(57)【要約】【課題】正確にかつ短時間に被測定物の光学的な特性を測定することができる光特性測定システムを提供する。【解決手段】光特性測定システム１００は、本体部１０および対物光学系を含む測定用光学装置１と、被測定物２００を保持するステージ１２０および測定用光学装置１を支持する支持部材１３０を含む測定用治具１１０とを備える。支持部材１３０は、ステージ１２０に対して移動可能に構成され、測定可能状態においては、支持部材１３０とステージ１２０とが平行に配置される。本体部１０は、被測定物２００から光が入射される側の位置に外壁部１２を有し、外壁部１２には、対物光学系の光軸ＯＡと直交する基準平面ＲＰが設けられる。支持部材１３０に基準平面ＲＰが当接した状態で測定用光学装置１が組付けられることにより、測定可能状態においては、光軸ＯＡに沿ってステージ１２０、支持部材１３０および本体部１０の順でこれらが配置される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物から出射される光の特性を測定することが可能な少なくとも１つ以上の測定用光学装置と、
前記測定用光学装置が組付けられるとともに、被測定物を保持することが可能な測定用治具とを備え、
前記測定用治具は、前記測定用光学装置を支持する支持領域を有する支持部材と、被測定物が保持される少なくとも１つ以上の保持領域を有するステージとを含み、
前記測定用光学装置は、被測定物から出射される光が内部に導入される本体部と、被測定物から出射される光を集光する対物光学系とを含み、
前記測定用治具は、前記支持部材が前記ステージに対して相対的に移動可能に構成されることにより、前記測定用光学装置による測定が可能な測定可能状態と、前記ステージに対する被測定物の着脱が可能な着脱可能状態とに切り替え可能に構成され、
前記支持部材と前記ステージとは、前記測定可能状態において平行に配置され、
前記本体部が、当該本体部に対して被測定物から光が入射される側の位置に外壁部を有し、
前記外壁部の外側表面には、前記対物光学系の光軸と直交する基準平面が設けられ、
前記測定可能状態において前記光軸に沿って前記保持領域、前記支持領域および前記本体部の順でこれらが配置されることとなるように、前記測定用光学装置が、前記支持部材に前記基準平面が当接した状態で前記支持部材によって支持されている、光特性測定システム。
【請求項２】
前記測定用光学装置が、前記対物光学系を保持する鏡胴をさらに含み、
前記鏡胴が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部から突出して位置し、
前記鏡胴が挿通配置された挿通孔が、前記支持領域に設けられている、請求項１に記載の光特性測定システム。
【請求項３】
前記測定用光学装置が、前記対物光学系を通過した光を導光する導光部と、前記導光部の前記対物光学系側の端部を保持する入口側保持部材とをさらに含み、
前記入口側保持部材が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部に固定されている、請求項１または２に記載の光特性測定システム。
【請求項４】
前記導光部が、前記対物光学系を通過した光を複数の光束に分割する光束分割部からなり、
前記光束分割部が、複数の光ファイバーと、当該複数の光ファイバーを束ねて保持する鞘部材とを含み、
前記入口側保持部材が、前記鞘部材の前記対物光学系側の端部を保持している、請求項３に記載の光特性測定システム。
【請求項５】
前記入口側保持部材の前記対物光学系側に位置する端部が、略円筒形状を有し、
前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部の内側表面には、前記入口側保持部材の前記対物光学系側の端部の外形に応じた略円柱形状の凹部が設けられ、
前記入口側保持部材の前記対物光学系側の端部が前記凹部に嵌め込まれた状態で、前記入口側保持部材が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部に固定されている、請求項３または４に記載の光特性測定システム。
【請求項６】
前記測定用光学装置が、ネジを用いて前記支持部材に固定され、
前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部の外側表面に、当該ネジが螺合されたネジ穴が設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の光特性測定システム。
【請求項７】
前記支持部材が、前記ステージに対して前記光軸と直交する方向にスライド移動可能に構成されている、請求項１から６のいずれかに記載の光特性測定システム。
【請求項８】
前記ステージに、複数の前記保持領域が設けられ、
前記測定用治具に、前記複数の保持領域に対応して複数の前記測定用光学装置が組付けられている、請求項１から７のいずれかに記載の光特性測定システム。
【請求項９】
前記測定用光学装置が、被測定物から出射される光の輝度および色度のうちの少なくともいずれか一方を測定することができるものである、請求項１から８のいずれかに記載の光特性測定システム。
【請求項１０】
被測定物から出射される光の特性を測定することが可能な測定用光学装置であって、
被測定物から出射される光が内部に導入される本体部と、
被測定物から出射される光を集光する対物光学系とを含み、
前記本体部が、当該本体部に対して被測定物から光が入射される側の位置に外壁部を有し、
前記外壁部の外側表面には、前記対物光学系の光軸と直交する基準平面が設けられている、測定用光学装置。
【請求項１１】
前記対物光学系を保持する鏡胴をさらに含み、
前記鏡胴が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部から突出して位置している、請求項１０に記載の測定用光学装置。
【請求項１２】
前記対物光学系を通過した光を導光する導光部と、前記導光部の前記対物光学系側の端部を保持する入口側保持部材とをさらに含み、
前記入口側保持部材が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部に固定されている、請求項１０または１１に記載の測定用光学装置。
【請求項１３】
前記導光部が、前記対物光学系を通過した光を複数の光束に分割する光束分割部からなり、
前記光束分割部が、複数の光ファイバーと、当該複数の光ファイバーを束ねて保持する鞘部材とを含み、
