JP2008286530A - 反射特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料面に対する測定装置の姿勢誤差の影響を抑制するとともに、測定部位を確認し易く且つ試料面の凹んだ部位の測定が可能なよりコンパクトな反射特性測定装置を提供する。
【解決手段】試料を照明して該試料からの反射光の特性を測定する反射特性測定装置を、中心軸を挟んで第１及び第２の平面鏡が該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置されてなり、前記中心軸方向における一端側が入射端、他端側が射出端である平行平面鏡対と、前記中心軸を含み前記第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って、少なくとも１つの光束を、前記入射端側から所定の入射角で前記第１の平面鏡に入射させる投光系とを備えたものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料の反射特性を測定する反射特性測定装置に関し、特に、メタリック塗装やアルミ押し出し材など、観察する角度によって見え方の変わる所謂Gonio-apparetな試料の反射特性を測定する反射特性測定装置に関する。

一般的にメタリック塗装（メタリックペイント）は、構成要素として光輝材と呼ばれるフレーク状のアルミ片を含んでいる。図６に示すように、メタリック塗装の塗膜Ｍ内でこれら光輝材Ｆは、塗膜Ｍ表面に対して平行な方向を中心として配向しており、この配向の分布は当該塗膜表面に平行な方向をピークとする正規分布に近い。したがって、メタリック塗装を或る方向から照明したときの、これら光輝材Ｆの反射率係数（同様に照明され受光される完全拡散反射面からの反射光に対する試料反射光の比）Ｒ（ｘ）の、正反射方向からの角度（対正反射角）ｘに対する特性も、図７に示すように正反射光Ｓの方向、つまり塗膜表面の法線に関して照明方向と対称な方向にピークを有する正規分布に近いものとなる。

一方、アルミ押し出し材（例えばアルミサッシ）は、化学処理によるミクロな構造（例えばアルマイト処理による表面の微小な凹部；穴）と、押し出し加工によるマクロな構造とを有している。このような構造に対し、押し出し加工を行う方向に平行な面内及び直交する面内それぞれにおいて或る方向から照明、受光したときの反射率係数Ｒ１（ｘ）及びＲ２（ｘ）の、対正反射角ｘに対する各特性は、図８に示すように大きく異なる。

このように反射率係数に角度依存性を有する、すなわち観察或いは照明角度によって見え方が異なる所謂Gonio-apparetな試料を客観的に評価するためには、複数の方向から照明して特定の方向（例えば法線方向）から受光する、或いは特定の方向から照明して複数の方向から受光するマルチアングルタイプの反射特性測定装置（マルチアングル分光測色計）が用いられる。
特開２００３−９０７６１号公報

こうした反射特性測定装置は、測定対象が車（車の塗装部）やアルミ押し出し材などであるため、現場に持ち出して使用できる、すなわちポータブル性が不可欠となる。また、その多くが一方向照明−多方向受光方式、或いはこれとは逆の多方向照明−一方向受光方式による反射特性測定装置であるが、例えば図９に示す対法線角４５°照明−対正反射角２５°、４５°、７５°受光方式（一方向照明−多方向受光方式に相当）の場合では、対法線角４５°の照明系Ｉがあるために、測定装置の試料面に近い部分（図中、想像線で示す測定装置における試料面との対向部位）が大きくなり、測定部位Ｐ（測定位置）の目視確認が困難になるという欠点がある。

