(57)【要約】【課題】  測定装置及びその光照射装置を小型化する。【解決手段】  試料１３の光学特性を測定する測定装置１は、試料を支持する試料ホルダ１４と、試料に向けて光を照射する光照射装置１５と、受光軸Ａ３に沿って試料からの光を受光する受光器１６とを有し、光照射装置は、第１光源１７及び第２光源１８と、第１光源及び第２光源に対して変位可能に設けられた光照射部本体３３と、第１光源からの光が入射する第１入射端２１Ａ、及び光照射部本体に支持されて、第１照射軸Ａ１に沿って試料に向けて光を照射する第１出射端２１Ｂを有する第１光ファイバー２１と、第２光源からの光が入射する第２入射端２２Ａ、及び光照射部本体に支持され、第１照射軸と交差する第２照射軸Ａ２に沿って試料に向けて光を照射する第２出射端２２Ｂを有する第２光ファイバー２２とを有する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の光学特性を測定する測定装置に使用される光照射装置であって、
第１光源及び第２光源と、
前記第１光源及び前記第２光源に対して変位可能に設けられた光照射部本体と、
前記第１光源からの光が入射する第１入射端、及び前記光照射部本体に支持され、第１照射軸に沿って光を照射する第１出射端を有する第１光ファイバーと、
前記第２光源からの光が入射する第２入射端、及び前記光照射部本体に支持され、前記第１照射軸と交差する第２照射軸に沿って光を照射する第２出射端を有する第２光ファイバーとを有することを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記第１光ファイバーの直径が、前記第２光ファイバーの直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記第１出射端及び前記第２出射端のそれぞれには、コリメータレンズが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
試料の光学特性を測定する測定装置であって、
前記試料を支持する試料ホルダと、
前記試料に向けて光を照射する光照射装置と、
受光軸に沿って前記試料からの光を受光する受光器とを有し、
前記光照射装置は、第１光源及び第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源に対して変位可能に設けられた光照射部本体と、前記第１光源からの光が入射する第１入射端、及び前記光照射部本体に支持されて、第１照射軸に沿って前記試料に向けて光を照射する第１出射端を有する第１光ファイバーと、前記第２光源からの光が入射する第２入射端、及び前記光照射部本体に支持され、前記第１照射軸と交差する第２照射軸に沿って前記試料に向けて光を照射する第２出射端を有する第２光ファイバーとを有することを特徴とする測定装置。
【請求項５】
前記第１照射軸と前記受光軸とが共通の仮想平面上に配置され、
前記試料ホルダ及び前記光照射部本体は、互いに独立して前記仮想平面に垂直な共通の回転軸を中心として回転可能にベースに支持されていることを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記第１照射軸と前記受光軸とは、前記試料ホルダ及び前記光照射装置の回転位置に関わらず、前記回転軸を通過することを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記第１照射軸と前記第２照射軸との交点は、前記回転軸上に位置することを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第２照射軸は、前記仮想平面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記第１光ファイバーの直径が、前記第２光ファイバーの直径よりも小さいことを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１つの項に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記第１出射端及び前記第２出射端のそれぞれには、コリメータレンズが設けられていることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれか１つの項に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記光照射部本体、前記試料ホルダ、前記受光器は、暗箱の内部に設けられ、
