光学特性测定装置以及光学特性测定方法与流程

本发明涉及对例如亮度、色彩以及光泽等预定的光学特性进行测定的光学特性测定装置以及光学特性测定方法，特别是涉及能够使测定角可变的光学特性测定装置以及光学特性测定方法。

背景技术：

近年来，在例如涂饰、成型、印刷、纤维以及农业等各种产业领域中，产品的亮度、色彩以及光泽等预定的光学特性的管理正在被重视。作为对该所述预定的光学特性进行测定的装置，已知例如亮度计、分光测色仪、色彩计(色彩色差计)以及光泽仪等光学特性测定装置，其中之一是例如专利文献1公开的二维测色仪。

该专利文献1公开的二维测色仪具备：分束器，将来自试样的光分光到第1光路和第2光路；第1、第2、第3光学滤波器，配置于被导入到上述第1光路的光所通过的位置，分光透射率与预定的三维表色系的等色函数近似；二维受光检测单元，分别针对上述试样面的多个测定点，接收通过了该第1、第2、第3光学滤波器的光；分光检测单元，针对从上述测定点中的特定点导入到上述第2光路的光，检测分光分布；三刺激值运算单元，根据检测到的上述分光分布，计算上述三维表色系的三刺激值；以及运算单元，使用计算出的上述三刺激值和上述特定点处的上述二维受光检测单元的检测结果的关系，针对上述特定点以外的上述测定点，根据上述二维受光检测单元的检测结果来计算上述三刺激值。这样的二维测色仪通过上述运算单元，使用上述三刺激值和上述特定点处的上述二维受光检测单元的检测结果的关系，针对上述特定点以外的上述测定点，根据上述二维受光检测单元的检测结果来计算三刺激值，所以能够用精度相对高的三刺激值来校正精度相对低的二维受光检测单元的检测结果，因此能够通过简易的结构，高精度地测定上述特定点以外的上述测定点。

另外，在如所述专利文献1公开的二维测色仪那样具备对光学特性进行测定的精度相互不同的第1及第2这两个分光测定部的情况下，例如期望想要根据测定目的、装置的用途等来变更第1分光测定部的测定角与第2分光测定部的测定角的比例。

例如，在液晶显示器的亮度分布的测定中，针对液晶显示器的画面中央部，通过第1分光测定部以测定角1°进行光点测定(spot测定)，并且针对液晶显示器的画面整体，通过第2分光测定部以测定角10°进行二维测定。另一方面，在汽车的仪表板(仪表面板(instrument panel)、仪表盘)中的显示字符的亮度分布的测定中，针对显示字符的中央部，通过第1分光测定部以测定角1°进行光点测定(spot测定)，并且针对仪表板整体，通过第2分光测定部以测定角20°进行二维测定。如果想要通过1台光学特性测定装置来实现这样的液晶显示器的亮度分布的测定和仪表板中的显示字符的亮度分布的测定，则需要变更第1分光测定部的测定角和第2分光测定部的测定角的比例。然而，以往例如如所述专利文献1公开的二维测色仪那样所述比例是固定的，在这样的状态下无法通过1台光学特性测定装置来实现所述两个测定。

专利文献1：日本特开平6-201472号公报

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情形而完成的发明，其目的在于提供一种能够使测定角可变的光学特性测定装置以及光学特性测定方法。

在本发明的光学特性测定装置以及光学特性测定方法中，以相互不同的精度，通过第1及第2分光测定部对被测定光进行分光来测定，并根据它们的第1及第2测定结果来求出所述被测定光的预定的光学特性，所述第1及第2分光测定部中的第1及第2测定角之中的至少一方能够通过测定角可变光学系统而可变。因此，这样的光学特性测定装置以及光学特性测定方法能够使测定角可变。

上述以及其他的本发明的目的、特征以及优点通过以下的详细的记载和附图将变得明确。

附图说明

图1是示出实施方式中的光学特性测定装置的结构的图。

图2是作为一个代表例而示出铝制镜的相对于入射角的偏振依赖性的图。

图3是示出所述光学特性测定装置中的第2分光测定部的结构的图。

图4是用于说明所述第2分光测定部中的光学滤波器的分光响应度的图。

图5是用于说明所述光学特性测定装置中的测定角可变光学系统的动作的图。

图6是用于说明所述光学特性测定装置的亮度分布测定的图。

图7是示出所述光学特性测定装置中的变形形态的结构的图。

图8是用于说明以第1分光测定部的第1测定角测定的第1区域与第2分光测定部的二维传感器的关系的图。

具体实施方式

以下，根据附图，说明本发明的一个实施方式。此外，在各图中附加了同一符号的结构表示同一结构，适当地省略其说明。在本说明书中，在总称的情况下用省略了下标的参照符号来表示，在指示单个的结构的情况下用附加了下标的参照符号来表示。

图1是示出实施方式中的光学特性测定装置的结构的图。图2是作为一个代表例而示出铝制镜的相对于入射角的偏振依赖性的图。图2的横轴是入射角，其纵轴是反射率。Rp是P偏振光的反射特性，Rs是S偏振光的反射特性，R是Rp和Rs的平均反射特性。图3是示出所述光学特性测定装置中的第2分光测定部的结构的图。图3A示出第1形态的第2分光测定部，图3B示出第2形态的第2分光测定部，另外，图3C示出第3形态的第2分光测定部。图4是用于说明所述第2分光测定部中的光学滤波器的分光响应度的图。图4A示出CIE等色函数的情况，图4B以及C分别示出其他情况。图4A至C的各横轴是用nm单位来表示的波长，图4A至C的各纵轴表示响应度。响应度表示针对某个输入有多少输出。

本实施方式中的光学特性测定装置D是对例如亮度、色彩以及光泽等预定的光学特性进行测定的例如亮度计、分光测色仪、色彩计(色彩色差计)以及光泽仪等装置。作为一个例子，在本实施方式中，以下说明光学特性测定装置D是测定被测定光的色彩作为预定的光学特性的测色仪的情况，但显然光学特性测定装置D如上所述那样既可以是测定例如亮度作为预定的光学特性的亮度计，另外也可以是测定例如光泽作为预定的光学特性的光泽仪。