前記入口側保持部材が、前記鞘部材の前記対物光学系側の端部を保持している、請求項１２に記載の測定用光学装置。
【請求項１４】
前記入口側保持部材の前記対物光学系側に位置する端部が、略円筒形状を有し、
前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部の内側表面には、前記入口側保持部材の前記対物光学系側の端部の外形に応じた略円形状の凹部が設けられ、
前記入口側保持部材の前記対物光学系側の端部が前記凹部に嵌め込まれた状態で、前記入口側保持部材が、前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部に固定されている、請求項１２または１３に記載の測定用光学装置。
【請求項１５】
前記本体部の前記基準平面が設けられた前記外壁部の外側表面に、ネジ穴が設けられている、請求項１０から１４のいずれかに記載の測定用光学装置。
【請求項１６】
被測定物から出射される光の輝度および色度のうちの少なくともいずれか一方を測定することができるものである、請求項１０から１５のいずれかに記載の測定用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば輝度や色度といった光の特性を測定するための光特性測定システムおよび当該光特性測定システムに具備される測定用光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルに代表される如くの各種のディスプレイパネルが普及している。当該ディスプレイパネルの製造現場においては、通常、製品としてのディスプレイパネルが光学的な諸特性を満足するものとなっているか、その製品検査が行われている。
【０００３】
上記製品検査に使用される光特性測定システムとして、たとえば特開２００２−３１０８００号公報（特許文献１）には、いわゆる三刺激値型光電色彩計を備えた光特性測定システムが開示されている。ここで、当該光特性測定システムに具備された測定用光学装置としての三刺激値型光電色彩計は、被測定物から発せられる光の指向性が強くかつ強度が微弱である場合にも、その光特性を正確に測定することができるものである。
【０００４】
より詳細には、三刺激値型光電色彩計は、被測定物の被測定領域から出射される光束のうち、出射角が所定角度以下の光束のみを集光する正のパワーを有する対物光学系と、当該対物光学系によって集光された光束が入射される入射面を有し、入射した光束を３つの光束に分割して出射面から出射する光束分割部と、光束分割部によって分割された３つの光束をそれぞれ受光し、三刺激値に相当する受光信号を出力する光電変換部とを有するものであり、当該光電変換部から出力される三刺激値に相当する受光信号に基づいて、被測定物から出射される光の輝度や色度を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１０８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した三刺激値型光電色彩計に代表される如くの測定用光学装置を使用する場合においては、一般に、被測定物から出射される光の進行方向と測定用光学装置の対物光学系の光軸とが合致することとなるように、これら被測定物と測定用光学装置とを位置決めして配置することが必要になる。当該位置決めが不十分である場合には、被測定物が光学的な諸特性を満足しているか否か、正確に測定することができない。
【０００７】
その点、上記特許文献１においては、三刺激値型光電色彩計の筐体の底面に三脚が取付けられ、三脚が取付けられた三刺激値型光電色彩計が被測定物に正対するように対向配置させられる構成の光特性測定システムとされている。このように、三脚が取付けられることが前提とされた光学装置においては、一般に、三脚が取付けられる筐体の底面を基準面として、当該基準面と光学系の光軸とが平行になるように構成される。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示の光特性測定システムにおいては、上記基準面と被測定物から出射される光の進行方向とを合致させる特別の手段が設けられていないため、三脚を操作することのみによってこれらの位置決めを行なうという煩雑な作業が個別の測定毎に必要となり、検査の作業効率が著しく低下してしまう問題が発生する。特に、近年においては、携帯電話やスマートフォン、タブレット端末等の普及に伴い、小型のディスプレイパネルを短時間に大量に検査することが求められており、上記特許文献１に開示される如くの光特性測定システムとした場合には、これら大量のディスプレイパネルを短時間に処理することが到底不可能となってしまう。
【０００９】
したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、正確にかつ短時間に被測定物の光学的な特性を測定することができる光特性測定システムおよびこれに具備される測定用光学装置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】
【００１０】
本発明に基づく光特性測定システムは、被測定物から出射される光の特性を測定することが可能な少なくとも１つ以上の測定用光学装置と、上記測定用光学装置が組付けられるとともに、被測定物を保持することが可能な測定用治具とを備えている。上記測定用治具は、上記測定用光学装置を支持する支持領域を有する支持部材と、被測定物が保持される少なくとも１つ以上の保持領域を有するステージとを含んでいる。上記測定用光学装置は、被測定物から出射される光が内部に導入される本体部と、被測定物から出射される光を集光する対物光学系とを含んでいる。上記測定用治具は、上記支持部材が上記ステージに対して相対的に移動可能に構成されることにより、上記測定用光学装置による測定が可能な測定可能状態と、上記ステージに対する被測定物の着脱が可能な着脱可能状態とに切り替え可能に構成されている。上記支持部材と上記ステージとは、上記測定可能状態において平行に配置される。上記本体部は、当該本体部に対して被測定物から光が入射される側の位置に外壁部を有しており、上記外壁部の外側表面には、上記対物光学系の光軸と直交する基準平面が設けられている。上記本発明に基づく光特性測定システムにおいては、上記測定可能状態において上記光軸に沿って上記保持領域、上記支持領域および上記本体部の順でこれらが配置されることとなるように、上記測定用光学装置が、上記支持部材に上記基準平面が当接した状態で上記支持部材によって支持されている。
