JPH11230823A - Photometry device - Google Patents
Photometry deviceInfo
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- JPH11230823A JPH11230823A JP3621798A JP3621798A JPH11230823A JP H11230823 A JPH11230823 A JP H11230823A JP 3621798 A JP3621798 A JP 3621798A JP 3621798 A JP3621798 A JP 3621798A JP H11230823 A JPH11230823 A JP H11230823A
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体からの反射光
や透過光等の拡散光、自発光体の発光強度、及びスペク
トル成分の空間的な分布状態を測定する測光装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photometric device for measuring diffused light such as reflected light and transmitted light from an object, luminous intensity of a self-luminous body, and spatial distribution of spectral components.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光が照射された物体から放射され
る反射光や透過光等の拡散光、自発光体の発光強度分
布、及びスペクトル成分を測定する測光装置としては、
図13に示すような装置がある。この測光装置において
は、ゴニオメータを用いて受光系131をステップスキャ
ンさせると共に、測定対象物132の設置角度α、βをス
テージ133によりそれぞれ変化させ、光源134から測定対
象物132に照射する照明光入射角度に対する拡散光の強
度を測定することで、拡散光の空間的な強度分布を求め
ていた。この場合、空間内の複数の異なる方向から入射
された照明光に対し、空間内の複数の異なる位置でそれ
ぞれ光強度を測定することで拡散光強度分布を求めるこ
とになる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a photometric device for measuring diffused light such as reflected light or transmitted light emitted from an object irradiated with light, emission intensity distribution of a self-luminous body, and spectral components,
There is an apparatus as shown in FIG. In this photometric device, the light receiving system 131 is step-scanned using a goniometer, and the installation angles α and β of the measurement target 132 are respectively changed by the stage 133, and the illumination light incident on the measurement target 132 from the light source 134 is incident. By measuring the intensity of the diffused light with respect to the angle, the spatial intensity distribution of the diffused light has been obtained. In this case, the diffused light intensity distribution is obtained by measuring the light intensity of the illumination light incident from a plurality of different directions in the space at a plurality of different positions in the space.
【0003】一方、図14に示すように大口径の対物レ
ンズを備えた顕微鏡光学系による測光装置もある。この
測光装置においては、測定対象物131から放射される光
をフーリエレンズ142,143によりエリアセンサ144上に投
影して光強度分布を測定することで、光の空間的な強度
分布を求めるものである。この光学系においては、測定
対象物131の表面すれすれの角度で反射する光の測定限
界は、レンズの口径とレンズ−測定対象物間距離に制約
される。即ち、対物レンズの口径が大きいほど、また、
測定対象物が対物レンズに接近しているほど測定可能な
角度範囲が広がることになる。On the other hand, as shown in FIG. 14, there is also a photometric device using a microscope optical system having a large-diameter objective lens. In this photometric device, the spatial intensity distribution of light is obtained by projecting light emitted from the measurement object 131 onto the area sensor 144 by using the Fourier lenses 142 and 143 and measuring the light intensity distribution. In this optical system, the measurement limit of the light reflected at the angle at which the surface of the measuring object 131 is slightly confined is limited by the aperture of the lens and the distance between the lens and the measuring object. That is, the larger the diameter of the objective lens,
As the object to be measured approaches the objective lens, the measurable angle range becomes wider.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ゴニオメータを用いた測光装置にあっては、空間内を広
い範囲に亘って稠密に複数の測定角度から測定した光強
度データを得るためには、測定に多大な時間を要してい
た。例えば、物体の反射特性(拡散特性)を測定する場
合、ある入射角度から光線を測定対象物に照射し、該照
射光線による測定対象物からの拡散光強度を、測定対象
物面周りの球面上の緯度と経度の異なる位置から受光器
により測定する。即ち、緯度をM分割、経度をN分割し
たM×N箇所の格子点から測定を行うことになる。しか
も、照明の入射角度を変化させ複数の入射角度に対する
拡散光強度分布を測定する際は、単純に全ての組み合わ
せを行った場合、(M×N)2回の測定を行うことにな
る。たとえ、MやNが10程度のごく粗い分割数であって
も、合計すると一万回もの測光回数となり測定に多大な
時間を要することになる。However, in a conventional photometric device using a goniometer, in order to obtain light intensity data densely measured from a plurality of measurement angles over a wide area in a space, It took a lot of time to measure. For example, when measuring the reflection characteristics (diffusion characteristics) of an object, a light beam is irradiated on the measurement object from a certain incident angle, and the intensity of the diffused light from the measurement object due to the irradiation light is measured on the spherical surface around the measurement object surface. It measures from the position where the latitude and the longitude differ. That is, measurement is performed from M × N grid points obtained by dividing latitude into M and longitude into N. Moreover, when measuring the diffused light intensity distribution at a plurality of incident angles by changing the incident angle of illumination, if all combinations are simply performed, (M × N) two measurements will be performed. For example, even if M and N are very coarse division numbers of about 10, the total number of photometry is 10,000 times, and a long time is required for measurement.
【0005】また、図14に示す従来の測光装置におい
ては、測定対象物が立体物であった場合に、測定対象物
と対物レンズが立体的に干渉して測定できない場合があ
る。例えば、測定対象物がガラスやプラスチック等の透
明体で覆われていて、測定面に光学系の焦点を合わせら
れないような測定対象物が例として挙げられる。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
物体の反射光や透過光等の拡散光、自発光体の発光強
度、及びスペクトル成分の空間的な分布状態を、物体の
形状によらず高速に且つ精度よく測定することができる
測光装置を提供することを目的としている。In the conventional photometric device shown in FIG. 14, when the object to be measured is a three-dimensional object, there is a case where the object to be measured and the objective lens are three-dimensionally interfered with each other and cannot be measured. For example, there is an example of a measurement target in which the measurement target is covered with a transparent body such as glass or plastic and the optical system cannot focus on the measurement surface. The present invention has been made in view of such conventional problems,
Provided is a photometric device that can quickly and accurately measure diffused light such as reflected light or transmitted light of an object, luminous intensity of a self-luminous body, and spatial distribution of spectral components regardless of the shape of the object. It is intended to be.
【0006】[0006]
【発明を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明は、物体から放射される光の空間的な強度分布を
測定する測光装置において、回転楕円曲面を反射面とし
て形成した凹型の楕円反射鏡を備えた集光ドームと、該
集光ドームの第1の楕円焦点位置に測定対象物を設置す
る測定対象物架台と、前記集光ドームの第2の楕円焦点
位置に配設され、測定対象物から放射され集光ドームの
反射鏡面により反射した光を2次元の光検出素子で受光
する受光部と、該受光部からの出力を収集して得られる
濃淡画像から、空間的な光強度分布を求めるデータ収集
部と、から構成するようにした。これにより、第1の楕
円焦点位置の物体から放射された光は集光ドームの楕円
反射鏡面で反射して第2の楕円焦点位置に集光すること
になり、各放射角度に対する光の強度を2次元の光検出
素子により一括して検出することができる。In order to achieve the above object,
The present invention provides a photometric device that measures a spatial intensity distribution of light emitted from an object, a condensing dome including a concave elliptical reflecting mirror formed by using a spheroidal curved surface as a reflecting surface, A measuring object pedestal for setting the measuring object at the first elliptical focal position, and a measuring object pedestal arranged at the second elliptical focal position of the converging dome, radiated from the measuring object and reflected by the reflecting mirror surface of the converging dome A light receiving unit that receives light with a two-dimensional light detecting element and a data collecting unit that obtains a spatial light intensity distribution from a grayscale image obtained by collecting the output from the light receiving unit are configured. . As a result, light emitted from the object at the first elliptical focal position is reflected by the elliptical reflecting mirror surface of the converging dome and condensed at the second elliptical focal position, and the light intensity for each radiation angle is reduced. Detection can be performed collectively by a two-dimensional photodetector.
