JPH0415408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光源色や物体色を短時間のうちに精
度良く測定することを可能にし、カラーマツチン
グや自動着色におけるカラーモニタ、光源や
CRTデイスプレイなどの光色評価などを正しく
行なう分光測光器に関するものである。

従来の技術 従来は、一般の回折格子モノクロメータの出射
スリツトの位置に、リニアイメージセンサを配置
し、多チヤンネル光電検出器として使用した分光
測光器があつた。（例えば、内田他「リニアセン
サを用いた分光測光システム」（1983）No.73P.198
インターフエイス）、角井他「固体イメージセン
サの測光特性と分光測定への応用」照明学会誌
Vol.61No.7P13（昭和52年））これらの装置は、い
ずれも分光プロフイルを観測することを第一の目
的としたものであつた。

発明が解決しようとする問題点 一般に、回折格子モノクロメータは、出射スリ
ツト上に、ある波長の光を結像する構造となつて
いる。このとき、その出射スリツトの近くに結像
される、分散像の結像面は、平面とはならない。

たとえば、凹面回折格子を使用したモノクロメ
ータの場合、凹面格子の曲率半径Ｒを直径とする
円（Rowland円）上に入射スリツトを置くと、
すべての光は波長の順にこのロウランド
（Rowland）円の円周上結像する。したがつて、
この波長分解された光を、直線（平面）の受光器
アレイで、検出しようとする場合、受光面上に、
波長に対してリニアな分散像が結像せず、たとえ
ば、受光面中央を、ロウランド円上にもつてくる
と、受光面上に投影される分散光の波長は、受光
面の端に行くにしたがつて、拡がり大きくなる。
すなわち線分散が大きく変化する。

受光器アレイの各素子の有効感度領域の形状は
同じであるから、各アレイに対する感度波長帯域
特性も変化する。

分光測定による放射のエネルギー積分や、測色
値を正しくもとめるためにスペクトルと三刺激値
との重価積分を正確に行なうためには、受光器ア
レイの中心の波長間隔（受光面上の線分散と受光
器アレイ間の距離より求める。）と、各受光器ア
レイの感度波長帯域半値幅が一致しなければなら
ない。（これに関する詳細な説明は渡会：照明学
会放射の応用、関連計測研究会資料AR−81−20
（1981）にある。）従つてこのためには、受光器の
各アレイの感度波長帯域半値幅を一定にし、かつ
その値とアレイの波長間隔を一致させなければな
らない。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために、本発明は凹面
回折格子のロウランド円の円周上よりわずかに内
側に受光器アレイの中心の受光面がくるように受
光器アレイを配置し、分散光を受光器アレイ上に
波長に対してリニアに投影するようにしたもので
ある。

作 用 上記の手段によつて、受光器アレイ上に波長に
対してリニアに分散光が投映されることにより、
受光器アレイの感度波長帯域半値幅が、すべての
アレイに対して一致させることができ、さらに入
射スリツト幅を使つて感度波長帯域半値幅を、ア
レイの波長間隔（モノクロメータの線分散よりも
とめる。）に一致させれば、放射のエネルギー積
分や、測色値をもとめるためにスペクトルと三刺
激値との重価積分を正確に行なうことができ、測
色精度は向上する。

実施例 本発明の一実施例として、凹面回折格子のロウ
ランド円の0.13％内側に、受光器アレイを配置し
た分光測光器について説明する。第１図に、上記
分光測光器の構成を示す。図において１は凹面回
折格子、２は前記凹面回折格子１のロウランド円
である。そのロウランド円２の円周上に入射スリ
ツト３を設け、それを通して外部から凹面回折格
子１に光を導くと、それによつて生ずる分散像４
はロウランド円２上に沿つて結像する。この分散
像４を凹面回折格子のロウランド円の直径の0.13
％ロウランド円内側に配置した受光器アレイ５上
に結像する。

実際の実施例の回折格子の分散について考え
る。凹面回折格子１の焦点距離Ｒを200mm、刻線
間隔ｄ＝1/150mmとし、回折格子の中心法線に対
して入射各5゜となる位置に入射スリツトを配置す
る。回折格子の中心法線と回折光のなす角をβと
すれば、線分散Ｄは次式で与えられる。ただしｍ
は整数である。

Ｄ＝mR／dcos2β ……(1) （ｍ＝０、＋１、＋２、＋３、…） 凹面回折格子の正常分散域で回折光を検出する
ために、βを−1.8゜から＋1.8゜の間に検出領域を
さだめると、このとき分散像はロウランド円２上
で波長370nｍから790nｍのものがえられる。さ
らにβ＝＋1.8゜のときの線分散は、(1)式より
0.04007（mm／ｎｍ）ゆえ検出領域内での線分散の
変化は、0.04000から、0.04007と、波長370nｍか
ら790nｍの間で、ロウランド円２上で、0.02％以
内と、ほとんど変化しない。

また、波長370nｍから790nｍの間の分散像４
のロウランド円２上での機械幅は約16mmゆえ、こ
のあいだのロウランド円上の分散像４の湾曲を凹
面回折格子のロウランド円の0.13％内側、すなわ
ち凹面回折格子の中心法線に沿つて0.26mm、ロウ
ランド円より内側に配置した受光器アレイ５上に
結像する。

このとき、受光器アレイ５のアレイ間隔が50μ
のものを使用すれば、波長370nｍから790nｍの
間のスペクトルを320分割した分解能で捕えるこ
とができる。このとき、受光器アレイ５の、各ア
レイの波長間隔や感度波長帯域特性は、ほとんど
変化せず精度の高い測光測色が実現できる。図２
に実際の各素子の波長位置の、各素子の波長間隔
を一定（0.9nｍ）とした場合に対する波長のずれ
を示す。

さらに入射スリツト幅を使つて感度波長帯域半
値幅を、アレイの波長間隔（モノクロメータの線
分散よりもとめる。）に一致させれば、放射のエ
ネルギー積分や、測色値をもとめるためにスペク
トルと三刺激値との重価積分を正確に行なうこと
ができ、測色精度は向上する。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明の構成によつ
て、受光器アレイを最適位置にもつてくることに
よつて、受光器アレイ上に波長に対して最もリニ
アにちかい分散光が投影されることにより、受光
器アレイの感度波長帯域半値幅が、すべてのアレ
イに対して最小限の誤差で一致させることがで
き、さらに入射スリツト幅を使つて感度波長帯域
半値幅を、アレイの波長間隔（モノクロメータの
線分散よりもとめる。）に一致させれば、放射の
エネルギー積分や、測色値をもとめるためにスペ
クトルと三刺激値との重価積分を正確に行なうこ
とができ、測色精度は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における分光測光器
の構成図、第２図は同分光測光器における受光器
アレイの各素子の波長位置の、等間隔波長目盛か
らのずれを示す特性図である。 １……凹面回折格子、２……ロウランド円、３
……入射スリツト、４……分散像、５……受光器
アレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 凹面回折格子と入射スリツトおよび前記凹面
   回折格子からの光スペクトルを一度に受光し測定
   する機能を持つ受光器アレイを組合せた分光測光
   器において、前記凹面回折格子のロウランド円の
   直径の0.125〜0.15％、ロウランド円の内側に前
   記受光器アレイを配置し、凹面回折格子の中心法
   線に対して−1.8゜から＋1.8゜の間の分散像を前記
   受光器アレイ上に、波長に対してほぼリニアに結
   像することを特徴とする分光測光器。