JP2009287979A - Optical measuring apparatus and focus adjustment method for optical measuring apparatus - Google Patents

Optical measuring apparatus and focus adjustment method for optical measuring apparatus Download PDF

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Koji Matsuura
康二 松浦
Hirokazu Tatsuta
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical measuring apparatus which can reduce shading caused by the configuration of a detector. <P>SOLUTION: The optical measuring apparatus 1 includes: a collecting lens 21 for projecting light from a planar light source 101 as an object under measurement; a visual field stop member 23, arranged at the conjugate point with respect to the planar light source 101 via the collecting lens 21; a relay lens 25 for projecting the light from the planar light source 101, passed through the visual field stop member 23; and a detector 7 which has an incidence section 27 in which a plurality of incident faces 31a, which the light projected by the relay lens 25 enters, are arranged so that they have gaps between the incident faces 31a and outputs a signal responsive to the light which enters the plurality of incidence faces 31a. The plurality of incidence faces 31a are arranged, at displaced positions from the conjugate point with respect to the visual field stop member 23 via the relay lens 25 in the optical axis direction of the relay lens 25. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源における輝度や色度等の光に係る量を計測する光計測装置及び当該光計測装置のフォーカス調整方法に関する。   The present invention relates to an optical measurement device that measures an amount of light such as luminance and chromaticity in a light source, and a focus adjustment method for the optical measurement device.

光源の輝度や色度等の物理量若しくは心理物理量を計測する技術が知られている。特許文献1では、紙等のウェブの光学情報を収集する収集装置として、ウェブの各部からの光を順次偏向することによりウェブを走査するガルバノミラーと、ガルバノミラーにより偏向された光を透過させる2つのスリットと、2つのスリットを透過した光を分光する分光器とを有する装置が開示されている。また、複数の光ファイバ(多芯ファイバ)により構成された入射部を有し、多芯ファイバに入射した光を分光する分光器が知られている(例えば特許文献2)。
特開2004−93326号公報 特開2006−162509号公報
A technique for measuring a physical quantity or a psychophysical quantity such as luminance and chromaticity of a light source is known. In Patent Document 1, as a collecting device that collects optical information of a web such as paper, a galvano mirror that scans the web by sequentially deflecting light from each part of the web, and light that is deflected by the galvano mirror 2 is transmitted. An apparatus having two slits and a spectroscope that separates light transmitted through the two slits is disclosed. Further, a spectroscope that has an incident portion constituted by a plurality of optical fibers (multi-core fibers) and separates light incident on the multi-core fibers is known (for example, Patent Document 2).
JP 2004-93326 A JP 2006-162509 A

光源の光を多芯ファイバに入射させるときに、光源と多芯ファイバとの間に光学系を配置し、光源の像を多芯ファイバの入射面に結像させることが考えられる。しかし、多芯ファイバの入射面は、複数の光ファイバの入射面の集合であることから、複数の光ファイバ間の隙間においては、光が取り込まれない。すなわち、測定領域の局所的な光が検出器に取り込まれ、ケラレが生じることになる。この場合、測定領域全体における光を精度よく計測しているとはいえない。   When the light from the light source is incident on the multi-core fiber, an optical system may be disposed between the light source and the multi-core fiber so that an image of the light source is formed on the incident surface of the multi-core fiber. However, since the incident surface of the multicore fiber is a set of incident surfaces of a plurality of optical fibers, light is not taken in the gaps between the plurality of optical fibers. That is, local light in the measurement region is taken into the detector and vignetting occurs. In this case, it cannot be said that the light in the entire measurement region is accurately measured.

本発明の目的は、検出器の構成に起因するケラレを抑制できる光計測装置及び光計測装置のフォーカス調整方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical measurement device and a focus adjustment method for the optical measurement device that can suppress vignetting caused by the configuration of the detector.

本発明の光計測装置は、測定対象としての被測定光源からの光を投影する第1光学系と、前記第1光学系を介して前記被測定光源の共役点に配置される視野絞り部材と、前記視野絞り部材を透過した前記被測定光源からの光を投影する第2光学系と、前記第2光学系により投影された光が入射する複数の入射面が当該複数の入射面間に隙間が生じるように配置された入射部を有し、前記複数の入射面に入射した光に応じた信号を出力する検出器と、を有し、前記複数の入射面は、前記第2光学系を介した前記視野絞り部材の共役点から前記第2光学系の光軸方向へずれた位置に配置されている。   An optical measurement device of the present invention includes a first optical system that projects light from a light source to be measured as a measurement target, and a field stop member that is disposed at a conjugate point of the light source to be measured via the first optical system. A second optical system that projects light from the light source to be measured that has passed through the field stop member, and a plurality of incident surfaces on which the light projected by the second optical system is incident are gaps between the plurality of incident surfaces And a detector that outputs a signal corresponding to light incident on the plurality of incident surfaces, and the plurality of incident surfaces include the second optical system. And disposed at a position shifted from the conjugate point of the field stop member via the optical axis direction of the second optical system.

本発明の光計測装置のフォーカス調整方法は、測定対象としての被測定光源からの光を投影する第1光学系、前記第1光学系を介して前記被測定光源の共役点に配置される視野絞り部材、前記視野絞り部材を透過した前記被測定光源からの光を投影する第2光学系、前記第2光学系により投影された光が入射する複数の入射面が当該複数の入射面間に隙間が生じるように配置された入射部と、当該入射部により導光された光を受光して、受光した光に応じた信号を出力する本体部とを有する検出器の、前記入射部、並びに、前記本体部に代えて前記入射部に接続され、前記複数の入射面から光を出射可能な置換型逆投影用光源、を配置し、その配置された、前記第1光学系、前記視野絞り部材、前記第2光学系、及び、前記入射部の少なくとも一つを移動させ、前記視野絞り部材及び前記複数の入射面の像を前記被測定光源の配置位置に合焦させ、その合焦の後、前記入射部を移動させ、前記被測定光源の配置位置における前記複数の入射面の像をデフォーカスし、そのデフォーカスの後、前記置換型逆投影用光源に代えて前記本体部を前記入射部に接続する。   The focus adjustment method of the optical measurement device of the present invention includes a first optical system that projects light from a light source to be measured as a measurement target, and a field of view that is disposed at a conjugate point of the light source to be measured via the first optical system. A diaphragm member, a second optical system that projects light from the light source to be measured that has passed through the field diaphragm member, and a plurality of incident surfaces on which light projected by the second optical system is incident are between the plurality of incident surfaces The incident part of a detector having an incident part arranged so as to generate a gap, and a main body part that receives light guided by the incident part and outputs a signal according to the received light, and A replacement backprojection light source connected to the incident portion instead of the main body portion and capable of emitting light from the plurality of incident surfaces, and the first optical system and the field stop disposed therewith At least the member, the second optical system, and the incident portion One is moved, the image of the field stop member and the plurality of incident surfaces are focused on the arrangement position of the light source to be measured, and after the focus, the incident portion is moved, and the arrangement of the light source to be measured The images of the plurality of incident surfaces at the positions are defocused, and after the defocusing, the main body portion is connected to the incident portion instead of the replacement type back projection light source.

本発明によれば、検出器の構成に起因するケラレを抑制できる。   According to the present invention, vignetting caused by the configuration of the detector can be suppressed.

(第1の実施形態)
(光計測装置の概略構成)
図1は、本発明の実施形態に係る光計測装置1の概略構成を示す簡略図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は側面図である。
(First embodiment)
(Schematic configuration of the optical measurement device)
FIG. 1 is a simplified diagram illustrating a schematic configuration of an optical measurement device 1 according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a side view.

光計測装置1は、測定対象である面光源101の輝度分布や色度分布等の光に係る量の分布を計測する装置として構成されている。面光源101は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の、複数の画素毎に輝度を調整して表示を行う表示装置である。面光源101の平面形状(図1の紙面右側から見た形状)は、適宜に設定されてよいが、例えば、所定方向(本実施形態の例では水平方向、図1(a)の紙面上下方向、図1(b)の紙面貫通方向)を長手方向とする矩形である。なお、一般的な表示装置では、アスペクト比(長手方向の長さ:短手方向の長さ)=16:9である。   The optical measurement device 1 is configured as a device that measures the distribution of light-related quantities such as the luminance distribution and chromaticity distribution of the surface light source 101 that is the measurement target. The surface light source 101 is a display device that performs display by adjusting the brightness for each of a plurality of pixels, such as a liquid crystal display or an organic EL display. The planar shape of the surface light source 101 (the shape viewed from the right side in FIG. 1) may be set as appropriate. For example, a predetermined direction (horizontal direction in the example of this embodiment, vertical direction in FIG. 1A). FIG. 1B is a rectangle whose longitudinal direction is the paper surface penetration direction. In a general display device, the aspect ratio (length in the longitudinal direction: length in the short direction) = 16: 9.

光計測装置1は、面光源101の各部(測定領域A)の光を順次取り込む動作を行う空間分割装置3と、空間分割装置3により取り込まれた光を集光する光学集光装置5と、光学集光装置5により集光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する検出器7と、空間分割装置3の制御や検出器7の検出結果に基づく処理を行う演算装置9(図1(a))と、光学集光装置5のフォーカス調整を行うための逆投影装置11(図1(b))とを有している。   The optical measuring device 1 includes a space dividing device 3 that performs an operation of sequentially taking in light of each part (measurement region A) of the surface light source 101, an optical condensing device 5 that collects light taken in by the space dividing device 3, and A detector 7 that receives light collected by the optical condensing device 5 and outputs a signal corresponding to the received light, and an arithmetic device that performs processing based on the control of the space dividing device 3 and the detection result of the detector 7 9 (FIG. 1A) and a back projection device 11 (FIG. 1B) for adjusting the focus of the optical condensing device 5.

(空間分割装置及び他の装置の配置)
空間分割装置3は、例えば、一のガルバノミラー13と、ガルバノミラー13を駆動する第1モータ15及び第2モータ17とを有している。
(Arrangement of space dividing device and other devices)
The space dividing device 3 includes, for example, one galvanometer mirror 13 and a first motor 15 and a second motor 17 that drive the galvanometer mirror 13.

ガルバノミラー13は、面光源101の各部からの光を順次一定の方向(光学集光装置5の方向、矢印aw1で示す。)へ偏向するためのものである。ガルバノミラー13は、例えば、金属コートや多層膜コート等の表面処理がなされている。ガルバノミラー13は、第1軸AX1及び第2軸AX2回りに(2軸回りに)回転可能に軸支されている。第1軸AX1は、例えば、面光源101の短手方向(図1(a)の紙面貫通方向、図1(b)の紙面上下方向)に延びる軸であり、第2軸AX2は、例えば、面光源101の長手方向(図1(a)の紙面上下方向、図1(b)の紙面貫通方向)に延びる軸である。   The galvanometer mirror 13 is for sequentially deflecting the light from each part of the surface light source 101 in a certain direction (direction of the optical condensing device 5, indicated by an arrow aw1). The galvanometer mirror 13 is subjected to surface treatment such as metal coating and multilayer coating. The galvanometer mirror 13 is rotatably supported around the first axis AX1 and the second axis AX2 (about two axes). The first axis AX1 is, for example, an axis extending in the short direction of the surface light source 101 (the paper surface penetration direction in FIG. 1A and the vertical direction in FIG. 1B), and the second axis AX2 is, for example, This is an axis extending in the longitudinal direction of the surface light source 101 (the vertical direction of the paper surface in FIG. 1A, the through direction of the paper surface in FIG. 1B).

ガルバノミラー13が第1軸AX1回りに回転することにより、面光源101のうち、光学集光装置5及び検出器7に光が取り込まれる部分(測定領域A)が、面光源101の長手方向に移動する。すなわち、面光源101は、長手方向に走査される。同様に、ガルバノミラー13が第2軸AX2回りに回転することにより、測定領域Aが面光源101の短手方向に移動し、面光源101は、短手方向に走査される。   By rotating the galvanometer mirror 13 about the first axis AX1, a portion (measurement region A) of the surface light source 101 where light is taken into the optical condensing device 5 and the detector 7 is in the longitudinal direction of the surface light source 101. Moving. That is, the surface light source 101 is scanned in the longitudinal direction. Similarly, when the galvanometer mirror 13 rotates about the second axis AX2, the measurement region A moves in the short direction of the surface light source 101, and the surface light source 101 is scanned in the short direction.

第1モータ15は、ガルバノミラー13を第1軸AX1回りに駆動する。第2モータ17は、ガルバノミラー13を第2軸AX2回りに駆動する。第1モータ15及び第2モータ17の動作は、例えば、演算装置9により制御される。なお、空間分割装置3は、ガルバノミラー13の支持機構、及び、第1モータ15及び第2モータ17の回転をガルバノミラー13に伝達する伝達機構を有するが、図示は省略する。   The first motor 15 drives the galvanometer mirror 13 around the first axis AX1. The second motor 17 drives the galvanometer mirror 13 around the second axis AX2. The operations of the first motor 15 and the second motor 17 are controlled by the arithmetic unit 9, for example. The space dividing device 3 includes a support mechanism for the galvanometer mirror 13 and a transmission mechanism for transmitting the rotations of the first motor 15 and the second motor 17 to the galvanometer mirror 13, but illustration thereof is omitted.

