(57)【要約】  マルチアングル光学特性測定装置およびこれ用の光学ユニットは、測定点に照明光を照射する照明部と、互いに異なる複数の観察角で測定点に臨むようにそれぞれ配置され、測定点から、照明光に起因して放射された被測定光の進行方向を変更する複数の反射鏡と、複数の反射鏡それぞれからの各被測定光を受光する１つの受光光学系と、受光光学系で受光された各被測定光を検出する２次元検出部とを備え、複数の反射鏡それぞれは、２次元検出部が各被測定光をその互いに異なる位置で検出するように、被測定光の進行方向を変更する。
2018037973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定面における所定の測定点に照明光を照射する照明部と、
互いに異なる複数の観察角で前記測定点に臨むようにそれぞれ配置され、前記測定点から、前記照明光に起因して放射された被測定光の進行方向を変更する複数の反射鏡と、
前記複数の反射鏡それぞれからの各被測定光を受光する１つの受光光学系と、
前記受光光学系で受光された前記各被測定光を検出する２次元検出部とを備え、
前記複数の反射鏡それぞれは、前記２次元検出部が前記各被測定光を前記２次元検出部の互いに異なる位置で検出するように、前記被測定光の進行方向を変更する、
マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項２】
前記照明部から前記２次元検出部までの間に、前記照明光または前記被測定光を分光する分光部をさらに備える、
請求項１に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項３】
前記各被測定光を前記２次元検出部で合焦および非合焦する合焦部をさらに備える、
請求項１または請求項２に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項４】
前記測定点から前記２次元検出部までにおける前記各被測定光の各光路長が互いに等しくなるように、前記複数の反射鏡、前記受光光学系および前記２次元検出部が配置される、
請求項３に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項５】
前記２次元検出部の共役面となる前記受光光学系の物体面は、前記受光光学系の入射瞳と光軸との交点を中心とした球面である、
請求項４に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項６】
前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点を通る前記被測定面の法線と前記照明部の光軸を含む仮想的な基準平面内に配置され、
前記受光光学系は、前記測定点の上方に配置され、
前記複数の反射鏡それぞれからの各被測定光の各進行方向を前記受光光学系に向けて変更する第２反射鏡をさらに備え、
前記受光光学系は、前記第２反射鏡を備えない場合に、前記受光光学系の光軸が前記測定点を通り前記基準平面に直交する仮想的な垂線と一致する配置位置に配置される、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項７】
前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点から互いに等しい距離で配置され、前記受光光学系の入射瞳に向けて、前記被測定光の進行方向を変更する、
請求項６に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項８】
前記照明光の一部を分岐光として分岐し、前記照明部から前記測定点までの間であって、前記分岐光を前記２次元検出部で検出するように配置される、分岐部とをさらに備え、
前記光学特性演算部は、前記２次元検出部で検出された前記分岐光の第２検出結果にさらに基づいて、前記光学特性を求める、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニット。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットと、
前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記測定点に臨む被測定物における所定の光学特性を求める光学特性演算部とを備える、
マルチアングル光学特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチアングルジオメトリで測定対象の被測定物における所定の光学特性を測定するマルチアングル光学特性測定装置に用いられるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットおよび前記マルチアングル光学特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の塗装等に用いられるメタリック塗装やパールカラー塗装は、塗装塗膜内に光輝材と呼ばれるフレーク状のアルミ片やマイカ片が含まれており、いわゆるメタリック効果やパール効果を奏する。この効果は、反射特性に対する光輝材の寄与が照明方向および観察方向によって異なることに起因する。このようなメタリック塗装やパールカラー塗装の評価を行う装置が、従来から知られている。【０００３】
この光輝材を含有した塗膜の評価は、例えば特許文献１に開示されたマルチアングル測色計のように、マルチアングルジオメトリで得られた分光結果に基づいて被測定物の色情報（例えば三刺激値等）を前記所定の光学特性として求めることによって実施される。前記マルチアングルジオメトリには、被測定物の測定面に対し互いに異なる複数の方向から照射して一方向で受光する多方向照明／一方向受光のジオメトリや、被測定物の測定面に対し一方向から照射して互いに異なる複数の方向で受光する一方向照明／多方向受光のジオメトリがある。前記ジオメトリは、例えばＤＩＮ規格（ドイツ工業規格）のＤＩＮ−６１７５−２等に定義されている。【０００４】
また例えば、前記評価は、特許文献２に開示された光輝感評価装置のように、マルチアングルジオメトリで得られた被測定物の画像に基づいて光輝感を前記所定の光学特性として求めることによって実施される。前記光輝感は、被測定物の画像から、光輝材反射による輝点の個数で、あるいは、前記輝点のサイズの分布で定量化される。【０００５】
前記マルチアングルジオメトリでは、複数方向から照明（または受光（観察））する場合、各角度ごとに、光学系と光源（または受光部）とが必要となり、その構成が煩雑化してしまう。さらに、照明方向（または受光方向（観察方向））の切り替えが必要となるため、その測定時間も長くなってしまう。このため、例えば特許文献３のマルチアングル測色計が提案されている。この特許文献３に開示されたマルチアングル測色計は、試料面内に中心軸を有する円環状の第１の反射鏡（例えばトロイダル鏡）と、前記第１の反射鏡の焦点群からなる焦点円周の近傍に設けられた第２の反射鏡（例えばコニカル鏡）と、前記中心軸を光軸として前記焦点円周の像を結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系の結像面に設けられ、前記焦点円周の像に一致する開口円周上に１つ以上の試料光開口を有する開口板と、前記試料光開口の背後に設けられ、試料によって反射した反射光を受光する１つ以上の受光センサとを備え、前記試料面から前記第１の反射鏡に向けて放射された平行光束は、前記第１の反射鏡によって反射されて前記焦点円周上に収束した後、前記焦点円周の近傍に設けられた第２の反射鏡に反射されて前記リレー光学系に入射し、前記開口円周上に収束して前記試料光開口を通過して前記受光センサに入射する。【０００６】
ところで、前記特許文献３に開示されたマルチアングル測色計は、上記構成によって光学系を簡素化しており、有利である。しかしながら、第１の反射鏡（トロイダル鏡）の焦点面とリレー光学系の焦点面とを一致させる調整が必要である。この調整では、各受光方向（各観察方向）からの各光を１個の第１の反射鏡で反射しているため、この１個の第１の反射鏡における位置および姿勢の調整によって、各受光方向（各観察方向）からの各光における各進行方向を同時に調整しなければならず、さらに、前記調整には、第２の反射鏡（コニカル鏡）の位置およびその姿勢も関係しているため、これらの組み立てやその調整が、難しい。前記トロイダル鏡やコニカル鏡は、一般に、製造コストが高く、高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２３３７６４号公報
【特許文献２】特開２００４−０２０２６３号公報
【特許文献３】特開２００５−００９９８７号公報
【発明の概要】
【０００８】
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、マルチアングルジオメトリの組み立ておよびその調整をより容易化でき、低コスト化を図ることができるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットおよびマルチアングル光学特性測定装置を提供することである。
【０００９】
上述した目的（のうち少なくとも一つ）を実現するために、本発明の一側面を反映したマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットおよびマルチアングル光学特性測定装置は、測定点に照明光を照射する照明部と、互いに異なる複数の観察角で測定点に臨むようにそれぞれ配置され、測定点から、照明光に起因して放射された被測定光の進行方向を変更する複数の反射鏡と、複数の反射鏡それぞれからの各被測定光を受光する１つの受光光学系と、受光光学系で受光された各被測定光を検出する２次元検出部とを備え、複数の反射鏡それぞれは、２次元検出部が各被測定光をその互いに異なる位置で検出するように、被測定光の進行方向を変更する。
【００１０】
