(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しつつ測定精度を向上する分光器、マルチアングル測色計を提供する。【解決手段】光学素子３３による光路変換は、光電変換器３５の光電変換面ＣＳでスペクトル測定が行われる一方向について、光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸からの遠近関係を複数の入射光線ＩＬの光軸からの遠近関係と反転させる反転変換である。光路変換により、入射角度分布の観点から強度の大きい入射光線を光電変換器２５の光電変換面ＣＳにおける上記一方向の端部（可視域短波長側）に照射することができ、光電変換器３５における出力信号量が最も小さい可視域短波長側の出力信号量を向上させることができる。また、光学素子３３は上記光路変換を実現できれば足り大型部材を利用する必要がないので、装置全体の小型化を達成することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光のスペクトルを測定する分光器であって、
測定光を光軸上にピークを持った空間的な光強度分布を有する入射光束として受け入れる入射部と、
一方向に沿って波長順に並んだバンドパス特性を有する波長分解手段と、所定の光電変換面に沿って前記一方向に配列された複数の光電変換素子とを有し、前記波長分解手段によって波長順にスペクトル分解された一連の波長の光成分を前記複数の光電変換素子でそれぞれ検出する光電変換器と、
前記入射光束に光路変換を行って前記入射光束を検出光束に変換し、前記検出光束を前記光電変換器に与える光学素子と、
を備え、
前記光路変換は、
前記入射光束を形成する複数の入射光線を、前記検出光束を形成する複数の検出光線へとそれぞれ対応して変換し、
前記一方向について、前記光電変換面における前記複数の検出光線の光軸からの遠近関係を、前記複数の入射光線の光軸からの遠近関係とは反転させる反転変換であることを特徴とする分光器。
【請求項２】
請求項１に記載の分光器であって、
前記入射光束を平行光とするコリメート部を、前記入射部と前記光学素子との区間にさらに備え、
前記入射光束および前記検出光束が平行光とされることを特徴とする分光器。
【請求項３】
請求項１に記載の分光器であって、
前記検出光束を平行光とするコリメート部を、前記光学素子と前記光電変換器との区間にさらに備え、
前記検出光束が平行光とされることを特徴とする分光器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分光器であって、
前記光路変換は、
前記複数の入射光線のうち前記一方向について光軸の一方側に存在する部分の光路を、前記光軸を超えて他方側に変位させるとともに、
前記複数の入射光線のうち前記一方向について光軸の前記他方側に存在する部分の光路を、当該光軸を超えて前記一方側に変位させる変換であることを特徴とする分光器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の分光器であって、
前記入射部が、その一方側端部から前記測定光が入射される光ファイバの他方側端部であることを特徴とする分光器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の分光器であって、
前記入射部が拡散板を有することを特徴とする分光器。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の分光器であって、
前記光学素子がプリズムを有することを特徴とする分光器。
【請求項８】
試料に光を照射する照射部と、
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の分光器と、
前記照射部から照射される光に応答して前記試料の表面上に規定された所定の測定点から放射状に出射する光を互いに異なる複数の角度で受光して、当該複数の角度で受光された光を個別に前記分光部に導光する導光部と、
を備えるマルチアングル測色計。
【請求項９】
請求項８に記載のマルチアングル測色計であって、
前記照射部１０の光源スペクトルにおいて、可視域短波長側での光強度が可視域中波長側での光強度に比べて小さいことを特徴とす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、分光スペクトルを測定する分光器、および当該分光器を備えるマルチアングル測色計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光の分光スペクトルを測定する分光器として、入射部と、一次元で波長順に並んだバンドパス特性を有する分光素子（典型的には、分光フィルタ）と、複数の光電変換素子を持つセンサアレイとを有し、入射部より入射され分光フィルタで波長順にスペクトル分解された一連の波長の光成分を複数の光電変換素子でそれぞれ検出する分光器が知られている。
【０００３】
この種の分光器では、分光素子全体に測定光を照射する目的で、測定光の入射部として拡散板やファイバなど広い入射ＮＡ（開口数）をもった光学部材が利用されることが一般的である。そして、入射部に当該光学部材を利用する場合、測定光は光軸上にピークを持った空間的な光強度分布で分光器内に入射される。
【０００４】
したがって、分光器内の分光フィルタに照射される光は、入射光のうち光軸周辺の光が照射される分光フィルタの中央部側（可視域中央波長の光を透過させる部分）で光の強度が強く、逆に端部側（可視域短波長および可視域長波長を透過させる部分）で光の強度が弱くなる。
【０００５】
その結果、センサアレイで光電変換されて出力される出力信号量も、上記空間的な光強度分布の観点から、可視域短波長側および可視域長波長側において可視域中波長側よりも小さくなる。
【０００６】
この種の分光器では、一般に、その出力信号量が最も小さい部分において測定精度（典型的にはＳＮ比）の基準が確保されるように、分光器全体としての積算回数（典型的には、測定に要する時間）が設計される。このため、その出力信号量が最も小さい部分を改善することが望まれる。
【０００７】
特許文献１に記載の測定装置では、該部分の出力信号を向上させる目的で、センサに照射される光の空間的な強度分布を均一にするための構成として、入射部とセンサとの間に、入射部より入射された光をその内部で多重反射させつつラインセンサに導く光束均一化素子が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ラインセンサに照射される測定光の強度を空間的に均一にするために、上記光束均一化素子がある程度長く設計されるため、装置全体の大型化を招く。
