(57)【要約】【課題】複数種類の測定装置を使用することなく（１台の装置を用いて）、また試料の複数箇所を測定して平均化処理するといったことなく、容易に（短時間で）且つ精度良く試料表面状態（曲面や微小面）の測定を行うことが可能な表面状態測定装置を提供する。【解決手段】試料の表面状態を測定する表面状態測定装置であって、前記試料に対して投光する投光手段と、当該試料面で反射された反射光を受光する受光手段と、前記投光手段による投光光束の断面積を変更することが可能に構成された変更手段とを備える表面状態測定装置とする。【選択図】図１
2009058360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面状態を測定する表面状態測定装置であって、
前記試料に対して投光する投光手段と、
当該試料面で反射された反射光を受光する受光手段と、
前記投光手段による投光光束の断面積を変更することが可能に構成された変更手段とを備えることを特徴とする表面状態測定装置。
【請求項２】
前記変更手段は、
開口サイズの異なる少なくとも２つの開口部を有し、該開口部における前記投光手段からの光が通過する開口部を切り換えるべく移動可能に構成された切換用開口板であり、
当該開口部を切り換えることで前記投光光束の断面積を変更することを特徴とする請求項１に記載の表面状態測定装置。
【請求項３】
前記変更手段は、
前記投光手段からの光が通過する開口部であって連続的に開口サイズが可変である開口部を有する絞り機構であり、
当該絞り機構により前記開口部の開口度合いを変化させることで前記投光光束の断面積を変更することを特徴とする請求項１に記載の表面状態測定装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記試料面における前記投光光束による投光位置と共役な位置関係にあることを特徴とする請求項２又は３に記載の表面状態測定装置。
【請求項５】
前記投光手段は、
光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、
前記変更手段における開口部は、前記光源及びリレーレンズ間の光軸上に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【請求項６】
前記投光手段は、
光源と、該光源からの光束を規制する第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達する前記変更手段としてのリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、
前記リレーレンズを光軸方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更することを特徴とする請求項１に記載の表面状態測定装置。
【請求項７】
前記投光手段は、
光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、
前記変更手段における開口部は、前記照明レンズ及び試料面間の光軸上に配置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【請求項８】
前記投光手段は、
光源と、該光源からの光束を規制する前記変更手段としての第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、
前記第１規制開口板を光軸方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更することを特徴とする請求項１に記載の表面状態測定装置。
【請求項９】
前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記光源の発光強度を調整する強度調整手段とをさらに備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【請求項１０】
前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、
前記受光手段による受光情報から前記試料面の光沢値を算出する演算手段と、
当該光沢値算出のための係数を記憶する記憶手段とをさらに備え、
前記演算手段は、
前記検出手段により検出された断面積の違いに応じた前記係数を用いて前記光沢値の算出を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【請求項１１】
前記受光手段は受光センサであって、
前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサからの受光信号の増幅率を調整する増幅調整手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【請求項１２】
前記受光手段は受光センサであって、
前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサの露光条件を調整する露光調整手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の表面状態測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の表面状態を測定する表面状態測定装置に関し、特に、試料表面を照明し、該試料面からの反射光に基づいて表面状態を測定する表面状態測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面の光沢は外観上重要な要素であり、種々の製品について光沢が測定される。光沢の測定方法は規格化されている。一例として、ＡＳＴＭ  Ｄ５２３に規定されている６０度光沢を測定する装置（表面状態測定装置；光沢測定装置）の構成を図８に示す。同図において、開口板９０１の開口（照明側開口；矩形の開口）９０２を通過した光源９０３の光束は、照明レンズ９０４によって平行光束９０５とされて試料面９０６を照射する。この試料面９０６からの試料面反射光の正反射方向の成分９０７が受光レンズ９０８によって収束され、開口板９０９の開口（受光側開口；矩形の開口）９１０を通過して受光素子９１１によって受光される。
【０００３】
照明系の光軸９１２及び受光系の光軸９１３は、それぞれ試料面法線９１４に対して６０°の角度をなす。照明側開口９０２の紙面内方向（ｘ方向）及び紙面に直交する方向（ｙ方向）の幅ｗ及び高さｈは、画角にして例えばｗ＝０．７５度、ｈ＝２．５度であり、同様に受光側開口９１０では、幅Ｗ及び高さＨは、画角にして例えばW＝４．４度、Ｈ＝１１．７度である。試料面９０６が鏡面である場合、受光側開口９１０内に照明側開口９０２の像９０２’がつくられ、試料面反射光（成分９０７）の全てが受光素子９１１で受光されるものの、試料９０６の光沢が低下するとこれに伴って像９０２’が広がり、受光側開口９１０よりも像９０２’が大きくなるなどにより、受光側開口９１０を通過する光量（受光素子９１１による受光量）が減少する。このように光沢と受光量とには関係があるが、表面状態測定装置は、この関係を利用し（受光量を光沢値と結び付けて）、受光量の違いに基づいて光沢値を測定する。かかる測定では、試料が平面である場合を想定しているため、試料が曲面である場合（曲面測定時）には、平面測定時との測定値差が増大するという問題がある。