本発明にかかるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットおよびマルチアングル光学特性測定装置は、マルチアングルジオメトリの組み立ておよびその調整をより容易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
発明の１または複数の実施形態により与えられる利点および特徴は、以下に与えられる詳細な説明および添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置の外観を示す概略図である。
【図２】前記マルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の構成を示す正面図である。
【図３】前記マルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の構成を示す側面図である。
【図４】前記マルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の光路を示す斜視図である。
【図５】前記マルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の光路を示す側面図である。
【図６】前記マルチアングル光学特性測定装置における第１反射鏡の配置位置を説明するための図である。
【図７】前記マルチアングル光学特性測定装置における第２反射鏡の役割を説明するための図である。
【図８】前記マルチアングル光学特性測定装置における主に電気的な構成を示す図である。
【図９】前記マルチアングル光学特性測定装置によって分光反射率を測定する場合において、一例として、２次元検出部の検出面（受光面）に形成される各観察角度での被測定面の像を示す図である。
【図１０】前記マルチアングル光学特性測定装置によって光輝感を測定する場合において、一例として、２次元検出部の検出面（受光面）に形成される各観察角度での被測定面の像を示す図である。
【図１１】前記マルチアングル光学特性測定装置において、各観察角を２次元検出部の各位置への変換を説明するための図である。
【図１２】変形形態として、物体面が球面となるように設計された受光光学系の場合における合焦範囲を説明するための光路図である。
【図１３】図１２に示す構成の対比として、物体面が平面となるように設計された受光光学系の場合における合焦範囲を説明するための光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。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。
【００１４】
図１は、実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置の外観を示す概略図である。図１Ａは、斜視図であり、図１Ｂは、測定開口を含む断面線での断面図である。図２は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の構成を示す正面図であり、図３は、その側面図である。図４は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置における主に光学系の光路を示す斜視図であり、図５は、その側面図である。図６は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置における第１反射鏡の配置位置を説明するための図である。図７は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置における第２反射鏡の役割を説明するための図である。図８は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置における主に電気的な構成を示す図である。
【００１５】
図１ないし図８において、実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置Ｍは、照明部１１と、照明光学系１２と、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）と、第２反射鏡１４と、分光部１５と、受光光学系１６と、２次元検出部１７と、制御処理部２１と、記憶部２２と、入力部２３と、出力部２４と、インターフェース部（ＩＦ部）２５と、筐体ＨＳとを備える。これら照明部１１、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）、第２反射鏡１４、分光部１５、受光光学系１６および２次元検出部１７は、マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットの一例であり、本実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、さらに照明光学系１２を備える。
【００１６】
筐体ＨＳは、これら照明部１１、照明光学系１２、複数の第１反射鏡１３、第２反射鏡１４、分光部１５、受光光学系１６、２次元検出部１７、制御処理部２１、記憶部２２、入力部２３、出力部２４およびＩＦ部２５を収容する例えば直方体形状の箱型の部材である。図１Ａに示すように、筐体のＨＳの底板（床板）ＨＳａには、貫通開口の測定開口ＡＰが適所に形成され、筐体ＨＳの上板（天井板）ＨＳｂには、入力部２３および出力部２４が操作表示パネルとして適所に配置される。
【００１７】
このような筐体ＨＳを持つマルチアングル光学特性測定装置Ｍは、測定対象である被測定物ＳＰにおける所定の光学特性を測定する際に、図１Ｂに示すように、底板ＨＳａを被測定物ＳＰの被測定面ＳＦに対向させる。この場合において、好ましくは、測定開口ＡＰの中央位置ＣＰ１を通る開口面の法線ｎが被測定面ＳＦの法線に一致するように、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、被測定物ＳＰに対し配置される。
【００１８】
照明部１１は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、被測定面における所定の測定点に所定の波長帯域の照明光を照射する装置である。前記所定の測定点は、適宜に設定されて良く、本実施形態では、例えば測定開口ＡＰの中央位置ＣＰ１である。この場合、前記測定点を含む被測定面は、測定開口ＡＰの開口面である。前記所定の波長帯域は、測定すべき所定の光学特性に応じて適宜に設定され、本実施形態では、例えば可視光の波長帯域である。照明部１１は、例えば、キセノンランプや白色ＬＥＤ等の光源、および、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って前記光源を駆動する駆動回路等を備えて構成される。
【００１９】
照明光学系１２は、照明部１１で放射された照明光をコリメート（平行光化）して前記測定点へ導光する光学系である。照明光学系１２は、例えば、１または複数の光学レンズ等を備えて構成される。照明光学系１２は、当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍで採用されるマルチアングルジオメトリの照明方向（例えば４５°方向等）から、前記照明光を前記測定点へ導光するように、配置される。すなわち、照明光学系１２は、照明光学系１２の光軸が前記マルチアングルジオメトリの照明方向に一致するように、配置される。
【００２０】
複数の第１反射鏡１３は、互いに異なる複数の観察角（受光角）ＡＰｎで前記測定点に臨むようにそれぞれ配置され、前記測定点から、前記照明光に起因して放射された被測定光の進行方向を変更する光学素子である。本実施形態では、前記複数の第１反射鏡１３それぞれは、２次元検出部１７が前記各被測定光を２次元検出部１７の検出面（受光面）の互いに異なる位置で検出するように、前記測定点からの被測定光の進行方向を変更する。本実施形態では、前記複数の第１反射鏡それぞれ１３は、前記測定点を通る前記被測定面の法線と照明部１１の光軸を含む仮想的な基準平面（マルチアングルジオメトリ面）ＲＰ（図６参照）内に配置される。そして、本実施形態では、前記複数の第１反射鏡１３それぞれは、前記測定点から互いに等しい距離で配置され、受光光学系１６の入射瞳に向けて、前記測定点からの被測定光の進行方向を変更する。
【００２１】
前記複数の観察角（受光角）ＡＰｎは、当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍで採用される前記マルチアングルジオメトリに応じて設定される。例えば、本実施形態では、照明光の正反射方向を基準０°とし、照明光学系１２に向かう（近づく）方向（図２では反時計回り方向）をプラス方向とし、照明光学系１２から離れる（遠ざかる）方向（図２では時計回り方向）をマイナス方向とする場合に、これら複数の観察角は、−１５°（ＡＳ−１５）、＋１５°（ＡＳ１５）、＋２５°（ＡＳ２５）、＋４５°（ＡＳ４５）、＋７５°（ＡＳ７５）および＋１１０°（ＡＳ１１０）である。これに応じて、これら複数の第１反射鏡１３は、本実施形態では、６個の第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６から成る。
【００２２】
第１ａ反射鏡１３−１は、観察角−１５°で前記測定点に臨むように配置される。第１ｂ反射鏡１３−２は、観察角＋１５°で前記測定点に臨むように配置される。第１ｃ反射鏡１３−３は、観察角＋２５°で前記測定点に臨むように配置される。第１ｄ反射鏡１３−４は、観察角＋４５°で前記測定点に臨むように配置される。第１ｅ反射鏡１３−５は、観察角＋７５°で前記測定点に臨むように配置される。そして、第１ｆ反射鏡１３−６は、観察角＋１１０°で前記測定点に臨むように配置される。
【００２３】