また、上記Gonio-apparetな試料は、僅かな角度の差で反射特性が大きく変わるので、試料面に対して測定装置の姿勢による誤差（姿勢誤差）が大きな測定誤差を招く。特許文献１に開示されているリング照明−垂直受光方式や、図１０に示す多角度双方向照明−垂直受光方式（上記多方向照明−一方向受光方式に相当）では、軸Ｎに対称な方向からの照明による反射光が試料面に対する測定装置の姿勢誤差の影響を打ち消し合うので、姿勢誤差の影響を軽減する上で有効であるが、試料面にさらに近い対正反射角７５°の照明系Ｉ（±７５）が双方向に配置されるために、測定装置の試料面に近い部分がさらに大きくなり、測定部位Ｐの確認がますます困難になる。特に、上記アルミ押し出し材に多い、凹んだ部位の測定が困難になる。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、試料面に対する測定装置の姿勢誤差の影響を抑制するとともに、測定部位を確認し易く、且つ試料面の凹んだ部位の測定が可能な、よりコンパクト（小型）な反射特性測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る反射特性測定装置は、試料を照明して該試料からの反射光の特性を測定する反射特性測定装置であって、中心軸を挟んで第１及び第２の平面鏡が該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置されてなり、前記中心軸方向における一端側が入射端、他端側が射出端である平行平面鏡対と、前記中心軸を含み前記第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って、少なくとも１つの光束を、前記入射端側から所定の入射角で前記第１の平面鏡に入射させる投光系とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、中心軸を挟んで第１及び第２の平面鏡が該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置されてなり、中心軸方向における一端側が入射端、他端側が射出端である平行平面鏡対を備え、投光系によって、中心軸を含み第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って少なくとも１つの光束が入射端側から所定の入射角で第１の平面鏡に入射されるので、第１の平面鏡に入射された上記１つの光束は平行平面鏡対内で１回以上反射し、すなわち１つの光束における一部の光束は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第１の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料（試料面）を照明し、残る部分の光束は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第２の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料を照明するので、平行平面鏡対の射出端に置かれた試料を中心軸に関して対称な双方向から照明することが可能となる。これにより、試料面に対する測定装置の姿勢誤差の影響を抑制する（姿勢誤差の影響を打ち消し合う）ことができるとともに、当該双方向からの照明を少なくとも１つの光束つまり１つの光源を用いて行えるため、反射特性測定装置の試料面に近い部分が小さくなり（平行平面鏡対の射出端部を試料面に向けて測定できるようになるので）、測定部位を容易に目視確認でき且つ試料面の凹んだ部位の測定が可能な、コンパクト（小型）且つ低コストなマルチアングルタイプの反射特性測定装置を実現することができる。

また、上記構成において、前記第１の平面鏡は、前記第２の平面鏡よりも前記中心軸方向における入射端側に延長されたものであってもよい（請求項２）。

これによれば、第１の平面鏡は、第２の平面鏡よりも中心軸方向における入射端側に延長されたものとされるので、１つの投光系からの平行光束の半分を直接、残る半分を第１の平面鏡での反射を経て、中心軸に関して対称な入射角で入射端に入射させることで、射出端に置かれた試料面を中心軸に関して対称な双方向から照明する光束を容易に得ることが可能となり、ひいては反射特性測定装置をよりコンパクト且つ低コストなものにすることができる。

また、上記構成において、前記投光系は、前記入射平面に沿って、複数の光束をそれぞれ前記入射端側から互いに異なる入射角で前記第１の平面鏡に入射させることが好ましい（請求項３）。

これによれば、投光系によって、入射平面に沿って、複数の光束がそれぞれ入射端側から互いに異なる入射角で第１の平面鏡に入射されるので、すなわち複数の光束それぞれによって試料に対する双方向の照明が行われるので、姿勢誤差の影響を受けにくいマルチアングルタイプの反射特性測定装置の照明系（投光系）を実現することができる。また、試料面を照明する光量が増加するので測定精度が高くなる。

また、上記構成において、前記平行平面鏡対は、前記第１及び第２の平面鏡に略直交し、前記中心軸を挟んで該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置される第３及び第４の平面鏡の少なくとも一方をさらに備えることが好ましい（請求項４）。

これによれば、平行平面鏡対が、第１及び第２の平面鏡に略直交し、中心軸を挟んで該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置される第３及び第４の平面鏡の少なくとも一方をさらに備えたものとされるので、平行平面鏡対に入射した光束が外に逃げることを防止して、射出端に置かれた試料を効率良く双方向から照明する（照明効率を高める）ことができる。

また、上記構成において、前記平行平面鏡対の射出端から射出された光束によって照明された試料からの略試料面法線方向の反射光を受光する受光系をさらに備えることが好ましい（請求項５）。

これによれば、平行平面鏡対の射出端から射出された光束によって照明された試料からの略試料面法線方向の反射光が受光される受光系を備えた構成とされるので、上記投光系と平行平面鏡対とによって試料を双方向から照明してこの試料からの反射光を受光する構成を簡易な構成で実現することができるとともに、より姿勢誤差の影響を受けにくい反射特性測定装置を実現することができる。

