(57)【要約】本発明の光学特性測定装置および該方法は、互いに異なる精度で第１および第２分光測定部によって被測定光を分光して測定し、それらの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求めるものであり、前記第１および第２分光測定部における第１および第２測定角のうちの少なくとも一方は、測定角可変光学系によって可変できるものである。
2015182571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる第１および第２精度で被測定光を分光して測定する第１および第２分光測定部と、
前記第１分光測定部の第１測定角および第２分光測定部の第２測定角のうちの少なくとも一方を可変する測定角可変光学系と、
前記第１および第２分光測定部それぞれの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求める光学特性演算部とを備えること
を特徴とする光学特性測定装置。
【請求項２】
前記測定角可変光学系は、焦点距離を可変するリレー光学系であること
を特徴とする請求項１に記載の光学特性測定装置。
【請求項３】
前記第１分光測定部は、前記第１精度が前記第２分光測定部の第２精度よりも高く、
前記光学特性演算部は、前記第２分光測定部の前記第２測定結果を前記第１分光測定部の前記第１測定結果で補正して前記被測定光の所定の光学特性を求めること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
前記第２分光測定部は、前記被測定光を面として２次元で測定するものであって、２次元アレイ状に配列された複数の画素を持ち前記被測定光を前記複数の画素で受光する２次元センサを備え、
前記２次元センサにおける前記複数の画素の中から、前記第１分光測定部の第１測定角で測定される第１領域に相当する１または複数の画素を求めるエリア処理部をさらに備え、
前記光学特性演算部は、前記エリア処理部で求められた前記１または複数の画素の画素値に基づいて、前記第２分光測定部の前記第２測定結果を前記第１分光測定部の前記第１測定結果で補正するための補正係数を求めること
を特徴とする請求項３に記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
前記第１分光測定部は、前記被測定光を１点として測定して１個の測定結果を出力するスポット測定を行い、
前記第２分光測定部は、前記被測定光を面として２次元で測定して２次元分布の測定結果を出力する２次元測定を行うこと
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
互いに異なる第１および第２精度で被測定光を分光して測定する第１および第２分光測定工程と、
前記第１および第２分光測定工程それぞれの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求める光学特性演算工程とを備え、
前記第１および第２分光測定工程のうちの少なくとも一方は、測定角を可変する測定角可変光学系を介して前記被測定光を分光すること
を特徴とする光学特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば輝度、色彩および光沢等の所定の光学特性を測定する光学特性測定装置および光学特性測定方法に関し、特に、測定角を可変できる光学特性測定装置および光学特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、塗装、成形、印刷、繊維および農業等の各種産業分野において、製品の輝度、色彩および光沢等の所定の光学特性の管理が重要視されつつある。この前記所定の光学特性を測定する装置として例えば輝度計、分光測色計、色彩計（色彩色差計）および光沢計等の光学特性測定装置が知られており、その１つに、例えば、特許文献１に開示された二次元測色計がある。【０００３】
この特許文献１に開示された二次元測色計は、試料からの光を第１の光路と第２の光路に分光するビームスプリッタと、上記第１の光路に導かれた光が通過する位置に配設され、分光透過率が所定の３次元表色系の等色関数に近似する第１、第２、第３の光学フィルタと、この第１、第２、第３の光学フィルタを通過した光をそれぞれ上記試料面の複数の測定点について受光する２次元受光検出手段と、上記測定点の中の特定点から上記第２の光路に導かれた光について分光分布を検出する分光検出手段と、検出された上記分光分布に基づいて上記３次元表色系の三刺激値を算出する三刺激値演算手段と、算出された上記三刺激値と上記特定点における上記２次元受光検出手段の検出結果との関係を用いて上記特定点以外の上記測定点について上記２次元受光検出手段の検出結果から上記三刺激値を算出する演算手段とを備えている。このような二次元測色計は、上記演算手段によって、上記三刺激値と上記特定点における上記２次元受光検出手段の検出結果との関係を用いて上記特定点以外の上記測定点について上記２次元受光検出手段の検出結果から三刺激値を算出するので、相対的に精度の低い２次元受光検出手段の検出結果を相対的に精度の高い三刺激値で補正できるから、上記特定点以外の上記測定点について簡素な構成で精度良く測定できる。【０００４】
ところで、前記特許文献１に開示された二次元測色計のように、光学特性を測定する互いの精度の異なる２個の第１および第２分光測定部を備える場合に、例えば、測定目的や装置の用途等に応じて、第１分光測定部の測定角と第２分光測定部の測定角との比率を変更したい、との要望がある。【０００５】
例えば、液晶ディスプレイの輝度分布の測定では、液晶ディスプレイの画面中央部が第１分光測定部によって測定角１°でスポット測定（ｓｐｏｔ測定）されるとともに、液晶ディスプレイの画面全体が第２分光測定部によって測定角１０°で２次元測定される。一方、自動車のインパネ（インスツルメント  パネル（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｐａｎｅｌ）、ダッシュボード）における表示キャラクターの輝度分布の測定では、表示キャラクターの中央部が第１分光測定部によって測定角１°でスポット測定（ｓｐｏｔ測定）されるとともに、インパネ全体が第２分光測定部によって測定角２０°で２次元測定される。このような液晶ディスプレイの輝度分布の測定とインパネにおける表示キャラクターの輝度分布の測定とを１台の光学特性測定装置によって実現しようとすると、第１分光測定部の測定角と第２分光測定部の測定角との比率を変更する必要がある。しかしながら、従来では、例えば、前記特許文献１に開示された二次元測色計のように、前記比率は、固定であり、そのままでは、前記両測定を１台の光学特性測定装置によって実現できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２０１４７２号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、測定角を可変できる光学特性測定装置および光学特性測定方法を提供することである。
【０００８】
本発明にかかる光学特性測定装置および光学特性測定方法は、互いに異なる精度で第１および第２分光測定部によって被測定光を分光して測定し、それらの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求めるものであり、前記第１および第２分光測定部における第１および第２測定角のうちの少なくとも一方は、測定角可変光学系によって可変できるものである。したがって、このような光学特性測定装置および光学特性測定方法は、測定角を可変できる。