【００１１】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記測定用光学装置が、上記対物光学系を保持する鏡胴をさらに含んでいてもよい。その場合には、上記鏡胴が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部から突出して位置していることが好ましく、さらにその場合には、上記鏡胴が挿通配置された挿通孔が、上記支持領域に設けられていることが好ましい。
【００１２】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記測定用光学装置が、上記対物光学系を通過した光を導光する導光部と、上記導光部の上記対物光学系側の端部を保持する入口側保持部材とをさらに含んでいてもよい。その場合には、上記入口側保持部材が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部に固定されていることが好ましい。
【００１３】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記導光部が、上記対物光学系を通過した光を複数の光束に分割する光束分割部にて構成されていてもよい。その場合には、上記光束分割部が、複数の光ファイバーと、当該複数の光ファイバーを束ねて保持する鞘部材とを含んでいてもよく、さらにその場合には、上記入口側保持部材が、上記鞘部材の上記対物光学系側の端部を保持していることが好ましい。
【００１４】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記入口側保持部材の上記対物光学系側に位置する端部が、略円筒形状を有していてもよい。その場合には、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部の内側表面には、上記入口側保持部材の上記対物光学系側の端部の外形に応じた略円柱形状の凹部が設けられていることが好ましく、さらにその場合には、上記入口側保持部材の上記対物光学系側の端部が上記凹部に嵌め込まれた状態で、上記入口側保持部材が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部に固定されていることが好ましい。
【００１５】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記測定用光学装置が、ネジを用いて上記支持部材に固定されていてもよく、その場合には、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部の外側表面に、当該ネジが螺合されたネジ穴が設けられていることが好ましい。
【００１６】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記支持部材が、上記ステージに対して上記光軸と直交する方向にスライド移動可能に構成されていることが好ましい。
【００１７】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記ステージに、複数の上記保持領域が設けられていてもよく、その場合には、上記測定用治具に、上記複数の保持領域に対応して複数の上記測定用光学装置が組付けられていることが好ましい。
【００１８】
上記本発明に基づく光特性測定システムにあっては、上記測定用光学装置が、被測定物から出射される光の輝度および色度のうちの少なくともいずれか一方を測定することができるものであってもよい。
【００１９】
本発明に基づく測定用光学装置は、被測定物から出射される光の特性を測定することが可能なものであって、被測定物から出射される光が内部に導入される本体部と、被測定物から出射される光を集光する対物光学系とを含んでいる。上記本体部は、当該本体部に対して被測定物から光が入射される側の位置に外壁部を有しており、上記外壁部の外側表面には、上記対物光学系の光軸と直交する基準平面が設けられている。
【００２０】
上記本発明に基づく測定用光学装置は、上記対物光学系を保持する鏡胴をさらに含んでいてもよく、その場合には、上記鏡胴が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部から突出して位置していることが好ましい。
【００２１】
上記本発明に基づく測定用光学装置は、上記対物光学系を通過した光を導光する導光部と、上記導光部の上記対物光学系側の端部を保持する入口側保持部材とをさらに含んでいてもよく、その場合には、上記入口側保持部材が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部に固定されていることが好ましい。
【００２２】
上記本発明に基づく測定用光学装置にあっては、上記導光部が、上記対物光学系を通過した光を複数の光束に分割する光束分割部にて構成されていてもよい。その場合には、上記光束分割部が、複数の光ファイバーと、当該複数の光ファイバーを束ねて保持する鞘部材とを含んでいてもよく、さらにその場合には、上記入口側保持部材が、上記鞘部材の上記対物光学系側の端部を保持していることが好ましい。
【００２３】
上記本発明に基づく測定用光学装置にあっては、上記入口側保持部材の上記対物光学系側に位置する端部が、略円筒形状を有していてもよい。その場合には、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部の内側表面には、上記入口側保持部材の上記対物光学系側の端部の外形に応じた略円形状の凹部が設けられていることが好ましく、さらにその場合には、上記入口側保持部材の上記対物光学系側の端部が上記凹部に嵌め込まれた状態で、上記入口側保持部材が、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部に固定されていることが好ましい。
【００２４】
上記本発明に基づく測定用光学装置にあっては、上記本体部の上記基準平面が設けられた上記外壁部の外側表面に、ネジ穴が設けられていることが好ましい。
【００２５】
上記本発明に基づく測定用光学装置は、被測定物から出射される光の輝度および色度のうちの少なくともいずれか一方を測定することができるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、正確にかつ短時間に被測定物の光学的な特性を測定することができる光特性測定システムおよびこれに具備される測定用光学装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態における測定用光学装置の斜視図である。
