JPH06273232A - Light intercepting optical system for colorimeter - Google Patents

Light intercepting optical system for colorimeter

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Publication number
JPH06273232A
JPH06273232A JP5872993A JP5872993A JPH06273232A JP H06273232 A JPH06273232 A JP H06273232A JP 5872993 A JP5872993 A JP 5872993A JP 5872993 A JP5872993 A JP 5872993A JP H06273232 A JPH06273232 A JP H06273232A
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JP
Japan
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sensor array
light
optical system
objective lens
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP5872993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahito Inaba
政仁 稲葉
Tatsuaki Kusaji
辰昭 草次
Hideki Ishibashi
英樹 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06273232A publication Critical patent/JPH06273232A/en
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a light intercepting optical system which can effectively lead the light, which is to be measured and uniformly contains light beams emitted from respective points in an area to be measured, to respective sensors of a sensor array so that the light to be measured is incident on a filter face vertically in a light intercepting optical system of a colorimeter using a spectral sensor consisting of a combination of a wavelength resolving filter and a sensor array and the like. CONSTITUTION:Light emitted from an area to be measured passes an aperture 2, an objective lens 3, and an aperture 4 and extends radially in the rear side beyond an image forming position. A spectral sensor consisting of a wavelength resolving filter 5 and a sensor array 6 is arranged inside an area, in which light beams emitted from all the points in the area to be measured are contained necessarily, and uniformity of the incident light is maintained. Light beams from the area to be measured 1 are converged in the vertical direction to a row of the sensor array by a cylindrical lens 7, so that light intercepting effect is improved comparing with a conventional optical system. On the other hand, the light beams from the area to be measured 1 are converted into parallel light beams after passing through a cylindrical lens 8, so that the light beams are incident on the filter 5 vertically.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入射された光を各波長
成分に分解する波長分解フィルタとCCD等のセンサア
レイとの組合せからなる分光センサを利用し、被測定光
の色情報として各波長成分を出力する装置(分光光度
計、分光測色計など)において、被測定領域からの光を
分光センサに導き照射するための光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes a spectral sensor composed of a combination of a wavelength decomposing filter for decomposing incident light into respective wavelength components and a sensor array such as a CCD, and as a color information of measured light, The present invention relates to an optical system for guiding light from a region to be measured to a spectroscopic sensor and irradiating the device in a device that outputs a wavelength component (a spectrophotometer, a spectrophotometer, etc.)

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、製品や商品の色彩管理などの場に
おいて、ある光源からの光の色やあるいは物体の色を測
定する装置、いわゆる測色計が広く利用されている。測
色計は、所定の被測定領域からの光を効率良く分光セン
サに導くための光学系を備えているのが一般的である。
この測色計の光学系については、以下のような条件を満
足することが理想的である。
2. Description of the Related Art At present, a so-called colorimeter, which is a device for measuring the color of light from a certain light source or the color of an object, is widely used in the field of color management of products and products. A colorimeter generally includes an optical system for efficiently guiding light from a predetermined measurement area to a spectroscopic sensor.
The optical system of this colorimeter should ideally satisfy the following conditions.

【0003】(1)センサアレイの各素子に入射する光
は、被測定領域の全ての部分の色情報を均一に含むこ
と。 (2)センサアレイの各素子に入射する光の強度がほぼ
均一であること。 (3)被測定領域からの光を、センサアレイの各素子へ
効率良く導くこと。 (4)センサアレイの前面に連続干渉フィルタを配置す
る場合、連続干渉フィルタに入射する光はフィルタ面に
垂直な平行光であること。 上記条件の中でも特に、(4)は連続干渉フィルタの波
長分解特性を最良にするための条件であり、この条件が
満足されずフィルタ面に対して斜めの光が入射すると、
以下のような特性不良が生じる。
(1) The light incident on each element of the sensor array must uniformly include color information of all parts of the measured region. (2) The intensity of light incident on each element of the sensor array is almost uniform. (3) To efficiently guide the light from the measured region to each element of the sensor array. (4) When a continuous interference filter is arranged on the front surface of the sensor array, the light incident on the continuous interference filter must be parallel light that is perpendicular to the filter surface. Among the above conditions, (4) is a condition for optimizing the wavelength resolution characteristic of the continuous interference filter. If this condition is not satisfied and oblique light is incident on the filter surface,
The following characteristic defects occur.

【0004】光の入射点の中心透過波長が短波長側に
ずれる。 半値幅が広くなる。 不透過波長域であるべき波長域の透過率が高くなる。 複数の連続干渉フィルタを個別のガラス基板に蒸着し
たものを組み合わせて合成透過特性を得る構造のフィル
タの場合、フィルタ面に対して斜めに入射した光が挾ま
れたフィルタ間で多重反射し、入射点から離れた透過波
長が異なる位置からセンサ側へ迷いこんでしまう。従っ
て、本来不透過波長であるべき波長を透過してしまうと
いう不都合が生じる。
The central transmission wavelength of the incident point of light is shifted to the short wavelength side. The half-width becomes wider. The transmittance in the wavelength range that should be the non-transmissive wavelength range becomes high. In the case of a filter with a structure that obtains synthetic transmission characteristics by combining multiple continuous interference filters deposited on individual glass substrates, the light obliquely incident on the filter surface is reflected multiple times between the filters and is incident. You get lost in the sensor side from the position where the transmission wavelength is different from the point. Therefore, there arises a disadvantage that a wavelength that should originally be an opaque wavelength is transmitted.

【0005】図6は従来から広く用いられている、一般
的な測色計の光学系を表すものである。図において10
1は被測定領域を示す。102及び104はアパーチャ
ーを示し、被測定領域の境界を決定するとともに、被測
定領域内から対物レンズ103を通過する光線の光軸か
らの最大の振れ角を決定する。この被測定領域の境界を
厳密に設定しなければならない場合には、アパーチャー
104を対物レンズ103による被測定領域の結像位置
に配置し、アパーチャー径は被測定領域の境界の像に一
致させれば良い。
FIG. 6 shows an optical system of a general colorimeter which has been widely used conventionally. 10 in the figure
Reference numeral 1 represents a measured region. Reference numerals 102 and 104 denote apertures that determine the boundaries of the measured region and also determine the maximum deflection angle from the optical axis of the light beam that passes through the objective lens 103 from within the measured region. When the boundary of the measured region must be set strictly, the aperture 104 is arranged at the image forming position of the measured region by the objective lens 103, and the aperture diameter is made to match the image of the boundary of the measured region. Good.

【0006】105は入射光を各波長成分に分光するた
めの波長分解フィルタを示し、106はフィルタ105
の後に配置されたセンサアレイを示す。このセンサアレ
イ106には、シリコンフォトダイオードアレイや1次
元CCDセンサなど公知の光電変換素子が用いられる。
このフィルタ105とセンサアレイ106の組合せによ
り、分光センサを構成する。
Reference numeral 105 denotes a wavelength separation filter for separating incident light into respective wavelength components, and reference numeral 106 denotes the filter 105.
3 shows the sensor array placed after the. A known photoelectric conversion element such as a silicon photodiode array or a one-dimensional CCD sensor is used for the sensor array 106.
The combination of the filter 105 and the sensor array 106 constitutes a spectroscopic sensor.

【0007】被測定領域101から発せられた光は、ア
パーチャー102、対物レンズ103、アパーチャー1
04を通過し、結像位置より後方において放射状に広が
る。そして、結像位置から離れるに従って「被測定領域
内の全ての点から発せられる光線が必ず含まれる領域」
が広がる。図6に示した光学系においては、フィルタ1
05とセンサアレイ106からなる分光センサが、この
領域内に配置されているため、センサアレイ106中の
いずれのセンサ素子に対しても、被測定領域内の全ての
測定点から発せられる光線が入射される。この構成によ
り、「各素子に入射する光は、被測定領域の全ての部分
の色情報を均一に含む。」という上記条件(1)及び、
「各素子に入射する光の強度はほぼ均一である。」とい
う条件(2)を満たすことが可能となる。
The light emitted from the area to be measured 101 is an aperture 102, an objective lens 103, and an aperture 1.
04, and spreads radially behind the imaging position. Then, as the distance from the image formation position increases, "a region that always includes light rays emitted from all points in the measured region"
Spreads. In the optical system shown in FIG. 6, the filter 1
Since the spectroscopic sensor including the sensor 05 and the sensor array 106 is arranged in this region, the light rays emitted from all the measurement points in the measured region are incident on any of the sensor elements in the sensor array 106. To be done. With this configuration, the above condition (1) that "light incident on each element uniformly includes color information of all portions of the measured region", and
It is possible to satisfy the condition (2) that "the intensity of light incident on each element is substantially uniform."

【0008】図6において、点線で示した光線は被測定
領域の中心より発せられる光線束の範囲を示し、実線で
示した光線は被測定領域の境界上の1点より発せられる
光線束の範囲を示す。また右方に示した点線の円は、被
測定領域の中心からの光線束による、アレイセンサ受光
面での照射範囲を示し、実線の円は、被測定領域の境界
上の点からの光線束による照射範囲を示す。
In FIG. 6, the ray indicated by the dotted line indicates the range of the ray bundle emitted from the center of the measured area, and the ray indicated by the solid line indicates the range of the ray bundle emitted from one point on the boundary of the measured area. Indicates. The dotted circle on the right side shows the irradiation range on the light receiving surface of the array sensor due to the ray bundle from the center of the measured area.The solid circle indicates the ray bundle from the point on the boundary of the measured area. Shows the irradiation range.

