TWI683090B

TWI683090B - 測定用光學系統，色彩輝度計及色彩計

Info

Publication number: TWI683090B
Application number: TW107115173A
Authority: TW
Inventors: 長澤仁
Original assignee: 日商柯尼卡美能達股份有限公司
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2020-01-21
Also published as: CN110741300A; WO2018230177A1; TW201905413A; KR102321175B1; JPWO2018230177A1; JP7200936B2; KR20200006112A

Abstract

本發明的測定用光學系統、色彩輝度計及色彩計，具備：光圈；將入射光導光的光導波路；配置於光圈的物體側，使來自測定對象的光像成像於光圈的開口面的第1光學系統；配置於光圈與光導波路之間，以使從光圈的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至光導波路的第2光學系統。

Description

測定用光學系統，色彩輝度計及色彩計

本發明係有關於將來自被測定物的光導光至受光部的測定用光學系統、使用其的色彩輝度計、及使用其的色彩計。

從前已知有測定作為被測定物的發光體中的顏色(光源色)及輝度的色彩輝度計、或測定作為被測定物的物體中的顏色(物體色)的色彩計，並作為各種利用。這種色彩輝度計或色彩計，使用將來自被測定物的光導光至受光部的測定用光學系統，例如，由專利文獻1所揭示。

在該專利文獻1中揭示的測定用的光學裝置具備光分歧機構，該光分歧機構具有將來自入射至入射面的被測定物的光分歧並出射的複數出射面。更具體來說，專利文獻1中揭示的測定用的光學裝置具備：由對物透鏡103、開口光圈104、視野光圈105、中繼透鏡106及纖維束陣列22等所構成的光學系統KK2(圖9及段落[0042]等)。對物透鏡103使來自被測定物Q的光束集光至視野光圈105的位置並成像。中繼透鏡106將成像於視角光圈105的位置的像導至纖維束陣列22的入射面A。開口光圈104配置於對物透鏡 103的後方，僅使通過開口光圈104的光束朝向中繼透鏡106。纖維束陣列22相當於前述光分歧機構，將複數光纖母線成束而構成，在軸方向的中間部分分成3個，入射至入射面A的光束分3個出射面B1、B2、B3而出射。中繼透鏡106配置於開口光圈104和入射面A成為光學共軛關係的位置。此外，參照符號在該段落為前述專利文獻1中用於各構成的符號。

此外，近年來，顯示裝置不只是液晶顯示器，有機EL(electro luminescence)顯示器也受到注目。該有機EL顯示器相較於利用背光的液晶顯示器，因為是自發光故在低輝度域也能夠發光。為了能夠也在高精度地測定該低輝度域的發光的顏色，因此，希望有能將更多的光量從被測定物導光至受光部的測定用光學系統。

在前述專利文獻1中揭示的測定用的光學裝置中，具有纖維束陣列(光纖母線)的數值孔徑相當的角度以上的入射角的光束並無法入射至纖維束陣列(光纖母線)，而產生光量消耗。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開2003-247891號公報

本發明係鑑於上述情事而完成的發明，其目的為提供能夠將更多的光量從被測定物導光至受光部的測定用光學系統、使用其的色彩輝度計、及使用其的色彩計。　　為了實現上述目的，反映本發明的一側面的測定用光學系統、色彩輝度計及色彩計，具備：光圈；將入射光導光的光導波路；配置於光圈的物體側，使來自測定對象的光像成像於光圈的開口面的第1光學系統；配置於光圈與光導波路之間，以使從光圈的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至光導波路的第2光學系統。　　由發明的1或複數實施形態所提供的優點及特徵，從以下提供的詳細說明及圖式可充分理解。該等詳細說明及圖式，僅作為例示提供，並沒有要限定本發明的意圖。