作为该一个例子的测色仪的光学特性测定装置D例如如图1所示具备第1分光测定部1、第2分光测定部2、测定角可变光学系统3、控制处理部4以及分支镜5，在本实施方式中还具备受光光学系统6、孔径光阑7、输入输出部8以及存储部9。

受光光学系统6是接受从测定区域SP放射的测定对象的被测定光，并经由孔径光阑7以及分支镜5而在预定的位置P1处制作测定对象的像(第1像)IM1并使所述接受的被测定光进行收敛的例如物镜等光学系统。受光光学系统6构成为具备一个或者多个光学透镜等光学元件。在图1所示的例子中，受光光学系统6作为整体具有正的光焦度(光学功率、焦距的倒数)，构成为具备双凸的正透镜和向像侧凸起的弯月透镜的接合透镜。被测定光既可以是在测定区域SP中配置测定对象的光源并从所述光源放射的光(光源自身的光)，另外也可以是在测定区域SP中配置测定对象的物体且从预定的光源放射的光被所述物体所反射得到的反射光。

孔径光阑7是对通过该孔径光阑7的光束的尺寸(光束尺寸、例如光束直径等)进行规定的部件。孔径光阑7是例如具有贯通孔且由针对被测定光的波长范围具有遮光性的材料所形成的板状部件。根据通过该孔径光阑7的所述光束的尺寸来设定所述贯通孔的尺寸。孔径光阑7配置于靠近分支镜侧的预定的位置。

分支镜5是配置于所述被测定光的光束中且将所述被测定光的光束之中的一部分光束的光路弯曲而向第1分光测定部1进行导光，并且将所述被测定光的光束之中的剩余的光束向第2分光测定部2进行导光的反射镜。在图1所示的例子中，分支镜5是尺寸比配置该分支镜5的位置(配置位置)处的所述被测定光的光束尺寸更小的反射镜。这样的分支镜5能够配置在所述被测定光的光束内，能够将所述被测定光的光束中的剖面面积(以光轴为法线的平面中的面积)的一部分光束进行反射并弯曲而向第1分光测定部1进行导光，能够将所述剖面面积的剩余部分的光束原样地向第2分光测定部2进行导光。在图1所示的例子中，所述剖面面积的一部分光束是从测定区域SP以角度α2进行扩散的光束，所述剖面面积的剩余部分的光束是从由测定区域SP以角度α1进行扩散的光束中去掉所述角度α2的光束而得到的光束(α1>α2)。

此外，分支镜5也可以是例如具有贯通孔的反射镜(圆环型镜)。这样的分支镜5通过配置成使其贯通孔位于所述被测定光的光束内，从而能够使所述被测定光的光束之中的通过了所述贯通孔的光束向第2分光测定部2进行导光，能够使所述被测定光的光束之中的剩余的光束在该分支镜5中的所述贯通孔以外的镜部分中反射并弯曲而向第1分光测定部1进行导光。

另外，例如分支镜5也可以是所谓的半透半反镜(半透镜)。

在此，半透半反镜一般具有比较大的偏振依赖性，所以分支镜5优选为这些上述相对小尺寸的反射镜或具有贯通孔的反射镜。特别是，根据偏振依赖性小的观点，分支镜5优选为例如用铝、银(包括它们的合金)等金属材料来形成反射膜的金属反射镜。例如，用铬(Cr)来形成反射膜的半透半反镜的偏振依赖性是约1.5倍，但用铝(Al)来形成反射膜的反射镜的偏振依赖性是约1.05倍。此外，偏振依赖性是指P偏振光的反射率与S偏振光的反射率之比。

另外，在分支镜5是这些上述相对小尺寸的反射镜或具有贯通孔的反射镜的情况下，分支镜5优选为相对以光轴AX为法线的基准面，以小于45度的角度来配置。通常，镜的偏振依赖性依赖于入射角，入射角越小则变得越小。特别是，在45度以上时，偏振依赖性变大。在图2中，作为一个代表例，示出了铝制镜的情况下的相对于入射角的偏振依赖性。因此，通过这样相对所述基准面以小于45度的角度来配置分支镜5，从而被测定光相对分支镜5的入射角小于45度。因此，这样的光学特性测定装置D能够进一步使偏振依赖性变小。

测定角可变光学系统3是被入射在所述预定的位置P1处通过受光光学系统6制作第1像IM1的被测定光、并在预定的位置P2处制作测定对象的像(第2像)IM2而再收敛的中继光学系统，在本实施方式中，使第2分光测定部2的第2测定角可变。这样的测定角可变光学系统3是例如具备多个透镜群且通过使所述多个透镜群之中的一个或者多个沿着光轴AX方向移动，从而能够使焦距(中继倍率)可变的缩放光学系统(中继缩放光学系统)。这样的测定角可变光学系统3通过变更焦距而使视场角变化，能够使第2测定角可变。

在一个例子中，测定角可变光学系统3从物体侧向像侧，依次具备作为整体具有负的光焦度的负的第1透镜群31、和作为整体具有正的光焦度的正的第2透镜群32。第1透镜群31构成为具备一个或者多个光学透镜，主要作为变换器(缩放系统)发挥功能。第2透镜群32构成为具备一个或者多个光学透镜，主要作为补偿器(校正系统)发挥功能。在本实施方式中，这些第1及第2透镜群31、32在缩放时沿着光轴方向进行移动，由此测定角可变光学系统3使焦距可变。

这样在本实施方式中，通过使焦距可变的中继缩放光学系统，比较简单地实现测定角可变光学系统3。

第1及第2分光测定部1、2分别是与控制处理部4连接，并依照控制处理部4的控制而对被测定光进行分光来测定的装置。由分支镜5反射并使光路弯曲的、所述被测定光的全部光束之中的所述一部分光束(角度α2的光束)被导光到第1分光测定部1，第1分光测定部1以第1精度对该所述一部分光束进行分光来测定，并将其测定结果(第1测定结果)输出到控制处理部4。未由所述分支镜5反射并使光路弯曲的、所述被测定光的全部光束之中的所述剩余的光束(从角度α1的光束中去掉角度α2的光束得到的光束)被导光到第2分光测定部2，第2分光测定部1以第2精度对该所述剩余的光束进行分光来测定，并将其测定结果(第2测定结果)输出到控制处理部4。这些第1及第2分光测定部1、2的精度相互不同。在本实施方式中，第1分光测定部1的第1精度比第2分光测定部2的第2精度更高。即，第1分光测定部1的精度比第2分光测定部2更高。