【0009】図からわかるように、照射範囲である円内
の光のうち、実際にセンサアレイ106に入射されるの
はごく1部分にすぎず、ほとんどの光はセンサアレイ外
を照射している。つまり図6に示された光学系は、被測
定領域101から発せられた光線の大部分が利用されな
い構成となっている。しかも、被測定領域の中心からの
光線束による照射範囲と、境界上の点からの光線束によ
る照射範囲にズレていることからもわかるように、「被
測定領域内の全ての点から発せられる光線が必ず含まれ
る領域」は、各点からの光線束の照射範囲が重なった部
分に限定される。従って、これ以上被測定領域からの光
を集光することはできない。
As can be seen from the figure, of the light within the circle that is the irradiation range, only a small portion is actually incident on the sensor array 106, and most of the light is emitted outside the sensor array. . That is, in the optical system shown in FIG. 6, most of the light rays emitted from the measured region 101 are not used. Moreover, as can be seen from the deviation of the irradiation range of the ray bundle from the center of the measured area and the irradiation range of the ray bundle from the point on the boundary, "it is emitted from all points in the measured area". The "region in which the light beam is necessarily included" is limited to a portion where the irradiation ranges of the light beam bundles from the respective points overlap. Therefore, the light from the measured region cannot be collected any more.

【0010】また、図6の光学系では、波長分解フィル
タ105の中央部付近においては、フィルタ面に対して
垂直に光が入射するが、中央部から離れて両端部に近づ
くほど光線の入射角が大きくなり、フィルタ面に対して
斜めに光が入射してしまう。これにより分光センサの両
端部付近においては、上記〜の問題が生じる。
Further, in the optical system of FIG. 6, light is incident in the vicinity of the center of the wavelength resolving filter 105 perpendicularly to the filter surface, but the incident angle of the light beam becomes closer to both ends away from the center. Becomes large, and light is obliquely incident on the filter surface. As a result, the above-mentioned problems (1) to (3) occur near both ends of the spectroscopic sensor.

【0011】以上説明したように、図6の光学系では、
測色計の光学系に求められる上記条件のうち、(3)
「被測定光をセンサアレイへ効率良く導くこと」、及び
(4)「フィルタに入射する光はフィルタ面に垂直な平
行光であること」を満足することができない。
As described above, in the optical system of FIG.
Of the above conditions required for the optical system of the colorimeter, (3)
It is not possible to satisfy "to efficiently guide the light to be measured to the sensor array" and (4) "the light incident on the filter is parallel light perpendicular to the filter surface".

【0012】次に、図7は別の従来例を示すものであ
り、特開昭62−177422号公報に開示された、測
色計の光学系を示す。なお図7において、図6と同じも
のについては、同じ符号を付している。
Next, FIG. 7 shows another conventional example and shows an optical system of a colorimeter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-177422. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

【0013】図7の光学系においては、対物レンズ10
3の射出瞳の像がセンサアレイ106の面上に結像され
るように、コンデンサレンズ107が配置されている。
この構成により、点線で示した被測定領域の中心より発
せられる光線束による照射範囲と、実線で示した被測定
領域の境界上の点より発せられる光線束による照射範囲
が一致する。すなわち、被測定領域101内の全ての点
からの光線束による照射範囲が、右方に示した実線の円
に一致し、この円が「被測定領域内の全ての点から発せ
られる光線が必ず含まれる領域」となる。従って図6の
光学系に比べて、被測定領域からの光をさらに集光する
ことが可能となり、より効率良く光を導くことが可能と
なる。
In the optical system of FIG. 7, the objective lens 10
The condenser lens 107 is arranged so that the image of the exit pupil of No. 3 is formed on the surface of the sensor array 106.
With this configuration, the irradiation range of the light flux emitted from the center of the measured region indicated by the dotted line and the irradiation range of the light flux emitted from the point on the boundary of the measured region indicated by the solid line match. That is, the irradiation range of the ray bundles from all the points in the measured region 101 coincides with the solid line circle shown on the right side, and this circle indicates that "the rays emitted from all the points in the measured region must be It becomes the “included area”. Therefore, as compared with the optical system of FIG. 6, it is possible to further collect the light from the measured region and guide the light more efficiently.

【0014】しかしながら、依然としてセンサアレイ1
06に入射されるのは照射範囲の円内の光のごく1部分
であり、被測定領域からの光のほとんどが利用されてい
ない。さらに、フィルタの両端部に近づくほど、フィル
タ面に対して斜めに光が入射する点については何ら改善
されていない。このように、図7の光学系においても、
上記条件の(3)(4)が満足されていない。
However, the sensor array 1 still remains.
Only a small part of the light within the circle of the irradiation range is incident on 06, and most of the light from the measured region is not used. Further, there is no improvement in the point that light is obliquely incident on the filter surface as it approaches the both ends of the filter. Thus, even in the optical system of FIG.
The above conditions (3) and (4) are not satisfied.

【0015】また、別の従来例としては、特開平4−2
23236号が知られている。この特開平4−2232
36号に開示された測色計の光学系は基本的には図7に
示したものと同じであるが、新たに分光センサへ光を導
くための光学ファイバ束が設けられている。この光学フ
ァイバ束は、その一端が図7のアレイセンサ106の受
光面の位置に、他端が分光センサの直前に配置されてい
る。
As another conventional example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-2.
No. 23236 is known. This Japanese Patent Laid-Open No. 4-2322
The optical system of the colorimeter disclosed in No. 36 is basically the same as that shown in FIG. 7, but an optical fiber bundle is newly provided for guiding light to the spectroscopic sensor. One end of this optical fiber bundle is arranged at the position of the light receiving surface of the array sensor 106 in FIG. 7, and the other end is arranged immediately before the spectroscopic sensor.

【0016】この光学系においては、光学ファイバ束の
端面と分光センサの受光面が比較的近いことから、分光
センサ受光面での被測定光の受光効率は図6,7の光学
系よりは改善されている。しかしながら、依然としてセ
ンサアレイ106に入射される光は全体の1部分であ
る。また、光学ファイバ束の端面と分光センサの受光面
が近いために、フィルタの両端部においてはやはり斜め
に光が入射してしまう。
In this optical system, since the end surface of the optical fiber bundle and the light receiving surface of the spectroscopic sensor are relatively close to each other, the light receiving efficiency of the measured light on the light receiving surface of the spectroscopic sensor is improved as compared with the optical system of FIGS. Has been done. However, the light incident on the sensor array 106 is still a part of the whole. Further, since the end surface of the optical fiber bundle and the light receiving surface of the spectroscopic sensor are close to each other, light is incident on both ends of the filter at an angle.

【0017】以上説明したように、いずれの従来例にお
いても、上記条件(1)(2)の入射光の均一性の条件
を満たし、かつ条件(3)あるいは(4)を満たすよう
な光学系は実現されていない。
As described above, in any of the conventional examples, an optical system that satisfies the above conditions (1) and (2) for the uniformity of incident light and also satisfies the condition (3) or (4). Has not been realized.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は分光
センサの波長分解フィルタとして、例えば「銀/フッ化
マグネシウム/銀」からなる3層構造薄膜を真空蒸着に
よってガラス基板上に形成したものなど、比較的層数の
少ないフィルタが多く用いられてきた。なお、フッ化マ
グネシウムを挾む層はミラーとして機能させる層であ
り、反射率の高い金属であれば良く、銀に限られるもの
ではない。(アルミや金などの例もある。)このような
フィルタは、比較的小型化が容易であるため、コンパク
トな分光センサを実現することが可能である。しかしな
がら、上記のようなフィルタは、金属膜を使用している
ため、保存温度の制限や金属膜の酸化に対する保護など
の問題を有しており、また波長の分解精度に関する問題
も有していた。
By the way, conventionally, as a wavelength resolution filter of a spectroscopic sensor, for example, a three-layer structure thin film made of "silver / magnesium fluoride / silver" formed on a glass substrate by vacuum deposition, etc. Filters with a relatively small number of layers have been widely used. Note that the layer sandwiching magnesium fluoride is a layer that functions as a mirror, and may be any metal having a high reflectance, and is not limited to silver. (There are also examples of aluminum, gold, etc.) Since such a filter is relatively easy to miniaturize, it is possible to realize a compact spectroscopic sensor. However, since the filter as described above uses a metal film, it has problems such as storage temperature limitation and protection against oxidation of the metal film, and also has a problem regarding wavelength resolution accuracy. .

【0019】これに対して、近年、誘電体の高屈折層と
低屈折層の各層をくさび状に交互に多数層ガラス基板上
に蒸着した、誘電体多層膜フィルタが提案されている。
この誘電体多層膜フィルタは、上記のような保存温度や
金属の酸化などの問題がなく、耐環境性に優れている。
しかも波長の分解精度についても上記フィルタに比べて
優れている。しかしながら誘電体多層膜フィルタは、そ
の構造上分光ピッチを細かくすることが困難であり、従
来のフィルタと同程度の大きさにまで小型化するのは不
可能である。従って、誘電体多層膜フィルタを用いて分
光センサを構成した場合、従来のものに比べてかなり大
きなものとなってしまう。
On the other hand, in recent years, a dielectric multilayer filter has been proposed in which each layer of a high refractive index layer and a low refractive index layer of a dielectric is alternately deposited in a wedge shape on a multi-layer glass substrate.
This dielectric multilayer filter does not have the above-mentioned problems such as storage temperature and metal oxidation, and is excellent in environmental resistance.
Moreover, the wavelength resolution accuracy is also superior to that of the filter. However, it is difficult to reduce the spectral pitch of the dielectric multilayer filter due to its structure, and it is impossible to downsize it to the same size as a conventional filter. Therefore, when the spectroscopic sensor is constructed using the dielectric multilayer filter, it becomes considerably larger than the conventional one.

