JP5720859B1 - 照明装置および反射特性測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明にかかる照明装置および反射特性測定装置は、任意の配光特性および任意のジオメトリに対応した次式（１）；【数１】を用い、光源から放射された照明光のうち、この式（１）で表される仮想照明面の照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、仮想照明面に導光するように構成される。

Description

本発明は、例えば印刷色を校正するために色サンプルの反射特性を測定する反射特性測定装置に好適に用いられる、所定の照明光を照射する照明装置、および、該照明装置を用いた前記反射特性測定装置に関する。

インクジェットカラープリンタ等における印刷色の校正では、まず、いわゆるカラーパッチがスキャナによってスキャンされ、可視域（４００〜７００ｎｍ）における分光反射特性が測定される。前記カラーパッチは、校正の対象であるプリンタによって所定の入力情報に基づいて用紙に配列されて印刷された互いに色調および濃度の異なる多数（例えば数百）の色サンプルである。そして、この校正では、これら各色サンプルそれぞれに対し、この測定された色サンプルの反射特性測定値と、それが本来あるべき基準値との差異（ずれ）を無くすように行われる。

前記分光反射特性の測定には、所定のジオメトリ、例えば、いわゆる４５：０度のジオメトリの照明受光系が使用される。この４５：０度のジオメトリの照明受光系は、試料面をその法線から４５°の方向から照明する照明光学系と、試料面の反射光を法線方向から受光する受光光学系とを備える。一方、このような多数の色サンプルの配列を通常のスポット測定用の反射特性測定器で測定すると、各色サンプルを個々に測定する必要があるため、測定時間がかかり過ぎる。このため、通常、１次元的に配列した２０から４０程度の色サンプルを、手動あるいは自動的に走査することによって測定が行われる。このような反射特性測定は、例えば特許文献１に開示されている。

しかしながら、走査に伴う測定器と試料面との距離の変動によって、照明光による試料面の照度が変化し、結果的に測定値に誤差が生じる。このような距離変動による照度変化を抑制するために、例えば、特許文献２および特許文献３に提案された技術がある。これら従来技術では、コサインエミッタやランベルトエミッタと称される光源が用いられる。そして、図１３に示すように、配光特性がランベルト特性（コサイン特性）である光源Ｓ、すなわち面光源は、その配光の主軸Ｘと試料面ＳＦの法線Ｎとを互いに平行させて、すなわち光源Ｓと試料面ＳＦとを互いに平行させて配置され、さらに、前記法線Ｎと主軸Ｘとの距離Ｄ１が、光源Ｓと試料面ＳＦを含む面との距離Ｄ２に等しくなるように配置される。これによって、試料面ＳＦは、前記法線Ｎからの角度ａ＝４５°方向の成分によって照明され、前記４５：０度のジオメトリが実現される。

ここで、光源Ｓと試料面ＳＦを含む面との距離が距離Ｄ２から距離Ｄ２＋ｄに変化し、光源Ｓと試料面における測定域の中心点Ｏとの距離ＬがＬ’に変化し、角度ａが角度ａ’に変化した場合における試料面ＳＦにおける照度の変化を考える。光源Ｓと中心点Ｏとの距離Ｌは、Ｄ１／ｓｉｎ（ａ）である。光束密度は、距離Ｌの二乗に反比例するので、結局、ｓｉｎ^２（ａ）に比例する。一方、ランベルト特性の光源Ｓが射出角ａに射出する光束密度は、ｃｏｓ（ａ）に比例し、試料面ＳＦに入射角ａで入射する光束密度もｃｏｓ（ａ）に比例する。したがって、ランベルト特性の光源Ｓから中心点Ｏに入射する光束密度は、ｓｉｎ^２（ａ）・ｃｏｓ^２（ａ）に比例し、結局、ｓｉｎ^２（２・ａ）に比例する。このｓｉｎ^２（２・ａ）は、ａ＝４５°で極大となり、微係数が０となるので、ａ＝４５°近辺でのａの変化に対する試料面ＳＦにおける照度の変化率は、最小となる。これは、ａ＝４５°近辺での光源Ｓと試料面ＳＦを含む面との距離Ｄ２の変化に対する試料面ＳＦにおける照度の変化率が最小となることを意味する。

図１４は、図１３のジオメトリで、光源Ｓがランベルト特性の配光をもつ場合（◇）と、４５°近傍で角度ａに依存せず、一様な配光をもつ場合（□）との、光源Ｓと試料面ＳＦを含む面との距離変動に伴う照度変動を示すグラフである。横軸のｘ軸は、距離変化率を表し、その縦軸のｙ軸は、照度変化率を表している。この図１４から理解されるように、ランベルト特性の光源では、照度変動が大幅に抑えられている。例えば、Ｄ２＝Ｄ１＝８ｍｍで、２％の距離変動（０．１６ｍｍ）があったとすると、前記ランベルト特性でない場合では、照度は、１％変動し、その反射特性測定値の誤差は、１％程度となるが、ランベルト特性である場合では、誤差は、０．０４％にすぎない。

ところで、上述の特許文献２および特許文献３に開示された従来技術では、光源Ｓは、ランベルト特性の配光特性を持つ光源に特定され、ジオメトリは、４５：０度のジオメトリに特定されており、光源の自由度およびジオメトリの自由が限定されていた。また、光源Ｓから特定の角度で放射された光束のみを利用するので、試料面に照射される照明光の光量を増加することができない。

特開２００８−２９８５７９号公報 米国特許第７３６５８４３号明細書 米国特許第７４３３０４１号明細書

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、任意の配光特性の光源を照明光の光源に用いることができ、任意のジオメトリに対応でき、試料面に照射される照明光の光量の増加を可能とする照明装置およびこの照明装置を用いた反射特性測定装置を提供することである。

本発明にかかる照明装置および反射特性測定装置は、任意の配光特性および任意のジオメトリに対応した後述の式（１）を用い、光源から放射された照明光のうち、この式（１）で表される仮想照明面の照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、仮想照明面に導光するように構成される。このため、本発明にかかる照明装置および反射特性測定装置は、任意の配光特性の光源を用い、任意のジオメトリを用いても、光源と仮想照明面を含む面との距離変動に伴う照度変動を抑制できる。そして、本発明にかかる照明装置および反射特性測定装置は、前記条件を満たす放射角度φの放射光束を複数用いることが可能であることから、仮想照明面に照射される照明光の光量の増加が可能となる。