これら６個の第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれの配置について、図６を用いてより具体的に説明する。なお、図６では、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれの配置をより容易に理解するために、照明部１１、照明光学系１２および分光部１５が省略され、第２反射鏡１４が無く（備えられておらず）、２次元検出部１７および受光光学系１６は、２次元検出部１７および受光光学系１６の光軸ＡＸが前記測定点（本実施形態では測定開口ＡＰの中央位置ＣＰ１）を通り前記基準平面ＲＰに直交する仮想的な垂線と一致する各配置位置にそれぞれ配置される。したがって、２次元検出部１７および受光光学系１６の光軸ＡＸは、測定開口ＡＰの開口面（被測定面）に含まれている。そして、図６では、これら第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６のうちの１つの第１反射鏡１３が代表的に図示されている（すなわち、図６では残余の第１反射鏡１３は、省略されている）。この図６において、第１反射鏡１３は、当該第１反射鏡１３の観察角（受光角）ＡＳｎの方向において、当該第１反射鏡１３の光軸が円錐ＣＣの母線と一致し、当該第１反射鏡１３の前記第２配置位置ＣＰ２が前記基準平面ＲＰと前記円錐ＣＣの側面との交線ＢＬ上に位置するように、配置される。前記円錐ＣＣは、受光光学系１６の入射瞳の中心を頂点とし、観察角（受光角ＡＳｎの主光線と光軸ＡＸとが成す角を半頂角とした円錐である。
【００２４】
好ましくは、これら複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれは、前記測定点から受光光学系１６の入射面までの間に各被測定光の各集束点（収束点）を持たない。好ましくは、これら複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれは、光学的パワーを持たない平面鏡である。前記光学的パワーは、屈折力とも呼ばれ、屈折率が１である空気中では焦点距離の逆数である。
【００２５】
第２反射鏡１４は、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれからの各被測定光の各進行方向を受光光学系１６に向けて変更する光学素子である。本実施形態では、受光光学系１６は、前記測定点の上方に配置されており、第２反射鏡１４は、例えば平面鏡であり、このように配置された受光光学系１６に向けて、複数の反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれからの各被測定光の各進行方向を変更するように、配置される。
【００２６】
マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、図６を用いて説明したように、第２反射鏡１４を備えずに、照明部１１、照明光学系１２、複数の第１反射鏡１３、分光部１５、受光光学系１６、２次元検出部１７、制御処理部２１、記憶部２２、入力部２３、出力部２４、ＩＦ部２５および筐体ＨＳを備えて構成されても良い。しかしながら、この場合では、筐体ＨＳは、図６から理解されるように、側面視にて逆Ｌ字状（すなわち、Γ字状）の部材となり、図１Ａに示すような直方体形状の部材と成らない。第２反射鏡１４は、図７に破線で示すように、図６に示す光軸ＡＸのうち、２次元検出部１７および受光光学系１６を通る光軸部分を、図６において時計回りに９０°回転させ、２次元検出部１７および受光光学系１６を、前記測定点の上方に配置可能とするように、機能している。本実施形態では、２次元検出部１７および受光光学系１６は、２次元検出部１７および受光光学系１６を通る部分の光軸ＡＸと、前記基準平面ＲＰに直交する仮想的な直交面（本実施形態では測定開口ＡＰの開口面（被測定面））における前記測定点を通る法線ｎと平行となるように、配置されている。このように第２反射鏡１４を備えることで、２次元検出部１７および受光光学系１６を前記測定点の上方に配置することが可能となり、したがって、配置直方体形状の筐体ＨＳを用いることが可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態では、２次元検出部１７および受光光学系１６を通る光軸部分を、図６において時計回りに９０°回転させたが、２次元検出部１７および受光光学系１６が、第２反射鏡１４を備えない場合に、前記２次元検出部１７および受光光学系１６の光軸が前記測定点を通り前記基準平面に直交する仮想的な垂線と一致する各配置位置にそれぞれ配置される限りにおいて、前記２次元検出部１７および受光光学系１６を通る光軸部分を、図６において時計回りに０°以上９０°以下の範囲のうちのいずれかの角度で回転させても良い。また、本実施形態では、第２反射鏡１４は、１個の反射鏡で構成されたが、複数の第１反射鏡１３に応じた複数の反射鏡で構成されても良い。
【００２８】
分光部１５は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、入射光を分光して射出する光学素子である。本実施形態では、分光部１５は、前記測定点と２次元検出部１７との間に、例えば受光光学系１６の前方に配置され、被測定光を前記入射光として分光して受光光学系１６へ射出する。なお、分光部１５は、照明部１１と前記測定点との間、例えば照明部１１の前方に配置され、照明光を前記入射光として分光して照明光学系１２へ射出しても良い。
【００２９】
このような分光部１５は、例えば、フィルタ部と、駆動部とを備える。前記フィルタ部は、透過波長帯域の中心波長が互いに異なる複数のバンドパスフィルタを備える装置である。バンドパスフィルタの中心波長は、当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍで求める前記所定の光学特性に応じて適宜に分光するように設定される。例えば、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光を２０ｎｍごとに分光して分光反射率を測定する場合には、前記フィルタ部は、１６個の第１ないし第１６バンドパスフィルタを備え、第１ないし第１６バンドパスフィルタの各中心波長は、４００ｎｍから２０ｎｍ間隔で７００ｎｍまで設定される。なお、分光の波長間隔は、２０ｎｍに限定されるものではなく、当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍの仕様に応じて適宜に設定される。また例えば、ＸＹＺの３刺激値に分光する場合では、前記フィルタ部は、３個の第１ないし第３バンドパスフィルタを備え、第１バンドパスフィルタは、ＣＩＥ（国際照明委員会）等色関数Ｘ（λ）に近似した分光応答度を持つように、その中心波長が設定され、第２バンドパスフィルタは、ＣＩＥ等色関数Ｙ（λ）に近似した分光応答度を持つように、その中心波長が設定され、そして、第３バンドパスフィルタは、ＣＩＥ等色関数Ｚ（λ）に近似した分光応答度を持つように、その中心波長が設定される。なお、前記複数のバンドパスフィルタは、分光反射率を求めるためのバンドパスフィルタと、三刺激値を求めるためのバンドパスフィルとを備えて構成されても良い。より具体的には、前記フィルタ部は、前記複数のバンドパスフィルタと、これら複数のバンドパスフィルタを保持するフィルタ保持部材と、ロッド状（円柱棒状）の回転軸とを備える。前記フィルタ保持部材は、例えば、周方向に等間隔に、複数の貫通開口を形成した円板である。前記複数の貫通開口の個数は、前記複数のバンドパスフィルタの個数と同数であり、前記複数の貫通開口は、前記複数のバンドパスフィルタの大きさ（サイズ）に応じた大きさで形成され、前記複数の貫通開口には、それぞれ、前記複数のバンドパスフィルタが嵌め込まれて、例えば接着剤等によって接着固定される。そして、前記フィルタ保持部材の中心位置には、貫通開口が形成され、この貫通開口には、前記回転軸が挿通され、前記フィルタ保持部材の周面には、歯が歯切り加工されており、歯車（ギア）となっている。前記駆動部は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、前記複数のバンドパスフィルタの中から、被測定光のフィルタリングに用いるバンドパスフィルタを選択するように、前記フィルタ部を駆動する装置である。より具体的には、前記駆動部は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、駆動力を生成するモータと、前記モータの出力軸に装着されたギアとを備える。前記駆動部における前記ギアは、前記フィルタ保持部材の周面に形成された前記ギアと歯合し、前記モータの駆動力が前記フィルタ保持部材に伝達される。これによって前記フィルタ保持部材は、前記回転軸を中心に回転駆動する。そして、前記フィルタ保持部材は、前記複数のバンドパスフィルタの各光軸が順次回転するごとに受光光学系１６および２次元検出部１７の光軸と一致するように、第２反射鏡１４と受光光学系１６との間で、受光光学系１６の前方（入射側、物体側）に配置される。
【００３０】
なお、前記複数の貫通開口の個数は、前記複数のバンドパスフィルタの個数より多く、バンドパスフィルタが嵌め込まれていない貫通開口があっても良く、また透明ガラスが嵌め込まれた貫通開口があっても良く、またＮＤフィルタが嵌め込まれた貫通開口があっても良い。また、前記駆動部は、前記フィルタ部の前記回転軸を、直接または減速ギアを介して駆動するモータを備えて構成されても良い。この場合では、前記回転軸は、前記フィルタ保持部材に固定される。また、上述のように、１つのバンドパスフィルタに、各第１反射鏡１３からの各被測定光全てが入射するように、分光部１５が構成されて良いが、各第１反射鏡１３からの各被測定光それぞれが、異なるバンドパスフィルタに入射するように、分光部１５が構成されても良い。
【００３１】
受光光学系１６は、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれからの各被測定光を第２反射鏡１４および分光部１５を介して受光する１つの光学系である。受光光学系１６は、本実施形態では、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、前記各被測定光を２次元検出部１７の検出面（受光面）で合焦（フォーカス）および非合焦（デフォーカス）する合焦部（不図示）と、１または複数の光学レンズとを備える撮像レンズである。前記合焦部は、受光光学系１６における前記１または複数の光学レンズのうちの、合焦および非合焦するための１または複数の光学レンズを光軸方向に沿って移動する第１移動機構である。このような受光光学系１６は、例えばいわゆるカメラの撮像レンズ（例えば全群（全玉）繰り出し方式の撮像レンズやインナーフォーカス方式の撮像レンズ等）を用いることができ、好ましくはメガピクセルのイメージセンサ用に収差性能を設計した撮像レンズを用いることができる。なお、前記合焦部は、２次元検出部１７を光軸方向に沿って移動する第２移動機構であっても良い。
