(57)【要約】【課題】測定が安定して行われ、測定のＳ／Ｎ比が良好であり、小型であるマルチアングル測色計を提供する。【解決手段】受光光学系のレンズ及びプリズムは、第１の受光角及び第２の受光角に共通である。レンズは、第１の光線束を受光／測定機構の第１の受光開口に収束させ、第２の光線束を受光／測定機構の第２の受光開口に収束させる。第１の光線束は、プリズムの第１の屈折面において屈折する。第２の光線束は、プリズムの第２の屈折面において屈折する。第１の屈折面は、第１の方向を向く。第２の屈折面は、第２の方向を向く。第１の方向は、第２の方向と異なる。第１の照明角及び第２の照明角に共通のレンズ及びプリズムが照明光学系に設けられてもよい。プリズムがレンズの機能を備えてもよい。【選択図】図１
2015001421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に照明光を照射する照明機構と、
第１の受光開口及び第２の受光開口を有し、前記第１の受光開口が第１の光線束を受光し、前記第２の受光開口が第２の光線束を受光し、前記第１の光線束及び前記第２の光線束が前記試料からの反射光に含まれ、前記第１の光線束が第１の受光角の方向へ反射され、前記第２の光線束が第２の受光角の方向へ反射され、前記第１の受光角が前記第２の受光角と異なり、前記第１の光線束及び前記第２の光線束に対して測色のための測定を行う受光／測定機構と、
前記第１の受光角及び前記第２の受光角に共通であり、前記第１の光線束を前記第１の受光開口に収束させ、前記第２の光線束を前記第２の受光開口に収束させるレンズと、
前記第１の受光角及び前記第２の受光角に共通であり、第１の屈折面及び第２の屈折面を有し、前記第１の光線束が前記第１の屈折面において屈折し、前記第２の光線束が前記第２の屈折面において屈折し、前記第１の屈折面が第１の方向を向き、前記第２の屈折面が第２の方向を向き、前記第１の方向が前記第２の方向と異なるプリズムと、
を備えるマルチアングル測色計。
【請求項２】
前記第１の光線束に対する第１の測定の結果及び前記第２の光線束に対する第２の測定の結果を前記受光／測定機構から取得し、前記第１の測定の結果及び前記第２の測定の結果を内挿し、前記第１の受光角及び前記第２の受光角の中間の受光角についての測定の結果を推定する推定部
をさらに備える請求項１のマルチアングル測色計。
【請求項３】
前記受光／測定機構は、
第１の光線束及び第２の光線束を合流させ新たな光線束を生成し、前記新たな光線束に対して測色のための測定を行う請求項１のマルチアングル測色計。
【請求項４】
前記レンズが光軸を有し、
前記第１の屈折面が第１の出射面であり、前記第２の屈折面が第２の出射面であり、前記プリズムが入射面をさらに有し、前記第１の光線束が前記入射面に入射し前記第１の出射面から出射し、前記第２の光線束が前記入射面に入射し前記第２の出射面から出射し、前記入射面が前記光軸と垂直をなし、前記第１の方向及び前記第２の方向の中間の方向に前記光軸が延在する請求項１から請求項３までのいずれかのマルチアングル測色計。
【請求項５】
前記レンズが光軸を有し、
前記第１の屈折面が第１の入射面であり、前記第２の屈折面が第２の入射面であり、前記プリズムが出射面をさらに有し、前記第１の光線束が前記第１の入射面に入射し前記出射面から出射し、前記第２の光線束が前記第２の入射面に入射し前記出射面から出射し、前記出射面が前記光軸と垂直をなし、前記第１の方向及び前記第２の方向の中間の方向に前記光軸が延在する請求項１から請求項３までのいずれかのマルチアングル測色計。
【請求項６】
試料に照明光を照射し、第１の放射位置から第１の光線束が放射され、第２の放射位置から第２の光線束が放射され、前記第１の光線束及び前記第２の光線束が前記照明光に含まれ、前記第１の光線束が第１の照明角の方向から前記試料に照射され、第２の光線束が第２の照明角の方向から前記試料に照射され、前記第１の照明角が前記第２の照明角と異なる照明機構と、
前記試料からの反射光を受光し、前記反射光に対して測色のための測定を行う受光／測定機構と、
前記第１の照明角及び前記第２の照明角に共通であり、前記第１の光線束及び前記第２の光線束を前記試料へ導くレンズと、
前記第１の照明角及び前記第２の照明角に共通であり、第１の屈折面及び第２の屈折面を有し、前記第１の光線束が前記第１の屈折面において屈折し、前記第２の光線束が前記第２の屈折面において屈折し、前記第１の屈折面が第１の方向を向き、前記第２の屈折面が第２の方向を向き、前記第１の方向が前記第２の方向と異なるプリズムと、
を備えるマルチアングル測色計。
【請求項７】
前記レンズが光軸を有し、
前記第１の屈折面が第１の入射面であり、前記第２の屈折面が第２の入射面であり、前記プリズムが出射面をさらに有し、前記第１の光線束が前記第１の入射面に入射し前記出射面から出射し、前記第２の光線束が前記第２の入射面に入射し前記出射面から出射し、前記出射面が前記光軸と垂直をなし、前記第１の方向及び前記第２の方向の中間の方向に前記光軸が延在する請求項６のマルチアングル測色計。
【請求項８】
前記レンズが光軸を有し、
前記第１の屈折面が第１の出射面であり、前記第２の屈折面が第２の出射面であり、前記プリズムが入射面をさらに有し、前記第１の光線束が前記入射面に入射し前記第１の出射面から出射し、前記第２の光線束が前記入射面に入射し前記第２の出射面から出射し、前記入射面が前記光軸と垂直をなし、前記第１の方向及び前記第２の方向の中間の方向に前記光軸が延在する請求項６のマルチアングル測色計。
【請求項９】
試料に照明光を照射する照明機構と、
第１の受光開口及び第２の受光開口を有し、前記第１の受光開口が第１の光線束を受光し、前記第２の受光開口が第２の光線束を受光し、前記第１の光線束及び前記第２の光線束が前記試料からの反射光に含まれ、前記第１の光線束が第１の受光角の方向へ反射され、前記第２の光線束が第２の受光角の方向へ反射され、前記第１の受光角が前記第２の受光角と異なり、前記第１の光線束及び前記第２の光線束に対して測色のための測定を行う受光／測定機構と、
前記第１の受光角及び前記第２の受光角に共通であり、第１の屈折面及び第２の屈折面を有し、前記第１の光線束が前記第１の屈折面において屈折し、前記第２の光線束が前記第２の屈折面において屈折し、前記第１の屈折面が第１の方向を向き、前記第２の屈折面が第２の方向を向き、前記第１の方向が前記第２の方向と異なり、前記第１の光線束を前記第１の受光開口に収束させ前記第２の光線束を前記第２の受光開口に収束させるパワーを有するプリズムと、
を備えるマルチアングル測色計。
【請求項１０】
試料に照明光を照射し、第１の放射位置から第１の光線束が放射され、第２の放射位置から第２の光線束が放射され、前記第１の光線束及び前記第２の光線束が前記照明光に含まれ、前記第１の光線束が第１の照明角の方向から前記試料に照射され、第２の光線束が第２の照明角の方向から前記試料に照射され、前記第１の照明角が前記第２の照明角と異なる照明機構と、
前記試料からの反射光を受光し、前記反射光に対して測色のための測定を行う受光／測定機構と、
前記第１の照明角及び前記第２の照明角に共通であり、第１の屈折面及び第２の屈折面を有し、前記第１の光線束が前記第１の屈折面において屈折し、前記第２の光線束が前記第２の屈折面において屈折し、前記第１の屈折面が第１の方向を向き、前記第２の屈折面が第２の方向を向き、前記第１の方向が前記第２の方向と異なり、前記第１の光線束及び前記第２の光線束を前記試料へ導くパワーを有するプリズムと、