【0020】この誘電体多層膜フィルタを用いた分光セ
ンサを測色計に搭載すると、センサが大きくなった分、
より多くの被測定光を確保する必要がある。しかしなが
ら被測定光を多くするには、被測定領域の面積や光学系
のレンズ径を大きくする必要があり、装置が大型化して
しまう。従って、従来にもまして、被測定領域からの光
を分光センサへ効率良く導くことが必要とされる。
When a spectroscopic sensor using this dielectric multilayer film filter is mounted on a colorimeter, the size of the sensor increases,
It is necessary to secure more measured light. However, in order to increase the amount of light to be measured, it is necessary to increase the area of the region to be measured and the lens diameter of the optical system, resulting in an increase in size of the device. Therefore, it is necessary to more efficiently guide the light from the measured region to the spectroscopic sensor than ever before.

【0021】また、分光センサが大きくなった分、フィ
ルタ両端部に入射する光線の入射角が大きくなり、光線
がフィルタ面に対して斜めに入射することによる問題
(上記〜)が大きくなる。
Further, as the size of the spectroscopic sensor becomes larger, the incident angle of the light ray incident on both ends of the filter becomes larger, and the problem (above-mentioned) due to the light ray obliquely incident on the filter surface increases.

【0022】このように、誘電体多層膜フィルタを測色
計に搭載するには、従来にもまして「被測定光の受光効
率の問題」及び「フィルタへの光線の入射角の問題」を
解決することが必要であり、上記条件(3)(4)を満
足する光学系を実現することが急務とされている。
As described above, in order to mount the dielectric multi-layer film filter on the colorimeter, the problems of "light receiving efficiency of the light to be measured" and "problems of incident angle of light rays on the filter" are solved more than ever before. There is an urgent need to realize an optical system that satisfies the above conditions (3) and (4).

【0023】そこで、本願発明の目的は、上述の問題点
を解決し、上記(1)(2)の「入射光の均一性」の条
件を満足し、その上(3)の「被測定領域からの光を効
率良くセンサへ導く」という条件、あるいは(4)の
「フィルタに入射する光はフィルタ面に垂直な平行光で
ある」という条件を満足する測色計の光学系を提供する
ことにある。
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to satisfy the conditions of "uniformity of incident light" in the above (1) and (2), and to add to the "measured area" in (3). To provide an optical system of a colorimeter that satisfies the condition that "light from the sensor is efficiently guided to the sensor" or the condition that (4) the light that enters the filter is parallel light that is perpendicular to the filter surface. It is in.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の測色計の受光光学系は、センサアレイの列
に垂直な方向に曲率を有し、対物レンズの射出瞳を通過
する光線のセンサアレイの列に垂直な方向成分のみをセ
ンサアレイ面近傍に結像するシリンドリカルレンズ7を
備えたことを特徴とする。(請求項1)また別の発明の
測色計の受光光学系は、上記センサアレイの列に垂直な
方向に曲率を有するシリンドリカルレンズに加えて、対
物レンズによる被測定領域の結像面近傍に配置され、セ
ンサアレイの列に平行な方向に曲率を有するシリンドリ
カルレンズ19を備えたことを特徴とする。(請求項
3)また別の発明の測色計の受光光学系は、上記センサ
アレイの列に垂直な方向に曲率を有するシリンドリカル
レンズに加えて、対物レンズによる被測定領域の結像位
置の後方近傍に配置された短焦点レンズ32と、その短
焦点レンズ後方の光線束が収束する位置に配置された拡
散板33とを備えたことを特徴とする。(請求項5)ま
た別の発明の測色計の受光光学系は、上記センサアレイ
の列に垂直な方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ
に加えて、対物レンズによる被測定領域の結像位置の後
方近傍に配置された短焦点レンズ52と、その短焦点レ
ンズ後方の光線束が収束する位置に入射端面を配置した
光学ファイバ53とを備えたことを特徴とする。(請求
項7)また別の発明の測色計の受光光学系は、対物レン
ズによる被測定領域の結像位置の後方近傍に配置された
短焦点レンズ52と、出射端面がリボン状となった光学
ファイバ束71と、センサアレイの列に対して垂直に配
置され、波長分解フィルタへの斜めの入射光を制限する
遮光壁72を備えたことを特徴とする。(請求項9)さ
らに、上述したそれぞれの発明の受光光学系において、
さらに波長分解フィルタ前方近傍に、センサアレイの列
に平行な方向に曲率を有するシリンドリカルレンズを備
えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light receiving optical system of a colorimeter of the present invention has a curvature in a direction perpendicular to a column of a sensor array and passes through an exit pupil of an objective lens. It is characterized in that it is provided with a cylindrical lens 7 for forming an image of only the direction component of the ray of light which is perpendicular to the column of the sensor array in the vicinity of the sensor array surface. (Claim 1) In a light receiving optical system of a colorimeter of another invention, in addition to a cylindrical lens having a curvature in a direction perpendicular to a row of the sensor array, a light receiving optical system is provided near an image forming surface of an area to be measured by an objective lens. It is characterized in that it is provided with a cylindrical lens 19 which is arranged and has a curvature in a direction parallel to a row of the sensor array. (Claim 3) In a light receiving optical system of a colorimeter of another invention, in addition to the cylindrical lens having a curvature in a direction perpendicular to the row of the sensor array, a rear side of an image forming position of an area to be measured by an objective lens is provided. It is characterized in that it is provided with a short focus lens 32 arranged in the vicinity thereof and a diffusion plate 33 arranged at a position where a ray bundle behind the short focus lens converges. According to a fifth aspect of the present invention, in a light receiving optical system of a colorimeter of the present invention, in addition to a cylindrical lens having a curvature in a direction perpendicular to a row of the sensor array, an objective lens is provided behind an imaging position of an area to be measured. It is characterized in that it is provided with a short-focus lens 52 arranged in the vicinity and an optical fiber 53 having an incident end face arranged at a position where a ray bundle behind the short-focus lens converges. (Claim 7) In a light receiving optical system of a colorimeter of another invention, a short focus lens 52 arranged near the rear of an image forming position of an area to be measured by an objective lens and an emitting end face have a ribbon shape. The optical fiber bundle 71 and a light shielding wall 72 that is arranged perpendicular to the rows of the sensor array and that restricts obliquely incident light to the wavelength resolution filter are characterized by being provided. (Claim 9) Furthermore, in the light receiving optical system of each of the above-mentioned inventions,
Further, a cylindrical lens having a curvature in a direction parallel to the row of the sensor array is provided near the front of the wavelength resolution filter.

【0025】[0025]

【作用】本発明の測色計の受光光学系は、センサアレイ
の列に垂直な方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ
を備えたことにより、被測定領域から発せられる光線束
がセンサアレイの列に垂直な方向に関して集光し、その
照射範囲を楕円とすることができる。従って、従来の光
学系と比較して受光効率が大きく改善される。
The light receiving optical system of the colorimeter of the present invention is provided with the cylindrical lens having a curvature in the direction perpendicular to the row of the sensor array, so that the light flux emitted from the measured region is perpendicular to the row of the sensor array. It is possible to collect light in different directions and make the irradiation range into an ellipse. Therefore, the light receiving efficiency is greatly improved as compared with the conventional optical system.

【0026】さらに、波長分解フィルタ前方近傍に、セ
ンサアレイの列に平行な方向に曲率を有するシリンドリ
カルレンズを備えたことにより、フィルタ面に対して光
線が斜めに入射するという問題を軽減することができ
る。
Further, by providing a cylindrical lens having a curvature in the direction parallel to the row of the sensor array in the vicinity of the front of the wavelength decomposing filter, it is possible to alleviate the problem that light rays are obliquely incident on the filter surface. it can.

【0027】[0027]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。 〔第1実施例〕図1は本発明の光学系の第1実施例を示
すものである。なお、上の光路図と下の光路図は同一の
光学系を示し、光軸を含み互いに垂直な断面での光路を
示す。図1において、1は被測定領域を示す。2及び4
はアパーチャーを示し、被測定領域の境界を決定すると
ともに、被測定領域内から対物レンズ3を通過する光線
の光軸からの最大の振れ角を決定する。この被測定領域
の境界を厳密に設定しなければならない場合には、アパ
ーチャー4を対物レンズ3による被測定領域1の結像位
置に配置し、アパーチャー径は被測定領域の境界の像に
一致させれば良い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the optical system of the present invention. The upper optical path diagram and the lower optical path diagram show the same optical system, and show optical paths in cross sections that include the optical axis and are perpendicular to each other. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a measured region. 2 and 4
Denotes an aperture, which determines the boundary of the measured region and also determines the maximum deflection angle from the optical axis of the light beam passing through the objective lens 3 from within the measured region. When it is necessary to strictly set the boundary of the measured region, the aperture 4 is arranged at the image forming position of the measured region 1 by the objective lens 3, and the aperture diameter is made to coincide with the image of the boundary of the measured region. Just go.

【0028】なお、本実施例においては、アパーチャー
2を対物レンズ3の前方の接した位置に、アパーチャー
4を対物レンズ3による被測定領域の結像位置に配置し
ているが、これは単なる一例にすぎない。すなわち、被
測定領域の境界の決定、及び対物レンズを通過する光線
の最大振れ角の決定、という目的を達するには、上記以
外の配置やあるいはアパーチャーの追加なども可能であ
る。
In this embodiment, the aperture 2 is arranged in front of and in contact with the objective lens 3 and the aperture 4 is arranged in the image forming position of the measured region by the objective lens 3, but this is merely an example. Nothing more. That is, in order to achieve the purpose of determining the boundary of the measured region and determining the maximum deflection angle of the light beam passing through the objective lens, an arrangement other than the above or the addition of an aperture is also possible.

