JP2000512021A

JP2000512021A - カラーセンサ

Info

Publication number: JP2000512021A
Application number: JP10513818A
Authority: JP
Inventors: ウォロウッィト，エリック; デューク，ロナルド，ジェイ; イセリ，ビクター，エル; サム，ロング，ビィ; バーヘル，ミッチェル，ジェイ
Original assignee: カラーサビイシステムズリミテッド
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2000-09-12
Also published as: CA2265534A1; US6020583A; US5963333A; EP0958488A4; AU4339897A; WO1998011410A1; EP0958488A1; CA2265534C; US6147761A

Abstract

(57)【要約】反射的、伝導的、自己発光的な試料を検出するセンサ１０は、各光源が可視スペクトル内の実質的に異なる波長帯の光を発する複数の光源１８と、参照用チャンネル光検出器２０と、試料用チャンネル光検出器２２と、各光源から発せられた光の第１の部分を参照用射チャンネル光検出器２０に向かわせるようになされた光学的キャップ２６と、各光源から発せられた光の第２の部分を試料表面に向かわせるようになされた反射コーンと、試料で反射された光の散乱部分を試料用チャンネル光検出器２２に向かわせるようになされた受光部材３６とを備えている。センサ１０は、人の手の人差指を載せる部分を上面に備えた手のひらに収まるマウス装置に好適に取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】カラーセンサ本出願に関連する参照文献この出願は特許法１１９条により先の出願Ｎｏ．６０／０２５，９１１に基づく優先権を主張している。発明の背景本発明は、一般には光の反射または透過あるいは自己発光する試料の分光分析的、放射分析的もしくは他の比色定量的な特性の検出を行う検出装置に関する。デスクトップ式のカラーシステムを使用するユーザにとって、色の検出精度は重要である。デスクトップ式のカラーシステムを使用するエンドユーザにとっては、彼らが使用するデジタル式カラープリンタにより出力されたカラーハードコピーと、素材（スキャナーまたはモニター）との色の一致（カラーマッチング）は重要である。ＷＹＳＩＷＹＧ（What You See Is What You Get）色を得るためには、色を同定する装置は、ユーザにとって特性が良く対象をそのままに計測するものでなければならず、また、画像データの取込と出力が一般的なソフトウエアによってスムーズに行われなければならない。描かれた画像データを取り込んで出力することをサポートする独立した装置では、ＣＩＥに対する要望が高まってきている。物理的な試料で表された色を入力して電子的なデザインとしてディスプレイやプリントに出力することは、一般に煩雑な作業である。エンドユーザはいくつかのオプションを持っている。試料に対するサンプリングはスキャンによって行われるが、色の再現に関しては上記した理由により今一歩のところである。試料に対してはＲＢＧまたはＣＭＹＫの値を特定することにより視覚的な再現が可能であるが、再現された色が現物と一致するかどうかはその装置しだいであり、かなりのばらつきがある。色の特定化システムは、試料に対して生成された特定の色を目で見て一致させ、色の仕様をシステムに入力することによって行うが、色の一致はシステムしだいでかなりのばらつきがあり、しかも、システム内の装置どうしの相性にも影響される。ＷＹＳＩＷＹＧが特に重要視される態様の１つとしてディスクトップ発行がある。多くのディスクトップやワークステーションの環境では、色を用いるエンドユーザ（例えば、出版、新聞、デザイン、グラフィクス分野）は、かなり多岐にに亘る入出力の装置（例えばスキャナー、モニター、プリンタ、イメイジセッターなど）や色生成装置を選択することができる。このような環境は、一般に開放型の設計であり、さまざまな装置あるいはシステムにおける比色定量特性では、他品種販売という市場形態にも起因して良好なカラーマッチングが得られなかった。その結果、入出力の間での色の再現品質はかなりばらつき、大抵はおそまつなものであった。このような多種多様の環境のもとで一定したカラーマッチングを達成するために、各社では、色に関して独立した装置とする発想に基づくソフトウエアボードカラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）技術の導入を行ってきている。このようなシステムにおける基本的な操作は、全ての装置（従属装置）について共通のＣＩＥ色区域（独立装置）を参照することである。このようなＣＭＳの基本的な操作は、（１）画像のスキャン（スキャナーＲＢＧ）の際にＣＩＥを参照し、（２）画像を編集するためにＲＧＢでディスプレイに変換し、（３）表示された画像をＣＩＥで参照し、（４）画像をプリンタのＣＭＹＫに変換して出力することからなる。一般に、ＣＭＳメーカはいくつかの基本的な要素を提供し、それは、装置の特性をプロファイルしたライブラリと、カラーマッチング手法と、色変換ソフトウエアからなる。専門技術者と装置によって使用される装置特性をプロファイルすることは高価になるため、装置のプロファイルは、ＣＭＳ供給者によって平均的な装置に対する平均的な計測で用意される。しかしながら、このようなやり方でのプロファイルは工場の環境で行われ、エンドユーザの環境（装置、光源、媒体、計測手法等）では行われない。エンドユーザの装置は、工場でプロファイルされた装置と大きく異なるから、メーカは、ハードウエア／ソフトウエアによる計測を行う。この計測は、工場での環境とエンドユーザでの環境との違いを補償するだけのものであり、エンドユーザの装置特性を開放型設計のＣＭＳと互換性のあるものにするという要望を満足させるものではない。ところが、エンドユーザがディスプレイやハードコピーの特性をプロファイルするとなると、そのための装置が高価でしかも適当なソフトウエアが無いため、そのようなことをする者は誰もいなかった。現在のところ、ＣＭＳ製品は専売に等しくＣＭＳメーカから購入する以外にない。開放型設計のＣＭＳ技術には、その一部にオペレイティングシステムも含まれているから、装置メーカ、エンドユーザその他第三者は、改造品であるＣＭＭｓを求める。ＣＭＳ技術、工場でのプロファイルおよびエンドユーザでの計測の組み合わせにより、デスクトップでの色再生の水準が幾分は向上するが、それは高価かつ複雑で、品質、コスト、迅速性および互換性のいずれにおいてもエンドユーザの要求を満たすものではなかった。エンドユーザには、速く低廉でシンプルなハードウエア／ソフトウエアの特性付けができる装置が必要であり、彼らがスキャナーやモニターおよびプリンターを、開放型設計のＣＭＳ技術との互換性を保持した状態で所定の視覚状態に簡単に特性付ける（単に測定するだけではなく）ことができるものが要望されている。米国特許第５，１３７，３６４号には、複数のＬＥＤと光検出器列とを備えたカラーセンサが開示されている。このMcCarthyセンサは、光源としての特別なＬＥＤと光検出器列を備え、ＬＥＤには個別にアクセス可能となっている。また、各光検出器は、試料での互いに異なる可視波長の反射率を検出する。このカラーセンサでは、各光検出器のスペクトル感度を見積もっておく必要がある。McCart hyセンサは、信号光線の反射測定機構も有している。このカラーセンサでは、光検出器は、可能な限り一定温度に保たれなければならず、また、防湿も考慮しなければならない。また、McCarthyセンサでは、色試料から得た測定エネルギーは一定でなければならないから、安定したしかも高価な部品が必要となる。このような特製のしかも高価な部品でありながら、長期に亘って必要であり、また、ノイズの影響を受け易い。また、米国特許第５，３７７，０００号（Berends）は、試料の真上に配置された単一の光源と、光源の周りであって試料に対して４５°傾斜した位置に配置された２１個の試料用光検出器と、単一光源から発せられた光を受光するように配置された２つの参照用光検出器を備えたカラーセンサを開示している。Berends は、「疑似２光線」反射率測定機構を用いることにより、従来の２光線反射率測定機構では必要であったさらに１９個の参照用光検出器を不要にしている。このカラーセンサでは、可視光線スペクトル中の対極をなす位置において、２つの参照用光検出器によって光源の発光をサンプリングし、「最小四角形一致」と称される計測および計算を行うことにより、必要な２１個の参照用光検出器のシュミレーションを行うようになっている。発明の概要本発明は、典型的な２光線反射検出機構を利用して、安価で商業的に利用可能な部材にデザインされた極めて精密なカラーセンサを提供する。本発明の一態様によれば、反射的、伝導的、自己発光的な試料の検出装置は、発光ダイオードが好適である各々の光源が可視光帯内の実質的に異なる波長帯の光を発する複数の光源と、参照用チャンネル光検出器と、試料用チャンネル光検出器と、各光源から発せられた光の第１の部分を参照用射チャンネル光検出器に向かわせるようになされた光学的キャップと、各光源から発せられた光の第２の部分を試料表面に向かわせるようになされた反射コーンと、試料で反射された光の散乱部分を試料用チャンネル光検出器に向かわせるようになされた受光部材とを備えている。本発明の好適な実施態様において、参照用チャンネルおよび試料用チャンネル光検出器は、同様の装置であり、背中合わせに取り付けられることにより環境の影響を共有し、それぞれの反応間での変化を最小にしている。