JP7200936B2 - Measuring optics, luminance and colorimeters - Google Patents
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Description
本発明は、被測定物からの光を受光部に導光する測定用光学系、これを用いた色彩輝度計、および、これを用いた色彩計に関する。 The present invention relates to a measurement optical system for guiding light from an object to be measured to a light receiving section, a color luminance meter using the same, and a colorimeter using the same.
被測定物としての発光体における色(光源色)および輝度を測定する色彩輝度計や、被測定物としての物体における色(物体色)を測定する色彩計は、従来から知られ、様々に利用されてきた。このような色彩輝度計や色彩計には、被測定物からの光を受光部に導光する測定用光学系が用いられており、例えば、特許文献1に開示されている。 Colorimeters that measure the color (light source color) and luminance of a luminous body as an object to be measured, and colorimeters that measure the color of an object as an object (object color) have been known and used in various ways. It has been. An optical system for measurement that guides light from an object to be measured to a light-receiving part is used in such a color luminance meter and colorimeter, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200014, for example.
この特許文献1に開示された測定用の光学装置は、入射面に入射する被測定物からの光を分岐して出射する複数の出射面を有する光分岐手段を備えてなる。より具体的には、特許文献1に開示された測定用の光学装置は、対物レンズ103、開口絞り104、視野絞り105、リレーレンズ106およびバンドルファイバ22などからなる光学系KK2を備える(図9および[0042]段落等)。対物レンズ103は、被測定物Qからの光束を視野絞り105の位置に集光して結像させる。リレーレンズ106は、視野絞り105の位置に結像した像をバンドルファイバ22の入射面Aに導く。開口絞り104は、対物レンズ103の後方に配置されており、開口絞り104を通過した光束のみがリレーレンズ106に向かう。バンドルファイバ22は、前記光分岐手段に相当し、複数の光ファイバ素線を束ねて構成され、軸方向の中間部分で3つに分けられ、入射面Aに入射した光束が3つの出射面B1、B2、B3に分かれて出射する。リレーレンズ106は、開口絞り104と入射面Aとが光学的に共役な関係となるような位置に配置される。なお、参照符号は、この段落において、前記特許文献1において各構成に付与された符号である。
The optical device for measurement disclosed in
ところで、近年では、表示装置は、液晶ディスプレイだけでなく、有機EL(electro luminescence)ディスプレイも注目されている。この有機ELディスプレイは、バックライトを利用する液晶ディスプレイに較べ、自発光であるため低輝度域も発光できる。この低輝度域の発光もより精度良く測色できることが望まれ、そのために、より多くの光量を、被測定物から受光部に導光する測定用光学系が望まれる。 By the way, in recent years, not only liquid crystal displays but also organic EL (electro luminescence) displays have attracted attention as display devices. Compared to a liquid crystal display using a backlight, the organic EL display is self-luminous and can emit light even in a low luminance range. It is desirable to be able to more accurately measure the light emission in this low luminance range, and for this reason, a measuring optical system that guides a greater amount of light from the object to be measured to the light receiving section is desired.
前記特許文献1に開示された測定用の光学装置では、バンドルファイバ(光ファイバ素線)の開口数相当の角度以上である入射角を持つ光束は、バンドルファイバ(光ファイバ素線)に入射することができず、光量ロスが生じてしまう。
In the optical device for measurement disclosed in
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、より多くの光量を被測定物から受光部に導光できる測定用光学系、これを用いた色彩輝度計およびこれを用いた色彩計を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a measurement optical system capable of guiding a greater amount of light from an object to be measured to a light receiving part, a color luminance meter using the same, and a color luminance meter using the same. is to provide a colorimeter using
上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した測定用光学系、色彩輝度計および色彩計は、絞りと、入射光を導光する光導波路と、絞りの物体側に配置され、測定対象からの光像を絞りの開口面に結像させる第1光学系と、絞りと光導波路との間に配置され、絞りの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路に入射させる第2光学系とを備える。 In order to achieve the above object, a measuring optical system, a color luminance meter, and a colorimeter reflecting one aspect of the present invention are provided with an aperture, an optical waveguide for guiding incident light, and an object side of the aperture. , a first optical system for forming an optical image from an object to be measured on the aperture plane of the diaphragm, and a first optical system arranged between the aperture and the optical waveguide, and each principal ray of each light beam emitted from the aperture plane of the diaphragm is aligned with the optical axis; and a second optical system for making the light incident on the optical waveguide so as to be parallel to .
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。 The advantages and features provided by one or more embodiments of the invention will be fully appreciated from the detailed description given below and the accompanying drawings. These detailed descriptions and accompanying drawings are given by way of example only and are not intended as a definition of the limits of the invention.
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。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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments. It should be noted that the configurations denoted by the same reference numerals in each figure indicate the same configurations, and the description thereof will be omitted as appropriate. In the present specification, reference numerals with suffixes omitted are used when referring to generically, and reference numerals with suffixes are used when referring to individual configurations.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における色彩輝度計の構成を示すブロック図である。なお、図1は、後述の第2および第3実施形態における色彩輝度計Db、Dcの構成を示すブロック図でもある。図2は、前記色彩輝度計に用いられる測定用光学系の構成を示す図である。図2Aは、第1実施形態における前記測定用光学系を示し、図2Bは、光導波路の一例として、バンドルファイバを示す。図3は、前記測定用光学系において、第2光学系の射出面から光導波路(バンドルファイバ)の入射面までにおける各光束の光線図を示す。図7は、比較例における測定用光学系の構成を示す図である。図7Aは、比較例における前記測定用光学系を示し、図7Bは、比較例において、第2光学系の射出面から光導波路(バンドルファイバ)の入射面までにおける各光束の光線図を示す。(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a color luminance meter according to the first embodiment. It should be noted that FIG. 1 is also a block diagram showing the configuration of color luminance meters Db and Dc in second and third embodiments which will be described later. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a measurement optical system used in the color luminance meter. FIG. 2A shows the optical system for measurement in the first embodiment, and FIG. 2B shows a bundle fiber as an example of an optical waveguide. FIG. 3 shows a ray diagram of each light flux from the exit surface of the second optical system to the entrance surface of the optical waveguide (bundle fiber) in the measurement optical system. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a measurement optical system in a comparative example. FIG. 7A shows the measuring optical system in a comparative example, and FIG. 7B shows a ray diagram of each light beam from the exit surface of the second optical system to the incident surface of the optical waveguide (bundle fiber) in the comparative example.