【0029】5は入射光を各波長成分に分光するための
波長分解フィルタを示し、6はフィルタ5の後に配置さ
れたセンサアレイを示す。このフィルタ5とセンサアレ
イ6の組合せにより、分光センサを構成する。
Reference numeral 5 denotes a wavelength resolution filter for separating incident light into respective wavelength components, and 6 denotes a sensor array arranged after the filter 5. A combination of the filter 5 and the sensor array 6 constitutes a spectroscopic sensor.

【0030】被測定領域1から発せられた光は、アパー
チャー2、対物レンズ3、アパーチャー4を通過し、結
像位置より後方において放射状に広がる。そして結像位
置から離れるに従って、被測定領域内の全ての点から発
せられる光線が必ず含まれる領域が広がる。本実施例に
おいては、分光センサがこの領域内に配置されており、
上述した「入射光の均一性」の条件(1)(2)を満た
している。
The light emitted from the measured region 1 passes through the aperture 2, the objective lens 3, and the aperture 4, and spreads radially behind the image formation position. Then, as the distance from the image formation position increases, the region in which the rays emitted from all the points in the measured region are necessarily included spreads. In this embodiment, the spectroscopic sensor is arranged in this area,
The conditions (1) and (2) of “uniformity of incident light” described above are satisfied.

【0031】レンズ7は、センサアレイの列方向と垂直
な方向には曲率があるが、平行な方向には曲率がない、
シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ7
は、曲率のあるセンサアレイの列方向と垂直な方向に関
して、対物レンズ3の射出瞳の像がセンサアレイ6の受
光面に結像する位置に配置されている。装置の小型化を
図るべく、対物レンズ3からアレイセンサ6までの距離
を短く設計するためには、焦点距離の短いシリンドリカ
ルレンズを使用すれば良い。しかしながら、焦点距離を
短くするほど、シリンドリカルレンズ7とセンサアレイ
6との距離も短くする必要があるため、波長分解フィル
タ5へ入射する光線の入射角が大きくなる。(光線が斜
めに入射するようになる。)このように、シリンドリカ
ルレンズ7の焦点距離が短すぎると、透過波長がシフト
する等の諸問題の原因となるので、装置のサイズとの関
係を考慮して適度な焦点距離を設定しなければならな
い。
The lens 7 has a curvature in a direction perpendicular to the column direction of the sensor array, but has no curvature in a parallel direction.
It is a cylindrical lens. Cylindrical lens 7
Is arranged at a position where the image of the exit pupil of the objective lens 3 forms an image on the light receiving surface of the sensor array 6 in the direction perpendicular to the column direction of the sensor array having a curvature. In order to reduce the size of the device and design the distance from the objective lens 3 to the array sensor 6 to be short, a cylindrical lens having a short focal length may be used. However, the shorter the focal length, the shorter the distance between the cylindrical lens 7 and the sensor array 6, so that the incident angle of the light beam incident on the wavelength resolving filter 5 becomes large. (Because the light rays are obliquely incident.) As described above, if the focal length of the cylindrical lens 7 is too short, it causes various problems such as a shift of the transmission wavelength. Therefore, consider the relationship with the size of the device. You have to set an appropriate focal length.

【0032】レンズ8は、センサアレイの列方向と平行
な方向には曲率があるが、垂直な方向には曲率が無い、
シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ8
は曲率のあるセンサアレイの列方向と平行な方向に関し
て、焦点がアパーチャー4の位置に一致するように配置
されている。この配置により、アパーチャー4を通過し
た光線はシリンドリカルレンズ8を通過した後、センサ
アレイ6の列方向に垂直な面にほぼ平行な光線となる。
従って、「フィルタの両端部において光線が斜めに入射
する」という従来の光学系の問題点が解決される。
The lens 8 has a curvature in a direction parallel to the column direction of the sensor array, but has no curvature in a vertical direction.
It is a cylindrical lens. Cylindrical lens 8
Is arranged such that the focal point thereof coincides with the position of the aperture 4 in the direction parallel to the column direction of the sensor array having a curvature. With this arrangement, the light beam that has passed through the aperture 4 becomes a light beam that is substantially parallel to the plane perpendicular to the column direction of the sensor array 6 after passing through the cylindrical lens 8.
Therefore, the problem of the conventional optical system that "the light rays are obliquely incident on both ends of the filter" is solved.

【0033】図1において点線で示した光線は被測定領
域の中心より発せられる光線束の範囲を示し、実線で示
した光線は被測定領域の境界上の点より発せられる光線
束の範囲を示す。また右方に示した点線の楕円は、被測
定領域の中心からの光線束による、アレイセンサ受光面
での照射範囲を示し、実線の楕円は、被測定領域の境界
上の点からの光線束による照射範囲を示す。
In FIG. 1, the ray indicated by the dotted line indicates the range of the ray bundle emitted from the center of the measured region, and the ray indicated by the solid line indicates the range of the ray bundle emitted from the point on the boundary of the measured region. . The dotted ellipse shown on the right side shows the irradiation range on the light receiving surface of the array sensor due to the ray bundle from the center of the measured area.The solid ellipse shows the ray bundle from the point on the boundary of the measured area. Shows the irradiation range.

【0034】図1から明らかなように、被測定領域1内
の各点から発せられる光線束は、シリンドリカルレンズ
7によって、センサアレイの列方向とは垂直な方向に関
して集光され、その照射範囲が楕円となる。従って、セ
ンサアレイを照射する光線のうち、実際にセンサに入射
する光線の割合が非常に高くなる。よって、従来の光学
系と比較して、受光効率が大きく改善される。
As is apparent from FIG. 1, the light flux emitted from each point in the measured region 1 is condensed by the cylindrical lens 7 in the direction perpendicular to the column direction of the sensor array, and its irradiation range is It becomes an ellipse. Therefore, the ratio of the light rays that actually enter the sensor to the light rays that illuminate the sensor array becomes very high. Therefore, the light receiving efficiency is greatly improved as compared with the conventional optical system.

【0035】以上説明したように、図1に示した第1実
施例の光学系では、上述した条件(3)「被測定光をセ
ンサアレイへ効率良く導くこと」、及び(4)「フィル
タに入射する光はフィルタ面に垂直な平行光であるこ
と」について、従来例と比較して大きく改善することが
可能である。
As described above, in the optical system of the first embodiment shown in FIG. 1, the above condition (3) "to efficiently guide the light to be measured to the sensor array" and (4) to the filter "The incident light is parallel light that is perpendicular to the filter surface."

【0036】〔第2実施例〕図2は本発明の光学系の第
2実施例を示すものである。図2において、被測定領域
11、アパーチャー12,14、対物レンズ13、波長
分解フィルタ15、センサアレイ16については、それ
ぞれ図1と全く同様のものであるので説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the optical system according to the present invention. In FIG. 2, the measured region 11, the apertures 12, 14, the objective lens 13, the wavelength resolving filter 15, and the sensor array 16 are the same as those in FIG.

【0037】レンズ17も、図1のレンズ7と同様で、
アレイセンサの列方向と垂直な方向には曲率があるが、
平行な方向には曲率が無いシリンドリカルレンズであ
り、曲率のある方向に関して、対物レンズ3の射出瞳の
像がセンサアレイ16の受光面に結像する位置に配置さ
れている。
The lens 17 is similar to the lens 7 of FIG.
Although there is a curvature in the direction perpendicular to the column direction of the array sensor,
The cylindrical lens has no curvature in the parallel direction, and is arranged at a position where the image of the exit pupil of the objective lens 3 is formed on the light receiving surface of the sensor array 16 in the direction having the curvature.

【0038】レンズ18及び19はいずれも、センサア
レイの列方向と平行な方向には曲率があるが、垂直な方
向には曲率が無い、シリンドリカルレンズである。シリ
ンドリカルレンズ19は、対物レンズ13の射出瞳の像
をセンサアレイ16の受光面より少し後方に結像する位
置に配置されている。一方、シリンドリカルレンズ18
は、焦点位置がシリンドリカルレンズ19の射出瞳の位
置に一致し、かつシリンドリカルレンズ19による対物
レンズ13の射出瞳の像位置よりも前方に配置されてい
る。さらに、この2つのシリンドリカルレンズ18,1
9の合成レンズとしては、対物レンズ13の射出瞳の像
をセンサアレイ16の受光面上に結像している。従っ
て、シリンドリカルレンズ18は、シリンドリカルレン
ズ19を通過して広がっていく光線を、アレイセンサ1
6の列方向に垂直な面にほぼ平行な光線にする機能を有
する。従って、「フィルタの両端部において光線が斜め
に入射する」という従来の光学系の問題点が解決され
る。
Each of the lenses 18 and 19 is a cylindrical lens having a curvature in a direction parallel to the column direction of the sensor array but no curvature in a vertical direction. The cylindrical lens 19 is arranged at a position where the image of the exit pupil of the objective lens 13 is formed slightly behind the light receiving surface of the sensor array 16. On the other hand, the cylindrical lens 18
Has a focal position that coincides with the position of the exit pupil of the cylindrical lens 19 and is arranged in front of the image position of the exit pupil of the objective lens 13 formed by the cylindrical lens 19. Furthermore, these two cylindrical lenses 18, 1
As the compound lens of 9, the image of the exit pupil of the objective lens 13 is formed on the light receiving surface of the sensor array 16. Therefore, the cylindrical lens 18 transmits the light rays that have passed through the cylindrical lens 19 and spread out.
It has a function of making light rays almost parallel to a plane perpendicular to the column direction of 6. Therefore, the problem of the conventional optical system that "the light rays are obliquely incident on both ends of the filter" is solved.

