a,a,aおよびaの1次関数により表すことも良好な近似である。このため、第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われた場合は、分光感度が精度よく求められる。 Since the calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are expected to be small, the deviation of the center wavelength λ G (i) from the center wavelength λ G0 (i) is determined by the calibration parameters a 1 , a The linear function of 2 , a 3 , a 4 and a 5 is a good approximation, and the deviation of the half-value width FWHM (i) from the half-value width FWHM 0 (i) is a calibration parameter a 1 , a 2 , It is also a good approximation that can be expressed by a linear function of a 3 , a 4 and a 5 . For this reason, when the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model, the spectral sensitivity is accurately obtained.

校正パラメーターa,a,a,aおよびaは、中心波長λ(i)または半値幅FWHM(i)への影響が大きく、位置iにあるセンサーの分光感度への影響が大きい。このため、校正パラメーターa,a,a,aおよびaは、分光測色計1000の機械的誤差を示す指標として好適である。ただし、分光測色計1000の機械的誤差を示す指標が変更されてもよい。分光測色計1000の機械的誤差を示す指標に含まれる校正パラメーターの数は、1次校正用の被測定光1170に含まれる輝線成分の数以下に制限されるが、4個以下または6個以上であってもよい。 The calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 have a large influence on the center wavelength λ G (i) or the half-value width FWHM (i), and have an influence on the spectral sensitivity of the sensor at the position i. large. For this reason, the calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are suitable as an index indicating the mechanical error of the spectrocolorimeter 1000. However, the index indicating the mechanical error of the spectrocolorimeter 1000 may be changed. The number of calibration parameters included in the index indicating the mechanical error of the spectrocolorimeter 1000 is limited to the number of bright line components included in the measurement light 1170 for primary calibration, but is 4 or less or 6 It may be the above.

式(6)に含まれる校正パラメーターa,a,a,aおよびaの1次関数においては、校正パラメーターa,a,a,aおよびaに、係数δλG1(i),δλG2(i),δλG3(i),δλG4(i)およびδλG5(i)がそれぞれ乗じられる。係数δλG1(i),δλG2(i),δλG3(i),δλG4(i)およびδλG5(i)は、それぞれ校正パラメーターa,a,a,aおよびaが単位量だけずれた場合の中心波長λ(i)のずれ量であり、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG1(i),δλG2(i),δλG3(i),δλG4(i)およびδλG5(i)の各々は、位置iの関数である。 In the primary function of the calibration parameters a 1, a 2, a 3 , a 4 and a 5 included in the formula (6), the calibration parameters a 1, a 2, a 3 , a 4 and a 5, coefficient δλ G1 (i), δλ G2 (i), δλ G3 (i), δλ G4 (i) and δλ G5 (i) are respectively multiplied. The coefficients δλ G1 (i), δλ G2 (i), δλ G3 (i), δλ G4 (i), and δλ G5 (i) are the calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 respectively. This is the shift amount of the center wavelength λ G (i) when shifted by a unit amount, and is obtained by optical simulation. Each of the coefficients δλ G1 (i), δλ G2 (i), δλ G3 (i), δλ G4 (i) and δλ G5 (i) is a function of position i.

式(7)に含まれる校正パラメーターa,a,a,aおよびaの1次関数においては、校正パラメーターa,a,a,aおよびaに、係数δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i)およびδFWHM(i)がそれぞれ乗じられる。係数δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i)およびδFWHM(i)は、それぞれ校正パラメーターa,a,a,aおよびaが単位量だけずれた場合の半値幅FWHM(i)のずれ量であり、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i),δFWHM(i)およびδFWHM(i)の各々は、位置iの関数である。 In the primary function of the calibration parameters a 1, a 2, a 3 , a 4 and a 5 included in the formula (7), the calibration parameters a 1, a 2, a 3 , a 4 and a 5, coefficient δFWHM 1 (i), δFWHM 2 (i), δFWHM 3 (i), δFWHM 4 (i) and δFWHM 5 (i) are respectively multiplied. The coefficients δFWHM 1 (i), δFWHM 2 (i), δFWHM 3 (i), δFWHM 4 (i) and δFWHM 5 (i) have calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 respectively. The amount of deviation of the full width at half maximum FWHM (i) in the case of deviation by a unit amount, which is obtained by optical simulation. Each of the coefficients δFWHM 1 (i), δFWHM 2 (i), δFWHM 3 (i), δFWHM 4 (i) and δFWHM 5 (i) is a function of position i.

図9から18までの各々におけるチャンネルChは、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40を識別するセンサー番号である。   The channel Ch in each of FIGS. 9 to 18 is a sensor number for identifying the sensors 1050-1, 1050-2,..., 1050-40.

図9に示されるずれ量1270は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示し、図9に示されるずれ量1271は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示す。ずれ量1270および1271は、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG1(i)は、例えば、ずれ量1270および1271を用いて求められる。 The shift amount 1270 shown in FIG. 9 indicates the shift amount δλ G of the center wavelength of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 1 is shifted by +1 unit from 0, and the shift amount 1271 shown in FIG. indicates a shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when placement error a 1 is shifted -1 unit from 0. The deviation amounts 1270 and 1271 are obtained by optical simulation. The coefficient δλ G1 (i) is obtained using, for example, the shift amounts 1270 and 1271.

図10に示されるずれ量1280は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示し、図10に示されるずれ量1281は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示す。ずれ量1280および1281は、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i)は、例えば、ずれ量1280および1281を用いて求められる。 The shift amount 1280 shown in FIG. 10 indicates the shift amount δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 1 is shifted by +1 unit. The shift amount 1281 shown in FIG. , The amount of deviation δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the arrangement error a 1 is deviated from 0 by −1 unit. The deviation amounts 1280 and 1281 are obtained by optical simulation. The coefficient δFWHM 1 (i) is obtained using, for example, the deviation amounts 1280 and 1281.

図11に示されるずれ量1290は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示し、図11に示されるずれ量1291は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示す。ずれ量1290および1291は、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG2(i)は、例えば、ずれ量1290および1291を用いて求められる。 The shift amount 1290 shown in FIG. 11 indicates the shift amount δλ G of the center wavelength of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 2 is shifted from +1 unit, and the shift amount 1291 shown in FIG. indicates a shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when placement error a 2 is shifted -1 unit from 0. The shift amounts 1290 and 1291 are obtained by optical simulation. The coefficient δλ G2 (i) is obtained using, for example, the shift amounts 1290 and 1291.

図12に示されるずれ量1300は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示し、図12に示されるずれ量1301は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示す。ずれ量1300および1301は、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i)は、例えば、ずれ量1300および1301を用いて求められる。 The shift amount 1300 shown in FIG. 12 indicates the shift amount δFWHM of the half-width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 2 is shifted from +1 unit. The shift amount 1301 shown in FIG. , The shift amount δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the arrangement error a 2 is shifted by −1 unit from 0. The shift amounts 1300 and 1301 are obtained by optical simulation. The coefficient δFWHM 2 (i) is obtained using, for example, the shift amounts 1300 and 1301.

図13に示されるずれ量1310は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示し、図13に示されるずれ量1311は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示す。ずれ量1310および1311は、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG3(i)は、例えば、ずれ量1310および1311を用いて求められる。 The shift amount 1310 shown in FIG. 13 indicates the shift amount δλ G of the center wavelength of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 3 is shifted from +1 unit, and the shift amount 1311 shown in FIG. indicates a shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when placement error a 3 is shifted -1 unit from 0. The deviation amounts 1310 and 1311 are obtained by optical simulation. The coefficient δλ G3 (i) is obtained by using the deviation amounts 1310 and 1311, for example.

図14に示されるずれ量1320は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示し、図14に示されるずれ量1321は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示す。ずれ量1320および1321は、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i)は、例えば、ずれ量1320および1321を用いて求められる。 The shift amount 1320 shown in FIG. 14 indicates the shift amount δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 3 is shifted by +1 unit from 0. The shift amount 1321 shown in FIG. , The shift amount δFWHM of the full width at half maximum of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the arrangement error a 3 is shifted by −1 unit from 0. The deviation amounts 1320 and 1321 are obtained by optical simulation. The coefficient δFWHM 3 (i) is obtained, for example, using the deviation amounts 1320 and 1321.