ガルバノミラー13により偏向された光が入射する光学系(例えば、光学集光装置5。ただし、光学集光装置5のうちガルバノミラー13側の一部の光学系でもよい。例えば、後述する、開口絞り部材19及び集光レンズ21でもよい。)は、例えば、ガルバノミラー13に対して面光源101側に配置されている。   An optical system on which light deflected by the galvanometer mirror 13 is incident (for example, the optical condensing device 5. However, a part of the optical concentrating device 5 on the galvano mirror 13 side may be used. The diaphragm member 19 and the condenser lens 21 may be disposed on the surface light source 101 side with respect to the galvanometer mirror 13, for example.

ただし、光学集光装置5は、面光源101からガルバノミラー13に向かう光を遮らないように、面光源101からガルバノミラー13への光路外に配置されている。具体的には、光学集光装置5は、図1(b)に示すように、面光源101の短手方向において、面光源101の短手方向の端部からガルバノミラー13への光路よりも、面光源101の外側に配置されている。ただし、光学集光装置5は、図1(a)に示すように、面光源101の長手方向においては、面光源101の長手方向の端部からガルバノミラー13への光路よりも面光源中央側に配置されている。好適には、光学集光装置5は、面光源101の長手方向において、面光源101の中央に配置されている。   However, the optical condensing device 5 is disposed outside the optical path from the surface light source 101 to the galvanometer mirror 13 so as not to block light traveling from the surface light source 101 to the galvanometer mirror 13. Specifically, as shown in FIG. 1B, the optical condensing device 5 has a shorter light path direction than the light path from the end of the surface light source 101 in the short direction to the galvanometer mirror 13. Are disposed outside the surface light source 101. However, in the longitudinal direction of the surface light source 101, the optical condensing device 5 is located on the center side of the surface light source from the end of the surface light source 101 in the longitudinal direction to the galvanometer mirror 13, as shown in FIG. Is arranged. Preferably, the optical condensing device 5 is disposed at the center of the surface light source 101 in the longitudinal direction of the surface light source 101.

図2は、本実施形態の空間分割装置の構成及び他の装置の配置における作用を説明する図であり、図2(a)は、入射角度の定義を示す断面図であり、図2(b)は、入射角度が反射率に及ぼす影響を光の波長毎に示す図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the configuration of the space dividing device of this embodiment and the arrangement of other devices. FIG. 2A is a cross-sectional view showing the definition of the incident angle, and FIG. ) Is a diagram showing the influence of the incident angle on the reflectance for each wavelength of light.

図2(a)に示すように、入射角度は、反射面(ガルバノミラー13)に直交する線(法線)に対する光の角度によって定義される。図2(b)に示すように、入射角度が大きくなると、反射率は低下する。すなわち、反射率は角度依存性を有する。また、反射率及びその角度依存性は、波長毎に相違する。なお、このような角度依存性や波長依存性は、例えば、金属コートや多層膜コート等により生じる。   As shown in FIG. 2A, the incident angle is defined by the angle of light with respect to a line (normal line) orthogonal to the reflecting surface (galvano mirror 13). As shown in FIG. 2B, the reflectance decreases as the incident angle increases. That is, the reflectance has an angle dependency. Further, the reflectance and the angle dependency thereof are different for each wavelength. Such angle dependency and wavelength dependency are caused by, for example, metal coating, multilayer coating, or the like.

一般に、光計測装置においては、面光源の外周側の光を取り込むときほど、面光源からの光のガルバノミラーへの入射角度は大きくなる。従って、面光源の中央側を計測するときと、面光源の外側を計測するときとでは、ガルバノミラーの反射率が変化し、ひいては、測定誤差が生じることになる。入射角度による反射率の変化に起因して生じる誤差の補正は、入射角度の変化だけでなく、反射率の波長依存性も考慮しなければない。また、複数のガルバノミラーを用いて変更すると、補正はさらに複雑化する。   In general, in an optical measurement device, the incident angle of light from a surface light source on a galvanometer mirror increases as the light on the outer peripheral side of the surface light source is captured. Accordingly, the reflectance of the galvanometer mirror changes between when measuring the center side of the surface light source and when measuring the outside of the surface light source, which results in a measurement error. The correction of the error caused by the change in reflectance due to the incident angle must consider not only the change in incident angle but also the wavelength dependence of the reflectance. Further, if the change is made using a plurality of galvanometer mirrors, the correction becomes more complicated.

ここで、入射角度による反射率の変化は、入射角度が大きくなるほど、変化率が大きくなる。例えば、キセノンランプの輝度の実測値について、入射角度23度のときと45度度のときとを比較すると誤差は0.2%程度であり、入射角度45度のときと68度のときとを比較すると誤差は2.0%程度である。   Here, the change in reflectivity according to the incident angle increases as the incident angle increases. For example, when the measured value of the luminance of the xenon lamp is compared between the incident angle of 23 degrees and 45 degrees, the error is about 0.2%, and the incident angle is 45 degrees and 68 degrees. In comparison, the error is about 2.0%.

本実施形態では、光学集光装置5はガルバノミラー13に対して面光源101側に配置されている。従って、例えば、図1(b)において光学集光装置5がガルバノミラー13の直下に配置されたような場合に比較して、ガルバノミラー13への入射角度を小さくすることができる。さらに、光学集光装置5は、面光源101からの光を遮らないように、面光源101の短手方向において、面光源101の短手方向端部からガルバノミラー13への光路よりも、面光源101の外部側へ配置されている。従って、これとは逆に、光学集光装置5が面光源101の長手方向において面光源101の外側に配置された場合に比較して、一層、ガルバノミラー13への入射角度を小さくすることができる。その結果、反射率の入射角度による変化を抑制し、測定誤差を縮小することができる。   In this embodiment, the optical condensing device 5 is disposed on the surface light source 101 side with respect to the galvanometer mirror 13. Therefore, for example, the incident angle to the galvanometer mirror 13 can be reduced as compared with the case where the optical condensing device 5 is arranged immediately below the galvanometer mirror 13 in FIG. Furthermore, the optical condensing device 5 has a surface in the shorter direction of the surface light source 101 than the light path from the end in the shorter direction of the surface light source 101 to the galvanometer mirror 13 so as not to block the light from the surface light source 101. It is arranged outside the light source 101. Therefore, on the contrary, the incident angle to the galvanometer mirror 13 can be further reduced as compared with the case where the optical condensing device 5 is disposed outside the surface light source 101 in the longitudinal direction of the surface light source 101. it can. As a result, a change in reflectance due to the incident angle can be suppressed, and the measurement error can be reduced.

なお、ガルバノミラー13への入射角度の最大値は、図1(a)に示す角度β若しくは図1(b)に示す角度γである。角度βは、面光源101の長手方向端部からガルバノミラー13への光路と、ガルバノミラー13から光学集光装置5への光路との成す角である。角度γは、面光源101の、光学集光装置5とは反対側の、短手方向端部からガルバノミラー13への光路と、ガルバノミラー13から光学集光装置5への光路との成す角である。光学集光装置5は、角度β及びγが45度以下になるように配置されることが好ましい。   In addition, the maximum value of the incident angle to the galvanometer mirror 13 is the angle β shown in FIG. 1A or the angle γ shown in FIG. The angle β is an angle formed by the optical path from the longitudinal end of the surface light source 101 to the galvanometer mirror 13 and the optical path from the galvanometer mirror 13 to the optical condenser 5. The angle γ is the angle formed by the optical path from the edge of the surface light source 101 on the side opposite to the optical condensing device 5 to the galvano mirror 13 and the optical path from the galvano mirror 13 to the optical condensing device 5. It is. The optical condensing device 5 is preferably arranged such that the angles β and γ are 45 degrees or less.

また、本実施形態では、面光源101を2次元走査する空間分割装置3は、2軸回りに回転可能な一のガルバノミラー13を含んで構成されている。従って、1軸回りに回転可能なガルバノミラーを2つ組み合わせて2次元走査可能な空間分割装置が構成された場合に比較して、反射回数が減るから、反射率の変化が抑制される。また、反射率を考慮した測定結果の補正も容易化される。   In the present embodiment, the space dividing device 3 that two-dimensionally scans the surface light source 101 includes one galvanometer mirror 13 that can rotate about two axes. Therefore, since the number of reflections is reduced as compared with a case where a spatial division device capable of two-dimensional scanning is configured by combining two galvanometer mirrors that can rotate around one axis, a change in reflectance is suppressed. In addition, correction of the measurement result in consideration of the reflectance is facilitated.

(光学集光装置及び検出器)
図3は、光学集光装置5及び検出器7の要部を示す斜視図である。図4は、光学集光装置5及び検出器7における光路図である。なお、図4では、理解を容易にするために、空間分割装置3を省略して面光源101の正面に光学集光装置5及び検出器7を図示している。
(Optical condensing device and detector)
FIG. 3 is a perspective view showing the main parts of the optical condensing device 5 and the detector 7. FIG. 4 is an optical path diagram in the optical condensing device 5 and the detector 7. In FIG. 4, for easy understanding, the space dividing device 3 is omitted, and the optical condensing device 5 and the detector 7 are illustrated in front of the surface light source 101.

光学集光装置5は、空間分割装置3により偏向された光が入射する開口絞り部材19と、開口絞り部材19を透過した光が入射する集光レンズ21と、集光レンズ21を透過した光が入射する視野絞り部材23と、視野絞り部材23を透過した光が入射するリレーレンズ25とを有している。   The optical condensing device 5 includes an aperture stop member 19 to which the light deflected by the space dividing device 3 is incident, a condensing lens 21 to which light transmitted through the aperture stop member 19 is incident, and light transmitted through the condensing lens 21. Has a field stop member 23 and a relay lens 25 to which light transmitted through the field stop member 23 enters.

また、検出器7は、リレーレンズ25を透過した光が入射する入射部27と、入射部27により導光された光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する本体部29とを有している。   In addition, the detector 7 includes an incident portion 27 on which light transmitted through the relay lens 25 is incident, and a main body portion 29 that receives light guided by the incident portion 27 and outputs a signal corresponding to the received light. Have.

開口絞り部材19は、例えば、集光レンズ21の前側焦点に配置されている。開口絞り部材19には、空間分割装置3からの光を、その径(断面)を規定しつつ透過させる開口絞り19aが形成されている。なお、開口絞り部材19は、開口絞り19aの径が固定のものでも可変のものでもよい。   The aperture stop member 19 is disposed, for example, at the front focal point of the condenser lens 21. The aperture stop member 19 is formed with an aperture stop 19a that transmits the light from the space dividing device 3 while defining its diameter (cross section). The aperture stop member 19 may have a fixed or variable diameter of the aperture stop 19a.

集光レンズ21は、開口絞り19aを透過した光を集光することにより、面光源101からの光を結像させる。集光レンズ21は、単レンズにより構成されていてもよいし、レンズ群により構成されていてもよい。なお、集光レンズ21の径は、開口絞り19aからの光が全て入射可能な大きさに設定されている。   The condenser lens 21 forms an image of light from the surface light source 101 by condensing the light transmitted through the aperture stop 19a. The condensing lens 21 may be constituted by a single lens or a lens group. The diameter of the condensing lens 21 is set to a size that allows all light from the aperture stop 19a to enter.

視野絞り部材23は、例えば、集光レンズ21の像面に配置されている。視野絞り部材23には、集光レンズ21により集光された光を、その径(断面)を規定しつつ透過させる視野絞り23aが形成されている。視野絞り23aは、例えば、0.3〜3mmの開口である。視野絞り23aの形状は適宜な形状でよいが、例えば、円形や矩形である。なお、視野絞り部材23は、視野絞り23aの径が固定のものでも可変のものでもよい。   The field stop member 23 is disposed, for example, on the image plane of the condenser lens 21. The field stop member 23 is formed with a field stop 23a that transmits the light collected by the condenser lens 21 while defining the diameter (cross section) thereof. The field stop 23a is, for example, an opening of 0.3 to 3 mm. The shape of the field stop 23a may be an appropriate shape, but is, for example, a circle or a rectangle. The field stop member 23 may have a fixed or variable diameter of the field stop 23a.

リレーレンズ25は、集光レンズ21の結像した像を転送するレンズである。なお、上述のように、集光レンズ21の像面には視野絞り部材23が配置されているから、リレーレンズ25は、視野絞り部材23により径が規定された像を転送する。リレーレンズ25は、適宜に構成されてよく、リレーレンズ25の構成に応じて適宜な位置に配置されてよい。例えば、リレーレンズ25は、アフォーカル系の光学系により構成され、前側焦点距離f2及び後側焦点距離f3(図4)の比によって決定される倍率で物体を結像する。また、この場合、例えば、リレーレンズ25は、前側焦点が視野絞り部材23に位置するように配置され、視野絞り部材23により規定された面光源101の像を後側焦点に結ぶ。   The relay lens 25 is a lens that transfers an image formed by the condenser lens 21. As described above, since the field stop member 23 is disposed on the image plane of the condenser lens 21, the relay lens 25 transfers an image whose diameter is defined by the field stop member 23. The relay lens 25 may be appropriately configured, and may be disposed at an appropriate position according to the configuration of the relay lens 25. For example, the relay lens 25 is composed of an afocal optical system, and forms an image of an object at a magnification determined by the ratio of the front focal length f2 and the rear focal length f3 (FIG. 4). Further, in this case, for example, the relay lens 25 is arranged so that the front focal point is positioned on the field stop member 23 and forms an image of the surface light source 101 defined by the field stop member 23 on the rear focal point.

