JPH10213482A - Color measuring apparatus - Google Patents

Color measuring apparatus

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JPH10213482A
JPH10213482A JP1390397A JP1390397A JPH10213482A JP H10213482 A JPH10213482 A JP H10213482A JP 1390397 A JP1390397 A JP 1390397A JP 1390397 A JP1390397 A JP 1390397A JP H10213482 A JPH10213482 A JP H10213482A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
color measuring
mirror
image
predetermined number
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1390397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Imura
健二 井村
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10213482A publication Critical patent/JPH10213482A/en
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To take in simultaneously a plurality of light fluxes from an object to be measured for calculation of color value with a single plate type measuring apparatus easy to cool a photographing means. SOLUTION: A light flux 1 incident from an object to be measured on a plane mirror group consisting of a half mirror 6, a dichroic mirror 7 and a total reflection mirror 8 is divided into a light flux 1a reflected by the half mirror 6, a light flux reflected by the dichroic mirror 7 and a light flux 1b reflected by the total reflection mirror 8. The light fluxes 1a, 1b, 1c are transmitted respectively through the corresponding filters 9a, 9b and 9c and focused by a second relay lens 11 to image third images in different positions on the photographing surface of a CCD area sensor 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の色彩値
を2次元的に測定する色彩測定装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color measuring device for two-dimensionally measuring a color value of an object to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、通過帯域が異なる複数のバンドパ
スフィルタを有する回転フィルタ板を被測定物とCCD
の間に配設し、この回転フィルタ板を回転させることに
より各フィルタを通過した像を順次取り込むようにした
色分類装置(特開平7−120324号公報)や、カラ
ーCCDカメラのR,G,B信号を演算によって三刺激
値X,Y,Zに変換する色測定装置(特開平8−114
503号公報)が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary filter plate having a plurality of band-pass filters having different pass bands is provided with a device to be measured and a CCD.
And a color classification device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-120324) in which the rotary filter plate is rotated to sequentially capture images passing through the filters, and a color CCD camera R, G, A color measuring device which converts a B signal into tristimulus values X, Y, Z by calculation (Japanese Patent Laid-Open No. 8-114)
No. 503) has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
7−120324号公報記載の色分類装置では、フィル
タをCIEの等色関数X,Y,Zに近似させた特性とす
ることにより色彩値を得ることはできるものの、フィル
タを回転させて順次画像データを取り込む構成になって
いるため、被測定物が高速で移動する場合には三刺激値
X,Y,Zのデータにずれが生じるので、このずれによ
る影響を除去する必要があるが、このずれによる影響を
完全に除去するのは、原理上、困難である。
However, in the color classification apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-120324, the color value is obtained by making the filter have characteristics approximating the CIE color matching functions X, Y and Z. Although it can be obtained, since the filter is rotated and the image data is sequentially taken in, the data of the tristimulus values X, Y, and Z are shifted when the measured object moves at a high speed. It is necessary to remove the influence of this displacement, but it is difficult in principle to completely remove the influence of this displacement.

【0004】一方、上記特開平8−114503号公報
記載の色測定装置では、R,G,B信号を同時に取り込
めるので被測定物の移動による影響はないが、R,G,
B信号から三刺激値X,Y,Zへの数値的変換は近似に
過ぎず、色によっては誤差が大きくなってしまう。
On the other hand, in the color measuring apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-114503, the R, G, and B signals can be simultaneously captured, so that there is no effect due to the movement of the object to be measured.
The numerical conversion from the B signal to the tristimulus values X, Y, and Z is only an approximation, and an error increases depending on the color.

【0005】また、同公報記載の色測定装置ではカラー
CCDカメラを用いているが、このカラーCCDカメラ
には、単板式と三板式があり、単板式の場合にはR,
G,Bの画素が異なるため、3画素間でむらがあると色
彩値に誤差が生じるという欠点がある。
In the color measuring apparatus described in the publication, a color CCD camera is used. The color CCD camera includes a single-plate type and a three-plate type.
Since the G and B pixels are different, there is a disadvantage that if there is unevenness among the three pixels, an error occurs in the color value.

【0006】更に、CCDは冷却することによりS/N
比を向上させることができるが、三板式の場合には3枚
の白黒CCDが色分離プリズムに貼り付けられているの
で、CCDを冷却するのが困難という問題がある。
[0006] Furthermore, the S / N is reduced by cooling the CCD.
Although the ratio can be improved, in the case of the three-plate type, there is a problem that it is difficult to cool the CCD since three monochrome CCDs are attached to the color separation prism.

【0007】本発明は、上記問題を解決するもので、被
測定物の同一部位からの光束を分離することにより、撮
像手段の冷却が容易な単板式で、色彩値算出のための被
測定物からの光束を同時に取り込むことが可能な色彩測
定装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem, and separates the luminous flux from the same part of the object to be measured, thereby facilitating the cooling of the imaging means. It is an object of the present invention to provide a color measurement device capable of simultaneously taking in luminous fluxes from light sources.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物の測
定面から出射される光束を所定数に分離する分離光学系
と、撮像面に入射した光束を2次元的に撮像する単一の
撮像手段と、上記所定数に分離された各光束をそれぞれ
上記撮像手段の撮像面の異なる位置に結像させる撮像光
学系と、上記分離光学系と上記撮像手段の間であって、
上記分離された各光束の光路上にそれぞれ配置され、そ
れぞれ異なる分光透過率を有する上記所定数のフィルタ
とを備えたものである(請求項1)。
According to the present invention, there is provided a separation optical system for separating a light beam emitted from a measurement surface of an object to be measured into a predetermined number, and a single optical system for two-dimensionally imaging the light beam incident on an imaging surface. An imaging unit, an imaging optical system that forms each light beam separated into the predetermined number at a different position on an imaging surface of the imaging unit, and between the separation optical system and the imaging unit,
The apparatus further comprises the predetermined number of filters arranged on the optical path of each of the separated light beams and having different spectral transmittances.

【0009】この構成によれば、被測定物の測定面から
出射される光束が所定数に分離され、この分離された各
光束は、それぞれ異なる分光透過率を有する所定数のフ
ィルタを透過した後、単一の撮像手段の撮像面の異なる
位置にそれぞれ結像されて、この撮像手段によって撮像
される。これによって、撮像手段は単一であるので容易
に冷却可能となり、被測定物の同一部位からの光束が同
時に撮像されることとなる。
According to this structure, the light beams emitted from the measurement surface of the object to be measured are separated into a predetermined number, and the separated light beams pass through a predetermined number of filters having different spectral transmittances. Are formed at different positions on the imaging surface of a single imaging unit, and are imaged by this imaging unit. Thus, since there is a single imaging unit, it can be easily cooled, and light beams from the same part of the object to be measured are simultaneously imaged.

【0010】また、請求項1記載の色彩測定装置におい
て、上記各フィルタは、それぞれ上記分離光学系と上記
撮像光学系の間に配置され、上記分離光学系は、被測定
物の測定面から出射される光束を集束して第1像として
結像させる第1の光学系と、上記第1像からの光束を所
定数に分離するとともに、分離した各光束をそれぞれ上
記各フィルタ上に第2像として結像させる第2の光学系
とを備えたもので、上記撮像光学系は、上記各フィルタ
を透過した光束をそれぞれ上記撮像手段の撮像面に結像
させるものである(請求項2)。
Further, in the color measuring apparatus according to the first aspect, each of the filters is disposed between the separation optical system and the image pickup optical system, and the separation optical system emits light from a measurement surface of an object to be measured. A first optical system for converging a light beam to be focused and forming an image as a first image, a light beam from the first image being separated into a predetermined number, and separating the separated light beams into a second image on each of the filters. A second optical system that forms an image as a light beam. The imaging optical system forms a light beam transmitted through each of the filters on an imaging surface of the imaging unit.

【0011】この構成によれば、被測定物の測定面から
出射される光束が集束されて第1像として結像され、第
1像からの光束が所定数に分離され、分離された各光束
が各フィルタ上に第2像として結像されることにより、
分離された各光束が互いに他の光束と混合することなく
確実に対応するフィルタを透過することとなり、各フィ
ルタを透過した光束がそれぞれ撮像手段の撮像面に結像
されることにより、各光束の撮像結果が精度よく得られ
ることとなる。
According to this configuration, the light beams emitted from the measurement surface of the object to be measured are focused and formed as a first image, the light beams from the first image are separated into a predetermined number, and the separated light beams are separated. Is formed as a second image on each filter,
Each of the separated light beams will surely pass through the corresponding filter without being mixed with other light beams, and the light beams transmitted through each filter will be imaged on the imaging surface of the imaging means, respectively. An imaging result can be obtained with high accuracy.

【0012】また、請求項2記載の色彩測定装置におい
て、上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に
焦点が配置された凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学
系より被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の
光軸に対してほぼ垂直に配置されるとともに、互いに微
小角度ずつ異なる方向に配置され、それぞれ異なる分光
透過率を有する上記所定数の平面鏡とを備えたものであ
る(請求項3)。
Further, in the color measuring apparatus according to claim 2, the second optical system includes a convex lens optical system having a focal point located near an image forming position of the first image, and the second optical system is measured by the convex lens optical system. A predetermined number of plane mirrors that are arranged at a position away from an object substantially perpendicular to the optical axis of the convex lens optical system, are arranged in directions different by a small angle from each other, and have different spectral transmittances, respectively. (Claim 3).

【0013】この構成によれば、第1像の結像位置近傍
に焦点が配置された凸レンズ光学系によって被測定物か
らの光束が平行光束にされて所定数の平面鏡に入射し、
各平面鏡の分光透過率に応じた分光強度の光束が微小角
度ずつ異なる方向に反射することにより、被測定物の同
一部位からの光束はそれぞれ異なる分光特性を有する所
定数の光束に分離されることとなる。
According to this structure, the light beam from the object to be measured is converted into a parallel light beam by the convex lens optical system whose focal point is located near the image forming position of the first image, and is incident on a predetermined number of plane mirrors.
Light beams having the spectral intensity corresponding to the spectral transmittance of each plane mirror are reflected in different directions by a small angle, so that the light beams from the same part of the measured object are separated into a predetermined number of light beams having different spectral characteristics. Becomes

【0014】また、請求項3記載の色彩測定装置におい
て、上記所定数の平面鏡は、上記凸レンズ光学系から最
も離れて配置された単一の全反射ミラーと、この全反射
ミラーより上記凸レンズ光学系に近接して配置されたハ
ーフミラーとを含むものである(請求項4)。
Further, in the color measuring apparatus according to claim 3, the predetermined number of plane mirrors is a single total reflection mirror disposed farthest from the convex lens optical system, and the convex lens optical system is located closer to the total reflection mirror. And a half mirror disposed in close proximity to the first lens (claim 4).