図15に示されるずれ量1330は、製作誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示し、図15に示されるずれ量1331は、製作誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示す。ずれ量1330および1331は、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG4(i)は、例えば、ずれ量1330および1331を用いて求められる。 The shift amount 1330 shown in FIG. 15 indicates the shift amount δλ G of the center wavelength of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the manufacturing error a 4 is shifted from +1 unit, and the shift amount 1331 shown in FIG. indicates a shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when manufacturing errors a 4 is shifted -1 unit from 0. The deviation amounts 1330 and 1331 are obtained by optical simulation. The coefficient δλ G4 (i) is obtained using the deviation amounts 1330 and 1331, for example.

図16に示されるずれ量1340は、製作誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示し、図16に示されるずれ量1341は、製作誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示す。ずれ量1340および1341は、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i)は、例えば、ずれ量1340および1341を用いて求められる。 The shift amount 1340 shown in FIG. 16 indicates the shift amount δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the manufacturing error a 4 is shifted from +1 unit, and the shift amount 1341 shown in FIG. shows a half-value width of the shift amount δFWHM sensor spectral sensitivity for each channel Ch when manufacturing errors a 4 is shifted -1 unit from 0. The shift amounts 1340 and 1341 are obtained by optical simulation. The coefficient δFWHM 4 (i) is obtained using, for example, the shift amounts 1340 and 1341.

図17に示されるずれ量1350は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示し、図17に示されるずれ量1351は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の中心波長のずれ量δλを示す。ずれ量1350および1351は、光学シミュレーションにより求められる。係数δλG5(i)は、例えば、ずれ量1350および1351を用いて求められる。 Shift amount 1350 of FIG. 17 shows the shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when placement error a 5 is shifted +1 units from 0, shift amount 1351 of FIG 17 indicates a shift amount [delta] [lambda] G of the center wavelength of the sensor spectral sensitivity of each channel Ch when placement error a 5 is shifted -1 unit from 0. The deviation amounts 1350 and 1351 are obtained by optical simulation. The coefficient δλ G5 (i) is obtained using the deviation amounts 1350 and 1351, for example.

図18に示されるずれ量1360は、配置誤差aが0から+1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示し、図18に示されるずれ量1361は、配置誤差aが0から−1単位ずれた場合の各チャンネルChのセンサーの分光感度の半値幅のずれ量δFWHMを示す。ずれ量1360および1361は、光学シミュレーションにより求められる。係数δFWHM(i)は、例えば、ずれ量1360および1361を用いて求められる。 The shift amount 1360 shown in FIG. 18 indicates the shift amount δFWHM of the half-value width of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the placement error a 5 is shifted by +1 unit from 0, and the shift amount 1361 shown in FIG. , The shift amount δFWHM of the full width at half maximum of the spectral sensitivity of the sensor of each channel Ch when the arrangement error a 5 is shifted by −1 unit from 0. The shift amounts 1360 and 1361 are obtained by optical simulation. The coefficient δFWHM 5 (i) is obtained using, for example, the shift amounts 1360 and 1361.

第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われる場合は、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示されるセンサーの分光感度がセンサーにより出力される信号に適合するように、校正パラメーターa,a,a,aおよびaが調整される。分光感度を信号に適合させることは、位置iにあるセンサーの真の分光感度が中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)により示されるセンサーの分光感度である場合にセンサーにより出力されると想定される信号をセンサーにより実際に出力される信号に近づけることを意味する。適合性の評価には、目的変数が用いられる。 When primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model, a signal output from the sensor with the spectral sensitivity of the sensor indicated by the center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i). The calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are adjusted so that Adapting the spectral sensitivity to the signal is output by the sensor when the true spectral sensitivity of the sensor at position i is that of the sensor indicated by the center wavelength λ G (i) and the full width at half maximum FWHM (i). This means that the signal assumed to be close to the signal actually output by the sensor. Objective variables are used to assess suitability.

1次校正には、センサー1050−1,1050−2,・・・,1050−40のうちの輝線成分の波長λHgCd(1),λHgCd(2),・・・,λHgCd(K)において感度を有するセンサーにより出力される信号が用いられる。 For the primary calibration, the wavelengths λ HgCd (1), λ HgCd (2),..., Λ HgCd (K 0 ) of the bright line components of the sensors 1050-1, 1050-2,. The signal output by the sensitive sensor is used.

続いて、作成された式(6)および調整された校正パラメーターa,a,a,aおよびaを用いて、中心波長λG0(i)からの中心波長λ(i)のずれが求められる。また、作成された式(7)および調整された校正パラメーターa,a,a,aおよびaを用いて、半値幅FWHM(i)からの半値幅FWHM(i)のずれが求められる。 Then, using the calibration parameters a 1, a 2, a 3 , a 4 and a 5, which is created Equation (6) and adjusting the center wavelength of the center wavelength λ G0 (i) λ G ( i) Deviation is required. Also, the deviation of the half-value width FWHM (i) from the half-value width FWHM 0 (i) using the created equation (7) and the adjusted calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 Is required.

続いて、求められた位置iにあるセンサーの基準分光感度、中心波長λG0(i)からの中心波長λ(i)のずれおよび半値幅FWHM(i)からの半値幅FWHM(i)のずれを用いて、位置iにあるセンサーの分光感度が求められる。 Subsequently, the reference spectral sensitivity of the sensor at the determined position i, the shift of the center wavelength λ G (i) from the center wavelength λ G0 (i), and the half width FWHM (i) from the half width FWHM 0 (i). Is used to determine the spectral sensitivity of the sensor at position i.

求められる位置iにあるセンサーの分光感度は、図8に示されるように、基準分光感度を中心波長λG0(i)を中心として波長軸方向にratio(i)倍に拡大し、拡大された基準分光感度を波長軸方向にΔλ(i)だけ移動させたものである。 As shown in FIG. 8, the spectral sensitivity of the sensor at the required position i has been expanded by expanding the reference spectral sensitivity by a ratio (i) times around the center wavelength λ G0 (i) in the wavelength axis direction. The reference spectral sensitivity is shifted by Δλ G (i) in the wavelength axis direction.

比ratio(i)は、式(8)により表される。   The ratio ratio (i) is expressed by equation (8).

Figure 2017032293
Figure 2017032293

第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われた場合は、中心波長λG0(i)および半値幅FWHM(i)の各々が校正パラメーターa,a,a,aおよびaの1次関数により表されるため、校正パラメーターa,a,a,aおよびaを変化させた場合に分光感度の信号への適合性が大きく変化しない。このため、校正パラメーターa,a,a,aおよびaが適切に求められ、センサーの校正後の分光感度が適切に求められる。 When the first calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model, each of the center wavelength λ G0 (i) and the half-value width FWHM 0 (i) is a calibration parameter a 1 , a 2 , a 3 , a 4, and a 5 are expressed by a linear function, and therefore, when the calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4, and a 5 are changed, the suitability of the spectral sensitivity to the signal changes greatly. do not do. For this reason, calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 are appropriately determined, and the spectral sensitivity after calibration of the sensor is appropriately determined.

また、第3のモデルを用いて分光測色計1000の校正が行われた場合は、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)の各々が共通の校正パラメーターa,a,a,aおよびaで表されるため、中心波長λ(i)を表す校正パラメーターが半値幅FWHM(i)を表す校正パラメーターと異なる場合と比較して、校正パラメーターの数が減少し、分光測色計1000の1次校正に必要な輝線成分の数が減少する。 Further, when the spectrocolorimeter 1000 is calibrated using the third model, the center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i) each have a common calibration parameter a 1 , a 2 , Since it is represented by a 3 , a 4, and a 5 , the number of calibration parameters is reduced as compared with the case where the calibration parameter representing the center wavelength λ G (i) is different from the calibration parameter representing the full width at half maximum FWHM (i). As a result, the number of bright line components necessary for the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is reduced.

さらに、第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われた場合は、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)が共通の校正パラメーターa,a,a,aおよびaで表されるため、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)の関係が不適切なものにならず、中心波長λ(i)および半値幅FWHM(i)が適切に求められる。 Further, when the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model, the center wavelength λ G (i) and the half-value width FWHM (i) are common calibration parameters a 1 , a 2 , Since it is represented by a 3 , a 4 and a 5 , the relationship between the center wavelength λ G (i) and the half width FWHM (i) does not become inappropriate, and the center wavelength λ G (i) and the half width FWHM (I) is appropriately determined.