また、上記構成において、前記入射平面と前記受光系の光軸とが前記試料面法線を挟んで対称的に所定角度傾斜していることが好ましい（請求項６）。

これによれば、入射平面と受光系の光軸とが試料面法線を挟んで対称的に所定角度（例えば小さい角度）傾斜したものとなっているので、例えば投光系を試料からの反射光束を遮らないよう平行平面鏡対から遠ざけた位置に配置（退避）したりすることなく、投光系と受光系とが干渉せずに配置することができ、ひいては複数の光束を用いたより姿勢誤差の影響を受けにくくコンパクトな反射特性測定装置を実現することができる。

さらに、上記構成において、前記平行平面鏡対は、前記第１及び第２の平面鏡の射出端側の端辺が、前記中心軸と直交する方向に対して前記所定角度だけ傾斜した形状に形成されていることが好ましい（請求項７）。

これによれば、平行平面鏡対は、第１及び第２の平面鏡の射出端側の端辺が、中心軸と直交する方向に対して所定角度だけ傾斜した形状に形成されているので、上記入射平面と受光系の光軸とが試料面法線を挟んで対称的に所定角度傾斜した構成、すなわち試料面に対して平行平面鏡対を傾けて立てた状態で照明し、正反射光を含む面（射出平面）内のこの試料からの反射光を受光する構成を容易に実現することができる。

本発明によれば、中心軸を挟んで第１及び第２の平面鏡が該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置されてなり、中心軸方向における一端側が入射端、他端側が射出端である平行平面鏡対を備え、投光系によって、中心軸を含み第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って少なくとも１つの光束が入射端側から所定の入射角で第１の平面鏡に入射されるので、第１の平面鏡に入射された上記１つの光束は平行平面鏡対内で１回以上反射し、すなわち１つの光束における一部の光束は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第１の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料（試料面）を照明し、残る部分の光束は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第２の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料を照明するので、平行平面鏡対の射出端に置かれた試料を中心軸に関して対称な双方向から照明することが可能となる。これにより、試料面に対する測定装置の姿勢誤差の影響を抑制する（姿勢誤差の影響を打ち消し合う）ことができるとともに、当該双方向からの照明を少なくとも１つの光束つまり１つの光源を用いて行えるため、反射特性測定装置の試料面に近い部分が小さくなり（平行平面鏡対の射出端部を試料面に向けて測定できるようになるので）、測定部位を容易に目視確認でき且つ試料面の凹んだ部位の測定が可能な、コンパクト（小型）且つ低コストなマルチアングルタイプの反射特性測定装置を実現することができる。

（実施形態１）
図1は、第１の実施形態に係る反射特性測定装置の一例としてのマルチアングル分光測色計を示す断面構成図である。マルチアングル分光測色計１は、平行平面鏡対２、投光系３及び測定系４を備えている。平行平面鏡対２は、平行平面鏡対２の中心軸２ｘに平行な一対の平面鏡２１、２２が、該中心軸２ｘを挟んで一定の間隔２ｄで鏡面が向き合うように対向配置されたものであり、投光系３からの光を平面鏡２１、２２で反射させて試料面１０を照明するものである。平面鏡２１、２２は例えば四角形（矩形）状をした反射鏡（例えば中心軸２ｘ方向に延びた帯状の平面鏡）である。平面鏡２１、２２は、互いに高さが異なるように構成されている、換言すれば、投光系３側から遠い位置の平面鏡２１は、中心軸２ｘ方向に平面鏡２２よりも所定長だけ長いものとされている（ここでは間隔２ｄ以上長い）。この平行平面鏡対２は、中心軸２ｘと直交する入射端面２ｅ（平面鏡２１の上端位置における投光系３からの光が入射する面）と射出端面２ｆ（入射された光が試料面１０に対して射出される平面鏡２１、２２の下端位置における面）とを有している。