第1実施形態における色彩輝度計Daは、例えば、図1に示すように、測定用光学系SSaと、受光部1と、制御処理部2aと、入力部3と、出力部4と、インターフェース部(IF部)5とを備える。 The color luminance meter Da in the first embodiment includes, for example, as shown in FIG. (IF section) 5;
測定用光学系SSaは、測定対象である被測定物Obからの光を受光し、この受光した光を受光部1へ導光する光学部品である。測定用光学系SSaは、後述でより具体的に説明する。被測定物Obは、本実施形態では、色彩輝度計Daであるので、光を発光する発光体である。
The measurement optical system SSa is an optical component that receives light from the object to be measured Ob, which is the object to be measured, and guides the received light to the
受光部1は、測定用光学系SSaで導光された被測定物Obからの光を受光し、この受光した光を光電変換することによって、その光強度に応じた電気信号を出力する受光部品である。受光部1は、例えば、前記受光した被測定物Obからの光を分光する分光部と、前記分光部で分光された光を光電変換する光電変換素子を備える。より具体的には、本実施形態では、XYZの3刺激値から被測定物Obの色および輝度を測定するため、受光部1は、CIE(国際照明委員会)で規定された等色関数X、Y、Zそれぞれに応じた3個のXフィルタ11-1、Yフィルタ11-2、Zフィルタ11-3と、これらXフィルタ11-1、Yフィルタ11-2、Zフィルタ11-3それぞれで濾波された各光それぞれを受光して光電変換するXフィルタ用受光素子12-1、Yフィルタ用受光素子12-2、Zフィルタ用受光素子12-3とを備える。このような受光部1では、被測定物Obからの光は、Xフィルタ11-1で濾波され、この濾波された光は、Xフィルタ用受光素子12-1で受光され、光電変換されて、Xフィルタ用受光素子12-1は、その光強度に応じた電気信号(X信号)を出力し、被測定物Obからの前記光は、Yフィルタ11-2で濾波され、この濾波された光は、Yフィルタ用受光素子12-2で受光され、光電変換されて、Yフィルタ用受光素子12-1は、その光強度に応じた電気信号(Y信号)を出力し、そして、被測定物Obからの前記光は、Zフィルタ11-3で濾波され、この濾波された光は、Zフィルタ用受光素子12-3で受光され、光電変換されて、Yフィルタ用受光素子12-1は、その光強度に応じた電気信号(Z信号)を出力する。受光部1は、制御処理部2aに接続され、これらX信号、Y信号およびZ信号は、制御処理部2aに出力される。
The light-receiving
入力部3は、制御処理部2aに接続され、例えば、測定対象である被測定物Ob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Obの識別子(試料番号やIDや名前等)の入力等の測定する上で必要な各種データを色彩輝度計Daに入力する装置であり、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等である。出力部4は、制御処理部2aに接続され、制御処理部2aの制御に従って、入力部3から入力されたコマンドやデータ、および、当該色彩輝度計Daによって測定された被測定物Obの色および輝度を出力する装置であり、例えばCRTディスプレイ、LCD(液晶表示装置)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。
The
なお、入力部3および出力部4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3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4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色彩輝度計Da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色彩輝度計Daが提供される。
A touch panel may be configured from the
IF部5は、制御処理部2aに接続され、制御処理部2a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。また、IF部5は、外部機器との間で通信を行う回路であり、例えば、データ通信カードや、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路等であっても良い。
The
制御処理部2aは、色彩輝度計Daの各部1、3~5を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、色彩輝度計Da全体の制御を司るものである。そして、制御処理部2aは、入力部3で受け付けた指示に応じて被測定物Obからの光を測定用光学系SSaおよび受光部1で測定し、受光部1から出力された電気信号に基づいて被測定物Obの色および輝度を求め、この求めた被測定物Obの色および輝度を出力部4に出力する。また必要に応じて、制御処理部2aは、前記求めた被測定物Obの色および輝度をIF部5から出力する。本実施形態では、制御処理部2aは、受光部1から出力されたX信号、Y信号およびZ信号から、公知の手法によって被測定物Obの色および輝度を求める。制御処理部2aは、例えば、マイクロプロセッサを備えて構成される。
The
測定用光学系SSaについて、以下に、より具体的に説明する。測定用光学系SSaは、例えば、図2に示すように、第1光学系OSa-1と、絞りDIと、第2光学系OSa-2と、光導波路OPとを備える。 The measurement optical system SSa will be described in more detail below. For example, as shown in FIG. 2, the measurement optical system SSa includes a first optical system OSa-1, a diaphragm DI, a second optical system OSa-2, and an optical waveguide OP.
絞りDIは、測定径を規制する光学素子であり、例えば、前記測定径に応じた円形の貫通開口を持ち、遮光性を有する板状部材である。前記貫通開口は、開口面を形成する。 The diaphragm DI is an optical element that regulates the measurement diameter, and is, for example, a plate-like member that has a circular through-opening corresponding to the measurement diameter and has a light shielding property. The through opening forms an opening surface.
光導波路OPは、入射光を導光する光学素子であり、本実施形態では、被測定物Obからの光を受光部1における3個のXフィルタ11-1、Yフィルタ11-2およびZフィルタ11-3それぞれに導光するため、入射光を3個に分岐する光分岐器である。より具体的には、本実施形態では、光導波路OPは、図2Bに示すように、束ねられた複数の光ファイバ素線を、途中で3個の束に分け、1個の入射面から入射した入射光を3個の第1ないし第3出射面それぞれ射出するバンドルファイバである。 The optical waveguide OP is an optical element that guides incident light. It is an optical splitter that splits the incident light into three to guide the light to each of 11-3. More specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 2B, the optical waveguide OP divides a plurality of bundled optical fiber strands into three bundles on the way, and the light enters from one incident surface. It is a bundle fiber that emits incident light that has passed through three first to third exit surfaces, respectively.
第1光学系OSa-1は、絞りDIの物体側(被測定物Ob側)に配置され、測定対象の被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像させる光学素子である。より具体的には、本実施形態では、第1光学系OSa-1は、図2Aに示すように、正の屈折力(光学的パワー、焦点距離の逆数)を持ち、測定対象の被測定物Obからの光像を物体側テレセントリックとなるように中間像として絞りDIの開口面に結像させる2個の第1および第2レンズ群Gra-1、Gra-2から成る。したがって、図2Aに示すように、被測定物Obから出射される各光束の各主光線は、光軸と平行となるように第1レンズ群Gra-1に入射される。なお、主光線が光軸と平行とは、主光線が光軸と完全に平行である場合だけでなく、製造バラツキ等により、主光線が光軸から±1度の範囲内でずれていても、誤差の範囲であり、平行とみなす。第1および第2レンズ群Gra-1、Gra-2は、後述の各レンズ群Grb~Grfも同様に、1または複数のレンズを備えて構成される。 The first optical system OSa-1 is arranged on the object side (object to be measured Ob side) of the diaphragm DI, and is an optical system that forms an optical image from the object to be measured Ob as an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI. element. More specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 2A, the first optical system OSa-1 has positive refractive power (optical power, reciprocal of focal length), It consists of two first and second lens groups Gra-1 and Gra-2 for forming an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI so that the light image from Ob is telecentric on the object side. Therefore, as shown in FIG. 2A, each principal ray of each light flux emitted from the object to be measured Ob enters the first lens group Gra-1 so as to be parallel to the optical axis. Note that the principal ray is said to be parallel to the optical axis not only when the principal ray is completely parallel to the optical axis, but also when the principal ray deviates within ±1 degree from the optical axis due to manufacturing variations, etc. , is the margin of error and is considered parallel. The first and second lens groups Gra-1 and Gra-2, like the lens groups Grb to Grf described later, are configured with one or more lenses.
