光測定装置
【課題】精度の高い分光測定が可能な光測定装置を提供するを提供する。
【解決手段】 分光測定装置１は、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す短波長域用エタロン２Ａと、第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す長波長域用エタロン２Ｂと、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を調整する短波長域用アパーチャー４Ａと、長波長域用エタロン２Ｂに入射される前記測定対象光の光量を調整する長波長域用アパーチャー４Ｂと、第一波長光を受光して検出信号を出力する短波長域用光検出器３Ａと、第二波長光を受光して検出信号を出力する長波長域用光検出器３Ｂと、を具備し、短波長域用アパーチャー４Ａを通過する光の光量は、長波長域用アパーチャー４Ｂを通過する光の光量よりも大きい。
【解決手段】 分光測定装置１は、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す短波長域用エタロン２Ａと、第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す長波長域用エタロン２Ｂと、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を調整する短波長域用アパーチャー４Ａと、長波長域用エタロン２Ｂに入射される前記測定対象光の光量を調整する長波長域用アパーチャー４Ｂと、第一波長光を受光して検出信号を出力する短波長域用光検出器３Ａと、第二波長光を受光して検出信号を出力する長波長域用光検出器３Ｂと、を具備し、短波長域用アパーチャー４Ａを通過する光の光量は、長波長域用アパーチャー４Ｂを通過する光の光量よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光特性を測定する光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光の各波長光の光特性（色度や明るさなど）を測定する分光測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の分析装置は、光源から射出され、試料により反射された光を、波長可変干渉フィルターに入射させ、波長可変干渉フィルターを透過した光をフォトダイオード（ＰＤ）で受光する。そして、ＰＤから出力される電流を検出することで、測定を実施する装置である。このような分析装置では、波長可変干渉フィルターを制御することで、波長可変干渉フィルターを透過する光を可変でき、入射した光から所望の波長の光を順次切り替えてＰＤで受信させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図１１に、シリコン製フォトダイオードの一般的な分光感度特性を示す。この図１１に示すように、一般的なＰＤでは、短波長域の光に対する相対感度は、長波長域の光よりも低くなる。このため、短波長光の光量と長波長光の光量とが同一であったとしても、ＰＤでは、短波長光を十分に検出できず、短波長光の光量の方が少ないとした検出結果が出される不都合がある。したがって、上記特許文献１に記載のような分光測定装置では、短波長域の測定結果に対して精度が悪く、入射光に対する正確な光特性の測定が実施できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような問題に鑑みて、精度の高い分光測定が可能な光測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光測定装置は、測定対象光のうち、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す第一光フィルターと、前記測定対象光のうち、前記第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す第二光フィルターと、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第二光量調整部と、前記第一光フィルターにより取り出された第一波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第一光検出器と、前記第二光フィルターにより取り出された第二波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第二光検出器と、を具備し、前記第一光量調整部により調整される、前記第一光フィルターに入射される光の光量は、前記第二光量調整部により調整される、前記第二光フィルターに入射される光の光量よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出すための第一光フィルターと、第一測定波長域より長波長域である第二測定波長域内の第二波長の光を取り出すための第二光フィルターとを分離し、第一光量調整部および第二光量調整部により、第一光フィルターおよび第二光フィルターに入射される測定対象光の光量を調整している。すなわち、第一光量調整部および第二光量調整部は、第一光フィルターに入射される測定対象光の光量の方が、第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなるように、測定対象光の光量を調整する。そして、第一光フィルターから取り出された光を第一検出部で受光させ、第二光フィルターから取り出された光を第二検出部で受光させている。
ここで、第一検出部および第二検出部は、光電変換処理により、受光量に応じて検出信号（電気信号）を出力する素子であり、例えばフォトダイオード、フォトＩＣなどが例示できる。このような第一および第二検出部では、図１１に示すように、短波長域での分光感度が低く、長波長域での分光感度が高くなる。これに対して、本発明では、第一光量調整部および第二光量調整部により、短波長域である第一測定波長域の第一波長の光を取り出すための第一光フィルターに入射される測定対象光の光量は、長波長域である第二測定波長域の第二波長の光を取り出すための第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなるように設定されている。したがって、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【０００９】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第一開口部を有する第一アパーチャーを備え、前記第二光量調整部は、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第二開口部を有する第二アパーチャーを備え、前記第一アパーチャーの前記第一開口部は、前記第二アパーチャーの前記第二開口部よりも開口径が大きいことが好ましい。
【００１０】
この発明では、第一アパーチャーの第一開口径が、第二アパーチャーの第二開口径よりも大きく形成されている。このため、第一アパーチャーにより絞られて第一光フィルターに入射される測定対象光の光量が、第二アパーチャーにより絞られて第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１１】
本発明の光測定装置は、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、前記第一凹面反射鏡から前記第一フォーカス点までの第一集光距離は、前記第二凹面反射鏡から前記第二フォーカス点までの第二集光距離よりも短いことが好ましい。
【００１２】
この発明では、第一光量調整部および第二光量調整部は、それぞれ第一凹面反射鏡および第二凹面反射鏡を備えている。そして、第一凹面反射鏡は、第一集光距離が、第二凹面反射鏡の第二集光距離よりも短くなるように、凹面形状が形成されている。
ここで、第一凹面反射鏡と第一光フィルターとの距離、第二凹面反射鏡と第二フィルターとの距離がそれぞれ同じ距離であり、第一光フィルターおよび第二光フィルターが、それぞれ、第一凹面反射鏡および第二凹面反射鏡から第一集光距離程度の位置に配設される場合、第一光フィルターに、より多くの測定対象光が集光されることになる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
また、第一光フィルターおよび第二光フィルターの光入射側に、測定対象光の光量を絞るアパーチャーが設けられる場合、第一凹面反射鏡の第一集光距離が第二凹面反射鏡の第二集光距離よりも短いため、第一凹面反射鏡により反射された測定対象光の方が、第二凹面反射鏡により反射された測定対象光よりも、アパーチャーの開口内により多く入射される。これにより、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
以上により、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１３】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、第一反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、第二反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、前記第一凹面反射鏡の前記第一反射領域は、前記第二凹面反射鏡の前記第二反射領域よりも大きいことが好ましい。
【００１４】
この発明では、第一凹面反射鏡の第一反射領域が、第二凹面反射鏡の第二反射領域よりも大きいため、第二凹面反射鏡より多くの測定対象光が第一凹面反射鏡で反射されて、第一光フィルターに入射される。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１５】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる複数の第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる少なくとも１つ以上の第二凹面反射鏡を備え、前記第一光量調整部の前記第一凹面反射鏡の数は、前記第二光量調整部の前記第二凹面反射鏡の数よりも多いことが好ましい。
【００１６】
この発明では、第一光フィルターに向かって測定対象光を反射させる第一凹面反射鏡の数が、第二光フィルターに向かって測定対象光を反射させる第二凹面反射鏡よりも多い。このため、これらの第一凹面反射鏡により、より多くの光を第一光フィルターに入射させることができる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１７】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、前記第一集光レンズから前記第一レンズフォーカス点までの第一レンズ集光距離は、前記第二集光レンズから前記第二レンズフォーカス点までの第二レンズ集光距離よりも短いことが好ましい。
【００１８】
この発明では、第一光量調整部および第二光量調整部は、それぞれ第一集光レンズおよび第二集光レンズを備えている。そして、第一集光レンズは、第一レンズ集光距離が、第二集光レンズの第二レンズ集光距離よりも短くなるように、レンズ曲率が形成されている。
ここで、第一集光レンズと第一光フィルターとの距離、第二集光レンズと第二フィルターとの距離がそれぞれ同じ距離であり、第一光フィルターおよび第二光フィルターが、それぞれ、第一集光レンズおよび第二集光レンズから第一レンズ集光距離程度の位置に配設されている場合、第一光フィルターにより多くの測定対象光が集光されることになる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
また、第一光フィルターおよび第二光フィルターの光入射側に測定対象光の光量を絞るアパーチャーが設けられる場合、第一集光レンズの第一レンズ集光距離が第二集光レンズの第二レンズ集光距離よりも短いため、第一集光レンズで集光される測定対象光の方が、第二集光レンズで集光される測定対象光よりも、アパーチャーの開口内により多く入射される。これにより、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
以上により、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１９】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、第一レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、前記第二光量調整部は、第二レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、前記第一集光レンズの前記第一レンズ径は、前記第二集光レンズの前記第二レンズ径よりも大きいことが好ましい。
【００２０】
この発明では、第一集光レンズの第一レンズ径が、第二集光レンズの第二レンズ径よりも大きいため、第二集光レンズより多くの測定対象光が第一集光レンズに入射して集光され、第一光フィルターに入射される。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００２１】
本発明の光測定装置では、測定対象に光を照射する光源を備え、前記第一光量調整部および前記第二調整部は、前記光源から射出され、前記測定対象により反射された測定対象光の光量を調整することが好ましい。
【００２２】