投光系３は、平行平面鏡対２（試料面１０）に対して投光するものであり、白熱ランプ等からなる光源３１及びコリメーターレンズ３２を備えている。光源３１から射出された光束３１ａは、コリメーターレンズ３２によって平行な光束（入射光束）３１ｂとなって、入射平面（中心軸２ｘを含み、平面鏡２１、２２に直交する平面；紙面と一致する面）に沿って上記入射端面２ｅに入射する。入射光束３１ｂの入射端面２ｅ方向の幅３ｄは、該入射端面２ｅの幅２ｄ（後述の平面鏡２１、２２間の距離に相当）の約２倍となっており、入射光束３１ｂにおける光軸Ｌを挟んだ半分（片側）の光束ｈ１は、直接、中心軸２ｘに対する入射角＋４５°（こちら側からの入射角をプラス（＋）とする）で入射端面２ｅに入射し、残る半分の光束ｈ２は、平面鏡２２より長い平面鏡２１で先に１回反射してから、入射角−４５°で入射端面２ｅに入射する。このように平行平面鏡対２に入射した入射光束３ｂは、平面鏡２１、２２で反射された結果、試料面１０に対して異なる方向（異なる入射角±４５°）から入射することになる、すなわち試料面１０が１つの光源３１によって異なる方向から照明されることになる。すなわち、マルチアングル分光測色計１は１角度双方向照明系の測色計であると言える。

測定系４は、試料面１０からの反射光を測定するものであり、分光装置４１及び対物レンズ４２を備えている。分光装置４１は、図略の入射スリット、レンズ、回折格子及びセンサーアレイ等を備えており、試料面１０からの反射光に対する分光測定を行い、該反射光の分光分布データ（分光情報）を取得するものである。

なお、平面鏡２１、２２の形状はこれに限らず、特に、中心軸２ｘ方向の長さについて、図１に示すものよりも長い或いは短くてもよい。当該長い場合には、例えば平面鏡２２は、入射光束３１ｂが平行平面鏡対２内に入射可能な限界の長さ、すなわち図１に示すものよりもさらに最大で上記幅２ｄの２倍（２ｄ×２）の長さまで長くした（実際には２ｄ×２未満の長さ）ものであってもよい。このとき、入射光束３１ｂは光束ｈ２の上記対物レンズ４２寄りの一部分が入射することになる。一方、平面鏡２１は、配置上の限界長さすなわち対物レンズ４２近くまで長くしてもよい。このように、入射光束３１ｂは必ずしも“光軸Ｌを挟んで半分ずつ”が入射する構成でなくともよく、少なくとも入射光束３１ｂの一部分が入射できればよい。この場合、この一部分の入射光束におけるさらに各部分の光束が、上記光束ｈ１、ｈ２のように平面鏡２１、２２で反射して試料面１０に異なる入射角で入射するようになる。

また、上記投光系３及び測定系４における光学レンズ、すなわちコリメーターレンズ３２や対物レンズ４２は、単体で構成されずともよく、光学レンズ群（投光光学系、受光光学系）として構成されていてもよい（絞り等を備えていてもよい）。また、分光装置４１を、分光分布データに対する各種処理や演算を行う信号処理装置や演算装置を備えたものとしてもよい。

このような構成において、上記半分ずつの光束ｈ１、ｈ２は、平行平面鏡対２内で１回以上（少なくとも１回）反射した後、それぞれ中心軸２ｘに対する射出角−４５°、＋４５°の光束３ｅ、３ｆとなって射出端面２ｆから射出し、射出端面２ｆ位置に配設された試料の試料面１０を照明する。このように照明された試料面１０からの反射光のうち、該試料面１０の法線１０ｎ（試料面法線１０ｎ）方向の成分（中心軸２ｘに沿った成分）１０ａが、対物レンズ４２によって収束（集光）されて上記入射スリットから分光装置４１に入射し、分光装置４１によって分光分布が測定される。

なお、マルチアングル分光測色計１は、平行平面鏡対２の間隙を塞ぐための平面鏡をさらに備えてもよい。すなわち、図２における側面図２０ａ（図１の矢印Ａ方向から見た図）及び上面図２０ｂに示す平行平面鏡対２ａのように、平面鏡２１、２２に対して、中心軸２ｘに平行で且つ平面鏡２１、２２と略直交する向きに一対の平面鏡２３、２４（平面鏡２２と同じ高さ（中心軸方向の長さ）となっている）を配設してもよい。換言すれば、平面鏡２１〜２４の４つの平面鏡によって四方が取り囲まれるようにしてもよい。ただしこれに限らず、平面鏡２３、２４は、その高さが平面鏡２２と同じ高さでなくともよく、互いに異なっていてもよい。また、平面鏡２３、２４のうち一方だけ備えていてもよい。これにより、入射光束３１ｂの平行度が低いために上記間隙から平行平面鏡対２の外に向かう光束を、内側へ向けて反射してその逸失を防止する、すなわち試料面１０を照明する光量を増加させることが可能となり、ひいては照明効率（反射効率）を高めることができる。