第2光学系OSa-2は、絞りDIと光導波路OPとの間に配置され、絞りDIの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路OPに入射させる光学素子である。すなわち、第2光学系OSa-2は、像側テレセントリックなリレーレンズであり、例えば、1個のレンズ群Grbから成る。 The second optical system OSa-2 is arranged between the diaphragm DI and the optical waveguide OP, and is arranged in the optical waveguide OP such that the principal rays of the beams emitted from the aperture surface of the diaphragm DI are parallel to the optical axis. It is an optical element that allows light to enter. That is, the second optical system OSa-2 is an image-side telecentric relay lens, and is composed of, for example, one lens group Grb.
このような測定用光学系SSaでは、上述から分かるように、第1光学系OSa-1、絞りDI、第2光学系OSa-2および光導波路OPは、この順で順次に配置されている。絞りDIは、第1光学系OSa-1の結像位置に配置される。測定対象の被測定物Obからの光は、その各光束の各主光線が光軸と平行となるように、第1光学系OSa-1の第1レンズ群Gra-1に入射する。第1光学系OSa-1は、その正の屈折力により、被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像し、絞りDIは、被測定物Obからの光を測定径で規制し、第2光学系OSa-2に入射させる。これによって測定用光学系SSaは、均一でエッジがシャープな測定感度を実現でき、比較的小さい測定径でも多くの光量を導光できる。また、第2光学系OSa-2により両側テレセントリックの場合のように結像関係にはならないから、測定用光学系SSaは、測定面のムラの影響を受け難くなる。 As can be seen from the above description, in such a measurement optical system SSa, the first optical system OSa-1, the diaphragm DI, the second optical system OSa-2, and the optical waveguide OP are arranged in this order. A diaphragm DI is arranged at the imaging position of the first optical system OSa-1. Light from the object to be measured Ob to be measured enters the first lens group Gra-1 of the first optical system OSa-1 such that the principal rays of the respective light beams are parallel to the optical axis. The first optical system OSa-1, with its positive refractive power, forms an intermediate image of the light image from the object to be measured Ob on the aperture surface of the diaphragm DI, and the diaphragm DI receives light from the object to be measured Ob. It is regulated by the measurement diameter and made incident on the second optical system OSa-2. As a result, the measurement optical system SSa can achieve uniform measurement sensitivity with sharp edges, and can guide a large amount of light even with a relatively small measurement diameter. In addition, since the second optical system OSa-2 does not provide an image forming relationship as in the case of both-side telecentricity, the measurement optical system SSa is less susceptible to unevenness on the measurement surface.
そして、第2光学系OSa-2は、絞りDIで規制された被測定物Obからの光を、各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路OPに入射させる。このため、測定用光学系SSaは、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。比較例を用いて、より詳しく説明する。この比較例の測定用光学系SSrは、図7に示すように、第2光学系OSa-2のレンズ群Grbに代え、像側テレセントリックではないレンズ群Grrが用いられる点を除き、図2に示す上述の測定用光学系SSaと同様に構成される。 Then, the second optical system OSa-2 causes the light from the object to be measured Ob restricted by the diaphragm DI to enter the optical waveguide OP such that the principal rays of the respective light beams are parallel to the optical axis. Therefore, the optical system for measurement SSa can reduce the amount of light loss that occurs when the off-axis light beam has a large incident angle, and has good light collection efficiency. A more detailed description will be given using a comparative example. As shown in FIG. 7, the measurement optical system SSr of this comparative example is similar to that shown in FIG. is constructed in the same manner as the above-described measurement optical system SSa shown.
一般に、光導波路に入射される光の伝搬は、前記光導波路の開口数NAで規制される。すなわち、光導波路の開口数NAに応じた立体化角以内で入射する光は、前記光導波路を伝搬できるが、光導波路の開口数NAに応じた立体化角を越えて入射する光は、前記光導波路を伝搬できない。このため、光導波路OP、本実施形態ではバンドルファイバOPにより多くの光量を入射させるためには、測定用光学系SSaの像側の開口数NA1は、光導波路(バンドルファイバ)OPの開口数NA2に一致させることが効率的である。このように開口数NA1と開口数NA2とを互いに一致させたとしても、比較例における測定用光学系SSrの場合では、図7Bに示すように、光線A_+1、A_0、A_-1から成る軸上光束は、全て光導波路(バンドルファイバ)OPを伝搬できるが、レンズ群Grrが像側テレセントリックではないため、光線B_+1、B_0、B_-1から成る軸外光束は、光導波路(バンドルファイバ)OPの開口数NA2に応じた立体化角を越えて入射する光線が存在することになるから、全て光導波路(バンドルファイバ)OPを伝搬できず、光量ロスが生じる。すなわち、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスが生じてしまう。一方、本実施形態における測定用光学系SSaの場合では、図3に示すように、光線A_+1、A_0、A_-1から成る軸上光束は、もとより、第2光学系OSa-2のレンズ群Grbが像側テレセントリックであるため、光線B_+1、B_0、B_-1から成る軸外光束も、その光束中心が軸上光束と同様に垂直に入射し、全て光導波路(バンドルファイバ)OPを伝搬できる。したがって、本実施形態における測定用光学系SSaは、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。
In general, propagation of light entering an optical waveguide is regulated by the numerical aperture NA of the optical waveguide. That is, light that is incident within a three-dimensional angle corresponding to the numerical aperture NA of the optical waveguide can propagate through the optical waveguide, but light that is incident beyond the three-dimensional angle corresponding to the numerical aperture NA of the optical waveguide can propagate through the optical waveguide. Cannot propagate through an optical waveguide. Therefore, in order to allow a larger amount of light to enter the optical waveguide OP, which is the bundle fiber OP in this embodiment, the image-side numerical aperture NA1 of the measurement optical system SSa must be equal to the numerical aperture NA2 of the optical waveguide (bundle fiber) OP. It is efficient to match Even if the numerical aperture NA1 and the numerical aperture NA2 are matched to each other in this way, in the case of the measurement optical system SSr in the comparative example, as shown in FIG. All the light beams can propagate through the optical waveguide (bundle fiber) OP. Since there are rays of light incident beyond the solidification angle corresponding to the numerical aperture NA2, none of the rays can propagate through the optical waveguide (bundle fiber) OP, resulting in loss of the amount of light. That is, a loss of light quantity occurs due to the off-axis light flux having a large incident angle. On the other hand, in the case of the measurement optical system SSa in this embodiment, as shown in FIG. is telecentric on the image side, the off-axis luminous flux consisting of the light beams
そして、光導波路OP、本実施形態ではバンドルファイバOPに入射した被測定物Obからの光は、バンドルファイバOPを伝播し、3個に分かれ、第1ないし第3出射面それぞれから射出される。 Then, the light from the object to be measured Ob that has entered the optical waveguide OP, which is the bundle fiber OP in this embodiment, propagates through the bundle fiber OP, splits into three, and exits from the first to third exit surfaces, respectively.