以下では、波長がλHgCd(k)である輝線成分が位置Iにあるセンサーおよび位置Ik+1にあるセンサーにまたがって入射するとする。位置Ik+1にあるセンサーの基準分光感度の中心波長は、位置Iにあるセンサーの基準分光感度の中心波長に隣接する。輝線成分の識別番号kは、1,2,・・・,Kのいずれかの値をとるとする。 In the following, it is assumed that the bright line component having the wavelength λ HgCd (k) is incident on the sensor at the position I k and the sensor at the position I k + 1 . The center wavelength of the reference spectral sensitivity of the sensor at position I k + 1 is adjacent to the center wavelength of the reference spectral sensitivity of the sensor at position I k . It is assumed that the identification number k of the bright line component takes any value of 1, 2,..., K 0 .

図19のグラフは、センサーの分光感度および1次校正用の被測定光の分光強度の例を示す。図19のグラフは、図6のグラフの波長が390nmから420nmまでである範囲を拡大したものである。   The graph of FIG. 19 shows an example of the spectral sensitivity of the sensor and the spectral intensity of the measured light for primary calibration. The graph of FIG. 19 is an enlarged view of the range where the wavelength of the graph of FIG. 6 is from 390 nm to 420 nm.

波長が404.54nmである輝線成分1180−1は、中心波長が約396nmである分光感度1140−5を有するセンサーおよび中心波長が約407nmである分光感度1140−6を有するセンサーにまたがって入射する。このため、分光感度1140−5を有するセンサーおよび分光感度1140−6を有するセンサーの各々は、図19に示されるように、輝線成分1180−1に対して感度を有する。   The emission line component 1180-1 having a wavelength of 404.54 nm is incident across a sensor having a spectral sensitivity 1140-5 having a center wavelength of about 396 nm and a sensor having a spectral sensitivity 1140-6 having a center wavelength of about 407 nm. . Therefore, each of the sensor having the spectral sensitivity 1140-5 and the sensor having the spectral sensitivity 1140-6 has sensitivity to the bright line component 1180-1, as shown in FIG.

図20のグラフは、センサーのチャンネルとセンサーにより出力される信号との関係を示す。   The graph of FIG. 20 shows the relationship between the sensor channel and the signal output by the sensor.

チャンネル5のセンサーおよびチャンネル6のセンサーの各々は輝線成分1180−1に対して感度を有し、チャンネル8のセンサーおよびチャンネル9のセンサーの各々は輝線成分1180−2に対して感度を有し、チャンネル15のセンサーおよびチャンネル16のセンサーの各々は輝線成分1180−3に対して感度を有し、チャンネル19のセンサーおよびチャンネル20のセンサーの各々は輝線成分1180−4に対して感度を有し、チャンネル22のセンサーおよびチャンネル23のセンサーは輝線成分1180−5に対して感度を有し、チャンネル29のセンサーおよびチャンネル30のセンサーの各々は輝線成分1180−6に対して感度を有する。その結果、図20に示されるような信号が得られる。   Each of the channel 5 sensor and the channel 6 sensor is sensitive to the bright line component 1180-1, each of the channel 8 sensor and the channel 9 sensor is sensitive to the bright line component 1180-2, Each of the sensor of channel 15 and the sensor of channel 16 is sensitive to the bright line component 1180-3, and each of the sensor of channel 19 and the sensor of channel 20 is sensitive to the bright line component 1180-4, The channel 22 sensor and the channel 23 sensor are sensitive to the bright line component 1180-5, and the channel 29 sensor and the channel 30 sensor are each sensitive to the bright line component 1180-6. As a result, a signal as shown in FIG. 20 is obtained.

波長がλHgCd(1)である輝線成分、波長がλHgCd(2)である輝線成分、・・・、波長がλHgCd(K)である輝線成分を用いて分光測色計1000の1次校正が完全に行われた場合は、位置iにあるセンサーの分光感度Response(i,λ)および位置iにあるセンサーにより出力される信号をアナログ/デジタル変換することにより得られる信号値Count(i)は、k=1,2,・・・,Kの各々について、式(9)および(10)に示される関係を満たす。 1 of the spectrocolorimeter 1000 using an emission line component having a wavelength of λ HgCd (1), an emission line component having a wavelength of λ HgCd (2),..., An emission line component having a wavelength of λ HgCd (K 0 ). When the next calibration is completely performed, the spectral sensitivity Response (i, λ) of the sensor at the position i and the signal value Count () obtained by analog / digital conversion of the signal output from the sensor at the position i i) satisfies the relationships shown in equations (9) and (10) for each of k = 1, 2,..., K 0 .

Figure 2017032293
Figure 2017032293

Figure 2017032293
Figure 2017032293

式(9)および(10)は、k=1,2,・・・,Kの各々について、波長λHgCd(k)において感度を有する位置Iにあるセンサーおよび位置Ik+1にあるセンサーを選択した場合に、位置Iにあるセンサーの分光感度の波長λHgCd(k)における感度Response(I,λHgCd(k))が位置Iにあるセンサーにより出力される信号を示す信号値Count(I)に一致し、位置Ik+1にあるセンサーの分光感度の波長λHgCd(k)における感度Response(Ik+1,λHgCd(k))が位置Ik+1にあるセンサーにより出力される信号を示す信号値Count(Ik+1)に一致することを示す。 Equations (9) and (10) show for each k = 1, 2,..., K 0 a sensor at position I k and a sensor at position I k + 1 that is sensitive at wavelength λ HgCd (k). If you choose, the signal value indicating the signal sensitivity Response at the wavelength lambda HgCd (k) of the spectral sensitivity of the sensor in the position I k (I k, λ HgCd (k)) is output by the sensor in the position I k Count (I k) to match the signal position I k + 1 sensitivity at the wavelength lambda HgCd (k) of the spectral sensitivity of the sensor on the Response (I k + 1, λ HgCd (k)) is output by the sensor in the position I k + 1 The signal value Count (I k + 1 ) indicating

分光感度を信号に適合させることは、感度Response(I,λHgCd(k))および信号値Count(I)の関係を式(9)に示される関係に近づけ、感度Response(Ik+1,λHgCd(k))および信号値Count(Ik+1)の関係を式(10)に示される関係に近づけることを意味する。 Adapting the spectral sensitivity to the signal brings the relationship between the sensitivity Response (I k , λ HgCd (k)) and the signal value Count (I k ) closer to the relationship shown in Equation (9), and the sensitivity Response (I k + 1 , It means that the relationship between λ HgCd (k)) and the signal value Count (I k + 1 ) is brought close to the relationship shown in Expression (10).

このため、分光感度を信号に適合させる第1の方法は、式(11)に示される目的変数Fを最小にする校正パラメーターa,a,a,aおよびaを求めることである。 For this reason, the first method for adapting the spectral sensitivity to the signal is to obtain calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 that minimize the objective variable F shown in Equation (11). is there.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

式(11)に示される目的変数Fは、信号値Count(I)からの感度Response(I,λHgCd(k))のずれの2乗と信号値Count(Ik+1)からの感度Response(Ik+1,λHgCd(k))のずれの2乗との和の、k=1,2,・・・,Kについての合計である。 Target variable F represented by formula (11), the signal value Count (I k) Sensitivity Response from the sensitivity from the square and the signal value Count (I k + 1) of the deviation of (I k, lambda HgCd (k)) Response The sum of squares of deviations of (I k + 1 , λ HgCd (k)) for k = 1, 2,..., K 0 .

ずれの2乗が、ずれの絶対値が大きくなるほど絶対値が大きくなる他の因子に置き換えられてもよい。例えば、ずれの2乗がずれの絶対値に置き換えられてもよい。   The square of the deviation may be replaced with another factor whose absolute value increases as the absolute value of the deviation increases. For example, the square of the deviation may be replaced with the absolute value of the deviation.

あるkについて位置Ik−1にあるセンサー、位置Iにあるセンサーおよび位置Ik+1にあるセンサーが波長λHgCd(k)において感度を有する場合は、信号値Count(Ik−1)からの感度Response(Ik−1,λHgCd(k))のずれの2乗が目的関数Fに加えられてもよい。 For a certain k, if the sensor at position I k−1 , the sensor at position I k and the sensor at position I k + 1 are sensitive at wavelength λ HgCd (k), then from the signal value Count (I k−1 ) The square of the deviation of the sensitivity Response (I k−1 , λ HgCd (k)) may be added to the objective function F.

また、式(9)および(10)からは式(12)が導かれる。   In addition, Expression (12) is derived from Expressions (9) and (10).