（実施形態２）
図３は、第２の実施形態に係る反射特性測定装置の一例としてのマルチアングル分光測色計１ａを示す断面構成図である。本実施形態では、投光系３ａが、上記入射平面内に３つの光源３３〜３５と２つのコリメータレンズ３６、３７とを備えたものとされている。平行平面鏡対２ｂは、平行平面鏡対２と同様に中心軸２ｘ方向の長さが異なる一対の平面鏡２５、２６（平面鏡２５の方が長い）を備えている。

光源３３からの入射光束３１ｂ’は、コリメータレンズ３６により平行光束となって、入射平面に沿って平行平面鏡対２ｂの入射端面２ｅ’に入射する。図１の場合と同様、入射光束３１ｂ’の入射端面２ｅ’方向の幅は、該入射端面２ｅ’の幅の約２倍となっており、入射光束３１ｂ’における光軸Ｌを挟んだ半分（片側）の光束は、直接、中心軸２ｘに対する入射角＋２５°で入射端面２ｅ’に入射し、残る半分の光束は、平面鏡２５で先に１回反射してから、入射角−２５°で入射端面２ｅ’に入射する。当該半分ずつの各光束は、平行平面鏡対２ｂ内で１回以上（少なくとも１回）反射した後、それぞれ中心軸２ｘに対する射出角±２５°の光束３３ｃとなって射出端面２ｆ’から射出し、射出端面２ｆ’位置に配設された試料の試料面１０を照明する。

光源３４からの入射光束も同様に、コリメータレンズ３６により平行光束となって、その半分が入射角＋４５°、残る半分が入射角−４５°で入射端面２ｅ’に入射し、平行平面鏡対２ｂにより１回以上反射した後、射出角±４５°の光束３４ｃとなって射出端面２ｆ’から射出して試料面１０を照明する。また、光源３５からの入射光束も同様に、コリメータレンズ３７により平行光束となって、その半分が入射角＋７５°、残る半分が入射角−７５°で入射端面２ｅ’に入射し、平行平面鏡対２ｂにより１回以上反射した後、射出角±７５°の光束３５ｃとなって射出端面２ｆ’から射出して試料面１０を照明する。

本実施形態では、このように平行平面鏡対２ｂに入射した各光源３３〜３５からの入射光はそれぞれ、平面鏡２５、２６で反射された結果、試料面１０に対して異なる方向（異なる入射角±２５°、±４５°及び±７５°）から入射することになる、すなわち試料面１０が３つの光源３３〜３５毎にそれぞれ異なる方向から照明されることになる。すなわち、マルチアングル分光測色計１ａは３角度双方向照明系の測色計であると言える。

これら光束３３ｃ、３４ｃ及び３５ｃにより照明され試料面１０から反射した光のうち、中心軸２ｘに沿った成分は上記と同様に測定系４（図３では図示省略されている）により測定される、すなわち対物レンズ４２によって収束（集光）されて入射スリットから分光装置４１に入射し、分光装置４１によって分光分布が測定される。ただし、この場合、測定系４（受光系；対物レンズ４２）によって試料面法線１０ｎ方向の成分を受光するには、当該試料面反射光成分の光束を各光源やコリメータレンズが遮らないように、これら光源やコリメータレンズここではコリメータレンズ３６及び光源３３、３４を、コリメータレンズ３６’及び光源３３’、３４’で示す点線の位置に配置（試料面反射光成分の光束に懸からないようにコリメータレンズ３６’及び光源３３’、３４’を点線の位置まで退避）すればよい。なお、この場合も上記図２で説明したように、平面鏡２５、２６に対して中心軸２ｘに平行で且つ平面鏡２５、２６と略直交する向きに一対の平面鏡が配設される（平面鏡によって四方が取り囲まれる）ようにしてもよい。