以下，根據圖式說明本發明的實施的一形態。但是，發明的範圍並不限於揭示的實施形態。此外，在各圖中附加相同符號的構成表示相同的構成，適宜省略其說明。在本說明書中，總稱時會以省略添附文字的參照符號表示，指個別的構成時會以附加添附文字的參照符號表示。 (第1實施形態) 　　圖1為表示第1實施形態中的色彩輝度計的構成的區塊圖。此外，圖1也是表示後述的第2及第3實施形態中的色彩輝度計Db、Dc的構成的區塊圖。圖2為表示用於前述色彩輝度計的測定用光學系統的構成的圖。圖2A表示第1實施形態中的前述測定用光學系統，圖2B作為光導波路的一例示出纖維束陣列。圖3表示在前述測定用光學系統中，從第2光學系統的射出面到光導波路(纖維束陣列)的入射面的各光束的光線圖。圖7為表示比較例中的測定用光學系統的構成的圖。圖7A表示比較例中的前述測定用光學系統，圖7B表示在比較例中，從第2光學系統的射出面到光導波路(纖維束陣列)的入射面的各光束的光線圖。　　第1實施形態中的色彩輝度計Da，例如，如圖1所示，具備：測定用光學系統SSa、受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4、介面部(IF部)5。　　測定用光學系統SSa為接收來自測定對象即被測定物Ob的光，並將該接收到的光向受光部1導光的光學元件。測定用光學系統SSa將在後述更具體說明。被測定物Ob在本實施形態中因為是色彩輝度計Da，故為發出光的發光體。　　受光部1為接收在測定用光學系統SSa被導光的來自被測定物Ob的光，藉由將該接收到的光進行光電變換，輸出因應該光強度的電信號的受光部件。受光部1，例如具備：將來自前述受光的被測定物Ob的光分光的分光部、將在前述分光部被分光的光進行光電變換的光電變換元件。更具體來說，在本實施形態中，因為從XYZ的3刺激值測定被測定物Ob的顏色及輝度，受光部1具備：分別對應CIE(國際照明委員會)規定的等色函數X、Y、Z的3個X濾波器11-1、Y濾波器11-2、Z濾波器11-3、分別接收由該等X濾波器11-1、Y濾波器11-2、Z濾波器11-3所分別濾波的各光並進行光電變換的X濾波器用受光元件12-1、Y濾波器用受光元件12-2、Z濾波器用受光元件12-3。在這種受光部1中，來自被測定物Ob的光，由X濾波器11-1所濾波，該經濾波的光由X濾波器用受光元件12-1受光並進行光電變換，X濾波器用受光元件12-1輸出因應該光強度的電信號(X信號)，來自被測定物Ob的前述光，由Y濾波器11-2所濾波，該經濾波的光由Y濾波器用受光元件12-2受光並進行光電變換，Y濾波器用受光元件12-1輸出因應該光強度的電信號(Y信號)，接著，來自被測定物Ob的前述光，由Z濾波器11-3所濾波，該經濾波的光由Z濾波器用受光元件12-3受光並進行光電變換，Y濾波器用受光元件12-1輸出因應該光強度的電信號(Z信號)。受光部1連接至控制處理部2a，該等X信號、Y信號及Z信號被輸出至控制處理部2a。　　輸入部3連接至控制處理部2a，例如，為將指示測定對象即被測定物Ob的測定的指令等各種指令、及例如被測定物Ob的識別子(試料編號或ID或名稱等)的輸入等的測定上必要的各種資料輸入至色彩輝度計Da的裝置，例如，為分配預定機能的複數輸入開關等。輸出部4連接至控制處理部2a，為依照控制處理部2a的控制，將從輸入部3輸入的指令或資料、及由該色彩輝度計Da測定到的被測定物Ob的顏色及輝度輸出的裝置，例如，為CRT顯示器、LCD(液晶顯示裝置)及有機EL顯示器等顯示裝置或印刷機等的印刷裝置等。　　此外，從輸入部3及輸出部4構成觸控面板也可以。構成該觸控面板時，輸入部3例如為檢出電阻膜方式及電容方式等的操作位置並輸入的位置輸入裝置，輸出部4為顯示裝置。在該觸控面板中，在顯示裝置的顯示面上設置位置輸入裝置，顯示能輸入至顯示裝置的1或複數輸入內容的候選，使用者碰觸顯示欲輸入的輸入內容的顯示位置時，由位置輸入裝置來檢出該位置，並將顯示於檢出到的位置的顯示內容作為使用者的操作輸入內容輸入至色彩輝度計Da。在該種觸控面板中，使用者因為容易直覺地理解輸入操作，對使用者來說能提供容易操作的色彩輝度計Da。　　IF部5連接至控制處理部2a，為依照控制處理部2a的控制，與外部機器之間進行資料的輸入輸出的電路，例如，為串列通信方式即RS-232C的介面電路、使用Bluetooth(註冊商標)規格的介面電路、IrDA(Infrared Data Asscoiation)規格等的進行紅外線通信的介面電路、及利用USB(Universal Serial Bus)規格的介面電路等。又，IF部5為與外部機器之間進行通信的電路，例如，也可以是資料通信卡、或依照IEEE802．11規格等的通信介面電路等。　　控制處理部2a將色彩輝度計Da的各部1、3～5因應該各部的機能分別進行控制，掌控色彩輝度計Da全體的控制。接著，控制處理部2a因應輸入部3受理到的指示在測定用光學系統SSa及受光部1測定來自被測定物Ob的光，基於從受光部1輸出的電信號求出被測定物Ob的顏色及輝度，將該求出的被測定物Ob的顏色及輝度輸出至輸出部4。又因應必要，控制處理部2a將前述求出的被測定物Ob的顏色及輝度從IF部5輸出。在本實施形態中，控制處理部2a從由受光部1輸出的X信號、Y信號及Z信號藉由公知的手法求出被測定物Ob的顏色及輝度。控制處理部2a，例如，具備微處理器而構成。　　關於測定用光學系統SSa以下更具體說明。測定用光學系統SSa，例如，如圖2所示具備第1光學系統OSa-1、光圈DI、第2光學系統OSa-2、光導波路OP。　　光圈DI為限制測定徑的光學元件，例如，為具有因應前述測定徑的圓形的貫通開口，且具遮光性的板狀構件。前述貫通開口形成開口面。　　光導波路OP為將入射光導光的光學元件，在本實施形態中，因為將來自被測定物Ob的光分別導光至受光部1中的3個X濾波器11-1、Y濾波器11-2及Z濾波器11-3，為將入射光分歧成3個的光分歧器。更具體來說，在本實施形態中，光導波路OP如圖2B所示，將成束的複數光纖母線在途中分成3個束，將從1個入射面入射的入射光從3個第1至第3出射面分別射出的纖維束陣列。　　第1光學系統OSa-1配置於光圈DI的物體側(被測定物Ob側)，為使來自測定對象的被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面的光學元件。更具體來說，在本實施形態中，第1光學系統OSa-1如圖2A所示，具有正的折射力(光功率、焦距的倒數)，由使來自測定對象的被測定物Ob的光像成為物體側遠心的方式作為中間像成像於光圈DI的開口面的2個第1及第2透鏡群Gra-1、Gra-2所構成。因此，如圖2A所示，從被測定物Ob出射的各光束的各主光線以成為與光軸平行的方式入射至第1透鏡群Gra-1。此外，所謂的主光線與光軸平行，不只是主光線與光軸完全平行的情形，因為製造偏差等，而即便主光線離光軸在±1度的範圍內有偏差，也在誤差的範圍內視為平行。第1及第2透鏡群Gra-1、Gra-2也與後述的各透鏡群Grb~Grf同樣，具備1或複數透鏡而構成。