前記第１光源及び前記第２光源が暗箱の外部に設けられていることを特徴とする請求項４〜請求項１０のいずれか１つの項に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記第１光源及び前記第２光源は、ＬＥＤを有することを特徴とする請求項４〜請求項１１のいずれか１つの項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の光学特性を測定する測定装置、及び測定装置の光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測色、鏡面反射特性（鏡面光沢）、拡散反射特性（視感光沢）、及び写像性の４つの光学特性を測定することができる測定装置が公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１に係る測定装置は、試料に向けて複数の方向から光を照射可能な光照射装置と、試料からの反射光を受光する２つの受光器とを有する。光照射装置は、暗箱内に固定された１つの光源と、光源からの光を３つの方向から試料に照射するための光学系とを有する。光学系は、暗室内に固定された３つの光ダクトを含み、光ダクトに設けられた反射板や遮光板を移動させることによって光源からの光の経路を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１５６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に係る光照射装置は、暗箱内において光源が固定されているため、試料の光学特性の測定において光の照射方向を変化させようとするには、複数の光ダクトを含む光学系が必要になる。そのため、光照射装置及び測定装置がその分大型化し複雑化してしまう虞がある。また、試料に対する光の照射方向が光ダクトの向きによって規制されるため、測定モードが制限され、複数の測定モードに応えようとすると例えば複数の受光器を必要とする。光学特性の測定装置として操作性が良いことは測定作業の効率を高め、またそれに伴い確実性も高められる。これに加えて光照射装置の光照射部を小型化し、試料に対して移動可能にすることができれば、測定モードの選択肢を増やすことができる。また、複数の光ダクトを必要とする光学系を省略することができ、光照射装置及び測定装置を小型化することができる。
【０００５】
本発明は、以上の背景を鑑み、測定装置の光照射装置において、光照射部を小型化することを課題とする。また、測定装置を小型化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の一態様は、試料（１３）の光学特性を測定する測定装置（１）に使用される光照射装置（１５）であって、第１光源（１７）及び第２光源（１８）と、前記第１光源及び前記第２光源に対して変位可能に設けられた光照射部本体（３３）と、前記第１光源からの光が入射する第１入射端（２１Ａ）、及び前記光照射部本体に支持され、第１照射軸（Ａ１）に沿って光を照射する第１出射端（２１Ｂ）を有する第１光ファイバー（２１）と、前記第２光源からの光が入射する第２入射端（２２Ａ）、及び前記光照射部本体に支持され、前記第１照射軸と交差する第２照射軸（Ａ２）に沿って光を照射する第２出射端（２２Ｂ）を有する第２光ファイバー（２２）とを有することを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、光照射部本体に第１出射端及び第２出射端を支持させることによって光照射部が形成される。光を照射する第１出射端及び第２出射端が光ファイバーによって形成されているため、第１出射端及び第２出射端を近づけて配置することができ、光照射部を小型化することができる。また、光照射部は、第１光源及び第２光源に対して移動することができる。これにより、光照射装置を測定装置に適用したときに、光照射部のみを測定装置に対して移動させることができる。
【０００８】
上記の態様において、前記第１光ファイバーの直径が、前記第２光ファイバーの直径よりも小さいとよい。
【０００９】