【0007】また、前記受光部の光路の途中にビームス
プリッタを配設し、光源からの光線を2次元の明暗パタ
ーンを有するマスクを通して導入し、前記第2の楕円焦
点位置から集光ドームの反射鏡面を経由して測定対象物
を照明するようにしてもよい。この場合、前記光源及び
マスクは、面発光体であると共に、該面発光体の発光パ
ターンを制御するパターン制御部を備えるようにしても
よい。これにより、明暗パターンを容易に作成すること
ができると共に、パターンを切り替える度にマスクを抜
き差し交換することなく、異なる明暗パターンを容易に
切り換えて照明することができるようになる。In addition, a beam splitter is provided in the optical path of the light receiving section, and a light beam from a light source is introduced through a mask having a two-dimensional light and dark pattern, and the light is reflected from the condensing dome from the second elliptical focal position. The measurement object may be illuminated via a mirror surface. In this case, the light source and the mask may be a surface light emitter and include a pattern control unit that controls a light emission pattern of the surface light emitter. This makes it possible to easily create a light-dark pattern and to easily switch between different light-dark patterns to illuminate without having to remove and replace the mask each time the pattern is switched.
【0008】また、前記光源は、前記集光ドームを設け
た開口部から測定対象物を照射するものとしてもよい。
これにより、多方向から照明光を入射させることができ
る。さらに、測定対象物架台の下方から測定対象物裏面
を照明するものとしてもよく、この照明を2次元の明暗
パターンを有した照明としてもよい。これにより、光透
過性を有する測定対象物に対して透過光の強度分布を測
定できるようになり、また、特定の照明パターンによる
面照明を行うことができる。The light source may irradiate an object to be measured from an opening provided with the converging dome.
Thereby, illumination light can be incident from multiple directions. Further, the rear surface of the object to be measured may be illuminated from below the pedestal of the object to be measured, and the illumination may be an illumination having a two-dimensional light and dark pattern. This makes it possible to measure the intensity distribution of the transmitted light with respect to the light-transmitting measurement object, and to perform surface illumination with a specific illumination pattern.
【0009】そして、前記光検出素子をカラー検出素子
として、測定対象物からの光を分光して測定してもよ
く、前記測光装置の光路の途中にカラーホィールを設け
たり、光源にモノクロメータを備えることで、分光特性
を測定するようにしてもよい。また、前記測光装置に前
記ビームスプリッタに導入する照明光の光強度分布を測
定する2次元光検出素子を設け、該検出素子により得ら
れる照明光の光強度分布を測定することで、得られる照
明光の光強度分布をリファレンスとして使用するダブル
ビーム光学系を構成してもよい。The light detecting element may be used as a color detecting element to spectrally measure light from the object to be measured. A color wheel may be provided in the optical path of the photometric device, or a monochromator may be provided as a light source. With the provision, the spectral characteristics may be measured. In addition, the photometric device is provided with a two-dimensional photodetector for measuring a light intensity distribution of illumination light to be introduced into the beam splitter, and an illumination obtained by measuring a light intensity distribution of illumination light obtained by the detection element. A double beam optical system using the light intensity distribution of light as a reference may be configured.
【0010】さらに、前記マスクの明暗パターンは、測
定しようとする照明環境の光源位置を写した明暗パター
ンに形成してもよく、フーリエ変換等の手法に基づく組
み合わせにより任意の照明パターンを形成することがで
きる直交関数の基底ベクトルによる複数のパターンとし
て形成してもよい。尚、前記楕円反射鏡は、回転楕円曲
面に換えて、回転放物面を反射面として形成した凹型の
楕円反射鏡であってもよい。Further, the light-dark pattern of the mask may be formed as a light-dark pattern in which a light source position of an illumination environment to be measured is photographed, and an arbitrary illumination pattern may be formed by a combination based on a method such as Fourier transform. May be formed as a plurality of patterns based on the basis vectors of the orthogonal function. The elliptical reflecting mirror may be a concave elliptical reflecting mirror having a paraboloid of revolution as a reflecting surface instead of a spheroidal curved surface.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下に本発明による実施の形態を
図1〜図12に基づいて説明する。図1は本発明による
第1の実施の形態に係る測光装置の構成図である。ま
ず、図1を用いて第1の実施の形態を説明する。図1に
示す測光装置100は、回転楕円曲面を反射面として形成
した凹型の楕円反射鏡面を備えた集光ドーム1と、該集
光ドーム1の一方の楕円焦点1a(第1の楕円焦点)に測
定対象物2を設置する測定対象物架台3と、集光ドーム1
の開口部1bから測定対象物2に平行光線を照射する光源
体及びその光学系とからなる光源4と、他方の楕円焦点1
c(第2の楕円焦点)の近傍に広角の受光光学系を有す
る広角光学系5と、素子面上に投影された光線の強度分
布を検出するCCD(Charge Coupled Device)又はMO
S(Metal Oxide Semiconductor)等のエリアセンサ6と、
エリアセンサ6からの出力データを収集解析するデータ
収集部7とから構成されている。ここで、集光ドーム1は
殻体として図示しているが、これに限らず、例えば直方
体ブロックの内側をくり抜いて凹型の回転楕円曲面を形
成した構成としてもよく、いずれの場合であっても、加
工性が良く組み付け後の変形が少ない構造及び材質であ
ることが好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a photometric device according to a first embodiment of the present invention. First, a first embodiment will be described with reference to FIG. The photometric device 100 shown in FIG. 1 has a converging dome 1 having a concave elliptical reflecting mirror surface formed by using a spheroidal curved surface as a reflecting surface, and one elliptical focal point 1a (first elliptical focal point) of the converging dome 1. The object base 3 on which the object 2 is to be installed, and the converging dome 1
A light source 4 for irradiating a parallel light beam to the measurement object 2 from the opening 1b of the light source 4 and a light source 4 including the optical system, and the other elliptical focal point 1
A wide-angle optical system 5 having a wide-angle light receiving optical system near c (second elliptical focal point), and a CCD (Charge Coupled Device) or MO for detecting the intensity distribution of the light beam projected on the element surface
An area sensor 6 such as S (Metal Oxide Semiconductor),
And a data collection unit 7 for collecting and analyzing output data from the area sensor 6. Here, the condensing dome 1 is illustrated as a shell, but is not limited to this, and may be configured, for example, to form a concave spheroidal surface by hollowing out the inside of a rectangular parallelepiped block, and in any case. It is preferable to use a structure and a material having good workability and little deformation after assembly.