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

実施形態における反射特性測定装置の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第１態様の照明光学系の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第１態様の照明光学系を説明するための図である。 ｃｏｓ特性の配光特性を持ち試料面から３０ｍｍ離れた高さに位置する光源から放射される放射角度約５７度の放射光束を用いて照明角度４０度で試料面を照明する場合に、試料面の高さ変動と照度との関係を示す図である。 ｃｏｓ^２特性の配光特性を持ち試料面から３０ｍｍ離れた高さに位置する光源から放射される放射角度約２６．６度の放射光束を用いて照明角度４５度で試料面を照明する場合に、試料面の高さ変動と照度との関係を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第２態様の照明光学系の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第３態様の照明光学系の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第４態様の照明光学系の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第５態様の照明光学系の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第６態様の照明光学系および第２態様の光源部の各構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第３態様の光源部の構成を示す図である。 図１に示す反射特性測定装置に用いられる第４態様の光源部の構成を示す図である。 従来のランベルト特性の光源を用いた照明光学系の概念図である。 図１３の照明光学系による測定距離変動による照度の変化を示すグラフである。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

図１は、実施形態における反射特性測定装置の構成を示す図である。図２は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第１態様の照明光学系の構成を示す図である。図３は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第１態様の照明光学系を説明するための図である。図４は、ｃｏｓ特性の配光特性を持ち試料面から３０ｍｍ離れた高さに位置する光源から放射される放射角度約５７度の放射光束を用いて照明角度４０度で試料面を照明する場合に、試料面（測定中心）の高さ変動と照度との関係を示す図である。図５は、ｃｏｓ^２特性の配光特性を持ち試料面から３０ｍｍ離れた高さに位置する光源から放射される放射角度約２６．６度の放射光束を用いて照明角度４５度で試料面を照明する場合に、試料面（測定中心）の高さ変動と照度との関係を示す図である。図４および図５において、横軸は、ｍｍ単位で表す高さ変動であり、横軸は、最大照度で規格化した照度である。

本実施形態における反射特性測定装置は、測定対象である被測定試料の試料面に照明光を照射し、前記試料面で反射された前記照明光の反射光における分光反射特性を測定する装置である。このような反射特性測定装置は、例えばカラープリンタに内蔵され、被測定試料の試料面となる用紙に所定の入力情報に基づいて印刷されたカラーパッチにおける各色サンプルの各分光反射特性を測定するために使用される。そして、前記カラープリンタは、各色サンプルそれぞれに対し、この測定された色サンプルの反射特性測定値と、それが本来あるべき基準値との差異（ずれ）を無くすように、校正される。このカラープリンタは、例えば本印刷前の印刷原稿を試し刷りして、色校正を行うために使用される。

このような反射特性測定装置Ｍは、例えば、図１に示すように、照明部１Ａと、受光光学系２と、反射特性測定部３とを備え、さらに、図１に示す例では、入力部４と、出力部５と、インターフェース部（以下、「ＩＦ部」と略記する。）６とを備える。これら照明部１、受光光学系２および反射特性測定部３は、図略の箱形の筐体に収納される。前記筐体には、照明部１Ａによって照明光を照射し、被測定試料の試料面ＳＦで反射した照明光の反射光を入射するための測定開口が、貫通開口するように形成される。被測定試料を測定する場合には、反射特性測定装置Ｍおよび被測定試料は、前記測定開口が被測定試料に臨むように、互いに配置される。好ましくは、反射特性測定装置Ｍおよび被測定試料は、前記測定開口に被測定試料を密着するように当接させて、互いに配置される。前記測定開口は、測定領域（照明領域）ＡＲを規定し、被測定試料における前記測定開口に対応する表面が試料面ＳＦとなる。被測定試料は、照明対象である被照明物の一例に対応し、試料面ＳＦは、前記被照明物の照明面に照明光を照射する場合における前記照明面が配置される仮想照明面の一例に対応する。なお、前記開口面と試料面ＳＦとが互いに平行で近接する場合に、前記測定開口の開口面が仮想照明面とされてもよい。

照明部１Ａは、被照明物の照明面に、本実施形態では被測定試料の試料面ＳＦに、照明光を照射する装置であり、照明装置の一例に相当する。照明部１Ａは、例えば、光源部１１Ａと、照明光学系１２Ａとを備える。

光源部１１Ａは、光源１１１と、駆動部１１２とを備える。光源１１１は、照明光を放射する装置であり、例えば、半導体発光素子（例えば発光ダイオード等）等である。光源１１１は、発光面の第１中心点ＣＴ１を通る前記発光面の第１法線ＮＬ１からの放射角度φに依存する輝度Ｐ（φ）で表される配光特性を持つ。すなわち、光源１１１の配光特性は、いわゆるランベルト特性であってもよいが、必ずしもランベルト特性である必要はなく、任意であってよい。光源１１１は、駆動部１１２に接続され、駆動部１１２から給電され、その発光が制御される。駆動部１１２は、制御演算部３２に接続され、制御演算部３２の制御に従って光源１１１を駆動し、光源１１１の発光を制御する回路である。

照明光学系１２Ａは、被照明物の照明面に前記照明光を照射する場合における前記照明面が配置される仮想照明面に、本実施形態では上述のように試料面ＳＦに、光源１１１から放射された照明光を導光する光学系である。照明光学系１２Ａは、例えば、本実施形態では、１個の第１反射鏡１２１を備え、光源１１１から放射された照明光のうち、所定の条件を満たす放射角度φの放射光束を前記１個の第１反射鏡１２１で折り曲げて試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光する。第１反射鏡１２１は、例えば、平面鏡、円錐鏡の一部または全部、円筒鏡の一部または全部等である。

前記所定の条件を満たす放射角度φの放射光束は、次のように規定される。本実施形態における反射特性測定装置Ｍおよびこれに実装された照明部１Ａの目的は、光源１１１と試料面ＳＦ（仮想照明面）との距離変動、すなわち、試料面ＳＦの位置変動に伴う照度変動を抑制することである。

本実施形態では、光源１１１から放射された照明光は、上述のように、第１反射鏡１２１の反射によって折り曲げられて試料面ＳＦに導光されるが、図２および図３に示すように、照明光学系１２Ａを介せずに照明光を光源１１１から試料面ＳＦに照射する場合を考える。すなわち、図２に破線で示すように、試料面ＳＦに照射される光束の延長線上であって、第１反射鏡１２１の反射面から光源１１１に至る光路長と等距離な位置（第１反射鏡１２１による光源１１１の虚像位置）に、光源１１１’が、光源１１１に代え、配置されていると考える。このような場合が図３に示されている。光源１１１’を含む図３に示す光学系は、光源１１１を含む図２に実線で示す光学系と光学的に等価である。