【0039】図2において点線で示した光線は被測定領
域の中心からの光線束の範囲を示し、実線で示した光線
は被測定領域の境界上の点からの光線束の範囲を示す。
図からわかるように、第2実施例の光学系では、被測定
領域11内の各点からの光線束による照射範囲が、右方
に示した実線の楕円に一致する。従って、第1実施例に
比べて、被測定領域からの光をさらに集光することがで
き、より効率良く光を導くことが可能となる。
In FIG. 2, the ray indicated by the dotted line indicates the range of the ray bundle from the center of the measured area, and the ray indicated by the solid line indicates the range of the ray bundle from the point on the boundary of the measured area.
As can be seen from the figure, in the optical system of the second example, the irradiation range of the light flux from each point in the measured region 11 coincides with the solid ellipse shown on the right side. Therefore, compared with the first embodiment, it is possible to further collect the light from the measured region and guide the light more efficiently.

【0040】以上説明したように、図2に示した第2実
施例の光学系では、上述した条件(3)(4)につい
て、従来例と比較して大きく改善することが可能であ
り、(3)の受光効率については、第1実施例よりもさ
らに改善される。
As described above, in the optical system of the second embodiment shown in FIG. 2, it is possible to greatly improve the above-mentioned conditions (3) and (4) as compared with the conventional example. The light receiving efficiency of 3) is further improved as compared with the first embodiment.

【0041】〔第3実施例〕図3は本発明の光学系の第
3実施例を示すものである。なお、上の光路図と下の光
路図は同一の光学系を示し、光軸を含み互いに垂直な断
面での光路を示すものであるが、後述の拡散板33より
も前方は上下とも全く同じになるので省略している。ま
た、左下部には、後述の半球レンズ32周辺を拡大した
ものを示す。図3において、被測定領域21、対物レン
ズ23、波長分解フィルタ25、センサアレイ26につ
いては、それぞれ図1及び図2と全く同様のものである
ので説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 3 shows a third embodiment of the optical system according to the present invention. It should be noted that the upper optical path diagram and the lower optical path diagram show the same optical system, and show optical paths in cross sections that include the optical axis and are perpendicular to each other. Therefore, it is omitted. In the lower left part, an enlarged view of the periphery of a hemispherical lens 32 described later is shown. In FIG. 3, the region to be measured 21, the objective lens 23, the wavelength resolving filter 25, and the sensor array 26 are the same as those in FIGS.

【0042】アパーチャー22,24及び31は図1及
び図2のものと同様の機能を有し、被測定領域の境界の
決定、及び対物レンズを通過する光線の最大振れ角の決
定を行う。
The apertures 22, 24 and 31 have the same functions as those in FIGS. 1 and 2, and determine the boundary of the measured region and the maximum deflection angle of the light beam passing through the objective lens.

【0043】レンズ32は、対物レンズ23による被測
定領域21の結像位置よりもわずかに後方に配置され、
被測定領域21の像よりも大きな径を有する半球レンズ
である。半球レンズ32は、その焦点距離が短く、半球
レンズ直前で光軸を横切って半球レンズに斜めに入射す
る光線を、レンズの出射後は光軸にほぼ平行にすること
ができる。しかも左下の拡大図に示したように、半球レ
ンズ32を出射した光線束を、径の小さな円筒状の空間
を通過するように集光する。さらに、半球レンズ32が
対物レンズ23による被測定領域21の結像位置よりも
わずかに後方に配置されているため、被測定領域21の
境界付近から発せられた光線は、半球レンズ32の入射
面では光軸から離れた位置に偏って通過しているが、レ
ンズを出射後拡散板33の入射面では光軸周辺を通過し
ている。これにより被測定領域21内の各点からの光線
が適度に混合され、しかも光軸と平行に近い角度とされ
る。
The lens 32 is arranged slightly behind the image forming position of the measured region 21 by the objective lens 23,
It is a hemispherical lens having a diameter larger than the image of the measured region 21. The hemispherical lens 32 has a short focal length, and a light beam that obliquely enters the hemispherical lens across the optical axis immediately before the hemispherical lens can be made substantially parallel to the optical axis after the lens exits. Moreover, as shown in the enlarged view at the lower left, the light flux emitted from the hemispherical lens 32 is condensed so as to pass through a cylindrical space having a small diameter. Further, since the hemispherical lens 32 is arranged slightly behind the image forming position of the measured region 21 by the objective lens 23, the light rays emitted from the vicinity of the boundary of the measured region 21 are incident on the incident surface of the hemispherical lens 32. However, after passing through the lens, it passes around the optical axis on the incident surface of the diffusion plate 33 after exiting the lens. As a result, the light rays from the respective points in the measured region 21 are mixed appropriately, and the angles are made substantially parallel to the optical axis.

【0044】拡散板33は、半球レンズ32から出射し
た光線束が円筒状となる位置に配置され、拡散板33に
入射する光線の強度及び入射角度のむらを混合して後方
に拡散放出する。ただし、拡散板33は結像位置ではな
い位置に配置されているため、被測定領域21内の各点
からの光線は既にかなり混合されており、また上述のよ
うに半球レンズ32によって光線の入射角度も光軸と平
行に近い角度に揃えられている。従って、拡散板33は
前方のレンズ系による光線の混合を、補う機能を果たす
ものである。
The diffusing plate 33 is arranged at a position where the light beam emitted from the hemispherical lens 32 is in a cylindrical shape, and mixes the intensities of the light beams incident on the diffusing plate 33 and the unevenness of the incident angle, and diffuses and emits them backward. However, since the diffusing plate 33 is arranged at a position other than the image forming position, the light rays from the respective points in the measured region 21 are already mixed, and the hemispherical lens 32 causes the light rays to enter. The angles are also aligned close to the optical axis. Therefore, the diffusing plate 33 has a function of compensating the mixing of light rays by the front lens system.

【0045】レンズ27はセンサアレイの列方向と垂直
な方向には曲率があるが平行な方向には曲率がないシリ
ンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ27は
曲率のある方向に関して、拡散板33の出射点から光学
系の後方へ広がる光線を集光する働きを有する。このた
め、シリンドリカルレンズ27はその焦点位置が拡散板
33の位置から離れた位置(後方)となるように配置さ
れなければならない。なお、シリンドリカルレンズ27
を、被測定領域21の拡散板33の位置での像をセンサ
アレイ26の受光面付近に結像するように配置すること
により、センサアレイ受光面での受光効率が高められ
る。
The lens 27 is a cylindrical lens which has a curvature in a direction perpendicular to the column direction of the sensor array but has no curvature in a parallel direction. The cylindrical lens 27 has a function of condensing a light ray spreading from the emission point of the diffusion plate 33 to the rear of the optical system in the direction having the curvature. Therefore, the cylindrical lens 27 must be arranged so that its focal position is a position (rearward) away from the position of the diffusion plate 33. The cylindrical lens 27
Is arranged so that an image at the position of the diffusion plate 33 in the measured region 21 is formed near the light receiving surface of the sensor array 26, the light receiving efficiency at the light receiving surface of the sensor array is improved.

【0046】レンズ28はセンサアレイ26の列方向と
平行な方向には曲率があるが、垂直な方向には曲率が無
い、シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレン
ズ28は曲率のある方向に関して、焦点が拡散板33の
位置に一致するよう配置されている。この配置により、
シリンドリカルレンズ28を通過した光線は、センサア
レイの列方向に垂直な面にほぼ平行な光線となる。従っ
て、フィルタの両端部において光線が斜めに入射する、
という従来の光学系の問題点が解決される。
The lens 28 is a cylindrical lens having a curvature in the direction parallel to the column direction of the sensor array 26 but no curvature in the vertical direction. The cylindrical lens 28 is arranged so that the focal point thereof coincides with the position of the diffusion plate 33 in the direction of curvature. With this arrangement,
The light beam that has passed through the cylindrical lens 28 becomes a light beam that is substantially parallel to the plane perpendicular to the column direction of the sensor array. Therefore, the light rays are obliquely incident on both ends of the filter,
The problem of the conventional optical system is solved.

【0047】図3において、点線及び実線はそれぞれ第
1,2実施例と同様に被測定領域21の中心及び境界上
の点より発せられる光線束の範囲を示す。第3実施例の
光学系においては、被測定領域21内の各点からの光線
束による照射範囲が、右方に示した実線の楕円に一致す
る。従って、上記第2実施例と同程度に被測定領域から
の光を集光することができ、効率良く光を導くことが可
能である。
In FIG. 3, the dotted line and the solid line respectively indicate the range of the light flux emitted from the center and the point on the boundary of the measured region 21, as in the first and second embodiments. In the optical system of the third example, the irradiation range of the light flux from each point in the measured region 21 coincides with the solid ellipse shown on the right side. Therefore, the light from the measured region can be condensed to the same extent as in the second embodiment, and the light can be efficiently guided.