【００１０】
また、センサの光電変換素子として広く用いられるシリコンフォトダイオードは、可視域短波長側で相対的に分光感度が低い特性を持つ。このように可視域短波長側で相対的に分光感度が低い光電変換素子を利用する分光器では、上記特許文献１の構成によって入射光の空間的な強度分布を均一にしたとしても、センサアレイにおける分光感度の観点から可視域短波長側での測定における出力信号量が小さくなる。
【００１１】
その結果、分光器として求められる測定精度（典型的にはＳＮ比）の基準を確保する目的で、出力信号量が最も小さい部分（可視域短波長側）での測定における積算回数を増やす必要が生じ、測定に要する時間が増加する。
【００１２】
同様に、可視域長波長側で相対的に分光感度が低い光電変換素子を利用する場合には、上記特許文献１の構成によって入射光の空間的な強度分布を均一にしたとしても、出力信号量が最も小さい部分（可視域長波長側）での測定における積算回数を増やす必要が生じ、測定に要する時間が増加する。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ測定精度を向上する分光器、および該分光器を有するマルチアングル測色計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光のスペクトルを測定する分光器であって、測定光を光軸上にピークを持った空間的な光強度分布を有する入射光束として受け入れる入射部と、一方向に沿って波長順に並んだバンドパス特性を有する波長分解手段と、所定の光電変換面に沿って前記一方向に配列された複数の光電変換素子とを有し、前記波長分解手段によって波長順にスペクトル分解された一連の波長の光成分を前記複数の光電変換素子でそれぞれ検出する光電変換器と、前記入射光束に光路変換を行って前記入射光束を検出光束に変換し、前記検出光束を前記光電変換器に与える光学素子と、を備え、前記光路変換は、前記入射光束を形成する複数の入射光線を、前記検出光束を形成する複数の検出光線へとそれぞれ対応して変換し、前記一方向について、前記光電変換面における前記複数の検出光線の光軸からの遠近関係を、前記複数の入射光線の光軸からの遠近関係とは反転させる反転変換であることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の分光器であって、前記入射光束を平行光とするコリメート部を、前記入射部と前記光学素子との区間にさらに備え、前記入射光束および前記検出光束が平行光とされることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の分光器であって、前記検出光束を平行光とするコリメート部を、前記光学素子と前記光電変換器との区間にさらに備え、前記検出光束が平行光とされることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の分光器であって、前記光路変換は、前記複数の入射光線のうち前記一方向について光軸の一方側に存在する部分の光路を、前記光軸を超えて他方側に変位させるとともに、前記複数の入射光線のうち前記一方向について光軸の前記他方側に存在する部分の光路を、当該光軸を超えて前記一方側に変位させる変換であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の分光器であって、前記入射部が、その一方側端部から前記測定光が入射される光ファイバの他方側端部であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の分光器であって、前記入射部が拡散板を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の分光器であって、前記光学素子がプリズムを有することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、試料に光を照射する照射部と、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の分光器と、前記照射部から照射される光に応答して前記試料の表面上に規定された所定の測定点から放射状に出射する光を互いに異なる複数の角度で受光して、当該複数の角度で受光された光を個別に前記分光部に導光する導光部と、を備えるマルチアングル測色計である。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のマルチアングル測色計であって、前記照射部１０の光源スペクトルにおいて、可視域短波長側での光強度が可視域中波長側での光強度に比べて小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の分光器は、入射光束に光路変換を行って入射光束を検出光束に変換し、検出光束を光電変換器に与える光学素子を有している。そして、この光路変換は、入射光束を形成する複数の入射光線を検出光束を形成する複数の検出光線へとそれぞれ対応して変換し、光電変換器の光電変換面でスペクトル測定が行われる一方向について、光電変換面における複数の検出光線の光軸からの遠近関係を複数の入射光線の光軸からの遠近関係とは反転させる反転変換である。
【００２４】
したがって、この光路変換によって各入射光線について光軸からの遠近関係を反転することで、入射角度分布の観点から相対的に強度の大きい入射光線（相対的に光軸に近い入射光線）を、光電変換器の光電変換面における上記一方向の両端部（可視域短波長側および可視域長波長側を検出する部分）に照射することができる。
【００２５】
その結果、種々の要因により出力信号量が小さくなることが懸念される光電変換器の両端部（可視域短波長側または可視域長波長側）に、上記光路変換によって入射角度分布の観点から相対的に強度の大きい入射光線を照射することができ、該部分における出力信号量を向上することができる。
【００２６】
請求項８に記載のマルチアングル測色計は、請求項１〜７に記載の分光器を好適に利用できる。
【００２７】
請求項９に記載のマルチアングル測色計は、照射部の光源スペクトルにおいて可視域短波長側での光強度が可視域中波長側での光強度に比べて小さい光源を利用する。このため、光電変換器の可視域短波長側での出力信号量が特に低下しやすく、請求項１〜７に記載の分光器を好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係るマルチアングル測色計１００の外観を示す斜視図、および測定器本体と被測定物の測定面との位置関係を説明する模式図である。
【図２】第１実施形態に係るマルチアングル測色計１００の機能的な構成例を示す図である。