を備えるマルチアングル測色計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチアングル測色計に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチアングル測色計は、観察される角度により色彩値が変化する試料の色彩値等を測定するために用いられる。観察される角度により色彩値が変化する試料には、メタリック塗装又はパール塗装が施された自動車の車体等がある。
【０００３】
マルチアングル測色計は、特許文献１及び２に示される一方向照明／多方向受光型及び特許文献３に示される多方向照明／一方向受光型に大別される。一方向照明／多方向受光型のマルチアングル測色計においては、一方向からの照明光が試料に照射され、試料からの多方向への反射光が受光される。一方向照明／多方向受光型のマルチアングル測色計によれば、複数の受光角について色特性が取得される。多方向照明／一方向受光型のマルチアングル測色計においては、多方向からの照明光が試料に照射され、試料からの一方向への反射光が受光される。多方向照明／一方向受光型のマルチアングル測色計によれば、複数の照明角について色特性が取得される。
【０００４】
反射光を受光する受光開口は、シリコンフォトダイオード等の光センサー（光電変換素子）の入射口であってもよいし、光ファイバー等の導光機構の入射口であってもよい。受光開口が導光機構の入射口である場合は、導光機構が入射口から複数の受光角に共通の分光光学系等へ光線束を導く。試料から受光開口に光線束を導く受光光学系が設けられてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５３８７９７７号明細書
【特許文献２】特開２００６−１０５０８号公報
【特許文献３】特開２００１−５０８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のマルチアングル測色計においては、受光光学系が設けられず、複数の光ファイバーの各々の受光開口が光線束を直接的に受光する。特許文献１のマルチアングル測色計によれば、試料から受光開口までの距離を短縮することにより、マルチアングル測色計を小さくできる。しかし、特許文献１のマルチアングル測色計には、測定が安定して行われないという問題がある。
【０００７】
光ファイバーの受光感度の受光角依存性は、一般的にガウス分布に従う。すなわち、光線束が到達する方向が受光開口の法線となす角度が０°である場合に受光感度が最も高くなり、光線束が到達する方向が受光開口の法線となす角度が大きくなるにつれて受光感度が低くなる。このため、受光開口が光線束を直接的に受光する場合は、受光開口の法線及び試料の表面の交点において受光強度が最も高くなり、受光開口の法線及び試料の表面の交点から離れるにつれて受光強度が低くなり、試料の表面における受光強度の分布が不均一になる。
【０００８】
試料の表面における受光強度の分布が不均一である場合は、試料に対するマルチアングル測色計の相対的な位置が測定に与える影響が大きくなり、測定が安定して行われない。その理由を、試料の表面と垂直をなす方向及び試料の表面と平行をなす方向に分けて説明する。
【０００９】
まず、試料の表面と垂直をなす方向について説明する。測定の結果は、照明強度及び受光強度の積を試料の表面の一定の範囲にわたって積算した値に依存する。試料の表面と垂直をなす方向に相対的な位置がずれた場合は、受光強度の分布及び照明強度の分布の相対関係が想定からずれ、積算した値が想定からずれる。このため、受光強度の分布が不均一である場合に、試料の表面と垂直をなす方向に相対的な位置がずれたときには、測定の結果も変動する。
【００１０】
続いて、試料の表面と平行をなす方向について説明する。測定の結果は、反射特性及び受光強度の積を試料の表面の一定の範囲にわたって積算した値に依存する。試料の表面と平行をなす方向に相対的な位置がずれ、受光強度のむらが試料の表面の反射特性のむらと重なった場合は、測定の結果が大きく変動する。このため、受光強度の分布が不均一である場合に、試料の表面と平行をなす方向に相対的な位置がずれたときには、測定の結果も変動する。
【００１１】
照明光学系が設けられず、照明機構が照明光を試料に直接的に照射する場合にも、試料の表面における照明強度の分布が不均一になり、類似の問題が生じる。
【００１２】
これらの問題を解決するために、特許文献２及び３に示されるように、試料から受光開口までの区間に受光光学系が挿入され、光源から試料までの区間に照明光学系が挿入される。
【００１３】
特許文献２のマルチアングル測色計においては、第１の受光角及び第２の受光角に共通の受光光学系が反射光の第１の光線束を第１の受光開口へ導き反射光の第２の光線束を第２の受光開口へ導く。特許文献２のマルチアングル測色計によれば、受光光学系の数が減少する。また、受光角に近接している場合でも受光光学系の干渉を回避するために試料から受光開口までの距離を長くする必要がない。このため、マルチアングル測色計が小さくなる。しかし、特許文献２のマルチアングル測色計には、測定される領域が受光角によってずれるという問題がある。測定される領域のずれは、複数の受光角についての測定の結果の相関性を損なう。測定される領域のずれを解消するために共通しない領域からの光線束を遮蔽し共通する領域からの光線束を選択的に透過する絞りが挿入されてもよいが、絞りは測定のＳ／Ｎ比を悪化させる。
【００１４】
特許文献３のマルチアングル測色計においては、複数の照明角の各々に対応して照明光学系が設けられる。特許文献３のマルチアングル測色計によれば、照明強度の分布が均一になり、測定が安定して行われる。しかし、特許文献３のマルチアングル測色計には、照明光学系の干渉を回避するために光源から試料までの距離を長くする必要があり、マルチアングル測色計が大きくなるという問題がある。この問題は、照明角が近接している場合に顕著になる。
【００１５】
本発明は、これらの問題を解決するためになされる。本発明の目的は、測定が安定して行われ、測定のＳ／Ｎ比が良好であり、小型であるマルチアングル測色計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、マルチアングル測色計に向けられる。
【００１７】
本発明の第１の態様においては、光源、受光／測定機構、レンズ及びプリズムが設けられる。
【００１８】
照明機構は、試料に照明光を照射する。
【００１９】
試料からの反射光には、第１の光線束及び第２の光線束が含まれる。第１の光線束は、第１の受光角の方向へ反射される。第２の光線束は、第２の受光角の方向へ反射される。第１の受光角は、第２の受光角と異なる。
【００２０】
レンズ及びプリズムは、第１の受光角及び第２の受光角に共通である。
【００２１】
レンズは、第１の光線束を受光／測定機構の第１の受光開口に収束させ、第２の光線束を受光／測定機構の第２の受光開口に収束させる。
【００２２】
第１の光線束は、プリズムの第１の屈折面において屈折する。第２の光線束は、プリズムの第２の屈折面において屈折する。第１の屈折面は、第１の方向を向く。第２の屈折面は、第２の方向を向く。第１の方向は、第２の方向と異なる。
【００２３】
受光／測定機構は、第１の光線束及び第２の光線束に対して測色のための測定を行う。
【００２４】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に技術的事項を付加する。
【００２５】
本発明の第２の態様においては、推定部が設けられる。
【００２６】
推定部は、第１の光線束に対する第１の測定の結果及び第２の光線束に対する第２の測定の結果を受光／測定機構から取得する。推定部は、第１の測定の結果及び第２の測定の結果を内挿し、第１の受光角及び第２の受光角の中間の受光角についての測定の結果を推定する。
【００２７】