【0015】この構成によれば、凸レンズ光学系によっ
て平行光束にされた被測定物からの光束はハーフミラー
に入射し、このハーフミラーの分光透過率に応じた比率
で透過光と反射光に分離し、反射光はハーフミラーの向
きに応じた角度で反射し、一方、透過光は全反射ミラー
でハーフミラーの反射光と微小角度だけ異なる方向に反
射することにより、被測定物の同一部位からの光束は、
ハーフミラーの反射光と全反射ミラーの反射光とに分離
されることとなる。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured, which has been converted into a parallel light beam by the convex lens optical system, enters the half mirror and is separated into transmitted light and reflected light at a ratio corresponding to the spectral transmittance of the half mirror. The reflected light is reflected at an angle corresponding to the direction of the half mirror, while the transmitted light is reflected by the total reflection mirror in a direction different from the reflected light of the half mirror by a small angle, so that the reflected light is reflected from the same part of the DUT. The luminous flux of
The reflected light from the half mirror and the reflected light from the total reflection mirror are separated.

【0016】また、請求項4記載の色彩測定装置におい
て、上記所定数の平面鏡は、更に、上記全反射ミラーと
上記ハーフミラーの間に配置されたダイクロイックミラ
ーを含むものである(請求項5)。
Further, in the color measuring apparatus according to the present invention, the predetermined number of plane mirrors further includes a dichroic mirror disposed between the total reflection mirror and the half mirror (claim 5).

【0017】この構成によれば、凸レンズ光学系によっ
て平行光束にされた被測定物からの光束はハーフミラー
に入射し、このハーフミラーの分光透過率に応じた比率
で透過光と反射光に分離し、反射光はハーフミラーの向
きに応じた角度で反射する。一方、透過光はダイクロイ
ックミラーに入射し、このダイクロイックミラーの分光
透過率に応じた波長範囲の光束が透過するとともに、こ
の波長範囲以外の光束がハーフミラーの反射光と微小角
度だけ異なる方向に反射する。更に、ダイクロイックミ
ラーの透過光は、全反射ミラーでダイクロイックミラー
の反射光と微小角度だけ異なる方向に反射する。これに
よって、被測定物の同一部位からの光束は、ハーフミラ
ーの反射光とダイクロイックミラーの反射光と全反射ミ
ラーの反射光とに分離されることとなる。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured, which has been converted into a parallel light beam by the convex lens optical system, enters the half mirror and is separated into transmitted light and reflected light at a ratio corresponding to the spectral transmittance of the half mirror. The reflected light is reflected at an angle corresponding to the direction of the half mirror. On the other hand, the transmitted light is incident on the dichroic mirror, and the light flux in the wavelength range according to the spectral transmittance of the dichroic mirror is transmitted, and the light flux outside this wavelength range is reflected in a direction different from the reflected light of the half mirror by a small angle. I do. Further, the transmitted light of the dichroic mirror is reflected by the total reflection mirror in a direction different from that of the dichroic mirror by a small angle. As a result, the light beam from the same part of the device under test is separated into the reflected light from the half mirror, the reflected light from the dichroic mirror, and the reflected light from the total reflection mirror.

【0018】また、請求項2記載の色彩測定装置におい
て、上記第2の光学系は、それぞれ異なる分光透過率を
有する上記所定数の凹面鏡を備え、これらの凹面鏡は、
それぞれ曲率中心が上記第1像の結像位置に近接した位
置に配置されるとともに、互いに微小角度ずつ異なる方
向に配置されている(請求項6)。
Further, in the color measuring apparatus according to claim 2, the second optical system includes the predetermined number of concave mirrors having different spectral transmittances, and these concave mirrors are:
The respective centers of curvature are arranged at positions close to the image forming position of the first image, and are arranged in directions different from each other by a small angle (claim 6).

【0019】この構成によれば、被測定物からの光束が
所定数の凹面鏡に入射し、各凹面鏡の分光透過率に応じ
た分光強度の光束が微小角度ずつ異なる方向に反射する
ことにより、被測定物の同一部位からの光束はそれぞれ
異なる分光特性を有する所定数の光束に分離されること
となる。
According to this structure, the light beam from the object to be measured is incident on a predetermined number of concave mirrors, and the light beams having a spectral intensity corresponding to the spectral transmittance of each concave mirror are reflected in different directions by a small angle, so that the light beam is reflected. Light beams from the same part of the object to be measured are separated into a predetermined number of light beams having different spectral characteristics.

【0020】また、請求項6記載の色彩測定装置におい
て、上記所定数の凹面鏡は、上記第1の光学系から最も
離れて配置された単一の全反射ミラーと、この全反射ミ
ラーより上記第1の光学系に近接して配置されたハーフ
ミラーとを含むものである(請求項7)。
Further, in the color measuring apparatus according to the present invention, the predetermined number of concave mirrors may be a single total reflection mirror disposed farthest from the first optical system and the second total reflection mirror may be a second total reflection mirror. A half mirror disposed in close proximity to the first optical system (claim 7).

【0021】この構成によれば、被測定物からの光束は
ハーフミラーに入射し、このハーフミラーの分光透過率
に応じた比率で透過光と反射光に分離し、反射光はハー
フミラーの向きに応じた角度で反射し、一方、透過光は
全反射ミラーでハーフミラーの反射光と微小角度だけ異
なる方向に反射することにより、被測定物の同一部位か
らの光束は、ハーフミラーの反射光と全反射ミラーの反
射光とに分離されることとなる。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured enters the half mirror, is separated into transmitted light and reflected light at a ratio corresponding to the spectral transmittance of the half mirror, and the reflected light is directed toward the half mirror. The transmitted light is reflected by the total reflection mirror in a direction different from the reflected light of the half mirror by a small angle, so that the light flux from the same part of the DUT is reflected by the half mirror. And the light reflected by the total reflection mirror.

【0022】また、請求項7記載の色彩測定装置におい
て、上記所定数の凹面鏡は、更に、上記全反射ミラーと
上記ハーフミラーの間に配置されたダイクロイックミラ
ーを含むものである(請求項8)。
Further, in the color measuring apparatus according to claim 7, the predetermined number of concave mirrors further include a dichroic mirror disposed between the total reflection mirror and the half mirror (claim 8).

【0023】この構成によれば、被測定物からの光束は
ハーフミラーに入射し、このハーフミラーの分光透過率
に応じた比率で透過光と反射光に分離し、反射光はハー
フミラーの向きに応じた角度で反射する。一方、透過光
はダイクロイックミラーに入射し、このダイクロイック
ミラーの分光透過率に応じた波長範囲の光束が透過する
とともに、この波長範囲以外の光束がハーフミラーの反
射光と微小角度だけ異なる方向に反射する。更に、ダイ
クロイックミラーの透過光は、全反射ミラーでダイクロ
イックミラーの反射光と微小角度だけ異なる方向に反射
する。これによって、被測定物の同一部位からの光束
は、ハーフミラーの反射光とダイクロイックミラーの反
射光と全反射ミラーの反射光とに分離されることとな
る。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured enters the half mirror, is separated into transmitted light and reflected light at a ratio corresponding to the spectral transmittance of the half mirror, and the reflected light is directed toward the half mirror. Reflect at an angle according to. On the other hand, the transmitted light is incident on the dichroic mirror, and the light flux in the wavelength range according to the spectral transmittance of the dichroic mirror is transmitted, and the light flux outside this wavelength range is reflected in a direction different from the reflected light of the half mirror by a small angle. I do. Further, the transmitted light of the dichroic mirror is reflected by the total reflection mirror in a direction different from that of the dichroic mirror by a small angle. As a result, the light beam from the same part of the device under test is separated into the reflected light from the half mirror, the reflected light from the dichroic mirror, and the reflected light from the total reflection mirror.

【0024】また、請求項2記載の色彩測定装置におい
て、上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に
焦点が配置された凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学
系より被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の
光軸に対して垂直に配置されたセグメント鏡とを備え、
このセグメント鏡は、互いに微小角度ずつ異なる上記所
定数の方向の微小領域が多数形成されてなる反射面を有
するものである(請求項9)。
According to a second aspect of the present invention, in the color measuring device, the second optical system includes a convex lens optical system having a focal point located near an image forming position of the first image, and a measurement target is formed by the convex lens optical system. A segment mirror disposed perpendicular to the optical axis of the convex lens optical system at a position away from the object,
This segment mirror has a reflecting surface in which a large number of minute regions in the predetermined number of directions different from each other by minute angles are formed.

【0025】この構成によれば、第1像の結像位置近傍
に焦点が配置された凸レンズ光学系によって被測定物か
らの光束が平行光束にされてセグメント鏡に入射し、セ
グメント鏡の各微小領域の向きに応じて微小角度ずつ異
なる方向に反射することにより、被測定物の同一部位か
らの光束は所定数の光束に分離されることとなる。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured is converted into a parallel light beam by the convex lens optical system whose focal point is located in the vicinity of the image forming position of the first image and is incident on the segment mirror. By reflecting light in different directions by minute angles according to the direction of the region, the light flux from the same part of the measured object is separated into a predetermined number of light fluxes.

【0026】また、請求項2記載の色彩測定装置におい
て、上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に
物点を持つ凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学系より
被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の光軸に
対して垂直に配置されたプリズム板を備え、このプリズ
ム板は、互いに微小角度ずつ異なる上記所定数の方向の
微小領域が多数形成されてなる出射面を有するものであ
る(請求項10)。
Further, in the color measuring apparatus according to claim 2, the second optical system includes a convex lens optical system having an object point near an image forming position of the first image and an object to be measured by the convex lens optical system. A prism plate disposed perpendicular to the optical axis of the convex lens optical system at a position distant from the prism lens. It has a surface (claim 10).