【0048】以上説明したように、図3に示した第3実
施例の光学系では、上述した条件(3)(4)につい
て、従来例と比較して大きく改善することが可能であ
る。さらに、第3実施例の光学系においては、拡散板3
3の前後で光学系を分離して設計することが可能であ
る。具体的に説明すると、拡散板33より後方の光学系
は前方の光学系が決定する被測定領域21とは直接には
関係が無い。従って拡散板33による拡散光の集光及
び、平行光線化だけを考慮して設計すれば良い。この構
成により、多少の取付け誤差などが生じても光学系全体
の性能に与える影響は少なく、例えばセンサアレイ26
の取付け等についても設置誤差の許容範囲を大きく取る
ことができる。また、対物レンズ23を通過した収束光
を、半球レンズ32を通過させることにより光線を1点
で収束させるのではなく径の小さな円筒状の空間に収束
させるので、半球レンズ32や拡散板33の設置誤差の
許容範囲を大きく取ることができる。
As described above, in the optical system of the third embodiment shown in FIG. 3, the above-mentioned conditions (3) and (4) can be greatly improved as compared with the conventional example. Further, in the optical system of the third embodiment, the diffusion plate 3
It is possible to design the optical system separately before and after 3. More specifically, the optical system behind the diffusion plate 33 is not directly related to the measured region 21 determined by the front optical system. Therefore, it suffices to design in consideration of only the diffusion of the diffused light by the diffuser plate 33 and the conversion into parallel rays. With this configuration, even if some mounting error occurs, the influence on the performance of the entire optical system is small.
With respect to the installation of the above, the tolerance range of the installation error can be made large. Further, the converged light that has passed through the objective lens 23 is not converged at one point by passing through the hemispherical lens 32, but is converged into a cylindrical space having a small diameter. A large tolerance for installation error can be taken.

【0049】なお、本実施例においてはレンズ32に半
球レンズを用いているが、このレンズは焦点距離の短い
レンズ(例えば球レンズ等)であれば良く、半球レンズ
に限られるものではない。
Although a hemispherical lens is used as the lens 32 in this embodiment, this lens is not limited to a hemispherical lens as long as it has a short focal length (for example, a spherical lens).

【0050】〔第4実施例〕図4は本発明の光学系の第
4実施例を示すものである。第4実施例は、図3に示し
た第3実施例の光学系を、拡散板33の位置で前後に分
離し、その間を拡散板に代わって光学ファイバ束53に
よって光学的に接続したものである。光学ファイバ束5
3より前方の光学系については、第3実施例と全く同じ
構成であるのでここでは説明を省略する。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 shows a fourth embodiment of the optical system of the present invention. In the fourth embodiment, the optical system of the third embodiment shown in FIG. 3 is separated into front and rear at the position of the diffusion plate 33, and the space between them is optically connected by an optical fiber bundle 53 instead of the diffusion plate. is there. Optical fiber bundle 5
The optical system in front of 3 has the same configuration as that of the third embodiment, and therefore the description thereof is omitted here.

【0051】ファイバに入射した光線は、ファイバ内部
で様々な方向に多重反射しながら出射端へと伝達される
ので、出射端からは様々な方向に向かって光線が出射さ
れる。従って、ファイバを束として使用すると、個々の
ファイバから出射する光線が広がって互いに重複する。
このことから、光学ファイバ束53は、光の伝達手段と
して機能するのと同時に、光の混合手段としても機能す
る。なお、本実施例では、光の混合効果が高いことから
光学ファイバ束を用いているが、単芯の光学ファイバや
いわゆる光路棒のようなものでも、同様の効果が得られ
る。
The light rays incident on the fiber are transmitted to the emission end while undergoing multiple reflections in various directions inside the fiber, so that the light rays are emitted from the emission end in various directions. Therefore, when the fibers are used as a bundle, the light rays emitted from the individual fibers spread out and overlap each other.
From this, the optical fiber bundle 53 functions not only as a light transmitting means but also as a light mixing means. In this embodiment, the optical fiber bundle is used because the effect of mixing light is high, but the same effect can be obtained even with a single-core optical fiber or a so-called optical path rod.

【0052】光学ファイバ束53よりも後方の光学系に
ついては、前方の光学系同様、第3実施例と全く同じ構
成であるので、説明を省略する。
The optical system behind the optical fiber bundle 53 has exactly the same construction as that of the third embodiment, like the front optical system, and therefore its explanation is omitted.

【0053】光学ファイバ束は、自由に折り曲げること
が可能であり、また長さも自由に設計することができる
ため、前記第1〜第3実施例の光学系とは異なり、第4
実施例の光学系では後方の光学系を前方の光学系の光軸
とは無関係に配置することができる。従って、測色計の
装置としての設計の自由度を、拡大することが可能であ
る。
Since the optical fiber bundle can be freely bent and the length can be freely designed, unlike the optical systems of the first to third embodiments, the fourth optical fiber bundle can be used.
In the optical system of the embodiment, the rear optical system can be arranged independently of the optical axis of the front optical system. Therefore, it is possible to expand the degree of freedom in designing the colorimeter device.

【0054】なお、本実施例の応用例として、光学ファ
イバ53以後の光学系を図6,7に示した従来例に適用
することが可能である。具体的には、光学ファイバの入
射端を図6または図7のセンサアレイ106の受光面の
位置に配置すれば良い。この応用により、第4実施例と
同様、測色計の装置としての設計の自由度を拡大するこ
とができる。
As an application example of this embodiment, it is possible to apply the optical system after the optical fiber 53 to the conventional example shown in FIGS. Specifically, the incident end of the optical fiber may be arranged at the position of the light receiving surface of the sensor array 106 shown in FIG. 6 or 7. With this application, as in the fourth embodiment, the degree of freedom in designing the colorimeter device can be increased.

【0055】〔第5実施例〕図5は本発明の光学系の第
5実施例を示すものである。図において、上の光路図と
下の光路図は同一の光学系を示し、光軸を含み互いに垂
直な断面での光路を示すものである。第5実施例は、図
4に示した第4実施例の光学ファイバ53の出射端以後
を変形した実施例である。従って、光学ファイバより前
方の光学系については図示及び説明を省略する。
[Fifth Embodiment] FIG. 5 shows a fifth embodiment of the optical system according to the present invention. In the drawing, the upper optical path diagram and the lower optical path diagram show the same optical system, and show optical paths in cross sections including the optical axis and perpendicular to each other. The fifth embodiment is an embodiment in which the optical fiber 53 of the fourth embodiment shown in FIG. Therefore, illustration and description of the optical system in front of the optical fiber are omitted.

【0056】図5において、71は光学ファイバを示
す。図に示すように、光学ファイバ71の出射端はセン
サアレイ66の列方向に平たいリボン状であり、そのリ
ボン状となった出射端の幅はセンサアレイの列の長さよ
りも広く、厚みはセンサアレイの列幅程度か、あるいは
それよりも薄い。レンズ67はセンサアレイの列方向と
垂直な方向には曲率があるが平行な方向には曲率がない
シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ6
7は、曲率のある方向に関して、光学ファイバ束71の
出射端面の像をセンサアレイ66の受光面上に結像す
る。これにより、光学ファイバ端を出射し、センサアレ
イの列方向と垂直な方向に広がる光線が集光される。
In FIG. 5, 71 indicates an optical fiber. As shown in the figure, the emission end of the optical fiber 71 has a flat ribbon shape in the column direction of the sensor array 66, the width of the emission end formed into the ribbon shape is wider than the length of the row of the sensor array, and the thickness is the sensor. Array column width or less. The lens 67 is a cylindrical lens which has a curvature in a direction perpendicular to the column direction of the sensor array but has no curvature in a parallel direction. Cylindrical lens 6
7 forms an image of the emission end surface of the optical fiber bundle 71 on the light receiving surface of the sensor array 66 in the direction of curvature. As a result, the light rays that exit the optical fiber end and that spread in the direction perpendicular to the column direction of the sensor array are collected.

【0057】72はシリンドリカルレンズ67と波長分
解フィルタ65の間に配置され、光学ファイバ束71の
リボン状の平面に垂直で、かつセンサアレイの受光面に
も垂直となる複数の平板の壁面からなる遮光壁を示す。
この遮光壁72の配置により、分光センサに入射する光
線は、隣あう壁面の間を通過することができる光線に限
られ、入射光の最大入射角を抑えることができる。すな
わち、フィルタ面に対して光線が斜めに入射するという
問題を軽減することができる。なお、光線の入射角は遮
光壁の間隔と長さ、そしてセンサアレイ面からの配置距
離によって決定される。
Reference numeral 72 denotes a wall surface of a plurality of flat plates which is arranged between the cylindrical lens 67 and the wavelength resolving filter 65 and which is perpendicular to the ribbon-shaped plane of the optical fiber bundle 71 and also to the light receiving surface of the sensor array. A light-shielding wall is shown.
Due to the arrangement of the light shielding wall 72, the light rays incident on the spectroscopic sensor are limited to the light rays that can pass between the adjacent wall surfaces, and the maximum incident angle of the incident light can be suppressed. That is, it is possible to reduce the problem that the light rays are obliquely incident on the filter surface. The incident angle of the light beam is determined by the distance and length of the light shielding wall and the arrangement distance from the sensor array surface.

【0058】本実施例の光学系によると、遮光壁72に
よってフィルタ面に対して斜めに入射する光線を制限し
ているため、センサアレイの列方向の位置によって遮光
壁に遮られる角度範囲が異なる。従って、上記第1〜4
実施例のシリンドリカルレンズを用いて平行光とする光
学系と比較すると、若干その効果が劣る。しかしなが
ら、シリンドリカルレンズを用いていない分、構成部品
が安価となり、また高い組立て精度も必要とされない。
よって、さほど精度が要求されない測定系、例えば測色
計の照明光源をモニタするための測定系など、に適用す
ると部品コストや組立て工数の面で有利である。
According to the optical system of the present embodiment, since the light rays which are obliquely incident on the filter surface are limited by the light shielding wall 72, the angle range shielded by the light shielding wall differs depending on the position in the column direction of the sensor array. . Therefore, the above first to fourth
The effect is slightly inferior as compared with the optical system that uses the cylindrical lens of the embodiment to make parallel light. However, since the cylindrical lens is not used, the components are inexpensive and high assembly precision is not required.
Therefore, when it is applied to a measurement system that does not require a high degree of accuracy, for example, a measurement system for monitoring the illumination light source of a colorimeter, it is advantageous in terms of component cost and assembly man-hours.