本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様に技術的事項を付加する。
【００２８】
本発明の第３の態様においては、受光／測定機構が第１の光線束及び第２の光線束を合流させ新たな光線束を生成し新たな光線束に対して測色のための測定を行う。
【００２９】
本発明の第４の態様は、本発明の第１から第３までのいずれかの態様に技術的事項を付加する。
【００３０】
本発明の第４の態様においては、第１の光線束がプリズムの入射面に入射しプリズムの第１の出射面から出射し、第２の光線束がプリズムの入射面に入射しプリズムの第２の出射面から出射する。第１の出射面及び第２の出射面は、それぞれ、第１の屈折面及び第２の屈折面になる。プリズムの入射面は、レンズの光軸と垂直をなす。レンズの光軸は、第１の方向及び第２の方向の中間の方向に延在する。
【００３１】
本発明の第５の態様は、本発明の第１から第３までのいずれかの態様に技術的事項を付加する。
【００３２】
本発明の第５の態様においては、第１の光線束がプリズムの第１の入射面に入射しプリズムの出射面から出射し、第２の光線束がプリズムの第２の入射面に入射しプリズムの出射面から出射する。第１の入射面及び第２の入射面は、それぞれ、第１の屈折面及び第２の屈折面になる。プリズムの出射面は、レンズの光軸と垂直をなす。レンズの光軸は、第１の方向及び第２の方向の中間の方向に延在する。
【００３３】
本発明の第６の態様においては、照明機構、受光／測定機構、レンズ及びプリズムが設けられる。
【００３４】
照明機構は、試料に照明光を照射する。
【００３５】
照明光は、第１の光線束及び第２の光線束を含む。第１の光線束は、第１の放射位置から放射され、第１の照明角の方向から試料に照射される。第２の光線束は、第２の放射位置から放射され、第２の照明角の方向から試料に照射される。第１の照明角は、第２の照明角と異なる。
【００３６】
受光／測定機構は、試料からの反射光を受光する。受光／測定機構は、反射光に対して測色のための測定を行う。
【００３７】
レンズ及びプリズムは、第１の照明角及び第２の照明角に共通である。
【００３８】
レンズは、第１の光線束及び第２の光線束を試料へ導く。
【００３９】
第１の光線束は、プリズムの第１の屈折面において屈折する。第２の光線束は、プリズムの第２の屈折面において屈折する。第１の屈折面は、第１の方向を向く。第２の屈折面は、第２の方向を向く。第１の方向は、第２の方向と異なる。
【００４０】
本発明の第７の態様は、本発明の第６の態様に技術的事項を付加する。
【００４１】
本発明の第７の態様においては、第１の光線束がプリズムの第１の入射面に入射しプリズムの出射面から出射し、第２の光線束がプリズムの第２の入射面に入射しプリズムの出射面から出射する。第１の入射面及び第２の入射面は、それぞれ、第１の屈折面及び第２の屈折面になる。プリズムの出射面は、レンズの光軸と垂直をなす。レンズの光軸は、第１の方向及び第２の方向の中間の方向に延在する。
【００４２】
本発明の第８の態様は、本発明の第６の態様に技術的事項を付加する。
【００４３】
本発明の第８の態様においては、第１の光線束がプリズムの入射面に入射しプリズムの第１の出射面から出射し、第２の光線束がプリズムの入射面に入射しプリズムの第２の出射面から出射する。第１の出射面及び第２の出射面は、それぞれ、第１の屈折面及び第２の屈折面になる。プリズムの入射面は、レンズの光軸と垂直をなす。レンズの光軸は、第１の方向及び第２の方向の中間の方向に延在する。
【００４４】
本発明の第９の態様においては、光源、受光／測定機構及びプリズムが設けられる。
【００４５】
照明機構は、試料に照明光を照射する。
【００４６】
試料からの反射光には、第１の光線束及び第２の光線束が含まれる。第１の光線束は、第１の受光角の方向へ反射される。第２の光線束は、第２の受光角の方向へ反射される。第１の受光角は、第２の受光角と異なる。
【００４７】
プリズムは、第１の受光角及び第２の受光角に共通である。
【００４８】
第１の光線束は、プリズムの第１の屈折面において屈折する。第２の光線束は、プリズムの第２の屈折面において屈折する。第１の屈折面は、第１の方向を向く。第２の屈折面は、第２の方向を向く。第１の方向は、第２の方向と異なる。プリズムは、第１の光線束を第１の受光開口に収束させ第２の光線束を第２の受光開口に収束させるパワーを有する。
【００４９】
受光／測定機構は、第１の光線束及び第２の光線束に対して測色のための測定を行う。
【００５０】
本発明の第１０の態様においては、照明機構、受光／測定機構及びプリズムが設けられる。
【００５１】
照明機構は、試料に照明光を照射する。
【００５２】
照明光は、第１の光線束及び第２の光線束を含む。第１の光線束は、第１の放射位置から放射され、第１の照明角の方向から試料に照射される。第２の光線束は、第２の放射位置から放射され、第２の照明角の方向から試料に照射される。第１の照明角は、第２の照明角と異なる。
【００５３】
受光／測定機構は、試料からの反射光を受光する。受光／測定機構は、反射光に対して測色のための測定を行う。
【００５４】
プリズムは、第１の照明角及び第２の照明角に共通である。
【００５５】
第１の光線束は、プリズムの第１の屈折面において屈折する。第２の光線束は、プリズムの第２の屈折面において屈折する。第１の屈折面は、第１の方向を向く。第２の屈折面は、第２の方向を向く。第１の方向は、第２の方向と異なる。プリズムは、第１の光線束及び第２の光線束を試料へ導くパワーを有する。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の第１及び第９の態様によれば、受光光学系が異なる受光角に共通である。受光光学系の数が減少する。受光角が近接している場合でも受光光学系の干渉を回避するために試料から受光開口までの距離を長くする必要がない。マルチアングル測色計が小さくなる。
【００５７】
また、受光強度の分布が均一になる。試料に対するマルチアングル測色計の相対的な位置が測定に与える影響が小さくなる。測定が安定して行われる。
【００５８】
また、測定される領域のずれが抑制される。測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【００５９】
特に、本発明の第２の態様によれば、受光開口が設けられない受光角における測定の結果が精度よく推定される。
【００６０】
特に、本発明の第３の態様によれば、受光開口が設けられない受光角における測定の結果が精度よく推定される。
【００６１】
また、大きな強度を有する新たな光線束に対して測定が行われる。測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【００６２】
本発明の第６及び第１０の態様によれば、照明光学系が異なる照明角に共通である。照明光学系の数が減少する。照明角が近接している場合でも、照明光学系の干渉を回避するために放射位置から試料までの距離を長くする必要がない。マルチアングル測色計が小さくなる。
【００６３】
また、照明される領域のずれが抑制される。測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【００６４】
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施形態のマルチアングル測色計のブロック図である。
【図２】第１実施形態の照明受光光学系の断面図である。
【図３】第１実施形態の第１の受光光学系の付近の断面図である。
【図４】第１実施形態の制御／演算部のブロック図である。
【図５】第１実施形態の第１の受光光学系の概念図である。
【図６】第１実施形態の第１の受光光学系の概念図である。