【特許文献１】特開平８−１２８９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９（ａ）は、上記曲面測定時における、曲面試料に対する“投光光束（入射光束）の太さＳ”（投光光束の断面積Ｓ；光束断面サイズ）が比較的大きい場合の様子を示している。ただし、“投光光束の太さ”の代わりに、投光光束により照明される部分の大きさ（“照明サイズＰ”；円形に照明される場合には“照明径”）としてもよい。この場合、光束９０５の外側の光ほど受光側開口９１０（光軸９１３）から離れる方向に反射するため、受光レンズ９０８で反射光（正反射光）を正確に捉えることができず、受光成分が減少するため、平面測定時との測定値差が発生する（光沢の低下による受光成分の減少との区別ができない）。そこで、図９（ｂ）に示すように投光光束（入射光束）の太さＳ（照明サイズＰ）を小さくすると、光束９０５の外側の光（反射光）であっても受光側開口９１０からそれほど離れないため、受光レンズ９０８で殆どの正反射光が捕捉され、平面測定時との測定値差が発生し難くなる。換言すれば、曲面測定時には、投光光束の太さＳを小さくすれば受光成分が或る程度広がったとしても受光することが可能となり、測定値差を軽減することができる。
【０００５】
ところで、試料表面が所謂シボ面（不均一な表面）である場合、投光光束の太さＳが大きい場合には平均化の効果が働き、測定位置による測定値バラツキは発生し難い。すなわち、このシボ面を図１０（ａ）、（ｂ）に示すシボ面９２１とすると（シボ面９２１は、不均一面を概念的に示すものであり、白抜き及び黒塗りの各部は、当該シボにおける微小部分すなわち細かい“しわ”或いは細かい凹凸を示している）、このシボ面９２１に対して投光光束を投射する位置つまり測定位置が、図１０（ａ）の場合と図１０（ｂ）の場合とで示すように異なったとしても、当該太さＳが大きい投光光束による照明サイズＰ１の範囲では、いずれも白抜き部及び黒塗り部の面積が同じ（白抜き部２個の面積及び黒塗り部２個分の面積）となる、すなわち上記平均化効果が働き、図１０（ａ）の場合と図１０（ｂ）の場合とで同様の反射光が得られるため測定値バラツキは発生し難い。
【０００６】
一方、投光光束の太さＳが小さくなると、測定値バラツキが大きくなってしまう。すなわち、シボ面９２１に対して投光光束を投射する位置つまり測定位置が、図１１（ａ）の場合と図１１（ｂ）の場合とで示すように異なると、当該太さＳが小さい投光光束による照明サイズＰ２の範囲では、白抜き部及び黒塗り部の面積が異なる（図１１（ａ）では白抜き部１個分の面積、図１１（ｂ）では黒塗り部１個分の面積）、すなわち上記平均化効果が働かず、図１１（ａ）の場合と図１１（ｂ）の場合とで異なる反射光となるため測定値バラツキが大きくなる。
【０００７】
換言すると、投光光束の太さ（照明径）が大きい場合には、上記曲面測定時の誤差が増大する、或いは微小部位（微小面）の測定ができないといった問題があり、一方で、投光光束の太さが小さい場合には、シボ面など表面が不均一な試料においては僅かな位置の違いによっても測定値バラツキが発生し得るといった問題がある。このため、測定試料毎に別々の測定装置を使用する（複数種類の測定装置を所有する）、或いは、測定位置を変えて複数回測定し、これら各測定値に対する平均化処理を行う、或いは、誤差を許容して測定を行うといった処置が必要であった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数種類の測定装置を使用することなく（１台の装置を用いて）、また試料の複数箇所を測定して平均化処理するといったことなく、容易に（短時間で）且つ精度良く試料表面状態（曲面や微小面）の測定を行うことが可能な表面状態測定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】
【０００９】
本発明に係る表面状態測定装置は、試料の表面状態を測定する表面状態測定装置であって、前記試料に対して投光する投光手段と、当該試料面で反射された反射光を受光する受光手段と、前記投光手段による投光光束の断面積を変更することが可能に構成された変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、試料の表面状態を測定する表面状態測定装置において、投光手段によって試料に対して投光され、当該試料面で反射された反射光が受光手段によって受光される。この投光手段による投光光束の断面積が変更手段によって変更される。
【００１１】
このように、試料に対する投光光束の断面積を変更することができるので、例えば曲面を有する試料を測定する場合には、反射光が広がらないように投光光束の断面積を小さくして投光（照射）し、また例えばシボ面のように表面が一様でない試料を測定する場合には、投光光束の断面積を大きくして投光するといったことが可能となり、複数種類の測定装置を使用することなく（１台の装置を用いて）、また試料の複数箇所を測定して平均化処理するといったことなく、容易に（短時間で）且つ精度良く試料表面状態（曲面や微小面）の測定を行うことができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記変更手段は、開口サイズの異なる少なくとも２つの開口部を有し、該開口部における前記投光手段からの光が通過する開口部を切り換えるべく移動可能に構成された切換用開口板であり、当該開口部を切り換えることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００１３】
これによれば、変更手段が、開口サイズの異なる少なくとも２つの開口部を有し、該開口部における上記投光手段からの光が通過する開口部を切り換えるべく移動可能に構成された切換用開口板とされ、当該開口部を切り換えることで投光光束の断面積が変更されるので、少なくとも２つの開口部を有する切換用開口板といった簡易な構成で、且つ切換用開口板を移動させて開口部を切り換えるといった容易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記変更手段は、前記投光手段からの光が通過する開口部であって連続的に開口サイズが可変である開口部を有する絞り機構であり、当該絞り機構により前記開口部の開口度合いを変化させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００１５】
これによれば、変更手段が、投光手段からの光が通過する開口部であって連続的に開口サイズが可変である開口部を有する絞り機構とされ、当該絞り機構により開口部の開口度合いを変化させることで投光光束の断面積が変更されるので、当該絞り機構を用いるといった簡易な構成で、且つ開口度合い（絞り度合い）を変化させるといった容易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記開口部は、前記試料面における前記投光光束による投光位置と共役な位置関係にあることが好ましい。
【００１７】
これによれば、開口部（切換用開口板の各開口部或いは絞り機構の開口部）が、試料面における上記投光光束による投光位置と共役な位置関係とされるので、当該開口部の切り換え（開口サイズの変更）による、投光領域（照明領域）のサイズの変更を正確に行うことができる。