【００３２】
そして、本実施形態では、前記合焦部によって複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）それぞれからの各被測定光を２次元検出部１７の検出面で同時に合焦するように、前記測定点から２次元検出部１７の検出面までにおける前記各被測定光の各光路長が互いに等しくなるように、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）、受光光学系１６および２次元検出部１７が配置される。ここで、本実施形態では、上述のように光軸ＡＸを屈曲させる第２反射鏡１４を含むので、前記各光路長が互いに等しくなるように、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）、第２反射鏡１４、受光光学系１６および２次元検出部１７が配置される。なお、前記合焦部によって前記各被測定光が２次元検出部１７の検出面で同時に合焦する必要が無く、前記合焦部によって前記各被測定光のうちの１または複数が順次に２次元検出部１７の検出面で合焦し、最終的に前記合焦部によって前記各被測定光が２次元検出部１７の検出面で合焦すれば良い場合には、前記各光路長が互いに等しくなるように、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）、第２反射鏡１４、受光光学系１６および２次元検出部１７が配置されなくても良い。
【００３３】
２次元検出部１７は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、受光光学系１６で受光された各被測定光を検出する装置である。２次元検出部１７は、例えば、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）を備えて構成される例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のイメージセンサ等である。２次元検出部１７は、各被測定光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、前記各被測定光の強度レベルを表す電気信号を前記複数の光電変換素子（画素）ごとに生成する。そして、２次元検出部１７は、前記複数の光電変換素子ごとに生成した各電気信号（各被測定光の測定結果）を制御処理部２１へ出力する。ここで、分光部１５の各バンドパスフィルタが受光光学系１６の光軸上に位置するように順次に選択されることで、当該バンドパスフィルタに応じた各被測定光の測定結果が２次元検出部１７から制御処理部２１へ出力される。
【００３４】
入力部２３は、制御処理部２１に接続され、例えば、被測定物ＳＰの測定を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被測定物における識別子等の、測定する上で必要な各種データをマルチアングル光学特性測定装置Ｍ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、テンキーや、キーボード等である。出力部２４は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１の制御に従って、入力部２３から入力されたコマンドやデータ、および、マルチアングル光学特性測定装置Ｍによって測定された被測定物ＳＰの測定結果（例えば色情報や光輝感等の前記所定の光学特性）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。
【００３５】
なお、入力部２３および出力部２４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２３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２４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マルチアングル光学特性測定装置Ｍ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マルチアングル光学特性測定装置Ｍが提供される。
【００３６】
ＩＦ部２５は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１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。ＩＦ部２５は、有線または無線によって通信する通信カード等であり、例えばイーサネット環境等の通信ネットワークを介して例えばサーバ装置等の外部装置との間で通信しても良い（イーサネットは登録商標）。
【００３７】
記憶部２２は、制御処理部２１に接続され、制御処理部２１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、当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍの各部１１、１５〜１７、２１〜２５を当該各部の機能に応じて制御する制御プログラムや、２次元検出部１７で検出された各被測定光の各検出結果に基づいて、測定点に臨む被測定物ＳＰにおける所定の光学特性を求める光学特性演算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、例えば、複数の第１反射鏡１３それぞれからの各被測定光に対する２次元検出部１７での各受光位置（各受光領域、各受光画素領域）や、反射率が既知な白色校正板を当該マルチアングル光学特性測定装置Ｍで測定することによって得られた基準値Ｒ（λ、ＡＳ角）や、被測定物ＳＰの前記識別子等の、被測定物ＳＰにおける所定の光学特性を求める上で必要なデータが含まれる。このような記憶部２２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２２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２１のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
【００３８】
制御処理部２１は、マルチアングル光学特性測定装置Ｍの各部１１、１５〜１７、２１〜２５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被測定物における所定の光学特性を求めるための回路である。制御処理部２１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２１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２１１および光学特性演算部２１２が機能的に構成される。
【００３９】
制御部２１１は、マルチアングル光学特性測定装置Ｍの各部１１、１５〜１７、２１〜２５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。
【００４０】
光学特性演算部２１２は、２次元検出部１７で検出された各被測定光の各検出結果に基づいて、前記測定点に臨む被測定物ＳＰにおける所定の光学特性を求めるものである。光学特性演算部２１２は、前記合焦部によって、各被測定光を２次元検出部１７で例えば無限遠で非合焦（デフォーカス）した場合において、２次元検出部１７で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、公知の情報処理によって、被測定物ＳＰの色情報（例えば分光反射率や三刺激値等）を所定の光学特性として求める。光学特性演算部２１２は、前記合焦部によって、各被測定光を２次元検出部１７で合焦（フォーカス）した場合において、２次元検出部１７で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、公知の情報処理によって、被測定物ＳＰの光輝感（例えば光輝材反射による輝点の個数や前記輝点のサイズの分布等）を所定の光学特性として求める。
【００４１】
次に、本実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置の動作について説明する。図９は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置によって分光反射率を測定する場合において、一例として、２次元検出部の検出面（受光面）に形成される各観察角度での被測定面の像を示す図である。図１０は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置によって光輝感を測定する場合において、一例として、２次元検出部の検出面（受光面）に形成される各観察角度での被測定面の像を示す図である。図１１は、実施形態のマルチアングル光学特性測定装置において、各観察角を２次元検出部の各位置への変換を説明するための図である。なお、図１１では、光学的パワーを持たない第１反射鏡１３、第２反射鏡１４および分光部１５の図示は、省略されている。Ｆは、受光光学系１６の焦点距離を表し、ＥＰは、受光光学系１６の入射瞳を表し、ＡＲは、測定開口ＡＰの開口面（被測定面）の領域を表す。
【００４２】
このような構成のマルチアングル光学特性測定装置Ｍにおいて、まず、図略の電源スイッチがオンされると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍが起動され、制御処理部２１によって必要な各部の初期化が行われ、制御処理部２１には、制御処理プログラムが実行されることによって、機能的に、制御部２１１および光学特性演算部２１２が構成される。