このような図２および図３において、照明光学系１２Ａを介せずに、第１反射鏡１２１による光源１１１の虚像位置に位置する光源１１１’からの照明光を試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射する場合における第１中心点ＣＴ１と試料面ＳＦ（仮想照明面）における照明領域ＡＲの第２中心点ＣＴ２を通る試料面ＳＦ（仮想照明面）の第２法線ＮＬ２との間の水平距離がＤ（Ｄ１＝Ｄ））とされ、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の第２法線ＮＬ２からの照明角度がθとされ、第１中心点ＣＴ１と試料面ＳＦ（仮想照明面）との間の垂直距離がＤ／ｔａｎθ（Ｄ２＝Ｄ／ｔａｎθ）とされ、第２法線ＮＬ２に沿った試料面ＳＦ（仮想照明面）の位置変動ｄに伴う照明角度θの照明角度変動がαとされる。この場合に、試料面ＳＦ（仮想照明面）の照度Ｅは、次式（１）によって表される。

このような式（１）で表される照度Ｅにおいて、試料面ＳＦ（仮想照明面）に位置変動ｄ（高さ変動）が生じても試料面ＳＦ（仮想照明面）の照度Ｅの変化を小さくするためには、照明角度変動αが０の場合に（α＝０）、照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αが０となる条件（∂Ｅ／∂α＝０）を満たす放射角度φの放射光束を、光源１１１’から試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光すればよい。

すなわち、照明光学系１２Ａは、光源１１１から放射された照明光のうち、式（１）で表される試料面ＳＦ（仮想照明面）の照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するように構成される。なお、上記条件は、θ＝４５度を除いて用いられてもよい。

例えば、一例として、試料面ＳＦから３０ｍｍ離れた高さに位置する光源１１１’がｃｏｓ特性の配光特性を持ち、照明角度θ＝４０度で試料面ＳＦを照明する場合では、前記条件を満たす放射角度φは、約５７度である。このような条件の下、第２法線ＮＬ２に沿った試料面ＳＦの位置変動ｄと照度Ｅとの関係は、図４に示すようになり、位置変動ｄが０の場合（α＝０）で極大値を持つ上に凸な曲線となっている。

また例えば、他の一例として、試料面ＳＦから３０ｍｍ離れた高さに位置する光源１１１’がｃｏｓ^２特性の配光特性を持ち、照明角度θ＝４５度で試料面ＳＦを照明する場合では、前記条件を満たす放射角度φは、約２６．６度である。試料面ＳＦの前記位置変動ｄと照度Ｅとの関係は、図５に示すようになり、位置変動ｄが０の場合（α＝０）で極大値を持つ上に凸な曲線となっている。

なお、このような前記条件を満たす複数の放射角度φｎの各放射光束を、試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するように、照明光学系１２Ａを構成することで、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量の増加が可能となる。

受光光学系２は、試料面ＳＦで反射した照明光の反射光を反射特性測定部３における後述の分光部３１へ導光する光学系である。受光光学系２は、本実施形態では、例えば、反射鏡２１と、対物レンズ２２とを備える。この受光光学系２の反射鏡２１は、入射光を反射する光学素子であり、試料面ＳＦにおける照明領域ＡＲの第２中心点ＣＴ２を通る試料面ＳＦの第２法線ＮＬ２上に、すなわち、前記測定開口における開口面の中心点を通る前記開口面の法線上に、配置され、反射光の光路を９０度曲げる。対物レンズ２２は、試料面ＳＦから反射鏡２１を介して入射された照明光の反射光を集光し、分光部３１に入射させる光学素子である。

反射特性測定部３は、受光光学系２で導光された前記照明光の反射光における所定の反射特性を測定する装置である。反射特性測定部３は、本実施形態では、例えば、分光部３１と、制御演算部３２とを備える。

分光部３１は、前記照明光の反射光を分光し、各波長ごとの強度に関するデータ（分光データ）を出力する装置である。分光部３１は、例えば、矩形状の入射スリットを形成した入射スリット板と、入射スリットを介して入射された前記照明光の反射光を各波長ごとに分光して反射する凹面回折格子と、分光方向（回折方向）に沿って配列された複数の光電変換素子を持ち、前記凹面回折格子によって分光反射された前記照明光の反射光を前記複数の光電変換素子それぞれで受光して光電変換することによって前記分光データを生成する検出部とを備える。分光部３１は、制御演算部３２に接続され、前記分光データを制御演算部３２へ出力する。

制御演算部３２は、反射特性測定装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、反射特性を求めるものである。制御演算部３２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、このＣＰＵによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性記憶素子、このＣＰＵのいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。なお、制御演算部３２は、分光部３１から出力される分光データ等を記憶するために、例えばハードディスク等の比較的大容量の記憶装置をさらに備えてもよい。そして、制御演算部３２には、プログラムを実行することによって、機能的に、制御部３２１、反射特性演算部３２２およびデータ記憶部３２３が構成される。

制御部３２１は、被測定試料の反射特性を求めるために、反射特性測定装置Ｍの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するものである。反射特性演算部３２２は、分光部３１の分光データに基づいて分光反射特性を求めるものである。データ記憶部３２３は、分光部３１の分光データや、反射特性演算部３２２で求めた分光反射特性のデータ等を保存するものである。

入力部４は、制御演算部３２に接続され、例えば、被測定試料の測定開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えば被測定試料における識別子の入力等の各種データを反射特性測定装置Ｍに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。出力部５は、制御演算部３２に接続され、入力部４から入力されたコマンドやデータ、および、反射特性演算部３２２で求められた被測定試料の分光反射特性を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤおよび有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。ＩＦ部６は、制御演算部３２に接続され、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ−２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｃｏｉａｔｉｏｎ）規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格を用いたインターフェース回路等である。

このような反射特性測定装置Ｍでは、被測定試料を測定する場合には、まず、前記測定開口に被測定試料を臨ませて、反射特性測定装置Ｍおよび被測定試料が、互いに配置される。そして、測定が開始される。測定が開始されると、制御演算部３２の制御部３２１は、駆動部１１２を介して光源１１１を駆動し、光源１１１に照明光を発光させる。光源１１１から放射された照明光は、照明光学系１２Ａに入射され、照明光学系１２Ａによって試料面ＳＦに導光される。

この際に、照明光学系１２Ａが上述のように構成されているため、照明光学系１２Ａは、光源１１１から放射された照明光のうち、上述の式（１）で表される試料面ＳＦの照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束のみを、試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光する。