検出器7の入射部27は、例えば、複数の光ファイバ31(図7(a)参照)の束を有して構成されている。入射部27の入射面27aは、光ファイバ31の端面により構成された入射面31a(図7(a)参照)が複数集合することにより構成されている。入射面27aは、リレーレンズ25を介した視野絞り部材23の共役点P1(図4)付近且つ共役点P1からリレーレンズ25の光軸方向にずれた位置に配置されている。換言すれば、入射面27aは、光学集光装置5を介した面光源101の共役点P1(図4)付近且つ共役点P1から光学集光装置5の光軸方向にずれた位置に配置されている。なお、入射面27aは、共役点P1に対して、リレーレンズ25側及びその反対側のいずれ側にずれていてもよい。   The incident portion 27 of the detector 7 is configured to have, for example, a bundle of a plurality of optical fibers 31 (see FIG. 7A). The incident surface 27 a of the incident portion 27 is configured by a plurality of incident surfaces 31 a (see FIG. 7A) configured by the end surface of the optical fiber 31. The incident surface 27a is disposed near the conjugate point P1 (FIG. 4) of the field stop member 23 via the relay lens 25 and at a position shifted from the conjugate point P1 in the optical axis direction of the relay lens 25. In other words, the incident surface 27a is disposed in the vicinity of the conjugate point P1 (FIG. 4) of the surface light source 101 via the optical condensing device 5 and at a position shifted from the conjugate point P1 in the optical axis direction of the optical condensing device 5. ing. The incident surface 27a may be shifted to either the relay lens 25 side or the opposite side with respect to the conjugate point P1.

検出器7の本体部29は、例えば、分光器により構成されている。なお、検出器7全体が分光器として捉えられてもよい。本体部29は、光ファイバ31により導光された光を受光し、受光した光を分光して光のスペクトルを求め、そのスペクトルのデータを、若しくは、そのスペクトルから算出された輝度や色度を、電気信号として出力する。検出器7は、例えば、特に図示しないが、モノクロメータ等のいわゆる狭義の分光器と、狭義の分光器により分光された光を受光して、受光した光の光量に応じた電気信号を出力するCCD等の光電変換器とを有している。   The main body 29 of the detector 7 is constituted by a spectroscope, for example. Note that the entire detector 7 may be regarded as a spectroscope. The main body 29 receives the light guided by the optical fiber 31, divides the received light to obtain the spectrum of the light, and obtains the spectrum data or the brightness and chromaticity calculated from the spectrum. And output as an electrical signal. The detector 7 receives, for example, a so-called narrow-spectrum spectroscope such as a monochromator and light split by the narrow-spectrum spectroscope, and outputs an electric signal corresponding to the amount of the received light, although not particularly illustrated. And a photoelectric converter such as a CCD.

光計測装置1は、図3に示すように、開口絞り部材19及び集光レンズ21を保持する第1保持部33と、視野絞り部材23、リレーレンズ25、及び、入射部27を保持する第2保持部35と、第1保持部33及び第2保持部35を集光レンズ21の光軸方向(図3の紙面左右方向)に相対移動可能に保持するベース37とを有している。従って、光計測装置1は、第1保持部33及び第2保持部35の相対移動により、集光レンズ21の像面に視野絞り部材23を位置させること(合焦)が可能である。   As shown in FIG. 3, the optical measurement device 1 includes a first holding unit 33 that holds the aperture stop member 19 and the condenser lens 21, and a first holding unit 33 that holds the field stop member 23, the relay lens 25, and the incident unit 27. 2 and a base 37 that holds the first holding part 33 and the second holding part 35 so as to be relatively movable in the optical axis direction of the condenser lens 21 (left and right direction in FIG. 3). Therefore, the optical measurement device 1 can position (focus) the field stop member 23 on the image plane of the condenser lens 21 by the relative movement of the first holding unit 33 and the second holding unit 35.

なお、第1保持部33、第2保持部35及びベース37の材質、形状、及び、移動機構は、適宜に選択されてよい。第1保持部33及び第2保持部35の相対移動は、第1保持部33及び第2保持部35のいずれが移動することにより実現されてもよいし、双方が移動することにより実現されてもよく、また、人力で駆動されても、モータ等の駆動機器により駆動されてもよい。第1保持部33に保持される光学部材同士、及び、第2保持部35に保持される光学部材同士も、光軸方向の位置を調整可能であってよい。検出器7の本体部29は、第2保持部35に保持されていてもいなくてもよい。   The material, shape, and movement mechanism of the first holding unit 33, the second holding unit 35, and the base 37 may be selected as appropriate. The relative movement of the first holding unit 33 and the second holding unit 35 may be realized by moving either the first holding unit 33 or the second holding unit 35, or by moving both of them. Moreover, it may be driven by human power or may be driven by a driving device such as a motor. The positions of the optical members held by the first holding unit 33 and the optical members held by the second holding unit 35 may be adjustable. The main body 29 of the detector 7 may or may not be held by the second holding unit 35.

光学集光装置5の作用の説明に先立って、測定距離、測定面積、測定角、立体角及び取込光量について説明する。   Prior to the description of the operation of the optical condensing device 5, the measurement distance, the measurement area, the measurement angle, the solid angle, and the amount of captured light will be described.

測定距離(図5(b)のLを参照)は、面光源101と光学集光装置5との距離である。なお、光学集光装置5における、測定距離の基準となる位置は、適宜に選択されてよいが、例えば、集光レンズ21の配置位置である。   The measurement distance (see L in FIG. 5B) is the distance between the surface light source 101 and the optical condensing device 5. In addition, although the position used as the reference | standard of measurement distance in the optical condensing apparatus 5 may be selected suitably, it is an arrangement position of the condensing lens 21, for example.

測定面積(図5(b)のSmを参照)は、面光源101上の面積であって、走査の各時点において計測対象となる測定領域A(図1参照)の面積である。すなわち、光学集光装置5が一時点において検出器7へ出力する光の、光源の面積である。   The measurement area (see Sm in FIG. 5B) is the area on the surface light source 101, and is the area of the measurement region A (see FIG. 1) to be measured at each scanning time point. That is, the area of the light source of the light output from the optical condensing device 5 to the detector 7 at a temporary point.

測定角(図5(b)の2αを参照)は、光学集光装置5から測定領域Aを見込む角度である。すなわち、測定角は、測定領域Aの大きさを光学集光装置5の光軸に対する角度で示す。なお、測定面積は、測定角及び測定距離の関数となる。   The measurement angle (see 2α in FIG. 5B) is an angle at which the measurement region A is viewed from the optical condensing device 5. That is, the measurement angle indicates the size of the measurement region A as an angle with respect to the optical axis of the optical condensing device 5. The measurement area is a function of the measurement angle and the measurement distance.

立体角(単位:ステラジアン)は、一般に、S/r2で定義される。rは、球の半径であり、Sは、その球の表面の所定部分の面積である。本実施形態では、立体角は、面光源101上の各点から出射された光線により形成される錐体において定義される。なお、立体角は、図5(b)の頂角ωに相関するから、頂角ωを立体角とみなして考察してもよい。   The solid angle (unit: steradian) is generally defined by S / r2. r is the radius of the sphere, and S is the area of a predetermined portion of the surface of the sphere. In the present embodiment, the solid angle is defined in a cone formed by light rays emitted from each point on the surface light source 101. Since the solid angle correlates with the apex angle ω in FIG. 5B, the apex angle ω may be considered as a solid angle.

取込光量は、測定領域Aから出射され、且つ、光学集光装置5により取り込まれて検出器7へ出力される単位時間当たりの光の量である。   The amount of captured light is the amount of light per unit time that is emitted from the measurement region A, captured by the optical condensing device 5, and output to the detector 7.

光学集光装置5の作用について説明する。   The operation of the optical condensing device 5 will be described.

開口絞り部材19は、集光レンズ21の前側に配置されているから、集光レンズ21に入射する光の径を規定できる。すなわち、開口絞り部材19は、開口絞り19aにより、光学集光装置5に取り込まれる光の立体角を規定できる。なお、開口絞り部材19が、開口絞り19aの大きさを可変のものである場合には、開口絞り19aの大きさの調整により、立体角を調整できる。   Since the aperture stop member 19 is disposed on the front side of the condenser lens 21, the diameter of the light incident on the condenser lens 21 can be defined. That is, the aperture stop member 19 can define the solid angle of light taken into the optical condensing device 5 by the aperture stop 19a. When the aperture stop member 19 has a variable size of the aperture stop 19a, the solid angle can be adjusted by adjusting the size of the aperture stop 19a.

集光レンズ21は、面光源101の像を結び、視野絞り部材23は、集光レンズ21の像面に配置されている。すなわち、面光源101と視野絞り部材23とは共役となっている。従って、視野絞り23aの面積により、測定面積等を規定できる。なお、視野絞り部材23が、視野絞り23aの大きさを可変のものである場合には、視野絞り23aの大きさの調整により、測定面積等を調整できる。   The condenser lens 21 connects the images of the surface light source 101, and the field stop member 23 is disposed on the image plane of the condenser lens 21. That is, the surface light source 101 and the field stop member 23 are conjugate. Therefore, the measurement area and the like can be defined by the area of the field stop 23a. When the field stop member 23 has a variable size of the field stop 23a, the measurement area and the like can be adjusted by adjusting the size of the field stop 23a.

上述のように、集光レンズ21は、前側焦点が開口絞り部材19に位置するように配置されている。その結果、測定距離によらず、取込光量が一定になるという作用を奏する。具体的には、以下のとおりである。   As described above, the condenser lens 21 is disposed so that the front focal point is located on the aperture stop member 19. As a result, there is an effect that the amount of captured light becomes constant regardless of the measurement distance. Specifically, it is as follows.

図5(a)は、測定角2αを説明する図である。   FIG. 5A is a diagram illustrating the measurement angle 2α.

物高h(測定領域Aの半分の高さ)と、像高h′(視野絞り23aの半分の高さ)とが常に結像関係にある場合、次の式が成り立つ。
h/h′ = x/f
h/x = h′/f
ここで、焦点距離fと視野絞り23aの半径であるh′は不変であるためh/xも常に一定となることが分かる。
When the object height h (half the height of the measurement area A) and the image height h ′ (half the height of the field stop 23a) are always in an imaging relationship, the following equation holds.
h / h ′ = x / f
h / x = h ′ / f
Here, it can be seen that h / x is always constant because the focal length f and the radius h 'of the field stop 23a are unchanged.

一方、測定角2αをxとhとで作る三角形で構成すれば、
2α = 2tan−1(h/x)
となる。
On the other hand, if the measurement angle 2α is composed of triangles made of x and h,
2α = 2 tan −1 (h / x)
It becomes.

以上のように、測定角2αの基準は、集光レンズ21の前側焦点となる。また、測定距離L(図5(a)ではx)が変化しても、測定角2αは変化しない。測定角2αを変えるためには、視野絞り23aの径(h′)を変化させなければならない。   As described above, the reference for the measurement angle 2α is the front focal point of the condenser lens 21. Even if the measurement distance L (x in FIG. 5A) changes, the measurement angle 2α does not change. In order to change the measurement angle 2α, the diameter (h ′) of the field stop 23a must be changed.

図5(b)は、取込光量が一定になる作用を説明する図である。   FIG. 5B is a diagram for explaining an operation in which the amount of captured light becomes constant.

測定面積Smは、測定角2α及び測定距離Lにより決定される。例えば、視野絞り23aの形状、換言すれば、測定領域Aの形状が円形であるとすると、その半径は、(L−f1)tanαとなるから、Sm=π((L−f1)tanα)となる。 The measurement area Sm is determined by the measurement angle 2α and the measurement distance L. For example, if the shape of the field stop 23a, in other words, the shape of the measurement region A is circular, the radius is (L−f1) tan α, so Sm = π ((L−f1) tan α) 2. It becomes.

また、測定領域A内の点光源がもつエネルギーをPと考えると、入射瞳(開口絞り19a)の位置における光束密度は、エネルギーPを、L−f1を半径とする球の表面積で割った値となるから、P/(4π(L−f1))となる。 When the energy of the point light source in the measurement area A is considered as P, the light flux density at the position of the entrance pupil (aperture stop 19a) is a value obtained by dividing the energy P by the surface area of a sphere having a radius L-f1. Therefore, P / (4π (L−f1) 2 ).

このとき光源からみて入射瞳に取り込まれる光線の円錐頂角ωによって取込の立体角が規定される。入射瞳径が2Rとすると、点光源から発した光線のうち立体角によって制限された取込光量は、上述の入射瞳の位置における光束密度に入射瞳の面積πRを乗じて、P・R/(4(L−f1))となる。 At this time, the solid angle of capture is defined by the cone apex angle ω of the light beam captured by the entrance pupil as viewed from the light source. Assuming that the entrance pupil diameter is 2R, the amount of captured light limited by the solid angle among the light rays emitted from the point light source is obtained by multiplying the luminous flux density at the position of the entrance pupil by the area πR 2 of the entrance pupil, and P · R 2 / (4 (L−f1) 2 ).