この態様によれば、第２光ファイバーからの照射光は、第１光ファイバーからの照射光と比較して、光量を増加させることができる。これにより、第２光ファイバーからの照射光は、拡散成分のダイナミックレンジを確保することができ、低反射率又は低透過率の拡散成分の測定に適用することができる。また、第１光ファイバーからの照射光は、第２光ファイバーからの照射光と比較して、照射光の平行度を高くでき、鏡面成分の角度分解能を向上させることができる。
【００１０】
上記の態様において、前記第１出射端及び前記第２出射端のそれぞれには、コリメータレンズが設けられているとよい。
【００１１】
この態様によれば、第１光ファイバー及び第２光ファイバーからの光を平行光として試料に照射することができる。
【００１２】
本発明の他の態様は、試料（１３）の光学特性を測定する測定装置（１）であって、前記試料を支持する試料ホルダ（１４）と、前記試料に向けて光を照射する光照射装置（１５）と、受光軸（Ａ３）に沿って前記試料からの光を受光する受光器（１６）とを有し、前記光照射装置は、第１光源（１７）及び第２光源（１８）と、前記第１光源及び前記第２光源に対して変位可能に設けられた光照射部本体（３３）と、前記第１光源からの光が入射する第１入射端（２１Ａ）、及び前記光照射部本体に支持されて、第１照射軸（Ａ１）に沿って前記試料に向けて光を照射する第１出射端（２１Ｂ）を有する第１光ファイバー（２１）と、前記第２光源からの光が入射する第２入射端（２２Ａ）、及び前記光照射部本体に支持され、前記第１照射軸と交差する第２照射軸（Ａ２）に沿って前記試料に向けて光を照射する第２出射端（２２Ｂ）を有する第２光ファイバー（２２）とを有することを特徴とする。
【００１３】
この態様によれば、光照射部本体に第１出射端及び第２出射端を支持させることによって光照射部が形成される。光を照射する第１出射端及び第２出射端が光ファイバーによって形成されているため、第１出射端及び第２出射端を近づけて配置することができ、光照射部を小型化することができる。また、光照射部は、第１光源及び第２光源に対して移動することができる。これにより、第１光源及び第２光源の移動スペースを測定装置から省略することができ、測定装置を小型化することができる。
【００１４】
上記の態様において、前記第１照射軸と前記受光軸とが共通の仮想平面（Ｓ）上に配置され、前記試料ホルダ及び前記光照射部本体は、互いに独立して前記仮想平面に垂直な共通の回転軸（Ｏ）を中心として回転可能にベース（４３）に支持されているとよい。
【００１５】
この態様によれば、第１照射軸と試料とのなす角度、試料と受光軸とのなす角度を任意に変更することができる。これにより、第１出射端からの測定光を利用して鏡面反射率測定、直線透過率測定、及び測色等を行うことができる。また、第１出射端からの光に代えて第２出射端からの光を利用することによって拡散反射率測定及び透過反射率測定を行うことができる。
【００１６】
上記の態様において、前記第１照射軸と前記受光軸とは、前記試料ホルダ及び前記光照射装置の回転位置に関わらず、前記回転軸を通過するとよい。また、前記第１照射軸と前記第２照射軸との交点は、前記回転軸上に位置するとよい。また、前記第２照射軸は、前記仮想平面に対して傾斜しているとよい。また、前記第１光ファイバーの直径が、前記第２光ファイバーの直径よりも小さいとよい。また、前記第１出射端及び前記第２出射端のそれぞれには、コリメータレンズが設けられているとよい。
【００１７】
上記の態様において、前記光照射部本体、前記試料ホルダ、前記受光器は、暗箱（２）の内部に設けられ、前記第１光源及び前記第２光源が暗箱の外部に設けられているとよい。
【００１８】
この態様によれば、暗箱を小型化することができる。
【００１９】
上記の態様において、前記第１光源及び前記第２光源は、ＬＥＤ（２５）を有するとよい。
【００２０】
この態様によれば、第１光源及び前記第２光源を小型化することができ、測定装置を小型化することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の構成によれば、測定装置の光照射装置の光照射部を小型化することができる。また、測定装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る測定装置の概略図
【図２】実施形態に係る測定装置の光学系の斜視図
【図３】実施形態に係る第１光源及び第２光源の断面図