更具体而言，第1分光测定部1是进行将所述被测定光作为1点来测定而输出1个第1测定结果的光点测定(spot测定、1点测定)的装置，测定从相对窄的测定区域SP(例如第1测定角是约0.1°～约3°的范围)放射的被测定光。即，第1分光测定部1与被测定光的放射位置无关地将被测定光作为1个来处理而进行测定。这样的第1分光测定部1是例如利用衍射光栅等分光光学元件以预定的波长间隔对被测定光进行分光来测定的分光型测光计。该分光型的第1分光测定部1具备例如透镜系统12、反射型衍射光栅13、线传感器(line sensor)14、以及收容这些透镜系统12、反射型衍射光栅13及线传感器14的框体10。框体10是由针对线传感器14可受光的波长范围具有遮光性的材料所形成的箱体，在其一侧面形成有将由分支镜5反射并使光路弯曲的被测定光的所述一部分向该框体10内进行导光的例如狭缝形状等的入射孔径11。第1分光测定部1被配置成使该入射孔径11位于通过所述受光光学系统6来制作测定对象的像(第1像)IM1而使所述被测定光收敛的位置P3(与所述位置P1相当的位置)。从入射孔径11入射的所述被测定光入射到透镜系统12，通过该透镜系统12被平行化(准直)而入射到反射型衍射光栅13，并通过反射型衍射光栅13衍射并反射。该反射光再次入射到透镜系统12，并通过该透镜系统12在线传感器14的受光面上作为光学像的波长色散像而被成像。线传感器14构成为具备沿着一个方向排列的多个光电变换元件。所述光电变换元件是例如硅光电二极管(SPD)等。线传感器14利用所述多个光电变换元件分别对形成在所述受光面上的光学像的波长色散像进行光电变换，从而生成表示各波长的每一个波长的强度等级的电信号。然后，线传感器14将该电信号(第1测定结果)输出到控制处理部4。

第2分光测定部2是进行将所述被测定光作为面而二维地进行测定并输出二维分布的第2测定结果的二维测定的装置，测定从相对宽的测定区域SP(例如第2测定角是约10°～约30°的范围)放射的被测定光。即，第2分光测定部2针对被测定光的每个放射位置，测定被测定光来测定光学特性的分布。这样的第2分光测定部2是利用例如光学滤波器等而将被测定光分光为预定的波长范围来测定的三刺激值型测光计。这样的三刺激值型的第2分光测定部2是例如图1以及图3A所示的第1形态中的旋转方式的第2分光测定部2a。该第1形态的第2分光测定部2a具备滤波器选择部21和二维传感器(区段传感器)22。滤波器选择部21是从多个光学滤波器211中选择在被测定光的滤波中使用的1个光学滤波器211的装置。滤波器选择部21具备多个光学滤波器211、保持这些多个光学滤波器211的滤波器保持部件212、以及生成用于使滤波器保持部件212移动的驱动力的马达213。在图1以及图3A所示的例子中，多个光学滤波器211具备具有相互不同的分光响应度的第1至第3这3个光学滤波器211-R、211-G、211-B。这些第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B分别具有例如如图4A所示与CIE(国际照明委员会)等色函数近似的分光响应度。即，第1光学滤波器211-R具有与CIE等色函数z(λ)近似的分光响应度，第2光学滤波器211-G具有与CIE等色函数y(λ)近似的分光响应度，另外第3光学滤波器211-B具有与CIE等色函数x(λ)近似的分光响应度。或者，这些第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B也可以分别具有例如图4B、图4C所示的分光响应度。滤波器保持部件212是在例如周向上等间隔地形成了第1至第4这4个贯通孔径的圆板。这些第1至第4贯通孔径以与第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B对应的大小来形成，在第1至第3贯通孔径中分别嵌入第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B，通过例如粘接剂等来粘接固定。此外，在本实施方式中，在第4贯通孔径中未嵌入光学滤波器。或者，也可以在第4贯通孔径中嵌入ND滤波器并固定。另外，滤波器保持部件212在其中心位置插通旋转轴214，并在其周面对齿进行了切齿加工，而变成齿轮(gear)。在马达213的输出轴安装有齿轮。马达213的所述齿轮与滤波器保持部件212的齿轮啮合，马达213的驱动力被传递到滤波器保持部件212。由此，滤波器保持部件212以所述旋转轴214为中心而进行旋转驱动。另外，滤波器保持部件212以每当第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B的各光轴依次旋转时与第2分光测定部2的光轴一致的方式，配置于测定角可变光学系统3与二维传感器之间。二维传感器22构成为具备在相互线性独立的2个方向(例如相互正交的2个方向)上按照二维阵列状排列的多个光电变换元件(像素的一个例子)。所述光电变换元件是例如硅光电二极管(SPD)等。二维传感器22被配置成使其受光面位于通过所述测定角可变光学系统3来制作测定对象的像(第2像)IM2而使所述被测定光再收敛的所述位置P2。在这样的第2分光测定部2中，未由分支镜5弯曲光路而是原样地前进的被测定光的所述剩余的部分经由第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B中的某一个，并通过测定角可变光学系统3在二维传感器22的受光面上制作测定对象的像(第2像)IM2而再收敛。二维传感器22利用所述多个光电变换元件分别对形成在所述受光面上的所述第2像IM2进行光电变换，从而生成表示各光电变换元件(像素)的每一个光电变换元件(像素)的强度等级的电信号。然后，二维传感器22将该电信号(第2测定结果)输出到控制处理部4。在此，通过以使第1至第3光学滤波器211-R、211-G、211-B中的某个光学滤波器211位于第2分光测定部2的光轴上的方式依次进行选择，从而将与该光学滤波器211对应的第2测定结果从二维传感器22输出到控制处理部4。即，在上述例子中，通过使CIE等色函数z(λ)的第1光学滤波器211-R位于第2分光测定部2的光轴上，从而将与Z刺激值有关的第2测定结果从二维传感器22输出到控制处理部4，通过使CIE等色函数y(λ)的第2光学滤波器211-G位于第2分光测定部2的光轴上，从而将与Y刺激值有关的第2测定结果从二维传感器22输出到控制处理部4，另外通过使CIE等色函数x(λ)的第3光学滤波器211-B位于第2分光测定部2的光轴上，从而将与X刺激值有关的第2测定结果从二维传感器22输出到控制处理部4。

