(57)【要約】【課題】偏光した光線の色度を測定するにあたり、入射光の入射角度がＸ，Ｙ，φ３方向において変化した場合に夫々の方向の測定値誤差をなくし、入射光の波長と放射エネルギー強度を正確に示すような分光色彩計の必要性がある。【解決手段】分光色彩計の入射端に偏光解消板を置き。入射角Ｘ，Ｙ，φ３方向全ての約９５％程度が自然光の成分となるが、偏光解消板の偏光解消率がφ方向でほぼ９０度位相が異なるために、入射角φがずれると偏光解消の度合いに差が生じ、分光色彩計の指示値が変化してしまうので、これを防ぐために続けてφ方向へ４５度角度をずらして二枚の偏光解消板を設置することによって偏光解消の度合いの差を小さくすることができ、更に枚数を増加して偏光角度をずらして配置すれば偏光解消度が向上する。【選択図】              図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光した光を発する面光源の微小に分割した面の発光量を計測する装置において、二枚以上の偏光解消板の間に拡散板を挟み、ビーム整形ディフューザーを最後部に配置した構成を持つ分光色彩計ヘッド。
【請求項２】
前記二枚以上の偏光解消板の間の拡散板はフロスト拡散板であることを特徴とする請求項１に記載の分光色彩計ヘッド。
【請求項３】
前記二枚以上の偏光解消板は水晶を用いて作ってあり、相互の偏光角度を二枚以上では９０度を枚数で割った枚数の角度ずらせて配置された構成であることを特徴とする請求項１に記載の分光色彩計ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
液晶プロジェクターの発する偏光された光を直接受け、光の波長と波長毎の光度を計測する装置の受光部ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
分光色彩計は従来プリズムを使ったものと回折格子を使ったものが用いられていた。プリズムを使ったものの原理を図１に示す。光源１２から計測器に入射した光線をレンズ２で平行光線としてプリズム３に入射する。プリズム３から出た光線は連続したスペクトルに分光され、再びレンズ２で出射スリット１に集光される。出射スリット１の位置を変える事によって、任意の波長の単色光を取り出すことができる。
【０００３】
回折格子を使ったものの構成の概略を図２にしめす。プリズム３に代わる分光器２２は、平面に等間隔の多数の平行格子を刻んで作られたもので、被測定光源からの光線を二箇所でコリメートミラー４で反射し二つの回折格子５に反射した光をチョッパーミラー６で積分球７のリファレンス面９と試料面１０に交互に照射してトラップ１１に信号を取り出す。
【０００４】
上記二例では取り出した分光光線は半導体検出器などによって電気信号に変換・処理され、分光色彩計として用いられている。しかし入射光が偏光している場合には入射角を変えることによって光度計の指示が異なってくる。偏光した光線の反射率が異なることによって生じる現象であって、このままでは偏光した光線の光度測定の実用には適さない。
【０００５】
光線の色度測定には輝度計と照度計が使用されるが、プロジェクタ等の色度測定は光線の照射されるスクリーンの一部における照度を測定できることが前提となる。これにより照度計のみ使用可能であるが、照度計の場合には受光部がオパール板で構成される場合が多く偏光解消率が悪いために偏光した光線の色度測定には適さない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
偏光した光線の色度を測定するに適した分光色彩計はなく、入射光の入射角度がＸ，Ｙ，φ３方向において変化した場合に夫々の方向の測定値誤差をなくし、入射光の波長と放射エネルギー強度を正確に示すような分光色彩計を早期に開発されるよう期待されていた。
【０００７】
【発明が解決するための手段】
分光色彩計への入射する偏光光線を完全な自然光（非偏光）に変えた後スリットを通過すれば入射光の角度の問題は解消する。即ち入射端に偏光解消板を置くことによって入射角Ｘ，Ｙ，φ３方向全ての約９５％程度が自然光の成分となるが、偏光解消板の偏光解消率がφ方向でほぼ９０度位相が異なるために、入射角φがずれると偏光解消の度合いに差が生じ、分光色彩計の指示値が変化してしまうので不具合である。