【０００９】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における光学特性測定装置の構成を示す図である。
【図２】一代表例として、アルミニウム製ミラーの入射角に対する偏光依存性を示す図である。
【図３】前記光学特性測定装置における第２分光測定部の構成を示す図である。
【図４】前記第２分光測定部における光学フィルタの分光応答度を説明するための図である。
【図５】前記光学特性測定装置における測定角可変光学系の動作を説明するための図である。
【図６】前記光学特性測定装置による輝度分布測定を説明するための図である。
【図７】前記光学特性測定装置における変形形態の構成を示す図である。
【図８】第１分光測定部の第１測定角で測定される第１領域と第２分光測定部の２次元センサとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００１２】
図１は、実施形態における光学特性測定装置の構成を示す図である。図２は、一代表例として、アルミニウム製ミラーの入射角に対する偏光依存性を示す図である。図２の横軸は、入射角であり、その縦軸は、反射率である。Ｒｐは、Ｐ偏光の反射特性であり、Ｒｓは、Ｓ偏光の反射特性であり、Ｒは、ＲｐとＲｓとの平均反射特性である。図３は、前記光学特性測定装置における第２分光測定部の構成を示す図である。図３Ａは、第１態様の第２分光測定部を示し、図３Ｂは、第２態様の第２分光測定部を示し、そして、図３Ｃは、第３態様の第２分光測定部を示す。図４は、前記第２分光測定部における光学フィルタの分光応答度を説明するための図である。図４Ａは、ＣＩＥ等色関数の場合を示し、図４ＢおよびＣそれぞれは、その他の場合を示す。図４ＡないしＣの各横軸は、ｎｍ単位で示す波長であり、図４ＡないしＣの各縦軸は、応答度を示す。応答度は、或る入力に対してどれだけ出力があるかを示す。
【００１３】
本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、例えば輝度、色彩および光沢等の所定の光学特性を測定する、例えば輝度計、分光測色計、色彩計（色彩色差計）および光沢計等の装置である。一例として、本実施形態では、光学特性測定装置Ｄが、所定の光学特性として、被測定光の色彩を測定する測色計である場合について以下に説明するが、もちろん、光学特性測定装置Ｄは、上記の通り、所定の光学特性として、例えば輝度を測定する輝度計であってよく、また例えば光沢を測定する光沢計であってよい。
【００１４】
この一例の測色計としての光学特性測定装置Ｄは、例えば、図１に示すように、第１分光測定部１と、第２分光測定部２と、測定角可変光学系３と、制御処理部４と、分岐ミラー５とを備え、本実施形態では、さらに、受光光学系６と、開口絞り７と、入出力部８と、記憶部９とを備えている。
【００１５】
受光光学系６は、測定域ＳＰから放射された測定対象の被測定光を受け、開口絞り７および分岐ミラー５を介して所定の位置Ｐ１に測定対象の像（第１の像）ＩＭ１を作って前記受けた被測定光を収束する例えば対物レンズ等の光学系である。受光光学系６は、１または複数の光学レンズ等の光学素子を備えて構成される。図１に示す例では、受光光学系６は、全体として正の屈折力（光学的パワー、焦点距離の逆数）を有し、両凸の正レンズと像側に凸のメニスカスレンズとの接合レンズを備えて構成されている。被測定光は、測定域ＳＰに測定対象の光源が配置され、前記光源から放射された光（光源自体の光）であってよく、また、測定域ＳＰに測定対象の物体が配置され、所定の光源から放射された光が前記物体で反射された反射光であってもよい。
【００１６】
開口絞り７は、当該開口絞り７を通過する光束のサイズ（光束サイズ、例えば光束径等）を規定する部材である。開口絞り７は、例えば、貫通孔を有し、被測定光の波長範囲に対し遮光性を有する材料によって形成された板状部材である。前記貫通孔のサイズは、当該開口絞り７を通過する前記光束のサイズに応じて設定される。開口絞り７は、分岐ミラー側に寄った所定の位置に配置される。
【００１７】
分岐ミラー５は、前記被測定光の光束中に配置され、前記被測定光の光束のうちの一部の光束の光路を曲げて第１分光測定部１へ導光するとともに、前記被測定光の光束のうちの残余の光束を第２分光測定部２へ導光する反射鏡である。分岐ミラー５は、図１に示す例では、当該分岐ミラー５が配置された位置（配置位置）での前記被測定光の光束サイズよりも小さいサイズである反射鏡である。このような分岐ミラー５は、前記被測定光の光束内に配置可能であり、前記被測定光の光束における断面積（光軸を法線とする平面での面積）の一部分の光束を反射して折り曲げて第１分光測定部１へ導光でき、前記断面積の残余部分の光束をそのまま第２分光測定部２へ導光できる。前記断面積の一部分の光束は、図１に示す例では、測定域ＳＰから角度α２で拡散して行く光束であり、前記断面積の残余部分の光束は、測定域ＳＰから角度α１で拡散して行く光束から前記角度α２の光束を除いた光束である（α１＞α２）。
【００１８】
なお、分岐ミラー５は、例えば、貫通孔を有する反射鏡（ドーナツ型ミラー）であってもよい。このような分岐ミラー５は、前記被測定光の光束内にその貫通孔が位置するように配置されることによって、前記被測定光の光束のうちの前記貫通孔を通過した光束を第２分光測定部２へ導光でき、前記被測定光の光束のうちの残余の光束を、当該分岐ミラー５における前記貫通孔以外のミラー部分で反射して折り曲げて第１分光測定部１へ導光できる。
【００１９】
また例えば、分岐ミラー５は、いわゆるハーフミラー（半透鏡）であってもよい。
【００２０】
ここで、ハーフミラーは、一般に、比較的大きな偏光依存性を有するため、分岐ミラー５は、これら上述の相対的に小サイズの反射鏡や貫通孔を有する反射鏡であることが好ましい。特に、偏光依存性が小さい観点から、分岐ミラー５は、例えばアルミニウムや銀（それら合金を含む）等の金属材料で反射膜を形成した金属反射ミラーであることが好ましい。例えば、クロム（Ｃｒ）で反射膜を形成したハーフミラーは、その偏光依存性が約１．５倍であるが、アルミニウム（Ａｌ）で反射膜を形成した反射鏡は、その偏光依存性が約１．０５倍である。なお、偏光依存性とは、Ｐ偏光の反射率とＳ偏光の反射率との比である。
【００２１】
また、分岐ミラー５がこれら上述の相対的に小サイズの反射鏡や貫通孔を有する反射鏡である場合では、分岐ミラー５は、光軸ＡＸを法線とする基準面に対し４５度未満の角度で配置されていることが好ましい。通常、ミラーの偏光依存性は、入射角に依存し、入射角が小さいほど小さい。特に、４５度以上では、偏光依存性が大きくなる。図２には、一代表例として、アルミニウム製ミラーの場合における入射角に対する偏光依存性が示されている。このため、このように分岐ミラー５を前記基準面に対し４５度未満の角度で配置することで、分岐ミラー５に対する被測定光の入射角は、４５度未満となる。したがって、このような光学特性測定装置Ｄは、偏光依存性をより小さくできる。
【００２２】
測定角可変光学系３は、前記所定の位置Ｐ１で受光光学系６によって第１の像ＩＭ１を作った被測定光が入射され、所定の位置Ｐ２に測定対象の像（第２の像）ＩＭ２を作って再収束するリレー光学系であり、本実施形態では、第２分光測定部２の第２測定角を可変するものである。このような測定角可変光学系３は、例えば、複数のレンズ群を備え、前記複数のレンズ群のうちの１または複数を光軸ＡＸ方向に沿って移動することによって、焦点距離（リレー倍率）を可変できる変倍光学系（リレー変倍光学系）である。このような測定角可変光学系３は、焦点距離を変えることで画角が変化し、第２測定角を可変できる。
【００２３】