【図２】図１に示す測定用光学装置の模式断面図である。
【図３】図１に示す測定用光学装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】図２に示す測定光学系および光電変換部の構成を示す模式図である。
【図５】光ファイバーから出射される光束の照射範囲を示す模式図である。
【図６】図２に示す基準プレートと当該基準プレートに組付けられる各種部材との組付構造を示す模式断面図である。
【図７】図２に示す基準プレートと当該基準プレートに組付けられる各種部材との組付構造を示す模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における光特性測定システムの着脱可能状態を示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態における光特性測定システムの測定可能状態を示す概略斜視図である。
【図１０】図８に示す光特性測定システムにおける支持プレートに対する測定用光学装置の組付構造を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、測定用光学装置としての三刺激値型光電色彩計およびこれを備えた光特性測定システムに本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態における測定用光学装置（三刺激値型光電色彩計）の斜視図であり、図２は、図１に示す測定用光学装置の図１中に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。また、図３は、図１に示す測定用光学装置の機能ブロックの構成を示す図である。まず、これら図１ないし図３を参照して、本実施の形態における測定用光学装置１の概略的な構成について説明する。
【００３０】
図１および図２に示すように、測定用光学装置１は、本体部１０と対物部２０とを備えている。本体部１０は、略直方体形状を有しており、その内部に光束分割部３０や各種の回路基板（制御基板７１、電源基板７２およびセンサー基板７３）等の内部構成部品が収容された筐体１１を含んでいる。対物部２０は、本体部１０の外表面の所定位置から突出して位置する略円柱形状を有しており、略円筒状の鏡胴２１と、当該鏡胴２１の内部に収容された対物光学系２２とを含んでいる。
【００３１】
筐体１１は、基準プレート１２と箱部１３とによって構成されている。基準プレート１２は、略平板状の形状を有しており、本体部１０に対して被測定物から光が入射される側の位置の外壁部を構成している。一方、箱部１３は、本体部１０に対して被測定物から光が入射される側の位置以外の位置の外壁部を構成している。
【００３２】
基準プレート１２は、本体部１０の外部の空間に露出する外側表面１２ａと、本体部１０の内部の空間に面する内側表面１２ｂとを有している。基準プレート１２の所定位置には、外側表面１２ａから内側表面１２ｂに達する貫通孔形状の導光孔１２ｃが設けられている。当該導光孔１２ｃは、本体部１０の内部に外部から光を導入するための部位である。
【００３３】
図２に示すように、光束分割部３０は、略円柱状の外形を有しており、本体部１０の内部に導入された光を導光する導光部に該当する。光束分割部３０は、その軸方向の一端に光束入射面Ａを有しており、その軸方向の他端に光束出射面Ｂを有している。光束分割部３０は、光束入射面Ａが基準プレート１２に設けられた導光孔１２ｃに対向するように配設されている。
【００３４】
光束分割部３０は、光束入射面Ａから入射した光を３つの光束に分割して導光し、３つに分割した光束をそれぞれ光束出射面Ｂ（より厳密には、３つの光束出射面Ｂ１〜Ｂ３（図４参照））から出射する機能を有している。そのため、光束分割部３０は、光ファイバー３１（図４，図６および図７等参照）と、光ファイバー３１を内部に収容する略円筒状の鞘部材３２（図６および図７等参照）とを有しているが、その詳細な構成については後述することとする。
【００３５】
光束分割部３０は、その軸方向の両端を取り囲むように配置された入口側保持部材４０および出口側保持部材５０によって筐体１１に組付けられている。ここで、入口側保持部材４０は、光束分割部３０の光束入射面Ａ側の端部を保持しており、基準プレート１２に組付けられている。一方、出口側保持部材５０は、光束分割部３０の光束出射面Ｂ側の端部を保持しており、箱部１３に組付けられている。
【００３６】
上述した各種の回路基板のうちの制御基板７１および電源基板７２は、それぞれ光束分割部３０の外周面に対向するように配置されており、それぞれ箱部１３に組付けられている。一方、上述した各種の回路基板のうちのセンサー基板７３は、光束分割部３０の光束出射面Ｂに対向するように配置されており、上述した出口側保持部材５０に組付けられている。
【００３７】
対物光学系２２は、正のパワーを有する集光レンズ（たとえば平凸レンズ等）からなり、被測定物から出射される光を集光するものである。対物光学系２２は、その光軸ＯＡ（すなわち、そのレンズ中心と焦点とを結ぶ直線）が鏡胴２１の軸線と合致した状態で上述した鏡胴２１によって保持されている。
【００３８】
対物部２０は、略直方体形状の本体部１０の６つの外壁部のうち、基準プレート１２によって規定される外壁部に固定されている。ここで、対物部２０は、鏡胴２１の軸線が基準プレート１２側を向くように本体部１０に取付けられる。これにより、対物光学系２２は、基準プレート１２に設けられた導光孔１２ｃに対向するように配設されることになり、さらには、当該導光孔１２ｃを介して光束分割部３０の光束入射面Ａに対向することになる。
【００３９】
ここで、本実施の形態における測定用光学装置（三刺激値型光電色彩計）１は、対物部２０に配置された対物光学系２２を介して本体部１０に導入された光を当該本体部１０に設けられた光束分割部３０において３つの光束に分割し、これら３つの光束をそれぞれ受光することで光電変換し、光電変換後の受光信号をデジタル信号にさらに変換した後、所定の演算処理を行なうことで、たとえば三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ＣＩＥ（国際照明委員会）によって制定されているｘｙＹ（色度座標、輝度）、ＴΔｕｖＹ（相関色温度、黒体軌跡からの色差、輝度）等を算出するものである。
【００４０】