取込光量は、測定面積ד点光源から発した光線のうち立体角によって制限された取込光量”の関係で決定されるので
π((L−f1)tanα) × P・R/(4(L−f1)
=(P・πR・tanα)/4
となり距離の関数ではなくなり、計測器としての取込光量は測定角α,瞳径Rと光源のエネルギーPによって決定される。これは測定距離の変化による測定面積の変化量を、同様に測定距離によって変化する立体角の変化によって相殺していることを意味している。
Since the amount of captured light is determined by the relationship of measurement area × “captured amount of light limited by solid angle among rays emitted from a point light source”, π ((L−f1) tanα) 2 × P · R 2 / (4 (L-f1) 2 )
= (P · πR 2 · tan α) / 4
Therefore, the captured light quantity as a measuring instrument is determined by the measurement angle α, the pupil diameter R, and the energy P of the light source. This means that the change amount of the measurement area due to the change of the measurement distance is offset by the change of the solid angle which also changes with the measurement distance.

すなわち、光学集光装置5においては、測定距離Lを変化させても、面光源101の一定の位置(例えば、面光源101の中央位置)からの取込光量は変化しない。また、このような作用が生じる結果、測定領域Aが面光源101の中央に位置するときの取込光量と、測定領域Aが面光源101の外周部に位置するときの取込光量とは、測定距離Lによらず、一定の関係(一定の比)を保つことになる。その結果、例えば、輝度の絶対値を測定することが可能になる。また、シェーディング補正等を行うときに、測定距離に応じて異なる処理を行う必要がなくなる。   That is, in the optical condensing device 5, even if the measurement distance L is changed, the amount of light captured from a certain position of the surface light source 101 (for example, the center position of the surface light source 101) does not change. Further, as a result of such an action, the amount of captured light when the measurement region A is located at the center of the surface light source 101 and the amount of captured light when the measurement region A is located at the outer peripheral portion of the surface light source 101 are: Regardless of the measurement distance L, a constant relationship (a constant ratio) is maintained. As a result, for example, it is possible to measure the absolute value of the luminance. In addition, when performing shading correction or the like, there is no need to perform different processing depending on the measurement distance.

測定距離Lが変化すると、集光レンズ21の像面の位置は変化する。しかし、光計測装置5は、第1保持部33に対して第2保持部35を光軸方向へ移動可能であるから、開口絞り部材19を集光レンズ21の前側焦点に位置させたまま、集光レンズ21の像面に視野絞り部材23を位置させるように調整すること(フォーカス調整、ピント合わせ)が可能である。   When the measurement distance L changes, the position of the image plane of the condenser lens 21 changes. However, since the optical measuring device 5 can move the second holding unit 35 in the optical axis direction with respect to the first holding unit 33, the aperture stop member 19 is positioned at the front focal point of the condenser lens 21. Adjustment (focus adjustment, focusing) can be performed so that the field stop member 23 is positioned on the image plane of the condenser lens 21.

光学集光装置5では、開口絞りの径を変化させることにより、立体角を変化させて取込光量を調整することができる。当該調整は、NDフィルタによる取込光量の調整のように、波長毎の減光率の相違を考慮した補正を行う必要がない。すなわち、NDフィルタは、波長毎に減光率が異なるから、NDフィルタを用いて取込光量を調整した場合には、測定誤差を縮小するために検出値の補正が必要となるが、本実施形態では、その必要がない。   In the optical condensing device 5, by changing the diameter of the aperture stop, the solid angle can be changed to adjust the amount of captured light. The adjustment does not need to be performed in consideration of the difference in the light attenuation rate for each wavelength unlike the adjustment of the amount of captured light by the ND filter. That is, since the ND filter has a different attenuation rate for each wavelength, when the amount of captured light is adjusted using the ND filter, the detection value needs to be corrected in order to reduce the measurement error. In form, it is not necessary.

なお、開口絞り部材は、撮像装置のシャッタのように、複数の絞り羽根により構成され、複数の絞り羽根の相対移動により開口絞りの径を変化させるものであってもよい。また、例えば、開口絞り部材は、回転可能に軸支され、円周方向に沿って複数の絞りが形成されており、回転移動により光路に挿入される絞りが切り換えられることにより、開口絞りの径を変化させるターレットであってもよい。光学集光装置5は、開口絞りの径が互いに異なる複数の開口絞り部材が着脱可能であってもよい。   The aperture stop member may be composed of a plurality of aperture blades and change the diameter of the aperture stop by relative movement of the plurality of aperture blades, like a shutter of an imaging apparatus. Further, for example, the aperture stop member is rotatably supported, and a plurality of stops are formed along the circumferential direction. By changing the stop inserted into the optical path by the rotational movement, the aperture stop diameter is changed. It may be a turret that changes. The optical condensing device 5 may be detachable with a plurality of aperture stop members having different aperture stop diameters.

光学集光装置5は、上述の特許文献1に開示された2つのスリットによりガルバノミラーからの光を透過させる技術(2アイリス方式)に比較すると、取込光量を大きくしつつ測定精度を高く保つことができる。すなわち、特許文献1の技術では、2つめのスリットが小さければ小さいほど計測精度は向上するが、2つめのスリットが小さすぎると光量が少なくなってしまうことから、計測精度と光量を大きくすることとを両立することが難しい。しかし、本実施形態では、測定精度を高くするために開口絞り19a及び視野絞り23aを小さくする必要がない。その結果、特許文献1のスリットに比較して大きい開口絞り19a及び視野絞り23aにより光を取り込むことができる。   The optical condensing device 5 keeps the measurement accuracy high while increasing the amount of captured light, as compared with the technique (two-iris method) that transmits light from the galvanometer mirror through the two slits disclosed in Patent Document 1 described above. be able to. That is, in the technique of Patent Document 1, the smaller the second slit is, the better the measurement accuracy is. However, if the second slit is too small, the amount of light is reduced, so the measurement accuracy and the amount of light are increased. It is difficult to achieve both. However, in this embodiment, it is not necessary to reduce the aperture stop 19a and the field stop 23a in order to increase the measurement accuracy. As a result, light can be taken in by the aperture stop 19a and the field stop 23a which are larger than the slit of Patent Document 1.

検出器7の入射部27の入射面27aが、共役点P1からずれていることによる作用を説明する。当該作用については、理解を容易にするために、入射面27aから光を出射したときに、光学集光装置5により面光源101に投影される像を参照して説明する。   The operation due to the fact that the incident surface 27a of the incident portion 27 of the detector 7 is displaced from the conjugate point P1 will be described. In order to facilitate understanding, the operation will be described with reference to an image projected onto the surface light source 101 by the optical condensing device 5 when light is emitted from the incident surface 27a.

図6は、検出器7の本体部29に代えて置換型逆投影用光源39を入射部27に接続した状態における光計測装置1の光路図である。   FIG. 6 is an optical path diagram of the optical measurement device 1 in a state where a substitution type back projection light source 39 is connected to the incident portion 27 instead of the main body portion 29 of the detector 7.

置換型逆投影用光源39の生成した光は、入射面27aから出射され、光学集光装置5を介して面光源101に投影される。なお、面光源101の位置に、面光源101に代えて適宜なスクリーンが配置されていてもよい。   The light generated by the replacement-type back projection light source 39 is emitted from the incident surface 27 a and projected onto the surface light source 101 through the optical condensing device 5. An appropriate screen may be arranged at the position of the surface light source 101 instead of the surface light source 101.

図7(a)は、入射部27の入射面27aを示す図である。   FIG. 7A is a diagram illustrating the incident surface 27 a of the incident portion 27.

入射面27aは、上述のように、複数の入射面31aを有している。複数の入射面31aは、光ファイバ31の断面が円形であることなどから、当該複数の入射面31a間に隙間が生じるように配置されている。従って、仮に、入射面27aが、面光源101の共役点P1(図4)に配置されたと仮定すると、面光源101においては、図7(a)に示す入射面27aの像が結ばれることになる。すなわち、面光源101においては、各光ファイバ31に対応した輝度の高い部分と、複数の光ファイバ31間の隙間に対応した輝度の低い部分とが生じることになる。   The incident surface 27a has a plurality of incident surfaces 31a as described above. The plurality of incident surfaces 31a are arranged such that gaps are formed between the plurality of incident surfaces 31a because the cross section of the optical fiber 31 is circular. Therefore, assuming that the incident surface 27a is disposed at the conjugate point P1 (FIG. 4) of the surface light source 101, the surface light source 101 forms an image of the incident surface 27a shown in FIG. Become. That is, in the surface light source 101, a portion having a high luminance corresponding to each optical fiber 31 and a portion having a low luminance corresponding to a gap between the plurality of optical fibers 31 are generated.

これは、面光源101からの光を入射面27aに入射させ、面光源101の光を検出器7により計測する場合においては、面光源101の測定領域Aの光が、局所的に検出器7に取り込まれ、ケラレが生じることに相当する。この場合、測定領域A全体の光を精度よく検出しているとは言い難い。   This is because when light from the surface light source 101 is incident on the incident surface 27 a and the light from the surface light source 101 is measured by the detector 7, the light in the measurement region A of the surface light source 101 is locally detected by the detector 7. This is equivalent to the occurrence of vignetting. In this case, it is difficult to say that the light in the entire measurement region A is detected with high accuracy.

そこで、入射面27aにおいて、面光源101からのデフォーカスされた像を取り込むことが考えられる。これは、図6に示す逆投影を行った場合においては、図7(c)に示すデフォーカスされた像が、面光源101に投影されることに相当する。図7(c)では、複数の光ファイバ31の像は結像せず、光が均一に面光源101に投影されている。従って、面光源101からの光を入射面27aに入射させる場合においては、ケラレが抑制される。   Thus, it is conceivable to capture a defocused image from the surface light source 101 on the incident surface 27a. This corresponds to the projection of the defocused image shown in FIG. 7C onto the surface light source 101 when the back projection shown in FIG. 6 is performed. In FIG. 7C, images of the plurality of optical fibers 31 are not formed, and light is uniformly projected onto the surface light source 101. Therefore, vignetting is suppressed when light from the surface light source 101 is incident on the incident surface 27a.

しかし、図7(c)に示すように、像の輪郭がぼけていることは、面光源101からの光を検出器7により検出する場合においては、測定領域A(測定面積Sm)が正確に定まっていないことに相当する。さらに、デフォーカスの仕方によっては、上述した取込光量一定となる位置関係が成立しなくなり、取込光量が一定とならない。以上のとおり、デフォーカスの仕方次第では、誤差が拡大することになる。また、作業者は、どの程度デフォーカスしてよいか判断できない。   However, as shown in FIG. 7 (c), the contour of the image is blurred. When the light from the surface light source 101 is detected by the detector 7, the measurement region A (measurement area Sm) is accurately determined. This is equivalent to undefined. Further, depending on the way of defocusing, the positional relationship in which the captured light amount is constant is not established, and the captured light amount is not constant. As described above, the error increases depending on the defocusing method. Also, the operator cannot determine how much defocusing is allowed.

本実施形態では、図4を参照して説明したように、入射面27aを共役点P1からずらすことにより、デフォーカスしている。その結果、図6に示す逆投影を行った場合においては、図7(b)に示す、輪郭ははっきりしており、内部がぼけた像が面光源101に結ばれる。これは、面光源101からの光を検出器7により検出する場合においては、測定領域Aが正確に定まるとともに、取込光量一定となる位置関係が保たれ、且つ、測定領域A全体の光をケラレなく取り込めていることに相当する。   In the present embodiment, as described with reference to FIG. 4, defocusing is performed by shifting the incident surface 27a from the conjugate point P1. As a result, when back projection shown in FIG. 6 is performed, the contour shown in FIG. 7B is clear and an image with a blurred interior is connected to the surface light source 101. This is because when the light from the surface light source 101 is detected by the detector 7, the measurement area A is accurately determined, the positional relationship in which the amount of captured light is constant is maintained, and the light in the entire measurement area A is This is equivalent to capturing without vignetting.

入射面27aを共役点P1からずらすことにより、図7(b)に示す像が得られるのは、視野絞り部材23の位置において入射面27aの像はぼけるが、視野絞り部材23の位置にある像は、面光源101において合焦することからである。   By shifting the incident surface 27a from the conjugate point P1, the image shown in FIG. 7B is obtained because the image of the incident surface 27a is blurred at the position of the field stop member 23 but at the position of the field stop member 23. This is because the image is focused on the surface light source 101.

そして、本実施形態では、視野絞り部材23、リレーレンズ25、及び、入射部27は、第2保持部35に保持されて、第1保持部33(集光レンズ21)に対して、集光レンズ21の光軸方向へ移動可能であるから、入射面27aの共役点P1からのずれ量t(図4)を一定に保ったまま、測定距離Lの変化に応じて視野絞り部材23を集光レンズ21の像面に位置させる(フォーカス調整する)ことができる。その結果、作業者においては、光計測装置1の製造者において設定したデフォーカス量、または、自らが事前に設定した適切なデフォーカス量を保つことができる。すなわち、測定距離Lに応じてデフォーカス量を判断する必要がない。   In the present embodiment, the field stop member 23, the relay lens 25, and the incident portion 27 are held by the second holding portion 35, and are condensed with respect to the first holding portion 33 (the condensing lens 21). Since the lens 21 is movable in the optical axis direction, the field stop member 23 is collected according to the change in the measurement distance L while keeping the deviation amount t (FIG. 4) of the incident surface 27a from the conjugate point P1 constant. It can be positioned on the image plane of the optical lens 21 (focus adjustment). As a result, the operator can maintain the defocus amount set by the manufacturer of the optical measuring device 1 or an appropriate defocus amount set in advance by the worker. That is, it is not necessary to determine the defocus amount according to the measurement distance L.