一例では、測定角可変光学系３は、物体側から像側へ順に、全体として負の屈折力を有する負の第１レンズ群３１と、全体として正の屈折力を有する正の第２レンズ群３２とを備える。第１レンズ群３１は、１または複数の光学レンズを備えて構成され、主にバリエーター（変倍系）として機能する。第２レンズ群３２は、１または複数の光学レンズを備えて構成され、主にコンペンセーター（補正系）として機能する。これら第１および第２レンズ群３１、３２は、本実施形態では、変倍時に光軸方向に沿って移動し、これによって測定角可変光学系３は、焦点距離を可変する。
【００２４】
このように本実施形態では、焦点距離を可変するリレー変倍光学系によって比較的簡単に測定角可変光学系３が実現されている。
【００２５】
第１および第２分光測定部１、２は、それぞれ、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って被測定光を分光して測定する装置である。分岐ミラー５によって反射されて光路を折り曲げられた、前記被測定光の全光束のうちの前記一部分の光束（角度α２の光束）が第１分光測定部１へ導光され、第１分光測定部１は、この前記一部分の光束を第１精度で分光して測定し、その測定結果（第１測定結果）を制御処理部４へ出力する。前記分岐ミラー５によって反射されて光路を折り曲げられなかった、前記被測定光の全光束のうちの前記残余の光束（角度α１の光束から角度α２の光束を除いた光束）が第２分光測定部２へ導光され、第２分光測定部１は、この前記残余の光束を第２精度で分光して測定し、その測定結果（第２測定結果）を制御処理部４へ出力する。これら第１および第２分光測定部１、２は、その精度が互いに異なる。本実施形態では、第１分光測定部１の第１精度は、第２分光測定部２の第２精度よりも高い。すなわち、第１分光測定部１は、第２分光測定部２よりも高精度である。
【００２６】
より具体的には、第１分光測定部１は、前記被測定光を１点として測定して１個の第１測定結果を出力するスポット測定（ｓｐｏｔ測定、１点測定）を行う装置であり、相対的に狭い測定域ＳＰ（例えば第１測定角が約０．１°〜約３°の範囲）から放射される被測定光を測定する。すなわち、第１分光測定部１は、被測定光の放射位置に関わらず被測定光を１つとして扱って測定する。このような第１分光測定部１は、例えば回折格子等の分光光学素子で被測定光を所定の波長間隔で分光して測定する分光型測光計である。この分光型の第１分光測定部１は、例えば、レンズ系１２と、反射型回折格子１３と、ラインセンサ１４と、これらレンズ系１２、反射型回折格子１３およびラインセンサ１４を収容する筐体１０とを備える。筐体１０は、ラインセンサ１４の受光可能な波長範囲に対し遮光性を有する材料によって形成された箱体であり、その一側面には、分岐ミラー５で反射されて光路を折り曲げられた被測定光の前記一部分を当該筐体１０内に導光する例えばスリット形状等の入射開口１１が形成されている。第１分光測定部１は、この入射開口１１が前記受光光学系６によって測定対象の像（第１の像）ＩＭ１を作って前記被測定光を収束する位置Ｐ３（前記位置Ｐ１に相当する位置）に位置するように、配置される。入射開口１１から入射された前記被測定光は、レンズ系１２に入射し、このレンズ系１２によって平行化（コリメート）されて反射型回折格子１３に入射し、反射型回折格子１３によって回折されて反射される。この反射光は、再び、レンズ系１２に入射し、このレンズ系１２によってラインセンサ１４の受光面上に光像の波長分散像として結像される。ラインセンサ１４は、一方向に沿って配列された複数の光電変換素子を備えて構成される。前記光電変換素子は、例えば、シリコンホトダイオード（ＳＰＤ）等である。ラインセンサ１４は、前記受光面上に形成された光像の波長分散像を前記複数の光電変換素子それぞれによって光電変換することによって、各波長ごとの強度レベルを表す電気信号を生成する。そして、ラインセンサ１４は、この電気信号（第１測定結果）を制御処理部４へ出力する。
【００２７】
第２分光測定部２は、前記被測定光を面として２次元で測定して２次元分布の第２測定結果を出力する２次元測定を行う装置であり、相対的に広い測定域ＳＰ（例えば第２測定角が約１０°〜約３０°の範囲）から放射される被測定光を測定する。すなわち、第２分光測定部２は、被測定光の放射位置ごとに被測定光を測定して光学特性の分布を測定する。このような第２分光測定部２は、例えば光学フィルタ等で被測定光を所定の波長範囲に分光して測定する三刺激値型測光計である。このような三刺激値型の第２分光測定部２は、例えば、図１および図３Ａに示す第１態様における回転方式の第２分光測定部２ａである。この第１態様の第２分光測定部２ａは、フィルタ選択部２１と、２次元センサ（エリアセンサ）２２とを備える。フィルタ選択部２１は、複数の光学フィルタ２１１の中から、被測定光のフィルタリングに用いる１個の光学フィルタ２１１を選択的する装置である。フィルタ選択部２１は、複数の光学フィルタ２１１と、これら複数の光学フィルタ２１１を保持するフィルタ保持部材２１２と、フィルタ保持部材２１２を移動するための駆動力を生成するモータ２１３とを備える。複数の光学フィルタ２１１は、図１および図３Ａに示す例では、互いに異なる分光応答度を持つ３個の第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂを備える。これら第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂは、それぞれ、例えば、図４Ａに示すようにＣＩＥ（国際照明委員会）等色関数に近似した分光応答度を持つ。すなわち、第１光学フィルタ２１１−Ｒは、ＣＩＥ等色関数ｚ（λ）に近似した分光応答度を持ち、第２光学フィルタ２１１−Ｇは、ＣＩＥ等色関数ｙ（λ）に近似した分光応答度を持ち、そして、第３光学フィルタ２１１−Ｂは、ＣＩＥ等色関数ｘ（λ）に近似した分光応答度を持つ。あるいは、これら第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂは、それぞれ、例えば、図４Ｂや図４Ｃに示す分光応答度を持っても良い。フィルタ保持部材２１２は、例えば、周方向に等間隔に４個の第１ないし第４貫通開口を形成した円板である。これら第１ないし第４貫通開口は、第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂに応じた大きさで形成されており、第１ないし第３貫通開口には、それぞれ、第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂが嵌め込まれて、例えば接着剤等によって接着固定されている。なお、本実施形態では、第４貫通開口には、光学フィルタが嵌め込まれていない。あるいは、第４貫通開口には、ＮＤフィルタが嵌め込まれて固定されても良い。そして、フィルタ保持部材２１２は、その中心位置に回転軸２１４が挿通され、その周面には、歯が歯切り加工されており、歯車（ギア）となっている。モータ２１３の出力軸には、ギアが装着されている。モータ２１３の前記ギアは、フィルタ保持部材２１２のギアと歯合し、モータ２１３の駆動力がフィルタ保持部材２１２に伝達される。これによってフィルタ保持部材２１２は、前記回転軸２１４を中心に回転駆動する。そして、フィルタ保持部材２１２は、第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂの各��軸が順次回転するごとに第２分光測定部２の光軸と一致するように、測定角可変光学系３と２次元センサとの間に配置される。２次元センサ２２は、互いに線形独立な２方向（例えば互いに直交する２方向）に２次元アレイ状に配列された複数の光電変換素子（画素の一例）を備えて構成される。