なお、上述のように投光系３ａ（コリメータレンズ３６及び光源３３、３４）を平行平面鏡対２ｂに対して（点線の位置まで）退避させた構成ではなく、投光系３ａと測定系４とを互いに干渉を避けて配置した構成としてもよい。すなわち図４、５に示すマルチアングル分光測色計１ｂのように（図５に示すマルチアングル分光測色計１ｂは、図４に示すマルチアングル分光測色計１ｂを矢印Ｂ方向から見たものである；ただし投光系３ａは図示省略している）、投光系３ａと平行平面鏡対２ｃとを、試料面法線１０ｎから所定角度θだけ傾いた入射平面（図４の紙面と一致する面）に沿って配置し、一方、測定系４を、試料面法線１０ｎを挟んでこの入射平面と対称な位置の射出平面（入射平面及び射出平面は図５の紙面に対して垂直である）に沿って、すなわち測定系４の光軸Ｌ４が試料面法線１０ｎを挟んで中心軸２ｘと対称な位置となるように（射出平面は面内に光軸Ｌ４を含む）配置してもよい。

これにより、マルチアングル分光測色計１ｂをよりコンパクトな構成にすることが可能となる。ただしこの場合、図５に示すように平行平面鏡対２ｃは、平面鏡２７、２８の試料側の端部が該平面鏡２７、２８の幅方向（中心軸２ｘと直交する方向）に対して上記角度θだけ傾斜した形状に形成されている。換言すれば、平行平面鏡対２ｃは、試料面１０に対して所定角度だけ傾けて立てた状態で測定できるように試料面１０と対向する端辺部がこの所定角度だけ傾斜した形状に形成されている。なお、マルチアングル分光測色計１ｂは、上記図２に示すように平面鏡２７、２８の間隙を塞ぐための平面鏡は備えない、つまり平行平面鏡対２ｃの少なくとも符号２９で示す端辺側（反射光側；光軸Ｌ４側；測定系側）は反射光束を遮らないようにそのまま間隙が空いた状態とされる。

このような構成において、投光系３ａからの各光束は平行平面鏡対２ｃ内を反射して進み、入射面内の射出角±２５°、±４５°及び±７５°の光束３３ｃ、３４ｃ及び３５ｃとなって射出端面２ｆ’から射出して試料面１０を照明する（矢印Ｂ方向で見た場合ではこれら光束３３ｃ、３４ｃ及び３５ｃがさらに角度θだけ傾斜した方向から試料面１０を照明する）。そして、試料面１０から反射（矢印Ｂ方向で見て反射角θで反射）した光のうち、射出平面内の上記光軸Ｌ４に沿った成分が測定系４により測定される。なお、この場合、試料面反射光の正反射方向は射出平面内にあって、対正反射角は射出平面内の角度となるが、このθが小さい範囲では対正反射角における反射特性は図３のマルチアングル分光測色計１ａ（θ＝０）と変わらない（許容誤差範囲内にある）。

以上のように第１及び第２の実施形態における光学特性測定装置（マルチアングル分光測色計１、１ａ、１ｂ）によれば、中心軸２ｘを挟んで第１の平面鏡（平面鏡２１、２５、２７）及び第２の平面鏡（平面鏡２２、２６、２８）が中心軸２ｘと平行に一定の間隔（例えば幅２ｄ）で対向配置されてなり、中心軸２ｘ方向における一端側が入射端（入射端面２ｅ、２ｅ’）、他端側が射出端（射出端面２ｆ、２ｆ’）である平行平面鏡対（平行平面鏡対２、２ａ、２ｂ、２ｃ）を備え、投光系（投光系３、３ａ）によって、中心軸２ｘを含み第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って少なくとも１つの平行光束（例えば入射光束３１ｂ）が入射端側から所定の入射角で第１の平面鏡に入射されるので、第１の平面鏡に入射された上記１つの光束は平行平面鏡対内で１回以上反射し、すなわち１つの光束における一部の光束（例えば光束ｈ１）は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第１の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料（試料面１０）を照明し、残る部分の光束（例えば光束ｈ２）は、第１及び第２の平面鏡で１回以上反射して後最終的に第２の平面鏡で反射した後、射出端から射出されて試料を照明するので、平行平面鏡対の射出端に置かれた試料を（例えば光束３ｅ、３ｆで）中心軸２ｘに関して対称な双方向から照明することが可能となる。これにより、試料面に対する光学特性測定装置の姿勢誤差の影響を抑制する（姿勢誤差の影響を打ち消し合う）ことができるとともに、当該双方向からの照明を少なくとも１つの光束つまり１つの光源（光源３１やコリメーターレンズ３２）を用いて行えるため、反射特性測定装置の試料面に近い部分が小さくなり（平行平面鏡対の射出端部を試料面に向けて測定できるようになるので）、測定部位を容易に目視確認でき且つ試料面の凹んだ部位の測定が可能な、コンパクト（小型）且つ低コストなマルチアングルタイプの反射特性測定装置を実現することができる。