第2光學系統OSa-2配置於光圈DI與光導波路OP之間，為以使從光圈DI的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至光導波路OP的光學元件。亦即，第2光學系統OSa-2為像側遠心的中繼透鏡，例如，由1個透鏡群Grb所構成。

在該種測定用光學系統SSa中，如上述可明白，依序配置有第1光學系統OSa-1、光圈DI、第2光學系統OSa-2及光導波路OP。光圈DI配置於第1光學系統OSa-1的成像位置。來自測定對象的被測定物Ob的光，以該各光束的各主光線與光軸成為平行的方式入射至第1光學系統OSa-1的第1透鏡群Gra-1。第1光學系統OSa-1藉由該正的折射力，使來自被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面，光圈DI將來自被測定物Ob的光限制在測定徑，並使其入射至第2光學系統OSa-2。藉此測定用光學系統SSa能夠實現均勻且邊緣尖的測定靈敏度，即便是較小的測定徑也能將更多的光量導光。又，因為藉由第2光學系統OSa-2如同兩側遠心的情形不會成為成像關係，故測定用光學系統SSa不容易受到測定面的虹斑的影響。

接著，第2光學系統OSa-2使來自由光圈DI所限制的被測定物Ob的光，以各光束的各主光線成為平行於光軸的方式入射至光導波路OP。因此，測定用光學系統SSa，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。利用比較例詳細說明。該比較例的測定用光學系統SSr如圖7所示，除了使用非像側遠心的透鏡群Grr來取代第2光學系統OSa-2的透鏡群Grb以外，與圖2所示的上述測定用光學系統SSa具有同樣的構成。