【００１８】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記変更手段における開口部は、前記光源及びリレーレンズ間の光軸上に配置されることが好ましい。
【００１９】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、変更手段における開口部が、光源及びリレーレンズ間の光軸上に配置されるので、投光光束の断面積の変更を、簡易な構成で実現することができる。
【００２０】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を規制する第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達する前記変更手段としてのリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記リレーレンズを光軸方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００２１】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を規制する第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達する変更手段としてのリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、リレーレンズが光軸方向に移動されることで投光光束の断面積が変更されるので、当該リレーレンズを光軸方向に移動させるという簡易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００２２】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記変更手段における開口部は、前記照明レンズ及び試料面間の光軸上に配置されるようにしてもよい。
【００２３】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、変更手段における開口部が、照明レンズ及び試料面間の光軸上に配置されるので、投光光束の断面積の変更を、簡易な構成で実現することができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を規制する前記変更手段としての第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記第１規制開口板を光軸方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００２５】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を規制する変更手段としての第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、第１規制開口板が光軸方向に移動されることで投光光束の断面積が変更されるので、当該第１規制開口板を光軸方向に移動させるという簡易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００２６】
また、上記構成において、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記光源の発光強度を調整する強度調整手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００２７】
これによれば、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、強度調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて光源の発光強度が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を低減して、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【００２８】
また、上記構成において、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記受光手段による受光情報から前記試料面の光沢値を算出する演算手段と、当該光沢値算出のための係数を記憶する記憶手段とをさらに備え、前記演算手段は、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じた前記係数を用いて前記光沢値の算出を行うようにしてもよい。
【００２９】
これによれば、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、受光手段による受光情報から試料面の光沢値が演算手段によって算出され、記憶手段によって当該光沢値算出のための係数が記憶され、演算手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じた係数を用いて光沢値が算出されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を低減して、光沢値の算出をより精度良く行うことができる。
【００３０】
また、上記構成において、前記受光手段は受光センサであって、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサからの受光信号の増幅率を調整する増幅調整手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００３１】
これによれば、受光手段が受光センサとされ、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、増幅調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて受光センサからの受光信号の増幅率が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を増幅率の調整によって低減し、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【００３２】
また、上記構成において、前記受光手段は受光センサであって、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサの露光条件を調整する露光調整手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００３３】