前記光電変換素子は、例えば、シリコンホトダイオード（ＳＰＤ）等である。２次元センサ２２は、その受光面が前記測定角可変光学系３によって測定対象の像（第２の像）ＩＭ２を作って前記被測定光を再収束する前記位置Ｐ２に位置するように、配置される。このような第２分光測定部２では、分岐ミラー５で光路を折り曲げられずにそのまま進行した被測定光の前記残余の部分は、第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂのいずれかを介して、測定角可変光学系３によって２次元センサ２２の受光面上に測定対象の像（第２の像）ＩＭ２を作って再収束する。２次元センサ２２は、前記受光面上に形成された前記第２の像ＩＭ２を前記複数の光電変換素子それぞれによって光電変換することによって、各光電変換素子（画素）ごとの強度レベルを表す電気信号を生成する。そして、２次元センサ２２は、この電気信号（第２測定結果）を制御処理部４へ出力する。ここで、第１ないし第３光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂのうちのいずれかの光学フィルタ２１１が第２分光測定部２の光軸上に位置するように順次に選択されることで、当該光学フィルタ２１１に応じた第２測定結果が２次元センサ２２から制御処理部４へ出力される。すなわち、上述の例では、ＣＩＥ等色関数ｚ（λ）の第１光学フィルタ２１１−Ｒが第２分光測定部２の光軸上に位置することで、Ｚ刺激値に関する第２測定結果が２次元センサ２２から制御処理部４へ出力され、ＣＩＥ等色関数ｙ（λ）の第２光学フィルタ２１１−Ｇが第２分光測定部２の光軸上に位置することで、Ｙ刺激値に関する第２測定結果が２次元センサ２２から制御処理部４へ出力され、そして、ＣＩＥ等色関数ｘ（λ）の第３光学フィルタ２１１−Ｂが第２分光測定部２の光軸上に位置することで、Ｘ刺激値に関する第２測定結果が２次元センサ２２から制御処理部４へ出力される。
【００２８】
なお、第２分光測定部２は、この第１態様の分光測定部２ａに限定されるものではなく、図３Ｂに示す第２態様における三板式プリズム方式の第２分光測定部２ｂであって良く、また、図３Ｃに示す第３態様における順次分岐方式の第２分光測定部２ｃであっても良い。
【００２９】
この図３Ｂに示す第２態様の第２分光測定部２ｂは、３個の第１ないし第３プリズム２３−Ｒ、２３−Ｇ、２３−Ｂと、３個の第１ないし第３の２次元センサ２４−Ｒ、２４−Ｇ、２４−Ｂとを備える。第１ないし第３プリズム２３−Ｒ、２３−Ｇ、２３−Ｂは、大略、三角柱形状である。第３プリズム２３−Ｂにおける互いに隣接する第１および第２側面それぞれには、第２プリズム２３−Ｇの第１側面および第１プリズム２３−Ｒの第１側面が当接している。この第３プリズム２３−Ｂの第１側面および第２プリズム２３−Ｇの第１側面のいずれか一方には、Ｇ（緑）の波長範囲の光を反射するとともにＲ（赤）およびＢ（青）の波長範囲の各光を透過する第１光学フィルタ膜が形成され、第３プリズム２３−Ｂの第２側面および第１プリズム２３−Ｒの第１側面のいずれか一方には、Ｒ（赤）の波長範囲の光を反射するとともにＢ（青）の波長範囲の光を透過する第２光学フィルタ膜が形成される。第３プリズム２３−Ｂの第３側面には、その受光面が当該第３側面に対向するように、第３の２次元センサ２４−Ｂが配置される。なお、第３プリズム２３−Ｂの第３側面と第３の２次元センサ２４−Ｂの受光面との間には、Ｂ（青）の波長範囲のみを透過するＢ光学フィルタ２５−Ｂが介在してもよい。第２プリズム２３−Ｂの第２側面は、被測定光の入射面となっており、第２プリズム２３−Ｇの第３側面には、その受光面が当該第３側面に対向するように、第２の２次元センサ２４−Ｇが配置される。なお、第２プリズム２３−Ｇの第３側面と第２の２次元センサ２４−Ｇの受光面との間には、Ｇ（緑）の波長範囲のみを透過するＧ光学フィルタ２５−Ｇが介在してもよい。第１プリズム２３−Ｒの第３側面は、射出面となっており、この第１プリズム２３−Ｒの第３側面には、その受光面が当該第３側面に対向するように、第１の２次元センサ２４−Ｒが配置される。これら第１ないし第３の２次元センサ２４−Ｒ、２４−Ｇ、２４−Ｂは、それぞれ、２次元センサ２２と同様に、２次元アレイ状に配置された複数の光電変換素子を備えて構成される。このような第２態様の第２分光測定部２ｂでは、前記被測定光は、第２プリズム２３−Ｇの第２側面から入射する。この入射した被測定光のうちのＧ（緑）の波長範囲の光は、前記第１光学フィルタ膜で反射し、第２プリズム２３−Ｇの第２側面でさらに反射してその第３側面から射出され、第２の２次元センサ２４−Ｇによって受光され、光電変換される。前記被測定光のうちの、前記第１光学フィルタ膜を透過したＲ（赤）およびＢ（青）の波長範囲の各光は、第３プリズム２３−Ｂの第２側面から第３プリズム２３−Ｂへ入射する。この入射した被測定光のうちのＢ（青）の波長範囲の光は、前記第２光学フィルタ膜で反射し、第３プリズム２３−Ｂの第３側面から射出され、第３の２次元センサ２４−Ｂによって受光され、光電変換される。そして、前記被測定光のうちの、前記第２光学フィルタ膜を透過したＲ（赤）の波長範囲の光は、第１プリズム２３−Ｒの第１側面から第１プリズム２３−Ｒへ入射する。この入射した被測定光のうちのＲ（赤）の波長範囲の光は、第１プリズム２３−Ｒの第３側面から射出され、第１の２次元センサ２４−Ｒによって受光され、光電変換される。これら第１ないし第３の２次元センサ２４−Ｒ、２４−Ｇ、２４−Ｂそれぞれによって光電変換されて生成された各電気信号（各第２測定結果）は、第１ないし第３の２次元センサ２４−Ｒ、２４−Ｇ、２４−Ｂそれぞれから、制御処理部４へ出力される。
【００３０】
図３Ｃに示す第３態様の第２分光測定部２ｃは、２個の第１および第２ダイクロイックミラー２６−Ｇ、２６−Ｂと、３個の第１ないし第３光学フィルタ２７−Ｒ、２７−Ｇ、２７−Ｂと、３個の第１ないし第３の２次元センサ２８−Ｒ、２８−Ｇ、２８−Ｂとを備える。第１ダイクロイックミラー２６−Ｇは、Ｇ（緑）の波長範囲の光を反射するとともにＲ（赤）およびＢ（青）の波長範囲の各光を透過する光学フィルタであり、第２ダイクロイックミラー２６−Ｂは、Ｂ（青）の波長範囲の光を反射するとともにＲ（赤）の波長範囲の光を透過する光学フィルタである。第１光学フィルタ２７−Ｒは、Ｒ（赤）の波長範囲のみを透過するＲ光学フィルタであり、第２光学フィルタ２７−Ｇは、Ｇ（緑）の波長範囲のみを透過するＧ光学フィルタであり、第３光学フィルタ２７−Ｂは、Ｂ（青）の波長範囲のみを透過するＢ光学フィルタである。これら第１ないし第３の２次元センサ２８−Ｒ、２８−Ｇ、２８−Ｂは、それぞれ、２次元センサ２２と同様に、２次元アレイ状に配置された複数の光電変換素子を備えて構成される。第１の２次元センサ２８−Ｒにおける受光面上には、第１光学フィルタ２７−Ｒが配置され、前記受光面の法線がその光軸（第１光軸）とされる。同様に、第２の２次元センサ２８−Ｇにおける受光面上には、第２光学フィルタ２７−Ｇが配置され、前記受光面の法線がその光軸（第２光軸）とされ、第３の２次元センサ２８−Ｂにおける受光面上には、第３光学フィルタ２７−Ｂが配置され、前記受光面の法線がその光軸（第３光軸）とされる。そして、これら第１の２次元センサ２８−Ｒおよび第１光学フィルタ２７−Ｒと、第２の２次元センサ２８−Ｇおよび第２光学フィルタ２７−Ｇと、第３の２次元センサ２８−Ｂおよび第３光学フィルタ２７−Ｂとは、第１の２次元センサ２８−Ｒの第１光軸に対し、第２の２次元センサ２８−Ｇの第２光軸および第３の２次元センサ２８−Ｂの第３光軸それぞれが直交するように、配置され、第１の２次元センサ２８−Ｒの第１光軸と第２の２次元センサ２８−Ｇの第２光軸との交差する位置に第１の２次元センサ２８−Ｒの第１光軸に対し４５度で交差するように第１ダイクロイックミラー２６−Ｇが配置され、そして、第１の２次元センサ２８−Ｒの第１光軸と第３の２次元センサ２８−Ｂの第３光軸との交差する位置に第１の２次元センサ２８−Ｒの第１光軸に対し４５度で交差するように第２ダイクロイックミラー２６−Ｂが配置される。