光導波路OPの出射面には、受光部1の入射面が対向するように、光導波路OPと受光部1とは、配置される。本実施形態では、図2Bに示すように、バンドルファイバOPの第1出射面には受光部1のXフィルタ11-1の入射面が対向するように、かつ、バンドルファイバOPの第2出射面には受光部1のYフィルタ11-2の入射面が対向するように、かつ、バンドルファイバOPの第3出射面には受光部1のZフィルタ11-3の入射面が対向するように、バンドルファイバOPと受光部1とは、配置される。
The optical waveguide OP and the
光導波路OPから出射した被測定物Obからの光は、受光部1に入射される。本実施形態では、バンドルファイバOPの第1出射面から出射した被測定物Obからの光は、受光部1のXフィルタ11-1に入射され、Xフィルタ11-1で濾波され、この濾波された光は、Xフィルタ用受光素子12-1で受光される。バンドルファイバOPの第2出射面から出射した被測定物Obからの光は、受光部1のYフィルタ11-2に入射され、Yフィルタ11-2で濾波され、この濾波された光は、Yフィルタ用受光素子12-2で受光される。そして、バンドルファイバOPの第3出射面から出射した被測定物Obからの光は、受光部1のZフィルタ11-3に入射され、Zフィルタ11-1で濾波され、この濾波された光は、Zフィルタ用受光素子12-3で受光される。
Light from the object to be measured Ob emitted from the optical waveguide OP is incident on the
そして、上述したように、Xフィルタ用受光素子12-1は、Xフィルタ11-1で濾波した光の光強度に応じたX信号を制御処理部2aへ出力し、Yフィルタ用受光素子12-2は、Yフィルタ11-2で濾波した光の光強度に応じたY信号を制御処理部2aへ出力し、Zフィルタ用受光素子12-3は、Zフィルタ11-3で濾波した光の光強度に応じたZ信号を制御処理部2aへ出力する。制御処理部2aは、受光部1から出力されたX信号、Y信号およびZ信号から、被測定物Obの色および輝度を求め、この求めた被測定物Obの色および輝度を出力部4に出力する。
Then, as described above, the X filter light receiving element 12-1 outputs an X signal corresponding to the light intensity of the light filtered by the X filter 11-1 to the
以上説明したように、本実施形態における色彩輝度計Daに用いられた測定用光学系SSaは、第1光学系OSa-1が、測定対象の被測定物Obからの光像を絞りDIの開口面に結像させて中間像を形成し、第2光学系OSa-2が、絞りDIの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路(本実施形態ではバンドルファイバ)OPに入射させる。このため、上記測定用光学系SSaは、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。上記測定用光学系SSaは、前記中間像を形成するので、均一でエッジがシャープな測定感度を実現でき、比較的小さい測定径でも多くの光量を導光できる。したがって、上記測定用光学系SSaは、より多くの光量を被測定物Obから受光部1に導光できる。
As described above, in the measurement optical system SSa used in the color luminance meter Da in this embodiment, the first optical system OSa-1 receives the light image from the object to be measured Ob, which is the object to be measured, and the aperture of the diaphragm DI. An intermediate image is formed by forming an image on a plane, and the second optical system OSa-2 forms an optical waveguide (this embodiment in the form of a bundle fiber) OP. For this reason, the measurement optical system SSa can reduce the amount of light loss that occurs when the off-axis light beam has a large incident angle, and has good light collection efficiency. Since the measurement optical system SSa forms the intermediate image, it is possible to achieve uniform measurement sensitivity with sharp edges, and to guide a large amount of light even with a relatively small measurement diameter. Therefore, the measurement optical system SSa can guide a larger amount of light from the object to be measured Ob to the
上記測定用光学系SSaは、第2光学系OSa-2により両側テレセントリックの場合のように結像関係にはならないから、測定面のムラの影響を受け難くなる。上記測定用光学系SSaは、第1光学系OSa-1が2個の第1および第2レンズ群Gra-1、Gra-2から成るので、より多くの光量を集光でき、必要に応じて色収差も補正し易くなる。 Because the second optical system OSa-2 prevents the measurement optical system SSa from forming an image unlike the double-telecentric system, the measurement optical system SSa is less likely to be affected by unevenness on the measurement surface. In the measurement optical system SSa, since the first optical system OSa-1 consists of the two first and second lens groups Gra-1 and Gra-2, a larger amount of light can be collected, and if necessary It also makes it easier to correct chromatic aberration.
このような測定用光学系SSaが用いられるので、第1実施形態における色彩輝度計Daは、SN比を向上でき、より精度良く測色できる。上記色彩輝度計Daは、特に、低輝度域の測定に対し有利である。また、上記色彩輝度計Daは、測定径をより小さくでき、空間的な分解能を向上できる。 Since such a measurement optical system SSa is used, the color luminance meter Da in the first embodiment can improve the S/N ratio and perform colorimetry with higher accuracy. The color luminance meter Da is particularly advantageous for measurement of low luminance regions. In addition, the color luminance meter Da can have a smaller measurement diameter and an improved spatial resolution.
(第2実施形態)
次に、別の実施形態について説明する。図4は、第2実施形態における測定用光学系の構成を示す図である。(Second embodiment)
Next, another embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the measurement optical system in the second embodiment.
第1実施形態における色彩輝度計Daは、2個の第1および第2レンズ群Gra-1、Gra-2を備える測定用光学系SSaを用い、これら第1および第2レンズ群Gra-1、Gra-2で被測定物Obの中間像を形成したが、第2実施形態における色彩輝度計Dbは、1個のレンズ群Grcで中間像を形成する測定用光学系SSbを用いるものである。 The color luminance meter Da in the first embodiment uses a measurement optical system SSa comprising two first and second lens groups Gra-1 and Gra-2, and these first and second lens groups Gra-1, Although Gra-2 forms an intermediate image of the object to be measured Ob, the color luminance meter Db in the second embodiment uses a measurement optical system SSb that forms an intermediate image with one lens group Grc.