【図３】第１実施形態における分光器３０を示す側面図である。
【図４】光ファイバおよび拡散板を入射部３１として用いた場合の、光の入射角度分布を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るマルチアングル測色計１００の動作フローを示す図である。
【図６】シリコンフォトダイオードの分光感度を示す図である。
【図７】白色ＬＥＤ、キセノンフラッシュランプ、ハロゲンランプについての光源スペクトルを示す図である。
【図８】比較例における分光器３００を示す側面図である。
【図９】第２実施形態における分光器３０Ａを示す側面図である。
【図１０】第３実施形態における分光器３０Ｂを示す側面図である。
【図１１】変形例における分光器３０Ｃを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜１  第１実施形態＞
＜１．１  外観と使用態様＞
図１は、第１実施形態に係るマルチアングル測色計１００の外観を示す斜視図および測定器本体と被測定物の測定面との位置関係を説明する模式図である。
【００３０】
図１（ａ）はマルチアングル測色計１００の外観を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、このマルチアングル測色計１００は、後述する各構成要素（図２参照）が収容された箱形状の測定器本体２からなる。この測定器本体２は、底壁に穿設された測定用開口３と、表面適所に配設され、測定結果を示すディスプレイや操作スイッチなどを備えた操作表示パネル４とを備え、持ち運び可能なポータブル測色計を構成している。
【００３１】
図１（ｂ）は同マルチアングル測色計の測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度を説明する模式図である。図１（ｂ）に示すように、マルチアングル測色計１００による測定は測定用開口３を被測定物５（試料）に向けて行われ、測定用開口３に対向する被測定物５の表面が測定面５ａとなる。
【００３２】
そして、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用開口３の法線）と測定面５ａの法線５ｎとが一致するように測定器本体２が被測定物５に当接された状態で、マルチアングル測色計１００の測定動作が行われる。
【００３３】
＜１．２  マルチアングル測色計１００の構成＞
図２は、第１実施形態に係る一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００の基本的な機能構成を示す図である。以下、図２を参照しながら、マルチアングル測色計１００が有する構成および機能を説明する。
【００３４】
マルチアングル測色計１００は、大略的に、被測定物５上の所定の測定点Ｐに光を照射し、当該測定点Ｐからの反射光をスペクトル分解して電気的な信号に変換する光検出部４０と、マルチアングル測色計１００の各部を制御するとともに光検出部４０によって取得される上記反射光についての信号を処理する制御部７０とを備える。
【００３５】
＜１．２．１  光検出部４０＞
図２に示すように、光検出部４０は、被測定物５上の所定の測定点Ｐに光を照射する照射部１０と、照射部１０から照射される光に応答して測定点Ｐから放射状に出射する光（反射光）を互いに異なる複数の角度（本実施形態では、６つの角度）で受光する複数の入射口Ｂ１１〜Ｂ１６と一の出射口Ｂ１７とを有するバンドルファイバＢＦと、入射口Ｂ１１〜Ｂ１６の前面側に設けられる機構的もしくは光学的なシャッタＴ１〜Ｔ６と、バンドルファイバＢＦの出射口Ｂ１７より出射された光を受光して当該光のスペクトルを測定する分光器３０とを備える。
【００３６】
以下、光検出部４０の各部について詳細に説明する。なお、以下の説明では、照射部１０より出射されてから分光器３０の光電変換器３５に受光されるまでの光の進行において、照射部１０側を「上流側」、分光器３０の光電変換器３５側を「下流側」と表現する。
【００３７】
照射部１０は、例えば、キセノンフラッシュランプからなる光源と、光源からの光線を規制する規制板と、コリメートレンズとから構成される（いずれも図示せず）。この光源を発光させる発光回路１１は、照射部１０の近傍に設けられている。
【００３８】
発光回路１１は、例えば、数百Ｖの直流高電圧を光源の電極に印加するためのメインコンデンサ、このメインコンデンサを充電するための充電回路、光源に密着して巻かれた金属ワイヤからなるトリガ電極に数万Ｖの交流高電圧を印加するためのトリガ発生回路、例えばＩＧＢＴからなる例えばＩＧＢＴからなる半導体スイッチ素子、およびこの半導体スイッチ素子に駆動電圧を印加するための駆動回路を有してなる。
【００３９】
バンドルファイバＢＦは、照射部１０から照射される光に応答して測定点Ｐから放射状に出射する光（反射光）を互いに異なる複数の角度で受光する複数の入射口Ｂ１１〜Ｂ１６と、入射口Ｂ１１〜Ｂ１６より入射された光を分光器に向けて出射する一の出射口Ｂ１７とを有する。以下の説明では、測定点Ｐより出射される光のうち入射口Ｂ１１〜Ｂ１６に入射される光をそれぞれ、「光ｒ２１〜ｒ２６」と呼ぶ（図２）。
【００４０】
被測定物５の測定点Ｐと入射口Ｂ１１〜Ｂ１６との間には、測定点Ｐから出射される光ｒ２１〜ｒ２６を入射口Ｂ１１〜Ｂ１６に向けて集束する受光窓（典型的には、しぼりと凸レンズによって構成される）と、機構的または光学的なシャッタＴ１〜Ｔ６とが配される。
【００４１】
このため、一のシャッタを開口している間、他のシャッタは閉口となるようシャッタＴ１〜Ｔ６の開閉を制御することで、光ｒ２１〜ｒ２６のうち一の光をバンドルファイバＢＦを通じて分光器３０に導くことができる。そして、この開口する一のシャッタを時間順次に切り替えることで、分光器３０における光ｒ２１〜ｒ２６の時分割受光が実現され、単一の分光器３０で各受光角度に対応する光を受光することが可能になる。このように、バンドルファイバＢＦおよびシャッタＴ１〜Ｔ６は、測定点Ｐに対して複数の角度で受光された光ｒ２１〜ｒ２６を個別に分光器３０に導光する導光部として機能する。
【００４２】
図３は、分光器３０の内部構造を模式的に表す側面図である。また、図３以降の各図において、必要に応じて、各部の配置関係を明確にする目的で右手系のＸＹＺ座標を付す。
【００４３】
分光器３０は、測定光の進行方向上流側から順に（−Ｘ方向から＋Ｘ方向に順に）、測定光（光ｒ２１〜ｒ２６のいずれか）を入射光束ＩＢとして受け入れる入射部３１と、入射光束ＩＢをＸ方向に伸びる光軸ＯＡに対して平行光とするコリメート部３２と、コリメート部３２によって平行光とされた入射光束ＩＢをＺ方向について光路変換し検出光束ＤＢを得る光学素子３３と、光学素子３３より与えられる検出光束ＤＢをＺ方向に沿ってスペクトル分解して一連の波長の光成分をＺ方向に配列された複数の光電変換素子３５２で検出する光電変換器３５と、を有する。