また、上記第１の平面鏡は、第２の平面鏡よりも中心軸２ｘ方向における入射端側に延長されたものとされるので、１つの投光系からの平行光束の半分（光束ｈ１）を直接、残る半分（光束ｈ２）を第１の平面鏡での反射を経て、中心軸２ｘに関して対称な入射角で入射端に入射させることで、射出端に置かれた試料面１０を中心軸２ｘに関して対称な双方向から照明する光束（光束３ｅ、３ｆで）を容易に得ることが可能となり、ひいては反射特性測定装置をよりコンパクト且つ低コストなものにすることができる。

また、上記投光系によって、入射平面に沿って、複数の光束（光源３３〜３５により射出されてコリメーターレンズ３６、３７によって平行光束とされた各入射光束）がそれぞれ入射端側から互いに異なる入射角で第１の平面鏡に入射されるので、すなわち複数の光束それぞれによって試料に対する双方向の照明が行われるので、姿勢誤差の影響を受けにくいマルチアングルタイプの反射特性測定装置の照明系（投光系）を実現することができる。また、試料面１０を照明する光量が増加するので測定精度が高くなる。

また、上記平行平面鏡対が、第１及び第２の平面鏡に略直交し、中心軸２ｘを挟んで該中心軸２ｘと平行に一定の間隔で対向配置される第３及び第４の平面鏡（例えば平面鏡２３、２４）の少なくとも一方をさらに備えたものとされるので、平行平面鏡対に入射した光束が外に逃げることを防止して、射出端に置かれた試料を効率良く双方向から照明する（照明効率を高める）ことができる。

また、上記平行平面鏡対の射出端から射出された光束によって照明された試料からの略試料面法線１０ｎ方向の反射光が受光される受光系（測定系４；分光装置４１、対物レンズ４２）を備えた構成とされるので、上記投光系と平行平面鏡対とによって試料を双方向から照明してこの試料からの反射光を受光する構成を簡易な構成で実現することができるとともに、より姿勢誤差の影響を受けにくい反射特性測定装置を実現することができる。

また、上記入射平面と受光系の光軸とが試料面法線を挟んで対称的に所定角度（例えばθ）傾斜したものとなっているので、例えば投光系を試料からの反射光束を遮らないよう平行平面鏡対から遠ざけた位置に配置（退避）したりすることなく、投光系と受光系とが干渉せずに配置することができ、ひいては複数の光束を用いたより姿勢誤差の影響を受けにくくコンパクトな反射特性測定装置を実現することができる。

さらに、上記平行平面鏡対は、第１及び第２の平面鏡の射出端側の端辺が、中心軸２ｘと直交する方向（平面鏡の幅方向）に対して所定角度（θ）だけ傾斜した形状に形成されているので、上記入射平面と受光系の光軸４Ｌとが試料面法線１０ｎを挟んで対称的に所定角度（θ）傾斜した構成、すなわち試料面１０に対して平行平面鏡対を傾けて立てた状態で照明し、正反射光を含む面（射出平面）内のこの試料からの反射光を受光する構成を容易に実現することができる。なお、本発明は、以下の態様をとることができる。