なお、入射面27aの共役点P1からのずれ量tについては、計測に要求される精度、検出器7の測定精度、測定距離L等の種々の事情に応じて適宜に設定されてよい。   In addition, about the deviation | shift amount t from the conjugate point P1 of the entrance plane 27a, you may set suitably according to various situations, such as the precision requested | required for a measurement, the measurement precision of the detector 7, and the measurement distance L.

例えば、ずれ量tは、光学集光装置5により面光源101からの光を集光したことによる、光学集光装置5を設けない場合(例えば、2アイリス方式)に比較した、取込光量の増大の効果等が失われないように設定される。例えば、ずれ量tは、リレーレンズ25の後側焦点距離f3よりも小さく設定される。   For example, the shift amount t is the amount of captured light compared to the case where the optical condensing device 5 is not provided (for example, the 2-iris method) due to the light collected from the surface light source 101 by the optical condensing device 5. It is set so that the increase effect is not lost. For example, the shift amount t is set smaller than the rear focal length f3 of the relay lens 25.

また、例えば、ずれ量tは、図6に示す逆投影を行ったときに、面光源101を適宜な位置から視認した作業者によって、面光源101の位置に投影された複数の入射面31aの像がぼけていると認識されるときの値以上に設定される。   In addition, for example, the shift amount t is the amount of the plurality of incident surfaces 31 a projected on the position of the surface light source 101 by an operator who visually recognizes the surface light source 101 from an appropriate position when the back projection shown in FIG. 6 is performed. It is set to be equal to or greater than the value when the image is recognized as blurred.

より好適には、ずれ量tは、図6に示す逆投影を行ったときに、面光源101を適宜な位置から視認した作業者によって、図7(b)に示す像が視認される(像の内部において輝度のムラが認識されない、複数の入射面31aの像が認識されない)ときの値、若しくは、当該値以上に設定される。   More preferably, when the back projection shown in FIG. 6 is performed, the shift amount t is visually recognized by the operator who visually recognizes the surface light source 101 from an appropriate position (the image shown in FIG. 7B). Is set to a value equal to or higher than the value when brightness unevenness is not recognized in the interior of the image, and images of the plurality of incident surfaces 31a are not recognized.

なお、輝度のムラの認識、ひいては、ぼけているか否かの判断、及び、図7(b)に示す像であるか否かの判断には、個人差があり、また、空間周波数等の条件にも影響される。しかし、当該判断は、光計測装置1を用いて複数の被験者を対象に実験することにより可能である。   It should be noted that there are individual differences in the recognition of unevenness in luminance, and consequently the determination of whether or not it is blurred, and the determination of whether or not it is the image shown in FIG. 7B, and conditions such as spatial frequency Also affected. However, the determination can be made by experimenting with a plurality of subjects using the optical measurement device 1.

また、このような判断に資することができる評価方法も種々提案されており、そのような評価方法を適宜に利用して判断してもよい。   Various evaluation methods that can contribute to such a determination have been proposed, and the determination may be made by appropriately using such an evaluation method.

例えば、「印刷物微小濃淡むらの高精度検出法に関する研究」(山下他、三菱重工技報 Vol.35 No.3 第202〜205頁)では、撮像画像に基づいて輝度ムラの有無を判定する評価値を算出する手法が開示されている。当該評価値は、人間の濃淡に対する知覚が空間周波数毎に異なることを考慮して算出されている。具体的には、以下のとおりである。   For example, in “Study on high-precision detection method for printed matter with slight shading” (Yamashita et al., Mitsubishi Heavy Industries Technical Report, Vol. 35, No. 3, pages 202-205), an evaluation for determining presence / absence of luminance unevenness based on captured images A method for calculating a value is disclosed. The evaluation value is calculated considering that human perception of shading differs for each spatial frequency. Specifically, it is as follows.

まず、視認対象を撮像し、その撮像画像を2次元フーリエ変換して、空間周波数(f)毎のパワースペクトルを算出する。次に、そのパワースペクトルに空間周波数毎に設定された重み係数H(f)を乗じる。重み係数は下記式により表わされる。
H(f) = 0.31+0.69fe−0.29f
その乗算結果を逆フーリエ変換して変換画像を得る。そして、その変換画像の標準偏差(輝度レベルの標準偏差)を評価値として算出する。
First, a visual target is imaged, and the captured image is two-dimensionally Fourier transformed to calculate a power spectrum for each spatial frequency (f). Next, the power spectrum is multiplied by a weighting factor H (f) set for each spatial frequency. The weighting coefficient is expressed by the following equation.
H (f) = 0.31 + 0.69fe− 0.29f
The multiplication result is inverse Fourier transformed to obtain a transformed image. Then, the standard deviation of the converted image (standard deviation of the luminance level) is calculated as an evaluation value.

上記の研究結果では、被験者20人を対象として、被験者のムラの知覚と、評価値との比較を行っている。その比較結果によれば、評価値が0.6付近において、被験者の一部によりムラが知覚され、評価値が0.8を超えると、被験者のほぼ全員によりムラが知覚されている。そして、上記の研究報告は、閾値を0.6に設定して評価値を用いることにより、人が感じるムラを検出することが可能であると結んでいる。   In the above research results, the subject's perception of unevenness and the evaluation value are compared for 20 subjects. According to the comparison result, when the evaluation value is around 0.6, unevenness is perceived by some of the subjects, and when the evaluation value exceeds 0.8, unevenness is perceived by almost all of the subjects. The above research report concludes that it is possible to detect unevenness felt by a person by setting the threshold value to 0.6 and using the evaluation value.

従って、上記の研究報告によれば、図6に示す逆投影を行い、適宜な位置から面光源101の位置における像を撮像し、上記の順により得られた評価値が、0.6未満であれば、図7(b)に示す像が得られることになる。なお、面光源101を撮像する位置については、本実施形態において測定角や立体角の基準となっている集光レンズ21の位置と等価な位置又はその近辺など、適宜に選択されてよい。   Therefore, according to the above research report, the back projection shown in FIG. 6 is performed, an image at the position of the surface light source 101 is taken from an appropriate position, and the evaluation value obtained by the above order is less than 0.6. If so, the image shown in FIG. 7B is obtained. Note that the position at which the surface light source 101 is imaged may be appropriately selected, such as a position equivalent to or near the position of the condensing lens 21 that is the reference for the measurement angle and solid angle in the present embodiment.

光学集光装置5における各種設定事項の数値の一例を示すと、距離(L−f1)は300mm〜∞、測定角2αは2度、入射部27の入射面27aの直径は1mm、入射部27のNA(開口数)は0.2、集光レンズ21の焦点距離f1は80nm、リレーレンズ25の前側焦点距離f2は100mm、リレーレンズ25の後側焦点距離f3は30mm、開口絞り19aの直径は10mm、視野絞り23aの直径は2.78mm、集光レンズ21と視野絞り部材23との距離L3は76〜97mmである。なお、光学集光装置5の出射側のNAは、入射部27のNAよりも小さくなるように設定されている。   An example of numerical values of various setting items in the optical condensing device 5 is shown. The distance (L-f1) is 300 mm to ∞, the measurement angle 2α is 2 degrees, the diameter of the incident surface 27a of the incident portion 27 is 1 mm, and the incident portion 27. NA (numerical aperture) is 0.2, the focal length f1 of the condenser lens 21 is 80 nm, the front focal length f2 of the relay lens 25 is 100 mm, the rear focal length f3 of the relay lens 25 is 30 mm, and the diameter of the aperture stop 19a. Is 10 mm, the diameter of the field stop 23a is 2.78 mm, and the distance L3 between the condenser lens 21 and the field stop member 23 is 76 to 97 mm. The NA on the exit side of the optical condensing device 5 is set to be smaller than the NA of the incident portion 27.

(逆投影装置)
図8は、逆投影装置11の構成を説明する斜視図である。図9は、逆投影装置11を説明する光路図である。
(Back projection device)
FIG. 8 is a perspective view illustrating the configuration of the back projection device 11. FIG. 9 is an optical path diagram for explaining the back projection device 11.

上述のように、光計測装置1では、測定距離Lの変化に応じて第2保持部35(図3)を集光レンズ21に対して移動させ、視野絞り部材23が集光レンズ21の像面に位置するようにフォーカス調整を行う必要がある。逆投影装置11は、このフォーカス調整における、視野絞り部材23が集光レンズ21の像面に位置したか否か(合焦されたか否か)の判断を容易化させるためのものである。   As described above, in the optical measurement device 1, the second holding unit 35 (FIG. 3) is moved with respect to the condenser lens 21 according to the change in the measurement distance L, and the field stop member 23 is an image of the condenser lens 21. It is necessary to adjust the focus so that it is positioned on the surface. The back projection device 11 is for facilitating the determination of whether or not the field stop member 23 is positioned on the image plane of the condenser lens 21 (whether or not it is in focus) in this focus adjustment.

逆投影装置11は、反射型逆投影用光源41と、反射型逆投影用光源41から出射された光を反射してリレーレンズ25に入射させる挿入ミラー43とを有している。   The backprojection device 11 includes a reflective backprojection light source 41 and an insertion mirror 43 that reflects the light emitted from the reflective backprojection light source 41 and causes the light to enter the relay lens 25.

反射型逆投影用光源41は、出射面41aから所定の断面形状の光を出射する。図8では、出射面41aの例を3つ拡大して示している。第1例の出射面41a_Aは、断面が複数の矩形に分割された光を出射可能である。第2例の出射面41a_Bは、断面が複数の円形に分割された光を出射可能である。第3例の出射面41a_Cは、断面の輪郭の一部が内側へ突出する光を出射可能である。   The reflective backprojection light source 41 emits light having a predetermined cross-sectional shape from the emission surface 41a. In FIG. 8, three examples of the emission surface 41a are shown enlarged. The exit surface 41a_A of the first example can emit light whose cross section is divided into a plurality of rectangles. The exit surface 41a_B of the second example can emit light whose cross section is divided into a plurality of circles. The exit surface 41a_C of the third example can emit light in which a part of the contour of the cross section protrudes inward.

第1の例の出射面41a_A及び第3の例の出射面41a_Cは、例えば、遮光性の薄膜フィルム等により形成されたマスク41bを出射面に配置することにより実現される。また、第2の例の出射面41a_Bは、例えば、反射型逆投影用光源41の出射部を、入射部27と同様に、複数の光ファイバ41cの束(多芯ファイバ)を含んで構成することによって実現される。なお、第2の例の出射面41a_Bは、マスク41bによっても実現可能である。   The exit surface 41a_A of the first example and the exit surface 41a_C of the third example are realized by arranging, for example, a mask 41b formed of a light-shielding thin film on the exit surface. In addition, the emission surface 41 a </ i> _B of the second example includes, for example, the emission part of the reflective backprojection light source 41 including a bundle (multi-core fiber) of a plurality of optical fibers 41 c like the incident part 27. Is realized. Note that the emission surface 41a_B of the second example can also be realized by the mask 41b.

挿入ミラー43は、リレーレンズ25と入射部27との間の光路に対して挿入及び退避可能である。なお、挿入ミラー43は、スライド機構や回転機構により挿入及び退避可能であってもよいし、第2保持部35に対して着脱可能であることにより挿入及び退避可能であってもよい。   The insertion mirror 43 can be inserted into and retracted from the optical path between the relay lens 25 and the incident portion 27. The insertion mirror 43 may be inserted and retracted by a slide mechanism or a rotation mechanism, or may be inserted and retracted by being detachable from the second holding unit 35.

図10は、図9の逆投影装置11付近の拡大図である。   FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the back projection device 11 of FIG.

反射型逆投影用光源41は、リレーレンズ25と出射面41aとの距離Dbが、リレーレンズ25と共役点P1との距離Daに等しくなる位置に配置されている。換言すれば、挿入ミラー43は、共役点P1を検出器7の方向とは異なる方向へ移動させ(当該移動された共役点を共役点P1′とする。)、出射面41aは、その移動された共役点P1′に配置されている。   The reflective backprojection light source 41 is disposed at a position where the distance Db between the relay lens 25 and the exit surface 41a is equal to the distance Da between the relay lens 25 and the conjugate point P1. In other words, the insertion mirror 43 moves the conjugate point P1 in a direction different from the direction of the detector 7 (the moved conjugate point is defined as the conjugate point P1 ′), and the emission surface 41a is moved. It is arranged at the conjugate point P1 ′.

従って、出射面41aの像が、光学集光装置5を介して、面光源101又は面光源101の位置に配置されたスクリーンにおいて結像したときには、面光源101の位置と視野絞り部材23とは共役になっていることになる。すなわち、視野絞り部材23が集光レンズ21の像面に位置したことになる。その結果、作業者は、出射面41aの像を面光源101の位置に結像させるように第1保持部33に対して第2保持部35を移動させることにより、視野絞り部材23を集光レンズ21の像面に位置させることができる。   Accordingly, when the image of the exit surface 41a is imaged on the surface light source 101 or the screen disposed at the position of the surface light source 101 via the optical condensing device 5, the position of the surface light source 101 and the field stop member 23 are It will be conjugate. That is, the field stop member 23 is positioned on the image plane of the condenser lens 21. As a result, the operator condenses the field stop member 23 by moving the second holding unit 35 with respect to the first holding unit 33 so as to form an image of the emission surface 41 a at the position of the surface light source 101. It can be positioned on the image plane of the lens 21.