【００４３】
例えば、分光反射率を測定する場合では、ユーザ（オペレータ）は、底板ＨＳａを被測定物ＳＰの被測定面ＳＦに対向するように、被測定物ＳＰおよびマルチアングル光学特性測定装置Ｍをセットし、入力部２３から、分光反射率の測定を開始する指示を入力する。なお、記憶部２２には、予め測定することによって、前記基準値Ｒが記憶されているものとする。
【００４４】
分光反射率の測定を開始する指示の入力操作を入力部２３で受け付けると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、受光光学系１６における前記合焦部を非合焦に、例えば無限遠に設定する。次に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、前記複数のバンドパスフィルタのうち、前記第１バンドパスフィルタの光軸が受光光学系１６および２次元検出部１７の光軸と一致するように、分光部１５を動作させる。次に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、照明光を照射するように、照明部１１を動作させる。これによって照明部１１は、照明光を照射する。
【００４５】
この照明光は、図２に示すように、照明部１１から照明光学系１２に入射され、照明光学系１２によってコリメートされ、測定開口ＡＰから被測定物ＳＰの被測定面ＳＦを照射する。この照射された照明光によって被測定面ＳＦから放射された光は、図４および図５に示すように、被測定光として、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれに入射され、第２反射鏡１４に向けて反射される。第２反射鏡１４は、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光それぞれを分光部１５を介して受光光学系１６の入射瞳に向けて反射する。第２反射鏡１４で反射された、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光は、分光部１５の前記第１バンドパスフィルタに入射され、フィルタリングされる。このフィルタリングされた、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光は、受光光学系１６を介して、図１１に示すように、２次元検出部１７の検出面（受光面）における互いに異なる各受光位置（各受光領域）で受光され、検出される。被測定物ＳＰの被測定面ＳＦから放射される被測定光の角度情報は、受光光学系１６の収差性能に応じた分解能で分離され、２次元検出部１７の検出面（受光面）における受光位置（受光領域）の情報に変換される。本実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットであれば、前記測定点だけでなく、或る程度の所定の広さの面積（小面積）を持つ測定面であっても、受光放射角度範囲が設定できる。図９には、２次元検出部１７の検出面に形成された、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光による被測定面ＳＦにおける非合焦の像の一例が示されている。図９において、像α−１は、観察角−１５°で前記測定点を臨むように配置された第１ａ反射鏡１３−１からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像α−２は、観察角＋１５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｂ反射鏡１３−２からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像α−３は、観察角＋２５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｃ反射鏡１３−３からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像α−４は、観察角＋４５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｄ反射鏡１３−４からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像α−５は、観察角＋７５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｅ反射鏡１３−５からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、そして、像α−６は、観察角＋１１０°で前記測定点を臨むように配置された第１ｆ反射鏡１３−６からの被測定光による被測定面ＳＦの像である。このようにマルチアングルジオメトリにおける互いに異なる各観察角（各受光角）は、２次元検出部１７の検出面（受光面）での互いに異なる各受光位置（各受光領域）に変換される。２次元検出部１７は、これら受光した各被測定光を各画素ごとに光電変換することによって、前記各被測定光の強度レベルを表す電気信号を各画素ごとに生成する。そして、２次元検出部１７は、これら各画素ごとに生成した各電気信号（各被測定光の測定結果）を制御処理部２１へ出力する。
【００４６】
２次元検出部１７から各画素ごとの各電気信号を取得すると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の光学特性演算部２１２によって、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光に対応する各受光位置（各受光領域）ごとに、画素値の総和を求め、第１バンドパスフィルタでの各観察角の各測定結果Ｓ（１、ＡＳｎ）（ｎ＝−１５°、＋１５°、＋２５°、＋４５°、＋７５°、＋１１０°、すなわち、Ｓ（１、ＡＳ−１５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋１５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋２５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋４５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋７５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋１１０°））を生成する。次に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の光学特性演算部２１２によって、この求めた各観察角の各測定結果Ｓ（１、ＡＳｎ）を前記基準値Ｒ（１、ＡＳｎ）で除算することで、各観察角の各分光反射率Ｓ（１、ＡＳｎ）／Ｒ（１、ＡＳｎ）（すなわち、Ｓ（１、ＡＳ−１５°）／Ｒ（１、ＡＳ−１５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋１５°）／Ｒ（１、ＡＳ＋１５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋２５°）／Ｒ（１、ＡＳ＋２５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋４５°）／Ｒ（１、ＡＳ＋４５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋７５°）／Ｒ（１、ＡＳ＋７５°）、Ｓ（１、ＡＳ＋１１０°）／Ｒ（１、ＡＳ＋１１０°）を求め、そして、これを前記第１バンドパスフィルタの中心波長に対応付けて記憶部２２に記憶する。
【００４７】
このように第１バンドパスフィルタでの各観察角の各分光反射率Ｓ（１、ＡＳｎ）／Ｒ（１、ＡＳｎ）を求めると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、前記複数のバンドパスフィルタのうち、前記第２バンドパスフィルタの光軸が受光光学系１６および２次元検出部１７の光軸と一致するように、分光部１５を動作させる。そして、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、上述の第１バンドパスパスフィルを用いた場合の動作と同様に動作し、前記第２バンドパスフィルタでの各観察角の各分光反射率Ｓ（２、ＡＳｎ）／Ｒ（２、ＡＳｎ）を求めて記憶部２２に記憶する。以下、同様に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、前記第３ないし第１６バンドパスフィルタでの各観察角の各分光反射率Ｓ（ｋ、ＡＳｎ）／Ｒ（ｋ、ＡＳｎ）を求めて記憶部２２に記憶する（ｋ＝１〜１６の整数、ｎ＝−１５°、＋１５°、＋２５°、＋４５°、＋７５°、＋１１０°）。
【００４８】
そして、前記第１ないし第１６バンドパスフォルタ全てでの各観察角の各分光反射率Ｓ（ｋ、ＡＳｎ）／Ｒ（ｋ、ＡＳｎ）を求めると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、記憶部２２に記憶した各観察角の各分光反射率Ｓ（ｋ、ＡＳｎ）／Ｒ（ｋ、ＡＳｎ）を出力部２４に出力し、必要に応じてＩＦ部２５へ出力する。
【００４９】
このような動作によって被測定物ＳＰの分光反射率が色情報として測定される。なお、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、三刺激値のバンドパスフィルタを用い、三刺激値を色情報として測定しても良い。
【００５０】
また例えば、光輝感を測定する場合では、ユーザ（オペレータ）は、底板ＨＳａを被測定物ＳＰの被測定面ＳＦに対向するように、被測定物ＳＰおよびマルチアングル光学特性測定装置Ｍをセットし、入力部２３から、光輝感の測定を開始する指示を入力する。
【００５１】