【０００８】
そこで前記偏光解消板に続けてφ方向へ４５度角度をずらして別の偏光解消板を設置することによって偏光解消の度合いの差が小さくすることができる。これを応用して、例えば１０枚の偏光解消板を１８度づつずらして配置すれば、ほぼ偏光はなくなる。この例をグラフ状にして表すと図３のようになる。図３（ａ）は偏光解消板１枚、（ｂ）は偏光解消板２枚、（ｃ）は偏光解消板１０枚を使った時の平均化した図である。しかし実際には偏光解消板の枚数が増加すれば光量の損失が増加して暗い光源での測定に不具合が発生するため、偏光解消する度合いを実用上不具合の無い程度として２ないし４枚に押さえるのが得策である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の分光色彩計ヘッドを使用したシステムの構成を図４に示す。ここで使用したヘッド部２０は図５の構成で分光器２２・スリット１へ入力する光線の拡散性を向上するためにビーム整形ディフューザー３２を最後段に置いた。即ち偏光解消板３０・拡散板３１・偏光解消板３０・ビーム整形ディフューザー３２の順で構成される。
【００１０】
ヘッド２０の次にシャッタ２１・スリット１に続いて分光器２２を置いて入射光のスペクトルを得、これを光センサアレイ２３に入力する。センサアレイ２３の出力はアナログ量であって、データ制御部２４においてデジタル量に変換後通信ポート２５から通常コンピュータへデータ伝送される。
【００１１】
スリット１は約５０μｍ×３ｍｍで作られており、これを通過した光線を分光器２２の回折格子５に照射しスペクトルを得る。スペクトルを光センサアレイ２３に入力することによって入射光の波長毎の放射エネルギーが電気信号として得られる。拡散板３１とビーム整形ディフューザー３２は直接偏光解消のためではなく、Ｘ方向、Ｙ方向に対する偏光角度特性の改善が目的である。
【００１２】
このようにして作成された本発明の分光色彩計では、入射光の偏光面に対し約１０度傾いて入射しても測定データに変わりなく安定しているため、実用上極めて好都合で、通常の生産ラインでの使用には充分な性能になったといえる。
【００１３】
さらに、計測時間では従来機種と本発明の比較をした時は、表１のように各色共に大幅に短縮され、低照度にあっても半分以下の時間で計測できるデータが得られた。これはインラインで使用するに適した性能であって、生産の合理化に貢献できる装置といえる。なお、本発明に関わる特許は下記公報について調査したが本発明との関係は見当たらない。特開昭５６‐３６０２５、特開昭５９−６７４２９、特開昭６３−１０９３３５、特開昭６２−２８４２２８、特開平２−２４５６２３である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の分光色彩計では、二枚の偏光解消板によって入射光の偏光面に対し約１０度傾いて入射しても測定データに変わりなく安定しているため、実用上極めて好都合である。さらに、計測時間では従来機種と本発明の比較をした時は、表１のように各色共に大幅に短縮され、低照度にあっても半分以下のデータが得られ、生産の合理化に貢献できる性能を確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリズム分光器の原理
【図２】現在の分光色彩計構成例
【図３】偏光解消板の枚数による偏光解消度合い変化例
（ａ）偏光解消板１枚（ｂ）偏光解消板２枚（ｃ）偏光解消板１０枚
【図４】本発明のヘッド部を用いた分光色彩計構成
【図５】本発明の分光色彩計ヘッド部
【表１】計測時間比較
【符号の説明】
１  スリット
２  レンズ
３  プリズム
４  コリメートミラー
５  回折格子
６  チョッパーミラー
７  積分球
８  受光部
９  リファレンス
１０  試料
１１  トラップ
１２  光源
２０  ヘッド部
２１  シャッタ
２２  分光器
２３  光センサアレイ
２４  データ制御部
２５  通信ポート
２６  光の入力
２７  光の出力
３０  偏光解消板
３１  フロスト拡散板
３２  ビーム整形ディフューザ
【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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