そのため、測定用光学装置１を含む光特性測定システム１００（図８ないし図１０参照）においては、測定に際して、対物光学系２２の光軸ＯＡと被測定物から出射される光の進行方向とが合致することとなるように測定用光学装置１と被測定物とが位置決めされて配置されることが重要であり、本実施の形態における測定用光学装置１においては、当該位置決めを確実に行なうために、基準プレート１２の上述した外側表面１２ａに、対物光学系２２の光軸ＯＡと直交する基準平面ＲＰが設けられている。当該基準プレート１２の外側表面１２ａに基準平面ＲＰを設けることにより、上述した位置決めが確実に行なわれることになる理由については、後述することとする。
【００４１】
また、本実施の形態における測定用光学装置１においては、基準平面ＲＰが設けられた基準プレート１２に対して測定光学系（対物光学系２２および光束分割部３０）が所定の位置精度および角度精度をもって組付けられることとなるように、各種の構成部品（鏡胴２１や入口側保持部材４０等）の組付構造が工夫されているが、その詳細についても後述することとする。
【００４２】
図３に示すように、測定用光学装置１は、上述した対物光学系２２および光束分割部３０に加え、制御部８１、光電変換部８２、増幅部８３、Ａ／Ｄ（Digital/Analog）変換部８４、メモリー部８５、表示部８６、操作部８７、電源部８８および通信部８９を有している。
【００４３】
光電変換部８２は、標準観察者の分光感度特性を有する３つの受光センサー９２ａ〜９２ｃ（図４参照）を有しており、光束分割部３０から出射される３つの光束を各受光センサー９２ａ〜９２ｃによって受光することにより、それぞれの入射強度に応じた３つの電気信号に光電変換して出力する部位である。
【００４４】
増幅部８３は、光電変換部８２から出力される３つの電気信号の入力を受け、これら３つの電気信号をそれぞれ所定のレベルに増幅して出力する部位である。Ａ／Ｄ変換部８４は、増幅部８３から出力される３つの電気信号の入力を受け、これら３つの電気信号をそれぞれデジタル信号（以下、測定データと称する）に変換する部位である。
【００４５】
メモリー部８５は、Ａ／Ｄ変換部８４から出力される測定データの入力を受け、当該測定データを記憶する部位である。表示部８６は、測定結果を表示するための部位であり、たとえばＬＣＤ（Liquid Cristal Panel）等によって構成されている。操作部８７は、測定に関する各種の情報（測定の指示、表示モードの設定、測定レンジの設定等）を制御部８１に入力するための部位である。
【００４６】
制御部８１は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）にて構成され、測定用光学装置１に含まれる各部の動作を集中的に制御する部位であるとともに、メモリー部８５から入力される測定データに基づいて所定の演算処理を行ない、その演算処理の結果を測定結果としてメモリー部８５および表示部８６に出力する部位でもある。
【００４７】
電源部８８は、測定用光学装置１の外部から供給される電力の電圧を変圧し、これを制御部８１を介して測定用光学装置１に含まれる各部に供給するための部位である。また、通信部８９は、測定データや測定結果を外部端末に伝達したり、外部端末から送信される各種の指令を制御部８１に伝達したりするための部位である。
【００４８】
ここで、図２に示すように、制御部８１およびメモリー部８５を構成する各種の電子部品は、制御基板７１に実装されており、これにより制御基板７１に制御部８１およびメモリー部８５が設けられている。
【００４９】
また、電源部８８および通信部８９を構成する各種の電子部品は、電源基板７２に実装されており、これにより電源基板７２に電源部８８および通信部８９が設けられている。
【００５０】
さらに、光電変換部８２、増幅部８３およびＡ／Ｄ変換部８４を構成する各種の電子部品は、センサー基板７３に実装されており、これによりセンサー基板７３に光電変換部８２、増幅部８３およびＡ／Ｄ変換部８４が設けられている。
【００５１】
図４は、図２に示す測定光学系および光電変換部の構成を示す模式図であり、図５は、光ファイバーから出射される光束の照射範囲を示す模式図である。次に、これら図４および図５を参照して、本実施の形態における測定用光学装置１の測定光学系（対物光学系２２および光束分割部３０）および光電変換部８２の具体的な構成について説明する。
【００５２】
図４に示すように、光束分割部３０は、対物光学系２２の光軸ＯＡ上に配置されている。光束分割部３０は、光を伝播させる光ファイバー３１と、正のパワーを有する３つのレンズ３５ａ〜３５ｃとを有している。一方、光電変換部８２は、３つの受光センサー９２ａ〜９２ｃと、当該受光センサー９２ａ〜９２ｃにＣＩＥ規定の標準観測者の分光感度を持たせるための分光感度補正フィルター９１ａ〜９１ｃとを有している。
【００５３】
光ファイバー３１は、複数本の光ファイバー素線が束ねられて構成されている。光ファイバー３１は、束ねられた複数本の光ファイバー素線が中間部分において３つに分割されることにより、１つの光束入射面Ａと３つの光束出射面Ｂ１〜Ｂ３とを有している。
【００５４】
光ファイバー３１は、光束入射面Ａが対物光学系２２の像側主点ＰＰ（説明の便宜上、本実施の形態においては、像側主点が物体側主点と略一致しているものを例示している）から対物光学系２２の焦点距離ｆだけ離れた位置となるように配置されている。すなわち、対物光学系２２と光ファイバー３１とにより、テレセントリック光学系が構成されている。
【００５５】
本実施の形態においては、光束分割部３０に光ファイバー３１を用いることしているが、このような構成に限られず、たとえば光導管等のように光ファイバーと同等の機能を果たす他の光学部品を光束分割部３０に用いてもよい。
【００５６】
対物光学系２２を被測定物２００から所定の距離だけ離して配置することにより、被測定物２００の被測定領域ＳＲの各部から出射される光束のうち、被測定領域ＳＲの法線方向（図４中においては、光軸ＯＡに平行な方向）に対する出射角の最大値α（以下、最大出射角αと称する）以下の光束だけが、光ファイバー３１の光束入射面Ａに入射することになる。なお、最大出射角αは、対物光学系２２の焦点距離ｆと、光ファイバー３１の光束入射面Ａにおける直径Ｒとによって決定される。そして、光束入射面Ａに入射した光束は、光ファイバー３１の内部において３つの光束に分割され、そのそれぞれが光束出射面Ｂ１〜Ｂ３を介して光ファイバー３１の外部に向けて出射されることになる。
【００５７】