【0027】この構成によれば、第1像の結像位置近傍
に物点を持つ凸レンズ光学系によって被測定物からの光
束が再び集束光となった直後にプリズム板に入射し、プ
リズム板の出射面の各微小領域の向きに応じて微小角度
ずつ異なる方向に出射することにより、被測定物の同一
部位からの光束が、所定数の光束に分離されて結像する
こととなる。
According to this configuration, the light beam from the object to be measured is again incident on the prism plate by the convex lens optical system having the object point in the vicinity of the image forming position of the first image, and is incident on the prism plate. By emitting light in directions different by minute angles according to the direction of each minute region on the emission surface, light beams from the same portion of the object to be measured are separated into a predetermined number of light beams to form an image.

【0028】また、請求項1〜10のいずれかに記載の
色彩測定装置において、上記所定数は3で、上記3個の
フィルタの分光透過率は、上記撮像手段の撮像面上の上
記3個の第3像に対応する出力値の分光特性がそれぞれ
CIEの標準観察者の分光感度X,Y,Zに近似した値
になるように設定されている(請求項11)。
The color measuring apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the predetermined number is three, and the three filters have a spectral transmittance of the three filters on the imaging surface of the imaging means. Are set so that the spectral characteristics of the output values corresponding to the third image of each of the CIEs are close to the spectral sensitivities X, Y, and Z of the standard observer of the CIE.

【0029】この構成によれば、3個のフィルタの分光
透過率は、撮像手段の撮像面上の3個の第3像に対応す
る出力値の分光特性がそれぞれCIEの標準観察者の分
光感度X,Y,Zに近似した値になるように設定されて
いることにより、被測定物の色彩値が正確に求められ
る。
According to this configuration, the spectral transmittance of the three filters is such that the spectral characteristics of the output values corresponding to the three third images on the imaging surface of the imaging means are respectively the spectral sensitivity of the standard observer of the CIE. Since the values are set so as to approximate X, Y, and Z, the color value of the measured object can be accurately obtained.

【0030】また、請求項11記載の色彩測定装置にお
いて、上記3個のフィルタの分光透過率は、それぞれ既
知の被測定物を照明する照明光の分光強度、上記分離光
学系の分光透過率及び上記撮像手段の分光感度を考慮し
て予め設定されたものである(請求項12)。
[0030] In the color measuring apparatus according to the eleventh aspect, the spectral transmittances of the three filters include a spectral intensity of illumination light for illuminating a known object to be measured, a spectral transmittance of the separation optical system, and It is set in advance in consideration of the spectral sensitivity of the imaging means (claim 12).

【0031】この構成によれば、被測定物を照明する照
明光の分光強度、分離光学系の分光透過率及び撮像手段
の分光感度は、それぞれ既知であり、3個のフィルタの
分光透過率は、これらの値を用いて撮像手段の撮像面上
の3個の第3像に対応する出力値の分光特性が、それぞ
れCIEの標準観察者の分光感度X,Y,Zに近似した
値になるように予め設定されていることにより、各フィ
ルタの分光透過率が精度良く設定され、これによって、
被測定物の色彩値が正確に求められることとなる。
According to this configuration, the spectral intensity of the illuminating light for illuminating the object to be measured, the spectral transmittance of the separation optical system, and the spectral sensitivity of the imaging unit are known, and the spectral transmittance of the three filters is Using these values, the spectral characteristics of the output values corresponding to the three third images on the imaging surface of the imaging unit become values close to the spectral sensitivities X, Y, and Z of the standard observer of CIE, respectively. As a result, the spectral transmittance of each filter is set with high accuracy, and
The color value of the measured object can be accurately obtained.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る色彩測定装置
の一実施形態の光学系を示す構成図、図2は平面ミラー
群M1の配置を示す図1のA矢視図、図3は平面ミラー
群M1を構成するハーフミラー6、ダイクロイックミラ
ー7及び全反射ミラー8の分光透過率及び分光反射率を
示す特性図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical system of an embodiment of a color measuring apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a view showing an arrangement of a group of plane mirrors M1 as viewed from an arrow A in FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the spectral transmittance and spectral reflectance of the half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8 constituting the plane mirror group M1.

【0033】この色彩測定装置は、図1に示すように、
図略の被測定物を照明する照明手段Lを備えるととも
に、照明手段Lにより照明された被測定物からの光束1
は、撮像レンズ2、アパーチャ板3の開口3a、フィー
ルドレンズ4、第1のリレーレンズ5を通過し、平面ミ
ラー群M1(図2)で反射されて、再度第1のリレーレン
ズ5、フィールドレンズ4、アパーチャ板3の開口3b
を通過し、次いでフィルタ9a,9b,9cを通過し、
反射ミラー10で反射されて、第2のリレーレンズ11
を通過して、CCDエリアセンサ12に入射するように
構成されている。
This color measuring device, as shown in FIG.
An illumination unit L for illuminating an unillustrated DUT is provided, and a light flux 1 from the DUT illuminated by the illumination unit L
Passes through the imaging lens 2, the aperture 3a of the aperture plate 3, the field lens 4, and the first relay lens 5, is reflected by the plane mirror group M1 (FIG. 2), and is again reflected by the first relay lens 5, the field lens 4. Opening 3b of aperture plate 3
, Then through filters 9a, 9b, 9c,
The second relay lens 11 is reflected by the reflection mirror 10
, And is incident on the CCD area sensor 12.

【0034】照明手段Lは、キセノンランプや蛍光ラン
プ等の光源を有し公知の積分球や他の光学系を用いて構
成されている。撮像レンズ2は、凸レンズからなり、光
束1を集束してアパーチャ板3の開口3aに結像させる
ものである。
The illuminating means L has a light source such as a xenon lamp or a fluorescent lamp, and is configured using a known integrating sphere or other optical system. The imaging lens 2 is composed of a convex lens, and focuses the light beam 1 and forms an image on the opening 3 a of the aperture plate 3.

【0035】フィールドレンズ4は、凸レンズからな
り、その光軸φが撮像レンズ2の光軸と平行になるよう
に配置されるとともに、その上半部がアパーチャ板3の
開口3aに臨むように、下半部がアパーチャ板3の開口
3bに臨むように配置されている。なお、アパーチャ板
3の開口3a,3bは、光軸φに関して互いに対称な位
置に設けられている。
The field lens 4 is composed of a convex lens, is arranged so that its optical axis φ is parallel to the optical axis of the imaging lens 2, and its upper half faces the opening 3 a of the aperture plate 3. The lower half is arranged so as to face the opening 3 b of the aperture plate 3. The openings 3a and 3b of the aperture plate 3 are provided at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis φ.

【0036】第1のリレーレンズ5は、凸レンズとして
機能するレンズ群からなり、その光軸が光軸φに一致す
るように配置されるとともに、フィールドレンズ4に対
して撮像レンズ2と光学的に共役な位置に配置され、そ
の焦点がアパーチャ板3に一致している。
The first relay lens 5 is composed of a lens group functioning as a convex lens, and is arranged so that its optical axis coincides with the optical axis φ. It is arranged at a conjugate position, and its focal point coincides with the aperture plate 3.

【0037】これによって、第1のリレーレンズ5を通
過した光束1は、平行光束となって平面ミラー群M1に
入射するとともに、平面ミラー群M1で反射されてきた
光束を集束して、アパーチャ板3の開口3bに第2像を
結像させる。
As a result, the light beam 1 having passed through the first relay lens 5 becomes a parallel light beam and is incident on the plane mirror group M1, and the light beam reflected by the plane mirror group M1 is converged to form an aperture plate. The second image is formed on the third opening 3b.

【0038】平面ミラー群M1は、それぞれ平板状のハ
ーフミラー6、ダイクロイックミラー7及び全反射ミラ
ー8から構成されている。ハーフミラー6は、図3に示
す分光反射率R6(λ)及び分光透過率T6(λ)を有し、入
射光の一部を反射し、残りを透過するものである。ダイ
クロイックミラー7は、図3に示す分光反射率R7(λ)
及び分光透過率T7(λ)を有し、一部の波長範囲の入射
光を反射し、残りを透過するものである。全反射ミラー
8は、図3に示す分光反射率R8(λ)を有し、入射光の
ほぼ100%を反射するものである。
The plane mirror group M1 comprises a flat half mirror 6, a dichroic mirror 7, and a total reflection mirror 8, respectively. The half mirror 6 has a spectral reflectance R 6 (λ) and a spectral transmittance T 6 (λ) shown in FIG. 3 and reflects part of incident light and transmits the rest. The dichroic mirror 7 has a spectral reflectance R 7 (λ) shown in FIG.
And has a spectral transmittance T 7 (λ), and reflects incident light in a part of the wavelength range and transmits the rest. The total reflection mirror 8 has a spectral reflectance R 8 (λ) shown in FIG. 3 and reflects almost 100% of incident light.

【0039】全反射ミラー8は、図1及び図2に示すよ
うに、反射面が光軸φに対して垂直に配置されており、
入射した光束1がハーフミラー6及びダイクロイックミ
ラー7を透過すると、全反射ミラー8で反射されて光束
1bとなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the total reflection mirror 8 has a reflection surface arranged perpendicular to the optical axis φ.
When the incident light beam 1 passes through the half mirror 6 and the dichroic mirror 7, the light beam 1 is reflected by the total reflection mirror 8 to become a light beam 1b.

【0040】ハーフミラー6は、図1に示すように、光
軸φに垂直な軸6X−6Yに沿って配置されるととも
に、図2に示すように、光軸φの垂直面に対して軸6X
−6Yの回りに反時計方向に微小角度θaだけ回転した
向きに配置されており、入射した光束1がハーフミラー
6で反射されると光束1aとなる。
The half mirror 6 is arranged along an axis 6X-6Y perpendicular to the optical axis φ, as shown in FIG. 1, and has an axis with respect to a vertical plane of the optical axis φ, as shown in FIG. 6X
It is arranged in a direction rotated by a small angle θa counterclockwise around −6Y, and when the incident light beam 1 is reflected by the half mirror 6, it becomes a light beam 1a.