（Ａ）上記実施形態では、投光系側から遠い位置の平面鏡、例えば図１では平面鏡２１が平面鏡２２よりも長い（高い）ものとされているが、これに限らず、平面鏡２２と同じ長さ、或いは平面鏡２２よりも短くてもよい。この場合でも、入射光束３１ｂにおける少なくとも光束ｈ１（光束ｈ１の一部）は平面鏡２１に入射し、この光束ｈ１の一部は平面鏡２１で反射した後さらに平面鏡２２で反射して例えば光束３ｆとなって試料面を照明し、また、光束ｈ１における他の部分の光束は平面鏡２１で反射して例えば光束３ｅとなって双方向から試料面を照明する。要は、投光系３による光束で平行平面鏡対２の一方の平面鏡を斜め方向から（所定の入射角或いは照射角で）照射し、入射端から平行平面鏡対２内に光束が入射されるような構成であれば、任意の構成が採用可能である。

第１の実施形態に係る反射特性測定装置の一例としてのマルチアングル分光測色計を示す断面構成図である。 図１に示す平行平面鏡対の一変形例を示す水平断面及び縦断面図である。 第２の実施形態に係る反射特性測定装置の一例としてのマルチアングル分光測色計を示す断面構成図である。 図３に示すマルチアングル分光測色計の一変形例を示す断面構成図である。 図４に示すマルチアングル分光測色計を矢印Ｂ方向から見た場合の側面図である。 メタリック塗膜内の光輝材の配向状態を説明する図である。 メタリック塗膜のゴニオ反射特性を示すグラフ図である。 アルミ押し出し材のゴニオ反射特性を示すグラフ図である。 従来の一方向照明−多方向受光方式によるマルチアングル照明受光系の一例を説明する模式図である。 従来の多方向照明−一方向受光方式によるマルチアングル照明受光系の一例を説明する模式図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ マルチアングル分光測色計（光学特性測定装置）
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 平行平面鏡対
２１、２５、２７ 平面鏡（第１の平面鏡）
２２、２６、２８ 平面鏡（第２の平面鏡）
２３、２４ 平面鏡
２ｘ 中心軸
２ｅ、２ｅ’ 入射端面
２ｆ、２ｆ’ 射出端面
３、３ａ 投光系
３１、３３〜３５ 光源
ｈ１、ｈ２、３ｅ、３ｆ、３１ａ、３３ｃ、３４ｃ、３５ｃ 光束
３１ｂ、３１ｂ’ 入射光束
３２、３６、３７ コリメーターレンズ
４ 測定系（受光系）
４１ 分光装置
４２ 対物レンズ
Ｌ、Ｌ４ 光軸
１０ 試料面
１０ｎ 試料面法線
Ｆ 光輝材
Ｍ 塗膜
Ｐ 測定部位

Claims (7)

1. 試料を照明して該試料からの反射光の特性を測定する反射特性測定装置であって、
   中心軸を挟んで第１及び第２の平面鏡が該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置されてなり、前記中心軸方向における一端側が入射端、他端側が射出端である平行平面鏡対と、
   前記中心軸を含み前記第１及び第２の平面鏡に直交する入射平面に沿って、少なくとも１つの光束を、前記入射端側から所定の入射角で前記第１の平面鏡に入射させる投光系とを備えることを特徴とする反射特性測定装置。
2. 前記第１の平面鏡は、前記第２の平面鏡よりも前記中心軸方向における入射端側に延長されたものであることを特徴とする請求項１記載の反射特性測定装置。
3. 前記投光系は、
   前記入射平面に沿って、複数の光束をそれぞれ前記入射端側から互いに異なる入射角で前記第１の平面鏡に入射させることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射特性測定装置。
4. 前記平行平面鏡対は、
   前記第１及び第２の平面鏡に略直交し、前記中心軸を挟んで該中心軸と平行に一定の間隔で対向配置される第３及び第４の平面鏡の少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射特性測定装置。
5. 前記平行平面鏡対の射出端から射出された光束によって照明された試料からの略試料面法線方向の反射光を受光する受光系をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射特性測定装置。
6. 前記入射平面と前記受光系の光軸とが前記試料面法線を挟んで対称的に所定角度傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の反射特性測定装置。
7. 前記平行平面鏡対は、
   前記第１及び第２の平面鏡の射出端側の端辺が、前記中心軸と直交する方向に対して前記所定角度だけ傾斜した形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の反射特性測定装置。

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