この発明では、例えば色度測定などにおいて、基準光源として用いられる白熱電球などの光源を用いて、測定対象に光を照射し、測定対象で反射された測定対象光の光量を第一検出部および第二検出部で測定する。このような光源は、一般に、短波長域の光の放射エネルギーが小さく、長波長域の光の放射エネルギーが大きくなる。したがって、例えば、１つの光フィルターにより、所望の波長光を取り出し、その波長光の光量を１つの検出器により検出する場合、短波長側の波長光の検出精度が低下してしまう。また、検出器においても、上述したように短波長域の分光感度は、長波長域の分光感度よりも小さいため、より検出精度が低下することが考えられる。しかしながら、本発明では、上記のように、このような光源を用いた場合であっても、第一および第二光量調整部により、第一光フィルターに入射される測定対象光の光量を、第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも大きくすることができるため、光源の放射エネルギーの差による検出精度の低下を抑制することができ、より高精度な光量の検出を実施することができる。
【００２３】
本発明の光測定装置では、前記第一光フィルターおよび前記第二光フィルターは、第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜および第二反射膜の間のギャップの間隔を可変させる静電アクチュエーターと、備えることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、第一光フィルターおよび第二光フィルターは、互いに対向配置された第一基板および第二基板と、これらの基板間に配設される第一反射膜および第二反射膜と、これらの第一反射膜および第二反射膜の間のギャップ間隔を調整する静電アクチュエーターとを備えている。このような構成の第一および第二光フィルターは、いわゆるファブリーペロー・エタロンとして機能し、半波長の整数倍が第一反射膜および第二反射膜間のギャップ間隔に一致する光のみが強め合って反射膜を透過する。したがって、静電アクチュエーターを制御して、第一反射膜および第二反射膜間のギャップ間隔を切り替えることで、容易に第一波長および第二波長を切り替えることが可能となる。これにより、第一光フィルターにより、第一波長域内の所望の第一波長の光を取り出すことができ、第二光フィルターにより、第二波長域内の所望の第二波長の光を取り出すことができる。
【００２５】
本発明の光測定装置では、前記測定対象光は可視光であり、前記第一測定波長域および前記第二測定波長域は、可視光域を含むことが好ましい。
この発明では、可視光範囲内を測定対象の波長域とすることで、測定対象光の色度の測定を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】図２においてエタロンをIII-III線で断面した際の断面図である。
【図４】エタロンの分光特性を示す図である。
【図５】第一実施形態の分光測定装置において、各光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。
【図６】図５に対する比較例であり、１つのエタロンにより測定対象光を分光し、１つの光検出器により分光された光を受光した際の、光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図８】白熱電球から射出される白色光において、各波長の光の放射エネルギーを示す図である。
【図９】本発明に係る第三実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明に係る第四実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図１１】一般的なシリコン製フォトダイオードの分光感度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る第一実施形態の分光測定装置（光測定装置）について、図面を参照して説明する。
〔１．分光測定装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の光測定装置としての分光測定装置の概略構成を示す図である。
この分光測定装置１は、検査対象Ａで反射された測定対象光の各波長における光量を測定する装置である。具体的には、分光測定装置１は、図１に示すように、短波長域用測定部１０Ａと、長波長域用測定部１０Ｂと、図示しない測定制御部と、を備えている。また、短波長域用測定部１０Ａは、本発明の第一光フィルターである短波長域用エタロン２Ａと、第一光検出器である短波長域用光検出器３Ａと、本発明の第一光量調整部および第一アパーチャーを構成する短波長域用アパーチャー４Ａと、を備えている。また、長波長域用測定部１０Ｂは、本発明の第二光フィルターである長波長域用エタロン２Ｂと、第二光検出器である長波長域用光検出器３Ｂと、本発明の第二光量調整部および第二アパーチャーを構成する長波長域用アパーチャー４Ｂと、を備えている。
【００２８】
〔１−１．エタロンの構成〕
短波長域用測定部１０Ａの短波長域用エタロン２Ａ、および長波長域用測定部１０Ｂの長波長域用エタロン２Ｂは、略同一構成を有するエタロン２である。
図２は、本実施形態におけるエタロン２の概略構成を示す平面図である。図３は、図２におけるIII−III線を断面した断面図である。
【００２９】
エタロン２（２Ａ，２Ｂ）は、図２、図３に示すように、例えば平面正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン２は、第一基板２１、および第二基板２２を備えている。これらの２枚の基板２１，２２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。これらの中でも、各基板２１，２２の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板２１，２２を形成することで、後述する反射膜２３，２４や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板２１，２２は、外周部近傍に形成される接合面２１３，２２３が、例えば常温活性化接合や、接着層による接着接合などの接合方法により接合されて、一体的に構成されている。
【００３０】
また、第一基板２１と、第二基板２２との間には、第一反射膜２３および第二反射膜２４が設けられる。ここで、第一反射膜２３は、第一基板２１の第二基板２２に対向する面に固定され、第二反射膜２４は、第二基板２２の第一基板２１に対向する面に固定されている。また、これらの第一反射膜２３および第二反射膜２４は、ギャップＧを介して対向配置されている。
さらに、第一基板２１と第二基板２２との間には、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧの寸法を調整するための静電アクチュエーター２５が設けられている。
【００３１】
（１−１−１．第一基板の構成）
第一基板２１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図２、図３に示すように、第一基板２１には、エッチングにより電極形成溝２１１および反射膜固定部２１２が形成される。
電極形成溝２１１は、図２に示すようなエタロン２を厚み方向から見た平面視（以降、エタロン平面視と称す）において、平面中心点を中心とした円形に形成されている。反射膜固定部２１２は、前記平面視において、電極形成溝２１１の中心部から第二基板２２側に突出して形成される。
【００３２】
電極形成溝２１１は、反射膜固定部２１２の外周縁から、当該電極形成溝２１１の内周壁面までの間に、リング状に形成される電極固定面２１１Ａ（図３参照）を備えている。この電極固定面２１１Ａにリング状の第一電極２５１（図３参照）が形成される。
また、第一基板２１には、電極形成溝２１１から、当該第一基板２１の頂点方向に向かって、図示略の凹溝が形成されている。さらに、図２に示すエタロン平面視において、電極固定面２１１Ａに形成される第一電極２５１から、紙面左上方向および右下方向に、それぞれ第一引出電極２５１Ａが、前記凹溝に沿って延出している。これらの第一引出電極２５１Ａは、先端には、それぞれ第一電極パッド２５１Ｂが形成され、これらの第一電極パッド２５１Ｂが測定制御部に接続される。
【００３３】
反射膜固定部２１２は、上述したように、電極形成溝２１１と同軸上で、電極形成溝２１１よりも小さい径寸法となる円柱状に形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、反射膜固定部２１２の第二基板２２に対向する反射膜固定面２１２Ａが、電極固定面２１１Ａよりも第二基板２２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面２１１Ａおよび反射膜固定面２１２Ａの高さ位置は、反射膜固定面２１２Ａに固定される第一反射膜２３、および第二基板２２に形成される第二反射膜２４の間のギャップＧの寸法、第一電極２５１および第二基板２２に形成される後述の第二電極２５２の間の寸法、第一反射膜２３や第二反射膜２４の厚み寸法により適宜設定されるものであり、上記のような構成に限られない。例えば反射膜２３，２４として、誘電体多層膜反射膜を用いた場合など、その厚み寸法が増大する場合、電極固定面２１１Ａと反射膜固定面２１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面２１１Ａの中心部に、円柱凹溝上の反射膜固定溝が形成され、この反射膜固定溝の底面に反射膜固定面２１２Ａが形成される構成などとしてもよい。
ただし、第一電極２５１および第二電極２５２の間に作用する静電引力は、第一電極２５１および第二電極２５２の距離の二乗に反比例する。したがって、これら第一電極２５１および第二電極２５２の距離が近接するほど、静電引力の電圧値に対するギャップＧの変動量も大きくなる。特に、ギャップＧの可変寸法が微小な場合、ギャップＧの可変制御が困難となる。したがって、上記のように、反射膜固定溝を形成する場合であっても、電極形成溝２１１の深さ寸法をある程度確保する方が好ましく、本実施形態では、例えば、１μｍに形成されることが好ましい。
【００３４】
また、反射膜固定部２１２の反射膜固定面２１２Ａは、エタロン２を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａでは、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの第一測定波長域の光を取り出すため、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧは、少なくとも１７５ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲で調整可能に溝深さが設定される。また、長波長域用エタロン２Ｂでは、５００ｎｍ〜７５０ｎｍの第二測定波長域の光を取り出すため、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧは、少なくとも、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲で調整可能に溝深さが設定される。
【００３５】
そして、反射膜固定面２１２Ａには、直径が例えば約３ｍｍの円形状に形成される第一反射膜２３が固定されている。この第一反射膜２３としては、金属の単層膜により形成されるものであってもよく、誘電体多層膜により形成されるものであってもよい。
ここで、ＡｇＣ層などの金属単層膜を用いた場合、１つのエタロン２で分光可能な波長域として可視光全域をカバーすることが可能となるが、透過率や分解能が低下する。これに対して、誘電体多層膜を用いた場合、１つのエタロン２で分光可能な波長域が狭くなるが、分光された光の透過率が大きく、分解能も高くなる。
ところで、本実施形態では、第一測定波長域の範囲で光を分光させるための、短波長域用エタロン２Ａと、第二測定波長域の範囲で光を分光させるための、長波長域用エタロン２Ｂと、を用いるため、１つのエタロン２で広い波長域をカバーする必要がない。以上の理由から、本実施形態では、第一反射膜２３として、より透過率が大きく、分解能が良好な誘電体多層膜を用いることが好ましい。
【００３６】
さらに、第一基板２１は、第二基板２２に対向する上面とは反対側の下面において、第一反射膜２３に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板２１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３７】
（１−１−２．第二基板の構成）
第二基板２２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、第二基板２２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部２２１と、可動部２２１と同軸であり可動部２２１を保持する連結保持部２２２と、を備えている。
【００３８】
可動部２２１は、連結保持部２２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、第二基板２２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部２２１は、反射膜固定部２１２に平行な可動面２２１Ａを備え、この可動面２２１Ａに、第一反射膜２３にギャップＧを介して対向する第二反射膜２４が固定されている。
ここで、この第二反射膜２４は、上述した第一反射膜２３と同一の構成の反射膜、すなわち誘電体多層膜により形成されることが好ましい。
【００３９】
さらに、可動部２２１は、可動面２２１Ａとは反対側の上面において、第二反射膜２４に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板２１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。
【００４０】