このような第３態様の第２分光測定部２ｃでは、前記被測定光は、第１ダイクロイックミラー２６−Ｇに入射する。この入射した被測定光のうちのＧ（緑）の波長範囲の光は、この第１ダイクロイックミラー２６−Ｇで反射し、第２光学フィルタ２７−Ｇを介して、第２の２次元センサ２８−Ｇによって受光され、光電変換される。前記被測定光のうちの、前記第１ダイクロイックミラー２６−Ｇを透過したＲ（赤）およびＢ（青）の波長範囲の各光は、第２ダイクロイックミラー２６−Ｂに入射される。この入射した被測定光のうちのＢ（青）の波長範囲の光は、前記第２ダイクロイックミラー２６−Ｂで反射し、第３光学フィルタ２７−Ｂを介して、第３の２次元センサ２８−Ｂによって受光され、光電変換される。そして、前記被測定光のうちの、前記第２ダイクロイックミラー２６−Ｂを透過したＲ（赤）の波長範囲の光は、第１光学フィルタ２７−Ｒを介して、第１の２次元センサ２８−Ｒによって受光され、光電変換される。これら第１ないし第３の２次元センサ２８−Ｒ、２８−Ｇ、２８−Ｂそれぞれによって光電変換されて生成された各電気信号（各第２測定結果）は、第１ないし第３の２次元センサ２８−Ｒ、２８−Ｇ、２８−Ｂそれぞれから、制御処理部４へ出力される。
【００３１】
図１に戻って、入出力部８は、制御処理部４に接続され、当該光学特性測定装置Ｄに対し所定の操作入力を行い、当該光学特性測定装置Ｄから所定の情報を出力するものである。入出力部８は、例えば、入力部８１と、出力部８２と、インターフェース部（ＩＦ部）８３とを備える。
【００３２】
入力部８１は、制御処理部４に接続され、例えば、被測定光の測定を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被測定光における識別子の入力等の測定する上で必要な各種データを光学特性測定装置Ｄに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチや、キーボードや、マウス等である。出力部８２は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、入力部８１から入力されたコマンドやデータ、および、光学特性測定装置Ｄによって測定された被測定光の測定結果（例えば、第１測定結果、第２測定結果、第１および第２測定結果に基づく所定の光学特性）を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤおよび有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【００３３】
なお、入力部８１および出力部８２からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部８１は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部８２は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として光学特性測定装置Ｄに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い光学特性測定装置Ｄが提供される。
【００３４】
ＩＦ部８３は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。
【００３５】
記憶部９は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、被測定光を測定するための測定プログラム等の制御処理プログラムが含まれる。前記各種の所定のデータには、後述の補正演算部４２２で求められた補正係数が含まれる。このような記憶部９は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部９は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部４のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
【００３６】
制御処理部４は、光学特性測定装置Ｄの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被測定光の光学特性を求めるための回路である。制御処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部４には、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部４１および光学特性演算部４２が機能的に構成される。
【００３７】
制御部４１は、光学特性測定装置Ｄの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するためのものである。
【００３８】
光学特性演算部４２は、第１および第２分光測定部１、２それぞれの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性（本実施形態では被測定光の色彩）を求めるものである。本実施形態では、第１分光測定部１は、上述したように、その第１精度が第２分光測定部２の第２精度よりも高くなっており、本実施形態の光学特性測定装置Ｄは、前記特許文献１と同様に、第２分光測定部１の第２結果を第１分光測定部１の第１結果で補正して前記被測定光の光学特性を求めるように構成されている。このため、光学特性演算部４２は、第２分光測定部２の第２結果を第１分光測定部１の第１結果で補正して前記被測定光の光学特性を求めるものであり、そのために、光学特性演算部４２は、特性演算部４２１と、補正演算部４２２とを機能的に備える。
【００３９】
ここで、第１分光測定部１で測定した被測定光の分光分布（第１測定結果）をＰ（λ）であるとし、ＣＩＥ等色関数をｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）とすると、被測定光の三刺激値は、次式（１）、式（２）および式（３）によって与えられる。なお、ＣＩＥ等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）は、記憶部９に予め記憶される。
Ｘ＝∫Ｐ（λ）・ｘ（λ）ｄλ      ・・・（１）
Ｙ＝∫Ｐ（λ）・ｙ（λ）ｄλ      ・・・（２）
Ｚ＝∫Ｐ（λ）・ｚ（λ）ｄλ      ・・・（３）
【００４０】
一方、第２分光測定部２で測定した被測定光の各画素（ｎ、ｍ）の各画素値（第２測定結果）をＸｃ（ｎ、ｍ）、Ｙｃ（ｎ、ｍ）、Ｘｃ（ｎ、ｍ）とし、第１分光測定部１で測定した被測定光の点（スポット測定の測定点）に対応する第２分光測定部２上での画素を（ｎ０、ｍ０）とすると、次の式（４）、式（５）および式（６）が成り立つ。なお、（ｎ０、ｍ０）は、予め調べられて記憶部９に記憶される。
Ｘ＝ｆ｛Ｘｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｙｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｚｃ（ｎ０、ｍ０）｝    ・・・（４）
Ｙ＝ｇ｛Ｘｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｙｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｚｃ（ｎ０、ｍ０）｝    ・・・（５）