一般入射至光導波路的光的傳遞會由前述光導波路的數值孔徑NA所限制。亦即，在因應光導波路的數值孔徑NA的立體角以內入射的光能夠在前述光導波路傳遞，超過因應光導波路的數值孔徑NA的立體角入射的光無法在前述光導波路傳遞。因此，光導波路OP在本實施形態中為了藉由纖維束陣列OP使更多光量入射，使測定用光學系統SSa的像側的數值孔徑NA1與光導波路(纖維束陣列)OP的數值孔徑NA2一致是有效率的。即便這樣使數值孔徑NA1與數值孔徑NA2相互一致，在比較例中的測定用光學系統SSr的情形中，如圖7B所示，由光線A_+1、A_0、A_-1所構成的軸上光束能夠在所有光導波路(纖維束陣列)OP傳遞，但因為透鏡群Grr非像側遠心，由光線B_+1、B_0、B_-1所構成的軸外光束會存在超過因應光導波路(纖維束陣列)OP的數值孔徑NA2的立體角而入射的光線，故無法在所有光導波路(纖維束陣列)OP傳遞，而產生光量消耗。亦即，軸外的光束因為具有大入射角而產生光量損耗。另一方面，在本實施形態的測定用光學系統SSa的情形，如圖3所示，因為由光線A_+1、A_0、A_-1所構成的軸上光束，本來第2光學系統OSa-2的透鏡群Grr為像側遠心，由光線B_+1、B_0、B_-1所構成的軸外光束，其光束中心也會與軸上光束一樣垂直入射，能夠在所有光導波路(纖維束陣列)OP傳遞。因此，本實施形態的測定用光學系統SSa，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。　　接著，光導波路OP，在本實施形態中入射至纖維束陣列OP的來自被測定物Ob的光在纖維束陣列OP傳播，從被分成3個的第1至第3出射面分別射出。　　以光導波路OP的出射面對向受光部1的入射面的方式，配置光導波路OP與受光部1。在本實施形態中，如圖2B所示，以纖維束陣列OP的第1出射面對向受光部1的X濾波器11-1的入射面的方式，且以纖維束陣列OP的第2出射面對向受光部1的Y濾波器11-2的入射面的方式，且以纖維束陣列OP的第3出射面對向受光部1的Z濾波器11-3的入射面的方式，配置纖維束陣列OP與受光部1。　　從光導波路OP出射的來自被測定物Ob的光入射至受光部1。在本實施形態中，從纖維束陣列OP的第1出射面出射的來自被測定物Ob的光入射至受光部1的X濾波器11-1，在X濾波器11-1濾波，該經濾波的光由X濾波器用受光元件12-1受光。從纖維束陣列OP的第2出射面出射的來自被測定物Ob的光入射至受光部1的Y濾波器11-2，在Y濾波器11-2濾波，該經濾波的光由Y濾波器用受光元件12-2受光。接著，從纖維束陣列OP的第3出射面出射的來自被測定物Ob的光入射至受光部1的Z濾波器11-3，在Z濾波器11-1濾波，該經濾波的光由Z濾波器用受光元件12-3受光。　　接著，如同上述，X濾波器用受光元件12-1將因應在X濾波器11-1濾波的光的光強度的X信號向控制處理部2a輸出，Y濾波器用受光元件12-2將因應在Y濾波器11-2濾波的光的光強度的Y信號向控制處理部2a輸出，Z濾波器用受光元件12-3將因應在Z濾波器11-3濾波的光的光強度的Z信號向控制處理部2a輸出。控制處理部2a從由受光部1輸出的X信號、Y信號及Z信號求出被測定物Ob的顏色及輝度，將該求出的被測定物Ob的顏色及輝度輸出至輸出部4。　　如同以上說明，用於本實施形態的色彩輝度計Da的測定用光學系統SSa，第1光學系統OSa-1使來自測定對象的被測定物Ob的光像成像於光圈DI的開口面並形成中間像，第2光學系統OSa-2以使從光圈DI的開口面出射的各光束的各主光線平行於光軸的方式使其入射光導波路(本實施形態中為纖維束陣列)OP。因此，上述測定用光學系統SSa，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。因為上述測定用光學系統SSa形成前述中間像，能夠實現均勻且邊緣尖的測定靈敏度，即便是較小的測定徑也能將更多的光量導光。因此，上述測定用光學系統SSa能將更多的光量從被測定物Ob導光至受光部1。　　上述測定用光學系統SSa，因為藉由第2光學系統OSa-2如同兩側遠心的情形不會成為成像關係，故不容易受到測定面的虹斑的影響。上述測定用光學系統SSa，因為第1光學系統OSa-1由2個的第1及第2透鏡群Gra-1、Gra-2所構成，能將更多光量集光，因應必要也變得容易補正色像差。　　因為使用這種測定用光學系統SSa，第1實施形態中的色彩輝度計Da能提升SN比，能以更高精度測色。上述色彩輝度計Da對於低輝度域的測定特別有利。又，上述色彩輝度計Da能使測定徑更小，能夠提升空間解析度。 (第2實施形態) 　　接著，說明關於別的實施形態。圖4為表示第2實施形態中的測定用光學系統的構成的圖。　　第1實施形態中的色彩輝度計Da使用具備2個的第1及第2透鏡群Gra-1、Gra-2的測定用光學系統SSa，雖在該等第1及第2透鏡群Gra-1、Gra-2形成被測定物Ob的中間像，但在第2實施形態中的色彩輝度計Db為使用以1個透鏡群Grc形成中間像的測定用光學系統SSb者。　　這種第2實施形態中的色彩輝度計Db，例如，如圖1所示，具備：測定用光學系統SSb、受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4、IF部5。