光検出器からの出力信号は、少なくとも１つの試料の外観値、例えば、分光分析的、放射分析的、密度的または他の比色定量的外観特性を得るように処理される。光学的キャップは、光吸収性の無い一体的な内面を有し、ＬＥＤまたは参照用光検出器上に設けられることが好適であり、これにより照射によって発生した光の参照部分が一体的表面を反射して参照光検出器に向けることができる。ＬＥＤは、各ＬＥＤの部分が下方の試料に向けて円筒状の空所内に延在し、空所がＬＥＤから発せられた光を平行にするように好適に設けられている。反射コーンは、空所と並んで空所の軸線に対し２２．５°の角度に位置する円錐状の反射面を有することが好ましく、これにより円錐状の反射面に向かう光の試料部分を、最初に円錐状の反射面で反射させ、次いで４５°の角度で試料に向かわせることができる。したがって、試料の直ぐ上で受光部材の開口の後ろに位置する試料用光検出器は、試料で反射した光の散乱部分を受け取ることができる。本装置は、さらに、ＬＥＤに電流を供給するような手段を備えてもよく、電流供給手段によって提供されるＬＥＤ電流は、ＬＥＤ電流に比例する想定した光が既知の測定値であるようにプログラムされる。本発明は、色検出装置を用いるカラー試料の検出方法も提供している。本方法は、（ａ）少なくとも１つのある波長帯の光源を活性化する工程と、（ｂ）光源から発せられた光の第１の部分を参照用光検出器側へ向ける工程と、（ｃ）光源から発せられた光の第２の部分を所定の方向へ向ける工程と、（ｄ）試料表面で反射した光を試料用光検出器側へ向ける工程と、（ｅ）工程（ｄ）における試料用光検出器の検出出力と、工程（ｂ）における参照用光検出器の検出出力に基づき、光源についての反射を計算する工程と、（ｆ）工程（ａ）から（ｅ）までをいくつかの光源に対して繰り返し、その際の光源から発する光が互いに実質的に異なる波長帯である工程からなる構成である。本方法の好適な実施態様においては、（ｆ）光源が発光していないときに試料用光検出器の検出結果を得る工程と、（ｇ）光源が発光していないときに参照用光検出器の検出結果を得る工程とをさらに備え、工程（ｅ）は、工程（ｄ）における試料用光検出器の検出出力および工程（ｆ）における試料用光検出器の検出出力の差と、工程（ｄ）における参照用光検出器の検出出力および工程（ｇ）における参照用光検出器の検出出力の差との比に基づき、光源についての反射率を計算する工程をも備えている。さらに、本方法の他の好適な実施態様においては、（ｈ）工程（ａ）において光源を活性化する工程と、（ｉ）光源から発せられる光の第１の部分を参照用光検出器側へ向ける工程と、（ｊ）光源から発せられる光の第２の部分を実質的に反射しない測定面へ向ける工程と、（ｋ）工程（ｊ）における試料用光検出器の検出と、工程（ｉ）における参照用光検出器の検出とに基づき、黒の測定面における反射を計算する工程と、（ｌ）再び工程（ａ）における光源を活性化する工程と、（ｍ）光源から発せられた光の第１の部分を参照用光検出器へ向ける工程と、（ｎ）光源から発せられる光の第２の部分を白の測定面へ向ける工程と、（ｏ）工程（ｎ）における試料用光検出器の検出と、工程（ｍ）における参照用光検出器の検出とに基づき、白の測定面における反射率を計算する工程と、（ｐ）工程（ｅ）で計算された反射率と、工程（ｋ）で計算された黒の測定面での反射率と、工程（ｏ）で計算された白の測定面での反射率とを用い、偏りが修正され標準化された光源についての反射率を計算する工程をも備えている。他の実施形態において、工程（ｅ）は、参照用光検出器の感度と光源のスペクトル強度分布とを計算する工程を備えている。さらに他の実施形態において、本方法は、工程（ａ）〜工程（ｆ）を既知の反射率を有する少なくとも２つの試料に対して行うことにより、参照用光検出器と光源の特性を解析する工程を備えている。また、さらに他の実施形態においては、工程（ｅ）で計算された反射率を試料についてのＣＩＥＸＹＺ三刺激値に変換し、人間の視覚機能に換算する工程を備えている。したがって、本発明の好適な実施形態は、参照用光検出器を組み込むことによって２光線反射検出機構を利用するカラーセンサを提供している。試料用光検出器と参照用光検出器の両方が、共通の光学的、電気的、環境的および機械的特徴を共有しているため、本発明は、大衆向けの安価な部材を利用することができる。さらに、試料用および参照用チャンネルが反射率を計算するために、大衆向けではなくなるが、それにより非常に低コストで超高性能を得ることができる。本発明は、入射角４５°、検出角０°の照明を用いて直径３ｍｍの領域から反射光を検出できるようにデザインし、物理的に形成することもできる。センサは、非常に丈夫で、可動部が無く、二重光学的経路によって信頼が置け、安価なものである。在庫が豊富な増幅器を取り付けた光検出器は、光量不足のエラー、ノイズ、コストを減らし、使用の温度範囲を超えての正確なゲインのトラッキングを可能とする。そのデザインは、最新で、最も効率的な、最低コストで商業的に利用可能なＬＥＤを使用できるように、ＬＥＤの交換可能な選択も考慮している。本発明は、容易に組み立てられるようにもデザインされ、組み立てコストをさらに抑えてメイン基板に取り付けることができる。本発明の光学式光線誘導部材は、外側の手のひらに収まる範囲の部分（すなわち、手のひらに収まるマウス）にまとめることができる。その結果、システム統合が図られ、末端ユーザー価格がさらに減少する。また、熱安定性や熱補正はもはや必要ないので、ＬＥＤの信頼性を高めることができる。現在、発熱ＬＥＤは熱感知光ダイオードと分離されているため、熱ショックに不利な状況も減少している。さらに、本発明は、消費電力を減らし、検出経費を抑えることができる。したがって、本発明は、精度や信頼性を犠牲にすることなく、安価に大量生産できるように特別にデザインされたものである。上記に示すように、本発明の一態様では、手のひらに収まるマウス装置にカラーセンサを取り付ける。マウス装置は、人の手の人差指を載せる部分を上面に備えている。この領域内には、比色定量および反射率の検出を行う回路に操作的に接続された押鉛が位置している。センサは、マウス装置に取り付けられ下方を向いている反射コーンの集光用開口は、押鉛と軸方向に並んでいる。したがって、ユーザーは、人差指で試料表面の部分を指し示すようにマウスを使うことができ、同じ人差指を使って簡単にスイッチを押すことができる。本発明のカラーセンサの近い将来の応用例としては、Ｓａｔｕｌａらの米国特許第５，０２１，６４５号に開示された使用に類似した製造・生産環境における高速色検査・制御や、Ｄｉａｌの米国特許第５，５３７，２１１号に開示された使用に類似した顧客の肌の色やファウンデーションの色に対する化粧品や服飾品のカラーマッチングが挙げられる。図面の簡単な説明第１図は本発明のカラーセンサの実施態様の縦断面図である。第２図はカラーセンサの環状カラー部材の平面図である。第３図はカラーセンサの環状カラー部材の側面図である。第４図は基板に取り付けた本発明の実施態様のカラーセンサの平面図である。第５図は第４図の実施態様の縦断面図である。第６図は本発明のカラーセンサおよび基板の実施態様の縦断面組立図である。第７図は本発明に用いる回路の概略ブロック図である。第８図は本発明に用いる回路の変更例の概略ブロック図である。第９図は本発明の手の平に収まるマウス装置の斜視図である。第１０図は図９のマウス装置の平面図である。第１１図は本発明の手の平に収まるマウス装置の縦断面図である。第１２図ａ〜ｃは、それぞれ本発明の環状カラー部材の変更例の平面図、縦断面図および他の縦断面図を示す。第１３図は本発明のカラーセンサの変更例の縦断面図である。第１４図は本発明のカラーセンサの他の変更例の縦断面図である。第１５図は本発明のカラーセンサの他の変更例の縦断面図である。第１６図は本発明のカラーおよび反射コーン部材の他の変更例の縦断面図である。第１７図は本発明のカラーおよび反射コーン部材の他の変更例の縦断面図である。詳細な説明第１図に示すように、試料表面１２の色をサンプリングするためのカラーセンサ１０は、プリント基板１３と、ＬＥＤ１８のような複数の光源と、プリント基板１３の上面１４に取り付けられた参照用光検出器２０と、プリント基板１３の底面１５に取り付けられた試料用光検出器２２と、プリント基板１３の底面１５に取り付けられた環状のカラー２４と、プリント基板１３の上面１４に取り付けられた光学式キャップ２６と、カラーに取り付けられた反射コーン２８とを備えている。ＬＥＤ１８は、プリント基板１３を貫通する孔１９に装着され、各ＬＥＤ１８は可視スペクトル内の互いに異なる波長帯の光を発するようになっている。また、試料用光検出器２２は、参照用光検出器２０とほぼ背中合わせに配置されている。第１図〜第３図に示すように、カラー２４は、その軸線方向に貫通して穿設された複数の照射開口３０を有する環状部材であり、照射開口３０は、円錐台状をなす受光部材３６を貫通して穿設された受光開口３２の周囲に沿って配置されている。受光部材３６は、カラー２４の下面３８から下方へ向け、軸線Ａに沿って延在している。カラー２４の内部には、矩形状をなす空所４０がカラー２４の上面４２から内部に向けて軸線Ａをほぼ中心にして延在し、この空所４０内に試料用光検出器２２が収容されている。空所４０は、受光部材３６の受光開口３２内へ反射された光波が試料用光検出器２２達するようにすることで、受光開口３２との光通信を担っている。試料用光検出器２２を収容している空所４０は、ガラスまたはプラスチック製の光学的フィルタ４１取り付けるために用いると当業者から見て好適である。このようなフィルタ４１は、空所４１の底部の受光開口３２の開口部に取り付けられて軸線Ａ上に配置され、センサ１０が最適化された可視光線のもとに使用される場合には、赤外線などの不必要な光を除去するために機能する。