そして、試料面ＳＦで反射された照明光の反射光は、受光光学系２の反射鏡２１および対物レンズ２２を介して、分光部３１に導光される。分光部３１は、前記照明光の反射光を分光し、分光データを生成し、この生成した分光データを制御演算部３２へ出力する。ここで、測定中に、試料面ＳＦに位置変動ｄが生じても、照明光学系１２Ａが上述のように構成されているので、試料面ＳＦの照度Ｅの変化は、小さい。このため、分光部３１は、より安定的に、そして、より高精度に、測定でき、誤差のより少ない分光データを生成できる。

制御演算部３２の制御部３２１は、この分光データを必要に応じてデータ記憶部３２３に保存する。制御演算部３２の反射特性演算部３２２は、この分光データに基づいて被測定試料の分光反射特性を求める。制御演算部３２の制御部３２１は、この求めた被測定試料の分光反射特性を出力部５に出力する。また、制御部３２１は、必要に応じて、被測定試料の分光反射特性をデータ記憶部３２３に保存し、また必要に応じて、被測定試料の分光反射特性をＩＦ部へ出力する。

以上説明したように、本実施形態における反射特性測定装置Ｍおよび照明部１Ａは、任意の配光特性および任意のジオメトリに対応した上述の式（１）を用い、光源１１１から放射された照明光のうち、この式（１）で表される試料面ＳＦ（仮想照明面）の照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するように構成された照明光学系１２Ａを備える。このため、本実施形態における反射特性測定装置Ｍおよび照明部１Ａは、任意の配光特性の光源１１１を用い、任意のジオメトリを用いても、光源１１１と試料面ＳＦ（仮想照明面）を含む面との距離変動ｄに伴う照度変動を抑制できる。そして、本実施形態における反射特性測定装置Ｍおよび照明部１Ａは、前記条件を満たす放射角度φの放射光束を複数用いることが可能であることから、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量の増加が可能となる。

また、本実施形態における反射特性測定装置Ｍおよび照明部１Ａは、光源１１１からの放射光束を折り曲げる第１反射鏡１２１を備えるので、照明角度θ、放射角度φおよび光源１１１の第１中心点ＣＴ１から試料面ＳＦ（仮想照明面）の第２中心点ＣＴ２までの光路長を維持して第１反射鏡１２１で光源１１１からの放射光束を折り曲げることにより、光源１１１と試料面ＳＦ（仮想照明面）を含む面との距離変動ｄに伴う照度変動を抑制しつつ、試料面ＳＦ（仮想照明面）に対する光源１１１の配置位置の自由が増し、小型化が可能となる。図２に示す例では、第１反射鏡１２１によって水平方向の大きさが小さくできる。

なお、上述の実施形態において、第１態様の照明光学系１２Ａに代え、次の第２ないし第６態様のうちのいずれかの照明光学系１２Ｂ〜１２Ｆが用いられてもよい。

図６は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第２態様の照明光学系の構成を示す図である。図７は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第３態様の照明光学系の構成を示す図である。図８は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第４態様の照明光学系の構成を示す図である。図９は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第５態様の照明光学系の構成を示す図である。図１０は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第６態様の照明光学系および第２態様の光源部の各構成を示す図である。

上述の第１態様の照明部１Ａにおける第１態様の照明光学系１２Ａは、１個の第１反射鏡１２１で光源１１１から放射された照明光のうちの上述の前記条件を満たす放射角度φの放射光束を折り曲げて試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光したが、第２態様の照明部１Ｂにおける第２態様の照明光学系１２Ｂは、複数の第１反射鏡を備え、光源１１１から放射された照明光のうちの上述の条件を満たす放射角度φの放射光束を前記複数の第１反射鏡で折り曲げて試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するものである。

この第２態様の照明部１Ｂは、光源１１１の配置位置を除き第１態様の照明部１Ａと同様の光源部１１Ａと、第２態様の照明光学系１２Ｂを備え、第２態様の照明光学系１２Ｂは、例えば、図６に示すように、第１反射鏡１２２ａと、第１反射鏡１２２ｂとを備える。

第１態様の照明部１Ａでは、光源１１１は、試料面ＳＦに向かう方向に照明光を放射するように、すなわち、その発光面を試料面ＳＦに対向するように、配置されたが、第２態様の照明部１Ｂでは、光源１１１は、図６に示すように、試料面ＳＦの上方であって、試料面ＳＦに向かう前記方向とは逆方向に照明光を放射するように、すなわち、発光面の背面を試料面ＳＦに対向するように、配置される。つまり、発光面の背面が試料面ＳＦに臨む。

第１反射鏡１２２ａは、試料面ＳＦに向かう前記方向とは逆方向に放射された照明光を第１反射鏡１２２ｂの反射面に向けて反射する反射鏡であり、例えば、平面鏡等である。第１反射鏡１２２ｂは、第１反射鏡１２２ａを介して光源１１１から照射された照明光を試料面ＳＦに向けて反射する反射鏡であり、例えば、平面鏡等である。これら第１反射鏡１２２ａおよび第１反射鏡１２２ｂでは、各反射面の各角度は、光源１１１から放射された照明光のうちの前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦに導光する角度に調整される。

この第２態様の照明部１Ｂでは、第１反射鏡１２２ａが無い場合には、光源１１１は、図６に一点鎖線で示すように、第１反射鏡１２２ｂに入射される光束（入射光束）の延長線上であって、第１反射鏡１２１ａの反射面から光源１１１に至る光路長と等距離な位置に配置されることになり、さらに、第１反射鏡１２２ｂが無い場合には、光源１１１は、図６に破線で示すように、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される光束の延長線上であって、第１反射鏡１２２ｂの反射面から図６に一点鎖線で示す上述の位置の光源１１１に至る光路長と等距離な位置に配置されることになる。したがって、この第２態様の照明部１Ｂは、第１態様の照明部１Ａと光学的に等価である。図６に示す例では、図２と同様に、第２態様の照明光学系１２Ｂは、試料面ＳＦから３０ｍｍ離れた高さに位置する光源１１１’がｃｏｓ特性の配光特性を持ち、前記条件を満たす放射角度φ＝約５７度の光束の照明光を照明角度θ＝４０度で試料面ＳＦを照明する光学系である。

このような第２態様の照明部１Ｂは、複数の第１反射鏡（第１反射鏡１２２ａ、第１反射鏡１２２ｂ）を備えるので、さらに、試料面ＳＦ（仮想照明面）に対する光源１１１の配置位置の自由が増し、小型化が可能となる。図６に示す例では、図２と比較すると分かるように、第２態様の照明部１Ｂでは、第１態様の照明部１Ａに較べて、光源１１１の配置位置が試料面ＳＦにより近接するので、第２法線ＮＬ２に沿った方向（高さ方向）の長さが短い（高さが低い）。