【0041】ダイクロイックミラー7は、図1に示すよ
うに、光軸φに垂直な軸7X−7Yに沿って配置される
とともに、図2に示すように、光軸φの垂直面に対して
軸7X−7Yの回りに時計方向に微小角度θcだけ回転
した向きに配置されており、入射した光束1がハーフミ
ラー6を透過し、ダイクロイックミラー7で反射される
と光束1cとなる。
As shown in FIG. 1, the dichroic mirror 7 is arranged along an axis 7X-7Y perpendicular to the optical axis φ, and as shown in FIG. around the 7X-7Y are arranged in a direction rotated clockwise by a small angle theta c, the light beam 1 which is incident through the half mirror 6, a light beam 1c when reflected by the dichroic mirror 7.

【0042】すなわち、図2に示すように、平面ミラー
群M1に入射した光束1は、ハーフミラー6によって反
射された光束1aと、ダイクロイックミラー7によって
反射された光束1cと、全反射ミラー8によって反射さ
れた光束1bとに分離されることとなる。
That is, as shown in FIG. 2, the light beam 1 incident on the plane mirror group M1 is a light beam 1a reflected by the half mirror 6, a light beam 1c reflected by the dichroic mirror 7, and a total reflection mirror 8 The light is separated into the reflected light flux 1b.

【0043】フィルタ9a,9b,9cは、それぞれ後
述するように設定された分光透過率Ta(λ),Tb(λ),
c(λ)を有し、図1に示すように、アパーチャ板3の
開口3bの直ぐ左方に開口3bをカバーするように配置
され、後述する図4に示すように、開口3bを横に3等
分するように並設されている。
The filters 9a, 9b, 9c are respectively provided with spectral transmittances T a (λ), T b (λ),
Tc (λ), as shown in FIG. 1, the opening 3b of the aperture plate 3 is disposed so as to cover the opening 3b immediately to the left, and as shown in FIG. It is juxtaposed so as to divide into three.

【0044】反射ミラー10は、フィルタ9a,9b,
9cの直ぐ左方に、光軸φに対して45°傾斜して配設さ
れ、入射した光束の向きを下方に変更するものである。
第2のリレーレンズ11は、凸レンズとして機能するレ
ンズ群からなり、光軸φと直交する光軸上に配置され、
入射光束を集束してCCDエリアセンサ12の撮像面に
第3像として結像させるものである。
The reflection mirror 10 includes filters 9a, 9b,
Immediately to the left of 9c, it is disposed at an angle of 45 ° with respect to the optical axis φ to change the direction of the incident light beam downward.
The second relay lens 11 includes a lens group functioning as a convex lens, and is arranged on an optical axis orthogonal to the optical axis φ.
This is for converging the incident light beam and forming an image on the imaging surface of the CCD area sensor 12 as a third image.

【0045】CCDエリアセンサ12は、多数のCCD
が2次元的に配列されてなり、撮像面に入射した光束を
受光し、その受光強度に応じたレベルの電気信号を出力
するものである。
The CCD area sensor 12 includes a large number of CCDs.
Are two-dimensionally arranged, receive a light beam incident on the imaging surface, and output an electric signal of a level corresponding to the received light intensity.

【0046】このCCDエリアセンサ12は、図1に示
すように、冷却装置13上に載置されている。冷却装置
13は、ペルチェ効果などを利用してCCDエリアセン
サ12を冷却するもので、各CCDのS/N比は、冷却
されることによって向上している。
The CCD area sensor 12 is mounted on a cooling device 13 as shown in FIG. The cooling device 13 cools the CCD area sensor 12 using the Peltier effect or the like, and the S / N ratio of each CCD is improved by cooling.

【0047】CPU31は、制御プログラムや予め設定
されたデータ等を記憶する図略のROM及びデータを一
時的に保管する図略のRAMを備えるマイクロコンピュ
ータ等からなり、照明手段Lの光源の発光動作等の本測
定装置の動作を制御するとともに、CCDエリアセンサ
12から出力された第3像の各受光強度データを用いて
色彩値を算出するものである。
The CPU 31 comprises a microcomputer or the like having a ROM (not shown) for storing a control program and preset data and a RAM (not shown) for temporarily storing data. In addition to controlling the operation of the present measuring apparatus, the color value is calculated using the received light intensity data of the third image output from the CCD area sensor 12.

【0048】次に、図1、図4、図5を用いて、本実施
形態の作用について説明する。図4は第1像及び第2像
を示すアパーチャ板3の正面図、図5は第3像を示すC
CDエリアセンサ12の平面図である。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 4 and 5. FIG. 4 is a front view of the aperture plate 3 showing a first image and a second image, and FIG. 5 is a view C showing a third image.
FIG. 3 is a plan view of the CD area sensor 12.

【0049】図略の被測定物からの光束1は、撮像レン
ズ2によって集束され、図4に示すように、アパーチャ
板3の開口3aの位置に第1像21として結像する。第
1像21を形成した光束は、そのままアパーチャ板3の
開口3aを通過し、フィールドレンズ4を透過したとき
に、図1中、多少下向きに偏向して、第1のリレーレン
ズ5に入射する。
A light beam 1 from an object to be measured (not shown) is converged by an imaging lens 2 and forms a first image 21 at a position of an opening 3a of an aperture plate 3, as shown in FIG. The light beam forming the first image 21 passes through the opening 3 a of the aperture plate 3 as it is, and when transmitted through the field lens 4, is slightly deflected downward in FIG. 1 and enters the first relay lens 5. .

【0050】第1のリレーレンズ5を透過した光束は平
行光束となり、平面ミラー群M1に入射し、ハーフミラ
ー6、ダイクロイックミラー7及び全反射ミラー8で反
射されて光束1a,1b,1cに分離し、再び第1のリ
レーレンズ5に入射する。
The light beam transmitted through the first relay lens 5 becomes a parallel light beam, enters the plane mirror group M1, is reflected by the half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8, and is separated into light beams 1a, 1b, and 1c. Then, the light enters the first relay lens 5 again.

【0051】そして、分離した光束1a,1b,1c
は、それぞれ第1のリレーレンズ5により集束されて、
図4に示すように、アパーチャ板3の開口3bの位置に
第2像22a,22b,22cとして結像する。
Then, the separated light beams 1a, 1b, 1c
Are focused by the first relay lens 5, respectively.
As shown in FIG. 4, images are formed as second images 22a, 22b, and 22c at the positions of the openings 3b of the aperture plate 3.

【0052】第2像22aを形成した光束は、フィルタ
9aを通過し、反射ミラー10で反射されて下方に向き
を変え、第2のリレーレンズ11により集束されて、図
5に示すように、CCDエリアセンサ12の撮像域12
a上に第3像23aとして結像する。第2像22b,2
2cを形成した光束も、同様に、それぞれフィルタ9
b,9cを通過し、反射ミラー10で反射されて下方に
向きを変え、第2のリレーレンズ11により集束され
て、図5に示すように、CCDエリアセンサ12の撮像
域12b,12c上に第3像23b,23cとして結像
する。
The light beam forming the second image 22a passes through the filter 9a, is reflected by the reflection mirror 10, turns downward, and is converged by the second relay lens 11, as shown in FIG. Imaging area 12 of CCD area sensor 12
The image is formed as a third image 23a on a. Second image 22b, 2
Similarly, the luminous flux forming 2c also has a filter 9
b, 9c, is reflected by the reflection mirror 10, turned downward, is focused by the second relay lens 11, and is located on the imaging areas 12b, 12c of the CCD area sensor 12, as shown in FIG. Images are formed as third images 23b and 23c.

【0053】次に、フィルタ9a,9b,9cの分光透
過率Ta(λ),Tb(λ),Tc(λ)の設定について説明す
る。光束1aは、ハーフミラー6で反射され、フィルタ
9aを透過して第3像23aを形成する。
Next, the setting of the spectral transmittances T a (λ), T b (λ), and T c (λ) of the filters 9a, 9b, 9c will be described. The light beam 1a is reflected by the half mirror 6, passes through the filter 9a, and forms a third image 23a.

【0054】[0054]

【数1】TY(λ)=R6(λ)・Ta(λ)≒Y(λ) 従って、フィルタ9aの分光透過率Ta(λ)は、ハーフ
ミラー6の分光反射率R6(λ)とフィルタ9aの分光透
過率Ta(λ)の積TY(λ)がCIEの標準観察者の分光感
度Y(λ)に近似する値になる、すなわち上記数1を満足
するように設定することによって、第3像23aをCI
Eの標準観察者の分光感度Y(λ)による像とすることが
できる。
[Number 1] T Y (λ) = R 6 (λ) · T a (λ) ≒ Y (λ) Therefore, the spectral transmittance T a of the filter 9a (lambda) is the spectral reflectance of the half mirror 6 R 6 (lambda) and the product T Y spectral transmittance T a (λ) (λ) becomes a value approximate to CIE standard observer spectral sensitivity Y (lambda) of the filter 9a, i.e. so as to satisfy the above Equation 1 By setting the third image 23a to CI
An image based on the spectral sensitivity Y (λ) of the standard observer E can be obtained.

【0055】また、光束1bは、ハーフミラー6及びダ
イクロイックミラー7を透過し、全反射ミラー8で反射
され、再びハーフミラー6及びダイクロイックミラー7
を透過して第3像23bを形成する。
The light beam 1b passes through the half mirror 6 and the dichroic mirror 7, is reflected by the total reflection mirror 8, and is again returned to the half mirror 6 and the dichroic mirror 7.
To form a third image 23b.

【0056】[0056]

【数2】Tx1(λ)=T6(λ)・T7(λ)・R8(λ)・T7(λ)・
6(λ)・Tb(λ)≒X1(λ) 従って、フィルタ9bの分光透過率Tb(λ)は、上記数
2を満足するように設定することによって、第3像23
bをCIEの標準観察者の分光感度X1(λ)による像と
することができる。
T x1 (λ) = T 6 (λ) · T 7 (λ) · R 8 (λ) · T 7 (λ) ·
T 6 (λ) · T b (λ) ≒ X 1 (λ) Accordingly, by setting the spectral transmittance T b (λ) of the filter 9b so as to satisfy Expression 2, the third image 23 is obtained.
b can be an image based on the spectral sensitivity X 1 (λ) of the standard observer of CIE.