この際、出射面41aは、断面が複数に分割された光、若しくは、断面の輪郭が内側に突出した光を出射することから、光の断面形状が円形や矩形の場合に比較して、面光源101の位置において結像したか否かを判断しやすい。   At this time, the emission surface 41a emits light whose cross section is divided into a plurality of parts, or light whose cross section profile protrudes inward, so that the surface of the light exit surface 41a is compared with the case where the cross section of the light is circular or rectangular. It is easy to determine whether or not an image is formed at the position of the light source 101.

このような逆投影は、面光源101の測定位置と、空間分割装置3の動作量との対応関係の把握にも効果的である。例えば、逆投影を行わずに、共役点P1(又はP1′)において接眼レンズを介して作業者が面光源101からの光を視認して、上記の対応関係を把握することは、視野が狭いことから難しい。しかし、逆投影では、面光源101を直接視認することから、上記の対応関係を把握すること、例えば、面光源101の端部に測定領域Aが位置していることを把握することが容易である。   Such back projection is also effective for grasping the correspondence between the measurement position of the surface light source 101 and the operation amount of the space dividing device 3. For example, when the operator visually recognizes the light from the surface light source 101 via the eyepiece lens at the conjugate point P1 (or P1 ′) without performing back projection, the above-described correspondence relationship is narrowed. It ’s difficult. However, in back projection, since the surface light source 101 is directly visually recognized, it is easy to grasp the above correspondence, for example, to grasp that the measurement region A is located at the end of the surface light source 101. is there.

なお、逆投影は、図6に示した方法でも可能である。しかし、逆投影装置11が設けられると、本体部29に代えて置換型逆投影用光源39を接続するために頻繁に入射部27と本体部29とを着脱することが抑制され、ひいては、入射部27等が破損することが抑制される。また、図6に示した方法では、せっかく入射面27aと共役点P1とのずれ量tを適切に設定しても、その後、測定距離Lが変化すると、入射面27aを共役点P1に位置させて合焦を行い、再度、ずれ量tを設定しなければならない。しかし、逆投影装置11が設けられることにより、その必要性がなくなり、ずれ量tが維持される。   Note that back projection is also possible by the method shown in FIG. However, when the back projection device 11 is provided, it is possible to suppress frequent attachment / detachment of the incident portion 27 and the main body portion 29 in order to connect the replacement-type back projection light source 39 instead of the main body portion 29, and as a result It is suppressed that part 27 grade | etc., Breaks. Further, in the method shown in FIG. 6, even if the deviation t between the incident surface 27a and the conjugate point P1 is set appropriately, if the measurement distance L changes thereafter, the incident surface 27a is positioned at the conjugate point P1. In this case, the shift amount t must be set again. However, since the back projection device 11 is provided, the necessity thereof is eliminated, and the shift amount t is maintained.

(フォーカス調整の手順)
フォーカス調整は、事前調整と、事前調整の後に行われる測定時調整とを含む。具体的には以下のとおりである。
(Focus adjustment procedure)
The focus adjustment includes a pre-adjustment and a measurement adjustment performed after the pre-adjustment. Specifically, it is as follows.

図11は、事前調整の手順を示すフローチャートである。事前調整は、光計測装置1の製造者又は使用者(光計測の作業者)により行われる。なお、図11に示す手順の一部は自動化されてもよい。   FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for preliminary adjustment. The pre-adjustment is performed by the manufacturer or the user (optical measurement operator) of the optical measurement device 1. Note that part of the procedure shown in FIG. 11 may be automated.

ステップST1では、図6を参照して説明したように、検出器7の本体部29に代えて、置換型逆投影用光源39を入射部27に接続し、逆投影を行う。   In step ST1, as described with reference to FIG. 6, instead of the main body portion 29 of the detector 7, the replacement-type back projection light source 39 is connected to the incident portion 27, and back projection is performed.

ステップST2では、図7(a)に示す入射面27aの像が得られるように、集光レンズ21、視野絞り部材23、リレーレンズ25、及び、入射部27の少なくともいずれか一つを光軸方向へ移動させる。すなわち、面光源101の位置に投影される像の、輪郭及び内部の双方を合焦させる。このときは、第2保持部35の第1保持部33に対する移動だけなく、視野絞り部材23、リレーレンズ25、及び、入射部27を相互に移動させてもよい。ただし、開口絞り19は、集光レンズ21の前側焦点に配置されている。   In step ST2, at least one of the condenser lens 21, the field stop member 23, the relay lens 25, and the incident portion 27 is placed on the optical axis so that an image of the incident surface 27a shown in FIG. Move in the direction. That is, both the outline and the inside of the image projected on the position of the surface light source 101 are focused. At this time, not only the movement of the second holding unit 35 relative to the first holding unit 33 but also the field stop member 23, the relay lens 25, and the incident unit 27 may be moved relative to each other. However, the aperture stop 19 is disposed at the front focal point of the condenser lens 21.

ステップST3では、入射部27の位置を光軸方向にずらす。すなわち、図7(b)の示す像が得られるように、ずれ量tを適切に設定する。   In step ST3, the position of the incident portion 27 is shifted in the optical axis direction. That is, the shift amount t is appropriately set so that the image shown in FIG. 7B is obtained.

ステップST4では、図8〜図10を参照して説明したように、挿入ミラー43をリレーレンズ25と入射部27との間に配置する。   In step ST <b> 4, as described with reference to FIGS. 8 to 10, the insertion mirror 43 is disposed between the relay lens 25 and the incident portion 27.

ステップST5では、反射型逆投影用光源41から光を出射して、挿入ミラー43を介した逆投影を行う。   In step ST5, light is emitted from the reflective backprojection light source 41, and backprojection is performed via the insertion mirror 43.

ステップST6では、面光源101の位置に投影される出射面41aの像を視認しつつ、反射型逆投影用光源41の位置を調整し、出射面41aの像を面光源101の位置に合焦させる。なお、視野絞り部材23は、ステップST2において、既に面光源101の共役点に配置されているから、ステップST6は、反射型逆投影用光源41により面光源101に投影される像の内部を合焦させる調整となる。   In step ST6, the position of the reflective backprojection light source 41 is adjusted while visually recognizing the image of the exit surface 41a projected onto the position of the surface light source 101, and the image of the exit surface 41a is focused on the position of the surface light source 101. Let Since the field stop member 23 is already arranged at the conjugate point of the surface light source 101 in step ST2, step ST6 combines the inside of the image projected onto the surface light source 101 by the reflective back projection light source 41. Adjustment is made to focus.

ステップST7では、挿入ミラー43をリレーレンズ25から入射部27への光路から退避させる。   In step ST7, the insertion mirror 43 is retracted from the optical path from the relay lens 25 to the incident portion 27.

図12は、測定時調整の手順を示すフローチャートである。光計測装置1の使用者により行われる。なお、図12に示す手順の一部は自動化されてもよい。測定時調整は、事前調整が行われた後、測定距離Lが変化するなど、測定条件が変化したときに行われる。   FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for adjustment during measurement. It is performed by the user of the optical measuring device 1. A part of the procedure shown in FIG. 12 may be automated. Adjustment at the time of measurement is performed when measurement conditions change, for example, the measurement distance L changes after pre-adjustment.

ステップST11及びステップST12は、ステップST5及びST6と同様であり、図8〜図10を参照して説明したように、挿入ミラー43を介した逆投影を行う。   Steps ST11 and ST12 are the same as steps ST5 and ST6, and back projection through the insertion mirror 43 is performed as described with reference to FIGS.

ステップST13では、面光源101の位置に投影される出射面41aの像を視認しつつ、第2保持部35を第1保持部33に対して移動させて、出射面41aの像を面光源101の位置に合焦させる。なお、ステップST13は、反射型逆投影用光源41による逆投影の観点においては、面光源101に投影される像の輪郭及び内部を合焦させる調整となる。すなわち、作業者は、像の輪郭及び内部を合焦させるように調整を行う。一方、面光源101からの光を検出器7により検出する観点においては、入射面27aは、共役点P1からずれた位置に配置されているから、ステップST13は、図7(b)を参照して説明したように、像の輪郭を合焦させる一方で、像の内部をぼかす調整となる。   In step ST13, while visually recognizing the image of the emission surface 41a projected on the position of the surface light source 101, the second holding unit 35 is moved with respect to the first holding unit 33, and the image of the emission surface 41a is converted to the surface light source 101. Focus on the position. Note that step ST13 is an adjustment that focuses the contour and the inside of the image projected onto the surface light source 101 from the viewpoint of back projection by the reflective back projection light source 41. That is, the operator performs adjustment so as to focus the outline and the inside of the image. On the other hand, from the viewpoint of detecting light from the surface light source 101 by the detector 7, the incident surface 27a is disposed at a position shifted from the conjugate point P1, and therefore step ST13 refers to FIG. As described above, the adjustment is to blur the inside of the image while focusing the outline of the image.

ステップST14は、ステップST7と同様であり、挿入ミラー43を光路から退避させる。   Step ST14 is the same as step ST7, and retracts the insertion mirror 43 from the optical path.

事前調整及び計測時調整を有するフォーカス調整が行われることにより、事前調整によって得られた視野絞り部材23と入射部27との位置関係などの、複数の光学部品間の一部の位置関係は、測定距離L等が変化しても、計測時調整においては変更されず、基本的には維持される。その結果、例えば、上述のように、ずれ量tは、好適な量に維持され、作業者がどの程度ぼかしたらよいか判断に困ることがない。また、例えば、置換型逆投影用光源39を頻繁に入射部27に接続する必要性がなくなり、入射部27の破損が抑制される。   By performing the focus adjustment including the pre-adjustment and the adjustment at the time of measurement, the partial positional relationship between the plurality of optical components, such as the positional relationship between the field stop member 23 and the incident portion 27 obtained by the pre-adjustment, Even if the measurement distance L or the like changes, the adjustment at the time of measurement is not changed and is basically maintained. As a result, for example, as described above, the shift amount t is maintained at a suitable amount, and there is no problem in determining how much the operator should blur. Further, for example, it is not necessary to frequently connect the substitution type back projection light source 39 to the incident portion 27, and the damage of the incident portion 27 is suppressed.

なお、以上の第1の実施形態において、面光源101は、本発明における被測定光源の一例であり、集光レンズ21は本発明の第1光学系の一例であり、リレーレンズ25は本発明の第2光学系の一例であり、第2保持部35は本発明の保持部の一例であり、ガルバノミラー13は本発明の偏向ミラーの一例である。   In the first embodiment described above, the surface light source 101 is an example of the light source to be measured in the present invention, the condenser lens 21 is an example of the first optical system of the present invention, and the relay lens 25 is the present invention. The second holding unit 35 is an example of the holding unit of the present invention, and the galvanometer mirror 13 is an example of the deflection mirror of the present invention.

(第2の実施形態)
図13は、本発明の第2の実施形態に係る光計測装置201の概略構成を示す平面図である。図14は、光計測装置201における光路図である。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の構成については、第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。また、図14では、図4と同様に、理解を容易にするために、空間分割装置を省略して、各光学部品を同軸上に配置して図示している。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of an optical measurement device 201 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 14 is an optical path diagram in the optical measurement device 201. Note that in the second embodiment, configurations similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and description thereof is omitted. Further, in FIG. 14, as in FIG. 4, in order to facilitate understanding, the space dividing device is omitted, and the optical components are coaxially arranged.

第2の実施形態の光計測装置201は、空間分割装置及び光学集光装置の構成が第1の実施形態の光計測装置1と相違する。具体的には、以下のとおりである。   The optical measurement device 201 of the second embodiment is different from the optical measurement device 1 of the first embodiment in the configuration of the space dividing device and the optical condensing device. Specifically, it is as follows.

第2の実施形態の空間分割装置203は、互いに異なる軸(例えば互いに直交する軸)回りに回転可能な2枚のガルバノミラー213及び214を有している。ガルバノミラー213及び214は、それぞれ、第1モータ15及び第2モータ17により駆動され、面光源101を2次元走査する。   The space dividing device 203 according to the second embodiment includes two galvanometer mirrors 213 and 214 that can rotate around different axes (for example, axes orthogonal to each other). The galvanometer mirrors 213 and 214 are driven by the first motor 15 and the second motor 17, respectively, and scan the surface light source 101 two-dimensionally.

第2の実施形態の光学集光装置205は、走査レンズ206を有している点、開口絞り部材19が、集光レンズ21の前側焦点ではなく、集光レンズ21の前側焦点の共役点に配置されている点、リレーレンズの構成等が第1の実施形態と相違する。   The optical condensing device 205 of the second embodiment has a scanning lens 206, and the aperture stop member 19 is not a front focal point of the condensing lens 21 but a conjugate point of the front focal point of the condensing lens 21. The arrangement and the configuration of the relay lens are different from those of the first embodiment.

走査レンズ206は、例えば、レンズ群により構成されている。ただし、走査レンズ206は、単レンズにより構成されてもよい。走査レンズ206は、面光源101に対して対向して配置されている。   The scanning lens 206 is constituted by a lens group, for example. However, the scanning lens 206 may be configured by a single lens. The scanning lens 206 is disposed to face the surface light source 101.