連結保持部２２２は、可動部２２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部２２２の第一基板２１に対向する面には、第一電極２５１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二電極２５２が形成されている。ここで、この第二電極２５２および前述した第一電極２５１により、静電アクチュエーター２５が構成される。
また、第二電極２５２の外周縁の一部からは、一対の第二引出電極２５２Ａが外周方向に向かって形成されている。具体的には、図２に示すエタロン平面視において、第二引出電極２５２Ａは、エタロン２の右上方向および左下方向に向かって、それぞれ延出して形成されている。そして、これらの第二引出電極２５２Ａは、先端には、それぞれ第二電極パッド２５２Ｂが形成され、これらの第二電極パッド２５２Ｂが測定制御部に接続されている。
【００４１】
次に、上述のようなエタロン２の動作について説明する。図４は、短波長域用エタロン２Ａおよび長波長域用エタロン２Ｂの分光特性を示す図である。
上述のようなエタロン２では、例えば測定対象光が第二基板２２側から入射されると、この測定対象光は、第一反射膜２３および第二反射膜２４間で多重干渉される。そして、測定対象光のうち、波長の１／２の整数倍が、第一反射膜２３および第二反射膜２４間のギャップＧの寸法と一致する光が多重干渉により強め合い、第一基板２１側へ透過する。この時、測定制御部から静電アクチュエーター２５の第一電極２５１および第二電極２５２に駆動電圧が印加されることで、第一電極２５１および第二電極２５２間に静電引力が働き、第二基板２２の可動部２２１が第一基板２１側に変位する。これにより、第一反射膜２３および第二反射膜２４のギャップＧの寸法が変化し、図４に示すように、第一基板２１側に透過する光の波長が変化する。
具体的には、図４に示すように、短波長域用エタロン２Ａでは、測定対象光のうち、第一測定波長域（３５０〜５００ｎｍ）の範囲でギャップＧの寸法に対応した第一波長の光（第一波長光）のみが透過される。長波長域用エタロン２Ｂでは、測定対象光のうち、第二測定波長域（５００〜７５０ｎｍ）の範囲でギャップＧの寸法に対応した第二波長の光（第二波長光）のみが透過される。
【００４２】
〔１−２．光検出器の構成〕
短波長域用光検出器３Ａ、および長波長域用光検出器３Ｂは、同一構成を有する光検出器３である。これらの光検出器３（３Ａ，３Ｂ）は、例えばフォトダイオードやフォトＩＣなどの複数の光電変換素子を備えており、光を受光すると、受光量に応じた検出信号を出力する。具体的には、短波長域用光検出器３Ａは、短波長域用エタロン２Ａを透過した第一波長光を受光し、第一波長光の光量に応じた検出信号（短波長側検出信号）が測定制御部に出力される。また、長波長域用光検出器３Ｂは、長波長域用エタロン２Ｂを透過した第二波長光を受光し、第二波長光の光量に応じた検出信号（長波長側検出信号）が測定制御部に出力される。
【００４３】
また、このような光電変換素子（例えばシリコン製フォトダイオード）を用いた光検出器３（３Ａ，３Ｂ）は、上記において説明した図１１に示すような、分光感度特性を有する。すなわち、光検出器３では、長波長の光では、分光感度が高く、高精度に光量を検出することが可能となるが、短波長側に向かうに従って、分光感度が低くなり、光量の検出精度が低下する。
このような問題に対して、本発明では、測定対象光のうち、短波長域側である第一測定波長域の範囲から第一波長光を透過させる短波長域用エタロン２Ａに対して入射される測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、測定対象光のうち、長波長域側である第二測定波長域の範囲から第二波長光を透過させる長波長域用エタロン２Ｂに対して入射される測定対象光の光量を調整する第二光量調整部とを設けることで、上記のような光量の検出精度の低下を抑制する。そして、第一実施形態では、これらの第一光量調整部および第二光量調整部の一例として、アパーチャー４により測定対象光を絞り、エタロン２に入射される測定対象光の光量を制限する例を示す。
【００４４】
〔１−３．アパーチャーの構成〕
短波長域用アパーチャー４Ａ、および長波長域用アパーチャー４Ｂは、それぞれ、短波長域用エタロン２Ａ、および長波長域用エタロン２Ｂの測定対象光の入射側、すなわち、第二基板２２側に設けられている。これらの短波長域用アパーチャー４Ａおよび長波長域用アパーチャー４Ｂは、図１に示すように、それぞれ、第一開口部４１および第二開口部４２を備えている。そして、これらの短波長域用アパーチャー４Ａおよび長波長域用アパーチャー４Ｂは、第一開口部４１および第二開口部４２により、短波長域用エタロン２Ａや長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光路径を絞ることで、測定対象光の光量を制限する。
【００４５】
本実施形態における短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の径寸法（Ｄａ）は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２の径寸法（Ｄｂ）よりも大きく形成されている。従って、短波長域用アパーチャー４Ａにより絞られて短波長域用エタロン２Ａに入射する測定対象光の光量は、長波長域用アパーチャー４Ｂにより絞られて長波長域用エタロン２Ｂに入射する測定対象光の光量よりも多くなる。
これらの第一開口部４１および第二開口部４２の開口径Ｄａ，Ｄｂとしては、短波長域用光検出器３Ａおよび長波長域用光検出器３Ｂにより検出される測定対象光の測定波長域により適宜設定されるものである。例えば、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａにおいて、可視光域のうち３５０ｎｍ〜５００ｎｍの第一測定波長域から所定の第一波長光を取り出し、短波長域用光検出器３Ａで第一波長光を受光する。また、長波長域用エタロン２Ｂでは、可視光域のうち５００ｎｍ〜７５０ｎｍの第二測定波長域から所定の第二波長光を取り出し、長波長域用光検出器３Ｂで第二波長光を受光する。この場合、測定対象光として、全波長の光の光量が同一である白色光を用い、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出した際に、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、第一開口部４１および第二開口部４２の開口径Ｄａ，Ｄｂが調整されている。
【００４６】
〔１−４．測定制御部の構成〕
測定制御部は、上述したように、エタロン２（２Ａ，２Ｂ）の第一電極パッド２５１Ｂ、第二電極パッド２５２Ｂに接続されている。そして、測定制御部は、これらの第一電極パッド２５１Ｂ、第二電極パッドを介して、第一電極２５１および第二電極２５２に駆動電圧を印加することで、エタロン２のギャップＧの寸法を変化させ、エタロン２を透過する第一波長光および第二波長光の波長を切り替える。
また、測定制御部は、光検出器３（３Ａ，３Ｂ）に接続され、これらの光検出器３から出力される検出信号を受信する。そして、測定制御部は、これらの入力された検出信号に基づいて、各波長に対する受光量を算出し、測定対象光の分光特性の測定処理を実施する。
【００４７】
〔２．分光測定装置の分光感度〕
次に上述のような分光測定装置における分光感度について説明する。図５は、本実施形態の分光測定装置において各光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。図６は、図５に対する比較例であり、１つのエタロンにより測定対象光を分光し、１つの光検出器により分光された光を受光した際の、光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。なお、図５、図６において、各波長の光の光量がほぼ同等である白色光を測定対象光とした場合の受光量を示す。
図６に示すように、１つのエタロンにより測定対象光を分光させ、分光させた光を光検出器で受光させると、光検出器の分光感度が、図１１に示すような特性を有するため、分光測定装置においても、長波長側の光に対する受光量が大きく、短波長側の光に対する受光量が小さくなる。これに対して、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量が増大するため、その分、短波長域の第一測定波長域内での受光量も増大し、図５に示すように、短波長域用光検出器３Ａで検出される第一波長光の光量も増大する。したがって、本実施形態の分光測定装置では、図６に示すような１つのエタロンおよび１つの検出器により測定対象光の分光特性を測定する場合に比べて、短波長域での測定精度が向上し、全体として、分光特性の測定精度を向上させることが可能となる。
【００４８】
〔３．第一実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第一実施形態の分光測定装置１では、測定対象光のうち、短波長側の第一測定波長域の範囲内の光から第一波長光を取り出す短波長域用エタロン２Ａと、測定対象光のうち、長波長側の第二測定波長域の範囲内の光から第二波長光を取り出す長波長域用エタロン２Ｂと、第一波長光を受光して検出信号を出力する短波長域用光検出器３Ａと、第二波長光を受光して検出信号を出力する長波長域用光検出器３Ｂと、を備えている。そして、短波長域用エタロン２Ａの光入射側には、短波長域用アパーチャー４Ａが設けられ、長波長域用エタロン２Ｂの光入射側には、長波長域用アパーチャー４Ｂが設けられ、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２よりも大きい開口径を有している。
このため、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。このため、第一波長光の光量が増大し、これに伴って、短波長域用光検出器３Ａにおいても第一波長光の受光量が増大する。したがって、分光測定装置１の分光特性の測定精度を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明の第一および第二光フィルターは、互いに対向配置される第一基板２１および第二基板２２と、第一基板２１および第二基板２２の間に設けられる第一反射膜２３および第二反射膜２４と、これらの第一反射膜２３および第二反射膜２４のギャップＧの寸法を調整する静電アクチュエーター２５とを備えたエタロン２（２Ａ，２Ｂ）により構成されている。このようなエタロン２では、静電アクチュエーター２５に印加する電圧を制御することで、静電引力により、ギャップＧの隙間寸法を調整することが可能であり、ギャップＧの隙間寸法に応じた光を取り出すことができる。したがって、短波長域用エタロン２Ａでは、第一測定波長域内で、第一波長を切り替えて透過させることができ、長波長域用エタロン２Ｂでは、第二測定波長域内で、第二波長を切り替えて透過させることができる。このため、分光測定装置１では、例えば可視光全域に対して、各波長域に対する光量を測定することができ、精度の高い分光特性の測定を実施することができる。
【００５０】
また、１つのエタロン２により、測定対象光から１つの波長の光を取り出す場合に比べて、２つのエタロン２Ａ，２Ｂによりそれぞれ異なる波長の光を取り出すことができるため、分光特性測定における測定時間も短縮させることができる。
【００５１】
また、第一測定波長域が３５０〜５００ｎｍに設定され、第二測定波長域が５００〜７５０ｎｍに設定されているため、可視光のほぼ全域をカバーすることができ、測定対象光の正確な色特性などをも実施することができる。
【００５２】
［第二実施形態］
次に本発明に係る第二実施形態の分光測定装置について、図面に基づいて説明する。
図７は、第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。なお、以降の実施形態の説明に当たり、上記第一実施形態と同様の構成については同符号を付すとともに、その説明を省略、又は簡略する。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、測定対象Ａで反射された平行光である測定対象光を、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）により絞ることで、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を、長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くし、測定精度を向上させた。
これに対して、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、さらに、凹面反射鏡を用いて、測定対象光を集光して、短波長域用エタロン２Ａおよび長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量を調整する。
また、上記第一実施形態では、測定対象Ａにより反射された自然光を測定対象光としたが、第二実施形態では、光源５から白色光を射出して、レンズ６により例えば白色光を平行光とした後、測定対象Ａで反射させ、その反射光を測定対象光とする。
【００５３】
具体的には、図７に示すように、分光測定装置１Ａは、光源５と、短波長域用測定部１０Ａと、長波長域用測定部１０Ｂと、本発明の第一光量調整部を構成する第一凹面反射鏡である短波長域用凹面反射鏡７Ａと、本発明の第二光量調整部を構成する第二凹面反射鏡である長波長域用凹面反射鏡７Ｂとを備えている。
【００５４】
光源５は、測定対象Ａに対して光を射出する装置である。この光源５としては、例えば白熱電球やＬＥＤなど、光を射出可能な構成であれば、いかなる装置を用いてもよいが、特に、分光測定装置１Ａより、測定対象Ａの色度を測定する場合、ＣＩＥ（国際照明委員会）により定められたＣＩＥ標準光源である白熱電球を用いることが好ましい。