【0059】なお、本実施例においても上記第4実施例
と同様、図6や図7に示した従来例に適用可能である。
Note that this embodiment can also be applied to the conventional example shown in FIGS. 6 and 7 as in the case of the fourth embodiment.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測色計の
受光系においては、シリンドリカルレンズ7を備えたこ
とにより、被測定領域内の各点から発せられる光線束
が、センサアレイの列方向と垂直な方向に関して集光さ
れる。従って従来の光学系と比較して、受光効率を大き
く改善することが可能である。さらに、シリンドリカル
レンズ8を備えることにより、被測定光はシリンドリカ
ルレンズ8を通過後、センサアレイの列方向に垂直な面
にほぼ平行な光線となる。よって、波長分解フィルタに
対して、光線が斜めに入射するという問題を軽減するこ
とができる。
As described above, in the light receiving system of the colorimeter of the present invention, since the cylindrical lens 7 is provided, the light flux emitted from each point in the measured region is arranged in the array of the sensor array. The light is collected in the direction perpendicular to the direction. Therefore, it is possible to greatly improve the light receiving efficiency as compared with the conventional optical system. Further, since the cylindrical lens 8 is provided, the light to be measured becomes a light beam that is substantially parallel to the plane perpendicular to the column direction of the sensor array after passing through the cylindrical lens 8. Therefore, it is possible to reduce the problem that the light rays are obliquely incident on the wavelength resolution filter.

【0061】また、シリンドリカルレンズ19を備える
ことにより、被測定領域の各点からの光線束による照射
範囲を一致させることができ、被測定光をさらに集光す
ることが可能となる。従ってさらに受光効率を上げるこ
とができる。
Further, by providing the cylindrical lens 19, it is possible to match the irradiation range of the light flux from each point in the measured region, and it is possible to further collect the measured light. Therefore, the light receiving efficiency can be further increased.

【0062】また、短焦点レンズ32及び拡散板33を
備えることにより、被測定領域の各点から発せられる光
線を、均等に混合することができる。その上拡散板を通
過させることにより、拡散板より後方の光学系は前方の
光学系が決定する被測定領域とは直接関係がなくなる。
従って拡散板の前後で光学系を分離して設計することが
可能であり、また光学系の組立て精度などを緩和するこ
とができる。
Further, by providing the short focus lens 32 and the diffusing plate 33, it is possible to evenly mix the light rays emitted from the respective points in the measured region. Moreover, by passing through the diffuser plate, the optical system behind the diffuser plate has no direct relationship with the measured region determined by the optical system in front.
Therefore, the optical system can be designed separately before and after the diffuser plate, and the assembling accuracy of the optical system can be relaxed.

【0063】また、光学ファイバ53を備えることによ
り、測色計の装置としての設計の自由度を拡大すること
が可能となる。具体的には、光学ファイバは自由に折り
曲げ可能であり、また長さも自由に調節できる。従っ
て、光学ファイバ以後の光学系を前方の光学系の光軸と
は無関係な位置に配置することが可能であり、この光学
系を搭載する装置の設計を自由に行うことができる。
Further, by providing the optical fiber 53, it is possible to increase the degree of freedom in designing the colorimeter device. Specifically, the optical fiber can be bent freely and its length can be freely adjusted. Therefore, it is possible to arrange the optical system after the optical fiber at a position irrelevant to the optical axis of the front optical system, and it is possible to freely design the device in which this optical system is mounted.

【0064】また、出射端面を平たいリボン状とした光
学ファイバ束71と、複数の平板の壁面からなる遮光壁
72を備えることにより、波長分解フィルタに対して光
線が斜めに入射するという問題点を軽減することができ
る。この遮光壁72によって斜めに入射する光線を制限
することにより、上記シリンドリカルレンズなどの光学
素子によるものと比べて、安価で、しかも細かい組立て
精度を必要としない光学系を実現することができる。
Further, the provision of the optical fiber bundle 71 having a flat ribbon-shaped emission end face and the light-shielding wall 72 composed of the wall surfaces of a plurality of flat plates causes a problem that light rays are obliquely incident on the wavelength decomposing filter. Can be reduced. By limiting the obliquely incident light rays by the light shielding wall 72, it is possible to realize an optical system that is less expensive and does not require fine assembly precision as compared with an optical element such as a cylindrical lens described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 1 is an optical path diagram of an optical system in a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 2 is an optical path diagram of an optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 3 is an optical path diagram of an optical system in a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 4 is an optical path diagram of an optical system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 5 is an optical path diagram of an optical system in a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の従来例における光学系の光路図であ
る。
FIG. 6 is an optical path diagram of an optical system in a conventional example of the present invention.

【図7】本発明の別の従来例における光学系の光路図で
ある。
FIG. 7 is an optical path diagram of an optical system in another conventional example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2:アパーチャー 3:対物レンズ 4:アパーチャー 5:波長分解フィルタ 6:センサアレイ 7:シリンドリカルレンズ 8:シリンドリカルレンズ 16:シリンドリカルレンズ 31:アパーチャー 32:短焦点レンズ 33:拡散板 51:アパーチャー 52:短焦点レンズ 53:光学ファイバ 71:光学ファイバ束 72:遮光壁 2: Aperture 3: Objective lens 4: Aperture 5: Wavelength decomposition filter 6: Sensor array 7: Cylindrical lens 8: Cylindrical lens 16: Cylindrical lens 31: Aperture 32: Short focus lens 33: Diffuser 51: Aperture 52: Short focus Lens 53: Optical fiber 71: Optical fiber bundle 72: Light shielding wall