ここで、光ファイバー３１を構成する光ファイバー素線のそれぞれは、コアと、コアよりも屈折率が高くかつコアの周囲を覆うように設けられたクラッドとの二層構造を有している。そのため、光ファイバー３１に入射した光は、コアとクラッドとの界面において全反射を繰り返すことにより、コア内に閉じこめられた状態で伝播されることになる。
【００５８】
図５に示すように、レンズ３５ａは、光ファイバー３１の光束出射面Ｂ１から出射される光束を受光センサー９２ａに集光し、当該光束の照射範囲ＬＡを受光センサー９２ａの受光範囲ＳＡに略一致させるものである。同様に、レンズ３５ｂは、光ファイバー３１の光束出射面Ｂ２から出射される光束を受光センサー９２ｂに集光し、当該光束の照射範囲を受光センサー９２ｂの受光範囲に略一致させるものである。また、レンズ３５ｃは、光ファイバー３１の光束出射面Ｂ３から出射される光束を受光センサー９２ｃに集光し、当該光束の照射範囲を受光センサー９２ｃの受光範囲に略一致させるものである。
【００５９】
このように光ファイバー３１から出射される光束を受光センサー９２ａ〜９２ｃの受光範囲に集光することにより、光ファイバー３１に入射された光束（被測定物２００の被測定領域ＳＲの各部から出射される当該被測定領域ＳＲの法線方向に対する最大出射角α以下の全ての光束）は、１／３ずつそれぞれ受光センサー９２ａ〜９２ｃに入射されることになる。このため、受光センサー９２ａ〜９２ｃでの受光量が低下することはない。
【００６０】
図４を参照して、受光センサー９２ａ〜９２ｃは、略同一の受光感度を有するたとえばＳＰＣ（シリコンフォトセル）にて構成されている。受光センサー９２ａ〜９２ｃは、それぞれレンズ３５ａ〜３５ｃの光軸上であってかつレンズ３５ａ〜３５ｃによって集光される光の照射範囲が受光センサー９２ａ〜９２ｃの受光範囲となる位置に配置されている。分光感度補正フィルター９１ａ〜９１ｃは、それぞれ受光センサー９２ａ〜９２ｃとレンズ３５ａ〜３５ｃとの間の適所に配置されている。
【００６１】
分光感度補正フィルター９１ａは、赤色光（Ｒ）の波長領域に感度を有するフィルター特性を有しており、このフィルター特性によって受光センサー９２ａの受光感度は、赤色光の波長領域に大きな感度を有する等色関数（エックス・バー・ラムダ）の受光感度に補正されている。
【００６２】
分光感度補正フィルター９１ｂは、緑色光（Ｇ）の波長領域に感度を有するフィルター特性を有しており、このフィルター特性によって受光センサー９２ｂの受光感度は、緑色光の波長領域に大きな感度を有する等色関数（ワイ・バー・ラムダ）の受光感度に補正されている。
【００６３】
分光感度補正フィルター９１ｃは、青色光（Ｂ）の波長領域に感度を有するフィルター特性を有しており、このフィルター特性によって受光センサー９２ｃの受光感度は、青色光の波長領域に大きな感度を有する等色関数（ゼット・バー・ラムダ）の受光感度に補正されている。
【００６４】
以上により、受光センサー９２ａ〜９２ｃからは、それぞれ三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に相当する受光信号が出力されることになり、当該受光信号に基づいて、各種の演算処理が行われることにより、上述した三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、ｘｙＹ、ＴΔｕｖＹ等が算出されることになる。
【００６５】
図６および図７は、図２に示す基準プレートと当該基準プレートに組付けられる各種部材との組付構造を示す模式断面図である。ここで、図６に示す断面と図７に示す断面とは、いずれも対物光学系２２の光軸ＯＡを含む断面ではあるが、異なる方向に沿って測定用光学装置１を切断した場合の断面である。次に、これら図６および図７を参照して、基準プレート１２に組付けられる各種部材の基準プレート１２に対する組付構造について詳説するとともに、当該組付構造を採用することによって測定光学系（対物光学系２２および光束分割部３０）が所定の位置精度および角度精度をもって組付けられることとなる理由について説明する。なお、図６および図７においては、説明に必要な部材のみを図示することとし、その他の部材の図示は省略している。
【００６６】
図６および図７を参照して、上述したように、対物部２０の外殻を構成する鏡胴２１は、本体部１０の外壁部である基準プレート１２に固定されている。鏡胴２１の本体部１０側に位置する端部は、その外形が略円筒形状を有するように構成されており、基準プレート１２の外側表面１２ａには、鏡胴２１の本体部側に位置する上記端部の外形に応じた略円柱状の凹部１２ａ１が設けられている。
【００６７】
これにより、鏡胴２１の上記端部が基準プレート１２の上記凹部１２ａ１に嵌め込まれることにより、高精度に基準プレート１２に鏡胴２１が組付けられることになる。そのため、鏡胴２１が基準プレート１２に設けられた基準平面ＲＰに高い位置精度および角度精度をもって組付けられることになり、特に組付後の状態において、確実に対物光学系２２の光軸ＯＡを基準平面ＲＰに対して直交して配置させることが可能になる。
【００６８】
ここで、基準プレート１２に対する鏡胴２１の固定には、たとえばネジ固定が好適に利用できる。すなわち、図６に示すように、組付後において鏡胴２１に対向する部分の基準プレート１２に貫通孔１２ｄを設けるとともに、当該貫通孔１２ｄに面する部分の鏡胴２１にネジ穴２１ａを設け、これら貫通孔１２ｄおよびネジ穴２１ａにネジ６１を挿入して締め込むことにより、鏡胴２１を基準プレート１２に固定することができる。
【００６９】
なお、上述したように、基準プレート１２に対する鏡胴２１の固定に、円柱状の凹部に円筒状の部位を嵌め込む嵌合構造を採用することにより、組付後においていわゆるガタが発生し難い安定した固定が実現できることになる。
【００７０】
また、図６および図７を参照して、上述したように、光束分割部３０の光束入射面Ａ側の端部を保持する入口側保持部材４０は、基準プレート１２に固定されている。入口側保持部材４０は、略円筒状の筒状部４１と、当該筒状部４１の基準プレート１２側の端部に設けられたフランジ部４２とを有している。
【００７１】
光束分割部３０は、光ファイバー３１と、光ファイバー３１を収容する略円筒状の鞘部材３２とを有しており、鞘部材３２の内部は、黒色封止樹脂３３によって充填されている。これにより光ファイバー３１は、黒色封止樹脂３３によって封止されることになる。また、鞘部材３２の光束入射面Ａ側の端部近傍には、径方向外側に向かって突設された鍔部３２ａが位置している。