【0012】次に、楕円反射鏡による光強度分布の測定
原理を説明する。楕円反射鏡の一方の焦点位置1aで発光
する光は、反射鏡の鏡面で反射した後、他方の焦点位置
1cに集光する性質がある。本測光装置100は、この性質
を利用して一方の焦点位置1aに測定対象物2を設置する
と共に、他方の焦点位置1cに測光系5,6を設置したもの
である。これにより、光源4から光線を測定対象物2に照
射した際の空間的な拡散光強度分布、即ち、測定対象物
表面から放射される反射光等の拡散光がどの方向にどれ
程の強度で放射されているかを表す空間的な拡散光強度
分布を測光系5,6により検出することができる。この集
光ドームの楕円反射鏡を例えば球面の反射鏡とすると、
1点である球面の中心が上記2つの焦点に相当するため
に発光点と測光点が一致することになり、現実的には測
光することができなくなる。その点、楕円反射鏡の場合
は発光点と測定点とが異なる2つの焦点位置に設定する
ことができるため、楕円反射鏡は、上記測定にたいへん
好都合な形状であるといえる。Next, the principle of measuring the light intensity distribution by the elliptical reflecting mirror will be described. The light emitted at one focal position 1a of the elliptical reflecting mirror is reflected by the mirror surface of the reflecting mirror and then reflected at the other focal position.
1c has the property of condensing light. The photometric device 100 uses this property to place the measurement target 2 at one focal position 1a and to install photometric systems 5 and 6 at the other focal position 1c. Thereby, the spatial diffused light intensity distribution when the light source 4 irradiates a light beam to the measurement target 2, that is, in what direction and at what intensity the diffused light such as reflected light emitted from the measurement target surface The spatially diffused light intensity distribution indicating whether the light is radiated can be detected by the photometric systems 5 and 6. If the elliptical reflecting mirror of this condensing dome is, for example, a spherical reflecting mirror,
Since the center of the spherical surface, which is one point, corresponds to the above two focal points, the light emitting point and the photometric point coincide, so that photometry cannot be actually performed. On the other hand, in the case of an elliptical reflecting mirror, the light emitting point and the measuring point can be set at two different focal positions, so that the elliptical reflecting mirror can be said to be a very convenient shape for the above measurement.
【0013】次に、本実施の形態における測光装置によ
る拡散光強度の測定手順を説明する。この拡散光強度分
布の測定に先立ち、まず、測光装置の測光系における角
度情報のキャリブレーションを必要に応じて行う。この
キャリブレーションの具体的な方法としては、例えば以
下に示す方法が挙げられる。まず、図2に示す所定間隔
で正確に経緯線が刻まれた半球体20を、その半球体の底
面21を測定対象物面と一致するように、また、基準とな
る子午線を楕円の長軸方向に一致するように測定対象物
架台3に固定し、半球体全体を光源からの光線により照
明する。すると、測光系のエリアセンサ上に図3に示す
経緯線パターンが投影されることになる。この経緯線パ
ターンは、各緯線が測定対象物面法線からの傾斜角度θ
を表し、各経線が回転角φを表している。そこで、得ら
れた経緯線パターンに基づいて、撮像画像の画素位置
(i,j)と反射方向(θ,φ)を表す緯経線位置との関係を
テーブル化又は数式化する。このような角度情報のキャ
リブレーションを行うことで、撮像画像上の画素位置と
反射角度とを精度良く対応させることができるようにな
る。Next, a procedure for measuring the diffused light intensity by the photometric device according to the present embodiment will be described. Prior to the measurement of the diffused light intensity distribution, first, calibration of angle information in a photometric system of the photometric device is performed as necessary. As a specific method of this calibration, for example, the following method can be mentioned. First, a hemisphere 20 on which graticules are accurately cut at predetermined intervals shown in FIG. 2 is placed so that the bottom surface 21 of the hemisphere matches the surface of the object to be measured, and the reference meridian is set to the major axis of the ellipse. The whole hemisphere is illuminated with a light beam from a light source while being fixed to the measurement object gantry 3 so as to match the direction. Then, the graticule pattern shown in FIG. 3 is projected onto the area sensor of the photometric system. This graticule pattern is such that each latitudinal line is inclined at an angle θ
, And each meridian represents the rotation angle φ. Therefore, based on the obtained graticule pattern, the pixel position of the captured image
The relationship between (i, j) and the latitude and longitude position representing the reflection direction (θ, φ) is tabulated or expressed as a mathematical expression. By performing such calibration of the angle information, it is possible to accurately associate the pixel position on the captured image with the reflection angle.
【0014】次に、このキャリブレーションを行った後
に、照明による測定対象物からの拡散光強度Lを測定す
る。拡散光強度を測定するには、まず測定対象物架台3
の設置板3a上に測定対象物2を取り付け、設置板3aを所
定の傾斜角度αに設定する。この傾斜角度αは光源4か
らの光線の測定対象物2に対する入射角に相当してい
る。次に、光源4から平行光線を集光ドーム1の開口部1b
を通して測定対象物2の被測定点に向けて照射する。測
定対象物2に平行光線が照射されると、測定対象物表面
からの拡散光は集光ドームの鏡面で反射して広角光学系
5に集光される。すると、エリアセンサ6上に例えば図4
に示す2次元的な拡散光の濃淡画像が形成される。得ら
れた拡散光の濃淡画像は、データ収集部7において解析
され、光線の入射角度θに対する拡散光の空間的な強度
分布が求められる。即ち、図4の画像上の光強度分布
(i,j,Lij)を、キャリブレーションにより求めた換算
テーブルにより反射空間上の光強度分布(θ,φ,Lψ
φ)に変換する。ここにおいて、入射角度αを固定して
光線を照射した1回の測定により、空間的な強度分布を
一度に得ることができるため、測定時間を大幅に短縮す
ることができる。また、測定対象物の面法線からの角度
θが0から90゜に近い角度までの広い範囲に亘って測定
することができるため、θが90゜に近い極めて低い角度
の拡散光までを検出することができる。Next, after performing this calibration, the intensity L of the diffused light from the object to be measured by illumination is measured. To measure the diffused light intensity, first,
The measurement object 2 is mounted on the installation plate 3a, and the installation plate 3a is set at a predetermined inclination angle α. This inclination angle α corresponds to the angle of incidence of the light beam from the light source 4 on the object 2 to be measured. Next, a parallel light beam from the light source 4 is
And irradiates the point to be measured of the measurement object 2 through. When the object 2 is irradiated with parallel rays, the diffused light from the surface of the object is reflected by the mirror surface of the converging dome and the wide-angle optical system
Focused on 5. Then, for example, FIG.
(2) A two-dimensional gray image of diffused light is formed. The obtained grayscale image of the diffused light is analyzed in the data collection unit 7, and the spatial intensity distribution of the diffused light with respect to the incident angle θ of the light beam is obtained. That is, the light intensity distribution on the image of FIG.
(i, j, L ij ) is converted into a light intensity distribution (θ, φ, Lψ) on the reflection space by a conversion table obtained by calibration.