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を電気信号に変換するセンサアレ
イ6と、 センサアレイの前面に配置され、センサの列方向に透過
波長が変化する波長分解フィルタ5と、 被測定領域の像を所定の結像面上に結像する対物レンズ
3と、 対物レンズ近傍及び対物レンズの結像面近傍の少なくと
も2ヵ所に配置され、被測定領域から発せられる光線の
境界と、光軸に対する最大振れ角を決定するアパーチャ
ー2,4と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像面と前記波長分
解フィルタとの間に配置され、センサアレイの列に垂直
な方向に曲率を有し、対物レンズの射出瞳を通過する光
線のセンサアレイの列に垂直な方向成分のみをセンサア
レイ面近傍に結像するシリンドリカルレンズ7と、 からなることを特徴とする測色計の受光光学系。
1. A sensor array 6 for converting incident light into an electric signal, a wavelength resolution filter 5 arranged on the front surface of the sensor array, the transmission wavelength of which changes in the column direction of the sensor, and an image of an area to be measured having a predetermined size. The objective lens 3 that forms an image on the image forming plane, the boundary of the light rays emitted from the measured region and the maximum deflection angle with respect to the optical axis are arranged in at least two places near the objective lens and near the image forming plane of the objective lens. The apertures 2 and 4 to be determined, and the aperture arranged between the image plane of the region to be measured by the objective lens and the wavelength resolution filter, having a curvature in the direction perpendicular to the row of the sensor array, and having an exit pupil of the objective lens. A light receiving optical system for a colorimeter, comprising: a cylindrical lens 7 that forms an image in the vicinity of the sensor array surface only on the direction component of the light beam passing through the sensor array column.
【請求項2】 請求項1の測色計の受光光学系におい
て、さらに前記シリンドリカルレンズと前記波長分解フ
ィルタとの間に配置され、センサアレイの列に平行な方
向に曲率を有し、その焦点が対物レンズによる被測定領
域の結像位置の近傍となるように配置された第2のシリ
ンドリカルレンズ8、を備えたことを特徴とする測色計
の受光光学系。
2. The light receiving optical system of the colorimeter according to claim 1, further comprising: a lens disposed between the cylindrical lens and the wavelength resolution filter, having a curvature in a direction parallel to a row of the sensor array, and having a focal point. Is a light receiving optical system of a colorimeter, wherein the second cylindrical lens 8 is arranged in the vicinity of the image forming position of the measured region by the objective lens.
【請求項3】 入射光を電気信号に変換するセンサアレ
イ16と、 センサアレイの前面に配置され、センサの列方向に透過
波長が変化する波長分解フィルタ15と、 被測定領域の像を所定の結像面上に結像する対物レンズ
13と、 対物レンズ近傍及び対物レンズの結像面近傍の少なくと
も2ヵ所に配置され、被測定領域から発せられる光線の
境界と、光軸に対する最大振れ角を決定するアパーチャ
ー12,14と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像面近傍に配置さ
れ、センサアレイの列に平行な方向に曲率を有し、対物
レンズの射出瞳を通過する光線のセンサアレイの列に平
行な方向成分のみをセンサアレイ面近傍に結像する第1
のシリンドリカルレンズ19と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像面の後方に配置
され、センサアレイの列に垂直な方向に曲率を有し、対
物レンズの射出瞳を通過する光線のセンサアレイの列に
垂直な方向成分のみをセンサアレイ面近傍に結像する第
2のシリンドリカルレンズ17と、 からなることを特徴とする測色計の受光光学系。
3. A sensor array 16 for converting incident light into an electric signal, a wavelength resolution filter 15 arranged on the front surface of the sensor array, the transmission wavelength of which changes in the column direction of the sensor, and an image of the measured region to a predetermined size. The objective lens 13 that forms an image on the image forming surface, and the boundary of the light rays emitted from the measured region and the maximum deflection angle with respect to the optical axis are arranged at least at two positions near the objective lens and near the image forming surface of the objective lens. Apertures 12 and 14 to be determined, and a sensor array of light rays which are arranged in the vicinity of the image plane of the region to be measured by the objective lens, have a curvature in a direction parallel to the rows of the sensor array, and pass through the exit pupil of the objective lens. For imaging only the direction component parallel to the row of
Of the cylindrical lens 19 and of the sensor array of the light rays that are arranged behind the image plane of the measurement area of the objective lens and have a curvature in the direction perpendicular to the rows of the sensor array and that pass through the exit pupil of the objective lens. A second light receiving optical system of a colorimeter, comprising: a second cylindrical lens 17 for forming an image only in the direction perpendicular to the column in the vicinity of the sensor array surface.
【請求項4】 請求項3の測色計の受光光学系におい
て、さらに前記第2のシリンドリカルレンズと前記波長
分解フィルタとの間に配置され、センサアレイの列に平
行な方向に曲率を有し、その焦点が対物レンズによる被
測定領域の結像位置の近傍となるように配置された第3
のシリンドリカルレンズ18、を備えたことを特徴とす
る測色計の受光光学系。
4. The light-receiving optical system of the colorimeter according to claim 3, further comprising a curvature arranged in a direction parallel to a row of the sensor array, which is arranged between the second cylindrical lens and the wavelength resolution filter. A third focal point arranged so that its focal point is in the vicinity of the image formation position of the measurement area of the objective lens.
2. A light receiving optical system of a colorimeter, which is equipped with the cylindrical lens 18 of FIG.
【請求項5】 入射光を電気信号に変換するセンサアレ
イ26と、 センサアレイの前面に配置され、センサの列方向に透過
波長が変化する波長分解フィルタ25と、 被測定領域の像を所定の結像面上に結像する対物レンズ
23と、 対物レンズ近傍及び対物レンズの結像面近傍の少なくと
も2ヵ所に配置され、被測定領域から発せられる光線の
境界と、光軸に対する最大振れ角を決定するアパーチャ
ー22,24,31と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像位置の後方近傍
に配置された短焦点レンズ32と、 前記短焦点レンズ後方の光線束が収束する位置に配置さ
れた拡散板33と、 前記拡散板と前記波長分解フィルタとの間に配置され、
センサアレイの列に垂直な方向に曲率を有し、拡散板の
像のセンサアレイの列に垂直な方向成分のみをセンサア
レイ面近傍に結像するシリンドリカルレンズ27と、 からなることを特徴とする測色計の受光光学系。
5. A sensor array 26 for converting incident light into an electric signal, a wavelength resolution filter 25 arranged in front of the sensor array and having a transmission wavelength changing in the sensor column direction, and The objective lens 23 that forms an image on the image forming plane, and the boundary of the light rays emitted from the measured region and the maximum deflection angle with respect to the optical axis are arranged at least at two positions near the objective lens and near the image forming plane of the objective lens. The apertures 22, 24, 31 to be determined, the short focus lens 32 arranged near the rear of the image formation position of the measurement area by the objective lens, and the position where the light flux behind the short focus lens converges. A diffusion plate 33, disposed between the diffusion plate and the wavelength resolution filter,
A cylindrical lens 27 that has a curvature in a direction perpendicular to a row of the sensor array, and forms only a direction component of an image of the diffuser plate perpendicular to the row of the sensor array in the vicinity of the sensor array surface. Light receiving optical system of colorimeter.
【請求項6】 請求項5の測色計の受光光学系におい
て、さらに前記シリンドリカルレンズと前記波長分解フ
ィルタとの間に配置され、センサアレイの列に平行な方
向に曲率を有し、その焦点が前記拡散板の近傍となるよ
うに配置された第2のシリンドリカルレンズ28、を備
えたことを特徴とする測色計の受光光学系。
6. The light receiving optical system of the colorimeter according to claim 5, further comprising: a lens arranged between the cylindrical lens and the wavelength resolution filter, having a curvature in a direction parallel to a row of the sensor array, and having a focal point. The second light receiving optical system of the colorimeter, wherein the second cylindrical lens 28 is arranged so as to be in the vicinity of the diffusion plate.
【請求項7】 入射光を電気信号に変換するセンサアレ
イ46と、 センサアレイの前面に配置され、センサの列方向に透過
波長が変化する波長分解フィルタ45と、 被測定領域の像を所定の結像面上に結像する対物レンズ
43と、 対物レンズ近傍及び対物レンズの結像面近傍の少なくと
も2ヵ所に配置され、被測定領域から発せられる光線の
境界と、光軸に対する最大振れ角を決定するアパーチャ
ー42,44,51と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像位置の後方近傍
に配置された短焦点レンズ52と、 前記短焦点レンズ後方の光線束が収束する位置に入射端
面を配置した光学ファイバ53と、 前記光学ファイバの出射端面と前記波長分解フィルタと
の間に配置され、センサアレイの列に垂直な方向に曲率
を有し、光学ファイバの出射端面の像のセンサアレイの
列に垂直な方向成分のみをセンサアレイ面近傍に結像す
るシリンドリカルレンズ47と、 からなることを特徴とする測色計の受光光学系。
7. A sensor array 46 for converting incident light into an electric signal, a wavelength resolution filter 45 arranged on the front surface of the sensor array and having a transmission wavelength varying in the column direction of the sensor, and The objective lens 43 that forms an image on the image forming plane, the boundary of the light rays emitted from the measured region and the maximum deflection angle with respect to the optical axis are arranged at least at two positions near the objective lens and near the image forming plane of the objective lens. Apertures 42, 44, 51 to be determined, a short focus lens 52 arranged in the vicinity of the rear of the image formation position of the measurement area by the objective lens, and an incident end face at a position where the light flux behind the short focus lens converges. The arranged optical fiber 53 is arranged between the emission end face of the optical fiber and the wavelength resolving filter, and has a curvature in a direction perpendicular to the row of the sensor array. A light receiving optical system of a colorimeter, comprising: a cylindrical lens 47 for forming only a direction component of an image of the emission end face in a direction perpendicular to a row of the sensor array in the vicinity of the sensor array surface.
【請求項8】 請求項7の測色計の受光光学系におい
て、さらに前記シリンドリカルレンズと前記波長分解フ
ィルタとの間に配置され、センサアレイの列に平行な方
向に曲率を有し、その焦点が前記光学ファイバの出射端
面近傍となるように配置された第2のシリンドリカルレ
ンズ48、を備えたことを特徴とする測色計の受光光学
系。
8. The light receiving optical system of the colorimeter according to claim 7, which is further arranged between the cylindrical lens and the wavelength resolution filter, has a curvature in a direction parallel to a row of the sensor array, and has a focal point. Is provided in the vicinity of the emission end face of the optical fiber, and the second cylindrical lens 48 is provided in the light receiving optical system of the colorimeter.
【請求項9】 入射光を電気信号に変換するセンサアレ
イ66と、 センサアレイの前面に配置され、センサの列方向に透過
波長が変化する波長分解フィルタ65と、 被測定領域の像を所定の結像面上に結像する対物レンズ
43と、 対物レンズ近傍及び対物レンズの結像面近傍の少なくと
も2ヵ所に配置され、被測定領域から発せられる光線の
境界と、光軸に対する最大振れ角を決定するアパーチャ
ー42,44,51と、 前記対物レンズによる被測定領域の結像位置の後方近傍
に配置された短焦点レンズ52と、 前記短焦点レンズ後方の光線束が収束する位置に入射端
面を配置し、出射端面をリボン状とし、そのリボン状と
なった出射端面の長手方向をセンサアレイの列と平行な
方向とした光学ファイバ束71と、 前記光学ファイバ束の出射端面と前記波長分解フィルタ
との間に、センサアレイの列に対して垂直に配置され、
波長分解フィルタへの斜めの入射光を制限する複数の遮
光壁72と、 からなることを特徴とする測色計の受光光学系。
9. A sensor array 66 for converting incident light into an electric signal, a wavelength resolution filter 65 arranged on the front surface of the sensor array for changing the transmission wavelength in the column direction of the sensor, and an image of a measured region being predetermined. The objective lens 43 that forms an image on the image forming plane, the boundary of the light rays emitted from the measured region and the maximum deflection angle with respect to the optical axis are arranged at least at two positions near the objective lens and near the image forming plane of the objective lens. Apertures 42, 44, 51 to be determined, a short focus lens 52 arranged in the vicinity of the rear of the image formation position of the measurement area by the objective lens, and an incident end face at a position where the light flux behind the short focus lens converges. The optical fiber bundle 71 is arranged so that the emission end face has a ribbon shape, and the longitudinal direction of the emission end face having the ribbon shape is parallel to the row of the sensor array. Between the shooting end face and the wavelength resolving filter, arranged vertically to the row of the sensor array,
A light-receiving optical system for a colorimeter, comprising: a plurality of light-shielding walls 72 that limit obliquely incident light to the wavelength resolution filter.
【請求項10】 請求項9の測色計の受光光学系におい
て、さらに前記光学ファイバ束の出射端面と前記波長分
解フィルタとの間に配置され、センサアレイの列に垂直
な方向に曲率を有し、光学ファイバ束の出射端面の像の
センサアレイの列に垂直な方向成分のみをセンサアレイ
面近傍に結像するシリンドリカルレンズ67、を備えた
ことを特徴とする測色計の受光光学系。
10. The light receiving optical system of the colorimeter according to claim 9, further comprising a curvature arranged in a direction perpendicular to a row of the sensor array, the light receiving optical system being disposed between the emission end face of the optical fiber bundle and the wavelength resolving filter. A light receiving optical system of a colorimeter, which is provided with a cylindrical lens 67 for forming only a direction component of an image of the emission end face of the optical fiber bundle in a direction perpendicular to the sensor array row in the vicinity of the sensor array surface.
JP5872993A 1993-03-18 1993-03-18 Light intercepting optical system for colorimeter Pending JPH06273232A (en)

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