該等第2實施形態的色彩輝度計Db中的受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4及IF部5分別與第1實施形態的色彩輝度計Da中的受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4及IF部5相同，故省略該說明。　　用於第2實施形態中的色彩輝度計Db的測定用光學系統SSb，例如，如圖4所示具備第1光學系統OSb-1、光圈DI、第2光學系統OSb-2、光導波路OP。　　光圈DI與第1實施形態的測定用光學系統SSa一樣為限制測定徑的光學元件。光導波路OP與第1實施形態的測定用光學系統SSa一樣，為將入射光導光的光學元件，在本實施形態中也是1入射3出射的纖維束陣列OP。　　第1光學系統OSb-1配置於光圈DI的物體側(被測定物Ob側)，為使來自測定對象的被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面的光學元件。更具體來說，在本實施形態中，第1光學系統OSb-1如圖4所示，具有正的折射力，由使來自測定對象的被測定物Ob的光像成為物體側遠心的方式作為中間像成像於光圈DI的開口面的1個透鏡群Grc所構成。　　第2光學系統OSb-2配置於光圈DI與光導波路OP之間，為以使從光圈DI的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至光導波路OP的光學元件。亦即，第2光學系統OSb-2為像側遠心的中繼透鏡，例如，由1個透鏡群Grd所構成。　　這種用於第2實施形態中的色彩輝度計Db的測定用光學系統SSb，與用於第1實施形態中的色彩輝度計Da的測定用光學系統SSa一樣，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。上述測定用光學系統SSb能夠實現均勻且邊緣尖的測定靈敏度，即便是較小的測定徑也能將更多的光量導光。因此，上述測定用光學系統SSb能將更多的光量從被測定物Ob導光至受光部1。上述測定用光學系統SSb，不容易受到測定面的虹斑的影響。　　接著，上述測定用光學系統SSb，因為第1光學系統OSb-1由1個透鏡群Grc所構成，能更簡易地構成。　　因為使用這種測定用光學系統SSb，第2實施形態中的色彩輝度計Db能達到與第1實施形態中的色彩輝度計Da一樣的作用效果。 (第3實施形態) 　　接著，說明關於別的實施形態。圖5為表示第3實施形態中的測定用光學系統的構成的圖。　　第1及第2實施形態中的色彩輝度計Da、Db使用具備物體側遠心的第1光學系統OSa-1、OSb-1的測定用光學系統SSa、SSb，但在第3實施形態中的色彩輝度計Dc為使用特別是具備非物體側遠心的通常的第1光學系統OSc-1的測定用光學系統SSc者。　　這種第3實施形態中的色彩輝度計Dc，例如，如圖1所示，具備：測定用光學系統SSc、受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4、IF部5。該等第3實施形態的色彩輝度計Dc中的受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4及IF部5分別與第1實施形態的色彩輝度計Da中的受光部1、控制處理部2a、輸入部3、輸出部4及IF部5相同，故省略該說明。　　用於第3實施形態中的色彩輝度計Dc的測定用光學系統SSc，例如，如圖5所示具備第1光學系統OSc-1、光圈DI、第2光學系統OSc-2、光導波路OP。　　光圈DI與第1實施形態的測定用光學系統SSa一樣為限制測定徑的光學元件。光導波路OP與第1實施形態的測定用光學系統SSa一樣，為將入射光導光的光學元件，在本實施形態中也是1入射3出射的纖維束陣列OP。　　第1光學系統OSc-1配置於光圈DI的物體側(被測定物Ob側)，為使來自測定對象的被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面的光學元件。更具體來說，在本實施形態中，第1光學系統OSc-1如圖5所示，具有正的折射力，由使來自測定對象的被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面的1個透鏡群Gre所構成。透鏡群Gre特別不需要是物體側遠心，是通常的光學系統即可。此外，第1光學系統OSc-1具有正的折射力，由使來自測定對象的被測定物Ob的光像作為中間像成像於光圈DI的開口面的複數透鏡群Gre所構成也可以。　　第2光學系統OSc-2配置於光圈DI與光導波路OP之間，為以使從光圈DI的開口面出射的各光束的各主光線與光軸平行的方式入射至光導波路OP的光學元件。亦即，第2光學系統OSc-2為像側遠心的中繼透鏡，例如，由1個透鏡群Grf所構成。　　這種用於第3實施形態中的色彩輝度計Dc的測定用光學系統SSc，與用於第1實施形態中的色彩輝度計Da的測定用光學系統SSa一樣，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。上述測定用光學系統SSc能夠實現均勻且邊緣尖的測定靈敏度，即便是較小的測定徑也能將更多的光量導光。因此，上述測定用光學系統SSc能將更多的光量從被測定物Ob導光至受光部1。上述測定用光學系統SSc，不容易受到測定面的虹斑的影響。