Figure 2017032293
Figure 2017032293

分光感度を信号に適合させることは、感度Response(I,λHgCd(k))およびResponse(Ik+1,λHgCd(k))ならびに信号値Count(I)およびCount(Ik+1)の関係を式(12)に示される関係に近づけることを意味する。 Adapting the spectral sensitivity to the signal is related to the sensitivity Response (I k , λ HgCd (k)) and Response (I k + 1 , λ HgCd (k)) and the signal values Count (I k ) and Count (I k + 1 ). Is approximated to the relationship shown in the equation (12).

このため、分光感度を信号に適合させる第2の方法は、式(13)に示される目的変数Fを最小にする校正パラメーターa,a,a,aおよびaを求めることである。 Therefore, the second method for adapting the spectral sensitivity to the signal is to obtain calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4 and a 5 that minimize the objective variable F shown in the equation (13). is there.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

式(13)に示される目的関数Fは、信号値Count(I)に対する信号値Count(Ik+1)の比からの感度Response(I,λHgCd(k))に対する感度Response(Ik+1,λHgCd(k))の比のずれの、k=1,2,・・・,Kについての合計である。 Objective function F as shown in equation (13), the signal value Count sensitivity Response from the ratio of (I k) signal values for Count (I k + 1) sensitivity to (I k, λ HgCd (k )) Response (I k + 1, λ HgCd (k)) is the sum of the deviations in the ratio for k = 1, 2,..., K 0 .

式(13)に示される目的関数Fによれば、感度Response(I,λHgCd(k))およびResponse(Ik+1,λHgCd(k))を信号値Count(I)およびCount(Ik+1)とそれぞれ対比できるようにするために分光感度Response(i,λ)を規格化する必要がない。 According to the objective function F shown in Equation (13), the sensitivity Response (I k , λ HgCd (k)) and Response (I k + 1 , λ HgCd (k)) are converted into signal values Count (I k ) and Count (I It is not necessary to normalize the spectral sensitivity Response (i, λ) so that it can be compared with k + 1 ).

あるkについて位置Ik−1にあるセンサー、位置Iにあるセンサーおよび位置Ik+1にあるセンサーが波長λHgCd(k)において感度を有する場合は、信号値Count(Ik−1)に対する信号値Count(I)の比からの感度Response(Ik−1,λHgCd(k))に対する感度Response(I,λHgCd(k))の比のずれが目的関数Fに加えられてもよい。 If a sensor at position I k−1 , a sensor at position I k and a sensor at position I k + 1 for a certain k is sensitive at wavelength λ HgCd (k), the signal for signal value Count (I k−1 ) sensitivity Response from the ratio of the value Count (I k) sensitivity Response for (I k-1, λ HgCd (k)) deviation of the ratio of (I k, λ HgCd (k )) is also added to the objective function F Good.

11 分光測色計の2次校正の詳細
11.1 分光測色計の2次校正の必要性
図21のグラフは、赤タイルの分光反射率rRED(λ,1),rRED(λ,2),・・・,rRED(λ,N)の例を示す。図22のグラフは、緑タイルの分光反射率rGREEN(λ,1),rGREEN(λ,2),・・・,rGREEN(λ,N)の例を示す。図23のグラフは、青タイルの分光反射率rBLUE(λ,1),rBLUE(λ,2),・・・,rBLUE(λ,N)の例を示す。分光反射率rRED(λ,1),rRED(λ,2),・・・,rRED(λ,N)は、分光測色計1000の個体番号1,2,・・・,Nの個体によりそれぞれ出力されたものである。分光反射率rGREEN(λ,1),rGREEN(λ,2),・・・,rGREEN(λ,N)は、分光測色計1000の個体番号1,2,・・・,Nの個体によりそれぞれ出力されたものである。分光反射率rBLUE(λ,1),rBLUE(λ,2),・・・,rBLUE(λ,N)は、分光測色計1000の個体番号1,2,・・・,Nの個体によりそれぞれ出力されたものである。
11 Details of secondary calibration of spectrocolorimeter 11.1 Necessity of secondary calibration of spectrocolorimeter The graph of FIG. 21 shows the spectral reflectances r RED (λ, 1), r RED (λ, 2),..., R RED (λ, N) is shown as an example. The graph of FIG. 22 shows an example of spectral reflectances r GREEN (λ, 1), r GREEN (λ, 2),..., R GREEN (λ, N) of the green tile. The graph of FIG. 23 shows an example of spectral reflectances r BLUE (λ, 1), r BLUE (λ, 2),..., R BLUE (λ, N) of the blue tile. The spectral reflectances r RED (λ, 1), r RED (λ, 2),..., R RED (λ, N) are the individual numbers 1, 2,. It is output by each individual. The spectral reflectances r GREEN (λ, 1), r GREEN (λ, 2),..., R GREEN (λ, N) are the individual numbers 1, 2,. It is output by each individual. The spectral reflectances r BLUE (λ, 1), r BLUE (λ, 2),..., R BLUE (λ, N) are the individual numbers 1, 2,. It is output by each individual.

図24のグラフは、赤タイルについて、平均分光反射率からの分光反射率rRED(λ,1)のずれΔrRED(λ,1)、平均分光反射率からの分光反射率rRED(λ,2)のずれΔrRED(λ,2)、・・・、平均分光反射率分からの分光反射率rRED(λ,N)のずれΔrRED(λ,N)を示す。図25のグラフは、緑タイルについて、平均分光反射率からの分光反射率rGREEN(λ,1)のずれΔrGREEN(λ,1)、平均分光反射率からの分光反射率rGREEN(λ,2)のずれΔrGREEN(λ,2)、・・・、平均分光反射率分からの分光反射率rGREEN(λ,N)のずれΔrGREEN(λ,N)を示す。図26のグラフは、青タイルについて、平均分光反射率からの分光反射率rBLUE(λ,1)のずれΔrBLUE(λ,1)、平均分光反射率からの分光反射率rBLUE(λ,2)のずれΔrBLUE(λ,2)、・・・、平均分光反射率分からの分光反射率rBLUE(λ,N)のずれΔrBLUE(λ,N)を示す。 Graph of Figure 24, for the red tiles, the average spectral reflectance r RED from the spectral reflectance (lambda, 1) deviation of Δr RED (λ, 1), the spectral reflectance from the average spectral reflectance r RED (lambda, 2) A deviation Δr RED (λ, 2),..., A deviation Δr RED (λ, N) of the spectral reflectance r RED (λ, N) from the average spectral reflectance. Graph of Figure 25, for the green tiles, the average spectral reflectance r GREEN from spectral reflectance (lambda, 1) the deviation [Delta] r GREEN of (lambda, 1), the spectral reflectance from the average spectral reflectance r GREEN (lambda, 2) A deviation Δr GREEN (λ, 2),..., A deviation Δr GREEN (λ, N) of the spectral reflectance r GREEN (λ, N) from the average spectral reflectance. Graph of Figure 26, for the blue tiles, the average spectral reflection spectral reflectance from the ratio r BLUE (λ, 1) the deviation [Delta] r BLUE of (lambda, 1), the spectral reflectance from the average spectral reflectance r BLUE (lambda, 2) A deviation Δr BLUE (λ, 2),..., A deviation Δr BLUE (λ, N) of the spectral reflectance r BLUE (λ, N) from the average spectral reflectance.

図24,25および26の各々に示されるように、1次校正における校正誤差に起因して、赤タイルの分光反射率rRED(λ,1),rRED(λ,2),・・・,rRED(λ,N)は、赤タイルの平均分光反射率を中心としてばらつき、緑タイルの分光反射率rGREEN(λ,1),rGREEN(λ,2),・・・,rGREEN(λ,N)は、緑タイルの平均分光反射率を中心としてばらつき、青タイルの分光反射率rBLUE(λ,1),rBLUE(λ,2),・・・,rBLUE(λ,N)は、青タイルの平均分光反射率を中心としてばらつく。また、図24に示されるずれ1365のように分光反射率にアウトライヤー(外れ値)が発生する場合もある。 As shown in FIGS. 24, 25 and 26, due to the calibration error in the primary calibration, the red tile spectral reflectances r RED (λ, 1), r RED (λ, 2),... , R RED (λ, N) varies around the average spectral reflectance of the red tile, and the spectral reflectances of green tiles r GREEN (λ, 1), r GREEN (λ, 2),..., R GREEN (Λ, N) varies around the average spectral reflectance of the green tile, and the spectral reflectances r BLUE (λ, 1), r BLUE (λ, 2),..., R BLUE (λ, N) varies around the average spectral reflectance of the blue tile. In addition, an outlier (outlier) may occur in the spectral reflectance as shown by a shift 1365 shown in FIG.

輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5および1180−6を用いて1次校正が行われた場合は、輝線成分1180−1,1180−2,1180−3,1180−4,1180−5または1180−6の波長に近い波長帯においては分光感度が精度よく求められるが、それ以外の波長帯においては分光感度が精度よく求められない可能性がある。これが、上記のばらつきの主な原因となる。また、1次校正が行われた場合は、目的関数が最小値をとるように校正パラメーターが調整されるが、目的関数が最小値でない極小値をとるように校正パラメーターが誤って調整されてしまう場合がある。これが、上記のアウトライヤーの発生の原因となる。   When the primary calibration is performed using the bright line components 1180-1, 1180-2, 1180-3, 1180-4, 1180-5 and 1180-6, the bright line components 1180-1, 1180-2, 1180- Spectral sensitivity is accurately obtained in a wavelength band close to the wavelength of 3,1180-4, 1180-5, or 1180-6, but spectral sensitivity may not be accurately obtained in other wavelength bands. This is the main cause of the above variation. In addition, when the primary calibration is performed, the calibration parameter is adjusted so that the objective function takes the minimum value, but the calibration parameter is erroneously adjusted so that the objective function takes a minimum value that is not the minimum value. There is a case. This causes the occurrence of the above outlier.

2次校正は、このような1次校正における校正誤差を緩和するために行われる。   The secondary calibration is performed to alleviate such a calibration error in the primary calibration.

11.2 分光測色計の2次校正の手順
以下では、第3のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われたものとする。第1のモデルまたは第2のモデルを用いて分光測色計1000の1次校正が行われてもよい。
11.2 Procedure for secondary calibration of spectrocolorimeter In the following, it is assumed that the primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed using the third model. The primary calibration of the spectrocolorimeter 1000 may be performed using the first model or the second model.

図27のフローチャートは、2次校正の手順を示す。   The flowchart of FIG. 27 shows the procedure of secondary calibration.

分光測色計1000の2次校正が行われる場合は、ステップS1において、n=1,・・・,Nの各々について、2次校正用の被測定光1210を分光測色計1000の個体番号nの個体に測定させた場合に個体番号nの個体から出力される分光反射率が得られる。得られる分光反射率は、個体の1次校正が行われた後に出力される分光反射率であるから、既にある程度の精度を有する。これにより、個体番号1の個体、個体番号2の個体、・・・、個体番号Nの個体からそれぞれ出力される分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)が得られる。   When secondary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is performed, the measured light 1210 for secondary calibration is assigned to the individual number of the spectrocolorimeter 1000 for each of n = 1,... When n individuals are measured, the spectral reflectance output from the individual with individual number n is obtained. Since the obtained spectral reflectance is a spectral reflectance output after the primary calibration of the individual is performed, it already has a certain degree of accuracy. Thereby, the spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2),... Output from the individual with the individual number 1, the individual with the individual number 2,. r (λ, N) is obtained.

平均分光反射率からの分光反射率r(λ,n)のずれΔr(λ,n)は、式(14)により求められる。式(14)の右辺の第2項は、平均分光反射率を示す。 A deviation Δr (λ, n 0 ) of the spectral reflectance r (λ, n 0 ) from the average spectral reflectance is obtained by the equation (14). The second term on the right side of Equation (14) indicates the average spectral reflectance.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

続いて、ステップS2において、タイル1201の温度が温度センサー1202により測定される。   Subsequently, in step S <b> 2, the temperature of the tile 1201 is measured by the temperature sensor 1202.

続いて、ステップS3において、得られた分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)が測定された温度を用いて補正される。これにより、タイル1201の分光反射率が温度により変化する場合でも、分光測色計1000の2次校正が精度よく行われる。タイル1201の分光反射率の温度変化が小さい場合は、温度の測定および分光反射率の補正が省略されてもよい。   Subsequently, in step S3, the obtained spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2),..., R (λ, N) are corrected using the measured temperatures. Thereby, even when the spectral reflectance of the tile 1201 changes depending on the temperature, the secondary calibration of the spectrocolorimeter 1000 is accurately performed. When the temperature change of the spectral reflectance of the tile 1201 is small, the temperature measurement and the spectral reflectance correction may be omitted.

続いて、ステップS4において、補正された分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)が平均され、平均分光反射率が求められる。平均される分光反射率の数は、制限されないが、例えば30個である。   Subsequently, in step S4, the corrected spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2),..., R (λ, N) are averaged to obtain an average spectral reflectance. The number of spectral reflectances to be averaged is not limited, but is, for example, 30.

平均分光反射率は、分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)の全部を平均することにより求められてもよいが、分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)の一部を平均することにより求められてもよい。   The average spectral reflectance may be obtained by averaging all of the spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2),..., R (λ, N). It may be obtained by averaging a part of r (λ, 1), r (λ, 2), ..., r (λ, N).

平均分光反射率が分光反射率r(λ,1),r(λ,2),・・・,r(λ,N)の一部を平均することにより求められる場合は、分光反射率r(λ,1),r(λ,2)・・・,r(λ,N)の全部が平均され仮の平均分光反射率が求められ、アウトライヤーとなる分光反射率を分光反射率r(λ,1),r(λ,2)・・・,r(λ,N)から除外した2個以上の分光反射率が平均され平均分光反射率にされる。除外される分光反射率は、仮の平均分光反射率からのずれが基準より大きい分光反射率である。   When the average spectral reflectance is obtained by averaging a part of the spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2),..., R (λ, N), the spectral reflectance r ( All of λ, 1), r (λ, 2)..., r (λ, N) are averaged to obtain a provisional average spectral reflectance, and the spectral reflectance r (λ , 1), r (λ, 2)..., R (λ, N), two or more spectral reflectances are averaged to obtain an average spectral reflectance. The excluded spectral reflectance is a spectral reflectance that has a deviation from the temporary average spectral reflectance larger than the reference.

続いて、ステップS5において、n=1,・・・,Nの各々について、個体番号nの個体により出力される分光反射率r(λ,n)が平均分光反射率に近づくように個体番号nの個体に格納される分光感度1130−1,・・・,1130−40を決定する校正パラメーターa,a,a,aおよびaである校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)が調整される。 Subsequently, in step S5, for each of n = 1,..., N, the individual number n is set so that the spectral reflectance r (λ, n) output by the individual with the individual number n approaches the average spectral reflectance. Calibration parameters a 1 , a 2 , a 3 , a 4, and a 5 that determine spectral sensitivities 1130-1,..., 1130-40 stored in individual individuals are calibration parameters a 1 (n), a 2 (N), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) are adjusted.

校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)が調整される場合は、例えば、校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)を校正パラメーターa(n)+δa,a(n)+δa,a(n)+δa,a(n)+δaおよびa(n)+δaにそれぞれ置き換える校正パラメーターの修正が行われる。続いて、修正後の校正パラメーターa(n)+δa,a(n)+δa,a(n)+δa,a(n)+δaおよびa(n)+δaにより決定される分光感度を用いて分光反射率が演算され、演算された分光反射率と得られた平均分光反射率との差の二乗和からなる目的関数が求められる。そして、目的関数が最小値をとるように校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)が調整される。例えば、目的関数が最小値をとるまで校正パラメーターの修正および分光反射率の演算が繰り返される。用いられる分光反射率は、測定された温度を用いて温度補正される。演算された分光反射率と得られた平均分光反射率との差の二乗和以外からなる目的関数以外の目的関数が求められてもよい。目的変数によっては、目的関数が最小値以外の目標値をとるように校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)が調整される場合がある。例えば、演算された分光反射率と得られた平均分光反射率との差の二乗和の符号を反転したものからなる目的関数が求められた場合は、目的関数が最大値をとるように校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)が調整される。 When the calibration parameters a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) are adjusted, for example, the calibration parameters a 1 (n), a 2 (N), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) are calibrated with the calibration parameters a 1 (n) + δa 1 , a 2 (n) + δa 2 , a 3 (n) + δa 3 , a 4 Calibration parameters that are replaced with (n) + δa 4 and a 5 (n) + δa 5 are corrected. Subsequently, the corrected calibration parameters a 1 (n) + δa 1 , a 2 (n) + δa 2 , a 3 (n) + δa 3 , a 4 (n) + δa 4 and a 5 (n) + δa 5 are determined. Spectral reflectance is calculated using the spectral sensitivity, and an objective function comprising the sum of squares of the difference between the calculated spectral reflectance and the obtained average spectral reflectance is obtained. Then, the calibration parameters a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) are adjusted so that the objective function takes the minimum value. For example, correction of calibration parameters and calculation of spectral reflectance are repeated until the objective function has a minimum value. The spectral reflectance used is temperature corrected using the measured temperature. An objective function other than the objective function consisting of other than the sum of squares of the difference between the calculated spectral reflectance and the obtained average spectral reflectance may be obtained. Depending on the objective variable, the calibration parameters a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) may be set so that the objective function takes a target value other than the minimum value. May be adjusted. For example, if the objective function is obtained by inverting the sign of the sum of squares of the difference between the calculated spectral reflectance and the obtained average spectral reflectance, the calibration parameter is set so that the objective function takes the maximum value. a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) are adjusted.