此外，第2分光测定部2不限于该第1形态的分光测定部2a，也可以是图3B所示的第2形态中的三板式棱镜方式的第2分光测定部2b，另外也可以是图3C所示的第3形态中的依次分支方式的第2分光测定部2c。

该图3B所示的第2形态的第2分光测定部2b具备第1至第3这3个棱镜23-R、23-G、23-B、和第1至第3这3个二维传感器24-R、24-G、24-B。第1至第3棱镜23-R、23-G、23-B大致为三棱柱形状。第2棱镜23-G的第1侧面及第1棱镜23-R的第1侧面分别抵接到第3棱镜23-B中的相互邻接的第1及第2侧面。在该第3棱镜23-B的第1侧面及第2棱镜23-G的第1侧面中的某一方中，形成使G(绿)的波长范围的光反射并且使R(红)以及B(蓝)的波长范围的各光透射的第1光学滤波器膜，在第3棱镜23-B的第2侧面及第1棱镜23-R的第1侧面中的某一方中，形成使R(红)的波长范围的光反射并且使B(蓝)的波长范围的光透射的第2光学滤波器膜。在第3棱镜23-B的第3侧面中，以使其受光面与该第3侧面相向的方式配置第3二维传感器24-B。此外，也可以在第3棱镜23-B的第3侧面与第3二维传感器24-B的受光面之间存在仅使B(蓝)的波长范围透射的B光学滤波器25-B。第2棱镜23-B的第2侧面为被测定光的入射面，在第2棱镜23-G的第3侧面中，以使其受光面与该第3侧面相向的方式配置第2二维传感器24-G。此外，也可以在第2棱镜23-G的第3侧面与第2二维传感器24-G的受光面之间存在仅使G(绿)的波长范围透射的G光学滤波器25-G。第1棱镜23-R的第3侧面为射出面，在该第1棱镜23-R的第3侧面中，以使其受光面与该第3侧面相向的方式配置第1二维传感器24-R。这些第1至第3二维传感器24-R、24-G、24-B分别与二维传感器22同样地构成为具备按照二维阵列状而配置的多个光电变换元件。在这样的第2形态的第2分光测定部2b中，所述被测定光从第2棱镜23-G的第2侧面入射。该入射的被测定光之中的G(绿)的波长范围的光在所述第1光学滤波器膜处反射，并在第2棱镜23-G的第2侧面进一步反射而从其第3侧面射出，被第2二维传感器24-G所接收并被光电变换。所述被测定光之中的、透射了所述第1光学滤波器膜的R(红)以及B(蓝)的波长范围的各光从第3棱镜23-B的第2侧面入射到第3棱镜23-B。该入射的被测定光之中的B(蓝)的波长范围的光在所述第2光学滤波器膜处反射，从第3棱镜23-B的第3侧面射出，被第3二维传感器24-B所接收并被光电变换。然后，所述被测定光之中的、透射了所述第2光学滤波器膜的R(红)的波长范围的光从第1棱镜23-R的第1侧面入射到第1棱镜23-R。该入射的被测定光之中的R(红)的波长范围的光从第1棱镜23-R的第3侧面射出，被第1二维传感器24-R所接收并被光电变换。将由这些第1至第3二维传感器24-R、24-G、24-B分别进行光电变换而生成的各电信号(各第2测定结果)从第1至第3二维传感器24-R、24-G、24-B分别输出到控制处理部4。

图3C所示的第3形态的第2分光测定部2c具备第1及第2这2个分色镜26-G、26-B、第1至第3这3个光学滤波器27-R、27-G、27-B、和第1至第3这3个二维传感器28-R、28-G、28-B。第1分色镜26-G是使G(绿)的波长范围的光反射并且使R(红)以及B(蓝)的波长范围的各光透射的光学滤波器，第2分色镜26-B是使B(蓝)的波长范围的光反射并且使R(红)的波长范围的光透射的光学滤波器。第1光学滤波器27-R是仅使R(红)的波长范围透射的R光学滤波器，第2光学滤波器27-G是仅使G(绿)的波长范围透射的G光学滤波器，第3光学滤波器27-B是仅使B(蓝)的波长范围透射的B光学滤波器。这些第1至第3二维传感器28-R、28-G、28-B分别与二维传感器22同样地构成为具备按照二维阵列状而配置的多个光电变换元件。在第1二维传感器28-R中的受光面上配置第1光学滤波器27-R，所述受光面的法线为其光轴(第1光轴)。同样地，在第2二维传感器28-G中的受光面上配置第2光学滤波器27-G，所述受光面的法线为其光轴(第2光轴)，在第3二维传感器28-B中的受光面上配置第3光学滤波器27-B，所述受光面的法线为其光轴(第3光轴)。另外，这些第1二维传感器28-R及第1光学滤波器27-R、第2二维传感器28-G及第2光学滤波器27-G、和第3二维传感器28-B及第3光学滤波器27-B被配置成使第2二维传感器28-G的第2光轴及第3二维传感器28-B的第3光轴分别与第1二维传感器28-R的第1光轴正交，第1分色镜26-G被配置成在第1二维传感器28-R的第1光轴与第2二维传感器28-G的第2光轴交叉的位置处相对于第1二维传感器28-R的第1光轴以45度进行交叉，并且，第2分色镜26-B被配置成在第1二维传感器28-R的第1光轴与第3二维传感器28-B的第3光轴交叉的位置处相对于第1二维传感器28-R的第1光轴以45度进行交叉。在这样的第3形态的第2分光测定部2c中，所述被测定光入射到第1分色镜26-G。该入射的被测定光之中的G(绿)的波长范围的光在该第1分色镜26-G中反射，并经由第2光学滤波器27-G而被第2二维传感器28-G所接收并被光电变换。所述被测定光之中的、透射了所述第1分色镜26-G的R(红)以及B(蓝)的波长范围的各光入射到第2分色镜26-B。该入射的被测定光之中的B(蓝)的波长范围的光在所述第2分色镜26-B中反射，并经由第3光学滤波器27-B而被第3二维传感器28-B所接收并被光电变换。并且，所述被测定光之中的、透射了所述第2分色镜26-B的R(红)的波长范围的光经由第1光学滤波器27-R而被第1二维传感器28-R所接收并被光电变换。由这些第1至第3二维传感器28-R、28-G、28-B分别进行光电变换而生成的各电信号(各第2测定结果)分别从第1至第3二维传感器28-R、28-G、28-B输出到控制处理部4。