【００５５】
ここで、図８に白熱電球の一般的な分光特性を示す。
ＣＩＥ表色系に基づいた色度の測定を実施する場合、光源５として、上述のように白熱電球を用いることが好ましいが、この白熱電球は、図８に示すような分光特性を有している。すなわち、白熱電球から射出される白色光は、短波長域の光の放射エネルギーに比べて、長波長域の光の放射エネルギーの方が大きくなる。また、上述したように、各光検出器３においても、短波長域における分光感度が、長波長域における分光感度よりも低い。したがって、このような白熱電球を光源５として用いる場合、上記第一実施形態のような自然光を用いる場合に比べて、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を、さらに多くする必要が生じる。
そこで、第二実施形態では、凹面反射鏡７を用いて、測定対象光を集光させることで、測定対象光の光量を増加させている。
【００５６】
具体的には、これらの凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）は、それぞれ測定部１０（１０Ａ，１０Ｂ）に対向して設けられており、測定対象Ａで反射された測定対象光を、測定部１０（１０Ａ，１０Ｂ）に向かって反射させる反射領域７１を備えている。ここで、短波長域用測定部１０Ａに対向する、第一凹面反射鏡である短波長域用凹面反射鏡７Ａと、長波長域用測定部１０Ｂに対向する、第二凹面反射鏡である長波長域用凹面反射鏡７Ｂとでは、測定対象光を反射可能な領域である反射領域７１の面積および凹面曲率が異なっている。
すなわち、図７に示すように、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積Ｓａは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積Ｓｂよりも大きく形成されている。これにより、短波長域用凹面反射鏡７Ａでは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂよりも多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに入射させることが可能となり、短波長域用光検出器３Ａで受光される第一波長光の光量も多くなる。
【００５７】
また、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂでは、反射領域７１における曲率が異なり、これにより、反射領域７１から、測定対象光が集光されるフォーカス点までの距離（集光距離）が異なっている。具体的には、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの中心点から、当該短波長域用凹面反射鏡７Ａのフォーカス点（第一フォーカス点Ｆ１）までの距離（第一集光距離Ｌａ１）は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの中心点から、当該長波長域用凹面反射鏡７Ｂのフォーカス点（第二フォーカス点Ｆ２）までの集光距離（第二集光距離Ｌｂ１）に比べて、短く設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される測定対象光のうち、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通り、短波長域用エタロン２Ａ側に射出される測定対象光の光量の方が、長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより反射される測定対象光のうち、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通り、長波長域用エタロン２Ｂ側に射出される測定対象光の光量の方よりも多くなる。
【００５８】
また、上記第一実施形態と同様に、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部の開口径よりも大きいため、さらに、短波長域用エタロン２Ａ側に入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂ側に入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００５９】
以上により、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量は、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも大きくなる。また、アパーチャー４の開口径による光量調整に加え、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積、集光距離の違いにより光量調整が行われることで、上記第一実施形態の分光測定装置１よりも効果的に短波長域用測定部１０Ａへ入射される測定対象光の光量を増大させることができる。
【００６０】
また、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１、Ｌｂ１としては、上記第一実施形態と同様に、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、正しく白色光である測定対象光の測定結果が得られるように、設定する。すなわち、測定対象光を白色光とし、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出した際に、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１、Ｌｂ１が調整されている。
【００６１】
〔第二実施形態の作用効果〕
上述したように、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに対向して、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられる。そして、これらの凹面反射鏡７において、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一集光距離Ｌａ１は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二集光距離Ｌｂ１よりも短く設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａで反射されて短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通過する測定対象光の光量が、長波長域用凹面反射鏡７Ｂで反射されて長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通過する測定対象光の光量よりも多くなる。したがって、短波長域用測定部１０Ａで測定される短波長域の測定対象光の光量が大きくなるため、短波長域用エタロン２Ａで取り出される第一波長光の光量も多くなる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００６２】
また、分光測定装置１Ａでは、凹面反射鏡７において、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積Ｓａは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積Ｓｂよりも大きく設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａでは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂより多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに反射させることができる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００６３】
そして、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、白熱電球である光源５からの光が測定対象Ａに反射された測定対象光としている。このようなＣＩＥ（国際照明委員会）により定められたＣＩＥ標準光源を用いることで、測定制御部により各波長光の光量に基づいて測定対象Ａの色度を分析する際に、国際標準であるＣＩＥ表色系に合致した色度に補正することなく、測定結果をそのままＣＩＥ表色系に合致した色度として用いることができる。このため、色度測定を効率よく実施することができる。
また、このような光源５では、短波長域側の光の放射エネルギーが、光波長域側の光の放射エネルギーよりも小さくなり、これに加えて、光検出器３の分光感度においても、上記のように、短波長域側で小さくなる。このため、これらの損失分を補正するために、短波長域用測定部１０Ａにより多くの光量の測定対象光を入射させる必要がある。
これに対して、本実施形態の分光測定装置１Ａでは、上記したしたように、アパーチャー４の開口径による測定対象光の光量調整に加え、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量をさらに増大させている。このため、上述のように、短波長域の放射エネルギーが低い光源５を用い、かつ短波長域の分光感度が低い光検出器３を用いる場合でも、測定対象光の短波長域側を測定する短波長域用測定部１０Ａにより多くの測定対象光を入射させることができ、測定精度を向上させることができる。
【００６４】
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態の分光測定装置１Ｂについて、図面に基づいて説明する。
図９は、第三実施形態の分光測定装置１Ｂの概略構成を示す図である。
【００６５】
上記第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂが、それぞれ１つずつ設けられ、これらの反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１，Ｌｂ１をそれぞれ異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させた。これに対して、第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、図９に示すように、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂとして、反射領域７１の面積や、集光距離が同一であるが、設置する個数が異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる。
【００６６】
具体的には、分光測定装置１Ｂでは、短波長域用測定部１０Ａに対向して、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａを設け、長波長域用測定部１０Ｂに対向して１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられている。これらの２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂは、それぞれ追う面反射領域の面積が同一であり、同形状に形成されており、集光距離も同一となる。
このような第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、長波長域用測定部１０Ｂにおいて、１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより反射される測定対象光が入射されるのに対し、短波長域用測定部１０Ａでは、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される測定対象光が入射されるため、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量が、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００６７】
なお、第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、短波長域用凹面反射鏡７Ａの個数を２個としたが、これに限定されず、さらに多くの短波長域用凹面反射鏡７Ａが設けられる構成としてもよい。さらに、長波長域用凹面反射鏡７Ｂとしても、複数設けられていてもよく、この場合、上記のように、短波長域用凹面反射鏡７Ａと長波長域用凹面反射鏡７Ｂの反射領域７１の面積、曲率が同一である場合は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの数以上の短波長域用凹面反射鏡７Ａを設けるとともに、これらの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される光を短波長域用測定部１０Ａ内に通過させる必要がある。
また、上記第二実施形態と同様に、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積を長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積よりも大きくしたり、短波長域用凹面反射鏡７Ａの集光距離を、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの集光距離より短くしたりすることで、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量をより増大させる構成としてもよい。
【００６８】