【図７】第１実施形態の第１の受光光学系の第１の変形例の模式図である。
【図８】第１実施形態の第１の受光光学系の第１の変形例の模式図である。
【図９】第１実施形態の第１の受光光学系の第２の変形例の模式図である。
【図１０】第１実施形態の第１の受光光学系の第２の変形例の模式図である。
【図１１】第１実施形態の第１の受光光学系の第３の変形例の模式図である。
【図１２】第１実施形態の第１の受光光学系の第３の変形例の模式図である。
【図１３】第１実施形態のマルチアングル測色計の変形例のブロック図である。
【図１４】第１実施形態の分光測定の手順を示すフローチャートである。
【図１５】第２実施形態のマルチアングル測色計のブロック図である。
【図１６】第２実施形態の第１の照明光学系の概念図である。
【図１７】第２実施形態の第１の照明光学系の概念図である。
【図１８】第２実施形態の第１の照明光学系の変形例の模式図である。
【図１９】第２実施形態の第１の照明光学系の変形例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
（第１実施形態）
第１実施形態は、一方向照明／多方向受光型のマルチアングル測色計に関する。
【００６７】
図１のブロック図は、第１実施形態のマルチアングル測色計を模式的に示す。図２の断面図は、照明受光光学系を模式的に示す。図３の断面図は、第１の受光光学系の付近を模式的に示す。図４のブロック図は、制御／演算部を模式的に示す。図５及び図６の概念図は、第１の受光光学系を模式的に示す。
【００６８】
図１から図６までに示されるように、マルチアングル測色計１０００は、光源１０２０、照明光学系１０２１、第１の受光光学系１０２２、第２の受光光学系１０２３、第３の受光光学系１０２４、受光／測定機構１０２５、制御／演算部１０２６及び筐体１０２７を備える。第１の受光光学系１０２２は、第１のレンズ１０４０及びプリズム１０４１を備える。第２の受光光学系１０２３は、第２のレンズ１０４２を備える。第３の受光光学系１０２４は、第３のレンズ１０４３を備える。受光／測定機構１０２５は、第１の導光部１１００、第２の導光部１１０１、第３の導光部１１０２、第４の導光部１１０３及び分光光学系１１０４を備える。制御／演算部１０２６は、分光測定制御部１１２０及び推定部１１２１を備える。マルチアングル測色計１０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
【００６９】
光源１０２０は、試料１１４０に照明光１１５０を照射する。光源１０２０は、発光ダイオードである。光源１０２０が発光ダイオード以外であってもよい。例えば、光源１０２０がハロゲンランプ、キセノンランプ等であってもよい。光源１０２０が他の種類の照明機構に置き換えられてもよい。例えば、照明光１１５０が放射される放射位置に光源１０２０に代えて照明開口が配置され、光源１０２０から照明開口まで光ファイバー等の導光機構により照明光１１５０が導かれてもよい。
【００７０】
照明光学系１０２１は、光源１０２０から試料１１４０へ照明光１１５０を導く。照明光学系１０２１が省略されてもよい。
【００７１】
試料１１４０からの反射光１１５１は、第１の光線束１１６０、第２の光線束１１６１、第３の光線束１１６２及び第４の光線束１１６３を含む。第１の光線束１１６０は、第１の受光角θ１の方向に反射される。第２の光線束１１６１は、第２の受光角θ２の方向に反射される。第３の光線束１１６２は、第３の受光角θ３の方向に反射される。第４の光線束１１６３は、第４の受光角θ４の方向に反射される。第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４は、互いに異なる。
【００７２】
第１の受光光学系１０２２、第２の受光光学系１０２３及び第３の受光光学系１０２４は、コリメーターであり、平行光線束を収束光線束へ変換する。
【００７３】
第１の受光光学系１０２２は、第１の光線束１１６０を試料１１４０から第１の受光開口１１８０へ導き、第２の光線束１１６１を試料１１４０から第２の受光開口１１８１へ導く。第２の受光光学系１０２３は、第３の光線束１１６２を試料１１４０から第３の受光開口１１８２へ導く。第３の受光光学系１０２４は、第４の光線束１１６３を試料１１４０から第４の受光開口１１８３へ導く。
【００７４】
第１の受光光学系１０２２は、第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２に共通である。第２の受光光学系１０２３は、第３の受光角θ３に固有である。第３の受光光学系１０２４は、第４の受光角θ４に固有である。第１のレンズ１０４０及びプリズム１０４１は、第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２に共通である。第２のレンズ１０４２は、第３の受光角θ３に固有である。第３のレンズ１０４３は、第４の受光角θ４に固有である。第１の受光光学系１０２２が第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２に共通であることにより、受光光学系の数が減少し、受光角が近接している場合でも受光光学系の干渉を回避するために試料１１４０から受光開口までの距離を長くする必要がなくなる。距離を長くする必要がないため、マルチアングル測色計１０００が小さくなる。第１の受光光学系１０２２が３個以上の受光角に共通であってもよい。
【００７５】
第１のレンズ１０４０、第２のレンズ１０４２及び第３のレンズ１０４３は、コリメートレンズであり、平行光線束を収束光線束へ変換する。
【００７６】
第１のレンズ１０４０は、第１の光線束１１６０を第１の受光開口１１８０に収束させ、第２の光線束１１６１を第２の受光開口１１８１に収束させる。第２のレンズ１０４２は、第３の光線束１１６２を第３の受光開口１１８２に収束させる。第３のレンズ１０４３は、第４の光線束１１６３を第４の受光開口１１８３に収束させる。光線束の収束により、試料１１４０の表面における受光強度の分布が均一になり、試料１１４０に対するマルチアングル測色計１０００の相対的な位置が分光測定に与える影響が小さくなり、分光測定が安定して行われる。
【００７７】
第１の受光光学系１０２２に第１のレンズ１０４０のみが設けられる場合は、同じ物側の領域から放射された光線束は同じ像点に導かれ、異なる物側の領域から放射された光線束は、異なる像点に導かれる。このため、第１の受光光学系１０２２に第１のレンズ１０４０のみが設けられる場合は、第１の受光開口１１８０が第２の受光開口１１８１からずれているため、第１の受光角θ１についての分光測定が行われる場合に測定される領域が第２の受光角θ２についての分光測定が行われる場合に測定される領域からずれる。
【００７８】
このずれは、プリズム１０４１により抑制される。このずれの抑制により、共通しない領域からの光線束を遮蔽し共通する領域からの光線束を透過する絞りが不要になり、分光測定の信号／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が向上する。
【００７９】
プリズム１０４１は、試料１１４０から第１のレンズ１０４０までの区間に挿入される。第１の光線束１１６０は、試料１１４０の表面にある第１の領域１２００から、プリズム１０４１及び第１のレンズ１０４０を順次に経由し、第１の受光開口１１８０の付近にある第１の像点１２２０へ至る。第２の光線束１１６１は、試料１１４０の表面にある第２の領域１２０１から、プリズム１０４１及び第１のレンズ１０４０を順次に経由し、第２の受光開口１１８１の付近にある第２の像点１２２１へ至る。
【００８０】