【００４４】
入射部３１は、測定点Ｐに対し多角度で受光される測定光（光ｒ２１〜ｒ２６のいずれか）を入射光束ＩＢとして分光器３０の内部に受け入れる部分であり、本実施形態ではバンドルファイバＢＦの出射口Ｂ１７を含む下流部分によって構成される。入射部３１としては、本実施形態のようにファイバを利用する態様の他にも拡散板など公知の種々の光学部材を利用可能である。
【００４５】
図４は、入射部３１の典型例として、入射部３１にファイバＦＢを用いた場合と、入射部３１に拡散板ＤＦを利用した場合との、入射光束ＩＢにおける光の入射角度と相対強度との関係を示す図である。図３および図４に示すように、入射部３１としてファイバＦＢを利用する本実施形態では、Ｘ方向に伸びる光軸ＯＡ上（図４で示す照射角度０度の部分）に急峻なピークを持った空間的な光強度分布で入射光束ＩＢが分光器３０に入射される。図３では、理解を容易にする目的で、入射光束ＩＢを形成する複数の入射光線のうち７本の入射光線ＩＬのみを示している。
【００４６】
なお、本明細書中において、「入射光束ＩＢ」とは、入射部３１より分光器３０内に入射される光束全体を意味するものではなく、入射部３１より入射される光束全体のうち光電変換器３５による光検出に利用される光束を意味する。したがって、入射光束ＩＢとしては、例えば、上記光束全体のうち光軸ＯＡに対して−１５度〜＋１５度の角度範囲（図４）で分光器３０内に入射される光を利用することができる。この角度範囲は分光器ごとに設計変更可能な値であるので、例えば、−５度〜＋５度の角度範囲、或いは−３０度〜＋３０度の角度範囲で入射される光を入射光束ＩＢとして利用する態様であっても構わない。
【００４７】
また、入射光束ＩＢを形成する各光線については「複数の入射光線ＩＬ」と呼ぶ。検出光束ＤＢについても同様に、これを形成する各光線を「複数の検出光線ＤＬ」と呼ぶ。
【００４８】
コリメート部３２は、入射部３１より与えられる入射光束ＩＢ（複数の入射光線ＩＬ）を受けて該入射光束ＩＢをＸ方向に伸びる光軸ＯＡに対して平行光とし、光学素子３３に与える。この結果、光学素子３３による光路変換後の検出光束ＤＢも平行光とされる。コリメート部３２としては、例えば、コリメートレンズを利用することができる。
【００４９】
光学素子３３は、コリメート部３２より平行光として与えられる入射光束ＩＢに光路変換を行って入射光束ＩＢを検出光束ＤＢに変換し、検出光束ＤＢを光電変換器３５に与える。光学素子３３としては、例えば、その断面形状が菱形である四角柱形状のプリズムを利用することができる。このように、光学素子３３としてプリズムを利用する場合、上記光路変換は、プリズムに対する光の入射かつ／または出射の際の光の屈折によって実現される。
【００５０】
本実施形態の分光器３０では、ＸＺ側面視において、光学素子３３（プリズム）の菱形断面における１組の対角を入射光束ＩＢの光軸ＯＡが通過するよう各部の配置関係が調節されている（図３）。このため、光学素子３３に入射される複数の入射光線ＩＬ（入射光束ＩＢ）は、入射面ＩＳ１，ＩＳ２で一度それぞれ屈折した後、該入射面ＩＳ１，ＩＳ２と対向する出射面ＤＳ１，ＤＳ２で再度それぞれ屈折して、複数の検出光線ＤＬ（検出光束ＤＢ）として光学素子３３より出射される。
【００５１】
また、ＸＺ平面視において光学素子３３の断面が菱形となっていることから分かるように、入射面ＩＳ１と出射面ＤＳ１との組、入射面ＩＳ２と出射面ＤＳ２との組はそれぞれ平行関係となっている。このため、光学素子３３に入射される複数の入射光線ＩＬは、入射面ＩＳ１，ＩＳ２での屈折による角度変化が出射面ＤＳ１，ＤＳ２での屈折により相殺され、複数の入射光線ＩＬと平行な（すなわち、光軸ＯＡと平行な）複数の検出光線ＤＬが光学素子３３より出射される。
【００５２】
このように、本実施形態の分光器３０は、複数の入射光線ＩＬが光軸ＯＡに平行に光学素子３３に入射される平行入射型の分光器３０である。このため、光学素子３３の配置を光軸ＯＡ（Ｘ方向）に沿って前後させた場合であっても、複数の入射光線ＩＬは光学素子３３の同一位置に入射される。
【００５３】
この点において、後述する光学素子３３Ａ〜３３Ｃ（図９〜図１１）のように、光学素子のＸ方向位置によって複数の入射光線ＩＬの入射位置が変化する光学素子に比べ、本実施形態の光学素子３３は分光器３０内における配置の自由度が高い。例えば、光学素子３３を、その上流側（−Ｘ側）に位置するコリメート部３２に近づけて配置することにより、装置の小型化を図ることができる。また、光学素子３３の配置が設計上の理想位置から多少ずれた場合であっても、検出精度が低下し難い。
【００５４】
また、本実施形態の分光器３０は、複数の検出光線ＤＬが光学素子３３より光軸ＯＡに平行に出射される平行出射型の分光器３０でもある。このため、光学素子３３の下流側に配される各部（典型的には、光電変換器３５）についてその配置の自由度が高まる。したがって、上記平行入射型における利点と同様、装置の小型化や測定精度の安定化を図ることができる。
【００５５】
光電変換器３５は、−Ｚ方向から＋Ｚ方向にかけて長波長から短波長へと波長順に並んだバンドパス特性を有する波長分解素子３５１（波長分解手段）と、所定の光電変換面ＣＳに沿ってＺ方向に配列された複数の光電変換素子３５２とを有する。また、波長分解素子３５１および光電変換素子３５２は、Ｚ方向におけるその中央部が検出光束ＤＢ（複数の検出光線ＤＬ）の光軸ＯＡと対応するように、Ｘ方向に並べて配される。
【００５６】
このため、光学素子３３より＋Ｘ方向に出射される複数の検出光線ＤＬは、まず、上流側（−Ｘ側）に配される波長分解素子３５１によってＺ方向に沿って波長順にスペクトル分解されて、その後、下流側（＋Ｘ側）に配される複数の光電変換素子３５２によってＺ方向にスペクトル分解された一連の波長の光成分（複数の検出光線ＤＬ）がそれぞれ検出される。
【００５７】
波長分解素子としては、例えば、リニア可変フィルタ、ウェッジフィルタなどと呼ばれる、一次元で波長順に並んだバンドパス特性を有する分光素子（分光フィルタ）を利用することができる。また、複数の光電変換素子３５２としては、例えば、複数のシリコンフォトダイオードを一次元に配列したセンサアレイを利用することができる。
【００５８】
以下、図３を参照しつつ、光軸ＯＡが存在するＸＺ平面上を進行する、３本の入射光線ＩＬ１〜ＩＬ３および３本の検出光線ＤＬ１〜ＤＬ３を例に、本実施形態における光学素子３３の光路変換について説明する。
【００５９】