したがって、フィルタ４１には、センサ１０の用途に供するために、赤外線フィルタやその他のバンドパスフィルタが用いられる。このフィルタ４１は、試料用光検出器２２の下面を保護する機能も有している。参照用光検出器２０の上にも同様のフィルタを設けることにより、反射された光から特定の波長のものを除去することもでき、これも本発明の範囲内である。第１図に示すように、複数のＬＥＤ１８は、それらの発光部が照射開口３０内に延在するようにプリント基板１３の光学式キャップ２６は、ＬＥＤ１８の配列の全体に亘る空所４４を形成するようにプリント基板１３に取り付けられている。各ＬＥＤ１８は、ＬＥＤ１８によって照射された部分からの光が光学式キャップ２６で構成された後方（上方）の空所４４内に照射ないしは反射されるようにプリント基板１３に取り付けられている。参照用光検出器２０は、空所４４内であってかつＬＥＤ１８の配列の中央に位置するようにプリント基板１３に取り付けられている。空所４４の内面４６には、不透明でかつ光吸収性が殆ど無い艶消しホワイト塗料のような基地に一体化されるコーティングで被覆されている。このため、プリント基板１３の上面１４から延出したＬＥＤ１８から照射されて空所４４に入った光波は、内面４６に到達し、そこで直接的または間接的に反射して参照用光検出器２０へ照射される。反射コーン２８は、カラー２４の下面に取り付けられ、その先端５０には開口４８を備えている。開口４８はカラー２４の軸線Ａ上に配置され、カラー２４に設けられた受光開口３２の次に位置している。反射コーン２８は、ほぼ円錐台状をなす内面を有し、この内面は、カラー２４と反射コーン２８とで形成される空所５３を備えている。反射コーン２８は、円錐台状をなす反射面５２を備え、反射面５２には、クロームめっき（またはその他の適当な反射コーティング）がなされている。反射面５２が照射開口３０の軸線Ｂに対して軸線Ａ側へ向けてなす角度はほぼ２２．５°に設定されている。これにより、照射開口３０を通って照射された光は反射面５２で反射され、次いで、反射コーン２８の先端５０に対して（試料が設けられている場合には試料表面１２に対して）ほぼ４５°の角度をなすように反射コーン２８の開口４８に到達する。このようにして、反射した光波のうち散乱した成分は、試料から軸線Ａに沿って上方へ送られ、受光開口３２を通って試料用光検出器２２へ送られる。したがって、ＬＥＤ１８のうち１つが活性化されるととともに、反射コーン２８の平坦な先端５０が試料表面に当接させられると、ＬＥＤ１８のプリント基板１３の上面１４から延出している部分から照射された光波は、光学式キャップ２６の内面４６で反射し、参照用光検出器２０でサンプリングされる。また、ＬＥＤ１８のプリント基板１３の下面１５から延出している部分から照射された光波は、試料表面１２で反射し、その散乱した成分が試料用光検出器２２でサンプリングされる。本発明の４５°／０°の光学配置によれば、反射光のうち鏡面反射の成分を除去して試料を目で見た状態に近付けることができる。こうして、特定のＬＥＤ（またはＬＥＤの組合せ）のカラーサンプルの反射スペクトルは、参照用光検出器２０および試料用光検出器２２による検出結果に基づき、後述するデュアルビーム法を用いて計算される。４５°／０°の光学配置を用いる場合には、円錐状の反射面５２の角度は２０．５°〜４．５°の範囲の設定で使用することができるが、好ましい範囲は２２．４°〜２２．６°である。当業者であれば自明なように、４５°／０°の光学配置を達成するために円錐状の反射面５２を上記のような角度範囲で設定することは本発明の範囲内である。また、当業者であれば自明なように、角度Ａを変えて用途に適合した光学配置を得ることができる。たとえば、患者の肌の色の特性（例えば肌色）を検出するような場合には、第１６図に示すような２０°／０°光学配置、あるいは第１７図に示すような種々の角度／０°の光学配置を適用することができる。このような変更例は、次に詳述するように、離れた試料表面のカラー検出に適している。第１図に示すように、各照射開口３０には、円筒状をなす上光路５４と円筒状をなす下光路５６とが形成されている。下光路５６は、照射開口３０の軸線Ｂに沿って上光路５４と同軸に配置されている。下光路５６は、照射開口３０を通る光波を平行にして、これを反射面５２を介して試料面１２へと送る機能を有する。また、照射開口３０の大きさは全て同じに描かれているが、その大きさは、ＬＥＤ１８の変更し得る最大限の大きさに適合するように変更される。第６図に示すように、本発明の他の実施例によれば、本装置の大量生産を単純化するために、複数のＬＥＤ１８を別体の子ボード１６２に取り付け、この子ボード１６２を主基板１３’の上面１４’に嵌合コネクタ１６４，１６６によって取り付けることができる。主基板１３’は、ＬＥＤ１８’を起動する電子部品（後述する）を備え、嵌合コネクタ１６４，１６６を介して子ボード１６２に接続される。子ボード１６２が主基板１３’に接続されると、ＬＥＤ１８’は主基板１３’内を貫通して延在する孔１９’に挿通される。また、子ボード１６２の上に嵌合した光学式キャップ２６’は、主基板１３’の上面１４’に取り付けられるとともに、前記と同様に、ＬＥＤ’から照射された光を参照光検出器２０へ反射させるように機能する。カラー２４および反射コーン２８が主基板１３’の下面１５’に取り付けられ、これにより、前記と同様に、ＬＥＤ１８’から照射された光を試料表面へほぼ４５°の角度で入射させるとともに、試料表面での光の散乱成分を試料用光検出器２２へ入射させるようになっている。当業者であれば自明なように、光源からの照射された光の一部が照射開口３０を通って伝達ないし反射され、光の他の部分が光学式キャップ２６’内の空所４４に照射ないし反射されるのであれば、光源は他の方法で取り付けることが可能である。たとえば、ＬＥＤ１８を主基板１３’の下面１５’に取り付けることもできる。この場合には、ＬＥＤ１８の全体が照射開口３０内に延在し、ＬＥＤ１８の上の主基板１３’に貫通孔が形成される。これにより、ＬＥＤ１８から照射された光は貫通孔を通って空所４４に達するとともに、前記と同様に、下側の円筒状光路５６を通って空所５３に達する。他の例では、第１５図に示すように、ＬＥＤを基板の光学的に断絶された部分に取り付けることもでき、その場合には、光ファイバーと同等のアクリル製光パイプ１８０を用いることができる。この構成では、ＬＥＤが活性化されたときに、光波の一部１８２が試料表面に同じく４５°の角度をもって送られる。その場合、試料用光検出器２２は、試料表面で散乱した光を検出する位置に配置される。光パイプ１８０は内部の光を漏出する傾向があるので、参照用光検出器２０は、光パイプ１８０から漏出される光１８４を受光するように、光学的に遮蔽された位置に配置される。当業者であれば自明なように、本発明に用いる光検出器としては、光電セル、フォトダイオード、フォトレジスタ、光電スイッチ、フォトトランジスタ、フォトチューブ、光−電圧セル、光−周波数変換器やその他のタイプの光検出器を用いて光を電気信号に変換することができる。これら光検出器は、電子増幅素子を有する光−電圧集積変換器、光−デジタル周波集積変換器、Ａ／Ｄ変換器等を備えることができる。第４図および第５図に示すように、カラーセンサ１０は、プリント基板１３の末端５９に取り付けられている。プリント基板１３には、ＬＥＤと光検出器を制御するとともに検出された信号をホストコンピュータに送信するための回路が設けられている。参照用光検出器２０および試料用光検出器２２は、リード６０によってプリント基板１３に接続された規格品のチップとして第５図に示されている。また、ＬＥＤもリード６１でプリント基板１３に接続された規格品である。本発明に好適な光検出器としては、ＯＰＴ２０９ＰＪ（ブルブラウン社製）、ＴＳＬ２３０Ａ（テキサスインスツルメント社製）があり、好適なＬＥＤとしては、ＮＬＰＢ−３００Ａ、ＮＳＰＢ−３００Ａ、ＮＳＰＧ−３００Ａ（以上、ニチア社製）、Ｅ１６６、Ｅ１０４、Ｅ１９８、Ｅ１０２、Ｅ４７２（以上、ギルウエイ社製）、ＢＬ−Ｂ４３３１（アメリカブライト社製）、ＨＬＭＰ−Ｋ６４０（ヒューレットパッカード社製）がある。ＬＥＤは、レンズと一体のカプセルにしたものが好ましい。あるいは、カプセル式でない光源と照射開口３０に設けたレンズとを組み合わせて用いることもできる。第９図〜第１１図に示すように、上シェル６４と下シェル６６とからなるシェル６２がプリント基板１３およびカラーセンサ１０を取り囲むようにして設けられている。シェル６２は、オペレータが把持し操作し易いように人間光学的見地からデザインされている。シェル６２には、押下することで活性化するスイッチ６８が設けられている。スイッチ６８は、操作することでプリント基板１３の回路と接続され、オペレータは、スイッチ６８を押下することでカラー検出を開始するようになっている。光学的キャップ２６は、上シェル６４と一体化されていることが望ましく、カラー２４は下シェル６６と一体化されていることが望ましい。また、反射コーン２８は、上シェル６４と下シェル６６とをプリント基板１３に取り付けた後にしたシェル６６に取り付けられるように、下シェル６６と別体のものであることが望ましい。上シェル６４，下シェル６６および反射コーン２８といったカラーセンサの個々の部品は、不透明な黒のＡＢＳ樹脂製であることが好ましい。第１０図および第１１図に示すように、上シェル６４にはオペレータの人差指１７０を添える部分１６８が設けられている。この部分１６８の中にはスイッチ６８が配置され、これを押下することでスイッチ６８がセンサの回路と接続され、回路を活性化するとともに、試料表面１２の色比定量の検出を開始するようになっている。スイッチ６８は、開口４８、カラー２４および受光開口３２の軸線Ａと同軸上に配置されている。