光輝感の測定を開始する指示の入力操作を入力部２３で受け付けると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、前記合焦部を合焦に設定する。次に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、前記複数のバンドパスフィルタのうち、前記第１バンドパスフィルタの光軸が受光光学系１６および２次元検出部１７の光軸と一致するように、分光部１５を動作させる。なお、分光が不要である場合には、制御部２１１は、前記フィルタ部における、バンドパスフィルタの嵌め込まれていない貫通開口の光軸や、透明ガラスの嵌め込まれた貫通開口の光軸が受光光学系１６および２次元検出部１７の光軸と一致するように、分光部１５を動作させる。次に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、照明光を照射するように、照明部１１を動作させる。これによって照明部１１は、照明光を照射する。
【００５２】
以下、分光反射率の測定と同様に、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、動作し、２次元検出部１７の検出面（受光面）には、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光による被測定面ＳＦにおける合焦した像が形成される。その一例が図１０に示されている。図１０において、像β−１は、観察角−１５°で前記測定点を臨むように配置された第１ａ反射鏡１３−１からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像β−２は、観察角＋１５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｂ反射鏡１３−２からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像β−３は、観察角＋２５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｃ反射鏡１３−３からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像β−４は、観察角＋４５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｄ反射鏡１３−４からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、像β−５は、観察角＋７５°で前記測定点を臨むように配置された第１ｅ反射鏡１３−５からの被測定光による被測定面ＳＦの像であり、そして、像β−６は、観察角＋１１０°で前記測定点を臨むように配置された第１ｆ反射鏡１３−６からの被測定光による被測定面ＳＦの像である。このようにマルチアングルジオメトリにおける互いに異なる各観察角（各受光角）は、２次元検出部１７の検出面（受光面）での互いに異なる各受光位置（各受光領域）に変換される。２次元検出部１７は、これら受光した各被測定光を各画素ごとに光電変換することによって、前記各被測定光の強度レベルを表す電気信号を各画素ごとに生成する。そして、２次元検出部１７は、これら各画素ごとに生成した各電気信号（各被測定光の測定結果）を制御処理部２１へ出力する。
【００５３】
２次元検出部１７から各画素ごとの各電気信号を取得すると、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の光学特性演算部２１２によって、第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６それぞれからの各被測定光に対応する各受光位置（各受光領域）ごとに、輝点の個数、あるいは、前記輝点のサイズの分布を求め、記憶部２２に記憶する。
【００５４】
なお、分光での光輝感の測定が必要な場合には、前記第２ないし第８バンドパスフィルタを順次に用いてマルチアングル光学特性測定装置Ｍは、上述と同様に動作し、各バンドパスフィルタでの輝点の個数、あるいは、前記輝点のサイズの分布を求め、記憶部２２に記憶する。
【００５５】
そして、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、制御処理部２１の制御部２１１によって、記憶部２２に記憶した各観察角の各輝点の個数、あるいは、前記輝点のサイズの分布を出力部２４に出力し、必要に応じてＩＦ部２５へ出力する。
【００５６】
このような動作によって被測定物ＳＰの輝点の個数、あるいは、前記輝点のサイズの分布が光輝感として測定される。
【００５７】
以上説明したように、実施形態におけるマルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびこれに用いられたマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、測定点から、照明光に起因して放射された被測定光の進行方向の変更に、トロイダル鏡やコニカル鏡ではなく、複数の第１反射鏡１３（１３−１〜１３−６）を用いている。このため、マルチアングルジオメトリにおける各観察角（各受光角）での各被測定光の各進行方向は、複数の第１反射鏡１３ごとに互いに独立して調整すれば良く、これらの組み立てやその調整は、より容易である。上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、上述のように、トロイダル鏡やコニカル鏡を用いないため、低コスト化を図ることができる。したがって、上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリの組み立ておよびその調整をより容易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットでは、複数の第１反射鏡１３それぞれは、２次元検出部１７が各被測定光を前記２次元検出部１７の互いに異なる位置で検出するように、前記被測定光の進行方向を変更する。このため、上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリにおける各観察角を２次元検出部１７の各位置に変換する。したがって、上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリにおける各観察角での各被測定光を、１つの受光光学系で撮像でき、１枚の画像で集約的に検出（測定）できる。よって、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットのコンパクト化が可能となる。
【００５９】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、分光部１５をさらに備えるので、波長または波長帯ごとに反射率等を測定でき、前記所定の光学特性の一例として例えば分光反射率や三刺激値等の色情報を求めることが可能となる。
【００６０】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記合焦部をさらに備えるので、前記合焦部によって非合焦とすることで、前記所定の光学特性の一例として例えば分光反射率や三刺激値等の色情報を求めることが可能となり、一方、前記合焦部によって合焦とすることで、前記所定の光学特性の他の一例として例えば輝点の個数や輝点の大きさの分布等の光輝感を求めることが可能となる。
【００６１】
このように、上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、被測定物の色情報と光輝感の測定とを同一の光学系で測定でき、さらには複数の角度から光輝感の測定が可能となっている。
【００６２】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記測定点から２次元検出部１７までにおける前記各被測定光の各光路長が互いに等しいので、前記各被測定光を２次元検出部１７で同時に合焦でき、前記合焦の際の前記各被測定光を２次元検出部１７で同時に検出できる。
【００６３】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、第２反射鏡１４をさらに備えるので、受光光学系１６を測定点（本実施形態では測定開口ＡＰの開口面（被測定面）における中央位置ＣＰ１）の上方に配置でき、コンパクト化を図ることができる。
【００６４】
上記マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記複数の第１反射鏡１３それぞれが前記測定点から互いに等しい距離で配置され、全ての画角からの光が集束（収束）する点である受光光学系１６の入射瞳に向けて前記被測定光の進行方向を変更するので、前記合焦の際に、複数の反射鏡１３からの前記各被測定光を２次元検出部１７でより正確に合焦でき、明瞭な像を得ることができる。
【００６５】
なお、上述において、マルチアングル光学特性測定装置Ｍは、前記光学特性を、例えば特許第５７３７３９０号公報に開示されたダブルパス補正処理によって補正しても良い。これによって、マルチアングル光学特性測定装置Ｍが被測定物ＳＰに対し傾斜して配置された場合や被測定物ＳＰの被測定面ＳＦが曲面である場合でも、より正確に光学特性を測定できる。このようなダブルパス補正処理を用いるマルチアングル光学特性測定装置Ｍは、マルチアングルジオメトリの各ジオメトリそれぞれについて、測定開口ＡＰの開口面に交差する所定の基準線（例えば前記法線ｎ）に対し所定の第１入射角で前記開口面と前記基準線との交差点（例えば前記測定点）に向けて第１照明光を照射する第１照明部と、前記基準線に対し前記第１照明部の第１配置位置と正反対であって前記基準線を対称線として前記第１照明部と対称的に配置され、前記交差点に向けて第２照明光を照射する第２照明部と、前記第１照明部の第１配置位置、前記基準線および前記第２照明部の第２配置位置を含む平面上に配置され、前記基準線に対し所定の第１観察角で前記交差点に臨むことによって前記交差点からの光を受光する第１受光部と、前記平面上において、前記基準線を対称線として前記第１受光部と対称的に配置され、前記交差点からの光を受光する第２受光部とを備え、前記第１受光部の第１測定値と前記第２受光部の第２測定値に基づいて、前記交差点での前記測定対象の前記所定の光学特性を求める。