本実施形態の光学素子３３における光路変換は、入射光束ＩＢを形成する複数の入射光線ＩＬを検出光束ＤＢを形成する複数の検出光線ＤＬへとそれぞれ対応して変換し、Ｚ方向について、光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸ＯＡからの遠近関係を、複数の入射光線ＩＬの光軸ＯＡからの遠近関係とは反転させる反転変換である。
【００６０】
したがって、光学素子３３に入射される複数の入射光線ＩＬのうちＺ方向について光軸ＯＡに近い入射光線ＩＬ２（図４より、相対的光強度が大きい光線）は、検出光束ＤＢのうちＺ方向について光軸ＯＡから遠い検出光線ＤＬ２へと光路変換され、光電変換器３５に与えられる。他方、光学素子３３に入射される複数の入射光線ＩＬのうちＺ方向について光軸ＯＡから遠い入射光線ＩＬ１（図４より、相対的光強度が小さい光線）は、検出光束ＤＢのうちＺ方向について光軸ＯＡに近い検出光線ＤＬ１へと光路変換され、光電変換器３５に与えられる。
【００６１】
また、光学素子３３における光路変換は、図３に示すように、複数の入射光線ＩＬのうちＺ方向について光軸ＯＡの一方側（＋Ｚ側）に存在する部分の光路を光軸ＯＡを超えて他方側（−Ｚ側）に変位させるとともに、複数の入射光線ＩＬのうち光軸ＯＡの他方側（−Ｚ側）に存在する部分の光路を光軸ＯＡを超えて一方側（＋Ｚ側）に変位させる変換でもある。このため、入射光線ＩＬ１が光軸ＯＡに対して＋Ｚ側を進行するのに対し光路変換後の検出光線ＤＬ１は光軸ＯＡに対して−Ｚ側を進行し、入射光線ＩＬ２が光軸ＯＡに対して−Ｚ側を進行するのに対し光路変換後の検出光線ＤＬ２は光軸ＯＡに対して＋Ｚ側を進行することになる。
【００６２】
以上、入射光線ＩＬ１，ＩＬ２および検出光線ＤＬ１，ＤＬ２を例に説明したように、本実施形態の分光器３０では、
１）入射角度分布の観点から相対的に強度の小さい入射光線（Ｚ方向について光軸ＯＡから遠い入射光線）は、上記光路変換によって光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおけるＺ方向の中央部（可視域中波長を検出する部分）に照射され、
２）入射角度分布の観点から相対的に強度の大きい入射光線（Ｚ方向について光軸ＯＡに近い入射光線）は、上記光路変換によって光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおけるＺ方向の端部（可視域短波長側および可視域長波長側を検出する部分）に照射される。
【００６３】
なお、本実施形態では、光軸ＯＡと同じＺ方向位置で光学素子３３に入射される光線ＩＬ３について実質的に光路の変換（変更）が行われず、光学素子３３より出射される光線ＤＬ３は光線ＩＬ３を仮想的に延長した場合と同一の光路を辿る。
【００６４】
ただし、入射光線ＩＬ３のように光軸ＯＡと同じＺ方向位置を通る光線（以下「光軸光線」）は理論上はＺ方向について無限小の幅を持つ一方で、複数の光電変換素子３５２の各セルはＺ方向について有限の大きさを持つから、各セルで検出する光線のほとんどは上記光路変換を受けた光線で構成されている。このため、上記光軸光線のように実質的に光路変換を受けない例外的光線の存在によって、この発明の特徴に対応した光路変換の機能が失われるわけではない。同様に、上記光軸光線をＺ方向について光軸ＯＡから遠い位置に光路変換する分光器を利用した場合であっても、上記光軸光線の存在によって、この発明の特徴に対応した光路変換の機能が失われるわけではない。
【００６５】
以上説明した光路変換の効果については、後述する＜１．４  本実施形態の分光器３０の効果＞で詳細に説明する。
【００６６】
＜１．２．２  制御部７０、操作表示パネル４、メモリ部６０＞
マルチアングル測色計１００における電気的構成として、図２を参照しつつ、制御部７０、操作表示パネル４、メモリ部６０について説明する。
【００６７】
制御部７０は、機能ブロックとして測定制御部７１および演算部７２を有し、メモリ部６０に格納されている制御プログラムに従ってマルチアングル測色計１００の各部の動作を制御する部分であり、ＣＰＵやＡ／Ｄ変換器などの電子回路によって構成される。
【００６８】
測定制御部７１は、マルチアングル測色計１００の操作者に測定スイッチ６５が操作されることによって、照射部１０の光源を発光させて光検出部４０における測色を実行する。また、測定制御部７１は、演算部７２による算出結果を測定結果として表示部６６に表示する。
【００６９】
演算部７２は、光検出部４０から出力される電気的な信号に基づいて光の検出値（分光反射特性）をそれぞれ求め、該検出値に基づいて被測定物５の測定点Ｐにおける色情報（例えば、三刺激値）を得る。
【００７０】
操作表示パネル４は、マルチアングル測色計１００の使用者が測定開始を指示するための測定スイッチ６５や、測定結果を表示する表示部６６（典型的には液晶パネル）などを備える。
【００７１】
メモリ部６０は、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどからなり、測定結果などを一時的に保管するとともに、制御部７０を動作させるための制御プログラムを記憶する。
【００７２】
＜１．３  マルチアングル測色計１００の制御例＞
続いて、図５を参照しつつ、マルチアングル測色計の制御例を説明する。以下の動作は、制御部７０が、メモリ部６０内に記憶されているプログラムに従って自動的に実行する。
【００７３】
図５は、マルチアングル測色計１００において実現される測色動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。なお、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用開口３の法線）と測定面５ａの法線５ｎとが一致するように測定器本体２を被測定物５の表面に対向させ、照射部１０を消灯した状態で、ステップＳＴ１（測定開始時）に移行するものとする。
【００７４】
ステップＳＴ１では、測定制御部７１により、照射部１０を点灯する。
【００７５】
ステップＳＴ２では、測定制御部７１により、シャッタＴ１を開口、シャッタＴ２〜Ｔ６を閉口し、光ｒ２１を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００７６】
ステップＳＴ３では、測定制御部７１により、シャッタＴ２を開口、シャッタＴ１、Ｔ３〜Ｔ６を閉口し、光ｒ２２を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００７７】
ステップＳＴ４では、測定制御部７１により、シャッタＴ３を開口、シャッタＴ１、Ｔ２、Ｔ４〜Ｔ６を閉口し、光ｒ２３を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００７８】