また、第１態様の照明部１Ａにおける第１態様の照明光学系１２Ａは、光源１１１から放射された照明光のうちの上述の前記条件を満たす１個の放射角度φの放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光したが、第３および第４態様の照明部１Ｃ、１Ｄにおける第３および第４態様の照明光学系１２Ｃ、１２Ｄは、光源１１１から放射された照明光のうちの前記条件を満たす複数ｎの放射角度φｎの各放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するものである。図７に示す第３態様の照明部１Ｃにおける第３態様の照明光学系１２Ｃは、前記条件を満たす２個の放射角度φ１、φ２の各放射光束を試料面ＳＦに導光し、そして、図８に示す第４態様の照明部１Ｄにおける第４態様の照明光学系１２Ｄは、前記条件を満たす３個の放射角度φ１、φ２、φ３の各放射光束を試料面ＳＦに導光する。

この第３態様の照明部１Ｃは、光源１１１の配置位置を除き第１態様の照明部１Ａと同様の光源部１１Ａと、第３態様の照明光学系１２Ｃを備え、第３態様の照明光学系１２Ｃは、例えば、図７に示すように、第１Ｃ反射鏡１２３ａと、第１反射鏡１２３ｂとを備える。

第３態様の照明部１Ｃでは、光源１１１は、図７に示すように、前記第２法線ＮＬ２と前記第１法線ＮＬ１とを互いに一致させた場合における前記第２法線ＮＬ２（前記第１法線ＮＬ１）上の位置に配置される。そして、光源１１１は、第１態様の照明部１Ａにおける光源１１１と同様に、発光面が試料面ＳＦと対向するように、配置される。

第１反射鏡１２３ａは、第１反射鏡１２１と同様に、光源１１１から放射された照明光のうち、前記条件を満たす第１放射角度φ１の放射光束を折り曲げて試料面ＳＦに導光するものである。第１反射鏡１２３ｂは、第１反射鏡１２１と同様に、光源１１１から放射された照明光のうち、前記条件を満たす第１放射角度φ１と異なる第２放射角度φ２の放射光束を折り曲げて試料面ＳＦに導光するものである。

図７に示す例では、第３態様の照明光学系１２Ｃは、試料面ＳＦから３０ｍｍ離れた高さに位置する光源１１１’がｃｏｓ特性の配光特性を持ち、前記条件を満たす放射角度φ１＝約５２．９度の光束の照明光を照明角度θ＝４２度で試料面ＳＦを照明するとともに、前記条件を満たす放射角度φ２＝約３４．５度の光束の照明光を照明角度θ＝４８度で試料面ＳＦを照明する光学系である。

このような第３態様の照明部１Ｃは、前記条件を満たす２個の放射角度φ１、φ２の各放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するので、第１および第２態様の照明部１Ａ、１Ｂに較べて、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量を増加できる。

第４態様の照明部１Ｄは、光源１１１の配置位置を除き第１態様の照明部１Ａと同様の光源部１１Ａと、第４態様の照明光学系１２Ｄを備え、第４態様の照明光学系１２Ｄは、例えば、図８に示すように、第１反射鏡１２４ａと、第１Ｆ反射鏡１２４ｂとを備える。

第４態様の照明部１Ｄでは、光源１１１は、図８に示すように、前記第２法線ＮＬ２と前記第１法線ＮＬ１とを互いに一致させた場合における前記第２法線ＮＬ２（前記第１法線ＮＬ１）上の位置に配置される。そして、光源１１１は、第２態様の照明部１Ｂにおける光源１１１と同様に、発光面の背面を試料面ＳＦと対向するように、配置される。

第１反射鏡１２４ａは、試料面ＳＦに向かう前記方向とは逆方向に放射された照明光を第１反射鏡１２４ｂの反射面に向けて反射する反射鏡である。第１反射鏡１２４ａは、概略、階段状に反射面を形成した反射鏡である。第１反射鏡１２４ａは、前記条件を満たす３個の放射角度φ１、φ２、φ３の各放射光束を第１反射鏡１２４ｂの反射面に向けて反射するために、光源１１１の発光面に平行な面に対し角度の異なる第１ないし第３反射面を備える。第１反射鏡１２４ｂは、第１反射鏡１２４ａを介して光源１１１から照射された照明光を試料面ＳＦに向けて反射する反射鏡であり、例えば、平面鏡等である。これら第１反射鏡１２４ａおよび第１反射鏡１２４ｂでは、各反射面の各角度は、光源１１１から放射された照明光のうちの前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦに導光する角度に調整される。すなわち、第１反射鏡１２４ａの第１反射面は、前記条件を満たす１個の放射角度φ１の放射光束を第１反射鏡１２４ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。第１反射鏡１２４ａの第２反射面は、前記条件を満たす１個の放射角度φ２の放射光束を第１反射鏡１２４ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。第１反射鏡１２４ａの第３反射面は、前記条件を満たす１個の放射角度φ３の放射光束を第１反射鏡１２４ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。

図８に示す例では、第４態様の照明光学系１２Ｄは、試料面ＳＦから３０ｍｍ離れた高さに位置する光源１１１’がｃｏｓ特性の配光特性を持ち、前記条件を満たす放射角度φ１＝約５２．９度の光束の照明光を照明角度θ＝４２度で試料面ＳＦを照明し、前記条件を満たす放射角度φ２＝約４５度の光束の照明光を照明角度θ＝４５度で試料面ＳＦを照明し、そして、前記条件を満たす放射角度φ３＝約３４．５度の光束の照明光を照明角度θ＝４８度で試料面ＳＦを照明する光学系である。

このような第４態様の照明部１Ｄは、前記条件を満たす３個の放射角度φ１、φ２、φ３の各放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光するので、第３態様の照明部１Ｃに較べて、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量を増加できる。