【図４】実施形態に係る測定装置の光照射部の断面図
【図５】鏡面反射率測定を実施するときの光学系の配置を示す説明図
【図６】拡散反射率測定及び測色を実施するときの光学系の配置を示す説明図
【図７】直線透過率測定を実施するときの光学系の配置を示す説明図
【図８】拡散透過率測定を実施するときの光学系の配置を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る試料の光学特性を測定する測定装置、及び測定装置の光照射装置の実施形態について説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、測定装置１は、暗箱２と、暗箱２に収容された光学系３と、光学系３を制御する制御装置４とを有する。暗箱２は、略直方体をなし、前側面から上面にかけて開口１１を有する。開口１１には、開閉可能なリッド１２が設けられている。リッド１２は、例えば上下に開閉するシャッターである。
【００２５】
光学系３は、試料１３を支持する試料ホルダ１４と、試料１３に向けて光を照射する光照射装置１５と、試料１３からの光を受光する受光器１６とを有する。
【００２６】
光照射装置１５は、第１光源１７及び第２光源１８と、第１光源１７及び第２光源１８からの光を照射する光照射部２０と、第１光源１７及び第２光源１８からの光を光照射部２０に伝達する第１光ファイバー２１及び第２光ファイバー２２とを有する。
【００２７】
図３に示すように、第１光源１７及び第２光源１８は、同様の構成を有し、光源ケース２４と、光源ケース２４の内部に配置された発光体２５と、集光レンズ２６とを有する。光源ケース２４の側壁には、光ファイバー２１、２２が挿入される受容孔２７が形成されている。
【００２８】
発光体２５は、本実施形態ではＬＥＤである。ＬＥＤ光は、照射される物体に生じる発熱量が少ないという利点を有する。更に、ＬＥＤ光は発光面積が小さいため、光ファイバー２１、２２への入射効率が高い。また、ＬＥＤから光ファイバー２１、２２を介して出射した光は、干渉性が少なくスペックルノイズ、干渉及び回折の影響が小さく、測定値が安定する。ＬＥＤは、波長特性を変更することによって、測色を容易に行なうことが可能である。ＬＥＤは、紫外線や赤外線を照射することができ、非可視光の測定も可能である。
【００２９】
集光レンズ２６は、発光体２５の正面に設けられ、発光体２５から出射した光を集光する。第１光源１７及び第２光源１８は、本実施形態では、暗箱２の外部に配置されている。これにより、暗箱２を小型化することが可能になる。本実施形態では、第１光源１７及び第２光源１８は、暗箱２の上壁の上面に取り付けられている。
【００３０】
第１光ファイバー２１及び第２光ファイバー２２は、光が伝搬する断面円形のコアと、コアの外周を同心円状に覆うクラッドと、クラッドの外周を覆う被覆材とを有する公知の光ファイバーである。第１光ファイバー２１の入射端２１Ａは、第１光源１７の受容孔２７を通過して光源ケース２４の内部に配置され、集光レンズ２６に対向して配置されている。これにより、第１光源１７の発光体２５から出射された光は集光レンズ２６によって集光され、第１光ファイバー２１の入射端２１Ａに入射する。同様に、第２光ファイバー２２の入射端２２Ａは、第２光源１８の受容孔２７を通過して光源ケース２４の内部に配置され、集光レンズ２６に対向して配置されている。これにより、第２光源１８の発光体２５から出射された光は集光レンズ２６によって集光され、第２光ファイバー２２の入射端２２Ａに入射する。
【００３１】
図１に示すように、第１光ファイバー２１及び第２光ファイバー２２は、それぞれの入射端２１Ａ、２２Ａ及び出射端２１Ｂ、２２Ｂを除いて互いに結束されている。第１光ファイバー２１及び第２光ファイバー２２は、それぞれの入射端２１Ａ、２２Ａから暗箱２に形成された挿通孔３１を通過して暗箱２の内部に延びている。挿通孔３１には、光の侵入を防止するシールが装着されている。第１光ファイバー２１及び第２光ファイバー２２は、過度な屈曲を避け、適切な曲率を確保して配置されている。
【００３２】