ステップＳＴ５では、測定制御部７１により、シャッタＴ４を開口、シャッタＴ１〜Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６を閉口し、光ｒ２４を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００７９】
ステップＳＴ６では、測定制御部７１により、シャッタＴ５を開口、シャッタＴ１〜Ｔ４、Ｔ６を閉口し、光ｒ２５を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００８０】
ステップＳＴ７では、測定制御部７１により、シャッタＴ６を開口、シャッタＴ１〜Ｔ５を閉口し、光ｒ２６を分光器３０で検出する。そして、この検出結果を基に、演算部７２により検出値を取得し、メモリ部６０にて記憶する。
【００８１】
ステップＳＴ８では、測定制御部７１により、照射部１０を消灯する。
【００８２】
ステップＳＴ９では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された光ｒ２１〜ｒ２６に対応する６つの光検出値に基づいて、測定点Ｐにおける被測定物５の色情報を算出する。
【００８３】
ステップＳＴ１０では、測定制御部７１が、演算部７２によって算出された測定点Ｐにおける被測定物５の色情報を測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。
【００８４】
＜１．４  本実施形態の分光器３０の効果＞
以下、図６〜図８を参照しつつ、本実施形態の分光器３０の効果（主として、光学素子３３による光路変換の効果）について説明する。
【００８５】
図６は、光電変換素子３５２の典型例として、シリコンフォトダイオードの分光感度を示す図である。図７は、照射部１０で用いる光源の典型例として、白色ＬＥＤ（図７の一点鎖線ＧＬ）、キセノンフラッシュランプ（図７の実線ＧＸ）、ハロゲンランプ（図７の点線ＧＨ）における代表的な光源スペクトルを示す図である。
【００８６】
図６に示すように、シリコンフォトダイオード（光電変換素子３５２）では、可視域において短波長ほど受光感度が低く、長波長ほど受光感度が高い特性を持つ。
【００８７】
また、図７に示すように、白色ＬＥＤ、キセノンフラッシュランプ、ハロゲンランプではそれぞれ光源スペクトル（分光波形）が異なるものの、３８０〜４３０ｎｍ（単位はナノメートル、以下同様）付近の可視域短波長における光強度が、５００〜６００ｎｍ付近の可視域中波長における光強度に比べて弱い点では共通している。なお、本実施形態のマルチアングル測色計１００では、既述の通り、照射部１０にキセノンフラッシュランプを利用している。
【００８８】
被測定物５として特殊な試料を測定した場合を除き、照射部１０からの照射に応じて試料から出射される測定光のスペクトルには、照射部１０の光源スペクトルと同様の傾向が生じる。このため、分光器３０へ導光される光ｒ２１〜ｒ２６も可視域中波長に比べて可視域短波長の強度が相対的に低くなる傾向を持つ。
【００８９】
以上のことから、図８で比較例として示す分光器３００（光学素子３３を有しない点を除いて分光器３０と同様）では、角度分布の観点（図４）から相対的に光強度の弱い入射光線ＩＬ１が、光電変換器３５において相対的に分光感度の低い可視域短波長側（図６）に照射されることになる。
【００９０】
さらに、分光器３０に入射される光ｒ２１〜ｒ２６のスペクトル、すなわち入射光線ＩＬが有する光のスペクトルは、照射部１０の光源スペクトルの観点（図７）から可視域短波長側での強度が相対的に低くなる傾向を持つ。
【００９１】
その結果、比較例の分光器３００では、光電変換器３５の可視域短波長側において特に出力信号量が小さくなる。
【００９２】
この種の分光器では、一般に、その出力信号量が最も小さい部分においてＳＮ比の基準が確保されるように、分光器全体としての積算回数（典型的には、測定に要する時間）が設計される。このため、その出力信号量が最も小さい部分を改善することで、分光器としてＳＮ比の向上、ひいては測定必要時間の短縮を図ることができる。
【００９３】
そして、本実施形態の分光器３０は、上記２）で示したように、入射角度分布の観点から相対的に強度の大きい入射光線を光路変換によって光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおけるＺ方向の端部（可視域短波長側および可視域長波長側を検出する部分）に照射することができる。
【００９４】
この結果、本実施形態の分光器３０では、光学素子３３を有しない分光器３００に比べて、光電変換器３５の可視域短波長側における出力信号量が大きくなる。すなわち、本実施形態の分光器３０（およびこれを利用するマルチアングル測色計１００）では、そのＳＮ比を向上することができ、ひいては測定時間を短縮することが可能となる。
【００９５】
一方で、本実施形態の分光器３０では上記１）で示したように、入射角度分布の観点から相対的に強度の小さい入射光線が、光学素子３３で光路変換が行われることによって光電変換器３５の可視域中波長側に照射されることになる（図３に示す入射光線ＩＬ１および検出光線ＤＬ１）。その結果、光電変換器３５の可視域中波長側における出力信号量は、本実施形態の分光器３０の方が比較例の分光器３００より小さくなる。しかしながら、可視域中波長側は光電変換器３５の分光感度の観点（図６）および照射部１０の光源スペクトルの観点（図７）から出力信号量が短波長側に比べて高い部分であるので、当該部分に照射される光線が相対的に光強度の弱い光線に変換されたとしても、このことは分光器３０全体として出力信号量が最も小さい部分を改善するという上記課題の達成の妨げとはならない。
【００９６】
また、本実施形態の分光器３０は、光学素子３３（プリズム）を利用することで上記光路変換を実現するので、特許文献１のように設計上長い光束均一化素子を用いる装置に比べ、装置全体の小型化を達成することができる。
【００９７】
＜２  第２実施形態＞
＜２．１  第２実施形態のマルチアングル測色計１００Ａ＞
以下、図９を参照しつつ、第２実施形態のマルチアングル測色計１００Ａについて説明する。
【００９８】
図９は、第２実施形態のマルチアングル測色計１００Ａにおける、分光器３０Ａの内部構造を模式的に表す側面図である。図９および以降の各図において、上記第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。
【００９９】
第２実施形態のマルチアングル測色計１００Ａが第１実施形態のマルチアングル測色計１００と異なるのは分光器３０Ａの構成のみであるので、以下、主として分光器３０Ａについて説明する。