このような第2実施形態における色彩輝度計Dbは、例えば、図1に示すように、測定用光学系SSbと、受光部1と、制御処理部2aと、入力部3と、出力部4と、IF部5とを備える。これら第2実施形態の色彩輝度計Dbにおける受光部1、制御処理部2a、入力部3、出力部4およびIF部5は、それぞれ、第1実施形態の色彩輝度計Daにおける受光部1、制御処理部2a、入力部3、出力部4およびIF部5と同様であるので、その説明を省略する。
For example, as shown in FIG. 1, the color luminance meter Db in the second embodiment includes a measurement optical system SSb, a
第2実施形態における色彩輝度計Dbに用いられる測定用光学系SSbは、例えば、図4に示すように、第1光学系OSb-1と、絞りDIと、第2光学系OSb-2と、光導波路OPとを備える。 For example, as shown in FIG. 4, the measurement optical system SSb used in the color luminance meter Db in the second embodiment includes a first optical system OSb-1, a diaphragm DI, a second optical system OSb-2, and an optical waveguide OP.
絞りDIは、第1実施形態の測定用光学系SSaと同様に、測定径を規制する光学素子である。光導波路OPは、第1実施形態の測定用光学系SSaと同様に、入射光を導光する光学素子であり、本実施形態でも、1入射3出射のバンドルファイバOPである。 The diaphragm DI is an optical element that regulates the measurement diameter, like the measurement optical system SSa of the first embodiment. The optical waveguide OP is an optical element that guides incident light, as in the measurement optical system SSa of the first embodiment, and is also a one-input, three-output bundle fiber OP in this embodiment.
第1光学系OSb-1は、絞りDIの物体側(被測定物Ob側)に配置され、測定対象の被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像させる光学素子である。より具体的には、本実施形態では、第1光学系OSb-1は、図4に示すように、正の屈折力を持ち、測定対象の被測定物Obからの光像を物体側テレセントリックとなるように中間像として絞りDIの開口面に結像させる1個のレンズ群Grcから成る。 The first optical system OSb-1 is arranged on the object side (object to be measured Ob side) of the diaphragm DI and forms an optical image from the object to be measured Ob as an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI. element. More specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first optical system OSb-1 has a positive refractive power, and the optical image from the object to be measured Ob to be measured is object-side telecentric. It is composed of one lens group Grc that forms an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI so as to form an intermediate image.
第2光学系OSb-2は、絞りDIと光導波路OPとの間に配置され、絞りDIの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路OPに入射させる光学素子である。すなわち、第2光学系OSb-2は、像側テレセントリックなリレーレンズであり、例えば、1個のレンズ群Grdから成る。 The second optical system OSb-2 is arranged between the diaphragm DI and the optical waveguide OP, and is arranged in the optical waveguide OP such that the principal rays of the light beams emitted from the aperture surface of the diaphragm DI are parallel to the optical axis. It is an optical element that allows light to enter. That is, the second optical system OSb-2 is an image-side telecentric relay lens, and is composed of, for example, one lens group Grd.
このような第2実施形態における色彩輝度計Dbに用いられた測定用光学系SSbは、第1実施形態における色彩輝度計Daに用いられた測定用光学系SSaと同様に、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。上記測定用光学系SSbは、均一でエッジがシャープな測定感度を実現でき、比較的小さい測定径でも多くの光量を導光できる。したがって、上記測定用光学系SSbは、より多くの光量を被測定物Obから受光部1に導光できる。上記測定用光学系SSbは、測定面のムラの影響を受け難くなる。
The measurement optical system SSb used in the color luminance meter Db in the second embodiment is similar to the measurement optical system SSa used in the color luminance meter Da in the first embodiment. It is possible to reduce the amount of light loss caused by having a large incident angle, and the light collection efficiency is good. The measurement optical system SSb can achieve uniform measurement sensitivity with sharp edges, and can guide a large amount of light even with a relatively small measurement diameter. Therefore, the measurement optical system SSb can guide a larger amount of light from the object to be measured Ob to the
そして、上記測定用光学系SSbは、第1光学系OSb-1が1個のレンズ群Grcから成るので、より簡易に構成できる。 Further, the measurement optical system SSb can be configured more simply because the first optical system OSb-1 is composed of one lens group Grc.
このような測定用光学系SSbが用いられるので、第2実施形態における色彩輝度計Dbは、第1実施形態における色彩輝度計Daと同様な作用効果を奏する。 Since such a measurement optical system SSb is used, the color luminance meter Db in the second embodiment has the same effects as the color luminance meter Da in the first embodiment.
(第3実施形態)
次に、別の実施形態について説明する。図5は、第3実施形態における測定用光学系の構成を示す図である。(Third Embodiment)
Next, another embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the measurement optical system in the third embodiment.
第1および2実施形態における色彩輝度計Da、Dbは、物体側テレセントリックな第1光学系OSa-1、OSb-1を備える測定用光学系SSa、SSbを用いたが、第3実施形態における色彩輝度計Dcは、特に物体側テレセントリックではない通常の第1光学系OSc-1を備える測定用光学系SScを用いるものである。 The color luminance meters Da and Db in the first and second embodiments use the measurement optical systems SSa and SSb provided with the object-side telecentric first optical systems OSa-1 and OSb-1. The luminance meter Dc uses a measurement optical system SSc that includes a normal first optical system OSc-1 that is not particularly telecentric on the object side.
このような第3実施形態における色彩輝度計Dcは、例えば、図1に示すように、測定用光学系SScと、受光部1と、制御処理部2aと、入力部3と、出力部4と、IF部5とを備える。これら第3実施形態の色彩輝度計Dcにおける受光部1、制御処理部2a、入力部3、出力部4およびIF部5は、それぞれ、第1実施形態の色彩輝度計Daにおける受光部1、制御処理部2a、入力部3、出力部4およびIF部5と同様であるので、その説明を省略する。
For example, as shown in FIG. 1, the color luminance meter Dc in the third embodiment includes a measurement optical system SSc, a
第3実施形態における色彩輝度計Dcに用いられる測定用光学系SScは、例えば、図5に示すように、第1光学系OSc-1と、絞りDIと、第2光学系OSc-2と、光導波路OPとを備える。 For example, as shown in FIG. 5, the measurement optical system SSc used in the color luminance meter Dc in the third embodiment includes a first optical system OSc-1, a diaphragm DI, a second optical system OSc-2, and an optical waveguide OP.
絞りDIは、第1実施形態の測定用光学系SSaと同様に、測定径を規制する光学素子である。光導波路OPは、第1実施形態の測定用光学系SSaと同様に、入射光を導光する光学素子であり、本実施形態でも、1入射3出射のバンドルファイバOPである。 The diaphragm DI is an optical element that regulates the measurement diameter, like the measurement optical system SSa of the first embodiment. The optical waveguide OP is an optical element that guides incident light, as in the measurement optical system SSa of the first embodiment, and is also a one-input, three-output bundle fiber OP in this embodiment.