走査レンズ206は、計測の目的に照らして、面光源101の各部(中央部や外周部)からの光を所定の射影方式で射出するレンズにより構成されている。例えば、以下のとおりである。   The scanning lens 206 is configured by a lens that emits light from each part (center part or outer peripheral part) of the surface light source 101 by a predetermined projection method in light of the purpose of measurement. For example, it is as follows.

y=f・tanθで表される中心射影レンズにより走査レンズ206を構成すれば、面光源101の中央部と外周部との間における立体角の差を小さくできる。   If the scanning lens 206 is constituted by a central projection lens represented by y = f · tan θ, the difference in solid angle between the central portion and the outer peripheral portion of the surface light source 101 can be reduced.

y=2f・tan(θ/2)で表される立体射影レンズにより走査レンズ206を構成すれば、面光源101の中央部と外周部との間における立体角及び測定角の差を小さくできる。   If the scanning lens 206 is configured by a stereoscopic projection lens represented by y = 2f · tan (θ / 2), the difference between the solid angle and the measurement angle between the central portion and the outer peripheral portion of the surface light source 101 can be reduced.

y=f・θで表される等距離射影レンズにより走査レンズ206を構成すれば、面光源101の中央部と外周部との間における測定面積の差を小さくできる。   If the scanning lens 206 is configured by an equidistant projection lens represented by y = f · θ, the difference in measurement area between the central portion and the outer peripheral portion of the surface light source 101 can be reduced.

なお、yは、測定面(面光源101)における走査レンズ206の光軸LAと測定位置との距離(物高)、fは走査レンズ206の焦点距離、θは空間分割装置203へ入射する(走査レンズ206から射出された)光束が光軸LAと成す角(走査角)である。   Here, y is the distance (object height) between the optical axis LA of the scanning lens 206 and the measurement position on the measurement surface (surface light source 101), f is the focal length of the scanning lens 206, and θ is incident on the space dividing device 203 ( This is the angle (scanning angle) formed by the light beam (emitted from the scanning lens 206) with the optical axis LA.

走査レンズ206を透過した面光源101からの光は、空間分割装置203を介して一定の方向(集光レンズ21の方向)へ偏向される。偏向された光は集光レンズ21に入射し、集光レンズ21により結像される。視野絞り部材23は、第1の実施形態と同様に、面光源101の共役点に配置される。たたし、第2の実施形態では、視野絞り部材23は、走査レンズ206及び集光レンズ21を含む光学系を介した面光源101の共役点に配置される。   The light from the surface light source 101 that has passed through the scanning lens 206 is deflected in a certain direction (the direction of the condensing lens 21) via the space dividing device 203. The deflected light enters the condenser lens 21 and is imaged by the condenser lens 21. The field stop member 23 is disposed at the conjugate point of the surface light source 101 as in the first embodiment. However, in the second embodiment, the field stop member 23 is disposed at the conjugate point of the surface light source 101 via the optical system including the scanning lens 206 and the condenser lens 21.

開口絞り部材19は、集光レンズ21の前側焦点の共役点に配置されている。換言すれば、図14に示すように、開口絞り部材19の像219は、集光レンズ21の前側焦点に位置している。従って、面光源101から集光レンズ21に入射する光の立体角は、開口絞り19aによって規定される。すなわち、第2の実施形態においても、第1の実施形態のように、集光レンズ21の前側焦点に開口絞り部材19を配置したのと同様の効果が得られる。   The aperture stop member 19 is disposed at the conjugate point of the front focal point of the condenser lens 21. In other words, as shown in FIG. 14, the image 219 of the aperture stop member 19 is located at the front focal point of the condenser lens 21. Therefore, the solid angle of light incident on the condenser lens 21 from the surface light source 101 is defined by the aperture stop 19a. That is, also in the second embodiment, the same effect as that in which the aperture stop member 19 is arranged at the front focal point of the condenser lens 21 as in the first embodiment can be obtained.

リレーレンズは、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226を有している。第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226は、例えば、第1の実施形態と同様に、アフォーカル系を構成している。すなわち、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226は、第1リレーレンズ225の後側焦点に第2リレーレンズ226の前側焦点が位置するように配置されており、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226の焦点距離f4及びf5(図14参照)の比によって決定される倍率で物体を結像する。   The relay lens includes a first relay lens 225 and a second relay lens 226. For example, the first relay lens 225 and the second relay lens 226 form an afocal system, as in the first embodiment. That is, the first relay lens 225 and the second relay lens 226 are disposed so that the front focal point of the second relay lens 226 is positioned at the rear focal point of the first relay lens 225. 2 The object is imaged at a magnification determined by the ratio of the focal lengths f4 and f5 of the relay lens 226 (see FIG. 14).

また、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226は、例えば、第1リレーレンズ225の前側焦点が走査レンズ206から集光レンズ21までの光学系の像面に位置するように配置され、第2リレーレンズ226の後側焦点に像を結ぶ。なお、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226は、それぞれ、レンズ群により構成されていてもよいし、単レンズにより構成されていてもよい。   The first relay lens 225 and the second relay lens 226 are arranged so that the front focal point of the first relay lens 225 is positioned on the image plane of the optical system from the scanning lens 206 to the condenser lens 21, for example. An image is formed at the rear focal point of the 2-relay lens 226. The first relay lens 225 and the second relay lens 226 may each be configured by a lens group or may be configured by a single lens.

開口絞り部材19は、例えば、第1リレーレンズ225の後側焦点(第2リレーレンズ226の前側焦点)に配置されており、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226とともにテレセントリック光学系を形成している。   The aperture stop member 19 is disposed, for example, at the rear focal point of the first relay lens 225 (the front focal point of the second relay lens 226), and forms a telecentric optical system together with the first relay lens 225 and the second relay lens 226. is doing.

検出器7の入射部27(図13及び図14では図示省略)は、第1の実施形態と同様に、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226を介した、視野絞り部材23の共役点からずれた位置に配置されている。   The incident portion 27 (not shown in FIGS. 13 and 14) of the detector 7 is a conjugate point of the field stop member 23 via the first relay lens 225 and the second relay lens 226 as in the first embodiment. It is arranged at a position deviated from.

光計測装置201は、走査レンズ206、空間分割装置203及び集光レンズ21を保持する第1保持部233と、視野絞り部材23、第1リレーレンズ225、開口絞り部材19、第2リレーレンズ226及び検出器7(若しくは検出器7のうち入射部27)を保持する第2保持部235と、第1保持部233及び第2保持部235を集光レンズ21の光軸方向(図1の紙面左右方向)に相対移動可能に保持するベース237とを有している。   The optical measuring device 201 includes a first holding unit 233 that holds the scanning lens 206, the space dividing device 203, and the condenser lens 21, a field stop member 23, a first relay lens 225, an aperture stop member 19, and a second relay lens 226. And the second holding part 235 that holds the detector 7 (or the incident part 27 of the detector 7), the first holding part 233, and the second holding part 235 in the optical axis direction of the condenser lens 21 (the paper surface of FIG. 1). And a base 237 that can be relatively moved in the left-right direction).

第1保持部233、第2保持部235及びベース237の材質、形状、及び、移動機構は、適宜に選択されてよい。第1保持部233及び第2保持部235の相対移動は、第1保持部233及び第2保持部235のいずれが移動することにより実現されてもよいし、双方が移動することにより実現されてもよく、また、人力で駆動されても、モータ等の駆動機器により駆動されてもよい。第1保持部233に保持される光学部材同士、及び、第2保持部35に保持される光学部材同士も、光軸方向の位置を調整可能であってよい。   The material, shape, and movement mechanism of the first holding unit 233, the second holding unit 235, and the base 237 may be appropriately selected. The relative movement of the first holding unit 233 and the second holding unit 235 may be realized by moving either the first holding unit 233 or the second holding unit 235, or by moving both of them. Moreover, it may be driven by human power or may be driven by a driving device such as a motor. The positions of the optical members held by the first holding unit 233 and the optical members held by the second holding unit 35 may be adjustable.

第1保持部233に対して第2保持部235を移動させることにより、視野絞り部材23を走査レンズ206及び集光レンズ21を含む光学系の像面に位置させることができる。この際、第1リレーレンズ225、開口絞り部材19及び第2リレーレンズ226は、テレセントリック光学系を形成していることから、第1保持部233に対して第2保持部235を光軸方向へ移動させても、開口絞り19aの像219a(図14)の大きさは変化しない。   By moving the second holding unit 235 relative to the first holding unit 233, the field stop member 23 can be positioned on the image plane of the optical system including the scanning lens 206 and the condenser lens 21. At this time, since the first relay lens 225, the aperture stop member 19 and the second relay lens 226 form a telecentric optical system, the second holding portion 235 is moved in the optical axis direction with respect to the first holding portion 233. Even if it is moved, the size of the image 219a (FIG. 14) of the aperture stop 19a does not change.

以上の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、光計測装置201は、測定対象としての面光源101からの光を投影する走査レンズ206及び集光レンズ21を含む光学系と、当該光学系を介して面光源101の共役点に配置される視野絞り部材23と、視野絞り部材23を透過した面光源101からの光を投影する第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226を含む光学系と、当該光学系により投影された光が入射する複数の入射面31aが当該複数の入射面31a間に隙間が生じるように配置された入射部27を有し、前記複数の入射面31aに入射した光に応じた信号を出力する検出器7とを有し、複数の入射面31aは、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226を介した視野絞り部材23の共役点から第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226の光軸方向へずれた位置に配置されていることから、図7(b)を参照して説明したように、入射部27の構成に起因するケラレを抑制することができる。   According to the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, the optical measurement device 201 is disposed at a conjugate point of the surface light source 101 via the optical system including the scanning lens 206 and the condensing lens 21 that project light from the surface light source 101 as a measurement target. A field stop member 23, an optical system including a first relay lens 225 and a second relay lens 226 that project light from the surface light source 101 that has passed through the field stop member 23, and light projected by the optical system is incident The detector 7 which has the incident part 27 arrange | positioned so that the some incident surface 31a may produce a clearance gap between the said several incident surfaces 31a, and outputs the signal according to the light which injected into the said several incident surface 31a The plurality of incident surfaces 31a are arranged from the conjugate point of the field stop member 23 via the first relay lens 225 and the second relay lens 226 to the first relay lens 225 and the second relay lens. Since it was placed in 226 shifted in the optical axis direction position, as described with reference to FIG. 7 (b), it is possible to suppress the eclipse due to the configuration of the entrance portion 27.

なお、以上の第2の実施形態において、走査レンズ206及び集光レンズ21は本発明の第1光学系の一例であり、第1リレーレンズ225及び第2リレーレンズ226は本発明の第2光学系の一例であり、第2保持部235は本発明の保持部の一例である。   In the second embodiment described above, the scanning lens 206 and the condenser lens 21 are examples of the first optical system of the present invention, and the first relay lens 225 and the second relay lens 226 are the second optical system of the present invention. It is an example of the system, and the second holding unit 235 is an example of the holding unit of the present invention.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.

光計測装置及び計測用光学装置は、光源を走査するものに限定されない。例えば、点光源からの光を計測するものであってもよい。光計測装置及び計測用光学装置が、光源を走査するものである場合、光計測装置及び走査光学系は、2次元の走査を行うものに限定されず、一次元の走査を行うものであってもよい。また、計測対象となる面光源は、一次元の走査のみで光源全体の計測が行われることが可能な長尺状のものであってもよい。面光源は表示装置に限定されない。例えば、照明として使用されたり、表示装置のバックライトとして使用される面光源であってもよい。   The optical measurement device and the measurement optical device are not limited to those that scan the light source. For example, light from a point light source may be measured. When the optical measurement device and the measurement optical device are those that scan a light source, the optical measurement device and the scanning optical system are not limited to those that perform two-dimensional scanning, but perform one-dimensional scanning. Also good. In addition, the surface light source to be measured may be a long one that can measure the entire light source only by one-dimensional scanning. The surface light source is not limited to the display device. For example, it may be a surface light source used as illumination or as a backlight of a display device.

光学集光装置は、レンズにより構成されるものに限定されない。例えば、曲面鏡により、若しくは、レンズと曲面鏡との組み合わせにより構成されてもよい。曲面鏡を用いる場合には、反射波長の角度依存を軽減できる等のメリットがある。   An optical condensing device is not limited to what is comprised by a lens. For example, you may comprise by a curved mirror or the combination of a lens and a curved mirror. When a curved mirror is used, there is an advantage that the angle dependence of the reflection wavelength can be reduced.

面光源の各部からの光を順次取り込む(面光源を走査する)動作を行う空間分割装置は、面光源の各部からの光を一定の方向へ偏向する偏向器(偏向ミラー)に限定されない。例えば、空間分割装置は、光学集光装置や検出器等を面光源に沿って移動させる移動装置であったり、光学集光装置や検出器等の面光源に対する向きを変化させる回転装置であったりしてもよい。   The space dividing device that performs an operation of sequentially taking in light from each part of the surface light source (scanning the surface light source) is not limited to a deflector (deflection mirror) that deflects light from each part of the surface light source in a certain direction. For example, the space dividing device is a moving device that moves an optical condensing device, a detector, or the like along a surface light source, or a rotating device that changes the orientation of the optical condensing device, the detector, or the like with respect to the surface light source. May be.

偏向器は、ガルバノミラーに限定されない。例えば、偏向器は、ポリゴンミラーを含んで構成されてよい。検出器は、分光器に限定されない。例えば、光を分光しないものであってもよい。検出器の検出する光に係る量は、物理量でも心理物理量でもよく、また、輝度や色度以外の量であってもよい。   The deflector is not limited to a galvanometer mirror. For example, the deflector may be configured to include a polygon mirror. The detector is not limited to a spectrometer. For example, the light may not be dispersed. The amount of light detected by the detector may be a physical quantity or a psychophysical quantity, or may be an amount other than luminance or chromaticity.