【0057】また、光束1cは、ハーフミラー6を透過
し、ダイクロイックミラー7で反射され、再びハーフミ
ラー6を透過して第3像23cを形成する。
The light beam 1c passes through the half mirror 6, is reflected by the dichroic mirror 7, and passes through the half mirror 6 again to form a third image 23c.

【0058】[0058]

【数3】 TZ(λ)=T6(λ)・R7(λ)・T6(λ)・Tc(λ)≒Z(λ) 従って、フィルタ9cの分光透過率Tc(λ)は、上記数
3を満足するように設定することによって、第3像23
cをCIEの標準観察者の分光感度Z(λ)による像とす
ることができる。
T z (λ) = T 6 (λ) · R 7 (λ) · T 6 (λ) · T c (λ) ≒ Z (λ) Therefore, the spectral transmittance T c (λ ) Is set so as to satisfy Expression 3 above, whereby the third image 23 is obtained.
c can be an image based on the spectral sensitivity Z (λ) of a standard observer of CIE.

【0059】ここで、CIEの標準観察者の分光感度X
(λ)は、λ=500nm近傍で0に近い値を取り、2つの極
大値を有するので、λ≧500nmの範囲のX1(λ)とλ<50
0nmの範囲のX2(λ)とを用いて、
Here, the spectral sensitivity X of the standard observer of CIE
(λ) takes a value close to 0 in the vicinity of λ = 500 nm and has two maximum values. Therefore, X 1 (λ) in the range of λ ≧ 500 nm and λ <50
Using X 2 (λ) in the range of 0 nm,

【0060】[0060]

【数4】X(λ)=X1(λ)+X2(λ) と表すことができるが、X2(λ)は、Z(λ)と略相似で
あるため適切な係数αと共にα・Z(λ)とすることがで
きる。そこで、上記数2では、X(λ)に代えて、X
1(λ)に近似した値になるようにしている。
## EQU4 ## X (λ) = X 1 (λ) + X 2 (λ), where X 2 (λ) is substantially similar to Z (λ). Z (λ). Therefore, in the above equation (2), instead of X (λ), X (λ)
It is set to a value close to 1 (λ).

【0061】第3像23a,23b,23cを形成する
光束が透過するハーフミラー6、ダイクロイックミラー
7、全反射ミラー8及びフィルタ9a,9b,9cの全
体の合成分光透過率TY(λ),Tx1(λ),TZ(λ)を図6
に示す。なお、図6では、各値の最大値が100%になる
ように正規化している。
The total combined spectral transmittance T Y (λ) of the half mirror 6, the dichroic mirror 7, the total reflection mirror 8, and the filters 9a, 9b, 9c through which the light beams forming the third images 23a, 23b, 23c pass. FIG. 6 shows T x1 (λ) and T Z (λ).
Shown in In FIG. 6, the values are normalized so that the maximum value of each value is 100%.

【0062】このように、被測定物からの光束1を、ハ
ーフミラー6、ダイクロイックミラー7及び全反射ミラ
ー8を用いて光束1a,1b,1cに分離し、この分離
した光束1a,1b,1cをフィルタ9a,9b,9c
に透過させてCCDエリアセンサ12で同時に撮像する
ようにしたので、被測定物が高速で移動している場合で
も、当該被測定物の同一部位からの光束を用いて測定す
ることができるので、色彩値を正確に測定することがで
きる。
As described above, the light beam 1 from the object to be measured is separated into the light beams 1a, 1b, and 1c by using the half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8, and the separated light beams 1a, 1b, and 1c are separated. To the filters 9a, 9b, 9c
And the image is simultaneously captured by the CCD area sensor 12, so that even when the object to be measured is moving at a high speed, the measurement can be performed using the luminous flux from the same part of the object to be measured. Color values can be measured accurately.

【0063】また、フィルタ9a,9b,9cの分光透
過率Ta(λ),Tb(λ),Tc(λ)を上記数1〜数3を満
足するように設定したので、CIEの標準観察者の分光
感度X1(λ),Y(λ),Z(λ)に近似した分光感度によ
る受光強度データを得ることができ、これによって正確
に色彩値を求めることができる。
Since the spectral transmittances T a (λ), T b (λ), and T c (λ) of the filters 9a, 9b, and 9c are set so as to satisfy the above equations (1) to (3), the CIE It is possible to obtain received light intensity data based on spectral sensitivities approximating the spectral sensitivities X 1 (λ), Y (λ), and Z (λ) of the standard observer, and thereby accurately obtain color values.

【0064】また、CCDエリアセンサ12を単板式で
構成しているので、簡素な構成でCCDエリアセンサ1
2を冷却することができ、これによって容易にCCDエ
リアセンサ12のS/N比を向上させることができる。
Further, since the CCD area sensor 12 is constituted by a single plate, the CCD area sensor 1 has a simple structure.
2 can be cooled, so that the S / N ratio of the CCD area sensor 12 can be easily improved.

【0065】また、平面ミラー群M1を構成するミラー
として、ダイクロイックミラー7を用いているので、光
量損失を低減することができる。図2において、例えば
ハーフミラー6の反射率を35%、透過率を65%、ダイク
ロイックミラー7の透過域での透過率及び反射域での反
射率を90%、全反射ミラー8の反射率を95%とすると、 光束1a:35% 光束1b:0.65×0.9×0.95×0.9×0.65×100=32.5% 光束1c:0.65×0.9×0.65×100=38% となり、それぞれ光束1に対する光量の低下を抑制する
ことができる。
Further, since the dichroic mirror 7 is used as a mirror constituting the plane mirror group M1, the loss of light quantity can be reduced. In FIG. 2, for example, the reflectance of the half mirror 6 is 35%, the transmittance is 65%, the transmittance of the dichroic mirror 7 in the transmission region and the reflectance in the reflection region is 90%, and the reflectance of the total reflection mirror 8 is 90%. Assuming 95%, luminous flux 1a: 35% luminous flux 1b: 0.65 × 0.9 × 0.95 × 0.9 × 0.65 × 100 = 32.5% luminous flux 1c: 0.65 × 0.9 × 0.65 × 100 = 38%. Can be suppressed.

【0066】ここで、透過回数が多く、光量損失が高く
なる光束1bに長波長域のX1(λ)をあてたのは、CC
Dの感度、全反射鏡の反射率やほとんどの光源のエネル
ギーが長波長域で高いためである。
Here, the reason why X 1 (λ) in the long wavelength region is applied to the light beam 1b whose transmission number is large and the light amount loss is high is CC
This is because the sensitivity of D, the reflectance of the total reflection mirror, and the energy of most light sources are high in the long wavelength region.

【0067】また、被測定物からの光束1として、照明
手段Lからの照明光が被測定物で反射した光を用いる
と、不透明な被測定物の物体色を測定することができ、
照明手段Lからの照明光が被測定物を透過した光を用い
ると、半透明な被測定物の色を測定することができる。
When the illumination light from the illuminating means L is reflected on the object as the light beam 1 from the object, the opaque object color of the object can be measured.
When the illumination light from the illuminating means L uses light transmitted through the object, the color of the translucent object can be measured.

【0068】なお、本発明は、上記実施形態に限られ
ず、以下の変形形態(1)〜(7)を採用することがで
きる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can adopt the following modifications (1) to (7).

【0069】(1)平面ミラー群M1の分光特性のみを
考慮した数1〜数3に代えて、平面ミラー群M1の分光
特性に加えて照明手段Lの照明光の分光強度及びCCD
エリアセンサ12の分光感度を考慮して、フィルタ9
a,9b,9cの分光透過率を設定する。更に、撮像レ
ンズ2、フィールドレンズ4、第1のリレーレンズ5、
反射ミラー10及び第2リレーレンズ11を含む光学系
全体の分光特性を考慮して、各フィルタの分光透過率を
設定する。これらの形態によれば、被測定物の色彩値を
より正確に求めることができる。
(1) Instead of Equations 1 to 3 in which only the spectral characteristics of the plane mirror group M1 are considered, in addition to the spectral characteristics of the plane mirror group M1, the spectral intensity of the illumination light of the illumination means L and the CCD
Considering the spectral sensitivity of the area sensor 12, the filter 9
a, 9b and 9c are set. Further, an imaging lens 2, a field lens 4, a first relay lens 5,
The spectral transmittance of each filter is set in consideration of the spectral characteristics of the entire optical system including the reflection mirror 10 and the second relay lens 11. According to these embodiments, the color value of the measured object can be obtained more accurately.

【0070】(2)図1に一点鎖線で示すように、ハー
フミラー6、ダイクロイックミラー7及び全反射ミラー
8をそれぞれ軸6X−6Y,7X−7Y,8X−8Yの
回りに手動で回転可能にする回転調節部32を備え、各
ミラー6,7,8の回転角度を調整可能にする。
(2) The half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8 can be manually rotated about the axes 6X-6Y, 7X-7Y, and 8X-8Y, respectively, as shown by the dashed line in FIG. And a rotation adjusting unit 32 for adjusting the rotation angle of each of the mirrors 6, 7, and 8.

【0071】この形態によれば、被測定物の同一部位の
像を、CCDエリアセンサ12上の撮像域12a,12
b,12cの対応するセンサピクセルに画素ずれするこ
となく精度良く結像させることができ、これによって、
より確実に、正確な色彩値を求めることができる。
According to this embodiment, the images of the same part of the object to be measured are imaged on the imaging areas 12a and 12a on the CCD area sensor 12.
It is possible to accurately form an image on the corresponding sensor pixels b and 12c without a pixel shift.
An accurate color value can be obtained more reliably.

【0072】(3)ハーフミラー6、ダイクロイックミ
ラー7及び全反射ミラー8からなる平面ミラー群M1に
代えて、図7に示すように、光軸φに対して垂直に配置
されたセグメント鏡14を備える。セグメント鏡14
は、光軸φに対して垂直な帯状の領域14bと、この領
域14bに対して微小角度だけ上向きの帯状の領域14
aと、領域14bに対して微小角度だけ下向きの帯状の
領域14cとが順に多数形成されてなるストライプ状の
反射面を有するものである。
(3) Instead of the plane mirror group M1 including the half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8, a segment mirror 14 arranged perpendicular to the optical axis φ as shown in FIG. Prepare. Segment mirror 14
Is a band-like region 14b perpendicular to the optical axis φ and a band-like region 14
a and a strip-shaped reflective surface in which a large number of strip-shaped areas 14c downwardly by a small angle with respect to the area 14b are sequentially formed.