これによれば、受光手段が受光センサとされ、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、露光調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて受光センサの露光条件が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を受光センサの露光条件の調整によって低減し、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、試料に対する投光光束の断面積を変更することができるので、例えば曲面を有する試料を測定する場合には、反射光が広がらないように投光光束の断面積を小さくして投光（照射）し、また例えばシボ面のように表面が一様でない試料を測定する場合には、投光光束の断面積を大きくして投光するといったことが可能となり、複数種類の測定装置を使用することなく（１台の装置を用いて）、また試料の複数箇所を測定して平均化処理するといったことなく、容易に（短時間で）且つ精度良く試料表面状態（曲面や微小面）の測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態に係る表面状態測定装置の一例を示す構成図である。同図に示す表面状態測定装置１は、試料（被測定物）の表面（試料面１０）の光沢を測定するものであって、光源２、切換開口板３、リレーレンズ４、第１開口板５、照明レンズ６、受光レンズ７、第２開口板８及び受光素子９を備えている。ここでは、表面状態測定装置１はＡＳＴＭ  Ｄ５２３に規定されている６０度光沢を測定するものとする。光源２は、試料面１０に対して投光するべく照明光を発光するものであり、発光ダイオード、レーザー光源、ハロゲン電球などからなる。ただし、メンテナンス性や電力消費などの点で発光ダイオードが望ましい。
【００３６】
照明レンズ６は、リレーレンズ４（光源２）からの発散光束（光束２ａ）を平行光束（平行光束２ａ）にして該平行にした光束２ａによって試料面１０を照射するための照明光学系（コリメータレンズ）である。ただし、照明レンズ６はこのように１枚のレンズでなく、複数枚のレンズにより構成されてもよい。受光レンズ７は、試料面１０からの反射光を受光し、該受光した光束１０ａを受光素子９へ導く（集光する）ための受光光学系（コリメータレンズ）である。符号７ａは受光レンズ７の光軸（光軸７ａ）である。受光レンズ７も同様に複数枚のレンズで構成されていてもよい。受光素子９は、試料面１０からの反射光を受光するものすなわち受光センサ（受光素子アレイ）であって、１つ又は複数の画素（受光素子）から構成され、該受光素子への入射光強度に応じた画素信号を出力する。
【００３７】
リレーレンズ４は、光像を伝達する、すなわち光学系内の或る点から他の点に、拡大又はそのままの大きさで像（実像及び虚像）を伝達するレンズである。リレーレンズ４は、例えば凸面が対向配置された１対の平凸レンズ４ａ、４ｂからなる。光源２からの光は平凸レンズ４ａによって平行光束とされ、平凸レンズ４ｂによって後述の第１開口板５の開口５ａに集光される。
【００３８】
第１開口板５は所定サイズの開口５ａを有する部材であり、この開口５ａによって、具体的には開口面積によって、平行光束２ａの光束の角度成分を規制（制限）する所謂角度規制絞りである。ここでは、開口５ａの形状は矩形とされている。第１開口板５は、該開口５ａの位置が、照明レンズ６の焦点位置（結像位置）となる位置に配置される。なお、上記所定サイズとは、換言すれば、所定の開口面積ということである。ここでは開口形状を矩形としているが、これに限らず例えば円形（楕円も含む）であってもよい（円形である場合、所定サイズと表現する代わりに所定開口“径”と表現してもよい。これは第２開口板８や切換開口板３の開口部についても同様）。
【００３９】
第２開口板８は、第１開口板５と同様、所定サイズの開口８ａを有する部材であり、この開口８ａ（開口面積）によって、受光素子９への光束の角度成分を規制する開口絞りである。ここでは、この開口８ａの形状は矩形とされている。第２開口板８は、該開口８ａの位置が受光レンズ７の焦点位置となる位置に配置される。この第２開口板８の開口８ａによる規制により、試料面１０表面で反射された反射光の正反射方向成分とその近傍成分とが受光素子９に入射される。なお、上記開口５ａ及び開口８ａは、それぞれ、従来例での場合と同様、紙面内方向（ｘ方向）及び紙面に直交する方向（ｙ方向）の幅ｗ及び高さｈが、例えば画角にしてｗ＝０．７５度、ｈ＝２．５度、及びW＝４．４度、Ｈ＝１１．７度とされている。
【００４０】
切換開口板３は、サイズの異なる（後述の光束断面サイズ又は照明サイズを規制する）複数個の、具体的には例えば同図に示すような大小２つの開口３ａ、３ｂ（例えば楕円形の開口）を有しており、これら開口３ａ、３ｂを切り換えることにより、光源２からの試料面１０を照明するための光束２ａの断面積（これを投光断面積Ｓとする）を変更するすなわち当該大又は小に切り換えるものである。当該光束２ａの投光断面積Ｓ（光束断面サイズともいう）を切り換えるということは、この光束２ａによって試料面１０が照明される領域（照明領域Ｐ）のサイズ或いは面積を切り換えることでもある。なお、上記発光強度すなわち記開口３ａや開口３ｂが円形である場合などは、光束２ａの断面も円形になるが、この場合、投光断面積Ｓの代わりに“照明径”などと表現してもよい。
【００４１】
上記切換開口板３による開口３ａ、３ｂの切り換えについて図２を用いて説明する。当該切り換えは、例えば図２（ａ）に示すように開口３ａが選択されている状態から、図２（ｂ）に示すように開口３ｂが選択されている状態に変更する。具体的には、切換開口板３を符号Ａで示す方向にスライド移動が可能な機構、すなわち切換開口板３を、該切換開口板３の紙面方向における両端辺で係合（摺接）可能に挟み込む１対のガイドレールを備え、切換開口板３を例えばユーザが手で掴んで押したり引いたりすることでこのガイドレール間をスライド移動させる構成を備えている。ここでは当該スライド移動を手動で行うとしているが、自動すなわちサーボモータ等を用いたスライド駆動部を備えて自動的にスライド移動させる構成としてもよい。また、当該切換開口板３の切り変え移動では、各開口３ａ、３ｂの例えば中心位置が照明レンズ６の光軸６ａの位置にくるように移動させる。当該開口３ａ、３ｂを切り換えることにより、光束２ａの幅（上記投光断面積Ｓ）の大小を変化させることができる。例えば開口３ａから開口３ｂに切り換えると、光束２ａが規制され、図２（ａ）に示す幅から図２（ｂ）に示す幅へと光束２ａが狭められ、その結果、照明領域Ｐが開口３ａの場合と比べて小さくなる。このように投光光束の投光断面積Ｓ（照明径）を切り換えることにより、試料を照射する領域（照明領域Ｐ）のサイズを変更することができる。これに伴い、受光素子９に到達する光量も変化する、すなわち光源２の光量が一定であるとすると、投光断面積Ｓが小さいほど受光素子９により取得される信号量は小さくなる。
【００４２】
ところで、開口３ａ及び３ｂは、リレーレンズ４及び照明レンズ６からなる光学系について、試料面１０と共役の関係となる位置（謂わば結像位置）に配置されている。このように共役な関係として開口３ａ或いは開口３ｂの像を試料面１０上につくることで、照明領域Ｐを明確に規定することができる、換言すれば、開口３ａ、３ｂの切り換え（開口サイズの変更）による照明領域Ｐのサイズの変更が正確に行えるようになる。なお、第１開口板５の開口５ａは第２開口板８の開口８ａと共役の関係にある。また、光源２の近傍位置に該光源２からの光を拡散する（光源のムラを抑制する）拡散板２０が設けられていてもよい。
【００４３】