φ). Here, the spatial intensity distribution can be obtained at one time by one measurement in which the light beam is irradiated with the incident angle α fixed, so that the measurement time can be greatly reduced. In addition, since the angle θ from the surface normal of the object to be measured can be measured over a wide range from 0 to an angle close to 90 °, it can detect diffused light with an extremely low angle θ close to 90 °. can do.
【0015】また、光線の入射角度αを変更して測光す
るには、上記のように測定対象物架台3を傾斜させる方
式が考えられるが、集光ドーム1に複数の開口部51〜55
を設け、該開口部から光線を測定対象物に向けて順次入
射する方式としてもよい。この場合、測定を行う入射角
の数だけ集光ドーム1に開口部を設けてもよいが、大ま
かな代表的な入射角位置に開口部を設けると共に、測定
対象物架台3を入射角度の微少角調整用として併用し、
略連続的な入射角度で光線を入射可能に構成してもよ
い。これにより、狭い範囲の単純な傾斜角制御と光源の
切換制御により各光線入射角における拡散光強度を安定
して測定することができる。さらに、集光ドーム1の開
口部を連続したスリット状として形成し、光源4を任意
の入射角度位置に、例えば電動モータ等により移動可能
な構成としてもよい。In order to perform photometry by changing the incident angle α of the light beam, a method of inclining the object pedestal 3 as described above can be considered.
May be provided, and a light beam may be sequentially incident from the opening toward the object to be measured. In this case, openings may be provided in the light collection dome 1 by the number of incident angles at which measurement is performed.However, openings are provided at roughly typical incident angle positions, and the measuring object pedestal 3 is formed with a small incident angle. Used together for angle adjustment,
The light beam may be incident at a substantially continuous incident angle. This makes it possible to stably measure the diffused light intensity at each light incident angle by simple tilt angle control and light source switching control in a narrow range. Further, the opening of the light collection dome 1 may be formed as a continuous slit, and the light source 4 may be moved to an arbitrary incident angle position by, for example, an electric motor.
【0016】次に、光を透過する材料を測光する際の測
定対象物の照明方式を説明する。光透過性を有した測定
対象物に対しては、基本的に測定対象物の裏面側から光
線を照射して、そのときの透過散乱光を測定する。この
場合、測定対象物の照明方式としては次の2つの方式が
考えられる。第1には、図6に示すように、測定対象物
架台の設置板3aに開口穴3bを形成し、該開口穴3bの下方
に光源4aを設置して、開口穴3bを通して光線を測定対象
物の裏面に照射する方式がある。照射された光線は、測
定対象物内を透過・拡散されて測光系に集光されること
になる。そして、光源4aの測定対象物に対する入射角度
を変化させることで、複数の異なる入射角度による透過
拡散光の光強度分布を測定することができる。第2に
は、1点から入射する方式ではなく面照明を行う方式が
ある。この方式においては、同じく測定対象物架台の設
置板3aに開口穴3cを形成し、該開口穴3cの下方に光源71
を設置すると共に、光源71から開口穴3cの光路の途中に
2次元の明暗パターン情報を有するマスク72を設け、さ
らに、該マスク72の光路下流側にレンズ73を測定対象物
2の被測定点で合焦するように設ける。本方式により、
マスク72の明暗パターンに基づいて測定対象物を面照明
することができ、第2の実施の形態で詳述する照明パタ
ーンを変化させることができる。Next, a description will be given of a method of illuminating the object to be measured when measuring the light transmitting material. A light-transmitting measurement target is basically irradiated with a light beam from the back side of the measurement target, and the transmitted scattered light at that time is measured. In this case, the following two methods can be considered as an illumination method for the measurement target. First, as shown in FIG. 6, an opening 3b is formed in the installation plate 3a of the object stand, a light source 4a is installed below the opening 3b, and a light beam is measured through the opening 3b. There is a method of irradiating the back of an object. The irradiated light beam is transmitted and diffused in the object to be measured, and is converged on the photometric system. Then, by changing the incident angle of the light source 4a with respect to the measurement object, the light intensity distribution of the transmitted diffused light at a plurality of different incident angles can be measured. Secondly, there is a method of performing surface illumination instead of a method of entering from one point. In this method, similarly, an opening 3c is formed in the installation plate 3a of the object stand, and the light source 71 is provided below the opening 3c.
And a mask 72 having two-dimensional light / dark pattern information is provided in the middle of the optical path from the light source 71 to the opening 3c, and a lens 73 is provided downstream of the mask 72 on the optical path. It is provided to focus on With this method,
The object to be measured can be surface-illuminated based on the light and dark pattern of the mask 72, and the illumination pattern described in detail in the second embodiment can be changed.
【0017】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、凹型の楕円反射鏡の一方の焦点位置から放射された
反射光や透過光等の拡散光が他方の焦点位置に集光する
ため、空間的に拡散された光を1点に集中させることが
できる。そして、2次元検出素子であるエリアセンサを
拡散光の検出系に用いたことにより、測定対象物から放
射される空間的分布を有する光強度情報を一括して測定
することが可能となり、これにより、測定時間を大幅に
短縮することができる。また、エリアセンサの各測定点
は稠密に配列されているため、狭い角度範囲における特
異な強度変化等を逃さず測定することができ、高い解像
度で測定することができる。これは、例えばホログラム
のような特異な光強度分布を示す可能性のある測定対象
物に対して特に有効であり、空間的に連続したデータを
簡便にして得ることができる。As described above, according to the present embodiment, diffused light such as reflected light or transmitted light emitted from one focal position of the concave elliptical reflecting mirror is focused on the other focal position. The spatially diffused light can be concentrated at one point. By using the area sensor, which is a two-dimensional detection element, for the diffused light detection system, it is possible to collectively measure light intensity information having a spatial distribution radiated from an object to be measured. In addition, the measurement time can be greatly reduced. In addition, since the measurement points of the area sensor are densely arranged, measurement can be performed without missing a unique intensity change in a narrow angle range, and measurement can be performed with high resolution. This is particularly effective for a measurement object that may show a unique light intensity distribution, such as a hologram, and spatially continuous data can be easily obtained.
【0018】そして、例えば電子デバイス等のように高
速な電気的入力に対する光学的応答を測定する場合であ
っても、過渡的な光学的応答を複数の空間的な各方向に
対して独立して一度に測定できるため、高速測光が要求
される測光用途に対しても十分な応答性及び測定精度で
測定を行うことができる。また、光路の途中に例えばN
D(Neutral Density)フィルターを介装させることで、
ダイナミックレンジを拡大させることができる。Even when an optical response to a high-speed electrical input such as an electronic device is measured, a transient optical response is measured independently for each of a plurality of spatial directions. Since measurement can be performed at one time, measurement can be performed with sufficient responsiveness and measurement accuracy even for photometric applications that require high-speed photometry. Further, for example, N
By interposing a D (Neutral Density) filter,
The dynamic range can be expanded.