第１の光線束１１６０は、プリズム１０４１の入射面１２４０に入射し、プリズム１０４１の内部を通過し、プリズム１０４１の第１の出射面１２４１から出射する。第２の光線束１１６１は、プリズム１０４１の入射面１２４０に入射し、プリズム１０４１の内部を通過し、プリズム１０４１の第２の出射面１２４２から出射する。入射面１２４０、第１の出射面１２４１及び第２の出射面１２４２は、屈折面になる。第１の光線束１１６０は、入射面１２４０及び第１の出射面１２４１において屈折する。第２の光線束１１６１は、入射面１２４０及び第２の出射面１２４２において屈折する。
【００８１】
第１の出射面１２４１は、第１の方向１２６０を向く。第２の出射面１２４２は、第２の方向１２６１を向く。面の向きは、法線が延在する方向であって当該面から離れる方向である。第１の方向１２６０は、第２の方向１２６１と異なる。第１の方向１２６０が第２の方向１２６１と異なることにより、第１の像点１２２０が第２の像点１２２１からずれているにもかからず、第１の領域１２００が第２の領域１２０１からずれない。入射面１２４０、第１の出射面１２４１及び第２の出射面１２４２の全部又は一部が平面でなくてもよい。例えば、入射面１２４０、第１の出射面１２４１及び第２の出射面１２４２の全部又は一部が光線束を収束、発散又はコリメート化させるパワーを有する曲面等であってもよい。面が光線束を収束、発散又はコリメート化させるパワーを有する場合は、当該面が向く向きは光軸が延在する方向であって当該面から離れる方向である。プリズム１０４１が第１のレンズ１０４０の機能も備える場合、すなわち、第１の光線束１１６０を第１の受光開口１１８０に収束させ第２の光線束１１６１を第２の受光開口１１８１に収束させるパワーをプリズム１０４１が有する場合は、第１のレンズ１０４０が省略される。
【００８２】
第１の受光光学系１０２２が３個以上の受光角に共通である場合は、３個以上の出射面が設けられる。３個以上の出射面が向く向きは、互いに異なる。
【００８３】
望ましくは、入射面１２４０は第１のレンズ１０４０の光軸１２８０と垂直をなし、第１のレンズ１０４０の光軸１２８０は第１の方向１２６０及び第２の方向１２６１の中間の方向に延在する。
【００８４】
第１の光線束１１６０の中心光線１３００は、光軸１２８０から遠ざかりながら光軸１２８０及び試料１１４０の表面の交点１３２０から入射面１２４０まで進み、入射面１２４０において屈折させられる。さらに、第１の光線束１１６０の中心光線１３００は、光軸１２８０から遠ざかりながら入射面１２４０から第１の出射面１２４１まで進み、第１の出射面１２４１において屈折させられる。さらに、第１の光線束１１６０の中心光線１３００は、光軸１２８０に近づきながら第１の出射面１２４１からレンズ中心１３４０まで進む。さらに、第１の光線束１１６０の中心光線１３００は、光軸１２８０から遠ざかりながらレンズ中心１３４０から第１の受光開口１１８０まで進む。第２の光線束１１６１の中心光線１３０１は、光軸１２８０から遠ざかりながら光軸１２８０及び試料１１４０の表面の交点１３２０から入射面１２４０まで進み、入射面１２４０において屈折させられる。さらに、第２の光線束１１６１の中心光線１３０１は、光軸１２８０から遠ざかりながら入射面１２４０から第２の出射面１２４２まで進み、第２の出射面１２４２において屈折させられる。さらに、第２の光線束１１６１の中心光線１３０１は、光軸１２８０に近づきながら第２の出射面１２４２からレンズ中心１３４０まで進む。さらに、第２の光線束１１６１の中心光線１３０１は、光軸１２８０から遠ざかりながらレンズ中心１３４０から第２の受光開口１１８１まで進む。
【００８５】
１個のプリズム１０４１が２個以上のプリズムの集合に置き換えられてよい。例えば、プリズム１０４１が、第１の出射面１２４１に相当する第１の出射面を有する第１のプリズム及び第２の出射面１２４２に相当する第２の出射面を有する第２のプリズムの集合に置き換えられてもよい。２個以上のプリズムの集合は、互いに分離された多体物であってもよいし、互いに分離されていない一体物であってもよい。
【００８６】
受光／測定機構１０２５の第１の受光開口１１８０、第２の受光開口１１８１、第３の受光開口１１８２及び第４の受光開口１１８３は、それぞれ、第１の光線束１１６０、第２の光線束１１６１、第３の光線束１１６２及び第４の光線束１１６３を受光する。受光／測定機構１０２５は、第１の光線束１１６０、第２の光線束１１６１、第３の光線束１１６２及び第４の光線束１１６３を分光測定する。
【００８７】
第１の導光部１１００は、第１の受光開口１１８０から分光光学系１１０４へ第１の光線束１１６０を導く。第２の導光部１１０１は、第２の受光開口１１８１から分光光学系１１０４へ第２の光線束１１６１を導く。第３の導光部１１０２は、第３の受光開口１１８２から分光光学系１１０４へ第３の光線束１１６２を導く。第４の導光部１１０３は、第４の受光開口１１８３から分光光学系１１０４へ第４の光線束１１６３を導く。
【００８８】
第１の導光部１１００、第２の導光部１１０１、第３の導光部１１０２及び第４の導光部１１０３は、光ファイバーである。第１の受光開口１１８０、第２の受光開口１１８１、第３の受光開口１１８２及び第４の受光開口１１８３は、光ファイバーの入射口（端面）である。光ファイバーが省略され、分光光学系１１０４の入射口が受光開口になってもよい。光ファイバーが分光光学系１１０４の側において束ねられ、バンドルファイバーが構成されてもよい。
【００８９】
分光光学系１１０４は、導かれてきた第１の光線束１１６０、第２の光線束１１６１、第３の光線束１１６２及び第４の光線束１１６３を分光測定する。分光光学系１１０４は、例えば、回折格子、プリズム等の波長分散素子により光線束を分光し、センサーアレイ等により波長による強度の変化を検出し、分光スペクトルを出力する。分光光学系１１０４が分光測定以外の測色のための測定を行う機構に置き換えられてもよい。例えば、分光光学系１１０４がＲＧＢセンサー等により刺激値を直接的に検出する機構に置き換えられてもよい。
【００９０】
分光光学系１１０４は、第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４に共通である。第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４の各々に固有の分光光学系が設けられてもよい。２個以上３個以下の受光角に共通の分光光学系が設けられてもよい。
【００９１】
制御／演算部１０２６は、マルチアングル測色計１０００の構成物を制御し、演算を行う。制御／演算部１０２６の機能は、組み込みコンピューターにファームウェア等のプログラムを実行させることにより実現される。制御／演算部１０２６の機能の全部又は一部がプログラムを実行しないハードウエアにより実現されてもよい。ハードウエアは、例えば、演算増幅器、コンパレーター、論理回路等を備える電子回路である。
【００９２】
分光測定制御部１１２０は、光源１０２０を制御して光源１０２０に試料１１４０を照明させる。また、分光測定制御部１１２０は、分光光学系１１０４を制御して分光光学系１１０４に分光測定を行わせ、分光光学系１１０４から分光測定の結果を取得する。
【００９３】
推定部１１２１は、第１の光線束１１６０に対する分光測定の結果及び第２の光線束１１６１に対する分光測定の結果を分光光学系１１０４から取得し、第１の光線束１１６０に対する分光測定の結果及び第２の光線束１１６１に対する分光測定の結果を内挿し、第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２の中間の受光角についての分光測定の結果を推定する。第１の光線束１１６０に対する分光測定の結果は、第１の受光角θ１についての分光測定の結果である。第２の光線束１１６１に対する分光測定の結果は、第２の受光角θ２についての分光測定の結果である。内挿による推定により、受光開口がない受光角についての分光測定の結果が精度よく推定される。中間の受光角は、典型的には（θ１＋θ２）／２であるが、θ１からθ２までの間にある任意の受光角であることが許される。