返回到图1，输入输出部8与控制处理部4连接，针对该光学特性测定装置D进行预定的操作输入，从该光学特性测定装置D输出预定的信息。输入输出部8具备例如输入部81、输出部82、以及接口部(IF部)83。

输入部81是与控制处理部4连接，并将例如指示测定被测定光的指令等各种指令、以及例如用于测定被测定光中的标识符的输入等而所需的各种数据输入到光学特性测定装置D的设备，是例如被分配预定的功能的多个输入开关、键盘、鼠标等。输出部82是与控制处理部4连接，并依照控制处理部4的控制而输出从输入部81输入的指令、数据以及由光学特性测定装置D所测定的被测定光的测定结果(例如第1测定结果、第2测定结果、基于第1及第2测定结果的预定的光学特性)的设备，是例如CRT显示器、LCD以及有机EL显示器等显示装置、打印机等印刷装置等。

此外，也可以由输入部81以及输出部82构成触摸面板。在构成该触摸面板的情况下，输入部81是例如电阻膜方式或静电电容方式等的对操作位置进行检测并输入的位置输入装置，输出部82是显示装置。在该触摸面板中，在显示装置的显示面上设置位置输入装置，在显示装置中显示可输入的一个或者多个输入内容的候选，如果用户触摸显示有想输入的输入内容的显示位置，则通过位置输入装置检测其位置，将在检测到的位置处所显示的显示内容作为用户的操作输入内容而输入到光学特性测定装置D。在这样的触摸面板中，用户易于直观地理解输入操作，所以提供对于用户而言容易操作的光学特性测定装置D。

IF部83是与控制处理部4连接，并依照控制处理部4的控制而与外部设备之间进行数据的输入输出的电路，是例如作为串行通信方式的RS-232C的接口电路、使用了Bluetooth(注册商标)规格的接口电路、进行IrDA(Infrared Data Asscoiation，红外数据协会)规格等的红外线通信的接口电路、以及使用了USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)规格的接口电路等。

存储部9是与控制处理部4连接，并依照控制处理部4的控制来存储各种预定的程序以及各种预定的数据的电路。在所述各种预定的程序中，例如包括用于测定被测定光的测定程序等控制处理程序。在所述各种预定的数据中，包括由后述的校正运算部422求出的校正系数。这样的存储部9具备例如作为非易失性的存储元件的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、作为可改写的非易失性的存储元件的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)等。另外，存储部9包括对在所述预定的程序的执行过程中产生的数据等进行存储的成为所谓控制处理部4的工作存储器的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等。

控制处理部4是用于对光学特性测定装置D的各部根据该各部的功能而分别进行控制，并求出被测定光的光学特性的电路。控制处理部4构成为具备例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)及其周边电路。在控制处理部4中，通过执行控制处理程序而功能性地构成控制部41以及光学特性运算部42。

控制部41用于对光学特性测定装置D的各部根据该各部的功能而分别进行控制。

光学特性运算部42根据第1及第2分光测定部1、2各自的第1及第2测定结果，求出所述被测定光的预定的光学特性(在本实施方式中是被测定光的色彩)。在本实施方式中，第1分光测定部1如上所述那样其第1精度比第2分光测定部2的第2精度更高，本实施方式的光学特性测定装置D与所述专利文献1同样地构成为利用第1分光测定部1的第1结果来校正第2分光测定部1的第2结果，求出所述被测定光的光学特性。因此，光学特性运算部42利用第1分光测定部1的第1结果来校正第2分光测定部2的第2结果从而求出所述被测定光的光学特性，为此，光学特性运算部42在功能上具备特性运算部421和校正运算部422。

在此，如果将由第1分光测定部1测定的被测定光的分光分布(第1测定结果)设为P(λ)，并将CIE等色函数设为x(λ)、y(λ)、z(λ)，则通过下面的式(1)、式(2)以及式(3)来提供被测定光的三刺激值。此外，在存储部9中预先存储CIE等色函数x(λ)、y(λ)、z(λ)。

X＝∫P(λ)·x(λ)dλ…(1)

Y＝∫P(λ)·y(λ)dλ…(2)

Z＝∫P(λ)·z(λ)dλ…(3)

另一方面，如果将由第2分光测定部2测定的被测定光的各像素(n，m)的各像素值(第2测定结果)设为Xc(n，m)、Yc(n，m)、Xc(n，m)，并将与由第1分光测定部1测定的被测定光的点(光点测定的测定点)对应的第2分光测定部2上的像素设为(n₀，m₀)，则下面的式(4)、式(5)以及式(6)成立。此外，预先调查(n₀，m₀)并存储到存储部9。

X＝f{Xc(n₀，m₀)、Yc(n₀，m₀)、Zc(n₀，m₀)}…(4)

Y＝g{Xc(n₀，m₀)、Yc(n₀，m₀)、Zc(n₀，m₀)}…(5)

Z＝h{Xc(n₀，m₀)、Yc(n₀，m₀)、Zc(n₀，m₀)}…(6)

这些式(4)至式(6)中的函数f、g、h的各系数是校正系数，如果将这些式(4)至式(6)的关系式与所述专利文献1同样地设为下式(7)，则如式(8)、式(9)以及式(10)那样，求出校正系数CP1、CP2、CP3。

CP1＝X/Xc(n₀，m₀)…(8)

CP2＝Y/Yc(n₀，m₀)…(9)

CP3＝Z/Zc(n₀，m₀)…(10)

通过下面的式(11)、式(12)以及式(13)，提供第2分光测定部2的校正的各像素的三刺激值。

X(n，m)＝CP1·Xc(n，m)…(11)