【００６６】
また、これら上述において、２次元検出部１７の共役面となる受光光学系１６の物体面は、前記受光光学系１６の入射瞳と光軸との交点を中心とした球面であっても良い。すなわち、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、上述の受光光学系１６に代え、図１２に示すように、２次元検出部１７の共役面となる受光光学系１６ａの物体面ＯＳａが前記受光光学系１６ａの入射瞳ＥＰと光軸ＡＸとの交点を中心とした球面となるように、構成（設計）された前記受光光学系１６ａを用いて構成されても良い。
【００６７】
図１２は、変形形態として、物体面が球面となるように設計された受光光学系の場合における合焦範囲を説明するための光路図である。図１３は、図１２に示す構成の対比として、物体面が平面となるように設計された受光光学系の場合における合焦範囲を説明するための光路図である。なお、図１２および図１３では、光学的パワーを持たない第２反射鏡１４および分光部１５の図示が省略されている。
【００６８】
マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットが、図１３に示すように、２次元検出部１７の共役面となる受光光学系１６の物体面ＯＳが平面となるように構成（設計）された前記受光光学系１６を用いて構成される場合、図１３に示すように、複数の第１反射鏡１３によって像面ＩＭに形成される像は、受光光学系１６が合焦している場合、像面ＩＭが平面であるため、その周辺では、ぼけてしまう場合がある。しかしながら、この変形形態のように、物体面ＯＳａが入射瞳ＥＰと光軸ＡＸとの交点を中心とした球面となるように構成（設計）された受光光学系１６ａが用いられる場合、図１２に示すように、複数の第１反射鏡１３によって像面ＩＭａに形成される像は、受光光学系１６が合焦している場合、像面ＩＭａが球面となるため、その周辺でもぼけ難くなる。したがって、この変形形態のマルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記測定点を含む、より広い面（被測定面）で合焦できる。
【００６９】
また、これら上述において、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、分岐部をさらに備えて構成されても良い。前記分岐部は、照明光の一部を分岐光として分岐し、照明部１１から前記測定点までの間であって、前記分岐光を２次元検出部１７で検出するように配置される。好ましくは、前記分岐部は、前記分岐光を受光光学系１６を介して２次元検出部１７で検出するように、配置される。また好ましくは、前記分岐部は、前記分岐光を第２反射鏡１４および受光光学系１６を介して２次元検出部１７で検出するように、配置される。例えば、前記分岐部は、入射光の一部を反射し、残余を透過するハーフミラー２０を備えて構成される（例えば透過光量：反射光量＝９５：５や透過光量：反射光量＝９０：１０等）。このハーフミラー２０は、図２に破線で示すように、照明光学系１２の光軸上において、第１反射鏡１３と同様に、当該ハーフミラー２０の光軸が円錐ＣＣの母線と一致し、当該ハーフミラー２０の第３配置位置ＣＰ３が前記基準平面ＲＰと前記円錐ＣＣ１の側面との交線ＢＬ上に位置するように、配置される。前記第３配置位置ＣＰ３は、ハーフミラー面とハーフミラー２０の光軸との交点の位置である。そして、この場合では、光学特性演算部２１２は、２次元検出部１７で検出された前記分岐光の第２検出結果にさらに基づいて、前記光学特性を求めるように、構成される。例えば、光学特性演算部２１２は、前記照明光の変動を考慮して光学特性（すなわち、前記照明光の変動分を補正した光学特性）を求める。なお、図３ないし図５では、このようなハーフミラー２０の破線による図示が省略されている。
【００７０】
このようなマルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、分岐部（上述ではハーフミラー２０）をさらに備えるので、照明光を２次元検出部１７で監視（モニタ）でき、前記測定点に臨む被測定物ＳＰに実際に照射されている照明光を考慮して光学特性を求めることが可能となる。
【００７１】
また、これら上述において、図９および図１０から理解されるように、２次元検出部１７の検出面（受光面）において、各観察角からの被測定光の各像の間には、他の像を受光できるスペースが空いている。このため、上述では、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、６個の第１ａないし第１ｆ反射鏡１３−１〜１３−６を備えて構成されたが、さらに、他の観察角（受光角）での第１反射鏡１３を備えることもできる。例えば、観察角＋２５°と観察角＋４５°との間の角度や、観察角０°と観察角−１５°との間の角度や、観察角０°と観察角＋１５°との間の角度等に、第１反射鏡１３がさらに配置されても良い。上述のように構成されるマルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、第１反射鏡１３を追加するだけで、より多くの観察角（受光角）からのデータを得ることができる。
【００７２】
また、上述では、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、照明部１１を用いて光輝感を測定したが、これら上述において、マルチアングル光学特性測定装置Ｍおよびマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、図３に破線で示すように、光輝感を測定する際に用いられる光輝感測定用の第２照明光を前記測定点に照射する第２照明部１８、および、第２照明部１８で放射された第２照明光をコリメート（平行光化）して前記測定点へ導光する第２照明光学系１９をさらに備えても良い。そして、このような場合において、第２照明光学系１９は、前記基準平面ＲＰ内に配置されても良いが、図３に破線で示すように、前記基準平面ＲＰに対し所定の角度（前記基準平面ＲＰからオフセットした位置）で第２照明光を前記測定点へ導光しても良い。
【００７３】
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。
【００７４】
一態様にかかるマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、被測定面における所定の測定点に照明光を照射する照明部と、互いに異なる複数の観察角で前記測定点に臨むようにそれぞれ配置され、前記測定点から、前記照明光に起因して放射された被測定光の進行方向を変更する複数の反射鏡と、前記複数の反射鏡それぞれからの各被測定光を受光する１つの受光光学系と、前記受光光学系で受光された前記各被測定光を検出する２次元検出部とを備え、前記複数の反射鏡それぞれは、前記２次元検出部が前記各被測定光を前記２次元検出部の互いに異なる位置で検出するように、前記被測定光の進行方向を変更する。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点から前記受光光学系の入射面までの間に各被測定光の各集束点（収束点）を持たない。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記複数の反射鏡それぞれは、光学的パワーを持たない平面鏡である。前記光学的パワーは、屈折力とも呼ばれ、屈折率が１である空気中では焦点距離の逆数である。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点を通る前記被測定面の法線と前記照明部の光軸を含む仮想的な基準平面内に配置される。
【００７５】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、被測定面の測定点から、照明光に起因して放射された被測定光の進行方向の変更に、トロイダル鏡やコニカル鏡ではなく、複数の反射鏡を用いている。このため、マルチアングルジオメトリにおける各観察角（各受光角）での各被測定光の各進行方向は、複数の反射鏡ごとに互いに独立して調整すれば良く、これらの組み立てやその調整は、より容易である。上記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、上述のように、トロイダル鏡やコニカル鏡を用いないため、低コスト化を図ることができる。したがって、上記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリの組み立ておよびその調整をより容易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００７６】
そして、上記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットでは、複数の反射鏡それぞれは、２次元検出部が各被測定光を前記２次元検出部の互いに異なる位置で検出するように、前記被測定光の進行方向を変更する。このため、上記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリにおける各観察角を２次元検出部の各位置に変換する。したがって、上記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、マルチアングルジオメトリにおける各観察角での各被測定光を、１つの受光光学系で撮像でき、１枚の画像で集約的に検出（測定）できる。よって、マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットのコンパクト化が可能となる。
【００７７】