第1光学系OSc-1は、絞りDIの物体側(被測定物Ob側)に配置され、測定対象の被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像させる光学素子である。より具体的には、本実施形態では、第1光学系OSc-1は、図5に示すように、正の屈折力を持ち、測定対象の被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像させる1個のレンズ群Greから成る。レンズ群Greは、特に物体側テレセントリックである必要はなく、通常の光学系であって良い。なお、第1光学系OSc-1は、正の屈折力を持ち、測定対象の被測定物Obからの光像を中間像として絞りDIの開口面に結像させる複数のレンズ群Greから成っても良い。 The first optical system OSc-1 is arranged on the object side (object to be measured Ob side) of the diaphragm DI, and is an optical system that forms an optical image from the object to be measured Ob as an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI. element. More specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the first optical system OSc-1 has a positive refractive power, and stops the optical image from the object to be measured Ob as an intermediate image. It consists of one lens group Gre that forms an image on the aperture plane of DI. The lens group Gre need not be particularly telecentric on the object side, and may be a normal optical system. The first optical system OSc-1 has a positive refractive power, and is composed of a plurality of lens groups Gre for forming an intermediate image on the aperture surface of the diaphragm DI from an optical image from the object Ob to be measured. Also good.
第2光学系OSc-2は、絞りDIと光導波路OPとの間に配置され、絞りDIの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように光導波路OPに入射させる光学素子である。すなわち、第2光学系OSc-2は、像側テレセントリックなリレーレンズであり、例えば、1個のレンズ群Grfから成る。 The second optical system OSc-2 is arranged between the diaphragm DI and the optical waveguide OP, and is arranged in the optical waveguide OP so that each principal ray of each light beam emitted from the aperture surface of the diaphragm DI is parallel to the optical axis. It is an optical element that allows light to enter. That is, the second optical system OSc-2 is an image-side telecentric relay lens, and is composed of, for example, one lens group Grf.
このような第3実施形態における色彩輝度計Dcに用いられた測定用光学系SScは、第1実施形態における色彩輝度計Daに用いられた測定用光学系SSaと同様に、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。上記測定用光学系SScは、均一でエッジがシャープな測定感度を実現でき、比較的小さい測定径でも多くの光量を導光できる。したがって、上記測定用光学系SScは、より多くの光量を被測定物Obから受光部1に導光できる。上記測定用光学系SScは、測定面のムラの影響を受け難くなる。
The measurement optical system SSc used in the color luminance meter Dc in the third embodiment is similar to the measurement optical system SSa used in the color luminance meter Da in the first embodiment. It is possible to reduce the amount of light loss caused by having a large incident angle, and the light collection efficiency is good. The measurement optical system SSc can achieve uniform measurement sensitivity with sharp edges, and can guide a large amount of light even with a relatively small measurement diameter. Therefore, the measurement optical system SSc can guide a larger amount of light from the object to be measured Ob to the
このような測定用光学系SScが用いられるので、第3実施形態における色彩輝度計Dcは、第1実施形態における色彩輝度計Daと同様な作用効果を奏する。 Since such a measurement optical system SSc is used, the color luminance meter Dc in the third embodiment has the same effects as the color luminance meter Da in the first embodiment.
(第4ないし第6実施形態)
次に、別の実施形態について説明する。図6は、第4ないし第6実施形態における色彩計の構成を示すブロック図である。(Fourth to Sixth Embodiments)
Next, another embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a colorimeter according to fourth to sixth embodiments.
第1ないし第3実施形態は、それぞれ、測定用光学系SSa、SSb、SScそれぞれを用いた色彩輝度計Da、Db、Dcであったが、第4ないし第6実施形態は、それぞれ、測定用光学系SSa、SSb、SScそれぞれを用いた色彩計Dd、De、Dfである。 The first to third embodiments are color luminance meters Da, Db, and Dc using measurement optical systems SSa, SSb, and SSc, respectively. Colorimeters Dd, De, and Df using optical systems SSa, SSb, and SSc, respectively.
このような第4実施形態における色彩計Ddは、例えば、図6に示すように、測定用光学系SSaと、受光部1と、制御処理部2bと、入力部3と、出力部4と、IF部5と、照明部7とを備える。これら第4実施形態の色彩計Ddにおける測定用光学系SSa、受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5は、それぞれ、第1実施形態の色彩輝度計Daにおける測定用光学系SSa、受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5と同様であるので、その説明を省略する。
For example, as shown in FIG. 6, the colorimeter Dd in such a fourth embodiment includes a measurement optical system SSa, a
照明部7は、所定のジオメトリで被測定物Obに照明光を照射する装置であり、例えば、制御処理部2bに接続され、制御処理部2bの制御に従って光を放射する光源部と、前記光源部から放射された光を前記所定のジオメトリで被測定物Obに照明光として照射する照明光学系とを備える。図6には、一例として45°:0°のジオメトリが図示されているが、ジオメトリは、これに限定されず、任意であって良い。 The illumination unit 7 is a device that irradiates the object to be measured Ob with illumination light in a predetermined geometry. and an illumination optical system for irradiating the object to be measured Ob with the light emitted from the unit as illumination light in the predetermined geometry. Although FIG. 6 shows a 45°:0° geometry as an example, the geometry is not limited to this and may be arbitrary.
制御処理部2bは、色彩計Ddの各部1、3~5、7を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、色彩輝度計Dd全体の制御を司るものである。そして、制御処理部2bは、入力部3で受け付けた指示に応じて被測定物Obからの光を測定用光学系SSaおよび受光部1で測定し、受光部1から出力された電気信号に基づいて被測定物Obの色を求め、この求めた被測定物Obの色を出力部4に出力する。また必要に応じて、制御処理部2bは、前記求めた被測定物Obの色をIF部5から出力する。本実施形態では、制御処理部2bは、受光部1から出力されたX信号、Y信号およびZ信号から、公知の手法によって被測定物Obの色を求める。制御処理部2bは、例えば、マイクロプロセッサを備えて構成される。
The
このような第4実施形態における色彩計Ddでは、照明部7は、照明光で被測定物Obを照明し、その反射光が測定用光学系SSaに入射される。被測定物Obからの光(ここでは反射光)は、測定用光学系SSaによって第1実施形態と同様に導光され、受光部1で受光され、受光部1でX信号、Y信号およびZ信号として光電変換される。受光部1は、これらX信号、Y信号およびZ信号を制御処理部2bに出力し、制御処理部2bは、これらX信号、Y信号およびZ信号から被測定物Obの色を求め、この求めた被測定物Obの色を出力部4に出力する。
In the colorimeter Dd according to the fourth embodiment, the illumination unit 7 illuminates the object to be measured Ob with illumination light, and the reflected light is incident on the measurement optical system SSa. Light (here, reflected light) from the object to be measured Ob is guided by the measurement optical system SSa in the same manner as in the first embodiment, received by the
このような第4実施形態における色彩計Ddに用いられた測定用光学系SSaは、第1実施形態と同様な作用効果を奏する。このような測定用光学系SSaが用いられるので、第4実施形態における色彩計Ddは、SN比を向上でき、より精度良く測色できる。上記色彩計Ddは、特に、低輝度域の測定に対し有利である。また、上記色彩計Ddは、測定径をより小さくでき、空間的な分解能を向上できる。 The measurement optical system SSa used in the colorimeter Dd of the fourth embodiment has the same effects as those of the first embodiment. Since such a measurement optical system SSa is used, the colorimeter Dd in the fourth embodiment can improve the SN ratio and perform colorimetry with higher accuracy. The colorimeter Dd is particularly advantageous for measuring low luminance regions. In addition, the colorimeter Dd can have a smaller measurement diameter and an improved spatial resolution.