視野絞り部材は、第1光学系(第1の実施形態では集光レンズ21、第2の実施形態では走査レンズ206及び集光レンズ21)を介した面光源の共役点に配置されればよいから、第1光学系の像面位置ではなく、像面位置の共役点に配置されてもよい。   The field stop member may be disposed at the conjugate point of the surface light source via the first optical system (the condensing lens 21 in the first embodiment, the scanning lens 206 and the condensing lens 21 in the second embodiment). Therefore, it may be arranged not at the image plane position of the first optical system but at the conjugate point of the image plane position.

光計測装置及び走査光学系には、使用目的や測定対象の種類等の具体的事情に応じて、視感度補正フィルタ、色フィルタ、拡散透過板等の光学要素が適宜な位置に配置されてよい。第1光学系や第2光学系の光軸はミラーにより適宜に屈曲されてよい。   In the optical measuring device and the scanning optical system, optical elements such as a visibility correction filter, a color filter, and a diffuse transmission plate may be arranged at appropriate positions according to specific circumstances such as the purpose of use and the type of measurement target. . The optical axes of the first optical system and the second optical system may be appropriately bent by a mirror.

第1の実施形態及び第2の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第1の実施形態において、開口絞り部材19を集光レンズ21の前側焦点の共役点に配置してもよい。換言すれば、走査レンズ206が設けられない構成と、開口絞り部材19を集光レンズ21の前側焦点の共役点に配置する構成とを組み合わせてもよい。   The first embodiment and the second embodiment may be appropriately combined. For example, in the first embodiment, the aperture stop member 19 may be disposed at the conjugate point of the front focal point of the condenser lens 21. In other words, a configuration in which the scanning lens 206 is not provided and a configuration in which the aperture stop member 19 is disposed at the conjugate point of the front focal point of the condenser lens 21 may be combined.

また、例えば、第2の実施形態において、第1の実施形態のように、開口絞り部材19を集光レンズ21の前側焦点に配置してもよい。換言すれば、走査レンズ206を設ける構成と、開口絞り部材19を集光レンズ21の前側焦点に配置する構成とを組み合わせてもよい。   Further, for example, in the second embodiment, the aperture stop member 19 may be disposed at the front focal point of the condenser lens 21 as in the first embodiment. In other words, the configuration in which the scanning lens 206 is provided and the configuration in which the aperture stop member 19 is disposed at the front focal point of the condenser lens 21 may be combined.

本発明の第1の実施形態に係る光計測装置の概略構成を示す簡略図。1 is a simplified diagram showing a schematic configuration of an optical measurement device according to a first embodiment of the present invention. 図1の光計測装置における空間分割装置の構成及び他の装置の配置における作用を説明する図。The figure explaining the effect | action in the structure of the space division | segmentation apparatus in the optical measuring device of FIG. 1, and arrangement | positioning of another apparatus. 図1の光計測装置の光学集光装置及び検出器の要部を示す斜視図。The perspective view which shows the principal part of the optical condensing apparatus and detector of the optical measuring device of FIG. 図3の光学集光装置及び検出器における光路図。The optical path diagram in the optical condensing device and detector of FIG. 図3の光学集光装置の作用を説明する図。The figure explaining the effect | action of the optical condensing device of FIG. 図1の光計測装置において置換型の逆投影を行ったときの光路図。FIG. 2 is an optical path diagram when substitution-type back projection is performed in the optical measurement apparatus of FIG. 1. 図3の光学集光装置及び検出器の位置関係の作用を説明する図。The figure explaining the effect | action of the positional relationship of the optical condensing device of FIG. 3, and a detector. 図1の光計測装置の逆投影装置の構成を説明する斜視図。The perspective view explaining the structure of the back projection apparatus of the optical measuring device of FIG. 図8の逆投影装置を説明する光路図。FIG. 9 is an optical path diagram illustrating the back projection device of FIG. 8. 図9の光路図の逆投影装置付近の拡大図。FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the back projection device in the optical path diagram of FIG. 9. 図1の光計測装置におけるフォーカス調整の事前調整の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure for pre-adjustment of focus adjustment in the optical measurement device of FIG. 1. 図1の光計測装置におけるフォーカス調整の計測時調整の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure for adjustment at the time of focus adjustment in the optical measurement device of FIG. 1. 本発明の第2の実施形態に係る光計測装置の概略構成を示す簡略図。FIG. 6 is a simplified diagram showing a schematic configuration of an optical measurement device according to a second embodiment of the present invention. 図13の光計測装置における光路図。FIG. 14 is an optical path diagram in the optical measurement device of FIG. 13.

符号の説明Explanation of symbols

1…光計測装置、7…検出器、21…集光レンズ(第1光学系)、23…視野絞り部材、25…リレーレンズ(第2光学系)、27…入射部、31a…入射面、101…面光源(被測定光源)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical measuring device, 7 ... Detector, 21 ... Condensing lens (1st optical system), 23 ... Field stop member, 25 ... Relay lens (2nd optical system), 27 ... Incident part, 31a ... Incident surface, 101: Surface light source (light source to be measured).

Claims (10)

測定対象としての被測定光源からの光を投影する第1光学系と、
前記第1光学系を介して前記被測定光源の共役点に配置される視野絞り部材と、
前記視野絞り部材を透過した前記被測定光源からの光を投影する第2光学系と、
前記第2光学系により投影された光が入射する複数の入射面が当該複数の入射面間に隙間が生じるように配置された入射部を有し、前記複数の入射面に入射した光に応じた信号を出力する検出器と、
を有し、
前記複数の入射面は、前記第2光学系を介した前記視野絞り部材の共役点から前記第2光学系の光軸方向へずれた位置に配置されている
光計測装置。
A first optical system that projects light from a light source to be measured as a measurement target;
A field stop member disposed at a conjugate point of the light source to be measured via the first optical system;
A second optical system that projects light from the light source to be measured that has passed through the field stop member;
According to the light incident on the plurality of incident surfaces, the plurality of incident surfaces on which the light projected by the second optical system is incident have an incident portion arranged such that gaps are generated between the plurality of incident surfaces. A detector that outputs
Have
The plurality of incident surfaces are arranged at positions shifted from a conjugate point of the field stop member via the second optical system in the optical axis direction of the second optical system.
前記視野絞り部材、前記第2光学系、及び、前記入射部を保持し、前記第1光学系に対して前記第1光学系の光軸方向へ移動可能な保持部を有する
請求項1に記載の光計測装置。
The holding | maintenance part which hold | maintains the said field stop member, the said 2nd optical system, and the said incident part, and can move to the optical axis direction of the said 1st optical system with respect to the said 1st optical system. Optical measuring device.
前記第2光学系と前記検出器との間に挿入され、前記第2光学系を介した前記視野絞り部材の共役点を前記検出器の方向とは異なる方向へ配置可能な挿入ミラーと、
前記挿入ミラーにより配置された共役点に配置され、前記挿入ミラーへ光を出射可能な反射型逆投影用光源と、
を有する請求項1に記載の光計測装置。
An insertion mirror inserted between the second optical system and the detector and capable of disposing a conjugate point of the field stop member via the second optical system in a direction different from the direction of the detector;
A reflective backprojection light source arranged at a conjugate point arranged by the insertion mirror and capable of emitting light to the insertion mirror;
The optical measurement device according to claim 1, comprising:
前記反射型逆投影用光源は、断面が複数に分割された光、又は、断面の輪郭の一部が内側へ突出する光を出射可能である
請求項3に記載の光計測装置。
The optical measurement device according to claim 3, wherein the light source for reflection back projection is capable of emitting light having a cross section divided into a plurality of parts, or light in which a part of a cross section outline protrudes inward.
前記反射型逆投影用光源は、光の断面を整形するマスクを前記挿入ミラーにより配置された共役点に有する
請求項4に記載の光計測装置。
The optical measurement apparatus according to claim 4, wherein the reflective backprojection light source has a mask for shaping a light cross section at a conjugate point arranged by the insertion mirror.
前記反射型逆投影用光源は、光を出射する複数の出射面が、前記挿入ミラーにより配置された共役点に位置する複数の光ファイバを有する
請求項4に記載の光計測装置。
The optical measurement apparatus according to claim 4, wherein the reflective backprojection light source includes a plurality of optical fibers that have a plurality of emission surfaces that emit light and are positioned at conjugate points arranged by the insertion mirror.
前記被測定光源は、出射面が長手方向及び当該長手方向に直交する短手方向を有する面光源であり、
前記面光源の各部からの光を前記第1光学系の方向へ順次反射するように移動可能な偏向ミラーが設けられ、
前記第1光学系は、
前記偏向ミラーよりも前記面光源側の位置、
前記長手方向において、前記面光源の長手方向端部から前記偏向ミラーへの光路よりも、前記面光源の中央側の位置、且つ、
前記短手方向において、前記面光源の短手方向端部から前記偏向ミラーへの光路よりも、前記面光源の外側の位置に配置されている
請求項1に記載の光計測装置。
The light source to be measured is a surface light source having an emission surface having a longitudinal direction and a short direction perpendicular to the longitudinal direction,
A deflecting mirror that is movable so as to sequentially reflect light from each part of the surface light source toward the first optical system;
The first optical system includes:
A position closer to the surface light source than the deflection mirror,
In the longitudinal direction, a position closer to the center of the surface light source than the optical path from the longitudinal end of the surface light source to the deflection mirror, and
The optical measurement device according to claim 1, wherein in the short direction, the light measuring device is disposed at a position outside the surface light source with respect to an optical path from the short direction end of the surface light source to the deflection mirror.
前記第1学系の前側焦点、又は、当該前側焦点の共役点に配置された開口絞り部材を有する
請求項1に記載の光計測装置。
The optical measurement device according to claim 1, further comprising an aperture stop member disposed at a front focal point of the first school system or a conjugate point of the front focal point.
測定対象としての被測定光源からの光を投影する第1光学系、
前記第1光学系を介して前記被測定光源の共役点に配置される視野絞り部材、
前記視野絞り部材を透過した前記被測定光源からの光を投影する第2光学系、
前記第2光学系により投影された光が入射する複数の入射面が当該複数の入射面間に隙間が生じるように配置された入射部と、当該入射部により導光された光を受光して、受光した光に応じた信号を出力する本体部とを有する検出器の、前記入射部、並びに、
前記本体部に代えて前記入射部に接続され、前記複数の入射面から光を出射可能な置換型逆投影用光源、
を配置し、
その配置された、前記第1光学系、前記視野絞り部材、前記第2光学系、及び、前記入射部の少なくとも一つを移動させ、前記視野絞り部材及び前記複数の入射面の像を前記被測定光源の配置位置に合焦させ、
その合焦の後、前記入射部を移動させ、前記被測定光源の配置位置における前記複数の入射面の像をデフォーカスし、
そのデフォーカスの後、前記置換型逆投影用光源に代えて前記本体部を前記入射部に接続する
光計測装置のフォーカス調整方法。
A first optical system that projects light from a light source to be measured as a measurement target;
A field stop member disposed at a conjugate point of the light source to be measured via the first optical system;
A second optical system for projecting light from the light source to be measured that has passed through the field stop member;
A plurality of incident surfaces on which light projected by the second optical system is incident are disposed so that gaps are formed between the plurality of incident surfaces; and the light guided by the incident unit is received. A detector having a main body that outputs a signal corresponding to the received light, and the incident part, and
A replacement type back projection light source connected to the incident part instead of the main body part and capable of emitting light from the plurality of incident surfaces,
And place
At least one of the first optical system, the field stop member, the second optical system, and the incident portion, which are arranged, is moved, and the image of the field stop member and the plurality of incident surfaces are captured. Focus on the location of the measurement light source,
After the in-focus, move the incident portion, defocus images of the plurality of incident surfaces at the arrangement position of the light source to be measured,
After the defocusing, the focus adjustment method of the optical measurement device, wherein the main body portion is connected to the incident portion instead of the replacement type back projection light source.
前記本体部を前記入射部に接続した後、前記第2光学系と前記検出器との間に挿入ミラーを挿入し、前記第2光学系を介した前記視野絞り部材の共役点を前記検出器の方向とは異なる方向へ配置し、
前記挿入ミラーにより配置される共役点に配置された反射型逆投影用光源からの光を前記挿入ミラーにより反射して前記被測定光源の位置へ投影し、
前記反射型逆投影用光源の像を前記被測定光源の配置位置に合焦させるように、前記第1光学系に対して、当該第1光学系の光軸方向において、前記視野絞り部材、前記第2光学系、及び、前記入射部を一体的に移動させる
請求項9に記載の光計測装置のフォーカス調整方法。
After connecting the main body portion to the incident portion, an insertion mirror is inserted between the second optical system and the detector, and a conjugate point of the field stop member via the second optical system is detected by the detector. Placed in a different direction from
The light from the reflective backprojection light source arranged at the conjugate point arranged by the insertion mirror is reflected by the insertion mirror and projected to the position of the light source to be measured,
The field stop member, in the optical axis direction of the first optical system, with respect to the first optical system, so that the image of the reflection type backprojection light source is focused on the position of the light source to be measured. The focus adjustment method of the optical measuring device according to claim 9, wherein the second optical system and the incident portion are moved integrally.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010271246A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 Sony Corp Method and device for color luminance measurement
JP2012123344A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Ricoh Co Ltd Image characteristic measuring device and image forming apparatus
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