【0019】次に、集光ドームの一方の楕円焦点位置に
測定対象物を設置し、他方の楕円焦点位置に測光系と照
明系の両方を設置した第2の実施の形態を説明する。本
実施の形態における測光装置200の構成を図8に示す。
本測光装置は、照明系を測光系側に設けた点以外は第1
の実施の形態における測光装置100の構成と同様であ
る。ここで、照明系及び測光系の構成と作用を説明す
る。照明系は、光源8から放射された光線をレンズ9に
より略平行化して2次元の明暗パターン情報を有するマ
スク10に導く。マスク10を透過した光線はレンズ11によ
り集光され、広角光学系12の光路の途中に配設されたビ
ームスプリッタ13により光源8からの光路を2つに分岐
する。分岐された一方の光線は集光ドーム1に導かれ、
他方の光線は入射光の強度分布を測定するための入射光
測定用エリアセンサ14に導入される。Next, a description will be given of a second embodiment in which an object to be measured is installed at one elliptical focal position of the converging dome and both a photometric system and an illumination system are installed at the other elliptical focal position. FIG. 8 shows the configuration of photometric device 200 in the present embodiment.
The present photometric device has the first configuration except that the illumination system is provided on the photometric system side.
The configuration is the same as that of the photometric device 100 in the present embodiment. Here, the configuration and operation of the illumination system and the photometric system will be described. In the illumination system, the light beam emitted from the light source 8 is made substantially parallel by the lens 9 and guided to the mask 10 having two-dimensional light / dark pattern information. The light beam transmitted through the mask 10 is condensed by a lens 11, and is split into two light paths from a light source 8 by a beam splitter 13 arranged in the middle of the light path of the wide-angle optical system 12. One of the split light beams is guided to the converging dome 1,
The other light beam is introduced into an incident light measuring area sensor 14 for measuring the intensity distribution of the incident light.
【0020】集光ドームに導かれた一方の光線は、楕円
焦点位置に配設された広角光学系12から集光ドーム1の
楕円反射鏡面で反射して、測定対象物2をマスク10の明
暗パターンに応じて照明する。ここにおいて、広角光学
系とは平行光を広角の放射光に変換し、また、逆進時に
は広角画像光を平行光に変換する作用を有した光学系を
意味している。上記構成においては、マスク10の明暗パ
ターンに応じた面照明により測定対象物が照明されるこ
とになる。測定対象物からの拡散光は、照明光の経路に
沿って戻り、広角光学系12に集光される。即ち、この光
学系では照明光が辿る経路と、測定対象物からの拡散光
が辿る経路とが集光ドーム内においては同じ角度(入射
角、反射角)成分に対しては同一の経路となる。そし
て、広角光学系12に集光された拡散光はエリアセンサ15
上に投影され、測定対象物からの拡散光強度分布が測定
される。One of the light beams guided to the converging dome is reflected by the elliptical reflecting mirror surface of the converging dome 1 from the wide-angle optical system 12 disposed at the elliptical focal position, and the measurement object 2 is illuminated by the mask 10. Illuminate according to the pattern. Here, the wide-angle optical system means an optical system that has the function of converting parallel light into wide-angle radiation light and converting wide-angle image light into parallel light when moving backward. In the above configuration, the object to be measured is illuminated by surface illumination according to the light / dark pattern of the mask 10. The diffused light from the measurement object returns along the path of the illumination light, and is condensed on the wide-angle optical system 12. In other words, in this optical system, the path followed by the illumination light and the path followed by the diffused light from the measurement object are the same for the same angle (incident angle, reflection angle) components in the converging dome. . The diffused light collected by the wide-angle optical system 12 is
The scattered light intensity distribution projected from the object to be measured is measured.
【0021】ここにおいて、測定対象物に照射される照
明光のスポット径は、厳密には一点ではなく、所定の広
がりを有している。この光学系が単純に広角画像光を平
行光に変換する作用の光学系であれば、測定対象物上の
スポット径が大きいほど拡散光測定の角度解像度が低く
なる。この問題を解決するためには、レンズを用いたフ
ーリエ変換手法に基づいて光学系を設計すればよい。対
物レンズとしては、図9(a)に示す魚眼レンズを使用す
ることができる他に、図9(b)に示す前面が凹面形状で
あるレンズとすることができる。図9(a)に示す魚眼レ
ンズである場合は、市販品の光学部品を利用可能であ
り、容易に且つ安価に対物レンズを構成することができ
る。また、図9(b)に示す凹面形状のレンズである場合
は、レンズ自体が測定すべき光線が隠れることを防止す
ることができる。いずれの場合においても、集光ドーム
を使用すれば、測定対象物が立体的なの膨らみを有する
立体物であっても対物レンズが干渉することなく安定し
て測定を行うことができる。Here, the spot diameter of the illumination light applied to the object to be measured is not strictly one point but has a predetermined spread. If this optical system is an optical system that simply converts wide-angle image light into parallel light, the larger the spot diameter on the object to be measured, the lower the angular resolution of diffused light measurement. To solve this problem, an optical system may be designed based on a Fourier transform method using a lens. As the objective lens, a fisheye lens shown in FIG. 9A can be used, and a lens having a concave front surface shown in FIG. 9B can be used. In the case of the fisheye lens shown in FIG. 9A, commercially available optical components can be used, and the objective lens can be easily and inexpensively formed. Further, in the case of the concave lens shown in FIG. 9B, it is possible to prevent the rays to be measured by the lens itself from being hidden. In any case, if the converging dome is used, even if the object to be measured is a three-dimensional object having a three-dimensional bulge, the measurement can be stably performed without interference of the objective lens.
【0022】一方、ビームスプリッタ13により分岐され
入射光測定用エリアセンサ14に入射された光線は、測定
対象物を照明した照明光と同一の光線であり、この光線
をリファレンス用として使用している。即ち、エリアセ
ンサ15から得られる測定対象物からの拡散光強度分布を
エリアセンサ14から得られるリファレンスの光強度分布
を参考にして補正することにより、シェーディング等の
ノイズ成分が低減されるダブルビーム光学系を構成して
いる。On the other hand, the light beam branched by the beam splitter 13 and incident on the incident light measuring area sensor 14 is the same light beam as the illumination light illuminating the object to be measured, and this light beam is used for reference. . That is, by correcting the diffused light intensity distribution from the measurement target obtained from the area sensor 15 with reference to the reference light intensity distribution obtained from the area sensor 14, a double-beam optical system in which noise components such as shading are reduced. Make up the system.