因為使用這種測定用光學系統SSc，第3實施形態中的色彩輝度計Dc能達到與第1實施形態中的色彩輝度計Da一樣的作用效果。

(第4至第6實施形態)

接著，說明關於別的實施形態。圖6為表示第4至第6實施形態中的色彩計的構成的區塊圖。

第1至第3實施形態為分別使用測定用光學系統SSa、SSb、SSc的色彩輝度計Da、Db、Dc，但第4至第6實施形態為分別使用測定用光學系統SSa、SSb、SSc的色彩計Dd、De、Df。

這種第4實施形態中的色彩輝度計Dd，例如，如圖6所示，具備：測定用光學系統SSa、受光部1、控制處理部2b、輸入部3、輸出部4、IF部5、照明部7。該等第4實施形態的色彩計Dd中的測定用光學系統SSa、受光部1、輸入部3、輸出部4及IF部5分別與第1實施形態的色彩輝度計Da中的測定用光學系統SSa、受光部1、輸入部3、輸出部4 及IF部5相同，故省略該說明。

照明部7為以預定的幾何圖將照明光照射至被測定物Ob的照射裝置，例如，具備：連接至控制處理部2b，並依照控制處理部2b的控制放射光的光源部、將從前述光源部放射的光以前述預定的幾何圖作為照明光照射至被測定物Ob的照明光學系統。在圖6中，作為一例雖圖示45°：0°的幾何圖，但幾何圖並不限於此，任意即可。

控制處理部2b將色彩計Dd的各部1、3~5、7因應該各部的機能分別進行控制，掌控色彩輝度計Dd全體的控制。接著，控制處理部2b因應輸入部3受理到的指示在測定用光學系統SSa及受光部1測定來自被測定物Ob的光，並基於從受光部1輸出的電信號求出被測定物Ob的顏色，將該求出的被測定物Ob的顏色輸出至輸出部4。又因應必要，控制處理部2b將前述求出的被測定物Ob的顏色從IF部5輸出。在本實施形態中，控制處理部2b從由受光部1輸出的X信號、Y信號及Z信號，由公知的方法求出被測定物Ob的顏色。控制處理部2b，例如，具備微處理器而構成。

在這種第4實施形態的色彩計Dd中，照明部7以照明光照明被測定物Ob，該反射光入射至測定用光學系統SSa。來自被測定物Ob的光(這裡為反射光)，藉由測定用光學系統SSa而與第1實施形態一樣被導光，由受光部1受光並在受光部1作為X信號、Y信號及Z信號進行光電變換。受光部1將該等X信號、Y信號及Z信號輸出至控制處理部2b，控制處理部2b從該等X信號、Y信號及Z信號求出被測定物 Ob的顏色，將該求出的被測定物Ob的顏色輸出至輸出部4。

用於這種第4實施形態中的色彩計Db的測定用光學系統SSa，能達到與第1實施形態一樣的作用效果。因為使用這種測定用光學系統SSa，第4實施形態中的色彩計Dd能提升SN比，能以更高精度測色。上述色彩計Dd對於低輝度域的測定特別有利。又，上述色彩計Dd能使測定徑更小，能夠提升空間解析度。

這種第5實施形態中的色彩計De，例如，如圖6所示，具備：測定用光學系統SSb、受光部1、控制處理部2b、輸入部3、輸出部4、IF部5、照明部7。該等第5實施形態的色彩計De中的受光部1、輸入部3、輸出部4及IF部5分別與第1實施形態的色彩輝度計Da中的受光部1、輸入部3、輸出部4及IF部5相同，故省略該說明。第5實施形態的色彩計De中的測定用光學系統SSb與第2實施形態的色彩輝度計Db中的測定用光學系統SSb相同，故省略該說明。該等第5實施形態的色彩計De中的控制處理部2b及照明部7分別與第4實施形態的色彩輝度計Dd中的控制處理部2b及照明部7相同，故省略該說明。