【００７２】
鞘部材３２の光束入射面Ａ側に位置する端部は、その外形が略円筒形状を有するように構成されており、入口側保持部材４０の筒状部４１には、鞘部材３２の光束入射面Ａ側に位置する端部の外形に応じた略円柱状の中空部が設けられている。ここで、筒状部４１の端面が鞘部材３２の鍔部３２ａに当接することにより、光束分割部３０の入口側保持部材４０に対する組付位置が規定されることになる。
【００７３】
これにより、鞘部材３２の上記端部が入口側保持部材４０の上記中空部に嵌め込まれることにより、高精度に入口側保持部材４０に光束分割部３０が組付けられることになる。そのため、光束分割部３０を高い位置精度および角度精度をもって入口側保持部材４０に固定することが可能になる。
【００７４】
入口側保持部材４０に対する光束分割部３０の固定には、たとえばネジ固定が好適に利用できる。すなわち、図６に示すように、組付後において鞘部材３２に対向する部分の入口側保持部材４０に貫通孔４１ａを設けるとともに、当該貫通孔４１ａに面する部分の鞘部材３２にネジ穴３２ｂを設け、これら貫通孔４１ａおよびネジ穴３２ｂにネジ６３を挿入して締め込むことにより、光束分割部３０を入口側保持部材４０に固定することができる。
【００７５】
なお、上述したように、入口側保持部材４０に対する光束分割部３０の固定に、円柱状の中空部に円筒状の部位を嵌め込む嵌合構造を採用することにより、組付後においていわゆるガタが発生し難い安定した固定が実現できることになる。
【００７６】
一方、図６および図７を参照して、上述したように、入口側保持部材４０は、基準プレート１２に固定されている。入口側保持部材４０のフランジ部４２の基準プレート１２側に位置する端部は、その外形が略円筒形状を有するように構成されており、基準プレート１２の内側表面１２ｂには、入口側保持部材４０のフランジ部４２の基準プレート１２側に位置する上記端部の外形に応じた略円柱状の凹部１２ｂ１が設けられている。
【００７７】
さらに、図６に示すように、基準プレート１２に設けられた凹部１２ｂ１の底面の所定位置には、入口側保持部材４０側に向けて突出する位置決め突起１２ｅが設けられており、入口側保持部材４０のフランジ部４２の基準プレート１２側の端面には、上記位置決め突起１２ｅの外形に応じた形状の位置決め凹部４２ａが設けられている。
【００７８】
これにより、入口側保持部材４０のフランジ部４２の上記端部が基準プレート１２の上記凹部１２ｂ１に嵌め込まれるとともに、基準プレート１２に設けられた位置決め突起１２ｅが入口側保持部材４０に設けられた位置決め凹部４２ａに嵌め込まれることにより、高精度に基準プレート１２に入口側保持部材４０が組付けられることになる。そのため、入口側保持部材４０を高い位置精度および角度精度をもって基準プレート１２に固定することが可能になる。
【００７９】
基準プレート１２に対する入口側保持部材４０の固定には、たとえばネジ固定が好適に利用できる。すなわち、図７に示すように、組付後において基準プレート１２に対向する部分の入口側保持部材４０のフランジ部４２に貫通孔４２ｂを設けるとともに、当該貫通孔４２ｂに面する部分の基準プレート１２にネジ穴１２ｆを設け、これら貫通孔４２ｂおよびネジ穴１２ｆにネジ６２を挿入して締め込むことにより、入口側保持部材４０を基準プレート１２に固定することができる。
【００８０】
なお、上述したように、基準プレート１２に対する入口側保持部材４０の固定に、円柱状の凹部に円筒状の部位を嵌め込む嵌合構造を採用することにより、組付後においていわゆるガタが発生し難い安定した固定が実現できることになる。
【００８１】
以上により、光束分割部３０が基準プレート１２に設けられた基準平面ＲＰに高い位置精度および角度精度をもって組付けられることになり、特に組付後の状態において、確実に光束分割部３０の光束入射面Ａを基準平面ＲＰに対して平行に配置させることが可能になる。
【００８２】
したがって、上記組付構造を採用することにより、基準プレート１２の外側表面１２ａに設けた基準平面ＲＰを基準として、高い角度精度および位置精度をもって対物光学系２２の光軸ＯＡと光束分割部３０の光束入射面Ａとを直交して配置させることが可能になる。
【００８３】
図８は、本発明の実施の形態における光特性測定システムの着脱可能状態を示す概略斜視図であり、図９は、当該光特性測定システムの測定可能状態を示す概略斜視図である。また、図１０は、図８に示す光特性測定システムにおける支持プレートに対する測定用光学装置の組付構造を示す模式断面図である。なお、図１０は、図９に示す測定可能状態における断面を表わしている。以下、これら図８ないし図１０を参照して、本実施の形態における光特性測定システム１００について説明するとともに、当該光特性測定システム１００において、対物光学系２２の光軸ＯＡと被測定物２００から出射される光の進行方向とが合致することとなる理由について詳説する。
【００８４】
図８および図９に示すように、光特性測定システム１００は、上述した測定用光学装置１と、当該測定用光学装置１が組付けられた測定用治具１１０とを備えている。ここで、本実施の形態における光特性測定システム１００は、一度に４つの液晶パネルの光学的な特性が測定可能となるように、４つの測定用光学装置１を具備してなるものである。
【００８５】
測定用治具１１０は、液晶パネルである被測定物２００を横並びに４つ保持可能なステージ１２０と、上述した４つの測定用光学装置１を支持する支持部材としての平板状の支持プレート１３０とを含んでいる。ステージ１２０は、被測定物２００を保持可能な保持領域１２１をその載置面１２０ａに有しており、支持プレート１３０は、測定用光学装置１を支持可能な支持領域１３１（図１０参照）をステージ１２０の載置面１２０ａに対向する部分に有している。
【００８６】
図１０に示すように、支持プレート１３０は、その支持領域１３１に、ステージ１２０に面する側の主面である第１主面１３０ａから、当該第１主面１３０ａとは反対側に位置する第２主面１３０ｂに達するように穿設された挿通孔１３２を有している。測定用光学装置１は、その対物部２０が当該挿通孔１３２に挿通配置されるように、支持プレート１３０の第２主面１３０ｂ側に組付けられている。
【００８７】
より詳細には、測定用光学装置１の基準プレート１２の外側表面１２ａの所定位置には、ネジ穴１２ｇが設けられており、設置状態において当該ネジ穴１２ｇに面する部分の支持プレート１３０には、貫通孔１３３が設けられている。そのため、貫通孔１３３およびネジ穴１２ｇにネジ１４１を挿入して締め込むことにより、測定用光学装置１が支持プレート１３０にネジ固定によって固定されている。