したがって、この好適な例によれば、オペレータは、その人差指１７０を試料表面１２の色比定量の検出をしたい箇所に位置させ、人差指１７０でスイッチ６８を押下するだけで検出を開始することができる。第４図および第５図において、カラーセンサ１０によって検出されプリント基板１３で処理された信号は、ホストコンピュータにシリアルインターフェイスである変調コネクタ５８を介して送信される。シリアルインターフェイスコネクタ５８は、ＲＳ−２３２Ｃプロトコルや、アップルデスクトップバス（ＡＤＢ）プロトコルに対応可能とされている。シリアルインターフェイスコネクター５８は、ホストコンピュータから供給される電源電流をカラーセンサ１０等の回路に供給するものであることが望ましい。参照用光検出器２０および試料用光検出器２２は、同じものであることが望ましく、また、プリント基板１３を挟んで背中合わせに配置されることが望ましく、これにより、温度、湿度、電気的ノイズ等の影響を同じ様に受けることになる。したがって、光検出器２０，２２は温度的な条件が合致し、それらの温度を安定させるための方策が不要となる。後に説明するような手段により、互いの温度変化が打ち消し合うようにすることができる。カラー２４は、ＬＥＤ１８と試料様光検出器２２との間で断熱材として機能し、ＬＥＤ１８により発生した熱が参照用および試料用光検出器２０，２２間の温度の一致を妨げないようになっている。さらに、異なる波長のＬＥＤを用いることにより、グレイティングやフィルターが不要となる。第６図に示すように、参照用光検出器２０に付加的に設けられたピン６０’は、試料用光検出器２２に付加的に設けられたピン６０”に熱伝導性の良い材料１６７によって接続されている。この材料１６７により、参照用光検出器２０と試料用光検出器２２との温度を精密に一致させることができる。また、ピン６０’ ６０”が同じ電源やアース等の電気系統に接続される場合には、材料１６７は、電気的特性を一致させるために導電性材料とされる。当業者にとっては自明ではあるが、カラーセンサ１０プリント基板に取り付けるように構成する必要はない。取付用プレートまたはベースをプリント基板の代わりに用いるか、本発明のカラーセンサ１０内において、カラー２４や他の構成部材にＬＥＤや光検出器が収容されるように構成することもできる。第７図は、カラーセンサ１０を制御するとともに、カラーセンサ１０から出力される信号を処理するための制御回路を示すものである。この制御回路は、マイクロコントローラ８０と、Ａ／Ｄ変換器８２と、ＬＥＤスイッチ郡８４と、プログラマブルＬＥＤ電源８６とを備えている。マイクロコントローラ８０は、スイッチ６８の操作によってこれと接続される。マイクロコントローラ８０は、シリアルインターフェイス変調コネクタ５８にシリアルバス８８を介して接続されている。マイクロコントローラ８０は、ＬＥＤ選択線９０を介してのＬＥＤ１８の活性化と、ＬＥＤ電源８６に接続されたＬＥＤレベル線９２を介してのＬＥＤ１８の活性化の強弱を制御する。プログラマブルＬＥＤ電源８６は、ＬＥＤ電源をＬＥＤ電源線９６を介して供給し、また、カラーセンサ１０内に設けられた電流検出器からのＬＥＤ電流検出入力線９４を備えており、プログラマブルＬＥＤ電源のフィードバック計算に供されるようになっている。しかしながら、カラーセンサ１０は、基本的には２光線素子のためカラー検出の際の照射変動は互いに打ち消されるから、装置の作動においてＬＥＤ電流の制御回路は必ずしも必要ではないが、ＬＥＤ信号を所望のレベルに保持する上では有益である。カラーセンサ１０内の試料用光検出器２２は、試料チャンネル出力線９７を介してマルチプレクサ９８に接続され、参照用光検出器２０は、参照チャンネル出力線９９を介してマルチプレクサ９８に接続されている。マイクロコントローラ８０は、試料チャンネル出力線９７と参照チャンネル出力線９９のいずれの信号をＡ／Ｄ変換器８２に送るかを、マルチプレクサ制御線１００を介して制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器８２の処理をＡ／Ｄ変換器制御線１０２を介して制御する。参照用光検出器２０または試料用光検出器２２からの信号はＡ／Ｄ変換器８２でデジタル化され、このデジタル信号は、デジタル線１０２を介してマイクロコントローラ８０に送信される。当業者であれば自明と思われるが、ＬＥＤ電流検出線９４は、各ＬＥＤの参照チャンネル出力線９９からのレスポンスを、設定されたレスポンスに対して修正するように用いることもできる。カラーセンサ１０の動作は以下のとおりである。試料表面からの反射を検出するために、反射コーン２８の開口４８を試料表面１２に乗せ、スイッチ６８を押下する。スイッチ６８が押下されることにより、マイクロコントローラ８０は、試料チャンネル出力線９７および参照チャンネル出力線９９からそれぞれ送信される「暗い」ことを示すデジタル検出値（Ｉｓ_d）および（Ｉｒ_d）を、Ａ／Ｄ変換器８２を介して受信する（つまり、ＬＥＤ１８の全てが活性化されていない）。次いで、マイクロコントローラ８０はＬＥＤスイッチ郡８４を順次活性化し、それぞれの波長を持ったＬＥＤ１８が順次活性化される。活性化された各ＬＥＤ１８に対して、マイクロコントローラ８０は、試料チャンネル出力線９７および参照チャンネル出力線９９からそれぞれ送信されるデジタル検出値（Ｉｓ_λ）および（Ｉｓ_λ）を受信する。ここで、活性化されたＬＥＤ１８の波長の最大値を示す。各ＬＥＤ１８の波長の最大値λに対するこの装置の生の反射率Ｒｕ_λは下記式（１）によって計算することができる。一般に、マイクロコントローラ８０は、（Ｉｓ_λ）および（Ｉｒ_λ）の検出がなされる直前に、各（Ｉｓ_d）および（Ｉｒ_d）の検出をそれぞれ間髪を置かずに行う。これは、測定値の偏りによる影響を少なくするためで、偏りは「暗い」ことを示す検出値に見られる。同様に、各ＬＥＤの（Ｉｓ_λ）および（Ｉｒ_λ）の検出をそれぞれ間髪を置かずに行う。これも光検出器によるゲインの偏りを少なくするためである。各ＬＥＤに対する上記検出はロジックによって行われ、（Ｉｓ_d）および（Ｉｒ_d ）の検出は、（Ｉｓ_λ）および（Ｉｒ_λ）の検出に先立ち、あるいはその後に間髪を置かずになされるべきである。とは言え、実験を経て開発ないし改良するに至った「ショートカット」検出の手法も有効である。このショートカット検出では、１つの（Ｉｓ_d）および（Ｉｒ_d）を全てのＬＥＤの検出サイクルに対して用いる手法である。ショートカット検出サイクルは下記のとおりである。ここで、Ｎは検出サイクルで発行させられるＬＥＤの数を示す。また、下記検出サイクルを用いることにより、ゲインがやや正確になることも判った。各ＬＥＤの最大波長を得るために暗補正の手法で用いるＩｓ_d _λおよびＩｒ_d _λ の値は、検出値Ｉｓ_do'Ｉｒ_do'およびＩｓ_d1'Ｉｒ_d1'を用いて下記のようにして得ることができる。ただし、ｉ＝１…Ｎ同様に、ただし、λｉは、検出サイクルにおけるＬＥＤによる検出に一致する。色彩を有する試料表面での反射を検出する前に、色補正を行うためにカラーセンサを使用することが望ましい。色補正は、黒または無反射の補正面でカラーセンサ１０を使用することで「黒」の反射検出値Ｒ_blackを得るとともに、白の補正面でカラーセンサ１０を使用することで「白」の反射検出値Ｒ_whiteを得ることによって行うことができる。その際、反射コーン２８の開口４８は、先ず、黒または無反射の補正面に置かれ、スイッチ６８を押下することで黒または無反射の補正面の反射検出値が得られる。次いで、反射コーン２８の開口４８は、白の補正面に置かれ、スイッチ６８を押下することで白の補正面の反射検出値が得られる。補正値Ｒ_blackおよびＲ_whiteは記録され、その次に得られた上記Ｒｕ_λを下記式のように修正するために用いられる。ここで、Ｒ_λは所定のＬＥＤの最大波長λの偏りが修正され正常化された反射検出値、Ｓ_Wは、研究室レベルのスペクトロフォトメータであるグレタッグＳＰＭｌ００等のような規準参照装置によって得られた白修正因子、Ｓ_hは規準参照装置によって得られた黒修正因子である。また、下記式も用いることができる。ここで、Ｒ’は当該試料について測定された色反射検出値の偏りを修正し正常化した値Ｎのベクトル、Ｒｕ’は当該試料について測定された無修正の反射検出値Ｎのベクトル、Ｒ’_blackは「黒」補正用タイルについて予め測定された無修正の反射検出値Ｎのベクトル、Ｒ’_whiteは「白」補正用タイルについて予め測定された無修正の反射検出値Ｎのベクトルである。上記測定においては、１または２以上のＬＥＤを同時に活性化することができ、また、発行した複数のＬＥＤの合成された波長の反射を決定することもできる。たとえば、より良いＣＩＥカラーマッチング機能を得るとともに、サンプリングを迅速に行うために、所定のＬＥＤを組み合わせて発光させ、ＲＢＧの波長帯全域に対応する複数の波長を得ることができる。たとえば、採取されかつ計算されるべきサンプルが３つだけ要求され、その１つに対応するのが赤の波長帯を形成する全てのＬＥＤであり、もう１つに対応するのが緑の波長帯を形成する全てのＬＥＤであり、最後の１つに対応するのが青の波長帯を構成する全てのＬＥＤである場合に適用することができる。光検出器としては、テキサスインスツルメント社製のＴＳＬ２３０などの光− 周波数変換器を用いることができる。光−周波数変換器は、検出された光の輝度に対応する周波数信号を出力する。したがって、光−周波数変換器を用いる場合には、本発明ではホストコンピュータまたはマイクロコントローラが光−周波数変換器から出力される周波数信号に基づいて反射率の計算を行うから、Ａ／Ｄ変換器は不要となる。ハードウエアのセットアップ情報や補正情報を記録するために、制御回路にはオンーボードプログラマブルメモリを備えることができ、また、ユーザが読み取るために、液晶ディスプレイを設けることができる。