Ｚ＝ｈ｛Ｘｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｙｃ（ｎ０、ｍ０）、Ｚｃ（ｎ０、ｍ０）｝    ・・・（６）
【００４１】
これら式（４）ないし式（６）における関数ｆ、ｇ、ｈの各係数が補正係数であり、これら式（４）ないし式（６）の関係式を、前記特許文献１と同様に、次式（７）のようにおくと、式（８）、式（９）および式（１０）のように、補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３が求められる。
【００４２】
【数１】
2015182571.tif 000003
【００４３】
ＣＰ１＝Ｘ／Ｘｃ（ｎ０、ｍ０）      ・・・（８）
ＣＰ２＝Ｙ／Ｙｃ（ｎ０、ｍ０）      ・・・（９）
ＣＰ３＝Ｚ／Ｚｃ（ｎ０、ｍ０）      ・・・（１０）
【００４４】
第２分光測定部２の補正された各画素の三刺激値は、次の式（１１）、式（１２）および式（１３）によって与えられる。
Ｘ（ｎ、ｍ）＝ＣＰ１・Ｘｃ（ｎ，ｍ）      ・・・（１１）
Ｙ（ｎ、ｍ）＝ＣＰ２・Ｘｃ（ｎ，ｍ）      ・・・（１２）
Ｚ（ｎ、ｍ）＝ＣＰ３・Ｘｃ（ｎ，ｍ）      ・・・（１３）
【００４５】
したがって、補正演算部４２２は、前記第１および第２分光測定部それぞれの第１および第２測定結果に基づいて、上述のように、補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を求め、この補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を記憶部９に記憶するものである。そして、特性演算部４２１は、第２分光測定部２の第２測定結果と、第１および第２分光測定部１、２それぞれの第１および第２測定結果に基づく補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３とに基づいて、上述の式（１１）ないし式（１３）を用いることで、被測定光の三刺激値を所定の光学特性として求めるものである。このように本実施形態では、第２分光測定部２の第２精度が相対的に低くても、第２分光測定部２の第２測定結果を、相対的に高い第１精度を持つ第１分光測定部１の第１測定結果で補正するので、本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、第２分光測定部２の第２測定結果を、前記第２精度より向上できる。
【００４６】
このような光学特性測定装置Ｄでは、測定が開始されると、被測定光は、受光光学系６で受光され、開口絞り７に入射される。開口絞り７を通過した被測定光は、その一部が分岐ミラー５で反射されてその光路が折り曲げられて第１分光測定部１へ導光され、残余の部分がそのまま測定角可変光学系３を介して第２分光測定部２へ導光される。第１分光測定部１へ導光された前記一部の被測定光は、分光されて測定され、その第１測定結果が第１分光測定部１から制御処理部４へ出力される。ここで、分岐ミラー５は、その偏光依存性が小さいので、第１分光測定部１は、被測定物が偏光特性を有している場合でもより精度良く測定できる。第２分光測定部２へ導光された前記残余の被測定光は、分光されて測定され、その第２測定結果が第２分光測定部２から制御処理部４へ出力される。ここで、第２分光測定部２へ導光された前記残余の被測定光は、測定角可変光学系３を介するので、第２分光測定部２は、その第２測定角γを後述のように可変できる。制御処理部４の光学特性演算部４２は、補正演算部４２２によって第１および第２測定結果に基づいて補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を求め、この求めた補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３と第２測定結果に基づいて、特性演算部によって被測定光における光学特性の２次元分布を求め、出力部８２に出力する。また、必要に応じて、光学特性演算部４２は、この求めた所定の光学特性を、ＩＦ部８３を介して図略の外部機器へ出力する。なお、補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３は、測定ごとに求めて良く、また、所定の測定回数ごとに求めて良く、また、所定の期間ごとに求めて良い。所定の測定回数ごとに求める場合や所定の期間ごとに求める場合では、次回の使用のために、求めた補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３は、記憶部９に記憶される。
【００４７】
次に、第１分光測定部１の第１測定角と第２分光測定部２の第２測定角との比率の変更に関し、その動作を以下に説明する。図５は、本実施形態の光学特性測定装置における測定角可変光学系の動作を説明するための図である。図５Ａは、第２測定角が１０°の場合を示し、図５Ｂは、第２測定角が２８°の場合を示す。図６は、本実施形態における光学特性測定装置による輝度分布測定を説明するための図である。図６Ａは、液晶ディスプレイの輝度分布を測定する場合における測定の様子を示し、図６Ｂは、自動車のインパネにおける表示キャラクターの輝度分布を測定する場合における測定の様子を示す。
【００４８】
本実施形態における光学特性測定装置Ｄでは、第１分光測定部１の第１測定角βは、所定の角度β１（例えば、０．１°や０．２°や１°等）で固定されている（β＝β１）。そして、第２分光測定部２の第２測定角γは、測定角可変光学系３によって所定の角度範囲γ１〜γ２で可変される（γ１≦γ≦γ２）。
【００４９】
例えば、第２分光測定部２における２次元センサ２２のサイズが５ｍｍであり、受光光学系６の焦点距離ｆ６が５７ｍｍである場合、第２測定角γを１０°とするためには、図５Ａに示すように、第１の像ＩＭ１の大きさが１０ｍｍとされ、測定角可変光学系３は、その焦点距離ｆ３を２２ｍｍに、倍率δを−０．５にそれぞれ設定するように、第１および第２レンズ群３１、３２の位置を調整する。これによって大きさ１０ｍｍの第１の像ＩＭ１は、測定角可変光学系３によって大きさ５ｍｍ（＝１０×０．５）の第２の像ＩＭ２となって２次元センサ２２の受光面上に結像し、第２測定角１０°で測定可能となる。
【００５０】
一方、第２測定角γを２８°とするためには、図５Ｂに示すように、第１の像ＩＭ１の大きさが３０ｍｍとされ、測定角可変光学系３は、その焦点距離ｆ３を１２ｍｍに、倍率δを−０．１７にそれぞれ設定するように、第１および第２レンズ群３１、３２の位置を調整する。これによって大きさ３０ｍｍの第１の像ＩＭ１は、測定角可変光学系３によって大きさ５ｍｍ（＝３０×０．１７）の第２の像ＩＭ２となって２次元センサ２２の受光面上に結像し、第２測定角２８°で測定可能となる。
【００５１】
なお、第２測定角１０°から第２測定角２８°まで可変する間、図５に示すように、バリエーターとして機能する第１レンズ群３１は、像側に凸の曲線を描く軌跡で移動し、コンペンセーターとして機能する第２レンズ群３２は、物体側から像側へ単調に直線を描く軌跡で移動する。
【００５２】
このように第２分光測定部２の第２測定角γを可変できるので、第１分光測定部１の第１測定角βと第２分光測定部２の第２測定角γとの比率、例えば、第１分光測定部１の第１測定角βに対する第２分光測定部２の第２測定角γの比γ／βは、γ１／β１〜γ２／β１の範囲で可変できる。図５に示す例では、β１＝１°とした場合、前記比γ／βは、１０〜２８の範囲で可変できる。
【００５３】