このような第三実施形態においても、上記第一実施形態や第二実施形態と略同様にして、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂの個数を決定する。すなわち、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出す。そして、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂの個数が設定される。
【００６９】
〔第三実施形態の作用効果〕
上述したように第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、短波長域用測定部１０Ａに対して２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａが設けられ、長波長域用測定部１０Ｂに１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられている。このため、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより測定対象光が集光される短波長域用測定部１０Ａでは、１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂのみにより測定対象光が集光される長波長域用測定部１０Ｂに比べて、入射される測定対象光の光量が多くなる。このため、上記第一および第二実施形態と同様に、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７０】
［第四実施形態］
次に、本発明に係る第四実施形態の分光測定装置１Ｃについて、図面に基づいて説明する。
図１０は、本発明に係る第四実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【００７１】
上記第二実施形態では、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに対向して、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂを設け、これらの凹面反射鏡７における反射領域７１の面積、集光距離を異ならせることで、測定対象光の光量を調整する構成を示した。これに対して、第四実施形態では、凹面反射鏡７に代えて、集光レンズ８を用いることで、測定対象光の光量の調整を行っている。
【００７２】
具体的には、分光測定装置１Ｃでは、測定対象Ａから短波長域用測定部１０Ａまでの光路上に、本発明の第一光量調整部を構成する、第一集光レンズとしての短波長域用集光レンズ８Ａが設けられ、測定対象Ａから長波長域用測定部１０Ｂまでの光路上に、本発明の第二光量調整部を構成する、第二集光レンズとしての長波長域用集光レンズ８Ｂが設けられている。
ここで、短波長域用測定部１０Ａに対向する、第一集光レンズである短波長域用集光レンズ８Ａと、長波長域用測定部１０Ｂに対向する、第二集光レンズである長波長域用集光レンズ８Ｂとでは、レンズ径、およびレンズ曲率が異なっている。
すなわち、図１０に示すように、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ径Ｒａは、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒｂよりも大きく形成されている。これにより、短波長域用集光レンズ８Ａでは、長波長域用集光レンズ８Ｂよりも多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに集光させることが可能となり、短波長域用光検出器３Ａで受光される第一波長光の光量も多くなる。
【００７３】
また、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂでは、レンズ曲率が異なり、これにより、集光レンズ８から、測定対象光が集光されるレンズフォーカス点までの距離（レンズ集光距離）が異なっている。具体的には、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ中心から、当該短波長域用集光レンズ８Ａのフォーカス点（第一レンズフォーカス点Ｆ３）までの距離（第一レンズ集光距離Ｌａ２）は、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ中心から、当該長波長域用集光レンズ８Ｂのフォーカス点（第二レンズフォーカス点Ｆ４）までの距離（第二レンズ集光距離Ｌｂ２）に比べて、短く設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａにより集光される測定対象光のうち、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通り、短波長域用エタロン２Ａ側に射出される測定対象光の光量の方が、長波長域用集光レンズ８Ｂにより集光される測定対象光のうち、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通り、長波長域用エタロン２Ｂ側に射出される測定対象光の光量の方よりも多くなる。
【００７４】
また、上記第一実施形態と同様に、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部の開口径よりも大きいため、さらに、短波長域用エタロン２Ａ側に入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂ側に入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００７５】
以上により、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量は、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも大きくなる。また、アパーチャー４の開口径による光量調整に加え、集光レンズ８のレンズ径、レンズ集光距離の違いにより光量調整が行われることで、上記第二実施形態と同様に、効果的に短波長域用測定部１０Ａへ入射される測定対象光の光量を増大させることができる。
【００７６】
なお、この第四実施形態においても、上記第一〜第三実施形態と略同様にして、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒａ，Ｒｂや、レンズ曲率（レンズ集光距離Ｌａ２，Ｌｂ２）を決定する。すなわち、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出す。そして、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、レンズ径Ｒａ，Ｒｂや、レンズ曲率が設定される。
【００７７】
〔第四実施形態の作用効果〕
上述したように、第四実施形態の分光測定装置１Ｃでは、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光路上に、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂが設けられる。そして、これらの集光レンズ８において、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ集光距離は、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ集光距離よりも短く設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａで反射されて短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通過する測定対象光の光量が、長波長域用集光レンズ８Ｂで反射されて長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通過する測定対象光の光量よりも多くなる。したがって、短波長域用測定部１０Ａで測定される短波長域の測定対象光の光量が大きくなるため、短波長域用エタロン２Ａで取り出される第一波長光の光量も多くなる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７８】
また、分光測定装置１Ｃでは、集光レンズ８において、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ径Ｒａは、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒｂよりも大きく設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａでは、長波長域用集光レンズ８Ｂより多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに集光させることができる。これにより、短波長域用光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７９】
［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８０】
例えば、上記第二〜第三実施形態において、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径が長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２の開口径よりも大きい径寸法に形成されており、より多くの測定対象光を入射可能な構成としているが、これに限らない。例えば、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）の開口部の開口径としては、同一径寸法に形成される構成としてもよく、アパーチャー４が設けられない構成などとしてもよい。この場合であっても、凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）や、集光レンズ８（８Ａ，８Ｂ）により、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量を調整することが可能である。
【００８１】
また、第二実施形態において、凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）において、凹面反射鏡域の面積および凹面曲率（集光距離）の双方を異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる構成としたが、例えば、凹面反射鏡域の面積および凹面曲率のうち、いずれか一方のみが異なる構成であってもよい。
同様に、第四実施形態において、集光レンズ８（８Ａ，８Ｂ）において、レンズ径およびレンズ曲率（レンズ集光距離）の双方を異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる構成としたが、例えば、レンズ径およびレンズ曲率のうち、いずれか一方のみが異なる構成であってもよい。
【００８２】
さらに、第二〜第三実施形態において、測定対象光の光路上に、さらに、第四実施形態のような集光レンズ８を配設する構成としてもよい。この場合でも、第一測定部での測定対象光の光量を増大させることが可能となる。
【００８３】
さらに、第一〜第四実施形態において、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）の第一開口部４１および第二開口部４２は、それぞれ開口径Ｄａ，Ｄｂが固定される構成を例示したが、これに限定されない。例えば、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）は、虹彩絞りを有し、開口部の開口径を変えることが可能な構成としてもよい。
【００８４】
また、第一〜第四実施形態において、分光測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、測定対象光の短波長域側を測定対象とした短波長域用測定部１０Ａと、長波長域側を測定対象とした長波長域用測定部１０Ｂとの２つの測定部１０を備える構成としたが、さらに多くの測定部を備える構成としてもよい。
例えば、測定対象光のうち、３５０〜５００ｎｍの短波長域を測定対象とした短波長域用測定部と、５００〜６５０ｎｍの中波長域を測定対象とした中波長域用測定部と、６５０ｎｍ〜８００ｎｍの長波長域を測定対象とした長波長域用測定部とを備える構成としてもよい。この場合、短波長域用測定部および中波長域用測定部の関係に着目すると、短波長域用測定部における短波長域用エタロン、短波長域用光検出器、および短波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第一光フィルター、第一光検出器、および第一光量調整部を構成し、中波長域用測定部における中波長域用エタロン、中波長域用光検出器、および中波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第二光フィルター、第二光検出器、および第二光量調整部を構成する。また、中波長域用測定部および長波長域用測定部の関係に着目すると、中波長域用測定部における中波長域用エタロン、中波長域用光検出器、および中波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第一光フィルター、第一光検出器、および第一光量調整部を構成し、長波長域用測定部における長波長域用エタロン、長波長域用光検出器、および長波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第二光フィルター、第二光検出器、および第二光量調整部を構成する。