さらに、内部電池やワイヤレス操作のための各種機器を備えることもできる。本実施例では、比色定量の操作のために波長が互いに異なる１０個のＬＥＤを使用することができる。特に、最大波長が４３０，４５０，４７０，５２５，５５８，５６５，５８５，５９４，６３５ｎｍであるＬＥＤが好適である。なお、ＬＥＤの最大波長を示したが、ＬＥＤは１０〜１００ｎｍの範囲の幅で特定の波長帯の光を発生する。また、当業者であれば自明なように、本発明では、カラーセンサに求められる精度と再現性に応じて上記よりも多くのまたは少ないＬＥＤを用いることができる。たとえば、３個あるいは６個のＬＥＤを用いた場合には、１０個用いた実施例よりも精度および再現性が低くなり、逆に、１６個のＬＥＤを用いた場合には、１０個用いた実施例よりも精度および再現性が高くなる。３個のＬＥＤを用いる例が実用に供される場合には、ＬＥＤの最大波長はそれぞれ４５０，５５５，６１０ｎｍであることが望ましく、６個のＬＥＤを用いる例が実用に供される場合には、ＬＥＤの最大波長は、それぞれ４５０，４７０，５１２，５５５，５８０，６１０ｎｍであることが望ましく、１６個のＬＥＤを用いる例が実用に供される場合には、ＬＥＤの最大波長は、それぞれ４３０，４５０，４７０，４８９，５１２，５２５，５５８，５６５，５７４，５８５，５９４，６０５，６１０，６２０，６３５，６６０ｎｍであることが望ましい。３個のＬＥＤを使用する例（それぞれ４５０，５５５，６１０ｎｍ）も本発明の範囲内であるが、スペクトルに特徴のあるＬＥＤないしチャンネルを３個よりも多く用いる場合には、検出値を補正するための種々の実用上の利点がある。第１に、３個よりも多いスペクトル形状を用いることにより、付加的なチャンネルにより三刺激値を計算する際の自由度が与えられるから、ＣＩＥカラーマッチング機能により決定される場所どうしを結びつけるのが簡単となる。第２に、実際には、３つだけのＬＥＤの組み合わせで１つの特定の発光を生じさせ、これに対してカラーマッチング機能によって特定した場所をカバーすることは難しい。これは、商業的および物理的に利用可能なスペクトル形状を持ったＬＥＤの数が少ないことと、また、単一のロット内でもＬＥＤどうしのスペクトル強度の分布が異なるという理由による。したがって、３個よりも多いＬＥＤを使用することにより、ＬＥＤどうしの相異に対して神経質になる必要がない（余分なＬＥＤの存在による）。加えて、単一のＬＥＤから供給される形状と比べると、複数のＬＥＤの組み合わせの方が有効な形状が供給される。これにより、ＣＩＥカラーマッチング機能による複数のピークのマッチングが容易になる。最後に、３個よりも多いチャンネルを用いることにより、試料に対する反射スペクトルの全域を得ることなく、複数の発光に対する試料の測定の比色定量の情報を得ることができる。これにより、３つのチャンネルの装置よりもはるかに柔軟性のある装置を構成することができる。上述した方法によって反射ベクトル比Ｒ’が決定されると、反射ベクトル比Ｒ ’は利用可能な色測定値ｔ（例えば、色測定値ｔは試料のＣＩＥＸＹＺ三刺激値であっても良い）に線形または非線形の手法により変換される。この変換を実行するために、測定値を得たセンサ１０における数学的処理を第一に決定しなければならない。これは、反射ベクトル比Ｒ’から色検出値ｔへの変換は、反射ベクトル比Ｒ’を得るために使用されるセンサの構成要素の唯一の特性に基づいているからである。センサ１０による数学的処理は下記式に基づいて行われる。ここで、ＭをＬＥＤ１８の数、Ｎを可視スペクトル中でサンプリングされた波長の数と仮定すると、式６においてＲ’は記録された反射比のベクトルＭ×１、Ｓ^Tはそれぞれが唯一のスペクトルを有するＭ個のＬＥＤのスペクトル強度分布を示す行列Ｍ×Ｎ、Ｄは光検出器のスペクトル感度を示す対角行列Ｎ×Ｎ、ｂはバイアスベクトルＭ×１、ｒは試料の実際の反射スペクトルを示すベクトルＮ× １である。この装置の数学的処理は、Ｓ^T，Ｄおよびｂを見つけることにより決定される。これらの値は、センサ１０を用いて既知のｒを有する試料に対して測定することにより見つけることができる。簡単に言えば、センサの数学的処理は、試料に対する光検出器のスペクトル感度と、ＬＥＤ１８のスペクトル強度分布と、既知の反射検出値を有するいくつかの試料に基づいて決定することができる。試料に対する光検出器のスペクトル感度は、光検出器の製造者が明らかにする。所定の品質を有する光検出器ではれば、感度はどの光検出器も同一として許容できる範囲内である。本発明においては、ＬＥＤの製造者は、特定のバッチのＬＥＤの実際のスペクトル形状と最大波長を示すことができない。このため、分光放射計を用いて各ＬＥＤのスペクトル強度分布Ｓ^Tを測定する必要がある。しかしながら、分光放射計では、相対的な分布の形状しか得ることができないから、ＬＥＤのスペクトル強度およびバイアスベクトルｂの絶対値は、既知の反射率ｒ₁およびｒ₂を有するスペクトルの判っている２つの試料に対して、センサ１０による測定を行って決定することになる。この場合、通常は黒と白の試料が用いられる。これらの測定により、２つの未知数（Ｓ^Tおよびｂ）を解くための２つの数式をＭ組得ることができ、それに際して所定の定数の範囲内にあるＳ^Tの数式を得ることができる。一度センサの処理が行われると、つまり、一度Ｓ^T，Ｄおよびｂが見つけられると、試料の実際のスペクトル反射ｒを正確に概算することができる。発光Ｌの下の試料に対するＣＩＥＸＹＺ三刺激値ｔは、ベクトル／行列式で表すことができる。ここで、Ｌは発光スペクトル強度分布を含む対角行列Ｎ×Ｎであり、Ｎ×３行列Ａの列はＣＩＥＸＹＺカラーマッチング機能を含んでいる。式８に基づくｔの概算は、当業者であれば自明である。比から記述子ｔへ変換するという数学的な問題は、下記式によって表される。ここで、Ｅ｛｝はシステムノイズと対象となる複数の反射スペクトルの概算処理であり、Ｆはｔを含む色区域から知覚的な単一の色区域（つまり、人間の知覚機能を数値化したもの）へ変換するための関数であり、Ｇはｔ（Ｇ（_c）≒ｔ）を概算するための関数である。したがって、Ｇが見出すべき関数である。この処理においては、Ｇは線形または非線形の関数として選択されることが望ましい。一群の試料において試料を広い範囲で変えつつスペクトル検出を行う処理においては、非線形変換よりも線形変換の方が簡便である。通常は、関数Ｆは、上記のような概算の問題に対する解析的な解法を難しくする形態となっている。この場合には、２つのステップによってＧを変形したものを見出すことができる。第１ステップでは、Ｇの概算値は、ＣＩＥＸＹＺ区域におけるエラーを最小化する解析（すなわち、関数Ｆを無視する）によって得ることができる。この解法によれば、単純な行列代数を用いて簡単に計算することができる。第２ステップでは、この概算値は、上記非線形の問題を最小化する数値的な概算アルゴリズムの始まりとして用いることができる。一般的な非線形概算アルゴリズムはこの処理のためには充分である。上記概算の問題における概算演算子は、一群（一団）の反射スペクトルに基づいて得ることができる。上記のアプローチでは、センサが良く検出する代表的な反射試料が求められる。これら試料から反射修正行列が構成され、最初の解析ステップ（関数Ｆが無視されたとき）に用いられる。具体的には、解析的な解法は下記式によって与えられる。ここで、Ｋ_r＝Ｅ｛ｒｒ^T｝は反射修正行列であって下記式によって概算される。ここで、Ｒは反射スペクトルのいくつかの郡Ｎ_Rである。Ｒ中の各試料に対しては数値的な処理が行われる。変換行列の条件付けは制約的な設定により行うことができる。条件付けまたは標準化の程度は、システムノイズの関数によって定められ、これにより、反復性のある変換が行われる。あるいは、関数Ｆは、一群Ｒの中の各試料に対しては部分的に線形化することができる。この線形化により、知覚的かつシステムノイズとの折り台いが良好で反復性の良い解析的解法を得ることができる。最後に、複数のスペクトルに対する概算値は下記式で表される。また、概算値の解は下記式によって与えられる。システムノイズとＬＥＤに対応して、上記と逆に計算する疑似逆算処理が必要になる場合がある。この疑似逆算処理は比色処理の場合にも必要となることがある。疑似逆算処理は、行列Ｓ^TＫ_rＳから重要でない個々の値を除去することで行うことができる。第１４図に示すように、本発明では、あるＬＥＤに代えて光沢計としての光検出器１６０を設けることができる。光検出器１６０は、第２ＬＥＤ１８”に対して軸線Ａ回りに１８０°離間した第１ＬＥＤ１８’の代わりに設けられている。この光検出器１６０は、第２ＬＥＤから発せられて試料で反射する光の特定の成分を検出する。当業者においては自明なように、ＬＥＤ１８としては、用途によっては非可視スペクトルの波長を持ったものも使用される。たとえば、試料面での赤外線の反射を検出するために、赤外線スペクトルのＬＥＤを使用することができる。これと関連して、赤外線ＬＥＤは、データを反射コーン２８の開口を経由してホストコンピュータに送信するために使用することができ、これによって、シリアルインターフェイスコネクタ５８を省略することができる。また、本発明は、ＣＲＴディスプレイのスクリーンのように、自己発光する試料に対しても適用可能である。このような対応ではＬＥＤは不要となる。第８図は、２光線センサ１０による反射スペクトルの検出値を効果的に概算するための本発明に係る制御回路の変更例を示すものである。この制御回路は、マイクロコントローラ１００と、Ｄ／Ａ変換器１０２と、Ｄラッチ回路１０６と、試料チャンネル電圧比較器１０８と、参照チャンネル電圧比較器１１０と、ＯＲゲート１１２とを備えている。