このように本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、前記比γ／βを可変できるので、例えば、図６Ａ示すように、液晶ディスプレイの輝度分布の測定では、本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、液晶ディスプレイの画面中央部を第１分光測定部１によって測定角１°でスポット測定し、液晶ディスプレイの画面全体を第２分光測定部２によって測定角１０°で２次元測定できる。一方、図６Ｂ示すように、自動車のインパネにおける表示キャラクターの輝度分布の測定では、本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、表示キャラクターの中央部を第１分光測定部１によって測定角１°でスポット測定し、インパネ全体を第２分光測定部２によって測定角２０°で２次元測定できる。このように本実施形態における光学特性測定装置Ｄは、液晶ディスプレイの輝度分布の測定と自動車のインパネにおける表示キャラクターの輝度分布の測定とを前記比γ／βを変えて１台で実現できる。
【００５４】
このように本実施形態における光学特性測定装置Ｄおよびこれに実装された光学特性測定方法は、測定角可変光学系３を備えるので、第２分光測定部２の測定角を可変できる。したがって、本実施形態における光学特性測定装置Ｄおよびこれに実装された光学特性測定方法は、第１分光測定部１の第１測定角と第２分光測定部２の第２測定角との比率を変更できる。
【００５５】
そして、本実施形態における光学特性測定装置Ｄおよびこれに実装された光学特性測定方法では、第１分光測定部１は、スポット測定を実行でき、第２分光測定部２は、２次元測定を実行できるので、本実施形態における光学特性測定装置Ｄおよびこれに実装された光学特性測定方法は、スポット測定の第１測定角と、２次元測定の第２測定角との比率を可変できる。
【００５６】
また、本実施形態における光学特性測定装置Ｄおよびこれに実装された光学特性測定方法は、開口絞り７を備えることによって、受光光学系６のフォーカスを行っても受光光量を不変にできる。
【００５７】
なお、上述の実施形態において、測定角可変光学系３の倍率に応じて、第１分光測定部の第１測定角βで測定される第１領域を、第２分光測定部２の２次元センサ２２上に射影した場合に、この射影した前記第１領域の大きさ（面積）が変わる場合に、第２分光測定部２の２次元センサ２２上に射影される前記第１領域の大きさに応じて、上述の補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を求めるための２次元センサ２２の画素が選択されても良い。
【００５８】
図７は、前記光学特性測定装置における変形形態の構成を示す図である。図８は、第１分光測定部の第１測定角で測定される第１領域と第２分光測定部の２次元センサとの関係を説明するための図である。図８Ｂは、標準を示し、図８Ａは、この図８Ｂに示す標準を基準に広角側（ワイド側）を示し、図８Ｃは、この図８Ｂに示す標準を基準に望遠側（テレ側）を示す。
【００５９】
このような分光特性測定装置Ｄａは、上述の分光特性測定装置Ｄに類似し、例えば、図７に示すように、第１分光測定部１と、第２分光測定部２と、測定角可変光学系３ａと、制御処理部４ａと、分岐ミラー５と、受光光学系６と、開口絞り７と、入出力部８と、記憶部９ａとを備えている。これら変形形態の分光特性測定部Ｄａにおける第１分光測定部１、第２分光測定部２、分岐ミラー、受光光学系６、開口絞り７および入出力部８は、それぞれ、上述の分光特性測定部Ｄにおける第１分光測定部１、第２分光測定部２、分岐ミラー、受光光学系６、開口絞り７および入出力部８と同様であるので、その説明を省略する。
【００６０】
測定角可変光学系３ａは、上述の測定角可変光学系３に類似し、上述の第１および第２レンズ群３１、３２にさらに加えて、駆動部３３を備える。駆動部３３は、制御処理部４ａに接続され、制御処理部４ａの制御部４１ａの制御に従って、入力部８１から入力された第２分光測定部２の第２測定角γに応じて上述のような軌跡で第１および第２レンズ群３１、３２を光軸方向に沿って移動させる機構である。なお、この変形形態では、第１および第２レンズ群３１、３２は、駆動部３３で移動されるが、例えばいわゆるズームリング等を備え手動で移動されても良い。
【００６１】
制御処理部４ａは、上述の制御処理部４に類似し、制御部４１ａおよび光学特性演算部４２ａにさらに加えて、エリア処理部４３を機能的に備える。
【００６２】
エリア処理部４３は、２次元センサ２２における複数の画素（本実施形態では複数の光電変換素子）の中から、第１分光測定部１の第１測定角βで測定される第１領域に相当する１または複数の画素を求めるものである。
【００６３】
測定角可変光学系３は、上述したように、リレー変倍光学系であり、第１分光測定部１は、この測定角可変光学系３に入射される前に、分岐ミラー５によって分岐した一部の被測定光を受光する一方、第２分光測定部２は、測定角可変光学系３を介して前記分岐ミラー５によって分岐した被測定光の残余の部分を受光する。このため、第１分光測定部１の第１測定角βで測定される第１領域ＳＰ１の大きさ（面積）は、仮に、第２分光測定部２の２次元センサ２２の受光面上に投影すると、図８に示すように、測定角可変光学系３の倍率に応じて可変する。より具体的には、測定角可変光学系３が標準より広角側である場合には、図８Ａに示すように、第２分光測定部２の２次元センサ２２の受光面上に投影した第１領域ＳＰ１は、図８Ｂに示す第１領域ＳＰ１より小さくなり、また、測定角可変光学系３が標準より望遠側である場合には、図８Ｃに示すように、第２分光測定部２の２次元センサ２２の受光面上に投影した第１領域ＳＰ１は、図８Ｂに示す第１領域ＳＰ１より大きくなる。エリア処理部４３は、２次元センサ２２における複数の画素（本実施形態では複数の光電変換素子）の中から、このような第１分光測定部１の第１測定角βで測定される第１領域ＳＰ１に相当する１または複数の画素を求めるものである。より具体的には、測定角可変光学系３の倍率、すなわち、第２分光測定部２の第２測定角γと、前記第１領域ＳＰ１に相当する前記１または複数の画像との対応関係が例えばテーブル形式で予め記憶部９ａに記憶され、エリア処理部４３は、入力部８１から入力された第２分光測定部２の第２測定角γに基づいて、前記対応関係を参照することで、前記第１領域ＳＰ１に相当する前記１または複数の画像を求める。なお、上述したように、測定角可変光学系３ａにおける第１および第２レンズ群３１、３２がズームリング等を用いた手動で移動される場合には、第１および第２レンズ群３１、３２のうちの少なくとも一方における光軸方向に沿った位置を検出する位置センサがさらに備えられ、記憶部９ａは、第２分光測定部２の第２測定角γと、前記第１領域ＳＰ１に相当する前記１または複数の画像との前記対応関係に代え、前記第１および第２レンズ群３１、３２のうちの少なくとも一方における光軸方向に沿った位置と、前記第１領域ＳＰ１に相当する前記１または複数の画像との対応関係を記憶する。
【００６４】
制御部４１ａは、上述の制御部４１に類似し、さらに、上述のように、測定角可変光学系３ａにおける第１および第２レンズ群３１、３２を光軸方向に沿って移動するように駆動部３３を制御するものである。
【００６５】