【0023】上記マスク10の明暗パターンは、測定対象
物2に対してどのような入射角度で照明するかを決定す
るもので、例えば中心部だけが光を透過するマスクパタ
ーンである場合には、測定対象物の表面法線方向から照
明される照明パターンが形成される。同様に、室内照明
でよく見られるような複数の光源による照明状態を再現
するには、測定対象物の設置位置を視点としたときの各
光源の照明位置に相当するマスク位置に透過部を設け、
このマスクを所定位置に介装して照明すればよい。これ
により、上記の照明状態を再現することができ、より現
実の照明に近い照明パターンを形成することができる。
この簡便な手法としては、再現しようとする実際の照明
パターンを写真撮影して(これは例えば、被測定位置か
ら蛍光灯、スポットライト等の光源を見上げて撮影すれ
ばよい)ポジフィルムを得る。このポジフィルムには光
源位置が略透明に写されることになるので、これをその
ままマスクとして使用したり、ポジフィルムのパターン
を他の媒体に転写したマスクを使用すれば、撮影された
光源位置から照明光が測定対象物に照射されることにな
り、実際の照明パターンと略同一の照明パターンを擬似
的に再現することができる。The light / dark pattern of the mask 10 determines the angle of incidence on the object 2 to be measured. For example, in the case where the mask pattern transmits light only at the center, An illumination pattern that is illuminated from the surface normal direction of the measurement object is formed. Similarly, in order to reproduce the illumination state of a plurality of light sources as often seen in indoor lighting, a transmission part is provided at a mask position corresponding to the illumination position of each light source when the installation position of the measurement target is viewed from the viewpoint. ,
What is necessary is just to illuminate by interposing this mask in a predetermined position. Thereby, the above-mentioned illumination state can be reproduced, and an illumination pattern closer to actual illumination can be formed.
As a simple method, a positive film is obtained by photographing an actual illumination pattern to be reproduced (for example, photographing by looking up at a light source such as a fluorescent lamp or a spotlight from a position to be measured). The position of the light source is almost transparent on this positive film, so if this is used as it is as a mask, or if a mask in which the pattern of the positive film is transferred to another medium is used, the position of the light source captured Thus, the illumination light is applied to the object to be measured, and an illumination pattern substantially the same as the actual illumination pattern can be reproduced in a pseudo manner.
【0024】また、マスク10のパターンとして、直交関
数の基底ベクトルによる複数のパターンを用いて、フー
リエ級数展開等の所定の手法により、目的の照明パター
ンを得る方法がある。即ち、特定の照明光強度分布のパ
ターンに対してフーリエ級数展開を施すことにより、直
交関数の基底ベクトルである各級数の成分に分解する。
そして、各基底ベクトルによる照明パターン照明時の拡
散光強度分布に、その照明パターンに対応する級数成分
をそれぞれ乗算し、これを全基底ベクトルに対して累積
加算することで、目的の照明パターンが再現される。こ
の基底ベクトルの具体例としては、例えばラプラスの球
関数やDCT(Discrete Cosine Transform)等の基底
ベクトルが挙げられる。この場合、所望の明暗パターン
が容易に表示可能なLCD(Liquid Crystal Display)を
用いて上記マスクを構成することで、目的に応じた照明
パターン、即ち、LCDの表示パターンである遮光パタ
ーンを自在に作成することができ、また、容易に切換え
表示させることができるため、マスクを抜き差しして交
換することなく連続的に測定を行うことが可能となる。Further, there is a method of obtaining a target illumination pattern by a predetermined technique such as Fourier series expansion using a plurality of patterns based on orthogonal function basis vectors as a pattern of the mask 10. That is, by applying Fourier series expansion to a pattern of a specific illumination light intensity distribution, the pattern is decomposed into components of each series, which are base vectors of orthogonal functions.
Then, the target light pattern is reproduced by multiplying the diffused light intensity distribution at the time of lighting the light pattern by each base vector by a series component corresponding to the light pattern, and cumulatively adding this to all the base vectors. Is done. Specific examples of the basis vector include a basis vector such as Laplace's spherical function and DCT (Discrete Cosine Transform). In this case, by configuring the mask using an LCD (Liquid Crystal Display) capable of easily displaying a desired light-dark pattern, an illumination pattern suitable for the purpose, that is, a light-shielding pattern that is a display pattern of the LCD can be freely set. Since it can be created and can be easily switched and displayed, measurement can be performed continuously without removing and replacing the mask.
【0025】次に、CRT(Cathode Ray Tube)等の面発
光デバイスを用いて測定対象物を照明する第3の実施の
形態を説明する。本実施の形態における照明系及び測光
系の構成を図10に示した。本照明系の構成は、第2の
実施の形態におけるマスクと光源を面発光デバイス101
により機能させ、面発光デバイス101から拡散放射され
る光をレンズ102等の拡散防止手段により集光及び平行
化している。この面発光デバイス101により表示される
明暗パターンは、パターン制御部103に予め記憶されて
いるパターン情報に基づいてドライバ104を駆動するこ
とにより表示する。尚、本測光系の構成は第2の実施の
形態における測光系と同様である。また、上記面発光デ
バイスは、CRTの他に、TFT(Thin Film Transisto
r)、LCD、PDP(Plasma Display Panel)等のデバイ
スや、LED(Light Emitting Diode)やEL(Electro L
uminescence)等の組立体としてもよい。Next, a third embodiment for illuminating an object to be measured by using a surface emitting device such as a CRT (Cathode Ray Tube) will be described. FIG. 10 shows the configurations of the illumination system and the photometry system in the present embodiment. The configuration of this illumination system is similar to that of the second embodiment except that
, And the light diffusely radiated from the surface light emitting device 101 is condensed and parallelized by a diffusion preventing means such as a lens 102. The light / dark pattern displayed by the surface light emitting device 101 is displayed by driving the driver 104 based on the pattern information stored in the pattern control unit 103 in advance. The configuration of the photometric system is the same as that of the photometric system according to the second embodiment. In addition to the CRT, the above-mentioned surface light emitting device includes a TFT (Thin Film Transistor).
r), LCD, PDP (Plasma Display Panel), LED (Light Emitting Diode) and EL (Electro L
uminescence) or the like.
【0026】本実施の形態の照明系によれば、種々の照
明パターンを自在に形成することができ、複数のパター
ンを容易に且つ高速に切り換えて照明することができ
る。また、測定のためのパターンを予めいくつか用意し
て、それらのパターンを順次切換えて測定が行えるよう
にパターン制御部103をプログラミングすることで、測
光処理の自動化を図ることができる。According to the illumination system of this embodiment, various illumination patterns can be freely formed, and a plurality of patterns can be easily and quickly switched for illumination. In addition, by preparing a number of patterns for measurement in advance and programming the pattern control unit 103 so that the measurement can be performed by sequentially switching the patterns, the photometric processing can be automated.
【0027】次に、拡散光の色情報を測定する第4の実
施の形態を説明する。本実施の形態においては、測定対
象物からの拡散光をスペクトル分解したり、特定のスペ
クトル成分の照明を施すことにより、各スペクトル成分
に対する拡散特性を測定するものである。この色情報を
測定する方式としては、一般的なカラーフィルタ付きC
CDを用いて測定する方式、図11に示すように照明系
又は受光系のいずれかの光路の途中に、特定のスペクト
ル成分(例えばR,G,B)だけを透過するフィルタを備
えたカラーホィールを設けて測定する方式、回折格子等
を用いたモノクロメータにより分光された光線を測定対
象物に照射する方式等が挙げられる。Next, a fourth embodiment for measuring color information of diffused light will be described. In the present embodiment, the diffusion characteristic of each spectrum component is measured by spectrally decomposing the diffused light from the measurement object or by illuminating a specific spectrum component. As a method of measuring the color information, a general color filter C
A method of measuring using a CD, as shown in FIG. 11, a color wheel provided with a filter that transmits only specific spectral components (for example, R, G, B) in the optical path of either the illumination system or the light receiving system. And a method of irradiating the object to be measured with a light beam split by a monochromator using a diffraction grating or the like.