【００９４】
シェードと呼ばれる受光角においては、反射光が専ら拡散光からなり、反射光が正反射光をほとんど含まれない。また、シェードと呼ばれる受光角においては、反射の形態がランバート反射に近くなり、反射特性の受光角依存性が小さくなり、反射特性が受光角に対して線形的に変化する。このため、第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２がシェードと呼ばれる受光角に設定された場合は、第１の受光角θについての分光測定の結果及び第２の受光角についての分光測定の結果から中間の受光角についての分光測定の結果が精度よく推定される。
【００９５】
筐体１０２７には、内部空間１３６０が形成される。内部空間１３６０は、測定窓１３８０を有する。測定窓１３８０は、筐体１０２７の表面に露出する。測定窓１３８０には、試料１１４０が対向させられる。筐体１０２７は、光源１０２０、照明光学系１０２１、第１の受光光学系１０２２、第２の受光光学系１０２３、第３の受光光学系１０２４、等を支持する。
【００９６】
照明角θ、第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４は、マルチアングル測色計１０００の仕様に応じて選択される。例えば、照明角θ、第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４が対法線角を用いて表現される場合は、照明角θは４５°に設定され、第１の受光角θ１、第２の受光角θ２、第３の受光角θ３及び第４の受光角θ４は、それぞれ、７０°，６０°，３０°及び２０°に設定される。受光角の数が増減されてもよい。
【００９７】
図７及び図８の概念図は、第１の受光光学系１０２２の第１の変形例となる第１の受光光学系１５００を模式的に示す。
【００９８】
図７及び図８に示されるように、第１の変形例の第１の受光光学系１５００においては、試料１１４０から第１のレンズ１５２１までの区間にプリズム１５２０が挿入される。第１の光線束１１６０は、試料１１４０の表面の付近にある物点１５４０から、プリズム１５２０及び第１のレンズ１５２１を順次に経由し、第１の受光開口１１８０の付近にある第１の像点１５６０へ至る。第２の光線束１１６１は、試料１１４０の表面の付近にある物点１５４０から、プリズム１５２０及び第１のレンズ１５２１を順次に経由し、第２の受光開口１１８１の付近にある第２の像点１５６１へ至る。
【００９９】
第１の光線束１１６０は、プリズム１５２０の入射面１５８０に入射し、プリズム１５２０の内部を通過し、プリズム１５２０の第１の出射面１５８１から出射する。第２の光線束１１６１は、プリズム１５２０の入射面１５８０に入射し、プリズム１５２０の内部を通過し、プリズム１５２０の第２の出射面１５８２から出射する。入射面１５８０、第１の出射面１５８１及び第２の出射面１５８２は、屈折面になる。第１の光線束１１６０は、入射面１５８０及び第１の出射面１５８１において屈折する。第２の光線束１１６１は、入射面１５８０及び第２の出射面１５８２において屈折する。物点１５４０及び第１の像点１５６０は共役関係にある。物点１５４０及び第２の像点１５６１は共役関係にある。
【０１００】
第１の出射面１５８１は、第１の方向１６００を向く。第２の出射面１５８２は、第２の方向１６０１を向く。第１の方向１６００は、第２の方向１６０１と異なる。
【０１０１】
第１の受光光学系１０２２がコリメーターと物点及び像点が共役関係にある光学系との中間的な性質を有する光学系に置き換えられてもよい。
【０１０２】
図９及び図１０の概念図は、第１の受光光学系１０２２の第２の変形例となる第１の受光光学系１７００を模式的に示す。
【０１０３】
図９及び図１０に示されるように、第２の変形例の第１の受光光学系１７００においては、試料１１４０から第１のレンズ１７２１までの区間にプリズム１７２０が挿入される。第１の光線束１１６０は、試料１１４０の表面の付近にある物点１７４０から、プリズム１７２０及び第１のレンズ１７２１を順次に経由し、第１の受光開口１１８０の付近にある第１の像点１７６０へ至る。第２の光線束１１６１は、試料１１４０の表面の付近にある物点１７４０から、プリズム１７２０及び第１のレンズ１７２１を順次に経由し、第２の受光開口１１８１の付近にある第２の像点１７６１へ至る。
【０１０４】
第１の光線束１１６０は、プリズム１７２０の第１の入射面１７８０に入射し、プリズム１７２０の内部を通過し、プリズム１７２０の出射面１７８２から出射する。第２の光線束１１６１は、プリズム１７２０の第２の入射面１７８１に入射し、プリズム１７２０の内部を通過し、プリズム１０４１の出射面１７８２から出射する。第１の入射面１７８０、第２の入射面１７８１及び出射面１７８２は、屈折面になる。第１の光線束１１６０は、第１の入射面１７８０及び出射面１７８２において屈折する。第２の光線束１１６１は、第２の入射面１７８１及び出射面１７８２において屈折する。
【０１０５】
第１の入射面１７８０は、第１の方向１８００を向く。第２の入射面１７８１は、第２の方向１８０１を向く。第１の方向１８００は、第２の方向１８０１と異なる。
【０１０６】
望ましくは、出射面１７８２は第１のレンズ１７２１の光軸１８２０と垂直をなし、第１のレンズ１７２１の光軸１８２０は第１の方向１８００及び第２の方向１８０１の中間の方向に延在する。
【０１０７】
図１１及び図１２の概念図は、第１の受光光学系１０２２の第３の変形例となる第１の受光光学系１９００を模式的に示す。
【０１０８】
図１１及び図１２に示されるように、第３の変形例の第１の受光光学系１９００においては、第１のレンズ１９２１から第１の受光開口１１８０及び第２の受光開口１１８１までの区間にプリズム１９２０が挿入される。第１の光線束１１６０は、試料１１４０の表面の付近にある物点１９４０から、第１のレンズ１９２１及びプリズム１９２０を順次に経由し、第１の受光開口１１８０の付近にある第１の像点１９６０へ至る。第２の光線束１１６１は、試料１１４０の表面の付近にある物点１９４０から、第１のレンズ１９２１及びプリズム１９２０を順次に経由し、第２の受光開口１１８１の付近にある第２の像点１９６１へ至る。
【０１０９】
第１の光線束１１６０は、プリズム１９２０の第１の入射面１９８０に入射し、プリズム１９２０の内部を通過し、プリズム１９２０出射面１９８２から出射する。第２の光線束１１６１は、プリズム１９２０の第２の入射面１９８１に入射し、プリズム１９２０の内部を通過し、プリズム１９２０の出射面１９８２から出射する。第１の入射面１９８０、第２の入射面１９８１及び出射面１９８２は、屈折面になる。第１の光線束１１６０は、第１の入射面１９８０及び出射面１９８２において屈折する。第２の光線束１１６１は、第２の入射面１９８１及び出射面１９８２において屈折する。
【０１１０】
第１の入射面１９８０は、第１の方向２０００を向く。第２の入射面１９８１は、第２の方向２００１を向く。第１の方向２０００は、第２の方向２００１と異なる。
【０１１１】
望ましくは、出射面１９８２は第１のレンズ１９２１の光軸２０２０と垂直をなし、第１のレンズ１９２１の光軸２０２０は第１の方向２０００及び第２の方向２００１の中間の方向に延在する。
【０１１２】
第１の変形例、第２の変形例及び第３の変形例において示された変形が組み合わされてもよい。