このような構成では、短波長域用測定部に入射される測定対象光の光量を、中波長域用測定部に入射される測定対象光の光量よりも多くし、中波長域用測定部に入射される測定対象光の光量を、長波長域用測定部に入射される測定対象光の光量よりも多くすることで、各波長域に対するより正確な受光量を検出することができ、さらに測定精度を向上させることができる。
【００８５】
さらに、第一光フィルターおよび第二光フィルターとして、エタロン２を例示したが、これに限定されない。例えば、測定対象光をプリズム等により分光させ、各分光させた光を光検出器３で受光させる構成、カラーフィルターなどにより、所望の波長の光だけを取り出し、光検出器３で受光させる構成などとしてもよい。
【００８６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光測定装置としての分光測定装置、２Ａ…第一光フィルターとしての短波長域用エタロン、２Ｂ…第二光フィルターとしての長波長域用エタロン、３Ａ…第一光検出器としての短波長域用光検出器、３Ｂ…第二光検出器としての長波長域用光検出器、４Ａ…第一光量調整部を構成する第一アパーチャーとしての短波長域用アパーチャー、４Ｂ…第二光量調整部を構成する第二アパーチャーとしての長波長域用アパーチャー、５…光源、７Ａ…第一光量調整部を構成する第一凹面反射鏡としての短波長域用凹面反射鏡、７Ｂ…第二光量調整部を構成する第二凹面反射鏡としての長波長域用凹面反射鏡、８Ａ…第一光量調整部を構成する第一集光レンズとしての短波長域用集光レンズ、８Ｂ…第二光量調整部を構成する第二集光レンズとしての長波長域用集光レンズ、２１…第一基板、２２…第二基板、２３…第一反射膜、２４…第二反射膜、２５…静電アクチュエーター、７１Ａ…第一反射領域、７１Ｂ…第二反射領域、Ｆ１…第一フォーカス点、Ｆ２…第二フォーカス点、Ｆ３…第一レンズフォーカス点、Ｆ４…第二レンズフォーカス点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光特性を測定する光測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光の各波長光の光特性（色度や明るさなど）を測定する分光測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の分析装置は、光源から射出され、試料により反射された光を、波長可変干渉フィルターに入射させ、波長可変干渉フィルターを透過した光をフォトダイオード（ＰＤ）で受光する。そして、ＰＤから出力される電流を検出することで、測定を実施する装置である。このような分析装置では、波長可変干渉フィルターを制御することで、波長可変干渉フィルターを透過する光を可変でき、入射した光から所望の波長の光を順次切り替えてＰＤで受信させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図１１に、シリコン製フォトダイオードの一般的な分光感度特性を示す。この図１１に示すように、一般的なＰＤでは、短波長域の光に対する相対感度は、長波長域の光よりも低くなる。このため、短波長光の光量と長波長光の光量とが同一であったとしても、ＰＤでは、短波長光を十分に検出できず、短波長光の光量の方が少ないとした検出結果が出される不都合がある。したがって、上記特許文献１に記載のような分光測定装置では、短波長域の測定結果に対して精度が悪く、入射光に対する正確な光特性の測定が実施できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような問題に鑑みて、精度の高い分光測定が可能な光測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光測定装置は、測定対象光のうち、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す第一光フィルターと、前記測定対象光のうち、前記第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す第二光フィルターと、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第二光量調整部と、前記第一光フィルターにより取り出された第一波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第一光検出器と、前記第二光フィルターにより取り出された第二波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第二光検出器と、を具備し、前記第一光量調整部により調整される、前記第一光フィルターに入射される光の光量は、前記第二光量調整部により調整される、前記第二光フィルターに入射される光の光量よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
この発明では、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出すための第一光フィルターと、第一測定波長域より長波長域である第二測定波長域内の第二波長の光を取り出すための第二光フィルターとを分離し、第一光量調整部および第二光量調整部により、第一光フィルターおよび第二光フィルターに入射される測定対象光の光量を調整している。すなわち、第一光量調整部および第二光量調整部は、第一光フィルターに入射される測定対象光の光量の方が、第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなるように、測定対象光の光量を調整する。そして、第一光フィルターから取り出された光を第一検出部で受光させ、第二光フィルターから取り出された光を第二検出部で受光させている。
ここで、第一検出部および第二検出部は、光電変換処理により、受光量に応じて検出信号（電気信号）を出力する素子であり、例えばフォトダイオード、フォトＩＣなどが例示できる。このような第一および第二検出部では、図１１に示すように、短波長域での分光感度が低く、長波長域での分光感度が高くなる。これに対して、本発明では、第一光量調整部および第二光量調整部により、短波長域である第一測定波長域の第一波長の光を取り出すための第一光フィルターに入射される測定対象光の光量は、長波長域である第二測定波長域の第二波長の光を取り出すための第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなるように設定されている。したがって、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【０００９】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第一開口部を有する第一アパーチャーを備え、前記第二光量調整部は、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第二開口部を有する第二アパーチャーを備え、前記第一アパーチャーの前記第一開口部は、前記第二アパーチャーの前記第二開口部よりも開口径が大きいことが好ましい。
【００１０】
この発明では、第一アパーチャーの第一開口径が、第二アパーチャーの第二開口径よりも大きく形成されている。このため、第一アパーチャーにより絞られて第一光フィルターに入射される測定対象光の光量が、第二アパーチャーにより絞られて第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１１】
本発明の光測定装置は、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、前記第一凹面反射鏡から前記第一フォーカス点までの第一集光距離は、前記第二凹面反射鏡から前記第二フォーカス点までの第二集光距離よりも短いことが好ましい。
【００１２】
この発明では、第一光量調整部および第二光量調整部は、それぞれ第一凹面反射鏡および第二凹面反射鏡を備えている。そして、第一凹面反射鏡は、第一集光距離が、第二凹面反射鏡の第二集光距離よりも短くなるように、凹面形状が形成されている。
ここで、第一凹面反射鏡と第一光フィルターとの距離、第二凹面反射鏡と第二フィルターとの距離がそれぞれ同じ距離であり、第一光フィルターおよび第二光フィルターが、それぞれ、第一凹面反射鏡および第二凹面反射鏡から第一集光距離程度の位置に配設される場合、第一光フィルターに、より多くの測定対象光が集光されることになる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
また、第一光フィルターおよび第二光フィルターの光入射側に、測定対象光の光量を絞るアパーチャーが設けられる場合、第一凹面反射鏡の第一集光距離が第二凹面反射鏡の第二集光距離よりも短いため、第一凹面反射鏡により反射された測定対象光の方が、第二凹面反射鏡により反射された測定対象光よりも、アパーチャーの開口内により多く入射される。これにより、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
以上により、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１３】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、第一反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、第二反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、前記第一凹面反射鏡の前記第一反射領域は、前記第二凹面反射鏡の前記第二反射領域よりも大きいことが好ましい。
【００１４】
この発明では、第一凹面反射鏡の第一反射領域が、第二凹面反射鏡の第二反射領域よりも大きいため、第二凹面反射鏡より多くの測定対象光が第一凹面反射鏡で反射されて、第一光フィルターに入射される。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１５】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる複数の第一凹面反射鏡を備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる少なくとも１つ以上の第二凹面反射鏡を備え、前記第一光量調整部の前記第一凹面反射鏡の数は、前記第二光量調整部の前記第二凹面反射鏡の数よりも多いことが好ましい。
【００１６】
この発明では、第一光フィルターに向かって測定対象光を反射させる第一凹面反射鏡の数が、第二光フィルターに向かって測定対象光を反射させる第二凹面反射鏡よりも多い。このため、これらの第一凹面反射鏡により、より多くの光を第一光フィルターに入射させることができる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１７】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、前記第一集光レンズから前記第一レンズフォーカス点までの第一レンズ集光距離は、前記第二集光レンズから前記第二レンズフォーカス点までの第二レンズ集光距離よりも短いことが好ましい。
【００１８】
この発明では、第一光量調整部および第二光量調整部は、それぞれ第一集光レンズおよび第二集光レンズを備えている。そして、第一集光レンズは、第一レンズ集光距離が、第二集光レンズの第二レンズ集光距離よりも短くなるように、レンズ曲率が形成されている。
ここで、第一集光レンズと第一光フィルターとの距離、第二集光レンズと第二フィルターとの距離がそれぞれ同じ距離であり、第一光フィルターおよび第二光フィルターが、それぞれ、第一集光レンズおよび第二集光レンズから第一レンズ集光距離程度の位置に配設されている場合、第一光フィルターにより多くの測定対象光が集光されることになる。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
また、第一光フィルターおよび第二光フィルターの光入射側に測定対象光の光量を絞るアパーチャーが設けられる場合、第一集光レンズの第一レンズ集光距離が第二集光レンズの第二レンズ集光距離よりも短いため、第一集光レンズで集光される測定対象光の方が、第二集光レンズで集光される測定対象光よりも、アパーチャーの開口内により多く入射される。これにより、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。
以上により、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００１９】
本発明の光測定装置では、前記第一光量調整部は、第一レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、前記第二光量調整部は、第二レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、前記第一集光レンズの前記第一レンズ径は、前記第二集光レンズの前記第二レンズ径よりも大きいことが好ましい。
【００２０】
この発明では、第一集光レンズの第一レンズ径が、第二集光レンズの第二レンズ径よりも大きいため、第二集光レンズより多くの測定対象光が第一集光レンズに入射して集光され、第一光フィルターに入射される。したがって、第一光フィルターに入射される測定対象光および第一検出器により受光される第一波長の光の光量を、第二フィルターに入射される測定対象光および第二検出器により受光される第二波長の光の光量よりも多くすることができる。これにより、第一検出部での短波長域の分光感度が低い場合でも、より多くの光量に基づいた測定を実施することができ、測定対象光における各波長の光量をより正確に測定することができ、精度の高い分光測定を実施することができる。
【００２１】