2次校正用の被測定光1210を測定した場合にアウトライヤーとなる分光反射率を出力した個体が個体番号1の個体、・・・、個体番号Nの個体から選択され、選択された個体のみが2次校正の対象にされてよい。選択された個体のみが2次校正の対象にされる場合は、個体番号1の個体、・・・、個体番号Nの個体の各々は2次校正の候補として与えられ、アウトライヤーとなる分光反射率を分光反射率r(λ,1),r(λ,2)・・・,r(λ,N)から除外した2個以上の分光反射率を平均することにより平均分光反射率が求められる。   An individual that outputs spectral reflectance that becomes an outlier when measuring the measurement light 1210 for secondary calibration is selected from the individual of individual number 1,..., The individual of individual number N, and only the selected individual is selected. May be subject to secondary calibration. When only the selected individual is to be subjected to the secondary calibration, the individual with individual number 1,..., Each individual with individual number N is given as a candidate for secondary calibration, and becomes the outlier spectral reflection. The average spectral reflectance is obtained by averaging two or more spectral reflectances excluding the reflectance from the spectral reflectances r (λ, 1), r (λ, 2)..., R (λ, N). .

分光測色計1000に測定された場合に分光測色計1000により出力される分光反射率が互いに異なるよう複数のタイルが準備され、分光測色計1000に測定された場合に分光測色計1000により出力される分光反射率が互いに異なる光が2次校正用の被測定光にされ、複数のタイルの各々についての分光反射率と平均分光反射率との差の二乗和の当該複数のタイルについての合計が目的関数とされてもよい。これにより、広範囲の波長にわたって分光反射率が精度よく校正される。   A plurality of tiles are prepared so that the spectral reflectances output from the spectrocolorimeter 1000 are different from each other when measured by the spectrocolorimeter 1000, and when measured by the spectrocolorimeter 1000, the spectrocolorimeter 1000 is measured. Lights having different spectral reflectances output by the above are used as light to be measured for secondary calibration, and the plurality of tiles of the sum of squares of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance for each of the plurality of tiles May be the objective function. Thereby, the spectral reflectance is accurately calibrated over a wide range of wavelengths.

例えば、赤タイル、緑タイルおよび青タイルが準備され、式(15)に示されるように、赤タイルについての分光反射率と平均分光反射率との差の二乗和、緑タイルについての分光反射率と平均分光反射率との差の二乗和および青タイルについての分光反射率と平均分光反射率との差の二乗和の合計が目的関数F(n)とされてもよい。色タイルの数が増減されてもよい。赤タイル、緑タイルおよび青タイルの全部または一部が他の色タイルに置き換えられてもよい。 For example, a red tile, a green tile, and a blue tile are prepared, and the sum of squares of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance for the red tile, the spectral reflectance for the green tile, as shown in Equation (15). The sum of the square sum of the difference between the average reflectance and the average spectral reflectance and the sum of the square sum of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance for the blue tile may be set as the objective function F (n 0 ). The number of color tiles may be increased or decreased. All or part of the red tile, green tile, and blue tile may be replaced with other color tiles.

Figure 2017032293
Figure 2017032293

分光反射率rRED(λ(j),n),rGREEN(λ(j),n)およびrBLUE(λ(j),n)は、それぞれ、2次校正パラメーターにより決定される分光感度が用いられた場合に個体番号nの個体から出力される赤タイル、緑タイルおよび青タイルの分光反射率である。 Spectral reflectances r RED (λ (j), n 0 ), r GREEN (λ (j), n 0 ) and r BLUE (λ (j), n 0 ) are each determined by secondary calibration parameters. This is the spectral reflectance of the red tile, green tile, and blue tile output from the individual with the individual number n 0 when the spectral sensitivity is used.

分光反射率r0,RED(λ(j),n),r0,GREEN(λ(j),n)およびr0,BLUE(λ(j),n)は、それぞれ、1次校正パラメーターにより決定される分光感度が用いられた場合に個体番号nの個体から出力される赤タイル、緑タイルおよび青タイルの分光反射率である。 Spectral reflectances r 0, RED (λ (j), n), r 0, GREEN (λ (j), n) and r 0, BLUE (λ (j), n 0 ) are the primary calibration parameters, respectively. Is the spectral reflectance of the red tile, green tile and blue tile output from the individual with individual number n when the spectral sensitivity determined by is used.

式(15)により表される目的関数F(n)に代えて、式(16)により表される目的関数F(n)が用いられてもよい。 Instead of the objective function F (n 0) represented by the formula (15), the objective function F (n 0) may be used which is represented by the formula (16).

Figure 2017032293
Figure 2017032293

式(16)により表される目的関数F(n)においては、赤タイル、緑タイルおよび青タイルについての分光反射率と平均分光反射率との差の二乗に重み係数wRED(j),wGREEN(j)およびwBLUE(j)がそれぞれ乗じられる。重み係数wRED(j),wGREEN(j)およびwBLUE(j)は、それぞれ赤タイル、緑タイルおよび青タイルについての分光反射率と平均分光反射率との差の目的関数F(n)への寄与の大きさを波長ごとに異ならせる。重み係数wRED(j),wGREEN(j)およびwBLUE(j)は、それぞれ、赤タイル、緑タイルおよび青タイルの分光反射率の変化が大きくなる波長帯において大きくなり、2次校正用の被測定光1210の分光強度の変化が大きくなる波長帯において大きくなる。これにより、2次校正用の被測定光1210の分光強度の変化が大きくなる波長帯において分光反射率と平均分光反射率との差の目的関数F(n)への寄与が大きくなる。 In the objective function F (n 0 ) expressed by Expression (16), the weighting factor w RED (j), is the square of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance for the red tile, the green tile, and the blue tile. Each of w GREEN (j) and w BLUE (j) is multiplied. The weighting factors w RED (j), w GREEN (j) and w BLUE (j) are the objective functions F (n 0) of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance for the red tile, green tile and blue tile, respectively. ) To vary the wavelength for each wavelength. The weighting factors w RED (j), w GREEN (j), and w BLUE (j) are increased in the wavelength band where the change in the spectral reflectance of the red tile, the green tile, and the blue tile is increased, respectively. Increases in the wavelength band where the change in the spectral intensity of the measured light 1210 increases. This increases the contribution of the difference between the spectral reflectance and the average spectral reflectance to the objective function F (n 0 ) in the wavelength band where the change in spectral intensity of the measurement light 1210 for secondary calibration becomes large.

12 分光測色計の校正の手順
図28および29の模式図は、校正の手順の別例を示す。
12 Procedure for Calibration of Spectral Colorimeter The schematic diagrams of FIGS. 28 and 29 show another example of the calibration procedure.

分光測色計1000の校正は、図28および29に示される手順により行われてもよい。   Calibration of the spectrocolorimeter 1000 may be performed according to the procedure shown in FIGS.

個体1370−iの2次校正に用いられる平均分光反射率1400は、1次校正されたマスター個体1400−1により出力された分光反射率、・・・、マスター個体1400−Mにより出力される分光反射率の平均である。   The average spectral reflectance 1400 used for the secondary calibration of the individual 1370-i is the spectral reflectance output by the primary calibrated master individual 1400-1, ..., the spectrum output by the master individual 1400-M. This is the average reflectance.