光学特性演算部４２ａは、上述の光学特性演算部４２に類似し、エリア処理部４３で求められた前記１または複数の画素の画素値に基づいて、第２分光測定部２の第２測定結果を第１分光測定部１の第１測定結果で補正するための補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を求め、この求めた補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を用いて第２分光測定部２の第２測定結果を第１分光測定部１の第１測定結果で補正して被測定光の所定の光学特性を求めるものであり、そのために、光学特性演算部４２ａは、上述と同様の特性演算部４２１と、補正演算部４２２ａとを機能的に備える。補正演算部４２２ａは、補正演算部４２２に類似し、上述のように、前記第１および第２分光測定部１、２それぞれの第１および第２測定結果に基づいて補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を求めるが、この際に、エリア処理部４３で求められた前記１または複数の画素の画素値を用いる。
【００６６】
記憶部９ａは、上述の記憶部９に類似し、さらに前記対応関係を記憶するものである。
【００６７】
このような変形形態によれば、２次元センサ２２における複数の画素の中から、第１分光測定部１の第１測定角βで測定される第１領域ＳＰ１に相当する１または複数の画素が求められ、この求められた画素の画素値に基づいて補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３が求められ、この求められ補正係数ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を用いて第２分光測定部２の第２測定結果を第１分光測定部１の第１測定結果で補正するので、より適切に補正できる。
【００６８】
また、上述の実施形態では、第２分光測定部２の測定角を可変するために、光学特性測定装置Ｄは、第２分光測定部２の入射側に測定角可変光学系３を備えて構成されたが、第２分光測定部２の入射側に代え、光学特性測定装置Ｄは、第１分光測定部１の入射側に測定角可変光学系３を備えて構成されてもよく、あるいは、第２分光測定部２の入射側に追加して、光学特性測定装置Ｄは、第１および第２分光測定部１、２の各入射側それぞれに測定角可変光学系３を備えて構成されてもよい。
【００６９】
また、上述の実施形態では、第１分光測定部１は、分光型であったが、第２分光測定部２の光学フィルタ２１１より高精度な分光応答度を持つ光学フィルタを用いることで、三刺激値型であってもよい。
【００７０】
また、上述の実施形態では、光学特性測定装置Ｄが測色計であるため、第２分光測定部２は、互いに分光応答度の異なる３個の光学フィルタ２１１−Ｒ、２１１−Ｇ、２１１−Ｂを用いることで３種類の分光感度で被測定光を測定したが、光学特性測定装置Ｄが輝度計である場合には、第２分光測定部２は、１種類の分光感度で被測定光を測定すればよい。
【００７１】
また、上述の実施形態において、第２分光測定部２は、例えばベイヤー配列等で構成されたカラーエリアセンサを備えて構成されても良い。
【００７２】
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
【００７３】
一態様にかかる光学特性測定装置は、互いに異なる第１および第２精度で被測定光を分光して測定する第１および第２分光測定部と、前記第１分光測定部の第１測定角および第２分光測定部の第２測定角のうちの少なくとも一方を可変する測定角可変光学系と、前記第１および第２分光測定部それぞれの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求める光学特性演算部とを備える。
【００７４】
このような光学特性測定装置は、測定角可変光学系を備えるので、測定角を可変できる。したがって、上記光学特性測定装置は、第１分光測定部の第１測定角と第２分光測定部の第２測定角との比率を変更できる。
【００７５】
他の一態様では、上述の光学特性測定装置において、前記測定角可変光学系は、焦点距離を可変するリレー光学系である。
【００７６】
このような光学特性測定装置では、焦点距離を可変するリレー光学系（リレー変倍光学系）によって比較的簡単に測定角可変光学系が実現され得る。
【００７７】
他の一態様では、これら上述の光学特性測定装置において、前記第１分光測定部は、前記第１精度が前記第２分光測定部の第２精度よりも高く、前記光学特性演算部は、前記第２分光測定部の前記第２測定結果を前記第１分光測定部の前記第１測定結果で補正して前記被測定光の所定の光学特性を求める。
【００７８】
このような光学特性測定装置は、第２分光測定部の第２精度が相対的に低くても、第２分光測定部の第２測定結果を、相対的に高い第１精度を持つ第１分光測定部の第１測定結果で補正するので、第２分光測定部の第２測定結果を、前記第２精度より向上できる。
【００７９】
他の一態様では、上述の光学特性測定装置において、前記第２分光測定部は、前記被測定光を面として２次元で測定するものであって、２次元アレイ状に配列された複数の画素を持ち前記被測定光を前記複数の画素で受光する２次元センサを備え、前記２次元センサにおける前記複数の画素の中から、前記第１分光測定部の第１測定角で測定される第１領域に相当する１または複数の画素を求めるエリア処理部をさらに備え、前記光学特性演算部は、前記エリア処理部で求められた前記１または複数の画素の画素値に基づいて、前記第２分光測定部の前記第２測定結果を前記第１分光測定部の前記第１測定結果で補正するための補正係数を求める。
【００８０】
このような光学特性測定装置は、２次元センサにおける複数の画素の中から、第１分光測定部の第１測定角で測定される第１領域に相当する１または複数の画素を求め、この求めた画素の画素値に基づいて補正係数を求め、この求めた補正係数を用いて前記第２分光測定部の前記第２測定結果を前記第１分光測定部の前記第１測定結果で補正するので、より適切に補正できる。
【００８１】
他の一態様では、これら上述の光学特性測定装置において、前記第１分光測定部は、前記被測定光を１点として測定して１個の測定結果を出力するスポット測定を行い、前記第２分光測定部は、前記被測定光を面として２次元で測定して２次元分布の測定結果を出力する２次元測定を行う。
【００８２】
このような光学特性測定装置は、スポット測定（ｓｐｏｔ測定）の第１測定角と、２次元測定の第２測定角との比率を可変できる。
【００８３】
そして、他の一態様にかかる光学特性測定方法は、互いに異なる第１および第２精度で被測定光を分光して測定する第１および第２分光測定工程と、前記第１および第２分光測定工程それぞれの第１および第２測定結果に基づいて前記被測定光の所定の光学特性を求める光学特性演算工程とを備え、前記第１および第２分光測定工程のうちの少なくとも一方は、測定角を可変する測定角可変光学系を介して前記被測定光を分光する。
【００８４】
このような光学特性測定方法では、第１および第２分光測定工程のうちの少なくとも一方は、測定角可変光学系を介して前記被測定光が分光される。このため、上記光学特性測定方法は、第１分光測定工程での第１測定角と第２分光測定工程での第２測定角との比率を変更できる。
【００８５】
この出願は、２０１４年５月２９日に出願された日本国特許出願特願２０１４−１１１３５０を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【００８６】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、光学特性測定装置および光学特性測定方法を提供できる。
【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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【国際調査報告】
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