図２及び図４に示すように、光照射部２０は、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ及び第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂを支持する光照射部本体３３を有する。光照射部本体３３は、暗箱２の内部に配置されている。光照射部本体３３は、板状の支持板３４と、基部の前面から突出した円管状の第１管部３５及び第２管部３６とを有する。第１管部３５の内側に形成された孔３５Ａ、及び第２管部３６の内側に形成された孔３６Ａのそれぞれは、支持板３４を貫通して後方に開口している。なお、光照射部２０における前後方向は光の照射方向を基準とし、後方から前方に向けて光を照射する。孔３５Ａには後端側から第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂが挿入され、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂは第１管部３５の前端に配置されている。同様に、孔３６Ａには後端側から第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂが挿入され、第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂは第２管部３６の前端に配置されている。
【００３３】
第１管部３５の先端及び第２管部３６の先端のそれぞれには、両端が開口した鏡筒３７Ａ、３７Ｂが取り外し可能に装着されている。鏡筒３７Ａ、３７Ｂの内部には、レンズが設けられてもよい。鏡筒３７Ａ、３７Ｂによって、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ及び第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂの前方にはコリメータレンズ３７Ｃ、３７Ｄが、レンズの焦点距離を合せた位置に装着されている。コリメータレンズ３７Ｃ、３７Ｄは、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ及び第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂから照射された光を平行光にする。
【００３４】
第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ、第１管部３５、鏡筒３７Ａ及びコリメータレンズ３７Ｃは、第１光照射部３８を構成し、第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂ、第２管部３６、鏡筒３７Ｂ及びコリメータレンズ３７Ｄは、第２光照射部３９を構成する。第１光照射部３８は、後述する鏡面反射率測定、直線透過率測定、及び測色の少なくとも１つにおいて、光源として使用される。第２光照射部３９は、後述する拡散反射率測定及び拡散透過率測定の少なくとも１つにおいて、光源として使用される。
【００３５】
第１光ファイバー２１の直径は、第２光ファイバー２２の直径よりも小さいことが好ましい。詳細には、第１光ファイバー２１のコアの直径が、第２光ファイバー２２のコアの直径よりも小さいことが好ましい。
【００３６】
第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ（第１光照射部３８）から出射する光の光軸を第１照射軸Ａ１、第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂ（第２光照射部３９）から出射する光の光軸を第２照射軸Ａ２とする。第１照射軸Ａ１及び第２照射軸Ａ２が互いに交差するように、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ及び第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂの相対位置が定められている。すなわち、第１照射軸Ａ１及び第２照射軸Ａ２は、ある共通の平面上において、互いに角度を有して配置されている。
【００３７】