また、４５：０度のジオメトリでは、ＪＩＳ規格（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓにより、照明角度は、４５度±数度の範囲が許容されている。上述の第３および第４態様の照明部１Ｃ、１Ｄは、この許容範囲の照明角度が採用されている。すなわち、これら第３および第４態様の照明部１Ｃ、１Ｄにおける第３および第４態様の照明光学系１２Ｃ、１２Ｄは、所定の規格に従った所定のジオメトリであり、前記ジオメトリに対し前記規格で許容されている許容角度範囲内における複数の照明角度θで試料面ＳＦ（仮想照明面）を照射するように、光源１１１から複数の放射角度φでそれぞれ放射された複数の放射光束をそれぞれ反射する複数の第３反射鏡を含むものである。第３態様の照明光学系１２Ｃにおける第１反射鏡１２３ａおよび第１反射鏡１２３ｂは、前記複数の第３反射鏡の一例に相当する。ここで、第１反射鏡１２３ａと第１反射鏡１２３ｂは別体として説明されているが、変形例として、複数角度の反射面を持つ１つの反射鏡として構成されていてもよい。また、第４態様の照明光学系１２Ｄにおける第１反射鏡１２４ａおよび第１反射鏡１２４ｂも、前記複数の第３反射鏡の一例に相当する。なお、上述では、４５：０度のジオメトリの例を説明したが、これに限定されるものではなく、他のジオメトリも採用することができる。

また、上述の第１ないし第４態様の照明部１Ａ〜１Ｄにおける第１ないし第４態様の照明光学系１２Ａ〜１２Ｄは、上述の前記条件を満たす放射角度φの放射光束を１個の方位（箇所）から試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射したが、第５および第６態様の照明部１Ｅ、１Ｆは、複数の方位（箇所）から前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）へ照射するものである。

このような複数の方位から上述の前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦへ照射する構成は、第１ないし第４照明光学系１２Ａ〜１２Ｄに含まれる反射鏡を、適宜な角度に調整した円錐鏡、円筒鏡および複数の平面鏡のいずれかに代えることによって、上述の第１ないし第４態様の照明部１Ａ〜１Ｄに対し、適用することができるが、ここでは、代表的に、第４態様の照明部１Ｄに適用した場合を、第５態様の照明部１Ｅとして説明し、そして、他の例を第６態様の照明部１Ｆとして説明する。なお、図１には、上述の複数の方位から前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦへ照射する前記構成を第１態様の照明部１Ａに適用する場合に、第１反射鏡１２１を円錐鏡で構成した場合が破線で示されている。

第５態様の照明部１Ｅは、光源１１１の配置位置を除き第１態様の照明部１Ａと同様の光源部１１Ａと、第５態様の照明光学系１２Ｅを備え、第５態様の照明光学系１２Ｅは、例えば、図９に示すように、第１反射鏡１２５ａと、第１反射鏡１２５ｂとを備える。

第５態様の照明部１Ｅでは、光源１１１は、図９に示すように、前記第２法線ＮＬ２と前記第１法線ＮＬ１とを互いに一致させた場合における前記第２法線ＮＬ２（前記第１法線ＮＬ１）上の位置に配置される。そして、光源１１１は、第２態様の照明部１Ｂにおける光源１１１と同様に、発光面の背面を試料面ＳＦに対向するように、配置される。

第１反射鏡１２５ａは、試料面ＳＦに向かう前記方向とは逆方向に放射された照明光を第１反射鏡１２５ｂの反射面に向けて反射する反射鏡である。第１反射鏡１２５ａは、概略、階段状に反射面を形成した環状板状（リング板状）の反射鏡である。第１反射鏡１２５ａは、前記条件を満たす３個の放射角度φ１、φ２、φ３の各放射光束を第１反射鏡１２５ｂの反射面に向けて反射するために、光源１１１の発光面に平行な面に対し角度の異なる環状の第１ないし第３反射面を備える。第１反射鏡１２５ｂは、第１反射鏡１２５ａを介して光源１１１から照射された照明光を試料面ＳＦに向けて反射する反射鏡である。第１反射鏡１２５ｂは、その反射面と前記条件を満たす放射角度φの放射光束の光線との交点から、第２法線ＮＬ２に下ろした前記反射面の垂線を半径とした円周上に配置された１または複数の第２反射鏡を含み、照明光学系１２Ｅは、前記１または複数の第２反射鏡によって前記円周上の複数の箇所から前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）へ照射する。第１反射鏡１２５ｂは、前記円周上の複数の箇所に配置された複数の平面鏡であってもよいが、図９に示す例では、円筒鏡である。そして、これら第１反射鏡１２５ａおよび第１反射鏡１２５ｂでは、各反射面の各角度は、光源１１１から放射された照明光のうちの前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦに導光する角度に調整される。すなわち、第１反射鏡１２５ｂが円筒鏡であるので、第１反射鏡１２５ａの第１反射面は、環状であり、前記条件を満たす１個の放射角度φ１の放射光束を第１反射鏡１２５ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。同様に、第１反射鏡１２５ａの第２反射面は、環状であり、前記条件を満たす１個の放射角度φ２の放射光束を第１反射鏡１２５ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。同様に、第１反射鏡１２５ａの第３反射面は、前記条件を満たす１個の放射角度φ３の放射光束を第１反射鏡１２５ｂの反射面を介して試料面ＳＦに導光するように形成される。なお、第１反射鏡１２５ｂは、円錐鏡であってもよく、円錐鏡における反射面の角度（第２法線ＮＬ２に対する角度）に応じて、第１反射鏡１２５ａの３つの反射面の角度（光源１１１の発光面に平行な面に対する角度）が適宜に調整される。

このような第５態様の照明部１Ｅは、光源１１１が第２法線上の位置に配置され、小型化される。また、このような第５態様の照明部１Ｅは、第２反射鏡としての第１反射鏡１２５ｂを備え、前記円周上の複数の箇所（方位）から前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）へ照射するので、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量を増加できる。

なお、この第５態様の照明光学系１２Ｅにおける第１反射鏡１２５ａおよび第１反射鏡１２５ｂの組み合わせも、前記複数の第３反射鏡の一例に相当する。

第６態様の照明部１Ｆは、第２態様の光源部１Ｂと、第６態様の照明光学系１２Ｆを備える。

第２態様の光源部１１Ｂは、白色光を内部に放射する図略の光源を持つ積分球１１３と、第１態様の光源部１１Ａと同様な駆動部１１２とを備える。積分球１１３は、駆動部１１２の駆動によって前記図略の光源から発光された白色光の多重拡散反射によって生成された、ｃｏｓ特性を持った拡散光を放射する。積分球１１３は、図１０に示すように、前記第２法線ＮＬ２と前記第１法線ＮＬ１とを互いに一致させた場合における前記第２法線ＮＬ２（前記第１法線ＮＬ１）上の位置に配置される。そして、積分球１１３は、第１態様の照明部１Ａにおける光源１１１と同様に、前記拡散光が放射される放射面を試料面ＳＦに対向するように、配置される。