このように、切換開口板３の開口３ａ又は開口３ｂ、リレーレンズ４及び第１開口板５の開口５ａを通過した光源２の光束は、照明レンズ６によって平行光束（光束２ａ）にされて、試料の法線１０ｎに対して約６０°の方向から（入射角度で）試料面１０を照射する。この試料面１０からの反射光の正反射方向の成分１０ａが受光レンズ７によって収束されて第２開口板８の開口８ａを通過して受光素子９により受光される。
【００４４】
表面状態測定装置１は、実際には図３に示すように、受光素子９からの出力信号に対する各種演算処理を行うための各種機能部を備えている。すなわち、図３に示すように、表面状態測定装置１は、開口板位置検出部２１、光量切換え部２２、制御部２３、演算部２４、係数保持部２５、出力部２６、信号増幅部２７及び信号処理部２８を備えている。
【００４５】
開口板位置検出部２１は、切換開口板３の位置（スライド位置）を検出する、すなわち現在の開口が開口３ａであるか開口３ｂであるかといった開口種類を検出するものである。換言すれば、開口板位置検出部２１は、投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）の違いを検出するものである。開口板位置検出部２１による当該検出信号は、制御部２３に出力される。光量切換え部２２は、制御部２３からの光量切換指示信号に基づいて、光源２の光量（発光量）すなわち発光強度を切り換えるものである。この発光強度の切り換えは、具体的には例えば光源２に対する印加電圧（或いは印加電流）を変更することにより行ってもよい。
【００４６】
なお、開口板位置検出部２１の代わりに、後述する絞り３０（図４参照）の絞り度合いを検出する手段を備えてもよい。この場合も、この絞り度合い検出手段は、投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）の違いを検出するものであると言える。また、開口板位置検出部２１の代わりに、後述するリレーレンズ５０（図５参照）の移動位置を検出する移動位置手段、或いは開口板４０（図６参照）の移動位置を検出する移動位置手段を備えてもよい。この場合も当該各検出手段は、投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）の違いを検出するものであると言える。
【００４７】
制御部２３は、開口板位置検出部２１（上記絞り度合い検出手段或いは移動位置手段）からの検出信号に基づいて、開口の種類に応じたつまり開口３ａ、３ｂそれぞれに応じた光源光量となるような光量切換指示信号を光量切換え部２２に対して出力する。制御部２３は、より小さな開口（ここでは開口３ｂ）に切り換えられるほど、すなわち投光断面積Ｓ（或いは照明領域Ｐ）が小さくなるほど光量が増える（発光強度が強くなる）ように光量切換え部２２の切換動作を制御する。また、制御部２３は、演算部２４及び信号増幅部２７に対して、当該現在の開口が開口３ａ、３ｂのうちのいずれの開口に切り換えられているかについての情報（開口情報）を出力する。
【００４８】
信号処理部２８は、受光素子９からの出力信号に対する所定の信号処理すなわち出力信号を受光量相当の電気信号に変換するものである。信号処理部２８によって処理された出力信号は信号増幅部２７に出力される。信号増幅部２７は、信号処理部２８で処理された信号を開口（３ａ、３ｂ）に応じたゲイン（増幅率）て増幅する（ゲインを調整する）ものである。信号増幅部２７により処理された出力信号は演算部２４に出力される。なお、信号増幅部２７は、開口３ａ又は３ｂに対応するゲイン情報を記憶している。係数保持部２５は、切換開口板３の開口の種類に応じたすなわち開口３ａ、３ｂそれぞれに対応する処理係数（補正係数）を例えばＬＵＴ（ルックアップテーブル）として予め記憶しておくものである。
【００４９】
演算部２４は、制御部２３からの出力情報（上記開口情報）と、係数保持部２５に記憶されている処理係数の情報と、信号増幅部２７からの信号情報とに基づいて、試料面１０の光沢を算出する演算処理を行うものである。具体的には演算部２４は、制御部２３からの開口情報に基づいて、係数保持部２５から現在の開口に対応する処理係数を選択して読み出し、この読み出した処理係数を信号増幅部２７からの信号情報に対して例えば乗算することで光沢値を求める。このように、開口に応じた処理係数を用いた演算を行うことにより、切換開口板３の開口を切り換えることによる誤差の影響を低減或いは無くすことができ、各開口の場合における正確な光沢値を算出することができる。このことは、開口の違いによる光沢値の補正（校正）を行うことと言える。出力部２６は、演算部２４による演算結果情報すなわち光沢値を装置外部に出力するインターフェイスである。
【００５０】
なお、開口が切り換わると光源２から試料面１０に投射される光量も変化し、このため試料面１０の反射率が変化する。或る基準となる試料における反射率を「１００」とすると、開口が開口３ｂに切り換えられることにより、反射率「１００」が「９０」に変化したとすると、この反射率「９０」の場合での、光沢値を算出するための処理係数（係数情報）が必要となってくる（反射率「１００」と同じ処理係数を使用すると誤差が生じてしまい正しい光沢値が算出されない）。
【００５１】
このような構成を備えた表面状態測定装置１による測定の流れは例えば以下のようになる。
＜測定の流れ＞
（１）開口板位置検出部２１によって現在の開口（３ａ又は３ｂ）が検出され、この検出信号が制御部２３へ出力される。
（２）制御部２３によって開口３ａ又は３ｂに応じた光量に切り換えられて光源２が点灯される（基本的には投光断面積Ｓ（照明領域Ｐ）が小さいときほど光量を増やすように制御する）。
（３）光源２からの光束は、開口３ａ又は３ｂ、リレーレンズ４（平凸レンズ４ａ、４ｂ）、開口５ａ及び照明レンズ６を順に経て試料面１０に照射され、この投射された光は光束１０ａとして反射し、受光レンズ７及び開口８ａを経て受光素子９へ入射される。
（４）受光素子９からの出力信号は信号処理部２８によって受光量相当の電気信号に変換されて信号増幅部２７に出力される。
（５）信号処理部２８からの出力信号が、信号増幅部２７によって開口３ａ又は３ｂに対応するゲインで増幅される。
（６）信号増幅部２７で増幅された信号は、信号増幅の場合と同様に、開口３ａ又は３ｂに対応した処理係数を用いた演算がなされ、光沢値と結び付けられる（光沢値が算出される）。
（７）光沢値の情報がこの光沢値を用いた所定の処理に供されるべく、出力部２６によって装置外の例えば情報処理装置（ＰＣ）に出力される。また、装置に備えられた表示部に光沢値情報を表示してもよい。
【００５２】
なお、上述では、開口板位置検出部２１（絞り度合い検出手段或いは移動位置手段）により投光断面積Ｓ（照明領域Ｐ）の違いを検出し、この検出情報における投光断面積Ｓの違いに応じて、投光側における光源２の発光強度（光量）を変更（調整）する構成を備えるようにしたが、受光側で調整する構成を備えてもよい。すなわち、制御部２３が投光断面積Ｓの違いに応じて受光素子９の露出条件、具体的には受光素子９の露光時間（積分時間、測定時間）や感度を制御するようにしてもよい。また、制御部２３が当該投光断面積Ｓの違いに応じて信号増幅部２７での増幅率を変更（調整）する構成としてもよい。この場合、投光断面積Ｓが小さくなるほど、上記露光時間を長くしたり、上記増幅率を高くするようにする。これは、開口サイズが小さくなることにより、光束が制限されるので（光量が減少されたので）、その分だけパワー（光量）を増加させる必要があることによる。