【０１００】
第２実施形態の分光器３０Ａは、その内部を進行する光路に沿って上流側から順番に、入射部３１、光学素子３３Ａ、コリメート部３２Ａ、光電変換器３５が配される。このように、第２実施形態の分光器３０Ａは、コリメート部３２Ａが光学素子３３Ａと光電変換器３５との区間に配される点で、コリメート部３２が入射部３１と光学素子３３との区間に配される第１実施形態の分光器３０とは異なる。
【０１０１】
第２実施形態の光学素子３３Ａおよびコリメート部３２Ａは、上記配置関係の相違に起因して第１実施形態の光学素子３３およびコリメート部３２とは異なる設計になるが、その主たる役割は第１実施形態の場合と同様である。
【０１０２】
すなわち、光学素子３３Ａは、入射光束ＩＢを受光し、当該入射光束ＩＢをＺ方向について光路変換して検出光束ＤＢを出射する。また、コリメート部３２Ａは、光学素子３３Ａより与えられる検出光束ＤＢをその光軸ＯＡに対して平行光とする。
【０１０３】
この結果、コリメート部３２Ａより平行光として出射される複数の検出光線ＤＬ（検出光束ＤＢ）は、複数の入射光線ＩＬにおけるＺ方向についての光軸ＯＡからの遠近関係とは反転された状態で、光電変換器３５の光電変換面ＣＳに入射される。これにより、上記第１実施形態の分光器３０と同様、分光器３０Ａ全体として出力信号量が最も小さい部分を改善するという課題が達成される。
【０１０４】
第２実施形態の光学素子３３Ａとしては、例えば、その断面が凸型五角形である五角柱形状のプリズムを利用することができる（図９）。
【０１０５】
本実施形態の分光器３０Ａ（図９）では、ＸＺ側面視において、光学素子３３Ａ（プリズム）の凸型五角形の断面における一つの頂点を入射光束ＩＢの光軸ＯＡが通過するよう各部の配置関係が調節されている。また、光学素子３３Ａは、その断面形状が光軸ＯＡに対して線対称となる、いわゆる山型に形成されている。
【０１０６】
このため、光学素子３３に入射される複数の入射光線ＩＬ（入射光束ＩＢ）は、入射面ＩＳ３，ＩＳ４で一度それぞれ屈折した後、共通の出射面ＤＳ５で再度それぞれ屈折して、複数の検出光線ＤＬ（検出光束ＤＢ）として光学素子３３より出射される。なお、図９では、説明を簡単にする目的で出射面ＤＳ５での屈折を表現していないが、実際には出射面ＤＳ５でも屈折が生じる。このため、当該屈折も考慮して各部の配置関係を調節することが望ましい。
【０１０７】
また、第２実施形態の分光器３０Ａは、第１実施形態の分光器３０（平行入射型の分光器）と異なり、光学素子３３Ａに入射される複数の入射光線ＩＬが光軸ＯＡに対して平行でない。このため、光学素子３３ＡのＸ方向位置によって、出射される複数の検出光線ＤＬの位置関係が規定される。
【０１０８】
また、第２実施形態の分光器３０Ａは、第１実施形態の分光器３０（平行出射型の分光器）と異なり、光学素子３３Ａより出射される複数の検出光線ＤＬが光軸ＯＡに対して平行でない。このため、コリメート部３２ＡのＸ方向位置によって、複数の検出光線ＤＬがコリメート部３２に受光される位置関係が規定され、これに対応して光電変換器３５に与えられる複数の検出光線ＤＬの位置関係も規定される。
【０１０９】
＜３  第３実施形態＞
＜３．１  第３実施形態のマルチアングル測色計１００Ｂ＞
以下、図１０を参照しつつ、第３実施形態のマルチアングル測色計１００Ｂについて説明する。
【０１１０】
図１０は、第３実施形態のマルチアングル測色計１００Ｂにおける、分光器３０Ｂの内部構造を模式的に表す側面図である。第３実施形態のマルチアングル測色計１００Ｂが第１実施形態のマルチアングル測色計１００と異なるのは分光器３０Ｂの構成のみであるので、以下、主として分光器３０Ｂについて説明する。
【０１１１】
第３実施形態の分光器３０Ｂは、その内部を進行する光路に沿って上流側から順番に、入射部３１、光学素子３３Ｂ（３３Ａ）、光電変換器３５が配される。このように、第３実施形態の分光器３０Ｂは、コリメート部３２に相当する構成を有しない点で、第１実施形態の分光器３０と異なる。
【０１１２】
第３実施形態の光学素子３３Ｂは、上記配置関係の相違に起因して第１実施形態の光学素子３３とは異なる設計になるが、その主たる役割は第１実施形態の場合と同様である。
【０１１３】
すなわち、入射部３１より入射された入射光束ＩＢは、光学素子３３Ｂによる光路変換後に検出光束ＤＢとして出射されて、光電変換器３５に与えられる。その結果、複数の検出光線ＤＬ（検出光束ＤＢ）は、複数の入射光線ＩＬにおけるＺ方向についての光軸ＯＡからの遠近関係とは反転された状態で、光電変換器３５の光電変換面ＣＳに入射される。これにより、上記第１実施形態の分光器３０と同様、分光器３０Ｂ全体として出力信号量が最も小さい部分を改善するという課題が達成される。
【０１１４】
第３実施形態の光学素子３３Ｂとしては、例えば、第２実施形態の光学素子３３Ａと同様、断面がその中心を通る光軸ＯＡに対して線対称な凸型五角形である五角柱形状のプリズム（図９，１０）を利用することができる。
【０１１５】
第３実施形態の分光器３０Ｂは、コリメート部３２，３２Ａに相当する構成を有しないため、第１および第２実施形態の分光器３０，３０Ａに比べ、装置の小型化および該装置の製造価格の低下を達成することが可能となる。
【０１１６】
他方、第１および第２実施形態の分光器３０，３０Ａでは、コリメート部３２，３２Ａにより検出光束ＤＢが光軸ＯＡに対する平行光とされているため、検出光束ＤＢの一部が光電変換素子３５２の光電変換面ＣＳで反射され波長分解素子３５１と複数の光電変換素子３５２との間で多重反射が生じた場合であっても、反射光の大部分（正反射に相当する部分）が複数の光電変換素子３５２のうち本来照射されるべき（多重反射が生じない場合に照射されるべき）光電変換素子３５２に照射される。その結果、第１および第２実施形態の分光器３０，３０Ａでは、第３実施形態の分光器３０Ｂに比べ、測定精度が低下し難い。また、コリメート部３２，３２Ａにより検出光束ＤＢが光軸ＯＡに対する平行光とされているので、光電変換器３５が設計上の理想位置から光軸ＯＡ方向（Ｘ方向）にずれて配される場合であっても、測定精度が低下し難い。
【０１１７】
ここで、第１〜第３実施形態を例に光路変換という語について、その意味を整理する。
【０１１８】
既述の通り、各実施形態で記載の光路変換とは、Ｚ方向について、光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸ＯＡからの遠近関係を、複数の入射光線ＩＬの光軸ＯＡからの遠近関係とは反転させる反転変換である。
【０１１９】
そして、この光路変換は、複数の検出光線ＤＬが光電変換器３５の光電変換面ＣＳに与えられる時点で実現されていれば足り、光の進行のどのタイミングで光路変換が完了するかに依らず上記課題を解決することができる。