平均分光反射率1400を求める手順においては、図29に示されるように、マスター個体1400−1,・・・,1400−Mが校正サイト1410および1411を順次に通過する。マスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々は、分光測色計1000の個体である。マスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々は、校正サイト1410を通過した後に校正サイト1411を通過する。校正サイト1410にあるマスター個体1400−jは、1次校正用の校正装置1150を用いた1次校正の対象にされる。校正サイト1411にあるマスター個体1400−iは、2次校正用の校正装置1190を用いた分光反射率の測定の対象にされる。校正サイト1411にあるマスター個体1400−iが2次校正の対象にされる必要はない。これにより、マスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々は、1次校正の対象にされた後に分光反射率の測定の対象の対象にされ、マスター個体1400−1により出力される分光反射率、・・・、マスター個体1400−Mにより出力される分光反射率を平均して平均分光反射率が求められる。マスター個体1400−1,・・・,1400−Mは、1次校正および分光反射率の測定が行われた後に製品として出荷されず、標準個体として保管される。   In the procedure for obtaining the average spectral reflectance 1400, as shown in FIG. 29, the master individuals 1400-1, ..., 1400-M sequentially pass through the calibration sites 1410 and 1411. Each of the master individuals 1400-1, ..., 1400-M is an individual of the spectrocolorimeter 1000. Each of the master individuals 1400-1, ..., 1400-M passes through the calibration site 1411 after passing through the calibration site 1410. The master individual 1400-j in the calibration site 1410 is subjected to primary calibration using a calibration device 1150 for primary calibration. The master individual 1400-i in the calibration site 1411 is a target of spectral reflectance measurement using the calibration device 1190 for secondary calibration. The master individual 1400-i in the calibration site 1411 does not need to be subjected to the secondary calibration. As a result, each of the master individuals 1400-1,..., 1400-M is set as a target for spectral reflectance measurement after being subjected to primary calibration, and is output by the master individual 1400-1. Spectral reflectance,..., Average spectral reflectance output from the master individual 1400-M is obtained to obtain an average spectral reflectance. The master individuals 1400-1,..., 1400-M are not shipped as products after the primary calibration and the spectral reflectance measurement are performed, but are stored as standard individuals.

マスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々の1次校正は、1回だけ行われてもよいが、2回以上行われてもよい。マスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々の1次校正が2回以上行われる場合は、定期に又は不定期に到来する複数の校正時期にマスター個体1400−1,・・・,1400−Mの各々の1次校正が行われる。これにより、2次校正がマスター個体1400−1,・・・,1400−Mの経時変化の影響を受けにくくなる。   The primary calibration of each of the master individuals 1400-1, ..., 1400-M may be performed only once, or may be performed twice or more. When the primary calibration of each of the master individuals 1400-1,..., 1400-M is performed twice or more, the master individuals 1400-1,. , 1400-M is subjected to primary calibration. As a result, the secondary calibration is less susceptible to the change over time of the master individuals 1400-1, ..., 1400-M.

個体1370−1,・・・,1370−Sが図28に示されるように、校正サイト1380を順次に通過する。個体1370−1,・・・,1370−Sの各々は、分光測色計1000の個体である。校正サイト1380にある個体1370−iは、2次校正用の校正装置1190を用いた2次校正の対象にされる。これにより、個体1370−1,・・・,1370−Sの各々は、2次校正の対象にされる。2次校正の対象にされる個体1370−1,・・・,1370−Sの各々は、1次校正の対象にされるマスター個体1400−1,・・・,1400−Mのいずれとも異なる。個体1370−1,・・・,1370−Sの各々は、2次校正が行われた後に製品として出荷される。   Individuals 1370-1,..., 1370-S sequentially pass through the calibration site 1380 as shown in FIG. Each of the individual 1370-1,..., 1370-S is an individual of the spectrocolorimeter 1000. The individual 1370-i at the calibration site 1380 is subjected to secondary calibration using the calibration device 1190 for secondary calibration. Thereby, each of the individual 1370-1,..., 1370-S is subjected to the secondary calibration. Each of the individuals 1370-1,..., 1370-S to be subjected to the secondary calibration is different from any of the master individuals 1400-1,. Each of the individual 1370-1, ..., 1370-S is shipped as a product after the secondary calibration is performed.

なお、個体1370−1〜1370−Sは図29のサイトを通してもよい。1次校正で求まる校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)を2次校正の校正パラメータの初期値として用いてもよい。 Individuals 1370-1 to 1370-S may pass through the site of FIG. Even if calibration parameters a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) obtained by primary calibration are used as initial values of calibration parameters for secondary calibration Good.

あるいは個体1370−1〜1370−Sは、図29のサイトを通して1次校正を行う。1次校正にて求まる校正パラメーターa(n),a(n),a(n),a(n)およびa(n)を用いて、2次校正用の赤、緑、青タイルの分光反射率を測定する。マスターで測定した同じタイルの分光反射率の平均値からある閾値以上ずれている場合にのみ2次校正を行ってもよい。 Alternatively, the individual 1370-1 to 1370-S performs primary calibration through the site of FIG. Using the calibration parameters a 1 (n), a 2 (n), a 3 (n), a 4 (n) and a 5 (n) obtained by the primary calibration, red, green, Measure the spectral reflectance of the blue tile. The secondary calibration may be performed only when the spectral reflectance of the same tile measured by the master deviates by a certain threshold value or more.

これらの手順においては、式(15)に示される目的関数に代えて式(17)に示される目的関数が用いられる。   In these procedures, the objective function shown in Expression (17) is used instead of the objective function shown in Expression (15).

Figure 2017032293
Figure 2017032293

分光反射率r RED(λ(j),m),r GREEN(λ(j),m)およびr BLUE(λ(j),m)は、それぞれ、1次校正後の個体番号mのマスター個体から出力される赤タイル、緑タイルおよび青タイルの分光感度である。 Spectral reflectances r * RED (λ (j), m), r * GREEN (λ (j), m) and r * BLUE (λ (j), m) are the individual numbers m after primary calibration, respectively. Spectral sensitivity of red tile, green tile and blue tile output from the master individual.

図30のグラフは、この手順により校正が行われた後のずれΔrRED(λ,1),ΔrRED(λ,2),・・・,ΔrRED(λ,N)を示す。 The graph of FIG. 30 shows deviations Δr RED (λ, 1), Δr RED (λ, 2),..., Δr RED (λ, N) after calibration is performed by this procedure.

図31のグラフは、この手順により校正が行われた後のずれΔrGREEN(λ,1),ΔrGREEN(λ,2),・・・,ΔrGREEN(λ,N)を示す。 The graph of FIG. 31 shows deviations Δr GREEN (λ, 1), Δr GREEN (λ, 2),..., Δr GREEN (λ, N) after calibration is performed by this procedure.

図32のグラフは、この手順により校正が行われた後のずれΔrBLUE(λ,1),ΔrBLUE(λ,2),・・・,ΔrBLUE(λ,N)を示す。 The graph of FIG. 32 shows deviations Δr BLUE (λ, 1), Δr BLUE (λ, 2),..., Δr BLUE (λ, N) after calibration is performed by this procedure.

図30,31および32に示されるように、この手順により校正が行われた場合は、出力される分光反射率のばらつきが小さくなる。   As shown in FIGS. 30, 31, and 32, when calibration is performed by this procedure, the output spectral reflectance variation is reduced.

13 校正された分光測色計を生産する手順
校正された分光測色計1000が生産される場合は、図33に示されるように、ステップS11において分光測色計1000が準備され、ステップS12において準備された分光測色計1000の校正が行われる。ステップS11においては、分光測色計1000の校正を行う事業者が分光測色計1000を製作することにより分光測色計1000が準備されてもよいし、分光測色計1000の校正を行う事業者が他の事業者から分光測色計1000を仕入れることにより分光測色計1000が準備されてもよい。
13 Procedure for Producing Calibrated Spectral Colorimeter When a calibrated spectral colorimeter 1000 is produced, as shown in FIG. 33, the spectrocolorimeter 1000 is prepared in step S11, and in step S12. The prepared spectrocolorimeter 1000 is calibrated. In step S <b> 11, an operator who calibrates the spectrocolorimeter 1000 may prepare the spectrocolorimeter 1000 by manufacturing the spectrocolorimeter 1000, or a business that calibrates the spectrocolorimeter 1000. A spectrocolorimeter 1000 may be prepared by a person purchasing a spectrocolorimeter 1000 from another company.