第5実施形態における色彩計Deは、例えば、図6に示すように、測定用光学系SSbと、受光部1と、制御処理部2bと、入力部3と、出力部4と、IF部5と、照明部7とを備える。これら第5実施形態の色彩計Deにおける受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5は、それぞれ、第1実施形態の色彩輝度計Daにおける受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5と同様であるので、その説明を省略する。第5実施形態の色彩計Deにおける測定用光学系SSbは、第2実施形態の色彩輝度計Dbにおける測定用光学系SSbと同様であるので、その説明を省略する。これら第5実施形態の色彩計Deにおける制御処理部2bおよび照明部7は、それぞれ、第4実施形態の色彩輝度計Ddにおける制御処理部2bおよび照明部7と同様であるので、その説明を省略する。
For example, as shown in FIG. 6, the colorimeter De in the fifth embodiment includes a measurement optical system SSb, a
このような第5実施形態における色彩計Deに用いられた測定用光学系SSbは、第2実施形態と同様な作用効果を奏する。このような測定用光学系SSbが用いられるので、第5実施形態における色彩計Deは、第4実施形態における色彩輝度計Ddと同様な作用効果を奏する。 The measurement optical system SSb used in the colorimeter De of the fifth embodiment has the same effects as those of the second embodiment. Since such a measurement optical system SSb is used, the colorimeter De in the fifth embodiment has the same effect as the color luminance meter Dd in the fourth embodiment.
第6実施形態における色彩計Dfは、例えば、図6に示すように、測定用光学系SScと、受光部1と、制御処理部2bと、入力部3と、出力部4と、IF部5と、照明部7とを備える。これら第6実施形態の色彩計Dfにおける受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5は、それぞれ、第1実施形態の色彩輝度計Daにおける受光部1、入力部3、出力部4およびIF部5と同様であるので、その説明を省略する。第6実施形態の色彩計Dfにおける測定用光学系SScは、第3実施形態の色彩輝度計Dcにおける測定用光学系SScと同様であるので、その説明を省略する。これら第6実施形態の色彩計Dfにおける制御処理部2bおよび照明部7は、それぞれ、第4実施形態の色彩輝度計Ddにおける制御処理部2bおよび照明部7と同様であるので、その説明を省略する。
The colorimeter Df in the sixth embodiment includes, for example, as shown in FIG. and an illumination unit 7 . The
このような第6実施形態における色彩計Dfに用いられた測定用光学系SScは、第3実施形態と同様な作用効果を奏する。このような測定用光学系SSaが用いられるので、第6実施形態における色彩計Dfは、第4実施形態における色彩輝度計Ddと同様な作用効果を奏する。 The measurement optical system SSc used in the colorimeter Df of the sixth embodiment has the same effects as those of the third embodiment. Since such a measurement optical system SSa is used, the colorimeter Df in the sixth embodiment has the same effect as the color luminance meter Dd in the fourth embodiment.
なお、上述の第1ないし第6実施形態において、測定用光学系SSa~SScにおける第2光学系OSa-2、OSb-2、OSc-2における像側開口数NA1は、光導波路(上述ではバンドルファイバ)OPの開口数NA2以上であっても良い(NA1≧NA2)。このような測定用光学系SSa~SScでは、NA1≧NA2であるので、測定用光学系SSa~SScから出射した光は、その一部が光導波路(バンドルファイバ)OPを伝搬できず、光量ロスを生じるが、図2Cおよび図7Bを用いた上述の説明から分かるように、この生じる光量ロスのロス量を従前に較べて低減できる。これら実施形態における測定用光学系SSa~SScは、NA1≧NA2の場合に、効果的である。 In the first to sixth embodiments described above, the image-side numerical aperture NA1 in the second optical systems OSa-2, OSb-2, and OSc-2 in the measurement optical systems SSa to SSc The numerical aperture of the fiber OP may be greater than or equal to NA2 (NA1≧NA2). In such measurement optical systems SSa to SSc, since NA1≧NA2, part of the light emitted from the measurement optical systems SSa to SSc cannot propagate through the optical waveguide (bundle fiber) OP, resulting in a light amount loss. However, as can be seen from the above description using FIGS. 2C and 7B, the loss amount of the light amount loss that occurs can be reduced compared to before. The measurement optical systems SSa to SSc in these embodiments are effective when NA1≧NA2.
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。 Although this specification discloses various aspects of the technology as described above, the main technologies thereof are summarized below.
一態様にかかる測定用光学系は、絞りと、入射光を導光する光導波路と、前記絞りの物体側に配置され、測定対象からの光像を前記絞りの開口面に結像させる第1光学系と、前記絞りと前記光導波路との間に配置され、前記絞りの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように前記光導波路に入射させる第2光学系とを備える。 A measurement optical system according to one aspect includes a diaphragm, an optical waveguide that guides incident light, and a first optical system that is arranged on the object side of the diaphragm and forms an optical image from a measurement target on an aperture surface of the diaphragm. A second optical system disposed between the optical system, the diaphragm, and the optical waveguide, and configured to cause each principal ray of each light beam emitted from the aperture surface of the diaphragm to enter the optical waveguide so as to be parallel to the optical axis. and a system.
このような測定用光学系は、第1光学系が、測定対象からの光像を前記絞りの開口面に結像させて中間像を形成し、第2光学系が、絞りの開口面から出射される各光束の各主光線が光軸に平行となるように前記光導波路に入射させる。このため、上記測定用光学系は、軸外の光束が大きな入射角を持つことによって生じてしまう光量ロスを低減でき、集光効率が良い。上記測定用光学系は、前記中間像を形成するので、均一でエッジがシャープな測定感度を実現でき、比較的小さい測定径でも多くの光量を導光できる。したがって、上記測定用光学系は、より多くの光量を被測定物から受光部に導光できる。 In such a measurement optical system, the first optical system forms an intermediate image by forming an optical image from the object to be measured on the aperture surface of the diaphragm, and the second optical system emits light from the aperture surface of the diaphragm. Each principal ray of each luminous flux is made incident on the optical waveguide so as to be parallel to the optical axis. Therefore, the optical system for measurement can reduce the loss of light amount caused by the off-axis light flux having a large incident angle, and has good light collection efficiency. Since the optical system for measurement forms the intermediate image, uniform measurement sensitivity with sharp edges can be achieved, and a large amount of light can be guided even with a relatively small measurement diameter. Therefore, the measurement optical system can guide a larger amount of light from the object to be measured to the light receiving section.