【００５３】
ところで、上記実施形態では、切換開口板３を移動させることで開口を切り換えて投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）を変化させる（規制する）構成であるが、このように移動させる切換開口板３の代わりに、同じ位置に固定配置された絞り３０（絞り機構）を備える構成としてもよい。絞り３０は、開口サイズが連続的に可変であり、当該絞りによる開口サイズ変更により、例えば図４（ａ）に示す大きな開口３０ａと、図４（ｂ）に示す小さな（開口３０ａよりも小さい）開口３０ｂとの開口状態をとることができる。ここでは、絞り３０は、所謂虹彩絞り（アイリス絞り）であり、例えば何枚かの絞り羽根が、その一端が固定リング（絞りリングと共に回転可能な固定リング）に軸止めされ、他端が回転リングに軸止めされた構成となっている。例えばユーザが絞りリングと共に回転リングを回すと、各絞り羽根の位置が変わり、絞り径が変化する。なお、開口３０ａはこの絞り３０における最大の開口状態、開口３０ｂは最小の開口状態を示している。このように絞りを調整することで、大きな開口３０ａの場合、投光断面積Ｓが大きな光束２ａを、小さい開口３０ｂの場合、投光断面積Ｓが小さな光束２ａ（幅が狭い光束２ａ）を得ることができる。
【００５４】
また、上記切換開口板３を用いる代わりに、レンズを移動させる構成（レンズ移動機構）、例えばリレーレンズ５０を用いて、投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）を変化させる構成であってもよい。リレーレンズ５０は、光軸６ａ方向に移動（スライド移動、前後移動）可能に構成された光学系（レンズ；レンズ群）であって、上記リレーレンズ４と同様、例えば凸面が対向配置された一対の平凸レンズ５０ａ、５０ｂから構成されている（リレーレンズ５０がリレーレンズ４であるとしてもよい）。ここでは、このリレーレンズ５０を移動させる機構は、光軸６ａ方向に延設され、リレーレンズ５０をその外周部において摺動可能に挟持する少なくとも一対のガイドレールを備え（リレーレンズ５０にはこのガイドレールと摺接するガイド溝が形成されている。また、このガイドレールは表面状態測定装置１本体部に固定されている。）、ユーザが例えばこのリレーレンズ５０を把持して、ガイドレール間を手動で（或いはモータ等を用いて自動で）スライド移動させるものとなっている。なお、これに限らず、ラックとギア（ピニオンギアでもよい）を用いた機構すなわちリレーレンズ５０外周に光軸６ａ方向にラックを延設し、表面状態測定装置１本体部側にこのラックと噛合するギア（回転つまみ等）を設け、このギアを手動或いは
自動で回転させることで当該ラックと共にリレーレンズ５０を移動させる構成であってもよい。ラックとギアの構成の代わりに、雄ネジ（長ネジ）側を回転させることで雌ネジ側をリレーレンズ５０と共に移動させる所謂スライダ機構を備えてもよい。
【００５５】
リレーレンズ５０の光源側には、所定サイズの開口４０ａを有する開口板４０が固定配置されている。図５（ａ）に示すように、リレーレンズ５０を第１開口板５側に移動させる（寄せる）ことで、光束２ａの投光断面積Ｓを大きくする（光束２ａの幅を広くする）ことができる。逆に、図５（ｂ）に示すように、リレーレンズ５０を開口板４０側に移動させることで、リレーレンズ５０に入射される光が制限され、光束２ａの投光断面積Ｓを小さくする（光束２ａの幅を狭くする）ことができる。なお、リレーレンズ５０は、倍率の異なる２つの結像位置の間、すなわち例えばリレーレンズ５０の中心位置が、このリレーレンズ５０の左右側の焦点位置が図５（ａ）に示す例えば２：１となる位置と、図５（ｂ）に示す例えば１：２となる位置との間で移動される。
【００５６】
また、上記図５の場合では、リレーレンズ５０を移動させる構成であるが、このリレーレンズ５０の位置を固定しておいて、開口板４０を移動（スライド移動）させることで、投光断面積Ｓ（照明領域Ｐのサイズ）を変化させる構成（開口板移動機構）としてもよい。この場合、図６（ａ）に示すように、開口板４０を光軸６ａ方向において光源２（拡散板２０）側に移動させることで、光束２ａの投光断面積Ｓを大きくすることができる。逆に、図６（ｂ）に示すように、開口板４０をリレーレンズ５０側に移動させることで、入射される光が制限され、光束２ａの投光断面積Ｓを小さくすることができる。
【００５７】
また、上記図１及び図２、並びに図４においては、投光断面積を変更する（光束を規制する）ための開口部（切換開口板３或いは絞り３０）を光源２及びリレーレンズ４間の光軸上に配置したが、これに限らず、例えば図７（ｂ）に示すように、照明レンズ６及び試料面１０間の光軸上に（ここでは照明レンズ６の凸面側の近傍位置）に配置してもよい。
図７（ｂ）は、当該位置に開口６０ａを有する開口板６０が配置された様子を示している。図７（ａ）は、開口板６０が配設されていない場合つまり光束が規制されていない場合、或いは、開口６０ａよりも大きな開口を有する開口板（図示省略）が配置された様子を示している。図７（ｂ）は図７（ａ）の場合よりも照明領域のサイズ（照明径）が小さくなる。なお、ここでは１つの開口６０ａを有する開口板６０を示したが、この代わりに、切換開口板３のようにサイズの異なる複数の（例えば大小２つの）開口を有するものとして、スライド移動させて開口を切り換えてもよいし、絞り（絞り機構）として、投光断面積を連続的に変化させてもよい。
【００５８】
以上のように本実施形態における表面状態測定装置１は、試料に対して投光する投光手段（光源２（拡散板２０）、リレーレンズ４、第１開口板５及び照明レンズ６）と、当該試料面（試料面１０）で反射された反射光を受光する受光手段（受光素子９；受光レンズ７や第２開口板を含んでもよい）と、投光手段による投光光束の断面積（投光断面積Ｓ）を変更することが可能に構成された変更手段（切換開口板３、リレーレンズ５０や開口板４０）とを備えたものとされる。
【００５９】
このように、試料に対する投光光束の断面積を変更することができるので、例えば曲面を有する試料を測定する場合には、反射光が広がらないように投光光束の断面積を小さくして投光（照射）し、また例えばシボ面のように表面が一様でない試料を測定する場合には、投光光束の断面積を大きくして投光するといったことが可能となり、複数種類の測定装置を使用することなく（１台の装置を用いて）、また試料の複数箇所を測定して平均化処理するといったことなく、容易に（短時間で）且つ精度良く試料表面状態（曲面や微小面）の測定を行うことができる。
【００６０】
また、上記構成において、前記変更手段は、開口サイズの異なる少なくとも２つの開口部（例えば開口３ａ、３ｂ）を有し、該開口部における前記投光手段からの光が通過する開口部を切り換えるべく移動可能に構成された切換用開口板（切換開口板３）であり、当該開口部を切り換えることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００６１】