【０１１３】
図１３に示されるように、第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２の中間の受光角につていの分光測定の結果を推定するために第１の光線束１１６０及び第２の光線束１１６１が合流させられてもよい。第１の導光部１１００は、第１の受光開口１１８０から合流点２２００へ第１の光線束１１６０を導く。第２の導光部１１０１は、第２の受光開口１１８１から合流点２２００へ第２の光線束１１６１を導く。第１の光線束１１６０及び第２の光線束１１６１が合流点２２００において合流することにより新たな光線束２２２０が生成される。分光光学系１１０４は、新たな光線束２２２０を分光測定する。第１の受光角θ１及び第２の受光角θ２がシェードと呼ばれる受光角に設定された場合は、新たな光線束２２２０の分光測定の結果から中間の受光角についての分光測定の結果が精度よく推定される。
【０１１４】
試料１１４０の表面がメタリック塗装又はパール塗装されており、かつ、試料１１４０の表面が黒色等の低反射率の色を呈する場合は、シェードと呼ばれる受光角においては、反射光の強度が小さくなり、分光測定のＳ／Ｎ比が十分でない場合がある。しかし、第１の光線束１１６０及び第２の光線束１１６１が合流させられた場合は、第１の光線束１１６０の強度及び第２の光線束１１６１の強度の約２倍の強度を有する新たな光線束２２２０が分光測定され、分光測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【０１１５】
図１４のフローチャートは、分光測定の手順を示す。
【０１１６】
図１４に示されるように、分光測定を開始するための操作が検出された場合は（ステップＳ１０１）、光源１０２０が点灯され（ステップＳ１０２）、第１の光線束１１６０が分光測定され（ステップＳ１０３）、第２の光線束１１６１が分光測定され（ステップＳ１０４）、第３の光線束１１６２が分光測定され（ステップＳ１０５）、第４の光線束１１６３が分光測定され（ステップＳ１０６）、光源１０２０が消灯され（ステップＳ１０７）、測定が終了する（ステップＳ１０８）。
【０１１７】
（第２実施形態）
第２実施形態は、多方向照明／一方向受光型のマルチアングル測色計に関する。第２実施形態の説明においては、第１実施形態と異なる点が主に言及される。第２実施形態の説明において言及されない事項については、第１実施形態の説明内容がそのまま採用されてもよいし、第１実施形態の説明内容が変形されてから採用されてもよい。
【０１１８】
図１５のブロック図は、第２実施形態のマルチアングル測色計を模式的に示す。図１６及び図１７の概念図は、第１の照明光学系を模式的に示す。
【０１１９】
図１５から図１７までに示されるように、マルチアングル測色計３０００は、第１の光源３０２０、第２の光源３０２１、第３の光源３０２２、第４の光源３０２３、第１の照明光学系３０２４、第２の照明光学系３０２５、第３の照明光学系３０２６、受光光学系３０２７、受光／測定機構３０２８及び制御／演算部３０２９を備える。第１の照明光学系３０２４は、レンズ３０４０及びプリズム３０４１を備える。受光／測定機構３０２８は、導光部３０６０及び分光光学系３０６１を備える。マルチアングル測色計３０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
【０１２０】
第１の光源３０２０は、第１の照明角θ１の方向から第１の光線束３０８０を試料３１００に照射する。第２の光源３０２１は、第２の照明角θ２の方向から第２の光線束３０８１を試料３１００に照射する。第３の光源３０２２は、第３の照明角θ３の方向から第３の光線束３０８２を試料３１００に照射する。第４の光源３０２３は、第４の照明角θ４の方向から第４の光線束３０８３を試料３１００に照射する。第１の照明角θ１、第２の照明角θ２、第３の照明角θ３及び第４の照明角θ４は、互いに異なる。
【０１２１】
第１の光源３０２０、第２の光源３０２１、第３の光源３０２２及び第４の光源３０２３の各々が他の種類の照明機構に置き換えられてもよい。例えば、第１の光線束３０８０が放射される第１の放射位置に第１の光源３０２０に代えて第１の照明開口が配置され、第１の光源３０２０から第１の照明開口まで光ファイバー等の導光機構により第１の光線束３０８０が導かれてもよい。第２の光線束３０８１が放射される第２の放射位置、第３の光線束３０８２が放射される第３の放射位置、第４の光線束３０８３が放射される第４の放射位置についても同様である。１個の光源から２個以上の照明開口へ光線束が導かれてもよい。
【０１２２】
第１の照明光学系３０２４、第２の照明光学系３０２５及び第３の照明光学系３０２６は、コリメーターであり、発散光線束を平行光線束へ変換する。
【０１２３】
第１の照明光学系３０２４は、第１の光線束３０８０を第１の光源３０２０から試料３１００へ導き、第２の光線束３０８１を第２の光源３０２１から試料３１００へ導く。第２の照明光学系３０２５は、第３の光線束３０８２を第３の光源３０２２から試料３１００へ導く。第３の照明光学系３０２６は、第４の光線束３０８３を第４の光源３０２３から試料３１００へ導く。
【０１２４】
第１の照明光学系３０２４は、第１の照明角θ１及び第２の照明角θ２に共通である。第２の照明光学系３０２５は、第３の照明角θ３に固有である。第３の照明光学系３０２６は、第４の照明角θ４に固有である。レンズ３０４０及びプリズム３０４１は、第１の照明角θ１及び第２の照明角θ２に共通である。第１の照明光学系３０２４が第１の照明角θ１及び第２の照明角θ２に共通であることにより、照明光学系の数が減少し、照明角が近接している場合でも照明光学系の干渉を回避するために光源から試料３１００までの距離を長くする必要がなくなる。このため、マルチアングル測色計３０００が小さくなる。第１の照明光学系３０２４が３個以上の照明角に共通であってもよい。
【０１２５】
レンズ３０４０は、コリメートレンズであり、発散光線束を平行光線束へ変換する。レンズ３０４０は、第１の光線束３０８０及び第２の光線束３０８１を試料３１００へ導く。
【０１２６】
第１の照明光学系３０２４にレンズ３０４０のみが設けられる場合は、同じ物点から放射された光線束は同じ像側の領域に導かれ、異なる物点から放射された光線束は異なる像側の領域に導かれる。このため、第１の照明光学系３０２４にレンズ３０４０のみが設けられる場合は、第１の光源３０２０の位置が第２の光源３０２１の位置と異なるため、第１の照明角θ１についての測定が行われる場合に照明される領域が第２の照明角θ２についての測定が行われる場合に照明される領域からずれる。
【０１２７】
このずれは、プリズム３０４１により抑制される。このずれの抑制により、絞りが不要になり、分光測定のＳ／Ｎ比が向上する。
【０１２８】
プリズム３０４１は、レンズ３０４０から試料３１００までの区間に挿入される。第１の光線束３０８０は、第１の光源３０２０の付近にある第１の物点３１４０から、レンズ３０４０及びプリズム３０４１を順次に経由し、試料３１００の表面にある第１の領域３１２０へ至る。第２の光線束３０８１は、第２の光源３０２１の付近にある第２の物点３１４１から、レンズ３０４０及びプリズム３０４１を順次に経由し、試料３１００の表面にある第２の領域３１２１へ至る。
【０１２９】