【0028】カラーフィルタ付きCCDを用いる方式に
よれば、色度、彩度等の測色用データを1回の撮像によ
り一括して取り込むことができ、測定時間を大幅に短縮
することができる。また、カラーホィールを用いる方式
によれば、図示した3原色(RBG)又は、それ以上の
数に光線の波長成分を分割して照明することができ、目
的に応じた波長成分の光線に対する拡散特性を得ること
ができる。特に、薄膜干渉による色フィルタを用いるこ
とにより、可視光の波長範囲において任意の波長の光を
取り出すことができる。さらに、モノクロメータを用い
る方式によれば、簡便にして精度よく特定の波長成分を
有する光を取り出すことができ、照明光の波長に対する
応答特性を高精度で測定することができる。ところが、
このモノクロメータにより分光された光線は一般に強度
が低下するために、得られる強度分布データのノイズレ
ベルが高くなることがある。このような場合には、デー
タのS/N比を向上させるために積算装置や冷却型CC
Dを使用することが望ましい。According to the method using a CCD with a color filter, colorimetric data such as chromaticity and saturation can be collectively captured by one image pickup, and the measurement time can be greatly reduced. Further, according to the method using a color wheel, it is possible to divide the wavelength component of the light beam into the illustrated three primary colors (RBG) or more, and illuminate the light beam. Can be obtained. In particular, by using a color filter based on thin-film interference, light with an arbitrary wavelength can be extracted in the wavelength range of visible light. Furthermore, according to the method using a monochromator, light having a specific wavelength component can be extracted simply and accurately, and the response characteristic to the wavelength of illumination light can be measured with high accuracy. However,
Since the intensity of the light beam split by the monochromator generally decreases, the noise level of the obtained intensity distribution data may increase. In such a case, in order to improve the S / N ratio of the data, an integrating device or a cooling CC
It is desirable to use D.
【0029】積算装置は、光学的なシャッタースピード
を調整(受光時間を長く設定する)する方式であって
も、電気的な信号積算時間の調整による方式であっても
よい。また、冷却型CCDは、一般的に撮像時のノイズ
をより低減できることが知られており、冷却型CCDを
用いることにより照明光の光強度が微弱であってもノイ
ズが低減され、S/N比の高い良好な光強度分布データ
を得ることができる。また、いずれの方式であっても反
射鏡を用いることで色収差のない良好な状態で分光特性
を測定することができる。尚、上記集光ドームの楕円反
射鏡は、図12に示す異なる2点が焦点となる放物面鏡
であっても略同等な集光光学系を形成することができ
る。The integrating device may be a system for adjusting an optical shutter speed (setting a long light receiving time) or a system for adjusting an electric signal integrating time. It is generally known that a cooled CCD can further reduce noise at the time of imaging. By using a cooled CCD, noise is reduced even if the light intensity of illumination light is weak, and S / N is reduced. Good light intensity distribution data with a high ratio can be obtained. In any case, the use of the reflecting mirror makes it possible to measure the spectral characteristics in a good state without chromatic aberration. It should be noted that the elliptical reflecting mirror of the condensing dome can form a substantially equivalent condensing optical system even if it is a parabolic mirror having two different focal points as shown in FIG.
【0030】本発明による測光装置は、次のような測光
目的に対して十分な精度で機能を発揮することができ
る。まず、光拡散性を有する測定対象物においては、塗
装面の艶度合いの異なる塗工品に対する艶度合いの測
定、磨りガラスや乳白色プラスチックの散乱度合いの測
定、写真や印刷紙等の紙の表面処理によるてかりの測
定、電子表示素子の表示面に対する防眩処理(アンチグ
レア処理)の程度の測定等が挙げられる。また、スペキ
ュラーな測定対象物においては、光学薄膜加工したガラ
ス材料に対する表面反射の光量やスペクトルの測定、L
CDに対する電気光学特性の視覚依存性の測定等が挙げ
られる。さらに、自発光測定対象物においては、LED
やEL等の発光素子に対する光放射指向や光沢性等の測
定、LCDモジュール等のバックライトに対する発光強
度分布の測定等が挙げられる。The photometric device according to the present invention can exhibit functions with sufficient accuracy for the following photometric purposes. First, in the case of a measurement object having light diffusivity, measurement of the glossiness of a coated product having a different glossiness of the painted surface, measurement of the degree of scattering of frosted glass or milky white plastic, surface treatment of paper such as photographs and printing paper. And the degree of anti-glare treatment (anti-glare treatment) on the display surface of the electronic display element. In the case of a specular measurement object, the measurement of the amount of light and the spectrum of surface reflection with respect to a glass material processed into an optical thin film,
Measurement of the visual dependence of electro-optical characteristics on a CD, and the like. Furthermore, in the self-luminous measurement object, LED
Measurement of light emission directivity and glossiness of a light-emitting element such as an LCD and an EL, measurement of emission intensity distribution of a backlight such as an LCD module, and the like.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、回転楕円体曲面の凹型
楕円反射鏡面を備えた集光ドームにより、一方の楕円焦
点から放射される反射光や透過光等の拡散光の空間的な
強度分布を、他方の楕円焦点においてエリアセンサによ
り測定することで、物体の拡散特性や分光特性等を高速
に且つ高い精度で測定することができる。また、片側の
楕円焦点位置に照明系と受光系の両方を設置してマスク
パターンに応じた照明パターンで照明することにより、
種々の異なる入射角度を有する光源による照明環境を1
つの照明パターンにより再現することができる。さら
に、マスクの明暗パターンを直交関数の基底ベクトルの
パターンとすることにより、任意の照明パターンを再現
することができる。According to the present invention, the spatial intensity of diffused light, such as reflected light or transmitted light, radiated from one of the elliptical focal points is formed by a converging dome having a concave elliptical reflecting mirror surface having a spheroidal curved surface. By measuring the distribution with the area sensor at the other elliptical focal point, it is possible to measure the diffusion characteristics and spectral characteristics of the object at high speed and with high accuracy. Also, by installing both the illumination system and the light receiving system at the elliptical focal position on one side and illuminating with the illumination pattern according to the mask pattern,
Lighting environment with light sources having various different incident angles
It can be reproduced by two illumination patterns. Furthermore, an arbitrary illumination pattern can be reproduced by using the light-dark pattern of the mask as the pattern of the basis vector of the orthogonal function.
【図1】本発明による第1の実施の形態に係る測光装置
の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a photometric device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】角度キャリブレーション用の半球体を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a hemisphere for angle calibration.
【図3】角度キャリブレーション時の検出画像を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a detection image at the time of angle calibration.
【図4】拡散光強度分布の測定結果の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a measurement result of a diffused light intensity distribution.
【図5】複数の入射角度の照明方式を説明する構成図。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an illumination method at a plurality of incident angles.
【図6】測定対象物裏面から照明する方式を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a method of illuminating from the back surface of a measurement object.
【図7】測定対象物裏面から面照明する方式を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a method of performing surface illumination from the back surface of a measurement object.