第６態様の照明光学系１２Ｆは、例えば、図１０に示すように、第１反射鏡１２６ａと、第１反射鏡１２６ｂと、第１反射鏡１２６ｃとを備える。第１反射鏡１２６ａは、試料面ＳＦに向かう方向に積分球１１３から放射された拡散光を前記方向とは逆方向に、第１反射鏡１２６ｂの反射面に向けて反射する反射鏡である。第１反射鏡１２６ａは、概略、環状板状（リング板状）の反射鏡である。第１反射鏡１２６ｂは、第５態様の照明光学系１２Ｅにおける第１反射鏡１２５ａと同様な反射鏡であり、図１０に示す例では、積分球１１３の外周面に形成されている。第１反射鏡１２６ｃは、第５態様の照明光学系１２Ｅにおける第１反射鏡１２５ｂと同様な反射鏡である。

このような第６態様の照明部１Ｆは、第２反射鏡としての第１反射鏡１２６ｃを備え、前記円周上の複数の箇所（方位）から前記条件を満たす放射角度φの放射光束を試料面ＳＦ（仮想照明面）へ照射するので、試料面ＳＦ（仮想照明面）に照射される照明光の光量を増加できる。

なお、この第６態様の照明光学系１２Ｆにおける第１反射鏡１２６ａおよび第１反射鏡１２６ｂ、第１反射鏡１２６ｃの組み合わせも、前記複数の第３反射鏡の一例に相当する。

また、これら上述の実施形態において、第１態様の光源部１１Ａや第２態様の光源部１１Ｂに代え、次の第３態様の照明部１１Ｃまたは第４態様の照明部１１Ｄが用いられてもよい。

図１１は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第３態様の光源部の構成を示す図である。図１２は、図１に示す反射特性測定装置に用いられる第４態様の光源部の構成を示す図である。

第３および第４態様の光源部１１Ｃ、１１Ｄは、ｃｏｓ特性の配光特性に持つ２次光源である。このような第３態様の光源部１１Ｃは、図１１に示すように、発光ダイオード等の光源１１４ａと、均等拡散面、好ましくは完全拡散面を持つ２次光源板１１４ｃと、光源１１４ａから放射された光を２次光源板１１４ｃに導光する例えば集光レンズ等の光学系１１４ｂとを備える。これら光源１１４ａ、光学系１１４ｂおよび２次光源板１１４ｃは、２次光源板１１４ｃにおける前記均等拡散面（または前記完全拡散面）の法線を光軸としてこの順で配置される。２次光源板１１４ｃは、例えば、基板の一主面上に、例えば硫酸バリウム等の白色拡散反射層を形成したものである。このような第３態様の光源部１１Ｃでは、光源１１４ａから放射された光は、光学系１１４ｂによって導光され、２次光源板１１４ｃの均等拡散面（または完全拡散面）に入射され、ｃｏｓ特性の配光特性で前記均等拡散面（または完全拡散面）から再放射される。このような第３態様の光源部１１Ｃは、２次光源となる２次光源板１１４ｃの完全拡散面が第１態様の光源部１１Ａにおける光源１１１の発光面とされ、上述の第１ないし第５態様の照明部１Ａ〜１Ｅにおける光源部１１Ａに代え、用いられる。

また、この第４態様の光源部１１Ｄは、図１２に示すように、白色光を放射する例えばハロゲンランプ等の光源１１５ａと、いわゆる積分球を半球状にした半球体１１５ｂと、半球体１１５ｂの開口面と同内径で半球体１１５ｂの前記開口面における周縁から延設された円筒状の円筒体１１５ｃと、円筒体１１５ｃの開口面を閉塞し所定の射出スリット１１５ｅを開口形成した蓋体１１５ｄとを備える。光源１１５ａは、半球体１１５ｂの内部に前記白色光を放射するように、半球体１１５ｂの前記開口面に対向する半球体１１５ｂの頂部に配設される。半球体１１５ｂの内面、円筒体１１５ｃの内面および蓋体１１５ｄの内面には、完全拡散反射するように、例えば硫酸バリウム等の白色拡散反射層が形成される。射出スリット１１５ｅは、試料面ＳＦに対して垂直な円筒体１１５ｃの内面を２次光源として所定の放射角度、例えば４５度の放射光束を照明光として射出するように、環状（リング状）に蓋体１１５ｄに開口形成される。このような第４態様の光源部１１Ｄでは、光源１１５ａから放射された白色光は、半球体１１５ｂ、円筒体１１５ｃおよび蓋体１１５ｄの各内面に形成された白色拡散反射層によってその内部で多重拡散反射することで拡散光となる。そして、この拡散光は、射出スリット１１５ｅによって、試料面ＳＦに対して垂直な円筒体１１５ｃの内面を２次光源として放射角度４５度の放射光束を照明光として射出する。

以上で説明した第１反射鏡、第２反射鏡、第３反射鏡の定義は、それぞれ以下のとおりである。

第１反射鏡は、上述で説明した照明光学系の各態様において、光源から放射された照明光のうち上述の前記条件を満たす放射角度φの放射光束を受光し、これを反射して折り曲げ試料面ＳＦ（仮想照明面）に導光する１または複数の反射鏡のことである。

第２反射鏡は、その反射面と光源から放射された照明光のうち前記条件を満たす放射角度φの放射光束の光線との交点から、前記第２法線ＮＬ２に下した垂線を半径とした円周上に配置された１または複数の反射鏡のことであり、前記第１反射鏡の一部で構成される。

第３反射鏡は、複数の照明角度θで試料面ＳＦ（仮想試料面）を照射するように、光源から複数の放射角度φでそれぞれ放射された複数の放射光束をそれぞれ反射する１または複数の反射鏡のことであり、前記第１反射鏡の一部で構成される。

本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

一態様にかかる照明装置は、発光面の第１中心点を通る前記発光面の第１法線からの放射角度φに依存する輝度Ｐ（φ）で表される配光特性で照明光を放射する光源と、照明対象である被照明物の照明面に前記照明光を照射する場合における前記照明面が配置される仮想照明面に、前記光源から放射された照明光を導光する照明光学系とを備え、前記照明光学系は、１または複数の第１反射鏡を備え、前記第１反射鏡による前記光源の虚像位置からの前記照明光を前記仮想照明面に照射する場合における前記第１中心点と前記仮想照明面の照明領域の第２中心点を通る前記仮想照明面の第２法線との間の水平距離をＤとし、前記仮想照明面に照射される前記照明光の前記第２法線からの照明角度をθとし、前記第１中心点と前記仮想照明面との間の垂直距離をＤ／ｔａｎθとし、前記第２法線に沿った前記仮想照明面の位置変動に伴う前記照明角度θの照明角度変動をαとした場合に、前記光源から放射された照明光のうち、上述の式（１）で表される前記仮想照明面の照度Ｅの前記照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、前記１または複数の第１反射鏡で折り曲げて前記仮想照明面に導光する。