本発明の光測定装置では、測定対象に光を照射する光源を備え、前記第一光量調整部および前記第二調整部は、前記光源から射出され、前記測定対象により反射された測定対象光の光量を調整することが好ましい。
【００２２】
この発明では、例えば色度測定などにおいて、基準光源として用いられる白熱電球などの光源を用いて、測定対象に光を照射し、測定対象で反射された測定対象光の光量を第一検出部および第二検出部で測定する。このような光源は、一般に、短波長域の光の放射エネルギーが小さく、長波長域の光の放射エネルギーが大きくなる。したがって、例えば、１つの光フィルターにより、所望の波長光を取り出し、その波長光の光量を１つの検出器により検出する場合、短波長側の波長光の検出精度が低下してしまう。また、検出器においても、上述したように短波長域の分光感度は、長波長域の分光感度よりも小さいため、より検出精度が低下することが考えられる。しかしながら、本発明では、上記のように、このような光源を用いた場合であっても、第一および第二光量調整部により、第一光フィルターに入射される測定対象光の光量を、第二光フィルターに入射される測定対象光の光量よりも大きくすることができるため、光源の放射エネルギーの差による検出精度の低下を抑制することができ、より高精度な光量の検出を実施することができる。
【００２３】
本発明の光測定装置では、前記第一光フィルターおよび前記第二光フィルターは、第一基板と、前記第一基板と対向する第二基板と、前記第一基板に設けられた第一反射膜と、前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、前記第一反射膜および第二反射膜の間のギャップの間隔を可変させる静電アクチュエーターと、備えることが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、第一光フィルターおよび第二光フィルターは、互いに対向配置された第一基板および第二基板と、これらの基板間に配設される第一反射膜および第二反射膜と、これらの第一反射膜および第二反射膜の間のギャップ間隔を調整する静電アクチュエーターとを備えている。このような構成の第一および第二光フィルターは、いわゆるファブリーペロー・エタロンとして機能し、半波長の整数倍が第一反射膜および第二反射膜間のギャップ間隔に一致する光のみが強め合って反射膜を透過する。したがって、静電アクチュエーターを制御して、第一反射膜および第二反射膜間のギャップ間隔を切り替えることで、容易に第一波長および第二波長を切り替えることが可能となる。これにより、第一光フィルターにより、第一波長域内の所望の第一波長の光を取り出すことができ、第二光フィルターにより、第二波長域内の所望の第二波長の光を取り出すことができる。
【００２５】
本発明の光測定装置では、前記測定対象光は可視光であり、前記第一測定波長域および前記第二測定波長域は、可視光域を含むことが好ましい。
この発明では、可視光範囲内を測定対象の波長域とすることで、測定対象光の色度の測定を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第一実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるエタロンの概略構成を示す平面図である。
【図３】図２においてエタロンをIII-III線で断面した際の断面図である。
【図４】エタロンの分光特性を示す図である。
【図５】第一実施形態の分光測定装置において、各光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。
【図６】図５に対する比較例であり、１つのエタロンにより測定対象光を分光し、１つの光検出器により分光された光を受光した際の、光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。
【図７】本発明に係る第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図８】白熱電球から射出される白色光において、各波長の光の放射エネルギーを示す図である。
【図９】本発明に係る第三実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明に係る第四実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【図１１】一般的なシリコン製フォトダイオードの分光感度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る第一実施形態の分光測定装置（光測定装置）について、図面を参照して説明する。
〔１．分光測定装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る第一実施形態の光測定装置としての分光測定装置の概略構成を示す図である。
この分光測定装置１は、検査対象Ａで反射された測定対象光の各波長における光量を測定する装置である。具体的には、分光測定装置１は、図１に示すように、短波長域用測定部１０Ａと、長波長域用測定部１０Ｂと、図示しない測定制御部と、を備えている。また、短波長域用測定部１０Ａは、本発明の第一光フィルターである短波長域用エタロン２Ａと、第一光検出器である短波長域用光検出器３Ａと、本発明の第一光量調整部および第一アパーチャーを構成する短波長域用アパーチャー４Ａと、を備えている。また、長波長域用測定部１０Ｂは、本発明の第二光フィルターである長波長域用エタロン２Ｂと、第二光検出器である長波長域用光検出器３Ｂと、本発明の第二光量調整部および第二アパーチャーを構成する長波長域用アパーチャー４Ｂと、を備えている。
【００２８】
〔１−１．エタロンの構成〕
短波長域用測定部１０Ａの短波長域用エタロン２Ａ、および長波長域用測定部１０Ｂの長波長域用エタロン２Ｂは、略同一構成を有するエタロン２である。
図２は、本実施形態におけるエタロン２の概略構成を示す平面図である。図３は、図２におけるIII−III線を断面した断面図である。
【００２９】
エタロン２（２Ａ，２Ｂ）は、図２、図３に示すように、例えば平面正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン２は、第一基板２１、および第二基板２２を備えている。これらの２枚の基板２１，２２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。これらの中でも、各基板２１，２２の構成材料としては、例えばナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）などのアルカリ金属を含有したガラスが好ましく、このようなガラスにより各基板２１，２２を形成することで、後述する反射膜２３，２４や、各電極の密着性や、基板同士の接合強度を向上させることが可能となる。そして、これらの２つの基板２１，２２は、外周部近傍に形成される接合面２１３，２２３が、例えば常温活性化接合や、接着層による接着接合などの接合方法により接合されて、一体的に構成されている。
【００３０】
また、第一基板２１と、第二基板２２との間には、第一反射膜２３および第二反射膜２４が設けられる。ここで、第一反射膜２３は、第一基板２１の第二基板２２に対向する面に固定され、第二反射膜２４は、第二基板２２の第一基板２１に対向する面に固定されている。また、これらの第一反射膜２３および第二反射膜２４は、ギャップＧを介して対向配置されている。
さらに、第一基板２１と第二基板２２との間には、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧの寸法を調整するための静電アクチュエーター２５が設けられている。
【００３１】
（１−１−１．第一基板の構成）
第一基板２１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図２、図３に示すように、第一基板２１には、エッチングにより電極形成溝２１１および反射膜固定部２１２が形成される。
電極形成溝２１１は、図２に示すようなエタロン２を厚み方向から見た平面視（以降、エタロン平面視と称す）において、平面中心点を中心とした円形に形成されている。反射膜固定部２１２は、前記平面視において、電極形成溝２１１の中心部から第二基板２２側に突出して形成される。
【００３２】
電極形成溝２１１は、反射膜固定部２１２の外周縁から、当該電極形成溝２１１の内周壁面までの間に、リング状に形成される電極固定面２１１Ａ（図３参照）を備えている。この電極固定面２１１Ａにリング状の第一電極２５１（図３参照）が形成される。
また、第一基板２１には、電極形成溝２１１から、当該第一基板２１の頂点方向に向かって、図示略の凹溝が形成されている。さらに、図２に示すエタロン平面視において、電極固定面２１１Ａに形成される第一電極２５１から、紙面左上方向および右下方向に、それぞれ第一引出電極２５１Ａが、前記凹溝に沿って延出している。これらの第一引出電極２５１Ａは、先端には、それぞれ第一電極パッド２５１Ｂが形成され、これらの第一電極パッド２５１Ｂが測定制御部に接続される。
【００３３】
反射膜固定部２１２は、上述したように、電極形成溝２１１と同軸上で、電極形成溝２１１よりも小さい径寸法となる円柱状に形成されている。なお、本実施形態では、図３に示すように、反射膜固定部２１２の第二基板２２に対向する反射膜固定面２１２Ａが、電極固定面２１１Ａよりも第二基板２２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面２１１Ａおよび反射膜固定面２１２Ａの高さ位置は、反射膜固定面２１２Ａに固定される第一反射膜２３、および第二基板２２に形成される第二反射膜２４の間のギャップＧの寸法、第一電極２５１および第二基板２２に形成される後述の第二電極２５２の間の寸法、第一反射膜２３や第二反射膜２４の厚み寸法により適宜設定されるものであり、上記のような構成に限られない。例えば反射膜２３，２４として、誘電体多層膜反射膜を用いた場合など、その厚み寸法が増大する場合、電極固定面２１１Ａと反射膜固定面２１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面２１１Ａの中心部に、円柱凹溝上の反射膜固定溝が形成され、この反射膜固定溝の底面に反射膜固定面２１２Ａが形成される構成などとしてもよい。
ただし、第一電極２５１および第二電極２５２の間に作用する静電引力は、第一電極２５１および第二電極２５２の距離の二乗に反比例する。したがって、これら第一電極２５１および第二電極２５２の距離が近接するほど、静電引力の電圧値に対するギャップＧの変動量も大きくなる。特に、ギャップＧの可変寸法が微小な場合、ギャップＧの可変制御が困難となる。したがって、上記のように、反射膜固定溝を形成する場合であっても、電極形成溝２１１の深さ寸法をある程度確保する方が好ましく、本実施形態では、例えば、１μｍに形成されることが好ましい。
【００３４】
また、反射膜固定部２１２の反射膜固定面２１２Ａは、エタロン２を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａでは、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの第一測定波長域の光を取り出すため、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧは、少なくとも１７５ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲で調整可能に溝深さが設定される。また、長波長域用エタロン２Ｂでは、５００ｎｍ〜７５０ｎｍの第二測定波長域の光を取り出すため、第一反射膜２３および第二反射膜２４の間のギャップＧは、少なくとも、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲で調整可能に溝深さが設定される。
【００３５】
そして、反射膜固定面２１２Ａには、直径が例えば約３ｍｍの円形状に形成される第一反射膜２３が固定されている。この第一反射膜２３としては、金属の単層膜により形成されるものであってもよく、誘電体多層膜により形成されるものであってもよい。
ここで、ＡｇＣ層などの金属単層膜を用いた場合、１つのエタロン２で分光可能な波長域として可視光全域をカバーすることが可能となるが、透過率や分解能が低下する。これに対して、誘電体多層膜を用いた場合、１つのエタロン２で分光可能な波長域が狭くなるが、分光された光の透過率が大きく、分解能も高くなる。
ところで、本実施形態では、第一測定波長域の範囲で光を分光させるための、短波長域用エタロン２Ａと、第二測定波長域の範囲で光を分光させるための、長波長域用エタロン２Ｂと、を用いるため、１つのエタロン２で広い波長域をカバーする必要がない。以上の理由から、本実施形態では、第一反射膜２３として、より透過率が大きく、分解能が良好な誘電体多層膜を用いることが好ましい。
【００３６】
さらに、第一基板２１は、第二基板２２に対向する上面とは反対側の下面において、第一反射膜２３に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、第一基板２１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。
【００３７】
（１−１−２．第二基板の構成）
第二基板２２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。
具体的には、第二基板２２には、図２に示すような平面視において、基板中心点を中心とした円形の可動部２２１と、可動部２２１と同軸であり可動部２２１を保持する連結保持部２２２と、を備えている。
【００３８】