Y(n，m)＝CP2·Xc(n，m)…(12)

Z(n，m)＝CP3·Xc(n，m)…(13)

因此，校正运算部422根据所述第1及第2分光测定部各自的第1及第2测定结果，如上所述求出校正系数CP1、CP2、CP3，并将该校正系数CP1、CP2、CP3存储于存储部9。然后，特性运算部421根据第2分光测定部2的第2测定结果、以及基于第1及第2分光测定部1、2各自的第1及第2测定结果的校正系数CP1、CP2、CP3，使用上述式(11)至式(13)，从而求出被测定光的三刺激值作为预定的光学特性。这样在本实施方式中，即使第2分光测定部2的第2精度相对低，也由于利用具有相对高的第1精度的第1分光测定部1的第1测定结果来校正第2分光测定部2的第2测定结果，所以本实施方式中的光学特性测定装置D能够使第2分光测定部2的第2测定结果比起所述第2精度得到提高。

在这样的光学特性测定装置D中，如果开始测定，则被测定光被受光光学系统6所接收，并入射到孔径光阑7。关于通过了孔径光阑7的被测定光，其一部分在分支镜5中反射而其光路被弯曲从而向第1分光测定部1导光，剩余的部分原样地经由测定角可变光学系统3向第2分光测定部2导光。向第1分光测定部1导光的所述一部分被测定光被分光并被测定，其第1测定结果从第1分光测定部1输出到控制处理部4。在此，分支镜5的偏振依赖性小，所以第1分光测定部1即使在被测定物具有偏振特性的情况下也能够更高精度地进行测定。向第2分光测定部2导光的所述剩余的被测定光被分光并被测定，其第2测定结果从第2分光测定部2输出到控制处理部4。在此，向第2分光测定部2导光的所述剩余的被测定光经由测定角可变光学系统3，所以第2分光测定部2能够使其第2测定角γ如后述那样可变。控制处理部4的光学特性运算部42通过校正运算部422基于第1及第2测定结果来求出校正系数CP1、CP2、CP3，并根据该求出的校正系数CP1、CP2、CP3和第2测定结果，通过特性运算部来求出被测定光中的光学特性的二维分布，并输出到输出部82。另外，根据需要，光学特性运算部42将该求出的预定的光学特性经由IF部83而输出到省略图示的外部设备。此外，关于校正系数CP1、CP2、CP3，既可以针对每次测定来求出，另外也可以每隔预定的测定次数来求出，另外还可以每隔预定的期间来求出。在每隔预定的测定次数来求出的情况、每隔预定的期间来求出的情况下，为了下次使用，将求出的校正系数CP1、CP2、CP3存储于存储部9。

接下来，关于第1分光测定部1的第1测定角和第2分光测定部2的第2测定角的比例的变更，以下说明其动作。图5是用于说明本实施方式的光学特性测定装置中的测定角可变光学系统的动作的图。图5A示出第2测定角是10°的情况，图5B示出第2测定角是28°的情况。图6是用于说明本实施方式中的光学特性测定装置的亮度分布测定的图。图6A示出对液晶显示器的亮度分布进行测定的情况下的测定的情形，图6B示出对汽车的仪表板中的显示字符的亮度分布进行测定的情况下的测定的情形。

在本实施方式中的光学特性测定装置D中，关于第1分光测定部1的第1测定角β，以预定的角度β1(例如0.1°、0.2°、1°等)来固定(β＝β1)。另外，关于第2分光测定部2的第2测定角γ，通过测定角可变光学系统3而在预定的角度范围γ1～γ2中可变(γ1≤γ≤γ2)。

例如，在第2分光测定部2中的二维传感器22的尺寸是5mm、且受光光学系统6的焦距f6是57mm的情况下，为了使第2测定角γ成为10°，如图5A所示将第1像IM1的大小设为10mm，测定角可变光学系统3调整第1及第2透镜群31、32的位置，使得将其焦距f3设定为22mm并将倍率δ设定为-0.5。由此，大小为10mm的第1像IM1通过测定角可变光学系统3成为大小为5mm(＝10×0.5)的第2像IM2而在二维传感器22的受光面上成像，能够以第2测定角10°来测定。

另一方面，为了使第2测定角γ成为28°，如图5B所示将第1像IM1的大小设为30mm，测定角可变光学系统3调整第1及第2透镜群31、32的位置，使得将其焦距f3设定为12mm并将倍率δ设定为-0.17。由此，大小为30mm的第1像IM1通过测定角可变光学系统3成为大小为5mm(＝30×0.17)的第2像IM2而在二维传感器22的受光面上成像，能够以第2测定角28°来测定。

此外，在从第2测定角10°至第2测定角28°为止可变的区间，如图5所示，作为变换器发挥功能的第1透镜群31按照描绘向像侧变凸的曲线的轨迹进行移动，作为补偿器发挥功能的第2透镜群32按照从物体侧向像侧单调地描绘直线的轨迹进行移动。

这样能够使第2分光测定部2的第2测定角γ可变，所以第1分光测定部1的第1测定角β和第2分光测定部2的第2测定角γ的比例、例如第2分光测定部2的第2测定角γ相对第1分光测定部1的第1测定角β的比γ/β能够在γ1/β1～γ2/β1的范围中可变。在图5所示的例子中，在β1＝1°的情况下，所述比γ/β能够在10～28的范围中可变。

这样本实施方式中的光学特性测定装置D能够使所述比γ/β可变，所以例如如图6A所示，在液晶显示器的亮度分布的测定中，本实施方式中的光学特性测定装置D针对液晶显示器的画面中央部，能够通过第1分光测定部1以测定角1°来进行光点测定，针对液晶显示器的画面整体，能够通过第2分光测定部2以测定角10°来进行二维测定。另一方面，如图6B所示，在汽车的仪表板中的显示字符的亮度分布的测定中，本实施方式中的光学特性测定装置D针对显示字符的中央部，能够通过第1分光测定部1以测定角1°来进行光点测定，针对仪表板整体，能够通过第2分光测定部2以测定角20°来进行二维测定。这样本实施方式中的光学特性测定装置D能够改变所述比γ/β从而用1台来实现液晶显示器的亮度分布的测定和汽车的仪表板中的显示字符的亮度分布的测定。