【0073】この形態によれば、図7に示すように、被
測定物からの光束1を上記実施形態と同様に光束1a,
1b,1cに分離することができ、これによって、上記
実施形態より簡素な構成でありながら、同様の作用、効
果を得ることができる。
According to this embodiment, as shown in FIG. 7, a light beam 1 from an object to be measured is converted into a light beam 1a,
1b and 1c, whereby the same operation and effect can be obtained with a simpler configuration than the above embodiment.

【0074】(4)第1のリレーレンズ5、ハーフミラ
ー6、ダイクロイックミラー7及び全反射ミラー8に代
えて、図8に示すように、凹面ハーフミラー61、凹面
ダイクロイックミラー71及び凹面全反射ミラー81か
らなる凹面ミラー群M2を備える。このミラー61,7
1,81は、ミラー6,7,8と同様の図5に示す分光
特性を有しており、それぞれ曲率中心が光軸φとアパー
チャ板3との交点に一致するように配置されている。
(4) Instead of the first relay lens 5, the half mirror 6, the dichroic mirror 7, and the total reflection mirror 8, as shown in FIG. 8, a concave half mirror 61, a concave dichroic mirror 71, and a concave total reflection mirror are provided. A concave mirror group M2 consisting of 81 is provided. This mirror 61,7
5 have the same spectral characteristics as the mirrors 6, 7, 8 shown in FIG. 5, and are arranged such that the center of curvature coincides with the intersection of the optical axis φ and the aperture plate 3.

【0075】凹面ダイクロイックミラー71は、図9に
示すように、反射面が光軸φに対して垂直に配置されて
おり、光軸φに沿って入射し、凹面ハーフミラー61を
透過した光束1の内で、凹面ダイクロイックミラー71
で反射された成分は、光束1aとなる。
As shown in FIG. 9, the concave dichroic mirror 71 has a reflecting surface arranged perpendicular to the optical axis φ, and the light flux 1 incident along the optical axis φ and transmitted through the concave half mirror 61. Of the concave dichroic mirror 71
The component reflected at becomes a light beam 1a.

【0076】凹面ハーフミラー61は、図9の紙面に垂
直な軸の回りに反時計方向に光軸φの垂直面に対して微
小角度ψbだけ回転した向きに配置されており、光軸φ
に沿って入射した光束1の内で、凹面ハーフミラー61
で反射された成分は、光束1bとなる。
[0076] concave half mirror 61 is arranged in a direction rotated by a small angle [psi b with respect to the vertical plane of the optical axis φ counterclockwise about an axis perpendicular to the plane of FIG. 9, the optical axis φ
Of the light beam 1 incident along the concave half mirror 61
The component reflected at becomes a light flux 1b.

【0077】凹面全反射ミラー81は、図9の紙面に垂
直な軸の回りに時計方向に光軸φの垂直面に対して微小
角度ψcだけ回転した向きに配置されており、光軸φに
沿って入射し、凹面ハーフミラー61及び凹面ダイクロ
イックミラー71を透過した光束1は、凹面全反射ミラ
ー81で光軸φに沿って反射されて光束1aとなる。
The concave total reflection mirror 81 is arranged in a direction rotated clockwise around the axis perpendicular to the paper surface of FIG. 9 by a small angle 面c with respect to the vertical plane of the optical axis φ. Are transmitted along the concave half mirror 61 and the concave dichroic mirror 71, and are reflected along the optical axis φ by the concave total reflection mirror 81 to become the light flux 1a.

【0078】すなわち、図9に示すように、凹面ミラー
群M2に入射した光束1は、凹面ハーフミラー61によ
って反射された光束1bと、凹面ダイクロイックミラー
71によって反射された光束1aと、凹面全反射ミラー
81によって反射された光束1aとに分離されることと
なる。
That is, as shown in FIG. 9, the light beam 1 incident on the concave mirror group M2 has the light beam 1b reflected by the concave half mirror 61, the light beam 1a reflected by the concave dichroic mirror 71, and the concave total reflection. The light beam 1a reflected by the mirror 81 will be separated.

【0079】この形態によれば、被測定物からの光束1
を上記実施形態と同様に光束1a,1b,1cに分離す
ることができ、これによって上記実施形態と同様の作
用、効果を得ることができる。
According to this embodiment, the light flux 1 from the object to be measured
Can be separated into luminous fluxes 1a, 1b, and 1c in the same manner as in the above-described embodiment, whereby the same operation and effect as those in the above-described embodiment can be obtained.

【0080】(5)ダイクロイックミラー7に代えて、
ハーフミラーを用いる。図2において、例えばハーフミ
ラー6の反射率を20%、透過率を80%、ダイクロイック
ミラー7に代わるハーフミラーの反射率を40%、透過率
を60%、全反射ミラー8の反射率を95%とすると、 光束1a:20% 光束1b:0.80×0.60×0.95×0.60×0.80×100=21.9
% 光束1c:0.80×0.40×0.80×100=25.6% となる。従って、この形態によれば、ダイクロイックミ
ラー7を用いる場合に比べて、それぞれ光束1に対して
多少光量が低下することとなる。
(5) Instead of the dichroic mirror 7,
A half mirror is used. In FIG. 2, for example, the reflectance of the half mirror 6 is 20%, the transmittance is 80%, the reflectance of the half mirror replacing the dichroic mirror 7 is 40%, the transmittance is 60%, and the reflectance of the total reflection mirror 8 is 95. %, Luminous flux 1a: 20% luminous flux 1b: 0.80 × 0.60 × 0.95 × 0.60 × 0.80 × 100 = 21.9
% Luminous flux 1c: 0.80 × 0.40 × 0.80 × 100 = 25.6% Therefore, according to this embodiment, the amount of light with respect to each light beam 1 is slightly reduced as compared with the case where the dichroic mirror 7 is used.

【0081】(6)ハーフミラー6、ダイクロイックミ
ラー7及び全反射ミラー8からなる平面ミラー群M1を
備えた反射光学系に代えて、図10に示すように、光軸
φに対して垂直に配置されたプリズム板15を備えた透
過光学系で構成する。
(6) Instead of a reflection optical system having a plane mirror group M1 including a half mirror 6, a dichroic mirror 7, and a total reflection mirror 8, as shown in FIG. And a transmission optical system provided with the prism plate 15 described above.

【0082】プリズム板15は、図11に示すように、
平板状の入射面とストライプ状の出射面とを有するセグ
メント鏡14(図7)とほぼ同様の形状で、出射面は、光
軸φに対して垂直な帯状の領域15bと、この領域15
bに対して微小角度だけ上向きの帯状の領域15aと、
領域15bに対して微小角度だけ下向きの帯状の領域1
5cとが順に多数形成されてなるものである。
The prism plate 15 is, as shown in FIG.
The shape is substantially the same as that of the segment mirror 14 (FIG. 7) having a flat entrance surface and a stripe exit surface, and the exit surface has a band-like region 15b perpendicular to the optical axis φ, and this region 15b.
a band-like region 15a upward by a small angle with respect to b;
Band-like region 1 facing down by a small angle with respect to region 15b
5c are formed in order.

【0083】また、プリズム板15を用いた透過光学系
で構成されているので、図10に示すように、反射ミラ
ー10が不要となり、プリズム板15の後方の光軸φ上
に、フィルタ9a,9b,9c、フィールドレンズ4、
第2のリレーレンズ11、CCDエリアセンサ12及び
冷却装置13が順に配置されている。
Further, since the transmission mirror is constituted by the transmission optical system using the prism plate 15, as shown in FIG. 10, the reflection mirror 10 becomes unnecessary, and the filter 9a and the filter 9a are disposed on the optical axis φ behind the prism plate 15. 9b, 9c, field lens 4,
A second relay lens 11, a CCD area sensor 12, and a cooling device 13 are sequentially arranged.

【0084】この形態によれば、被測定物からの光束1
を上記実施形態と同様に光束1a,1b,1cに分離す
ることができ、これによって、上記変形形態(3)と同
様に、上記実施形態より簡素な構成でありながら、同様
の作用、効果を得ることができる。
According to this embodiment, the light flux 1 from the object to be measured is
Can be separated into luminous fluxes 1a, 1b, and 1c in the same manner as in the above-described embodiment. As a result, similar to the above-described modification (3), the same operation and effect can be obtained while having a simpler configuration than the above-described embodiment. Obtainable.

【0085】(7)ハーフミラー6及びダイクロイック
ミラー7に代えて、3枚のハーフミラーを備えるととも
に、4個のフィルタを備え、被測定物からの光束1を4
個の光束に分離し、各フィルタを透過させて、4個の第
3像を形成する。
(7) Instead of the half mirror 6 and the dichroic mirror 7, three half mirrors are provided, four filters are provided, and the light beam 1
The light beams are separated into a plurality of light beams and transmitted through each filter to form four third images.

【0086】そして、フィルタの分光透過率を、第3像
によるCCDエリアセンサ12の出力データがそれぞれ
CIEの標準観察者の分光感度X1(λ),X2(λ),Y
(λ),Z(λ)に近似する値になるように設定する。
The output of the CCD area sensor 12 based on the third image is the spectral transmittance of the filter, and the spectral sensitivity X 1 (λ), X 2 (λ), Y
(λ) and Z (λ) are set to approximate values.

【0087】この形態によれば、X(λ)=X1(λ)+X2
(λ)=X1(λ)+α・Z(λ)とすることにより、CIEの
標準観察者の分光感度X(λ),Y(λ),Z(λ)に近似し
た分光感度による受光強度データを得ることができ、こ
れによって正確に色彩値を求めることができる。
According to this embodiment, X (λ) = X 1 (λ) + X 2
By setting (λ) = X 1 (λ) + α · Z (λ), the received light intensity based on the spectral sensitivity close to the spectral sensitivity X (λ), Y (λ), Z (λ) of the standard observer of CIE. Data can be obtained so that color values can be accurately determined.