マイクロコントローラ１００はスイッチ６８を操作することでこれに接続される。マイクロコントローラ１００は、シリアルインターフェイスモデュラーコネクター５８と通信バス１１４を介して通信する。マイクロコントローラ１００は、ＬＥＤ１８を制御するとともに、ＬＥＤ選択線１１６を介して活性化する。ＬＥＤ選択線１１６によってどのＬＥＤが活性化されるか非活性化されるかが選択される。この制御回路は、参照電圧１２０を備え、参照電圧１２０は、Ｄ／Ａ変換器１０２および参照チャンネル電圧変換器１１０に用いられる変化しない一定の参照電圧である。制御回路は、ＬＥＤ可変コントローラ１２２を備え、ＬＥＤ可変コントローラ１２２は、その抵抗を変化させてＬＥＤのドレインからの電流が許容値以上に流れないようにする。これには遅延傾斜回路１２６からＬＥＤゲート信号１２４が供給され、遅延傾斜回路１２６は、最初は低い電圧を発生し、これを線形に増加させて時間が経つと高くなるようにする。この制御回路は以下のようにして作動する。最初に、スイッチ６８により活性化され、マイクロコントローラ１００はクリア線１２８を活性化してＤラッチ回路１０４，１０６をクリアする。マイクロコントローラ１００は、フルスケールコードを０．５倍したものをＤ／Ａ制御線１３０を介してＤ／Ａ変換器１０２ａに送信する。内部ＬＥＤ可変選択器ｉ（この「ｉ」は活性化された特定のＬＥＤスイッチを示す）は初期化される（ＬＥＤの全てが選択されない）。選択されたＬＥＤｉによる反射検出の手順は以下のとおりである。マイクロコントローラ１００は、ＬＥＤ選択スイッチ１１８に接続されたＬＥＤ選択線１１６を介してＬＥＤｉを選択する。ＬＥＤ電源１３２がＬＥＤｉに供給されるが、ＬＥＤ可変コントローラ１３２がオフであるためにＬＥＤｉは活性化されていない。次に、マイクロコントローラ１００は、Ｄラッチ回路１０６のクロックインプット１３６に接続されたスタート線１３４を活性化する。したがって、Ｄラッチ回路１０６のＱアウトプット１３８（ＬＥＤオン）は、「スタート」信号がＤラッチ回路１０６によって立ち上がったときに活性化する。この「ＬＥＤオン」信号１３８は、遅延傾斜回路１２６に送信され、次いで遅延傾斜回路１２６は、ＬＥＤ可変コントローラ１３２へ送信する「ＬＥＤゲート」信号１２４を直線的に増加し始める。これによりＬＥＤ可変コントローラ１３２は活性化され、ＬＥＤ電源１３２が予め選択された１１８に供給され、対応するＬＥＤ１８とＬＥＤカソード１４０および「ＬＥＤのドレイン」１４２にも供給される。電流はＬＥＤ１８にも流れているため、ＬＥＤ１８は設定された波長の光を発生する。しかしながら、その光の輝度は、直線的に増加する「ＬＥＤゲート」信号１２４に依存する。前述のように、参照用光検出器２０は活性化されたＬＥＤ１８からの光を受信し、検出した光に対応する信号を参照チャンネル出力１４４を介して試料チャンネル電圧比較器１０８に送信する。同様に、試料用光検出器２２はカラー試料で反射された光を受信し、検出した光に対応する信号を試料発光ダイオードチャンネル出力１４６を介して試料チャンネル電圧比較器１０８に送信する。１２４が増加しているため、ＬＥＤ１８からの光の強さは、試料チャンネル電圧比較器１０８または参照チャンネル電圧比較器１１０のいずれかが活性化されるまで増加する。Ｄラッチ回路１０６は、試料発光ダイオードチャンネル出力１４６の電圧が１０２からの出力電圧１５２よりも大きくなったときに活性化される。Ｄラッチ回路１０４は、参照チャンネル出力１４４の電圧が参照電圧１２０より大きくなったときに活性化される。試料チャンネル電圧比較器１０８が活性化されると、Ｄラッチ回路１０４のクロック入力１４９に接続された「Ｘ＞Ｙ」線１４８が活性化される。このため、「Ｘ＞Ｙ」線１４８信号が試料チャンネル電圧比較器１０８によって活性化され、Ｄラッチ回路１０４はマイクロコントローラ１００にその旨を「Ｘ＞Ｙ（維持）」線１５４を介して通知する。このとき、マイクロコントローラ１００は、Ｄ／Ａの設定が完了したか否かを判断し、完了している場合には、検出結果をＲＳ２３２Ｃシリアルインターフェイス５８を介してホストコンピュータに通知する。マイクロコントローラ１００がＤ／Ａの設定が完了していないと判断した場合には、デジタル−アナログ信号は、デジタル−アナログ制御線１３０内で増加し、マイクロコントローラ１００は、「クリア線」１２８がＤラッチ回路１０４，１０６をクリアするように設定し、かつ、「開始」線１３４を活性化することによって開始する上記した検出処理を再開する。あるいは、参照チャンネル電圧比較器１１０が活性化されたときは、参照チャンネル出力１４４の電圧は参照電圧１２０よりも高いことになる。こうして、試料チャンネル電圧比較器１０８の活性化によりＤラッチ回路１０６がクリアされる。マイクロコントローラ１００は、このことを「失敗」信号を通じて感知し、Ｄ／Ａ変換器１０２へのＤ／Ａ制御信号１３０を減少させ、「開始」線１３４を活性化することによって開始する上記した検出処理を再開する。上記の連続した概算回路では、参照チャンネル出力１４４に対する試料発光ダイオードチャンネル出力１４６を常に測定することができる。この方法では、Ｄ／Ａ変換器１０２を試料発光ダイオードチャンネル出力１４６が比較される対象となるしきい値１５２を設定するために使用する。しきい値１５２が低すぎる場合には増加させられ、しきい値が高すぎる場合には減少させられる。求めるべきしきい値は、参照チャンネル出力１４４が安定した参照電圧１２０と一致したときに、最も近接したタイミングで試料発光ダイオードチャンネル出力１４６に一致する値である。適当なしきい値を「ハンティング」するこの方法は、一定周期で行われ、２進ツリーサーチアルゴリズムのような所定の概算の場合には、比較的速く行われる。最終的なしきい値が見つけられたら、参照用チャンネルに対応するデジタル値を知ることができる。安定した参照電圧１２０は、Ｄ／Ａ変換器１０２の出力電圧１５２を発生するために用いられるから、参照チャンネル出力１４４の比較の場合と同様に、試料発光ダイオードチャンネル出力１４６の出力電圧１５２に対する比較は、参照用フォトダイオードチャンネルに対して試料発光ダイオードチャンネル出力１４６を直接比較するのと同じとなる。また、Ｄ／Ａ変換器１０２の出力電圧１５２は下記式で定義することができる。Ｄ／Ａ出力＝参照電圧×（デジタル設定／総スケールデジタル値）比較が有効となった瞬間に、試料発光ダイオードチャンネル出力１４６がＤ／Ａ出力とほぼ一致していれば、参照チャンネル出力１４４は参照電圧１２０とほぼ一致し、上記関係は下記式で表される。（試料チャンネル/参照チャンネル）=（デジタル設定/総スケールデジタル値）したがって、好適なしきい値に相当するデジタル設定を見つける動作は、参照用チャンネルで分割された試料用チャンネルの値を見つけるのと同じである。試料用および／または参照用チャンネルが既知の量を用いて計測する手段が用いられたときに、上記処理回路は同様に有効となる。また、「遅延（ランプ）」１２６と「ＬＥＤ可変コントローラ」１２２の組み合わせの回路の出力が線形であると仮定すると、２進ツリーサーチアルゴリズムは、参照チャンネルの比較の開始と試料チャンネルの比較の開始との時間差を認識するとともに、次の「予想される」しきい値を設定することでさらに改良されたものとなる。最後に、参照チャンネル出力１４４がＤ／Ａ出力電圧１５２を発生させる参照用電圧として使用されることを有効にすることができ、することができり、この方法は、参照用チャンネル出力によって分割される試料用チャンネル出力の要求されている値を計算する最も直接的な方法である。第１２ａ図〜第１２ｃ図に示すように、他の変更例である環状のカラー２４’ は軸線Ａに対して４５°傾斜した複数の照射開口７２を備えている。これにより、上述の反射コーン内の２２．５°の角度を持った円錐状の反射面が不要になるとともに、反射コーンも不要になる。なお、異なる大きさに記載された照射開口７２は、異なる大きさのＬＥＤに使用される。第１３図に示すように、本発明の変更例には、反射コーンの反射面の位置に設けた光学的レンズ７６を備えることができる。光学的レンズ７６は、照射開口３０から照射された光波を軸線Ａ方向へ向けて４５°傾斜させるように作用する。本発明では、参照用光検出器２０を使用しない「下向」カラーセンサを構成することもでき、上記の新規な構成要素のいずれか任意のものあるいは全てを用いて手持ち操作の１光線カラーセンサを構成することもできる。第７図を参照すると、そのような１光線カラーセンサに重要な構成は、９４である。この例では、電流検出信号を試料用光検出器２２およびアンプ回路（内部または外部から試料用光検出器）に送信すると好適である。上述したように、第１６図および第１７図に示す実施例では、患者の皮膚のように離れた試料表面のカラー検出に向いている。第１６図に示すように、反射コーン２８は、照射開口３０”の軸線Ｂに対して１０°傾斜した円錐状反射面５２を備えている。照射開口３０”を通り円錐状反射面５２で反射した光は、２０° の角度で試料表面に入射する。すなわち、この実施例は２０°／０°の幾何学配置である。第１７図に示すように、カラー２４”は外周方向へ延在するほぼ円錐状の反射面１９０を備え、反射面１９０は、軸線Ｂと交差することにより、照射開口３０”を通って照射された光を、反射コーン２８”の湾曲した内周の反射面１９２へ反射させる。内周の反射面１９２で反射した光は、試料表面１２へ向かい、そこで実質的に散乱する。したがって、第１７図に示す実施例は、変化する散乱／０°の幾何配列である。以上のように本発明の詳細な実施例を示したが、本発明の請求の範囲に記載された範囲内で変更することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者イセリ，ビクター，エルアメリカ合衆国オハイオ 45246，シンシナティ，マーウッドレーン 12134 (72)発明者サム，ロング，ビィアメリカ合衆国オハイオ 45069，ウエストチェスター，グレンミドウドライブ 7560 (72)発明者バーヘル，ミッチェル，ジェイアメリカ合衆国オハイオ 45036，レバノン，チェリーヒルレーン 497