这样，在本实施方式中的光学特性测定装置D以及对其安装的光学特性测定方法中，由于具备测定角可变光学系统3，所以能够使第2分光测定部2的测定角可变。因此，在本实施方式中的光学特性测定装置D以及对其安装的光学特性测定方法中，能够变更第1分光测定部1的第1测定角与第2分光测定部2的第2测定角的比例。

另外，在本实施方式中的光学特性测定装置D以及对其安装的光学特性测定方法中，第1分光测定部1能够执行光点测定，第2分光测定部2能够执行二维测定，所以在本实施方式中的光学特性测定装置D以及对其安装的光学特性测定方法中，能够使光点测定的第1测定角与二维测定的第2测定角的比例可变。

另外，在本实施方式中的光学特性测定装置D以及对其安装的光学特性测定方法中，通过具备孔径光阑7，从而即使进行受光光学系统6的聚焦也能够使受光光量不变。

此外，在上述实施方式中，在根据测定角可变光学系统3的倍率而将以第1分光测定部的第1测定角β所测定的第1区域投影到第2分光测定部2的二维传感器22上的情况下，当该投影的所述第1区域的大小(面积)变化时，也可以根据投影到第2分光测定部2的二维传感器22上的所述第1区域的大小，选择用于求出上述校正系数CP1、CP2、CP3的二维传感器22的像素。

图7是示出所述光学特性测定装置中的变形形态的结构的图。图8是用于说明以第1分光测定部的第1测定角来测定的第1区域与第2分光测定部的二维传感器的关系的图。图8B示出标准，在图8A中，以该图8B所示的标准为基准来示出广角侧(wide side)，在图8C中，以该图8B所示的标准为基准来示出望远侧(tele side)。

这样的分光特性测定装置Da与上述分光特性测定装置D类似，例如如图7所示，具备第1分光测定部1、第2分光测定部2、测定角可变光学系统3a、控制处理部4a、分支镜5、受光光学系统6、孔径光阑7、输入输出部8、以及存储部9a。这些变形形态的分光特性测定部Da中的第1分光测定部1、第2分光测定部2、分支镜、受光光学系统6、孔径光阑7以及输入输出部8分别与上述分光特性测定部D中的第1分光测定部1、第2分光测定部2、分支镜、受光光学系统6、孔径光阑7以及输入输出部8相同，所以省略其说明。

测定角可变光学系统3a与上述测定角可变光学系统3类似，除了上述第1及第2透镜群31、32以外，还具备驱动部33。驱动部33是与控制处理部4a连接，并依照控制处理部4a的控制部41a的控制，根据从输入部81输入的第2分光测定部2的第2测定角γ按照上述那样的轨迹使第1及第2透镜群31、32沿着光轴方向进行移动的机构。此外，在该变形形态中，第1及第2透镜群31、32通过驱动部33而进行移动，但也可以具备例如所谓的变焦环等而手动地移动。

控制处理部4a与上述控制处理部4类似，除了控制部41a以及光学特性运算部42a以外，在功能上还具备区段处理部43。

区段处理部43从二维传感器22中的多个像素(在本实施方式中是多个光电变换元件)中，求出与以第1分光测定部1的第1测定角β来测定的第1区域相当的一个或者多个像素。

测定角可变光学系统3如上所述是中继缩放光学系统，第1分光测定部1接收在入射到该测定角可变光学系统3之前由分支镜5所分支的一部分被测定光，另一方面，第2分光测定部2接收经由测定角可变光学系统3而由所述分支镜5所分支的被测定光的剩余的部分。因此，关于以第1分光测定部1的第1测定角β所测定的第1区域SP1的大小(面积)，假设如果投影到第2分光测定部2的二维传感器22的受光面上，则如图8所示根据测定角可变光学系统3的倍率而可变。更具体而言，在测定角可变光学系统3相比于标准是广角侧的情况下，如图8A所示，投影到第2分光测定部2的二维传感器22的受光面上的第1区域SP1变得小于图8B所示的第1区域SP1，另外在测定角可变光学系统3相比于标准是望远侧的情况下，如图8C所示投影到第2分光测定部2的二维传感器22的受光面上的第1区域SP1变得大于图8B所示的第1区域SP1。区段处理部43从二维传感器22中的多个像素(在本实施方式中是多个光电变换元件)中，求出与这样的以第1分光测定部1的第1测定角β所测定的第1区域SP1相当的一个或者多个像素。更具体而言，测定角可变光学系统3的倍率、即第2分光测定部2的第2测定角γ和与所述第1区域SP1相当的所述一个或者多个图像的对应关系例如以表格形式被预先存储到存储部9a，区段处理部43根据从输入部81输入的第2分光测定部2的第2测定角γ，参照所述对应关系，从而求出与所述第1区域SP1相当的所述一个或者多个图像。此外，如上所述，还具备在使用变焦环等而手动地移动测定角可变光学系统3a中的第1及第2透镜群31、32的情况下对第1及第2透镜群31、32之中的至少一方的沿着光轴方向的位置进行检测的位置传感器，存储部9a代替第2分光测定部2的第2测定角γ和与所述第1区域SP1相当的所述一个或者多个图像的所述对应关系，而存储所述第1及第2透镜群31、32之中的至少一方的沿着光轴方向的位置和与所述第1区域SP1相当的所述一个或者多个图像的对应关系。

控制部41a与上述控制部41类似，而且如上所述，对驱动部33进行控制以使测定角可变光学系统3a中的第1及第2透镜群31、32沿着光轴方向进行移动。

光学特性运算部42a与上述光学特性运算部42类似，根据由区段处理部43求出的所述一个或者多个像素的像素值，求出用于利用第1分光测定部1的第1测定结果对第2分光测定部2的第2测定结果进行校正的校正系数CP1、CP2、CP3，使用该求出的校正系数CP1、CP2、CP3，用第1分光测定部1的第1测定结果来校正第2分光测定部2的第2测定结果，而求出被测定光的预定的光学特性，为此，光学特性运算部42a在功能上具备与上述同样的特性运算部421和校正运算部422a。校正运算部422a与校正运算部422类似，如上所述，根据所述第1及第2分光测定部1、2各自的第1及第2测定结果来求出校正系数CP1、CP2、CP3，但此时使用由区段处理部43求出的所述一个或者多个像素的像素值。