【００８８】
ここで、測定用光学装置１を支持プレート１３０に固定する固定方法は、上述した如くのネジ固定に限定されるものではなく、他の固定方法が採用されていてもよい。たとえば、爪状の係止部を用いたスナップフィットによる固定や、バイオネット式の固定、ネジ以外の締結部材（たとえばリベット留め等）を用いた固定等が利用されてもよい。
【００８９】
これにより、測定用光学装置１の基準プレート１２の外側表面１２ａに設けられた基準平面ＲＰは、支持プレート１３０の第２主面１３０ｂに当接することになり、測定用光学装置１に設けられた対物光学系２２の光軸ＯＡが、支持プレート１３０に直交して配置されることになる。
【００９０】
また、図８および図９に示すように、ステージ１２０の所定位置には、レール１２２が設けられており、支持プレート１３０の所定位置には、当該レール１２２に係合するガイド１３４が設けられている。当該ガイド１３４がレール１２２上を移動することにより、支持プレート１３０は、図８中に示す矢印ＡＲ方向に沿ってステージ１２０上をスライド移動する。
【００９１】
これにより、測定用治具１１０は、ステージ１２０の保持領域１２１が支持プレート１３０によって覆われることなく露出することにより、液晶パネルである被測定物２００がステージ１２０に対して着脱可能な着脱可能状態（すなわち、図８に示す状態）と、ステージ１２０の保持領域１２１が支持プレート１３０によって覆われることで液晶パネルである被測定物２００に対向する位置に測定用光学装置１が配置されることにより、当該測定用光学装置１による測定が可能な測定可能状態（すなわち、図９に示す状態）とに切り替え可能に構成されることになる。
【００９２】
ここで、図９および図１０に示すように、上記測定可能状態において、ステージ１２０と支持プレート１３０とは、平行に配置されるように構成されている。これにより、本実施の形態における光特性測定システム１００においては、測定可能状態において、光軸ＯＡに沿って、ステージ１２０の保持領域１２１、被測定物２００としての液晶パネル、支持プレート１３０の支持領域１３１、および、測定用光学装置１本体部１０の順で、これらが配置されることになり、さらには、液晶パネルである被測定物２００と測定用光学装置１の対物部２０とが、正対して配置されることになる。
【００９３】
そのため、当該測定可能状態においては、被測定物２００としての液晶パネルから出射される光の進行方向と、測定用光学装置１の対物光学系２２の光軸ＯＡとが合致することになり、ステージ１２０に被測定物２００としての液晶パネルをセットして支持プレート１３０を移動させて測定可能状態にするという簡単な作業により、高精度にこれらの位置決めが行なえることになる。
【００９４】
また、本実施の形態においては、ステージ１２０に４つの被測定物２００としての液晶パネルが載置可能に構成されるとともに、支持プレート１３０に４つの測定用光学装置１が組付けられた構成とされているため、一度に同時並行的に４つの被測定物２００としての液晶パネルの光特性を測定することが可能であり、短時間に多くの測定処理を効率的に実施することができる。
【００９５】
したがって、以上において説明した本実施の形態における光特性測定システム１００およびこれに具備される測定用光学装置１を用いることにより、正確にかつ短時間に被測定物２００としての液晶パネルの輝度や色度を測定することが可能になる。
【００９６】
上述した本発明の実施の形態においては、輝度および色度の測定が可能な三刺激値型光電色彩計およびこれを備えた光特性測定システムに本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、輝度および色度のいずれか一方のもが測定可能な測定用光学装置およびこれを備えた光特性測定システム、あるいはこれに加えてまたは代えて、輝度および色度以外の光特性の測定が可能な測定用光学装置およびこれを備えた光特性測定システムに、本発明を適用することも当然に可能である。たとえば、本発明は、分光測色法を利用した色彩計に適用することもできる。
【００９７】
また、上述した本発明の実施の形態においては、一度に４つの被測定物の光特性を測定することが可能に構成された光特性測定システムを例示して説明を行なったが、一度に１つの被測定物の光特性のみが測定可能なように光特性測定システムを構成することもできれば、一度に２つ以上の任意の数の被測定物の光特性が測定可能なように光特性測定システムを構成することも可能である。
【００９８】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００９９】
１  測定用光学装置、１０  本体部、１１  筐体、１２  基準プレート、１２ａ  外側表面、１２ａ１  凹部、１２ｂ  内側表面、１２ｂ１  凹部、１２ｃ  導光孔、１２ｄ  貫通孔、１２ｅ  位置決め突起、１２ｆ，１２ｇ  ネジ穴、１３  箱部、２０  対物部、２１  鏡胴、２１ａ  ネジ穴、２２  対物光学系、３０  光束分割部、３１  光ファイバー、３２  鞘部材、３２ａ  鍔部、３２ｂ  ネジ穴、３３  黒色封止樹脂、３５ａ〜３５ｃ  レンズ、４０  入口側保持部材、４１  筒状部、４１ａ  貫通孔、４２  フランジ部、４２ａ  位置決め凹部、４２ｂ  貫通孔、５０  出口側保持部材、６１〜６３  ネジ、７１  制御基板、７２  電源基板、７３  センサー基板、８１  制御部、８２  光電変換部、８３  増幅部、８４  Ａ／Ｄ変換部、８５  メモリー部、８６  表示部、８７  操作部、８８  電源部、８９  通信部、９１ａ〜９１ｃ  分光感度補正フィルター、９２ａ〜９２ｃ  受光センサー、１００  光特性測定システム、１１０  測定用治具、１２０  ステージ、１２０ａ  載置面、１２１  保持領域、１２２  レール、１３０  支持プレート、１３０ａ  第１主面、１３０ｂ  第２主面、１３１  支持領域、１３２  挿通孔、１３３  貫通孔、１３４  ガイド、１４１  ネジ、２００  被測定物、Ａ  光束入射面、Ｂ，Ｂ１〜Ｂ３  光束出射面、ＬＡ  照射範囲、ＳＡ  受光範囲、ＳＲ  被測定領域、ＰＰ  像側主点、ＲＰ  基準平面、ＯＡ  光軸。
【図１】
2017150935.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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