Claims

【特許請求の範囲】１．手で持って操作することにより試料表面からの反射的、密度的、分光分析的、比色定量的、自己発光的または放射分析的な検出値を集める検出装置であって、ほぼ平坦な下面と人の手の平および指に心地良くフィットするように形成された上面とを有するハウジングと、上記ハウジングに設けられたセンサと、上記センサに操作的に接続されるこにより上記センサに検出を行わせるスイッチと、上記センサとコンピュータとの間に操作的に接続され、上記センサからのデータを上記コンピュータに送信するデータ接続手段とを備え、上記センサは、集光用開口と、回路と、光検出手段とを具備し、上記光検出手段は、上記集光用開口に並設された試料表面の一部からの反射的、密度的、分光分析的、比色定量的または自己発光的な検出を行うことを特徴とする検出装置。２．前記開口は、前記ハウジングの上面の人差指を載せる部分とほぼ上下方向に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。３．前記スイッチは、押鉛であって前記人差指を載せる部分に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。４．前記センサは、前記ハウジングに設けられたプリント基板と、上記ハウジング内に設けられ、互いにほぼ異なる波長を有して各々が光を発する複数の光源と、上記プリント基板に設けられた試料用光検出器と、上記各光源から発せられた光の第１の部分を前記試料表面に向かわせるようになされた第１光学的手段と、試料で反射した光の一部を上記試料用光検出器に向かわせるようになされた第２光学的手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の検出手段。５．前記センサは、前記プリント基板に設けられた参照用光検出手段と、前記光源から発せられた光の第２の部分を上記参照用光検出手段に向かわせるようになされた第３光学的手段とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。６．前記第３光学的手段は、前記開口および前記参照用光検出器の上方に設けられた光学的キャップであり、この光学的キャップは、ほぼ光吸収性のない一体的な内面を有して参照用空所を構成し、前記光源から発せられた光の第２の部分を上記光学的キャップの上記一体的な内面で反射させ、上記参照用光検出器が上記一体的な内面で反射した第２の部分の実質的な部分を受光するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の検出装置。７．前記光学的キャップは前記ハウジングと一体化されていることを特徴とする請求項６に記載の検出装置。８．前記参照用光検出器と前記試料用光検出器はほぼ背中合わせに取り付けられることにより環境の影響を共有していることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。９．前記プリント基板は、複数の貫通孔を備え、少なくとも１つの貫通孔は、前記電源の１つに対応して設けられ、上記各電源は対応する上記貫通孔に近接して設けられていること特徴とする請求項４に記載の検出装置。１０．前記光源は、前記試料用光検出器の周りに配置され、前記第２光学的手段は、前記試料用光学的手段を覆うように設けられるとともに、上記試料用光学的手段と光学的な配置にある受光開口を備え、前記第１光学的手段は、反射コーンを備え、この反射コーンは、空所と先端とを備え、前記集光用開口は上記先端に設けられ、前記集光用開口は、上記空所と光学的接続関係にあり、上記反射コーンは、試料用チャンバに対して上記各開口と上記第２光学的手段とを囲うように設けられ、上記集光用開口は上記受光開口に対して光学的な配置とされ、上記反射コーンは、円錐台状の反射用内面を備え、この内面は、上記集光用開口に対して光学的な配置にされるとともに、前記光源から発せられた光の前記第１の部分に関連する位置に配置され、上記空所の上記反射用内面は、上記集光用開口へ向かって内側に所定角度傾斜して配置されることにより、前記発光により発せられた光の上記第１の部分を試料に対してほぼ４５°の角度で照射し、これにより、上記光の第１の部分を試料に対してほぼ４５°の角度で反射させ、上記試料用光検出器が試料で反射した光の散乱成分を受光することを特徴とする請求項９に記載の検出装置。１１．前記光源は、子ボードに取り付けられた発光ダイオードであり、子ボードは前記プリント基板に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の検出装置。１２．前記センサは、前記ハウジング内に設けられて各々が互いにほぼ異なる波長の光を発する複数の発光ダイオードと、上記発光ダイオードから発せられた光を前記光学的手段に向かわせる光パイプと、この光パイプから漏出した光を受光する参照用光検出器と、前記光学的手段によって前記集光用開口へ送られて試料表面で反射した光の散乱成分を受光する試料用光検出器とを備え、上記光学的手段は、上記光パイプによって送られる光を前記集光用開口へ向けほぼ４５°傾斜させて送るようになされていることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。１３．試料に対して反射的、密度的、分光分析的、比色定量的、自己発光的または放射分析的に検出する検出装置であって、下面を有するベースと、このベースに設けられ、互いにほぼ異なる波長帯を有して各々が光を発する複数の光源と、試料用光検出器と、上記ベースの上記下面に設けられた第１光学的アセンブリとを備え、上記光源は、上記光源から発せられた光の第１の部分を上記ベースの下面よりも下方へ送るようになされ、上記第１光学的アセンブリは、上記各光源から発せられた光の第１の部分を、上記試料用光検出器に直接入光させないようにしつつ前記試料に向かわせるとともに、上記試料で反射した光の一部を上記試料光検出器へ送るようになされ、かつ、上記ベースの下面に設けられた環状カラーを備え、上記環状カラーは、上記複数の光源と上記試料用光検出器を囲むように配置されるとともに、その軸線方向に貫通する複数の照射開口を備え、各照射開口は、上記各光源に対応して設けられ、上記カラーは、その軸線方向に延在する受光開口を備えることにより、上記試料と上記試料用光検出器とを光学的に関連付けていることを特徴とする検出装置。１４．前記照射開口は、前記試料用光検出器の周りに配置され、前記第１光学的アセンブリは、中央軸を有する反射コーンと、空所と、先端と、この先端に設けられた集光用開口ととを備え、この集光用開口は、上記空所と光学的に関連し、上記反射コーンは、上記カラーの下面から延在し、上記集光用開口と上記受光用開口は上記中央軸と同軸上に配置され、上記各照射開口は、照射軸を備え、上記反射コーンは、上記中央軸と同軸上に配置されるとともに上記照射軸に交差するように配置された円錐台状をなす反射用内面を備え、上記空所の上記反射用内面は、上記中央軸へ向かって内側に所定角度傾斜して配置されることにより、前記発光により発せられた光の上記第１の部分を上記照射開口に対してほぼ４５°の角度で照射し、これにより、上記照射開口が上記試料表面に位置させられたときに、上記光源から発せられた光の第１の部分を上記空所の内面で反射させるとともに、試料に対してほぼ４５°の角度で照射して反射させ、上記試料用光検出器が試料で反射した光の散乱成分を受光することを特徴とす１５．前記照射開口は、前記照射軸と同軸に配置された円筒状の光路を備え、これにより前記光源から発せられた光の前記第１の成分を平行にすることを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。１６．参照用光検出器と、前記光源から発せられる光の第２の成分を前記参照用光検出器に向かわせる第２光学的アセンブリとをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。１７．前記参照用光検出器は、参照用出力チャンネルを備え、前記試料用光検出器は、試料用出力チャンネルを備え、さらに、上記参照用出力チャンネルと試料用出力チャンネルとに接続された処理回路を備え、この処理回路は、反射的、分光分析的、密度的、比色定量的な試料に関するデータを、上記参照用出力チャンネルからのデータとこれに対応する上記試料用出力チャンネルからのデータとの比の少なくとも一部に従って発生させることを特徴とする請求項１６に記載の検出装置。１８．前記処理回路は前記電源に制御された電流を供給する電流可変電源を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の検出装置。１９．前記処理回路は、前記光源に供給される電流を検出する電流検出手段を備え、この電流検出手段は、上記処理回路が前記電流可変電源を制御する際に使用する電流信号を発生することを特徴とする請求項１６に記載の検出装置。２０．前記電流信号は、前記処理回路が初期の出力レスポンスに対する前記参照用チャンネルのレスポンスを修正する際に使用されることを特徴とする請求項１９に記載の検出装置。２１．前記処理回路は、前記複数の光源に接続されたスイッチコンポーネントを備えることにより、上記処理回路が上記各光源を別々に活性化させ、あるいは所定の順番で組み合わせて活性化させうことを特徴とする請求項１７に記載の検出装置。２２．