存储部9a与上述存储部9类似，还存储所述对应关系。

根据这样的变形形态，从二维传感器22中的多个像素中，求出与以第1分光测定部1的第1测定角β来测定的第1区域SP1相当的一个或者多个像素，根据该求出的像素的像素值来求出校正系数CP1、CP2、CP3，使用该求出的校正系数CP1、CP2、CP3，用第1分光测定部1的第1测定结果来校正第2分光测定部2的第2测定结果，所以能够更适合地进行校正。

另外，在上述实施方式中，为了使第2分光测定部2的测定角可变，光学特性测定装置D构成为在第2分光测定部2的入射侧具备测定角可变光学系统3，但也可以代替第2分光测定部2的入射侧，而构成为光学特性测定装置D在第1分光测定部1的入射侧具备测定角可变光学系统3，或者也可以构成为对第2分光测定部2的入射侧补充地，光学特性测定装置D在第1及第2分光测定部1、2的各入射侧分别具备测定角可变光学系统3。

另外，在上述实施方式中，第1分光测定部1是分光型，但也可以通过使用具有比第2分光测定部2的光学滤波器211更高的精度的分光响应度的光学滤波器，而设为三刺激值型。

另外，在上述实施方式中，光学特性测定装置D是测色仪，所以第2分光测定部2通过使用分光响应度相互不同的3个光学滤波器211-R、211-G、211-B而以3种分光灵敏度来测定被测定光，但在光学特性测定装置D是亮度计的情况下，第2分光测定部2以1种分光灵敏度来测定被测定光即可。

另外，在上述实施方式中，第2分光测定部2也可以构成为具备例如由拜耳排列等构成的彩色区段传感器。

在本说明书中，如上所述公开了各种方式的技术，以下总结其中主要的技术。

一个方式的光学特性测定装置具备：第1及第2分光测定部，以相互不同的第1及第2精度对被测定光进行分光来测定；测定角可变光学系统，使所述第1分光测定部的第1测定角及第2分光测定部的第2测定角中的至少一方可变；以及光学特性运算部，根据所述第1及第2分光测定部各自的第1及第2测定结果，求出所述被测定光的预定的光学特性。

这样的光学特性测定装置具备测定角可变光学系统，所以能够使测定角可变。因此，上述光学特性测定装置能够变更第1分光测定部的第1测定角和第2分光测定部的第2测定角的比例。

在另一个方式中，在上述光学特性测定装置中，所述测定角可变光学系统是使焦距可变的中继光学系统。

在这样的光学特性测定装置中，能够通过使焦距可变的中继光学系统(中继缩放光学系统)，比较简单地实现测定角可变光学系统。

在另一个方式中，在这些上述光学特性测定装置中，所述第1分光测定部的所述第1精度比所述第2分光测定部的第2精度高，所述光学特性运算部利用所述第1分光测定部的所述第1测定结果来校正所述第2分光测定部的所述第2测定结果，求出所述被测定光的预定的光学特性。

在这样的光学特性测定装置中，即使第2分光测定部的第2精度相对低，也由于利用具有相对高的第1精度的第1分光测定部的第1测定结果来校正第2分光测定部的第2测定结果，所以能够使第2分光测定部的第2测定结果比起所述第2精度得到提高。

在另一个方式中，在上述光学特性测定装置中，所述第2分光测定部具备二维传感器，该二维传感器将所述被测定光作为面而二维地进行测定，所述二维传感器具有按照二维阵列状来排列的多个像素并用所述多个像素来接收所述被测定光，所述光学特性测定装置还具备区段处理部，该区段处理部从所述二维传感器中的所述多个像素中，求出与以所述第1分光测定部的第1测定角来测定的第1区域相当的一个或者多个像素，所述光学特性运算部根据由所述区段处理部求出的所述一个或者多个像素的像素值，求出用于利用所述第1分光测定部的所述第1测定结果对所述第2分光测定部的所述第2测定结果进行校正的校正系数。

在这样的光学特性测定装置中，从二维传感器中的多个像素中，求出与以第1分光测定部的第1测定角来测定的第1区域相当的一个或者多个像素，根据该求出的像素的像素值来求出校正系数，使用该求出的校正系数，用所述第1分光测定部的所述第1测定结果来校正所述第2分光测定部的所述第2测定结果，所以能够更适合地进行校正。

在另一个方式中，在这些上述光学特性测定装置中，所述第1分光测定部进行将所述被测定光作为1点来进行测定并输出1个测定结果的光点测定，所述第2分光测定部进行将所述被测定光作为面而二维地进行测定并输出二维分布的测定结果的二维测定。

在这样的光学特性测定装置中，能够使光点测定(spot测定)的第1测定角与二维测定的第2测定角的比例可变。

另外，另一个方式的光学特性测定方法具备：第1及第2分光测定工序，以相互不同的第1及第2精度对被测定光进行分光来测定；以及光学特性运算工序，根据所述第1及第2分光测定工序各自的第1及第2测定结果，求出所述被测定光的预定的光学特性，在所述第1及第2分光测定工序中的至少一方中，经由使测定角可变的测定角可变光学系统而对所述被测定光进行分光。

在这样的光学特性测定方法中，在第1及第2分光测定工序中的至少一方中，经由测定角可变光学系统而使所述被测定光分光。因此，在上述光学特性测定方法中，能够变更第1分光测定工序中的第1测定角与第2分光测定工序中的第2测定角的比例。

本申请是以在2014年5月29日申请的日本专利申请特愿2014-111350为基础的申请，其内容包含在本申请中。

为了表达本发明，在上述中一边参照附图一边通过实施方式而适当且充分地说明了本发明，但应该认识到只要是本领域技术人员，就能够容易地对上述实施方式进行变更和/或改良。因此，只要本领域技术人员所实施的变更方式或者改良方式不是脱离权利要求书中记载的权利要求的权利范围的水平，则该变更方式或者该改良方式就应被解释为包含于该权利要求的权利范围中。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供光学特性测定装置以及光学特性测定方法。