これによれば、変更手段が、開口サイズの異なる少なくとも２つの開口部を有し、該開口部における上記投光手段からの光が通過する開口部を切り換えるべく移動可能に構成された切換用開口板とされ、当該開口部を切り換えることで投光光束の断面積が変更されるので、少なくとも２つの開口部を有する切換用開口板といった簡易な構成で、且つ切換用開口板を移動させて開口部を切り換えるといった容易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００６２】
また、上記構成において、前記変更手段は、前記投光手段からの光が通過する開口部であって連続的に開口サイズが可変である開口部（開口３０ａ）を有する絞り機構（絞り３０）であり、当該絞り機構により前記開口部の開口度合いを変化させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい。
【００６３】
これによれば、変更手段が、投光手段からの光が通過する開口部であって連続的に開口サイズが可変である開口部を有する絞り機構とされ、当該絞り機構により開口部の開口度合いを変化させることで投光光束の断面積が変更されるので、当該絞り機構を用いるといった簡易な構成で、且つ開口度合い（絞り度合い）を変化させるといった容易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００６４】
また、上記構成において、前記開口部は、前記試料面における前記投光光束による投光位置と共役な位置関係にあることが好ましい。
【００６５】
これによれば、開口部（切換用開口板の各開口部或いは絞り機構の開口部）が、試料面における上記投光光束による投光位置と共役な位置関係とされるので、当該開口部の切り換え（開口サイズの変更）による、投光領域（照明領域）のサイズの変更を正確に行うことができる。
【００６６】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源（光源２）と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズ（リレーレンズ４）と、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板（第１開口板５）と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズ（照明レンズ６）とを備えたものであり、前記変更手段における開口部（開口３ａ、３ｂ或いは開口３０ａ）は、前記光源及びリレーレンズ間の光軸上に配置されることが好ましい。
【００６７】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、変更手段における開口部が、光源及びリレーレンズ間の光軸上に配置されるので、投光光束の断面積の変更を、簡易な構成で実現することができる。
【００６８】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を規制する第１規制開口板（開口板４０）と、該第１規制開口板からの光束を伝達する前記変更手段としてのリレーレンズ（リレーレンズ５０）と、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板（第１開口板５）と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズ（照明レンズ６）とを備えたものであり、前記リレーレンズを光軸（光軸６ａ）方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい（図５参照）。
【００６９】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を規制する第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達する変更手段としてのリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、リレーレンズが光軸方向に移動されることで投光光束の断面積が変更されるので、当該リレーレンズを光軸方向に移動させるという簡易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００７０】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板と、該規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記変更手段における開口部は、前記照明レンズ及び試料面間の光軸上に配置されるようにしてもよい（図７参照）。
【００７１】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を伝達するリレーレンズ（リレーレンズ４）と、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する規制開口板（第１開口板５）と、該規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、変更手段における開口部（開口板６０）が、照明レンズ及び試料面間の光軸上に配置されるので、投光光束（投光光束２ａ）の断面積の変更を、簡易な構成で実現することができる。
【００７２】
また、上記構成において、前記投光手段は、光源と、該光源からの光束を規制する前記変更手段としての第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして前記試料面に投光する照明レンズとを備えたものであり、前記第１規制開口板（開口板４０）を光軸（光軸６ａ）方向に移動させることで前記投光光束の断面積を変更するようにしてもよい（図６参照）。
【００７３】
これによれば、投光手段が、光源と、該光源からの光束を規制する変更手段としての第１規制開口板と、該第１規制開口板からの光束を伝達するリレーレンズと、該リレーレンズにより集光された光を通過させて角度を規制する第２規制開口板と、該第２規制開口板からの光を平行光束にして試料面に投光する照明レンズとを備えたものとされ、第１規制開口板が光軸方向に移動されることで投光光束の断面積が変更されるので、当該第１規制開口板を光軸方向に移動させるという簡易な方法で投光光束の断面積を変更することができる。
【００７４】
また、上記構成において、前記投光光束の断面積（投光断面積Ｓ）の違いを検出する検出手段（開口板位置検出部２１）と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記光源（光源２）の発光強度を調整する強度調整手段（光量切換え部２２）とをさらに備えるようにしてもよい。
【００７５】
これによれば、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、強度調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて光源の発光強度が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を低減して、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【００７６】