図２に示すように、試料ホルダ１４は、支持体としての後述の第１モータケース４１Ａまたはフレームを含む第１駆動機構４１及び第１ステージ４２を介して暗箱２の底板の上面に設けられた支持台４３を基準に回転可能に支持されている。第１駆動機構４１は、支持台４３に対して垂直方向に延びる回転軸Ｏを中心として、第１ステージ４２を支持台４３に対して回転させる。第１駆動機構４１は、後述する制御装置４からの信号に応じて回転するステッピングモータ又はサーボモータである。ステッピングモータを使用した場合、位置決めまたは角度決め完了後のフィードバック制御が不要になり、フィードバック制御による微振動の影響が無く測定値が安定する。本実施形態では、第１駆動機構４１は、支持台４３に設けられた第１モータケース４１Ａと、第１モータケース４１Ａから上方に突出した出力軸とを有する。第１ステージ４２は、面が上下を向く平板状の下壁４２Ａと、下壁４２Ａの側縁から上方に突出した縦壁４２Ｂと、縦壁４２Ｂの上端から側方に突出し、下壁４２Ａと隙間をおいて対向する上壁４２Ｃとを有する。第１ステージ４２は、下壁４２Ａの下面において第１駆動機構４１の出力軸と結合している。
【００３８】
試料ホルダ１４は、第１ステージ４２の上壁４２Ｃの上面に水平軸を中心に上下方向に傾動可能に支持されている。第１ステージ４２の上壁４２Ｃと試料ホルダ１４とは、調整ねじ４５によって結合されている。調整ねじ４５を回転させることによって、上壁４２Ｃに対する試料ホルダ１４の傾斜角度を変更することができる。調整ねじ４５は複数設けられているとよい。
【００３９】
試料ホルダ１４に支持される試料１３は、平板状に形成されている。反射率を測定するための試料１３は、平板状の基板４９を介して試料ホルダ１４に支持される。試料１３は、基板４９の一方の面に、例えば両面テープやクリップ、クランプ、ねじ等によって固定される。透過率を測定するための試料１３は、直接又は基板４９を介して試料ホルダ１４に支持される。透過率を測定するための基板４９は、中央部に光が通過するための開口を有しているとよい。試料ホルダ１４に支持された試料１３は、回転軸Ｏと平行に上下に延びている。
【００４０】
光照射部２０は、第２駆動機構５１及び第２ステージ５２を介して第１ステージ４２の下壁４２Ａの上面に回転可能に支持されている。第２駆動機構５１は、第１駆動機構４１と共通の回転軸Ｏを中心として第２ステージ５２を下壁４２Ａに対して回転させる。第２駆動機構５１は、後述する制御装置４からの信号に応じて回転するサーボモータを有する。本実施形態では、第２駆動機構５１は、下壁４２Ａの上面に設けられた第２モータケース５１Ａと、第２モータケース５１Ａから上方に突出した出力軸とを有する。第２ステージ５２は、第２駆動機構５１の出力軸に結合され、出力軸から径方向外方に延びる横アーム５２Ａと、横アーム５２Ａの径方向外端から上方に延びる縦アーム５２Ｂとを有する。第２ステージ５２の横アーム５２Ａの基端は、第１ステージ４２の上壁４２Ｃの下方に空間をおいて配置されている。光照射部本体３３は、調整ねじ５３を介して第２ステージ５２の縦アーム５２Ｂの上端に横方向に延びる回転軸を中心として傾動可能に支持されている。調整ねじ５３を締め込むことによって、第２ステージ５２の縦アーム５２Ｂに対する光照射部本体３３の傾動が規制される。
【００４１】
図２及び図５に示すように、受光器１６は、横置きに設けられた有底円筒形のケース５５と、ケース５５内の底部に設けられた光センサ５６と、ケース５５の開口端に設けられたアパーチャ５７とを有する。アパーチャ５７は、ケース５５の開口端を閉じる円板状の基部５８と、基部５８の中心から外方に延びる円筒形の筒部５９とを有する。筒部に内側に形成される内孔５９Ａは、両端が開口し、基部５８を貫通している。アパーチャ５７によって、受光器１６は受光軸Ａ３に沿った光を受光する。
【００４２】
図２に示すように、受光器１６は、第３駆動機構６１のフレーム６１Ａ及び第３ステージ６２を介して支持台４３の上面に支持されている。第３駆動機構６１は、リニアモータであり、フレーム６１Ａに対して第３ステージ６２を所定の直線方向に移動させる。第３ステージ６２は第３駆動機構６１のフレーム６１Ａから上方に延び、受光器１６は第３ステージ６２の上端に結合されている。受光器１６は、第３駆動機構６１の駆動によって、支持台４３に対して受光軸Ａ３に沿って平行に移動する。
【００４３】
第１照射軸Ａ１及び受光軸Ａ３が回転軸Ｏに直交する共通の仮想平面Ｓ上に位置するように、光照射部２０及び受光器１６の相対位置が定められている。本実施形態では、仮想平面Ｓは、水平面をなし、かつ暗箱２の底壁（支持台４３）と平行をなす。第１照射軸Ａ１と受光軸Ａ３とは、試料ホルダ１４及び光照射装置１５の回転位置に関わらず、回転軸Ｏを通過することが好ましい。なお回転は回動、搖動を含み、回転軸は回動軸、搖動軸を含む。