他の一態様では、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記照明部から前記２次元検出部までの間に、前記照明光または前記被測定光を分光する分光部をさらに備える。好ましくは、前記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記分光部は、前記照明部と前記測定点との間、例えば前記照明部の前方に配置され、前記照明光を分光する。好ましくは、前記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記分光部は、前記測定点と前記２次元検出部との間に、例えば受光光学系の前方に配置され、前記被測定光を分光する。好ましくは、前記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記分光部は、透過波長帯域の中心波長が互いに異なる複数のバンドパスフィルタを備える。
【００７８】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、分光部をさらに備えるので、波長または波長帯ごとに反射率等を測定でき、前記所定の光学特性の一例として例えば分光反射率や三刺激値等の色情報を求めることが可能となる。
【００７９】
他の一態様では、これら上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記各被測定光を前記２次元検出部で合焦および非合焦する合焦部をさらに備える。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記受光光学系は、１または複数の光学レンズを備え、前記合焦部は、前記受光光学系における前記１または複数の光学レンズのうちの、合焦および非合焦するための光学レンズを光軸方向に沿って移動する第１移動機構である。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記合焦部は、前記２次元検出部を光軸方向に沿って移動する第２移動機構である。
【００８０】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、合焦部をさらに備えるので、前記合焦部によって非合焦とすることで、前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記所定の光学特性の一例として例えば分光反射率や三刺激値等の色情報を求めることが可能となり、一方、前記合焦部によって合焦とすることで、前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記所定の光学特性の他の一例として例えば輝点の個数や輝点の大きさの分布等の光輝感を求めることが可能となる。
【００８１】
他の一態様では、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記測定点から前記２次元検出部までにおける前記各被測定光の各光路長が互いに等しくなるように、前記複数の反射鏡、前記受光光学系および前記２次元検出部が配置される。
【００８２】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記複数の反射鏡からの各被測定光を前記２次元検出部で同時に合焦でき、前記合焦の際の前記各被測定光を前記２次元検出部で同時に検出できる。
【００８３】
他の一態様では、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記２次元検出部の共役面となる前記受光光学系の物体面は、前記受光光学系の入射瞳と光軸との交点を中心とした球面である。
【００８４】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記２次元検出部の共役面となる前記受光光学系の物体面が前記受光光学系の入射瞳と光軸との交点を中心とした球面であるので、共役物体面に対して各観察角の光軸が垂直となり、合焦部が合焦する場合に、前記測定点を含む、より広い面（被測定面）で合焦できる。
【００８５】
他の一態様では、これら上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点を通る前記被測定面の法線と前記照明部の光軸を含む仮想的な基準平面内に配置され、前記受光光学系は、前記測定点の上方に配置され、前記複数の反射鏡それぞれからの各被測定光の各進行方向を前記受光光学系に向けて変更する第２反射鏡をさらに備え、前記受光光学系は、前記第２反射鏡を備えない場合に、前記受光光学系の光軸が前記測定点を通り前記基準平面に直交する仮想的な垂線と一致する配置位置に配置される。
【００８６】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、第２反射鏡をさらに備えるので、受光光学系を測定点の上方に配置でき、コンパクト化を図ることができる。
【００８７】
他の一態様では、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記複数の反射鏡それぞれは、前記測定点から互いに等しい距離で配置され、前記受光光学系の入射瞳に向けて、前記被測定光の進行方向を変更する。
【００８８】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、前記複数の反射鏡それぞれが、全ての画角からの光が集束（収束）する点である入射瞳に向けて前記被測定光の進行方向を変更するので、前記合焦の際に、前記複数の反射鏡からの前記各被測定光を前記２次元検出部でより正確に合焦でき、明瞭な像を得ることができる。
【００８９】
他の一態様では、これら上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記照明光の一部を分岐光として分岐し、前記照明部から前記測定点までの間であって、前記分岐光を前記２次元検出部で検出するように配置される、分岐部とをさらに備え、前記光学特性演算部は、前記２次元検出部で検出された前記分岐光の第２検出結果にさらに基づいて、前記光学特性を求める。好ましくは、前記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記分岐部は、前記分岐光を前記受光光学系を介して前記２次元検出部で検出するように、配置される。好ましくは、前記マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記分岐部は、前記分岐光を前記第２反射鏡および前記受光光学系を介して前記２次元検出部で検出するように、配置される。
【００９０】
このようなマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットは、分岐部を備えるので、照明光を２次元検出部で監視（モニタ）でき、測定点に臨む被測定物に実際に照射されている照明光を考慮して光学特性を求めることが可能となる。例えば、上記マルチアングル光学特性測定装置は、前記照明光の変動を考慮して光学特性（すなわち、前記照明光の変動分を補正した光学特性）を求めることができる。
【００９１】
他の一態様にかかるマルチアングル光学特性測定装置は、これら上述のいずれかのマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットと、前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記測定点に臨む被測定物における所定の光学特性を求める光学特性演算部とを備える。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置において、前記合焦部を備える場合に、前記光学特性演算部は、前記合焦部によって、前記各被測定光を前記２次元検出部で非合焦した場合において、前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記測定点に臨む被測定物の色情報を所定の光学特性として求める。好ましくは、上述のマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットにおいて、前記合焦部を備える場合に、前記光学特性演算部は、前記合焦部によって、前記各被測定光を前記２次元検出部で合焦した場合において、前記２次元検出部で検出された前記各被測定光の各検出結果に基づいて、前記測定点に臨む被測定物の光輝感を所定の光学特性として求める。
【００９２】
このようなマルチアングル光学特性測定装置は、これら上述のいずれかのマルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットを備えるので、マルチアングルジオメトリの組み立ておよびその調整をより容易化でき、低コスト化を図ることができる。
【００９３】
この出願は、明細書、クレーム、図面および要約を含む、２０１６年８月２６日に出願された日本国特許出願特願２０１６−１６５５７０を基礎とするものであり、その全体の開示は、その全体において参照により本願に組み込まれる。
【００９４】
本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。
【００９５】
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】
【００９６】
本発明によれば、マルチアングル光学特性測定装置用光学ユニットおよびこれを用いたマルチアングル光学特性測定装置が提供できる。
【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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【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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【国際調査報告】
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