【０１２０】
第１実施形態の分光器３０（図３）では、複数の検出光線ＤＬが出射面ＤＳ１，ＤＳ２より出射されるタイミングで既に光路変換が完了しており、この光路変換完了後の複数の検出光線ＤＬが光軸ＯＡに平行に出射されて光電変換器３５の光電変換面ＣＳに与えられる。
【０１２１】
第２実施形態の分光器３０Ａ（図９）では、複数の検出光線ＤＬが出射面ＤＳ５より出射されるタイミングでは上記光路変換が完了しておらず、当該複数の検出光線ＤＬがコリメート部３２Ａに入射され平行光とされるタイミングで上記光路変換が完了する。そして、光路変換完了後の複数の検出光線ＤＬが、コリメート部３２Ａより光軸ＯＡに平行に出射されて光電変換器３５の光電変換面ＣＳに与えられる。
【０１２２】
また、第３実施形態の分光器３０Ｂ（図１０）では、複数の検出光線ＤＬが出射面ＤＳ６より出射されるタイミングでは上記光路変換が完了しておらず、複数の検出光線ＤＬが出射されて光電変換器３５の光電変換面ＣＳに与えられるタイミングで上記光路変換が完了する。
【０１２３】
＜４  変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【０１２４】
図１１は、第２実施形態の分光器３０Ａ（図９）の変形例として、マルチアングル測色計１００Ｃの分光器３０Ｃを示す図である。
【０１２５】
上記各実施形態の分光器３０，３０Ａ，３０Ｂを示す図３，９，１０では、上記光路変換として、光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸ＯＡからの遠近距離を、光学素子３３，３３Ａ，３３Ｂの入射面ＩＳ１〜ＩＳ６における複数の入射光線ＩＬの光軸ＯＡからの遠近距離とは反転させる、距離反転型の光路変換について図示しているがこれに限られるものではない。
【０１２６】
すなわち、図１１に示すように、光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸ＯＡからの遠近関係（典型的には、距離の比）が、複数の入射光線ＩＬの入射の際の光軸ＯＡからの遠近関係と反転されていれば、複数の入射光線ＩＬのうち光軸ＯＡ付近の光線（入射角度分布の観点から相対的強度が大きい入射光線）を光電変換器３５の可視域短波長側および可視域長波長側に与えて上記課題を達成することができる。
【０１２７】
特に、図１１に示すように、光電変換器３５の光電変換面ＣＳにおける複数の検出光線ＤＬの光軸ＯＡからの遠近距離が、光学素子３３Ｃの入射面ＩＳ７，ＩＳ８における複数の入射光線ＩＬの光軸ＯＡからの遠近距離より小さくなるよう、光学素子３３Ｃ、コリメート部３２Ｃ、および光電変換器３５の各部が配されることで、装置の小型化が達成される。
【０１２８】
また、分光器３０，３０Ａ〜３０Ｃは、上記マルチアングル測色計１００，１００Ａ〜１００Ｃの他にも、一般に分光器を利用可能な公知の種々の光学装置に利用できる。なお、測定時間を短くすることで測定精度も高まる装置、例えば、装置を保持する使用者の手ぶれ等に起因して測定時間の増加によって測定精度が低下する装置（典型的には、マルチアングル測色計）は、光路変換によりＳＮ比の向上（およびそれに伴う測定時間の短縮）を実現する分光器３０，３０Ａ〜３０Ｃを好適に利用できる。
【０１２９】
また、図７に例示するように、照射部１０の光源スペクトルにおいて可視域短波長側での光強度が可視域中波長側での光強度に比べて小さい光源を利用する場合には、光電変換器３５の可視域短波長側での出力信号が特に低下しやすく、分光器３０，３０Ａ〜３０Ｃを好適に利用できる。
【０１３０】
上記各実施形態では、光源スペクトルの観点および光電変換素子３５２における分光感度の観点から可視域短波長側での出力信号量が最も小さくなるマルチアングル測色計１００，１００Ａ〜１００Ｃにおいて上記光路変換を利用する態様について説明したが、これに限られるものではない。
【０１３１】
例えば、光源スペクトルの観点および光電変換素子３５２における分光感度の観点から可視域長波長側での出力信号量が最も小さくなるマルチアングル測色計においても、上記光路変換を利用することができる。この場合も、上記２）と同様、入射角度分布の観点から相対的強度の大きい入射光線が光路変換されて、光電変換器３５のＺ方向端部（可視域短波長側および可視域長波長側に相当）に照射される。その結果、出力信号量の最も小さい部分である可視域長波長側においてその出力量を向上することができる。
【０１３２】
上記各実施形態では、入射部３１としてバンドルファイバＢＦの下流側端部（その一方側端部から測定光が入射される光ファイバの他方側端部）を利用する態様について説明したが、これに代えて拡散板を利用しても構わない。光ファイバを利用する態様では、拡散板を利用する態様に比べて入射光線ＩＬの光量全体のロスを少なく抑えることができる。他方、拡散板を利用する態様では、光ファイバを利用する態様に比べて複数の入射光線ＩＬの角度分布における相対的な強度のばらつきを小さく抑えることができる（図４）。なお、入射部３１としては、測定光を光軸ＯＡ上にピークを持った空間的な光強度分布を有する入射光束として受け入れることができれば足り、光ファイバや拡散板の他にも公知の種々の光学素子を利用できる。
【０１３３】
上記各実施形態では、光学素子３３として断面が菱形の四角柱形状のプリズムを利用する態様、或いは、光学素子３３Ａ〜３３Ｃとして断面が凸型５角形の５角柱形状のプリズムを利用する態様について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、光学素子３３は、上記光路変換を実現することができる構成であれば足り、公知の種々の光学素子で代替可能である。
【０１３４】
また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００，１００Ａ〜１００Ｃ  マルチアングル測色計
２  測定器本体
３  測定用開口
５  被測定物
１０  照射部
３０  分光器
３１  入射部
３２，３２Ａ〜３２Ｃ  コリメート部
３３，３３Ａ〜３３Ｃ  光学素子
３５  光電変換器
４０  光検出部
６０  メモリ部
７０  制御部
７１  測定制御部
７２  演算部
３５１  波長分解素子
３５２  光電変換素子
ＢＦ  バンドルファイバ
ＣＳ  光電変換面
ＤＢ  検出光束
ＤＬ  検出光線
ＩＢ  入射光束
ＩＬ  入射光線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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