【００４４】
図４に示すように、第２光照射部３９は仮想平面Ｓより上方に配置され、先端側が仮想平面Ｓ側に近づくように、下方に向けて傾斜している。これにより、第２照射軸Ａ２は仮想平面Ｓに対して傾斜している。本実施形態では、第１光照射部３８の上方に第２光照射部３９が配置されている。詳細には、仮想平面Ｓと直交する１つの平面上に第１照射軸Ａ１及び第２照射軸Ａ２が配置されている。第１照射軸Ａ１と第２照射軸Ａ２との交点は、回転軸Ｏ上に位置することが好ましい。
【００４５】
試料１３の表面に対する垂直軸が仮想平面Ｓと平行になるように、試料ホルダ１４の傾斜角が調整ねじ４５によって調整される。図５に示すように、仮想平面Ｓ上において、試料１３の表面に直交する基準軸Ｘに対して第１照射軸Ａ１がなす角度を照射角θ１、基準軸Ｘに対して受光軸Ａ３がなす角度を受光角θ２とする。仮想平面Ｓを上方から見て、照射角θ１は右回りに正の値となり、受光角θ２は右回りに負の値となる。
【００４６】
第１駆動機構４１を駆動することによって、受光器１６に対する試料ホルダ１４及び試料１３の回転角、すなわち受光角θ２を変化させることができる。また、第２駆動機構５１を駆動することによって、試料ホルダ１４に対する光照射部２０の回転角、すなわち照射角θ１を変化させることができる。
【００４７】
図１に示すように、制御装置４は、ＣＰＵと、プログラムを格納する記憶装置と、操作者の入力を受け付ける入力部と、操作者に対して測定結果を表示する表示部とを有する。制御装置４は、例えばパーソナルコンピュータであってよい。制御装置４は、モータコントローラ７１を介して第１〜第３駆動機構４１、５１、６１と接続され、受光器制御部７２を介して受光器１６の光センサ５６と接続されている。制御装置４は、操作者からの入力に基づいて制御信号を生成し、モータコントローラ７１を制御して第１〜第３駆動機構４１、５１、６１を駆動する。光センサ５６は検出した光の強度に応じた信号（例えば、電流値、電圧値、及び抵抗値のいずれか）を受光器制御部７２に出力し、受光器制御部７２は光センサ５６からの信号に基づいて光の強度を演算して制御装置４に出力する。モータコントローラ７１及び受光器制御部７２は、暗箱２の外部に配置されているとよい。
【００４８】
次に、測定装置１の動作について説明する。測定装置１は、鏡面反射率測定、拡散反射率測定、直線透過率測定、拡散反射率測定、及び測色の少なくとも１つを行なうことができる。
【００４９】
図５に示すように、鏡面反射率測定では、第１光源１７をＯＮ、第２光源１８をＯＦＦ、照射角θ１と受光角θ２を等しい正の値に設定する。照射角θ１及び受光角θ２は、例えば＋４５ｄｅｇ、＋６０ｄｅｇ、＋７８ｄｅｇ、＋８５ｄｅｇのいずれかに設定するとよい。これにより、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂから照射された光のうちで、試料１３の表面において鏡面反射した反射光が受光器１６の光センサ５６によって検知される。
【００５０】
図６に示すように、拡散反射率測定では、第１光源１７をＯＦＦ、第２光源１８をＯＮに設定する。照射角θ１は、例えば＋４５ｄｅｇ、＋６０ｄｅｇ、＋７８ｄｅｇ、＋８５ｄｅｇのいずれかに設定するとよい。受光角θ２は、０ｄｅｇに設定する。すなわち、拡散反射率測定では、第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂから照射された光のうちで、試料１３の表面において拡散反射した反射光が受光器１６の光センサ５６によって検知される。
【００５１】
図７に示すように、直線透過率測定では、第１光源１７をＯＮ、第２光源１８をＯＦＦ、照射角θ１を＋１８０ｄｅｇ、受光角θ２を０ｄｅｇに設定する。これにより、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂから照射された光のうちで、試料１３を垂直に透過した光が受光器１６の光センサ５６によって検知される。
【００５２】
図８に示すように、拡散透過率測定では、第１光源１７をＯＦＦ、第２光源１８をＯＮ、照射角θ１を＋１３５ｄｅｇ、受光角θ２を０ｄｅｇに設定する。すなわち、拡散透過率測定では、直線透過率測定に対して照射角θ１及び受光角が同様であり、使用する光源が異なる。これにより、第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂから照射された光のうちで、試料１３を透過するときに拡散した透過光が受光器１６の光センサ５６によって検知される。