第１の光線束３０８０は、プリズム３０４１の第１の入射面３１６０に入射し、プリズム３０４１の内部を通過し、プリズム３０４１の出射面３１６２から出射する。第２の光線束３０８１は、プリズム３０４１の第２の入射面３１６１に入射し、プリズム３０４１の内部を通過し、プリズム３０４１の出射面３１６２から出射する。第１の入射面３１６０、第２の入射面３１６１及び出射面３１６２は屈折面になる。第１の光線束３０８０は、第１の入射面３１６０及び出射面３１６２において屈折する。第２の光線束３０８１は、第２の入射面３１６１及び出射面３１６２において屈折する。第１の入射面３１６０、第２の入射面３１６１及び出射面３１６２の全部又は一部が平面でなくてもよい。例えば、第１の入射面３１６０、第２の入射面３１６１及び出射面３１６２の全部又は一部が光線束を収束、発散又はコリメート化させるパワーを有する曲面等であってもよい。面が収束、発散又はコリメート化させるパワーを有する場合は、当該面が向く向きは光軸が延在する方向であって当該面から離れる方向である。プリズム３０４１がレンズ３０４０の機能も備える場合、すなわち、第１の光線束３０８０及び第２の光線束３０８１を試料３１００へ導くパワーをプリズム３０４１が有する場合は、レンズ３０４０が省略される。
【０１３０】
第１の入射面３１６０は、第１の方向３１８０を向く。第２の入射面３１６１は、第２の方向３１８１を向く。第１の方向３１８０は、第２の方向３１８１と異なる。第１の方向３１８０が第２の方向３１８１と異なることにより、第１の物点３１４０が第２の物点３１４１からずれているにもかかわらず、第１の領域３１２０が第２の領域３１２１からずれない。
【０１３１】
望ましくは、出射面３１６２はレンズ３０４０の光軸３２００と垂直をなし、レンズ３０４０の光軸３２００は第１の方向３１８０及び第２の方向３１８１の中間の方向に延在する。
【０１３２】
第１の光線束３０８０の中心光線３２２０は、光軸３２００に近づきながら第１の光源３０２０からレンズ中心３２４０まで進む。さらに、第１の光線束３０８０の中心光線３２２０は、光軸３２００から遠ざかりながらレンズ中心３２４０から第１の入射面３１６０まで進み、第１の入射面３１６０において屈折させられる。さらに、第１の光線束３０８０の中心光線３２２０は、光軸３２２０に近づきながら第１の入射面３１６０から出射面３１６２まで進み、出射面３１６２において屈折させられる。さらに、第１の光線束３０８０の中心光線３２２０は、光軸３２２０に近づきながら出射面３１６２から光軸３２００及び試料３１００の表面の交点３２６０まで進む。第２の光線束３０８１の中心光線３２２１は、光軸３２００に近づきながら第２の光源３０２１からレンズ中心３２４０まで進む。さらに、第２の光線束３０８１の中心光線３２２１は、光軸３２００から遠ざかりながらレンズ中心３２４０から第２の入射面３１６１まで進み、第２の入射面３１６１において屈折させられる。さらに、第２の光線束３０８１の中心光線３２２１は、光軸３２２０に近づきながら第２の入射面３１６１から出射面３１６２まで進み、出射面３１６２において屈折させられる。さらに、第２の光線束３０８１の中心光線３２２１は、光軸３２２０に近づきながら出射面３１６２から光軸３２００及び試料３１００の表面の交点３２６０まで進む。
【０１３３】
受光光学系３０２７は、コリメーターであり、平行光線束を収束光線束へ変換する。受光光学系３０２７は、反射光３２３０を試料３１００から受光開口へ導く。受光光学系３０２７が省略されてもよい。
【０１３４】
受光／測定機構３０２８の受光開口は、反射光３２３０を受光する。受光／測定機構３０２８は、反射光３２３０を分光測定する。
【０１３５】
分光光学系３０６１は、導かれてきた反射光３２３０を分光測定する。
【０１３６】
制御／演算部３０２９は、マルチアングル測色計３０００の構成物を制御し、演算を行う。
【０１３７】
制御／演算部３０２９は、第１の光源３０２０、第２の光源３０２１、第３の光源３０２２及び第４の光源３０２３を制御して第１の光源３０２０、第２の光源３０２１、第３の光源３０２２及び第４の光源３０２３に試料３１００を照明させる。また、制御／演算部３０２９は、分光光学系３０６１を制御して分光光学系３０６１に分光測定を行わせ、分光光学系３０６１から分光測定の結果を取得する。
【０１３８】
第１の照明角θ１、第２の照明角θ２、第３の照明角θ３、第４の照明角θ４及び受光角θは、マルチアングル測色計３０００の仕様に応じて選択される。照明角の数が増減されてもよい。
【０１３９】
図１８及び図１９の概念図は、第１の照明光学系３０２４の変形例となる第１の照明光学系３４００を示す。
【０１４０】
図１８及び図１９に示されるように、変形例の第１の照明光学系３４００においては、レンズ３４２１から試料３１００までの区間にプリズム３４２０が挿入される。第１の光線束３０８０は、第１の光源３０２０の付近にある第１の物点３４４０から、レンズ３４２１及びプリズム３４２０を順次に経由し、試料３１００の表面にある第１の領域３４６０へ至る。第２の光線束３０８１は、第２の光源３０２１の付近にある第２の物点３４４１から、レンズ３４２１及びプリズム３４２０を順次に経由し、試料３１００の表面にある第２の領域３４６１へ至る。
【０１４１】
第１の光線束３０８０は、プリズム３４２０の入射面３４８２に入射し、プリズム３４２０の内部を通過し、プリズム３４２０の第１の出射面３４８０から出射する。第２の光線束３０８１は、プリズム３４２０の入射面３４８２に入射し、プリズム３４２０の内部を通過し、プリズム３４２０の第２の出射面３４８１から出射する。入射面３４８２、第１の出射面３４８０及び第２の出射面３４８１は、屈折面になる。第１の光線束３０８０は、入射面３４８２及び第１の出射面３４８０において屈折する。第２の光線束３０８１は、入射面３４８２及び第２の出射面３４８１において屈折する。
【０１４２】
第１の出射面３４８０は、第１の方向３５００を向く。第２の出射面３４８１は、第２の方向３５０１を向く。第１の方向３５００は、第２の方向３５０１と異なる。第１の方向３５００が第２の方向３５０１と異なることにより、第１の物点３４４０が第２の物点３４４１からずれているにもかかわらず第１の領域３４６０が第２の領域３４６１からずれない。
【０１４３】
望ましくは、入射面３４８２はレンズ３４２１の光軸３５２０と垂直をなし、レンズ３４２１の光軸３５２０は第１の方向３５００及び第２の方向３５０１の中間の方向に延在する。
【０１４４】
この他、第２実施形態のマルチアングル測色計３０００において、第１実施形態のマルチアングル測色計１０００の光源の位置に受光開口が配置され第１実施形態のマルチアングル測色計１０００の受光開口の位置に光源が配置された構造が採用されてもよい。
【０１４５】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したがって、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。
【符号の説明】
【０１４６】
１０００  マルチアングル測色計
１０２２  第１の受光光学系
１０４０  第１のレンズ
１０４１  プリズム
１５００  第１の受光光学系
１５２１  第１のレンズ
１５２０  プリズム
１７００  第１の受光光学系
１７２０  プリズム
１７２１  第１のレンズ
１９００  第１の受光光学系
１９２０  プリズム
１９２１  第１のレンズ
３０００  マルチアングル測色計
３０２４  第１の照明光学系
３０４０  レンズ
３０４１  プリズム
３０４０  第１の照明光学系
３４２０  プリズム
３４２１  レンズ
【図１】
2015001421.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015001421.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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