【図8】本発明による第2の実施の形態に係る測光装置
の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a photometric device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】対物レンズとしての魚眼レンズと表面が凹面の
レンズとを示す図。FIG. 9 is a diagram showing a fisheye lens as an objective lens and a lens having a concave surface.
【図10】面照明方式の他の実施形態を示す図。FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the surface illumination method.
【図11】光路の途中にカラーホィールを設けた様子を
示す図。FIG. 11 is a diagram showing a state in which a color wheel is provided in the middle of the optical path.
【図12】放物面鏡を用いて構成した集光ドームを示す
図。FIG. 12 is a diagram showing a converging dome configured using a parabolic mirror.
【図13】従来のゴニオメータを用いた測光装置の概念
的な構成図。FIG. 13 is a conceptual configuration diagram of a photometric device using a conventional goniometer.
【図14】従来の大口径対物レンズ付きの顕微鏡光学系
を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a conventional microscope optical system with a large-diameter objective lens.
1 集光ドーム 1a,1c 楕円焦点 1b 開口部 2 測定対象物 3 測定対象物架台 3a 設置板 3b,3c 開口穴 4,4a 照明系 5,12 広角光学系 6,15 エリアセンサ 7 データ収集部 8,71 光源 9,11,73 レンズ 10 マスク 13 ビームスプリッタ 14 エリアセンサ 51〜55 開口部 101 面発光体 102 レンズ 103 パターン制御部 100,200 測光装置 1 Condensing dome 1a, 1c Elliptical focal point 1b Opening 2 Measurement object 3 Measurement object mount 3a Installation plate 3b, 3c Opening hole 4,4a Illumination system 5,12 Wide-angle optical system 6,15 Area sensor 7 Data collection unit 8 , 71 light source 9,11,73 lens 10 mask 13 beam splitter 14 area sensor 51 ~ 55 aperture 101 surface light emitter 102 lens 103 pattern controller 100,200 photometric device
Claims (13)
布を測定する測光装置において、 回転楕円曲面を反射面として形成した凹型の楕円反射鏡
を備えた集光ドーム1と、 該集光ドーム1の第1の楕円焦点位置1aに測定対象物2を
設置する測定対象物架台3と、 前記集光ドーム1の第2の楕円焦点位置1cに配設され、
測定対象物2から放射され集光ドーム1の反射鏡面により
反射した光を2次元の光検出素子で受光する受光部5,6
と、 該受光部5,6からの出力を収集して得られる濃淡画像か
ら、空間的な光強度分布を求めるデータ収集部7と、か
ら構成したことを特徴とする測光装置。1. A photometric device for measuring a spatial intensity distribution of light radiated from an object, comprising: a converging dome 1 having a concave elliptical reflecting mirror formed with a spheroidal curved surface as a reflecting surface; A measuring object gantry 3 for setting the measuring object 2 at a first elliptical focal position 1a of the dome 1, and a measuring object pedestal 3 disposed at a second elliptical focal position 1c of the condensing dome 1;
Light receiving units 5 and 6 for receiving light emitted from the object 2 and reflected by the reflecting mirror surface of the converging dome 1 with a two-dimensional photodetector
And a data collection unit 7 for obtaining a spatial light intensity distribution from a grayscale image obtained by collecting outputs from the light receiving units 5 and 6.
プリッタ13を配設し、光源8からの光線を2次元の明暗
パターンを有するマスク10を通して導入し、前記第2の
楕円焦点位置1cから集光ドーム1の反射鏡面を経由して
測定対象物2を照明することを特徴とする請求項1記載
の測光装置。2. A beam splitter 13 is provided in the middle of the optical path of the light receiving sections 5 and 6, and a light beam from a light source 8 is introduced through a mask 10 having a two-dimensional light and dark pattern. 2. The photometric device according to claim 1, wherein the object to be measured 2 is illuminated from 1c via the reflecting mirror surface of the converging dome 1.
であると共に、該面発光体91の発光パターンを制御する
パターン制御部93を備えたことを特徴とする請求項2記
載の測光装置。3. The light source 8 and the mask 10 are provided with a surface light emitter 91.
The photometric device according to claim 2, further comprising a pattern control unit (93) for controlling a light emission pattern of the surface light emitter (91).
開口部1bから測定対象物2を照射することを特徴とする
請求項1記載の測光装置。4. The photometric device according to claim 1, wherein the light source irradiates the object to be measured 2 from an opening 1b provided with the converging dome 1.
方から測定対象物裏面を照射することを特徴とする請求
項1記載の測光装置。5. The photometric device according to claim 1, wherein the light source irradiates the back surface of the measurement object from below the measurement object pedestal 3.
情報を有した光を照射することを特徴とする請求項5記
載の測光装置。6. The photometric device according to claim 5, wherein the photometric device emits light having two-dimensional light / dark pattern information.
あって、測定対象物2からの光を分光して測定すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の測光装
置。7. The photometry device according to claim 1, wherein the photodetection device is a color detection device, and measures the light from the object to be measured 2 by spectroscopy. apparatus.
ィールを設けて分光特性を測定することを特徴とする請
求項1〜6のいずれか1項記載の測光装置。8. The photometric device according to claim 1, wherein a color wheel is provided in the optical path of the photometric device to measure spectral characteristics.
構成され、分光された光を照射することを特徴とする請
求項1〜6のいずれか1項記載の測光装置。9. The photometric device according to claim 1, wherein the light source includes a monochromator, and irradiates the split light.
明光の光強度分布を測定する2次元光検出素子14を備
え、該検出素子14により得られる照明光の光強度分布を
測定するようにしたことを特徴とする請求項2〜9のい
ずれか1項記載の測光装置。10. A two-dimensional light detection element for measuring a light intensity distribution of illumination light introduced into the beam splitter, wherein the light intensity distribution of illumination light obtained by the detection element is measured. The photometric device according to claim 2, wherein:
ようとする照明環境の光源位置を写した明暗パターンで
あることを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項記
載の測光装置。11. The photometric device according to claim 2, wherein the light-dark pattern of the mask is a light-dark pattern representing a light source position of an illumination environment to be measured.
わせにより任意の照明パターンを作成することができる
直交関数の基底ベクトルによる複数のパターンであるこ
とを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項記載の測
光装置。12. The mask according to claim 2, wherein the light and dark patterns of the mask are a plurality of patterns based on orthogonal function basis vectors that can create an arbitrary illumination pattern by combination. The photometric device as described.
えて、回転放物面を反射面として形成した凹型の楕円反
射鏡であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか
1項記載の測光装置。13. The elliptical reflecting mirror according to claim 1, wherein the elliptical reflecting mirror is a concave elliptical reflecting mirror having a paraboloid of revolution as a reflecting surface instead of a spheroidal curved surface. The photometric device as described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3621798A JPH11230823A (en) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | Photometry device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3621798A JPH11230823A (en) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | Photometry device |
Publications (1)
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JPH11230823A true JPH11230823A (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=12463606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3621798A Pending JPH11230823A (en) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | Photometry device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH11230823A (en) |
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- 1998-02-18 JP JP3621798A patent/JPH11230823A/en active Pending
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