【0088】また、X1(λ)に近似させるフィルタと、
2(λ)に近似させるフィルタとを個別に設けているの
で、各フィルタの設計、製造を容易に行うことができ
る。
A filter approximating to X 1 (λ),
Since a filter that approximates X 2 (λ) is separately provided, design and manufacture of each filter can be easily performed.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被測定物の測定面から出射される光束を所定数に分離
し、この分離した各光束を、それぞれ異なる分光透過率
を有する所定数のフィルタを透過させた後、単一の撮像
手段の撮像面の異なる位置にそれぞれ結像して、この撮
像手段によって撮像させるようにしたので、単一の撮像
手段を容易に冷却することができる。また、被測定物の
同一部位からの光束を同時に撮像することができ、これ
によって、被測定物の移動に関わりなく正確に撮像する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
A light beam emitted from the measurement surface of the device under test is separated into a predetermined number of light beams, and the separated light beams are transmitted through a predetermined number of filters having different spectral transmittances. Are formed at different positions, and an image is picked up by this image pickup means, so that a single image pickup means can be easily cooled. Further, it is possible to simultaneously image light beams from the same part of the object to be measured, and thereby to accurately image regardless of the movement of the object to be measured.

【0090】また、被測定物の測定面から出射される光
束を集束して第1像として結像し、この第1像からの光
束を所定数に分離し、分離した光束を各フィルタ上に第
2像として結像させることにより、分離した各光束が互
いに他の光束と混合することなく確実に対応するフィル
タを透過させることができ、各フィルタを透過した光束
をそれぞれ撮像手段の撮像面に結像することにより、各
光束の撮像結果を精度よく得ることができる。
Further, the light beam emitted from the measurement surface of the object to be measured is focused and formed as a first image, the light beam from the first image is separated into a predetermined number, and the separated light beam is applied to each filter. By forming an image as the second image, each separated light beam can surely pass through the corresponding filter without mixing with other light beams, and the light beams transmitted through each filter can be respectively transmitted to the imaging surface of the imaging unit. By forming an image, an imaging result of each light beam can be obtained with high accuracy.

【0091】また、第1像の結像位置近傍に焦点が配置
された凸レンズ光学系によって被測定物からの光束を平
行光束にして所定数の平面鏡に入射させ、各平面鏡の分
光透過率に応じた分光強度の光束を微小角度ずつ異なる
方向に反射させることにより、被測定物の同一部位から
の光束を、それぞれ異なる分光特性を有する所定数の光
束に分離することができる。
Further, a light beam from the object to be measured is made into a parallel light beam and made incident on a predetermined number of plane mirrors by a convex lens optical system having a focal point located in the vicinity of the image forming position of the first image according to the spectral transmittance of each plane mirror. By reflecting the light beams having the different spectral intensities in different directions by minute angles, the light beams from the same portion of the object to be measured can be separated into a predetermined number of light beams having different spectral characteristics.

【0092】また、被測定物からの光束をハーフミラー
に入射させ、このハーフミラーを透過した光をハーフミ
ラーと微小角度だけ異なる向きの全反射ミラーで反射さ
せることにより、被測定物の同一部位からの光束を、そ
れぞれ異なる分光特性を有するハーフミラーの反射光と
全反射ミラーの反射光とに分離することができる。
Further, the light beam from the object to be measured is made incident on the half mirror, and the light transmitted through the half mirror is reflected by the total reflection mirror, which is different from the half mirror by a small angle, so that the same portion of the object is measured. Can be separated into reflected light from a half mirror and reflected light from a total reflection mirror having different spectral characteristics.

【0093】また、被測定物からの光束をハーフミラー
に入射させ、このハーフミラーを透過した光をハーフミ
ラーと微小角度だけ異なる向きのダイクロイックミラー
に入射させ、このダイクロイックミラーを透過した光を
ダイクロイックミラーと微小角度だけ異なる向きの全反
射ミラーに入射させることにより、被測定物の同一部位
からの光束を、それぞれ異なる分光特性を有するハーフ
ミラーの反射光とダイクロイックミラーの反射光と全反
射ミラーの反射光とに分離することができ、ダイクロイ
ックミラーを用いることによって反射光の光量低下を低
減することができる。
A light beam from an object to be measured is made incident on a half mirror, light transmitted through the half mirror is made incident on a dichroic mirror having a direction slightly different from that of the half mirror, and light transmitted through the dichroic mirror is dichroic. The light from the same part of the device under test is reflected by a half mirror, dichroic mirror, Light can be separated into reflected light, and the use of a dichroic mirror can reduce a decrease in the amount of reflected light.

【0094】また、被測定物からの光束を互いに微小角
度ずつ異なる向きに配置された所定数の凹面鏡に入射さ
せ、各凹面鏡の分光透過率に応じた分光強度で反射させ
ることにより、被測定物の同一部位からの光束を、それ
ぞれ異なる分光特性を有する所定数の光束に分離するこ
とができる。
Also, the light beam from the object to be measured is made incident on a predetermined number of concave mirrors arranged at different angles by a small angle from each other, and is reflected at a spectral intensity corresponding to the spectral transmittance of each concave mirror, whereby the object to be measured is reflected. Can be separated into a predetermined number of light beams having different spectral characteristics.

【0095】また、平行光束にされた被測定物からの光
束をセグメント鏡に入射させ、セグメント鏡の各微小領
域の向きに応じて微小角度ずつ異なる方向に反射させる
ことにより、被測定物の同一部位からの光束を、所定数
の光束に分離することができる。
Further, the light beam from the object to be measured, which has been converted into a parallel light beam, is incident on the segment mirror, and is reflected in different directions by a small angle according to the direction of each minute region of the segment mirror. The light beam from the site can be separated into a predetermined number of light beams.

【0096】また、第1の結像位置近傍に物点を持つ凸
レンズ光学系によって、再び集束光となった直後に光束
をプリズム板に入射させ、プリズム板の出射面の各微小
領域の向きに応じて微小角度ずつ異なる方向に出射させ
ることにより、被測定物の同一部位からの光束を、所定
数の光束に分離することができる。
Also, the convex lens optical system having an object point in the vicinity of the first imaging position causes the light beam to be incident on the prism plate immediately after the light is again focused, and is directed in the direction of each minute area on the exit surface of the prism plate. By irradiating the light beams in directions different from each other by a small angle, a light beam from the same part of the object to be measured can be separated into a predetermined number of light beams.

【0097】また、3個のフィルタの分光透過率を、撮
像手段の撮像面上の3個の第3像に対応する出力値の分
光特性がそれぞれCIEの標準観察者の分光感度X,
Y,Zに近似した値になるように設定することにより、
被測定物の色彩値を正確に求めることができる。
Further, the spectral transmittances of the three filters are represented by the spectral sensitivities X and C of the standard observer of the CIE, respectively.
By setting the values to approximate Y and Z,
The color value of the measured object can be accurately obtained.

【0098】また、3個のフィルタの分光透過率を、そ
れぞれ既知の、被測定物を照明する照明光の分光強度、
分離光学系の分光透過率及び撮像手段の分光感度を考慮
して予め設定することにより、各フィルタの分光透過率
を精度良く設定することができ、これによって被測定物
の色彩値を正確に求めることができる。
Further, the spectral transmittances of the three filters are calculated as known spectral intensities of illumination light for illuminating an object to be measured.
By setting in advance in consideration of the spectral transmittance of the separation optical system and the spectral sensitivity of the imaging unit, the spectral transmittance of each filter can be set with high accuracy, and thereby the color value of the measured object can be accurately obtained. be able to.

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

【図1】本発明に係る色彩測定装置の一実施形態の光学
系を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of an embodiment of a color measurement device according to the present invention.

【図2】平面ミラー群の配置を示す図1のA矢視図であ
る。
FIG. 2 is a view on arrow A of FIG. 1 showing an arrangement of a group of plane mirrors;

【図3】平面ミラー群を構成するハーフミラー、ダイク
ロイックミラー及び全反射ミラーの分光透過率及び分光
反射率を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a spectral transmittance and a spectral reflectance of a half mirror, a dichroic mirror, and a total reflection mirror constituting a plane mirror group.

【図4】第1像及び第2像を示すアパーチャ板の正面図
である。
FIG. 4 is a front view of an aperture plate showing a first image and a second image.

【図5】第3像を示すCCDの平面図である。FIG. 5 is a plan view of a CCD showing a third image.

【図6】第3像を形成する光束が透過するハーフミラ
ー、ダイクロイックミラー、全反射ミラー及び各フィル
タの全体の合成分光透過率を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the overall combined spectral transmittance of a half mirror, a dichroic mirror, a total reflection mirror, and each filter through which a light beam forming a third image passes.

【図7】変形形態(3)のセグメント鏡の形状を示す側面
図である。
FIG. 7 is a side view showing a shape of a segment mirror according to a modification (3).

【図8】変形形態(4)の光学系を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing an optical system according to a modification (4).

【図9】凹面ミラー群の配置を示す図8のA矢視図であ
る。
FIG. 9 is a view on arrow A of FIG. 8 showing the arrangement of the concave mirror group;

【図10】変形形態(6)の光学系を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an optical system according to a modification (6).