用於這種第5實施形態中的色彩計De的測定用光學系統SSb，能達到與第2實施形態一樣的作用效果。因為使用這種測定用光學系統SSb，第5實施形態中的色彩計De能達到與第4實施形態中的色彩輝度計Dd一樣的作用效果。

這種第6實施形態中的色彩計Df，例如，如圖6所示，具備：測定用光學系統SSc、受光部1、控制處理部2b、輸入部3、輸出部4、IF部5、照明部7。該等第6實施形態的色彩計Df中的受光部1、輸入部3、輸出部4及IF部5分別與第1實施形態的色彩輝度計Da中的受光部1、輸入部3、輸出部4及IF部5相同，故省略該說明。第6實施形態的色彩計Df中的測定用光學系統SSc與第3實施形態的色彩輝度計Dc中的測定用光學系統SSc相同，故省略該說明。該等第6實施形態的色彩計Df中的控制處理部2b及照明部7分別與第4實施形態的色彩輝度計Dd中的控制處理部2b及照明部7相同，故省略該說明。

用於這種第6實施形態中的色彩計Df的測定用光學系統SSc，能達到與第3實施形態一樣的作用效果。因為使用這種測定用光學系統SSa，第6實施形態中的色彩計Df能達到與第4實施形態中的色彩輝度計Dd一樣的作用效果。

此外，在上述第1至第6實施形態中，測定用光學系統SSa~SSc中的第2光學系統OSa-2、OSb-2、OSc-2中的像側數值孔徑NA1也可以是光導波路(上述中的纖維束陣列)OP的數值孔徑NA2以上(NA1≧NA2)。在這種測定用光學系統SSa~SSc中，因為NA1≧NA2，從測定用光學系統SSa~SSc出射的光，其一部分不在光導波路(纖維束陣列)OP傳遞，雖產生光量損耗，但從利用圖2C及圖7B的上述說明可明白，該產生的光量損耗的損耗量相較於從前能夠更為降低。該等實施形態中的測定用光學系統SSa~SSc為NA1≧NA2時為有效的。

在本說明書雖揭示上述各種態樣的技術，其中主要技術整理如下。

一態樣的測定用光學系統，具備：光圈；將入射光導光的光導波路；配置於前述光圈的物體側，使來自測定對象的光像成像於前述光圈的開口面的第1光學系統；配置於前述光圈與前述光導波路之間，以使從前述光圈的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至前述光導波路的第2光學系統。

該種測定用光學系統，第1光學系統使來自測定對象的光像成像於前述光圈的開口面並形成中間像，第2光學系統以使從光圈的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至前述光導波路。因此，上述測定用光學系統，能夠降低因軸外的光束具有大入射角而產生的光量損耗，集光效率佳。因為上述測定用光學系統形成前述中間像，能夠實現均勻且邊緣尖的測定靈敏度，即便是較小的測定徑也能將更多的光量導光。因此，上述測定用光學系統能將更多的光量從被測定物導光至受光部。

在其他一態樣中，在上述測定用光學系統中，前述第1光學系統具有正的折射力，且由使來自測定對象的光像成為物體側遠心的方式成像於前述光圈的開口面的2個第1及第2透鏡群所構成。

上述測定用光學系統，因為藉由前述第2光學系統如同兩側遠心的情形不會成為成像關係，故不容易受到測定面的虹斑的影響。上述測定用光學系統，因為前述第1光學系統由2個的第1及第2透鏡群所構成，能將更多光量集光，因應必要也變得容易補正色像差。

在其他一態樣中，在上述測定用光學系統中，前述第1光學系統具有正的折射力，且由使來自測定對象的光像成為物體側遠心的方式成像於前述光圈的開口面的1個透鏡群所構成。

這種測定用光學系統根據與前述態樣相同的理由，不容易受到測定面的虹斑的影響。上述測定用光學系統，因為前述第1光學系統由1個透鏡群所構成，能更簡易地構成。

在其他一態樣中，在上述測定用光學系統中，前述第2光學系統中的像側數值孔徑NA1為前述光導波路的數值孔徑NA2以上(NA1≧NA2)。

這種測定用光學系統雖產生光量損耗，但該產生的光量損耗的損耗量相較於從前能夠更為降低。

其他一態樣的色彩輝度計，係使用該等上述中的任一測定用光學系統。

這種色彩輝度計，因為使用該等上述中的任一測定用光學系統，能將更多的光量從被測定物導光至受光部。因此，上述色彩輝度計能夠提升SN比(Signal-to-Noise ratio)，能以更高精度測色。上述色彩輝度計對於低輝度域的測定特別有利。又，上述色彩輝度計能使測定徑更小，能夠提升空間解析度。