【００５３】
図６に示すように、測色では、第１光源１７をＯＮ、第２光源１８をＯＦＦ、照射角θ１を＋４５ｄｅｇ、受光角θ２を０ｄｅｇに設定する。これにより、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂから照射された光のうちで、試料１３の表面において拡散反射した反射光が受光器１６の光センサ５６によって検知される。
【００５４】
次に、本実施形態に係る測定装置１及び光照射装置１５の効果について説明する。光照射装置１５は、第１及び第２光ファイバー２１、２２によって、第１及び第２光源１７、１８と光照射部２０とが接続された構成であるため、光照射部２０を第１及び第２光源１７、１８に対して変位（回転を含む）させることができる。また、第１光ファイバー２１の出射端２１Ｂ及び第２光ファイバー２２の出射端２２Ｂは、比較的小さく、互いに近づけて配置することができる。これらにより、光照射部２０を小型化することができ、暗箱２の内部において光照射部２０の移動スペースを小さくすることができる。更に、第１及び第２光源１７、１８を暗箱２の外部に配置することができるため、暗箱２を小型化して測定装置１全体を小型化することができる。
【００５５】
光照射部２０、試料ホルダ１４、及び受光器１６が互いに独立して移動可能であり、照射角θ１及び受光角θ２を互いに独立して変更可能であるため、測定装置１は様々な測定を行なうことができる。測定装置１は、１つの光照射部２０と１つの受光器１６とで構成されるため、小型化が可能である。
【００５６】
第２照射軸Ａ２が第１照射軸Ａ１に対して傾斜しているため、鏡面反射率測定と拡散反射率測定との切り換え、又は直線透過率測定と拡散透過率測定との切り換えを容易に行うことができる。
【００５７】
第１光ファイバー２１の直径が第２光ファイバー２２の直径よりも小さいため、第２光ファイバー２２からの照射光は、第１光ファイバー２１からの照射光と比較して、光量を増加させることができる。これにより、第２光ファイバー２２からの照射光は、拡散成分のダイナミックレンジを確保することができ、低反射率又は低透過率の拡散成分の測定に適用することができる。また、第１光ファイバー２１からの照射光は、第２光ファイバー２２からの照射光と比較して、照射光の平行度を高くでき、鏡面成分の角度分解能を向上させることができる。
【００５８】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば第１ステージ４２に受光器１６を支持させ、第３ステージ６２に光照射部２０を支持させてもよい。
【００５９】
発光体２５に白色ＬＥＤを使用し、受光器１６に分光器を使用することによって、測色を実行することも可能である。受光器１６に２次元撮像素子を用いれば試料の面内のムラの測定も可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１      ：測定装置
２      ：暗箱
３      ：光学系
４      ：制御装置
１３    ：試料
１４    ：試料ホルダ
１５    ：光照射装置
１６    ：受光器
１７    ：第１光源
１８    ：第２光源
２０    ：光照射部
２１    ：第１光ファイバー
２１Ａ  ：入射端（第１入射端）
２１Ｂ  ：出射端（第１出射端）
２２    ：第２光ファイバー
２２Ａ  ：入射端（第２入射端）
２２Ｂ  ：出射端（第２出射端）
２５    ：発光体（ＬＥＤ）
３３    ：光照射部本体
４１    ：第１駆動機構
４２    ：第１ステージ
４３    ：ベース
５１    ：第２駆動機構
５２    ：第２ステージ
６１    ：第３駆動機構
６２    ：第３ステージ
Ａ１    ：第１照射軸
Ａ２    ：第２照射軸
Ａ３    ：受光軸
Ｏ      ：回転軸
Ｓ      ：仮想平面
θ１      ：照射角
θ２      ：受光角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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