前記処理回路は、連続した概算回路であることを特徴とする請求項１７に記載の検出装置。２３．試料で反射した光のスペクトル成分を受光する位置に配置された第２光検出器をさらに備えることにより、試料の光沢を検出するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２４．前記光源は発光ダイオードであり、この発光ダイオードはカプセル化されてレンズと一体化されている、ことを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２５．前記カラーは、前記光源と前記試料用光検出器とを断熱することを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２６．前記試料用光検出器は、試料用出力チャンネルを備え、さらに、上記試料用光検出器に接続された処理回路を備え、この処理回路は、前記試料の反射的、密度的、分光分析的、比色定量的、自己発光的または放射分析的なデータを、上記試料用出力チャンネルから受信したデータに基づいて発生させ、上記処理回路は、前記光源に供給される電流を検出する電流検出手段を備え、この電流検出手段は、上記処理回路が上記反射的、密度的、分光分析的または比色定量的なデータを修正する際に使用する電流信号を発生することを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２７．前記受光開口に設けられてどう受光開口に入る光の予め設定された成分を除去するフィルターをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２８．前記ベースはプリント基板であり、前記光源は発光ダイオードであり、上記発光ダイオードと上記試料用光検出器は上記プリント基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の検出装置。２９．試料に対して比色定量的、反射的、密度的、分光分析的光、自己発光的または放射分析的に検出する検出装置であって、所定のスペクトル内で互いに実質的に異なる波長帯の光を発生する複数の発光ダイオードと、上面および下面を有するベースと、上記ベースの上面に設けられ、ほぼ光吸収性の内一体的な内面を有する光学的キャップと、上記ベースの上面に設けられた参照用光検出器と、上記ベースの下面に設けられた試料用光検出器とを備え、上記ベースは、その上面から下面へ貫通するように延在する複数の照射開口を備え、上記発光ダイオードは、上記光学的キャップの内部に設けられ、かつ、上記照射開口に近接してまたはその内部に配置され、上記発光ダイオードから発せられる光の第１の成分を上記照射開口を通して試料に送るとともに、上記試料で反射させて上記試料用光検出器に送り、さらに、上記発光ダイオードから発せられた光の第２の成分を、上記一体化された内面に間接的および直接的に送り、上記一体化された内面で反射させて上記参照用光検出器へ送ることを特徴とする検出装置。３０．前記発光ダイオードは、レンズと一体化されてカプセル化されていることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３１．前記参照用光検出器と前記試料用光検出器は、互いに近接して取り付けられることにより、環境の影響を共有するようになされていることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３２．前記ベースに、熱伝導性の良い材料を前記参照用光検出器と前記試料用光検出器との間で取り付けたことを特徴とする請求項３１に記載の検出装置。３３．前記熱伝導性の良い材料は導電性材料であることを特徴とする請求項３２に記載の検出装置。３４．前記ベースの下方へ延在して前記各開口と並ぶ反射面を備え、この反射面は、前記発光ダイオードから発せられた光の前記第２成分を、前記試料に対してほぼ４５°の角度で反射させることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３５．前記照射開口は、前記対応する照射軸に対して同軸に対置された円筒状の光路を備えることにより、前記発光ダイオードから発せられた光を平行にすることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３６．発光ダイオード用のプログラマブル電源を備え、このプログラマブル電源は、発光ダイオードを活性化し、または複数の発光ダイオードを所定の順番で活性化することを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３７．前記所定のスペクトルは可視光スペクトルであることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３８．前記所定のスペクトルは赤外線スペクトルであることを特徴とする請求項２９に記載の検出装置。３９．試料に対して比色定量的、反射的、密度的または分光分析的光に検出する検出装置であって、プリント基板と、所定のスペクトル内で互いに実質的に異なる波長帯の光を発生する複数の光源と、上記プリント基板の表面に設けられた参照用光検出器面と、上記プリント基板の逆の面に設けられた試料用光検出器面と、上記各光源から発せられた光の第１の部分を上記参照用光検出器に向ける第１光学的部材と、上記各光源から発せられた光の第２の部分を上記試料用光検出器に向ける第２光学的部材と、試料で反射した光の一部を上記試料用光検出器へ向ける第３光学的手段とを備えたことを特徴とする検出装置。４０．試料表面の色検出方法であって、（ａ）少なくとも１つの光源を活性化して所定の波長の光を発する工程と、（ｂ）上記光源から発せられた光の第１の部分を参照用光検出器側へ向ける工程と、（ｃ）上記光源から発せられた光の第２の部分を所定の方向へ向ける工程と、（ｄ）試料表面で反射した光を試料用光検出器側へ向ける工程と、（ｅ）上記工程（ｄ）における試料用光検出器の検出出力と、上記工程（ｂ）における参照用光検出器の検出出力に基づき、上記ダイオードについての反射を計算する工程と、（ｆ）上記工程（ａ）から（ｅ）までを少なくとも３つ光源に対して繰り返し、その際の光源から発する光が互いに実質的に異なる波長帯であることを特徴とする試料表面の色検出方法。４１．前記互いに実質的に異なる波長帯の光源の組合せは、前記工程（ａ）の進行と同時に行われることを特徴とする請求項４０に記載の試料表面の色検出方法。４２．（ｆ）前記光源が発光していないときに前記試料用光検出器の検出結果を得る工程と、（ｇ）前記光源が発光していないときに前記参照用光検出器の検出結果を得る工程とをさらに備え、前記工程（ｅ）は、前記工程（ｄ）における上記試料用光検出器の検出出力および上記工程（ｆ）における上記試料用光検出器の検出出力の差と、前記工程（ｄ）における上記参照用光検出器の検出出力および上記工程（ｇ）における上記参照用光検出器の検出出力の差との比に基づき、前記光源についての反射率を計算する工程を備えていることを特徴とする請求項４０に記載の試料表面の色検出方法。４３．（ｈ）前記工程（ａ）において前記光源を活性化する工程と、（ｉ）上記光源から発せられる光の第１の部分を参照用光検出器側へ向ける工程と、（ｊ）上記光源から発せられる光の第２の部分を実質的に反射しない測定面へ向ける工程と、（ｋ）上記工程（ｊ）における前記試料用光検出器の検出出力と、上記工程（ｉ）における上記参照用光検出器の検出出力とに基づき、黒の測定面における反射を計算する工程と、（ｌ）前記工程（ａ）において上記光源を活性化する工程と、（ｍ）上記光源から発せられた光の一部を上記参照用光検出器へ向ける工程と、（ｎ）上記光源から発せられる光の第２の部分を白の測定面へ向ける工程と、（ｏ）上記工程（ｎ）における前記試料用光検出器の検出出力と、上記工程（ｍ）における上記参照用光検出器の検出出力とに基づき、白の測定面における反射率を計算する工程と、（ｐ）上記工程（ｅ）で計算された反射率と、上記工程（ｋ）で計算された黒の測定面での反射率と、上記工程（ｏ）で計算された白の測定面での反射率とを用い、偏りが修正され標準化された上記光源についての反射率を計算することを特徴とする請求項４２に記載の試料表面の色検出方法。４４．前記波長帯は可視光帯内であることを特徴とする請求項４０に記載の試料表面の色検出方法。４５．前記参照用光検出器および前記試料用光検出器は、互いに近接して配置されることにより、環境の影響を共有していることを特徴とする請求項４０に記載の試料表面の色検出方法。４６．前記参照用光検出器および前記試料用光検出器は前記光源から断熱されていることを特徴とする請求項４５に記載の検出装置。４７．前記工程（ａ）〜工程（ｅ）は手に持って操作するマウス装置によって行い、マウス装置は、前記光源と、前記参照用光検出器と、前記試料用光検出器と、前記光源から発せられた光の第１の部分を前記参照用光検出器へ向ける第１の光学的手段と、前記光源から発せられた光の第２の部分を前記試料側へ向ける第２の光学的手段と、前記試料で反射した光の一部を前記試料用光検出器へ向ける第３の光学的手段とを備えたことを特徴とする請求項４０に記載の検出装置。４８．前記工程（ｅ）は、前記参照用光検出器の感度と前記光源のスペクトル強度分布とを計算する工程を備えていることを特徴とする請求項４０に記載の検出装置。４９．前記工程（ａ）〜工程（ｆ）を既知の反射率を有する少なくとも２つの試料に対して行うことにより、前記参照用光検出器と前記光源の特性を解析する工程を備えていることを特徴とする請求項４０に記載の検出装置。５０．前記反射率を前記試料についてのＣＩＥＸＹＺ三刺激値に変換し、人間の視覚機能前に換算する工程を備えていることを特徴とする請求項４０に記載の検出装置。