このような照明装置は、任意の配光特性および任意のジオメトリに対応した式（１）を用い、光源から放射された照明光のうち、この式（１）で表される仮想照明面の照度Ｅの照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、仮想照明面に導光するように構成された照明光学系を備える。このため、上記照明装置は、任意の配光特性の光源を用い、任意のジオメトリを用いても、光源と仮想照明面を含む面との距離変動に伴う照度変動を抑制できる。そして、上記照明装置は、前記条件を満たす放射角度φの放射光束を複数用いることが可能であることから、仮想照明面に照射される照明光の光量の増加が可能となる。

そして、上述の照明装置において、前記照明光学系は、１または複数の第１反射鏡を備え、前記放射角度φの前記放射光束を前記１または複数の第１反射鏡で折り曲げて前記仮想照明面に導光する。このため、上記照明装置は、前記放射角度φの前記放射光束を折り曲げる１または複数の第１反射鏡を備えるので、仮想照明面に対する光源の配置位置の自由が増し、小型化が可能となる。

他の一態様では、上述の照明装置において、前記光源は、前記第１法線および前記第２法線を互いに一致させた前記第２法線上の位置に配置され、前記１または複数の第１反射鏡は、反射面と前記放射角度φの前記放射光束の光線との交点から、前記第２法線に下ろした垂線を半径とした円周上に配置された１または複数の第２反射鏡を含み、前記照明光学系では、前記円周上の複数の箇所において、前記１または複数の第２反射鏡が前記放射角度φの前記放射光束を反射する。また、好ましくは、上述の照明装置において、前記１または複数の第２反射鏡は、円錐鏡、円筒鏡および平面鏡のうちのいずれかである。

このような照明装置は、光源が第２法線上の位置に配置され、小型化される。また、このような照明装置は、前記１または複数の第２反射鏡を備え、前記１または複数の第２反射鏡によって前記円周上の複数の箇所（方位）から放射角度φの放射光束を仮想照明面へ照射するので、仮想照明面に照射される照明光の光量を増加できる。

他の一態様では、これら上述の照明装置において、前記１または複数の第１反射鏡は、複数の照明角度θで前記仮想照明面を照射するように、前記光源から複数の放射角度φでそれぞれ放射された複数の放射光束をそれぞれ反射する１または複数の第３反射鏡を含む。

このような照明装置は、前記１または複数の第３反射鏡を備えるので、仮想照明面に照射される照明光の光量を増加できる。

他の一態様では、これら上述の照明装置において、前記１または複数の第３反射鏡は、階段状に複数の反射面を形成した反射鏡を含む。

そして、他の一態様にかかる反射特性測定装置は、測定対象である被測定試料の試料面に照明光を照射する照明部と、前記試料面で反射した前記照明光の反射光を導光する受光光学系と、前記受光光学系で導光された前記照明光の反射光における所定の反射特性を測定する反射特性測定部とを備え、前記照明部は、前記被測定試料を前記被照明物とし、前記試料面を前記仮想照明面とした上述のいずれかの照明装置である。

このような反射特性測定装置は、上述のいずれかの照明装置を用いるので、任意の配光特性の光源を用い、任意のジオメトリを用いても、光源と試料面を含む面との距離変動に伴う照度変動を抑制できる。そして、上記反射特性測定装置は、前記条件を満たす放射角度φの放射光束を複数用いることが可能であることから、試料面に照射される照明光の光量の増加が可能となる。

この出願は、２０１３年５月２７日に出願された日本国特許出願特願２０１３−１１０７４８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、照明装置および反射特性測定装置を提供できる。

Claims (6)

1. 発光面の第１中心点を通る前記発光面の第１法線からの放射角度φに依存する輝度Ｐ（φ）で表される配光特性で照明光を放射する光源と、
   照明対象である被照明物の照明面に前記照明光を照射する場合における前記照明面が配置される仮想照明面に、前記光源から放射された照明光を導光する照明光学系とを備え、
   前記光源の配光特性は、ランベルト特性を除く特性であり、
   前記照明光学系は、１または複数の第１反射鏡を備え、前記第１反射鏡による前記光源の虚像位置からの前記照明光を前記仮想照明面に照射する場合における前記第１中心点と前記仮想照明面の照明領域の第２中心点を通る前記仮想照明面の第２法線との間の水平距離をＤとし、前記仮想照明面に照射される前記照明光の前記第２法線からの照明角度をθとし、前記第１中心点と前記仮想照明面との間の垂直距離をＤ／ｔａｎθとし、前記第２法線に沿った前記仮想照明面の位置変動に伴う前記照明角度θの照明角度変動をαとした場合に、前記光源から放射された照明光のうち、下記式（１）で表される前記仮想照明面の照度Ｅの前記照明角度変動αに対する偏微分∂Ｅ／∂αがα＝０の場合に０となる条件を満たす放射角度φの放射光束を、前記１または複数の第１反射鏡で折り曲げて前記仮想照明面に導光する、
   ４５：０度のジオメトリを除く照明装置。
   

   
2. 前記光源は、前記第１法線および前記第２法線を互いに一致させた前記第２法線上の位置に配置され、
   前記１または複数の第１反射鏡は、反射面と前記放射角度φの前記放射光束の光線との交点から、前記第２法線に下ろした垂線を半径とした円周上に配置された１または複数の第２反射鏡を含み、
   前記照明光学系では、前記円周上の複数の箇所において、前記１または複数の第２反射鏡が前記放射角度φの前記放射光束を反射する、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記１または複数の第２反射鏡は、円錐鏡、円筒鏡および平面鏡のうちのいずれかである、
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記１または複数の第１反射鏡は、複数の照明角度θで前記仮想照明面を照射するように、前記光源から複数の放射角度φでそれぞれ放射された複数の放射光束をそれぞれ反射する１または複数の第３反射鏡を含む、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記１または複数の第３反射鏡は、階段状に複数の反射面を形成した反射鏡を含む、
   請求項４に記載の照明装置。
6. 測定対象である被測定試料の試料面に照明光を照射する照明部と、
   前記試料面で反射した前記照明光の反射光を導光する受光光学系と、
   前記受光光学系で導光された前記照明光の反射光における所定の反射特性を測定する反射特性測定部とを備え、
   前記照明部は、前記被測定試料を前記被照明物とし、前記試料面を前記仮想照明面とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置である、
   反射特性測定装置。

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