また、上記構成において、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記受光手段による受光情報から前記試料面の光沢値を算出する演算手段（演算部２４）と、当該光沢値算出のための係数を記憶する記憶手段（係数保持部２５）とをさらに備え、前記演算手段は、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じた前記係数を用いて前記光沢値の算出を行うようにしてもよい。
【００７７】
これによれば、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、受光手段による受光情報から試料面の光沢値が演算手段によって算出され、記憶手段によって当該光沢値算出のための係数が記憶され、演算手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じた係数を用いて光沢値が算出されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を低減して、光沢値の算出をより精度良く行うことができる。
【００７８】
また、上記構成において、前記受光手段は受光センサ（受光素子９）であって、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサからの受光信号の増幅率を調整する増幅調整手段（制御部２３或いは信号増幅部２７）とをさらに備えるようにしてもよい。
【００７９】
これによれば、受光手段が受光センサとされ、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、増幅調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて受光センサからの受光信号の増幅率が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を増幅率の調整によって低減し、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【００８０】
また、上記構成において、前記受光手段は受光センサであって、前記投光光束の断面積の違いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された断面積の違いに応じて、前記受光センサの露光条件を調整する露光調整手段（制御部２３）をさらに備えるようにしてもよい。
【００８１】
これによれば、受光手段が受光センサとされ、投光光束の断面積の違いが検出手段によって検出され、露光調整手段によって、検出手段により検出された断面積の違いに応じて受光センサの露光条件が調整されるので、投光光束の断面積の変更による測定誤差を受光センサの露光条件の調整によって低減し、試料表面状態の測定をより精度良く行うことができる。
【００８２】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各種構成の追加、変更を伴うことが可能であり、例えば以下の変形態様をとることができる。
（Ａ）上記実施形態では、開口を切り換えるものとして、図１に示すような切換開口板３を例に挙げているが、これに限定されず、例えば円周方向に沿って形成された少なくとも２種類の開口部を有し、軸回転可能に構成された円盤体（円形板状体）であってもよい。この場合、円盤体を回転させて開口サイズを切り換えるようにしてもよい。要は、開口サイズの異なる複数の開口を切り換えることが可能な構成であればいずれの構成でもよい。
【００８３】
（Ｂ）例えば図１に示す試料面１０と光沢計（表面状態測定装置）の測定開口部（図示省略）との接触位置近傍に開口板を設置し、この開口板によって開口の切り換えを行う構成としてもよい。すなわち、照明光が当たる範囲（符号Ｐで示す範囲；投光領域、照明領域）を切り換える（広くしたり狭くしたりする）ための手段（機構；上記開口板）を設けることで、投光光束を切り換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面状態測定装置の一例を示す構成図である。
【図２】切換開口板による開口の切り換えについて説明するための拡大図であり、（ａ）は大きな開口に切り換えられた場合、（ｂ）は小さな開口に切り換えられた場合を示す図である。
【図３】各種演算処理を行うための各種機能部を備えた実際の表面状態測定装置について説明するための構成図である。
【図４】開口の切り換えに関する変形例を説明するための構成図であり、（ａ）は大きな開口に切り換えられた場合、（ｂ）は小さな開口に切り換えられた場合を示す図である。
【図５】投光断面積の変更に関する表面状態測定装置の一変形例を説明するための構成図であり、（ａ）は大きな投光断面積に変更された場合、（ｂ）は小さな投光断面積に変更された場合を示す図である。
【図６】投光断面積の変更に関する表面状態測定装置の一変形例を説明するための構成図であり、（ａ）は大きな投光断面積に変更された場合、（ｂ）は小さな投光断面積に変更された場合を示す図である。
【図７】開口の切り換えに関する変形例を説明するための構成図であり、（ａ）は大きな投光断面積に変更された場合、（ｂ）は小さな投光断面積に変更された場合を示す図である。
【図８】従来の表面状態測定装置を示す図である。
【図９】従来の表面状態測定装置による測定方法について説明するための図であり、（ａ）は投光断面積が大きな場合、（ｂ）は投光断面積が小さな場合を示す図である。
【図１０】従来の表面状態測定装置による測定方法について説明するための図であり、（ａ）は投光断面積が大きな場合における、シボ面の或る位置に対する照射を説明する図であり、（ｂ）は投光断面積が同じく大きな場合における、シボ面の或る位置（（ａ）の場合とはズレた位置）に対する照射を説明する図である。
【図１１】従来の表面状態測定装置による測定方法について説明するための図であり、（ａ）は投光断面積が小さい場合における、シボ面の或る位置に対する照射を説明する図であり、（ｂ）は投光断面積が同じく小さい場合における、シボ面の或る位置（（ａ）の場合とはズレた位置）に対する照射を説明する図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  表面状態測定装置
２  光源
２ａ  光束
３  切換開口板
３ａ  開口
３ｂ  開口
４  リレーレンズ
４ａ、４ｂ  平凸レンズ
５  第１開口板
５ａ  開口
６  照明レンズ
６ａ、７ａ  光軸
７  受光レンズ
８  第２開口板
８ａ  開口
９  受光素子
１０  試料面
１０ａ  光束
２１  開口板位置検出部
２２  光量切換え部
２３  制御部
２４  演算部
２５  係数保持部
２６  出力部
２７  信号増幅部
２８  信号処理部
３０ａ、３０ｂ  開口
４０  開口板
４０ａ  開口
５０  リレーレンズ
５０ａ、５０ｂ  平凸レンズ
６０  開口板
６０ａ  開口
９２１  シボ面
Ｐ  照明領域
Ｓ  投光断面積
【図１】
2009058360.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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【図１１】
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