他の一態様では、上述の測定用光学系において、前記第1光学系は、正の屈折力を持ち、測定対象からの光像を物体側テレセントリックとなるように前記絞りの開口面に結像させる2個の第1および第2レンズ群から成る。 In another aspect, in the measurement optical system described above, the first optical system has a positive refractive power, and forms an optical image from the object to be measured on the aperture surface of the diaphragm so as to be telecentric on the object side. It consists of two first and second lens groups that allow the
このような測定用光学系は、前記第2光学系により両側テレセントリックの場合のように結像関係にはならないから、測定面のムラの影響を受け難くなる。上記測定用光学系は、前記第1光学系が2個の第1および第2レンズ群から成るので、より多くの光量を集光でき、必要に応じて色収差も補正し易くなる。 Since such a measurement optical system does not have an image forming relationship due to the second optical system, unlike the double-telecentric system, it is less likely to be affected by unevenness on the measurement surface. In the measurement optical system, since the first optical system is composed of two lens groups, the first and second lens groups, a larger amount of light can be collected, and chromatic aberration can be easily corrected as necessary.
他の一態様では、上述の測定用光学系において、前記第1光学系は、正の屈折力を持ち、測定対象からの光像を物体側テレセントリックとなるように前記絞りの開口面に結像させる1個のレンズ群から成る。 In another aspect, in the measurement optical system described above, the first optical system has a positive refractive power, and forms an optical image from the object to be measured on the aperture surface of the diaphragm so as to be telecentric on the object side. It consists of one lens group that allows
このような測定用光学系は、前記態様と同一の理由により、測定面のムラの影響を受け難くなる。上記測定用光学系は、前記第1光学系が1個のレンズ群から成るので、より簡易に構成できる。 Such a measurement optical system is less susceptible to unevenness on the measurement surface for the same reason as in the above embodiment. The measurement optical system can be constructed more simply because the first optical system is composed of one lens group.
他の一態様では、これら上述の測定用光学系において、前記第2光学系における像側開口数NA1は、前記光導波路の開口数NA2以上である(NA1≧NA2)。 In another aspect, in the above-described measuring optical system, the image-side numerical aperture NA1 in the second optical system is equal to or greater than the numerical aperture NA2 in the optical waveguide (NA1≧NA2).
このような測定用光学系は、光量ロスが生じるが、この生じる光量ロスのロス量を従前に較べて低減できる。 Although such a measurement optical system causes a loss of the amount of light, the loss amount of the loss of the amount of light that occurs can be reduced compared to before.
他の一態様にかかる色彩輝度計は、これら上述のいずれかの測定用光学系を用いる。 A color luminance meter according to another aspect uses any one of the measurement optical systems described above.
このような色彩輝度計は、これら上述のいずれかの測定用光学系を用いるので、より多くの光量を被測定物から受光部に導光できる。このため、上記色彩輝度計は、SN比(Signal-to-Noise ratio)を向上でき、より精度良く測色できる。上記色彩輝度計は、特に、低輝度域の測定に対し有利である。また、上記色彩輝度計は、測定径をより小さくでき、空間的な分解能を向上できる。 Since such a color luminance meter uses any one of the optical systems for measurement described above, a larger amount of light can be guided from the object to be measured to the light receiving section. Therefore, the color luminance meter can improve the SN ratio (Signal-to-Noise ratio) and perform colorimetry with higher accuracy. The color luminance meter is particularly advantageous for measuring low luminance regions. In addition, the color luminance meter can have a smaller measurement diameter and can improve the spatial resolution.
他の一態様にかかる色彩計は、これら上述のいずれかの測定用光学系を用いる。 A colorimeter according to another aspect uses any one of the measurement optical systems described above.
このような色彩計は、これら上述のいずれかの測定用光学系を用いるので、より多くの光量を被測定物から受光部に導光できる。このため、上記色彩計は、SN比を向上でき、より精度良く測色できる。特に、低輝度域の測定に対し有利である。また、上記色彩計は、測定径をより小さくでき、空間的な分解能を向上できる。 Since such a colorimeter uses any one of the optical systems for measurement described above, a larger amount of light can be guided from the object to be measured to the light receiving section. Therefore, the colorimeter can improve the SN ratio and measure colors with higher accuracy. In particular, it is advantageous for measurement of low luminance regions. In addition, the colorimeter can have a smaller measurement diameter and an improved spatial resolution.
この出願は、2017年6月15日に出願された日本国特許出願特願2017-117588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。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-117588 filed on June 15, 2017, the content of which is included in the present application.
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。 While embodiments of the present invention have been illustrated and described in detail, this is done by way of illustration and example only, and not limitation. The scope of the invention should be construed by the language of the appended claims.
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。 Although the present invention has been adequately and fully described above through embodiments with reference to the drawings in order to express the present invention, modifications and/or improvements to the above-described embodiments can easily be made by those skilled in the art. It should be recognized that it is possible. Therefore, to the extent that modifications or improvements made by those skilled in the art do not depart from the scope of the claims set forth in the claims, such modifications or improvements do not fall within the scope of the claims. is interpreted to be subsumed by
本発明によれば、被測定物からの光を受光部に導光する測定用光学系、これを用いた色彩輝度計、および、これを用いた色彩計が提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical system for a measurement which light-guides the light from to-be-measured object to a light-receiving part, the color luminance meter using the same, and the colorimeter using the same can be provided.
Claims (6)
入射光を導光する光導波路と、
前記絞りの物体側に配置され、測定対象からの光像を前記絞りの開口面に結像させる第1光学系と、
前記絞りと前記光導波路との間に配置され、前記絞りの開口面から出射される各光束の各光束中心が光軸に平行となるように前記光導波路に入射させる、像側テレセントリックの第2光学系とを備える、
測定用光学系。 Aperture and
an optical waveguide for guiding incident light;
a first optical system arranged on the object side of the diaphragm for forming an optical image from a measurement target on an aperture plane of the diaphragm;
An image-side telecentric second optical waveguide arranged between the diaphragm and the optical waveguide, and made incident on the optical waveguide so that the center of each beam emitted from the aperture surface of the diaphragm is parallel to the optical axis. an optical system;
Optical system for measurement.
請求項1に記載の測定用光学系。 The first optical system has a positive refractive power and consists of two first and second lens groups that form an optical image from the object to be measured on the aperture surface of the aperture so as to be telecentric on the object side.
The optical system for measurement according to claim 1.
請求項1に記載の測定用光学系。 The first optical system has a positive refractive power and consists of one lens group that forms an optical image from the object to be measured on the aperture surface of the aperture so as to be telecentric on the object side.
The optical system for measurement according to claim 1.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の測定用光学系。 The image-side numerical aperture of the second optical system is equal to or greater than the numerical aperture of the optical waveguide,
The measurement optical system according to any one of claims 1 to 3.
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