1000 分光測色計
1010 分光ユニット
1011 信号処理機構
1031 リニアアレイセンサー
1050−1,1050−2,・・・,1050−40 センサー
1150 1次校正用の校正装置
1190 2次校正用の校正装置
1000 Spectral Colorimeter 1010 Spectroscopic Unit 1011 Signal Processing Mechanism 1031 Linear Array Sensor 1050-1, 1050-2,..., 1050-40 Sensor 1150 Calibration Device for Primary Calibration 1190 Calibration Device for Secondary Calibration

Claims (12)

a)被測定光をスペクトルに変換する光学系と、スペクトルに含まれる複数の波長成分の各々のエネルギー量を示す信号を出力する複数の受光センサーと、前記複数のセンサーにより出力される複数の信号および前記センサーの分光感度を用いて分光特性を求める信号処理機構と、を備える分光装置の個体である、複数の第1の個体の各々を1次校正の対象にする工程と、
b) 前記複数の第1の個体について、輝線成分を含む1次校正用の被測定光を前記第1の個体に測定させた場合に前記第1の個体に備えられるセンサーの分光感度が前記第1の個体に備えられるセンサーにより出力される信号に適合するように前記第1の個体に備えられるセンサーの分光感度を決定する校正パラメーターを調整する1次校正を行う工程と、
c) 前記第1の個体について前記1次校正が行われた後に2次校正用の被測定光を前記第1の個体に測定させた場合に前記第1の個体から出力される分光特性を得ることにより、前記複数の第1の個体について複数の分光特性を得る工程と、
d) 工程c)において得られた複数の分光特性の全部または一部を平均し平均分光特性を求める工程と、
e) 前記分光装置の個体である第2の個体を2次校正の対象にする工程と、
f) 前記第2の個体について、2次校正用の被測定光を前記第2の個体に測定させた場合に前記第2の個体により出力される分光特性が工程d)において求められた平均分光特性に近づくように前記第2の個体に備えられるセンサーの分光感度を決定する校正パラメーターを調整する2次校正を行う工程と、
を備える分光装置を校正する方法。
a) an optical system that converts measured light into a spectrum, a plurality of light receiving sensors that output signals indicating the amounts of energy of a plurality of wavelength components included in the spectrum, and a plurality of signals output by the plurality of sensors And a signal processing mechanism for obtaining spectral characteristics using spectral sensitivity of the sensor, and a step of subjecting each of a plurality of first individuals to primary calibration, each of which is an individual of a spectroscopic device,
b) For the plurality of first individuals, when the first individual is measured with light to be measured for primary calibration including a bright line component, the spectral sensitivity of the sensor provided in the first individual is the first individual. Performing a primary calibration to adjust calibration parameters that determine the spectral sensitivity of the sensor provided to the first individual to match the signal output by the sensor provided to the single individual;
c) Obtaining spectral characteristics output from the first individual when the first individual is measured with the light to be measured for secondary calibration after the first calibration is performed on the first individual. Obtaining a plurality of spectral characteristics for the plurality of first individuals,
d) calculating a mean spectral characteristic by averaging all or some of the plurality of spectral characteristics obtained in step c);
e) subjecting a second individual, which is an individual of the spectroscopic device, to a secondary calibration target;
f) The average spectrum obtained in step d) for the second individual when the second individual measured light for secondary calibration is measured by the second individual. Performing a secondary calibration for adjusting a calibration parameter for determining a spectral sensitivity of a sensor provided in the second individual so as to approach a characteristic;
A method for calibrating a spectroscopic device comprising:
工程d)は、工程c)において得られた複数の分光特性の全部を平均し仮の平均分光特性を求め、仮の平均分光特性からのずれが基準より大きい分光特性を工程c)において得られた複数の分光特性から除外した2個以上の分光特性を平均し平均分光特性にする
請求項1の分光装置を校正する方法。
In step d), all of the plurality of spectral characteristics obtained in step c) are averaged to obtain a temporary average spectral characteristic, and a spectral characteristic whose deviation from the temporary average spectral characteristic is larger than the reference is obtained in step c). The method of calibrating the spectroscopic device according to claim 1, wherein two or more spectral characteristics excluded from the plurality of spectral characteristics are averaged to obtain an average spectral characteristic.
工程e)は、2次校正用の被測定光を測定した場合に工程d)において求められた平均分光特性からのずれが基準より大きい分光特性を出力する個体を第2の個体の候補から選択し前記第2の個体にする
請求項2の分光装置を校正する方法。
Step e) selects an individual that outputs a spectral characteristic whose deviation from the average spectral characteristic obtained in step d) is larger than the reference from the second individual candidates when measuring the light to be measured for secondary calibration. A method of calibrating the spectroscopic device according to claim 2, wherein the second individual is used.
前記第2の個体が前記複数の第1の個体のいずれとも異なる請求項1から3までのいずれかの分光装置を校正する方法。   4. The method for calibrating a spectroscopic device according to claim 1, wherein the second individual is different from any of the plurality of first individuals. 前期第2の個体が前記複数の第1の個体のいずれかである、請求項1の分光装置を校正する方法。   The method for calibrating the spectroscopic device according to claim 1, wherein the second individual in the first period is one of the plurality of first individuals. 工程b)は、複数の校正時期の各々に前記1次校正を行う
請求項1から5までのいずれかの分光装置を校正する方法。
6. The method of calibrating a spectroscopic apparatus according to claim 1, wherein step b) performs the primary calibration at each of a plurality of calibration periods.
2次校正用の被測定光が、前記分光装置に測定された場合に前記分光装置により出力される分光特性が互いに異なる複数の光を含む
請求項1から6までのいずれかの分光装置を校正する方法。
7. The spectroscopic device according to claim 1, comprising: a plurality of lights having different spectral characteristics output from the spectroscopic device when the light to be measured for secondary calibration is measured by the spectroscopic device. how to.
工程f)は、2次校正用の被測定光を前記第2の個体に測定させた場合に前記第2の個体により出力される分光特性と工程d)において求められた平均分光特性との差を含む目的関数を求め、目的関数が目標値となるように校正パラメーターを調整する
請求項1から7までのいずれかの分光装置を校正する方法。
Step f) is the difference between the spectral characteristics output by the second individual and the average spectral characteristics determined in step d) when the second individual is measured with the second calibration target light. A method for calibrating a spectroscopic apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a calibration parameter is adjusted so that the objective function becomes a target value.
工程f)は、2次校正用の被測定光を前記第2の個体に測定させた場合に前記第2の個体により出力される分光特性と工程d)において求められた平均分光特性との差の目的関数への寄与の大きさを2次校正用の被測定光の分光強度の変化が大きくなる波長帯において大きくする
請求項8の分光装置を校正する方法。
Step f) is the difference between the spectral characteristics output by the second individual and the average spectral characteristics determined in step d) when the second individual is measured with the second calibration target light. 9. The method for calibrating the spectroscopic device according to claim 8, wherein the magnitude of the contribution to the objective function is increased in a wavelength band where the change in the spectral intensity of the light to be measured for secondary calibration increases.
1次校正用の被測定光は、HgCdランプにより放射され、波長が404.55nmである輝線成分、波長が435.84nmである輝線成分、波長が508.58nmである輝線成分、波長が546.07nmである輝線成分、波長が578nmである輝線成分および波長が647.85nmである輝線成分を含む
請求項1から9までのいずれかの分光装置を校正する方法。
The light to be measured for primary calibration is emitted from an HgCd lamp and has an emission line component having a wavelength of 404.55 nm, an emission line component having a wavelength of 435.84 nm, an emission line component having a wavelength of 508.58 nm, and a wavelength of 546.nm. 10. The method for calibrating a spectroscopic device according to claim 1, comprising an emission line component having a wavelength of 07 nm, an emission line component having a wavelength of 578 nm, and an emission line component having a wavelength of 647.85 nm.
2次校正用の被測定光は、物体により反射される光であり、
g) 前記物体の温度を測定する工程と、
h) 工程c)において得られた複数の分光特性の各々を工程g)において測定された温度を用いて補正する工程と、
をさらに備え、
工程f)は、2次校正用の被測定光を前記第2の個体に測定させた場合に前記第2の個体により出力される分光特性を工程g)において測定された温度を用いて補正する
請求項1から10までのいずれかの分光装置を校正する方法。
Light to be measured for secondary calibration is light reflected by an object,
g) measuring the temperature of the object;
h) correcting each of the plurality of spectral characteristics obtained in step c) using the temperature measured in step g);
Further comprising
Step f) uses the temperature measured in step g) to correct the spectral characteristics output by the second individual when the second individual is measured with light to be measured for secondary calibration. A method for calibrating a spectroscopic device according to claim 1.
i) 分光装置を準備する工程と、
j) 請求項1から11までのいずれかの分光装置を校正する方法により工程i)において準備された分光装置を校正する工程と、
を備える校正された分光装置を生産する方法。
i) preparing a spectroscopic device;
j) calibrating the spectroscopic device prepared in step i) by the method of calibrating any spectroscopic device according to claim 1;
To produce a calibrated spectroscopic device comprising:
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