【図11】変形形態(6)のプリズム板の形状を示す側面
図である。
FIG. 11 is a side view showing the shape of a prism plate according to a modification (6).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被測定物からの光束 2 撮像レンズ(分離光学系、第1の光学系) 3 アパーチャ板 3a,3b 開口 4 フィールドレンズ 5 第1のリレーレンズ(分離光学系、第2の光学系、
凸レンズ光学系) 6 ハーフミラー(分離光学系、第2の光学系、平面
鏡) 7 ダイクロイックミラー(分離光学系、第2の光学
系、平面鏡) 8 全反射ミラー(分離光学系、第2の光学系、平面
鏡) 9a,9b,9c フィルタ 10 反射ミラー(撮像光学系) 11 第2のリレーレンズ(撮像光学系) 12 CCDエリアセンサ(撮像手段) 13 冷却装置 14 セグメント鏡(分離光学系、第2の光学系) 15 プリズム板(分離光学系、第2の光学系) 21a,21b,21c 第1像 22a,22b,22c 第2像 23a,23b,23c 第3像 31 CPU 32 回転駆動部 61 凹面ハーフミラー(分離光学系、第2の光学系、
凹面鏡) 71 凹面ダイクロイックミラー(分離光学系、第2の
光学系、凹面鏡) 81 凹面全反射ミラー(分離光学系、第2の光学系、
凹面鏡) L 照明手段 M1 平面ミラー群 M2 凹面ミラー群
REFERENCE SIGNS LIST 1 light beam from object 2 imaging lens (separation optical system, first optical system) 3 aperture plate 3 a, 3 b aperture 4 field lens 5 first relay lens (separation optical system, second optical system,
Convex lens optical system 6 Half mirror (separation optical system, second optical system, plane mirror) 7 Dichroic mirror (separation optical system, second optical system, plane mirror) 8 Total reflection mirror (separation optical system, second optical system) 9a, 9b, 9c Filter 10 Reflecting mirror (imaging optical system) 11 Second relay lens (imaging optical system) 12 CCD area sensor (imaging means) 13 Cooling device 14 Segment mirror (separating optical system, second) Optical system) 15 Prism plate (separating optical system, second optical system) 21a, 21b, 21c First image 22a, 22b, 22c Second image 23a, 23b, 23c Third image 31 CPU 32 Rotation driving unit 61 Concave half Mirror (separation optical system, second optical system,
Concave mirror) 71 concave dichroic mirror (separation optical system, second optical system, concave mirror) 81 concave total reflection mirror (separation optical system, second optical system,
Concave mirror) L Illumination means M1 Plane mirror group M2 Concave mirror group

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物の測定面から出射される光束を
所定数に分離する分離光学系と、撮像面に入射した光束
を2次元的に撮像する単一の撮像手段と、上記所定数に
分離された各光束をそれぞれ上記撮像手段の撮像面の異
なる位置に結像させる撮像光学系と、上記分離光学系と
上記撮像手段の間であって、上記分離された各光束の光
路上にそれぞれ配置され、それぞれ異なる分光透過率を
有する上記所定数のフィルタとを備えたことを特徴とす
る色彩測定装置。
1. A separation optical system for separating a light beam emitted from a measurement surface of an object to be measured into a predetermined number, a single imaging means for two-dimensionally imaging a light beam incident on an imaging surface, and the predetermined number of light beams An imaging optical system that forms each of the separated luminous fluxes at different positions on the imaging surface of the imaging unit, between the separation optics and the imaging unit, and on the optical path of each of the separated luminous fluxes. A color measuring device, comprising: the predetermined number of filters arranged respectively and having different spectral transmittances.
【請求項2】 請求項1記載の色彩測定装置において、
上記各フィルタは、それぞれ上記分離光学系と上記撮像
光学系の間に配置され、上記分離光学系は、被測定物の
測定面から出射される光束を集束して第1像として結像
させる第1の光学系と、上記第1像からの光束を所定数
に分離するとともに、分離した各光束をそれぞれ上記各
フィルタ上に第2像として結像させる第2の光学系とを
備えたもので、上記撮像光学系は、上記各フィルタを透
過した光束をそれぞれ上記撮像手段の撮像面に結像させ
るものであることを特徴とする色彩測定装置。
2. A color measuring apparatus according to claim 1, wherein
The filters are respectively disposed between the separation optical system and the imaging optical system, and the separation optical system focuses a light beam emitted from the measurement surface of the device under test and forms a first image. A first optical system and a second optical system that separates a light beam from the first image into a predetermined number and forms each of the separated light beams as a second image on each of the filters. A color measuring apparatus, wherein the imaging optical system forms a light beam transmitted through each of the filters on an imaging surface of the imaging means.
【請求項3】 請求項2記載の色彩測定装置において、
上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に焦点
が配置された凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学系よ
り被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の光軸
に対してほぼ垂直に配置されるとともに、互いに微小角
度ずつ異なる方向に配置され、それぞれ異なる分光透過
率を有する上記所定数の平面鏡とを備えたものであるこ
とを特徴とする色彩測定装置。
3. The color measuring device according to claim 2, wherein
The second optical system has a convex lens optical system having a focal point near the image forming position of the first image, and a convex lens optical system at a position farther from the object than the convex lens optical system with respect to an optical axis of the convex lens optical system. A plurality of plane mirrors, which are arranged substantially perpendicularly to each other, are arranged in directions different from each other by a small angle, and have the predetermined number of plane mirrors having different spectral transmittances.
【請求項4】 請求項3記載の色彩測定装置において、
上記所定数の平面鏡は、上記凸レンズ光学系から最も離
れて配置された単一の全反射ミラーと、この全反射ミラ
ーより上記凸レンズ光学系に近接して配置されたハーフ
ミラーとを含むことを特徴とする色彩測定装置。
4. The color measuring device according to claim 3, wherein
The predetermined number of plane mirrors includes a single total reflection mirror disposed farthest from the convex lens optical system, and a half mirror disposed closer to the convex lens optical system than the total reflection mirror. Color measuring device.
【請求項5】 請求項4記載の色彩測定装置において、
上記所定数の平面鏡は、更に、上記全反射ミラーと上記
ハーフミラーの間に配置されたダイクロイックミラーを
含むことを特徴とする色彩測定装置。
5. The color measuring device according to claim 4, wherein
The color measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined number of plane mirrors further includes a dichroic mirror disposed between the total reflection mirror and the half mirror.
【請求項6】 請求項2記載の色彩測定装置において、
上記第2の光学系は、それぞれ異なる分光透過率を有す
る上記所定数の凹面鏡を備え、これらの凹面鏡は、それ
ぞれ曲率中心が上記第1像の結像位置に近接した位置に
配置されるとともに、互いに微小角度ずつ異なる方向に
配置されていることを特徴とする色彩測定装置。
6. The color measuring device according to claim 2, wherein
The second optical system includes the predetermined number of concave mirrors having different spectral transmittances, and the concave mirrors are each disposed at a position where the center of curvature is close to the imaging position of the first image, A color measuring device, wherein the color measuring devices are arranged in directions different from each other by minute angles.
【請求項7】 請求項6記載の色彩測定装置において、
上記所定数の凹面鏡は、上記第1の光学系から最も離れ
て配置された単一の全反射ミラーと、この全反射ミラー
より上記第1の光学系に近接して配置されたハーフミラ
ーとを含むことを特徴とする色彩測定装置。
7. The color measuring device according to claim 6, wherein
The predetermined number of concave mirrors includes a single total reflection mirror disposed farthest from the first optical system and a half mirror disposed closer to the first optical system than the total reflection mirror. A color measuring device comprising:
【請求項8】 請求項7記載の色彩測定装置において、
上記所定数の凹面鏡は、更に、上記全反射ミラーと上記
ハーフミラーの間に配置されたダイクロイックミラーを
含むことを特徴とする色彩測定装置。
8. The color measuring device according to claim 7, wherein
The color measuring apparatus according to claim 1, wherein the predetermined number of concave mirrors further includes a dichroic mirror disposed between the total reflection mirror and the half mirror.
【請求項9】 請求項2記載の色彩測定装置において、
上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に焦点
が配置された凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学系よ
り被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の光軸
に対して垂直に配置されたセグメント鏡とを備え、この
セグメント鏡は、互いに微小角度ずつ異なる上記所定数
の方向の微小領域が多数形成されてなる反射面を有する
ことを特徴とする色彩測定装置。
9. The color measuring apparatus according to claim 2, wherein
The second optical system has a convex lens optical system having a focal point near the image forming position of the first image, and a convex lens optical system at a position farther from the object than the convex lens optical system with respect to an optical axis of the convex lens optical system. And a segment mirror arranged vertically, the segment mirror having a reflection surface formed with a large number of minute regions in the predetermined number of directions different from each other by minute angles.
【請求項10】 請求項2記載の色彩測定装置におい
て、上記第2の光学系は、上記第1像の結像位置近傍に
物点を持つ凸レンズ光学系と、この凸レンズ光学系より
被測定物から離れた位置に上記凸レンズ光学系の光軸に
対して垂直に配置されたプリズム板を備え、このプリズ
ム板は、互いに微小角度ずつ異なる上記所定数の方向の
微小領域が多数形成されてなる出射面を有することを特
徴とする色彩測定装置。
10. The color measuring apparatus according to claim 2, wherein the second optical system has a convex lens optical system having an object point near an image forming position of the first image, and an object to be measured by the convex lens optical system. A prism plate disposed perpendicular to the optical axis of the convex lens optical system at a position distant from the prism lens. A color measuring device having a surface.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の色
彩測定装置において、上記所定数は3で、上記3個のフ
ィルタの分光透過率は、上記撮像手段の撮像面上の上記
3個の第3像に対応する出力値の分光特性がそれぞれC
IEの標準観察者の分光感度X,Y,Zに近似した値に
なるように設定されていることを特徴とする色彩測定装
置。
11. The color measuring apparatus according to claim 1, wherein said predetermined number is three, and said three filters have a spectral transmittance of said three filters on an imaging surface of said imaging means. The spectral characteristics of the output values corresponding to the third image
A color measuring apparatus characterized in that the values are set so as to approximate the spectral sensitivities X, Y, and Z of the IE standard observer.
【請求項12】 請求項11記載の色彩測定装置におい
て、上記3個のフィルタの分光透過率は、それぞれ既知
の被測定物を照明する照明光の分光強度、上記分離光学
系の分光透過率及び上記撮像手段の分光感度を考慮して
予め設定されたものであることを特徴とする色彩測定装
置。
12. The color measuring apparatus according to claim 11, wherein the spectral transmittances of the three filters are respectively a spectral intensity of illumination light for illuminating a known object to be measured, a spectral transmittance of the separation optical system, and A color measuring device, which is set in advance in consideration of the spectral sensitivity of the imaging means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021073484A (en) * 2014-01-31 2021-05-13 ヴァイアヴィ・ソリューションズ・インコーポレイテッドViavi Solutions Inc. Optical filter and spectrometer
US11237049B2 (en) 2015-08-05 2022-02-01 Viavi Solutions Inc. Optical filter and spectrometer

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