其他一態樣的色彩計，係使用該等上述中的任一測定用光學系統。　　這種色彩計，因為使用該等上述中的任一測定用光學系統，能將更多的光量從被測定物導光至受光部。因此，上述色彩計能夠提升SN比(Signal-to-Noise ratio)，能以更高精度測色。對於低輝度域的測定特別有利。又，上述色彩計能使測定徑更小，能夠提升空間解析度。　　本申請案是以2017年6月15日申請的日本專利發明申請號2017-117588為基礎，將其內容包含至本案中。　　本發明的實施形態詳如圖示且進行說明，但其不單限於圖例及實例。本發明的範圍應以申請專利範圍的文言進行解釋。　　為了表現本發明，雖在上述中參照圖式通過實施形態適切且充分說明本發明，但應意識到該技術領域的通常知識者能夠輕易變更及/或改良上述實施形態。因此，技術領域的通常知識者實施的變更形態或改良形態，只要不脫離申請專利範圍所記載的請求項的權利範圍的話，該變更形態或改良形態應解釋為包含於該請求項的權利範圍中。 [產業上的利用可能性] 　　根據本發明，能提供將來自被測定物的光導光至受光部的測定用光學系統、使用其的色彩輝度計、及使用其的色彩計。

D‧‧‧色彩輝度計SS‧‧‧測定用光學系統1‧‧‧受光部2a‧‧‧控制處理部3‧‧‧輸入部4‧‧‧輸出部5‧‧‧介面部(IF部)Ob‧‧‧被測定物11‧‧‧濾波器12‧‧‧濾波器用受光元件OS‧‧‧光學系統DI‧‧‧光圈OP‧‧‧光導波路(纖維束陣列)Gr‧‧‧透鏡群7‧‧‧照明部

[圖1]表示第1實施形態中的色彩輝度計的構成的區塊圖。　　[圖2]表示用於前述色彩輝度計的測定用光學系統的構成的圖。　　[圖3]表示在前述測定用光學系統中，從第2光學系統的射出面到光導波路的入射面的各光束的光線圖。　　[圖4]表示第2實施形態中的測定用光學系統的構成的圖。　　[圖5]表示第3實施形態中的測定用光學系統的構成的圖。　　[圖6]表示第4至第6實施形態中的色彩計的構成的區塊圖。　　[圖7]表示比較例中的測定用光學系統的構成的圖。

1‧‧‧受光部

2a‧‧‧控制處理部

3‧‧‧輸入部

4‧‧‧輸出部

5‧‧‧介面部(IF部)

11-3‧‧‧Z濾波器

11-2‧‧‧Y濾波器

12-3‧‧‧Z濾波器用受光元件

11-1‧‧‧X濾波器

12-2‧‧‧Y濾波器用受光元件

12-1‧‧‧X濾波器用受光元件

Da(Db、Dc)‧‧‧色彩輝度計

SSa(SSb、SSc)‧‧‧測定用光學系統

Ob‧‧‧被測定物

Claims

一種測定用光學系統，具備：光圈；將入射光導光的光導波路；配置於前述光圈的物體側，使來自測定對象的光像成像於前述光圈的開口面的第1光學系統；配置於前述光圈與前述光導波路之間，以使從前述光圈的開口面出射的各光束的各主光線成為與光軸平行的方式入射至前述光導波路的第2光學系統；前述第2光學系統中的像側數值孔徑為前述光導波路的數值孔徑以上。
如請求項1所記載的測定用光學系統，其中，前述第1光學系統具有正的折射力，且由使來自測定對象的光像成為物體側遠心的方式成像於前述光圈的開口面的2個第1及第2透鏡群所構成。
如請求項1所記載的測定用光學系統，其中，前述第1光學系統具有正的折射力，且由使來自測定對象的光像成為物體側遠心的方式成像於前述光圈的開口面的1個透鏡群所構成。
一種色彩輝度計，係使用請求項1至請求項3中任1項所記載的測定用光學系統。
一種色彩計，係使用請求項1至請求項3中任1項所記載的測定用光學系統。