可動部２２１は、連結保持部２２２よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、第二基板２２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部２２１は、反射膜固定部２１２に平行な可動面２２１Ａを備え、この可動面２２１Ａに、第一反射膜２３にギャップＧを介して対向する第二反射膜２４が固定されている。
ここで、この第二反射膜２４は、上述した第一反射膜２３と同一の構成の反射膜、すなわち誘電体多層膜により形成されることが好ましい。
【００３９】
さらに、可動部２２１は、可動面２２１Ａとは反対側の上面において、第二反射膜２４に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、第一基板２１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。
【００４０】
連結保持部２２２は、可動部２２１の周囲を囲うダイヤフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部２２２の第一基板２１に対向する面には、第一電極２５１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二電極２５２が形成されている。ここで、この第二電極２５２および前述した第一電極２５１により、静電アクチュエーター２５が構成される。
また、第二電極２５２の外周縁の一部からは、一対の第二引出電極２５２Ａが外周方向に向かって形成されている。具体的には、図２に示すエタロン平面視において、第二引出電極２５２Ａは、エタロン２の右上方向および左下方向に向かって、それぞれ延出して形成されている。そして、これらの第二引出電極２５２Ａは、先端には、それぞれ第二電極パッド２５２Ｂが形成され、これらの第二電極パッド２５２Ｂが測定制御部に接続されている。
【００４１】
次に、上述のようなエタロン２の動作について説明する。図４は、短波長域用エタロン２Ａおよび長波長域用エタロン２Ｂの分光特性を示す図である。
上述のようなエタロン２では、例えば測定対象光が第二基板２２側から入射されると、この測定対象光は、第一反射膜２３および第二反射膜２４間で多重干渉される。そして、測定対象光のうち、波長の１／２の整数倍が、第一反射膜２３および第二反射膜２４間のギャップＧの寸法と一致する光が多重干渉により強め合い、第一基板２１側へ透過する。この時、測定制御部から静電アクチュエーター２５の第一電極２５１および第二電極２５２に駆動電圧が印加されることで、第一電極２５１および第二電極２５２間に静電引力が働き、第二基板２２の可動部２２１が第一基板２１側に変位する。これにより、第一反射膜２３および第二反射膜２４のギャップＧの寸法が変化し、図４に示すように、第一基板２１側に透過する光の波長が変化する。
具体的には、図４に示すように、短波長域用エタロン２Ａでは、測定対象光のうち、第一測定波長域（３５０〜５００ｎｍ）の範囲でギャップＧの寸法に対応した第一波長の光（第一波長光）のみが透過される。長波長域用エタロン２Ｂでは、測定対象光のうち、第二測定波長域（５００〜７５０ｎｍ）の範囲でギャップＧの寸法に対応した第二波長の光（第二波長光）のみが透過される。
【００４２】
〔１−２．光検出器の構成〕
短波長域用光検出器３Ａ、および長波長域用光検出器３Ｂは、同一構成を有する光検出器３である。これらの光検出器３（３Ａ，３Ｂ）は、例えばフォトダイオードやフォトＩＣなどの複数の光電変換素子を備えており、光を受光すると、受光量に応じた検出信号を出力する。具体的には、短波長域用光検出器３Ａは、短波長域用エタロン２Ａを透過した第一波長光を受光し、第一波長光の光量に応じた検出信号（短波長側検出信号）が測定制御部に出力される。また、長波長域用光検出器３Ｂは、長波長域用エタロン２Ｂを透過した第二波長光を受光し、第二波長光の光量に応じた検出信号（長波長側検出信号）が測定制御部に出力される。
【００４３】
また、このような光電変換素子（例えばシリコン製フォトダイオード）を用いた光検出器３（３Ａ，３Ｂ）は、上記において説明した図１１に示すような、分光感度特性を有する。すなわち、光検出器３では、長波長の光では、分光感度が高く、高精度に光量を検出することが可能となるが、短波長側に向かうに従って、分光感度が低くなり、光量の検出精度が低下する。
このような問題に対して、本発明では、測定対象光のうち、短波長域側である第一測定波長域の範囲から第一波長光を透過させる短波長域用エタロン２Ａに対して入射される測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、測定対象光のうち、長波長域側である第二測定波長域の範囲から第二波長光を透過させる長波長域用エタロン２Ｂに対して入射される測定対象光の光量を調整する第二光量調整部とを設けることで、上記のような光量の検出精度の低下を抑制する。そして、第一実施形態では、これらの第一光量調整部および第二光量調整部の一例として、アパーチャー４により測定対象光を絞り、エタロン２に入射される測定対象光の光量を制限する例を示す。
【００４４】
〔１−３．アパーチャーの構成〕
短波長域用アパーチャー４Ａ、および長波長域用アパーチャー４Ｂは、それぞれ、短波長域用エタロン２Ａ、および長波長域用エタロン２Ｂの測定対象光の入射側、すなわち、第二基板２２側に設けられている。これらの短波長域用アパーチャー４Ａおよび長波長域用アパーチャー４Ｂは、図１に示すように、それぞれ、第一開口部４１および第二開口部４２を備えている。そして、これらの短波長域用アパーチャー４Ａおよび長波長域用アパーチャー４Ｂは、第一開口部４１および第二開口部４２により、短波長域用エタロン２Ａや長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光路径を絞ることで、測定対象光の光量を制限する。
【００４５】
本実施形態における短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の径寸法（Ｄａ）は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２の径寸法（Ｄｂ）よりも大きく形成されている。従って、短波長域用アパーチャー４Ａにより絞られて短波長域用エタロン２Ａに入射する測定対象光の光量は、長波長域用アパーチャー４Ｂにより絞られて長波長域用エタロン２Ｂに入射する測定対象光の光量よりも多くなる。
これらの第一開口部４１および第二開口部４２の開口径Ｄａ，Ｄｂとしては、短波長域用光検出器３Ａおよび長波長域用光検出器３Ｂにより検出される測定対象光の測定波長域により適宜設定されるものである。例えば、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａにおいて、可視光域のうち３５０ｎｍ〜５００ｎｍの第一測定波長域から所定の第一波長光を取り出し、短波長域用光検出器３Ａで第一波長光を受光する。また、長波長域用エタロン２Ｂでは、可視光域のうち５００ｎｍ〜７５０ｎｍの第二測定波長域から所定の第二波長光を取り出し、長波長域用光検出器３Ｂで第二波長光を受光する。この場合、測定対象光として、全波長の光の光量が同一である白色光を用い、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出した際に、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、第一開口部４１および第二開口部４２の開口径Ｄａ，Ｄｂが調整されている。
【００４６】
〔１−４．測定制御部の構成〕
測定制御部は、上述したように、エタロン２（２Ａ，２Ｂ）の第一電極パッド２５１Ｂ、第二電極パッド２５２Ｂに接続されている。そして、測定制御部は、これらの第一電極パッド２５１Ｂ、第二電極パッドを介して、第一電極２５１および第二電極２５２に駆動電圧を印加することで、エタロン２のギャップＧの寸法を変化させ、エタロン２を透過する第一波長光および第二波長光の波長を切り替える。
また、測定制御部は、光検出器３（３Ａ，３Ｂ）に接続され、これらの光検出器３から出力される検出信号を受信する。そして、測定制御部は、これらの入力された検出信号に基づいて、各波長に対する受光量を算出し、測定対象光の分光特性の測定処理を実施する。
【００４７】
〔２．分光測定装置の分光感度〕
次に上述のような分光測定装置における分光感度について説明する。図５は、本実施形態の分光測定装置において各光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。図６は、図５に対する比較例であり、１つのエタロンにより測定対象光を分光し、１つの光検出器により分光された光を受光した際の、光検出器の検出信号により求められた受光量を示す図である。なお、図５、図６において、各波長の光の光量がほぼ同等である白色光を測定対象光とした場合の受光量を示す。
図６に示すように、１つのエタロンにより測定対象光を分光させ、分光させた光を光検出器で受光させると、光検出器の分光感度が、図１１に示すような特性を有するため、分光測定装置においても、長波長側の光に対する受光量が大きく、短波長側の光に対する受光量が小さくなる。これに対して、本実施形態では、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量が増大するため、その分、短波長域の第一測定波長域内での受光量も増大し、図５に示すように、短波長域用光検出器３Ａで検出される第一波長光の光量も増大する。したがって、本実施形態の分光測定装置では、図６に示すような１つのエタロンおよび１つの検出器により測定対象光の分光特性を測定する場合に比べて、短波長域での測定精度が向上し、全体として、分光特性の測定精度を向上させることが可能となる。
【００４８】
〔３．第一実施形態の作用効果〕
上述したように、上記第一実施形態の分光測定装置１では、測定対象光のうち、短波長側の第一測定波長域の範囲内の光から第一波長光を取り出す短波長域用エタロン２Ａと、測定対象光のうち、長波長側の第二測定波長域の範囲内の光から第二波長光を取り出す長波長域用エタロン２Ｂと、第一波長光を受光して検出信号を出力する短波長域用光検出器３Ａと、第二波長光を受光して検出信号を出力する長波長域用光検出器３Ｂと、を備えている。そして、短波長域用エタロン２Ａの光入射側には、短波長域用アパーチャー４Ａが設けられ、長波長域用エタロン２Ｂの光入射側には、長波長域用アパーチャー４Ｂが設けられ、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２よりも大きい開口径を有している。
このため、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。このため、第一波長光の光量が増大し、これに伴って、短波長域用光検出器３Ａにおいても第一波長光の受光量が増大する。したがって、分光測定装置１の分光特性の測定精度を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明の第一および第二光フィルターは、互いに対向配置される第一基板２１および第二基板２２と、第一基板２１および第二基板２２の間に設けられる第一反射膜２３および第二反射膜２４と、これらの第一反射膜２３および第二反射膜２４のギャップＧの寸法を調整する静電アクチュエーター２５とを備えたエタロン２（２Ａ，２Ｂ）により構成されている。このようなエタロン２では、静電アクチュエーター２５に印加する電圧を制御することで、静電引力により、ギャップＧの隙間寸法を調整することが可能であり、ギャップＧの隙間寸法に応じた光を取り出すことができる。したがって、短波長域用エタロン２Ａでは、第一測定波長域内で、第一波長を切り替えて透過させることができ、長波長域用エタロン２Ｂでは、第二測定波長域内で、第二波長を切り替えて透過させることができる。このため、分光測定装置１では、例えば可視光全域に対して、各波長域に対する光量を測定することができ、精度の高い分光特性の測定を実施することができる。
【００５０】
また、１つのエタロン２により、測定対象光から１つの波長の光を取り出す場合に比べて、２つのエタロン２Ａ，２Ｂによりそれぞれ異なる波長の光を取り出すことができるため、分光特性測定における測定時間も短縮させることができる。
【００５１】
また、第一測定波長域が３５０〜５００ｎｍに設定され、第二測定波長域が５００〜７５０ｎｍに設定されているため、可視光のほぼ全域をカバーすることができ、測定対象光の正確な色特性などをも実施することができる。
【００５２】
［第二実施形態］
次に本発明に係る第二実施形態の分光測定装置について、図面に基づいて説明する。
図７は、第二実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。なお、以降の実施形態の説明に当たり、上記第一実施形態と同様の構成については同符号を付すとともに、その説明を省略、又は簡略する。
上記第一実施形態の分光測定装置１では、測定対象Ａで反射された平行光である測定対象光を、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）により絞ることで、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を、長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くし、測定精度を向上させた。
これに対して、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、さらに、凹面反射鏡を用いて、測定対象光を集光して、短波長域用エタロン２Ａおよび長波長域用エタロン２Ｂに入射される測定対象光の光量を調整する。
また、上記第一実施形態では、測定対象Ａにより反射された自然光を測定対象光としたが、第二実施形態では、光源５から白色光を射出して、レンズ６により例えば白色光を平行光とした後、測定対象Ａで反射させ、その反射光を測定対象光とする。
【００５３】
具体的には、図７に示すように、分光測定装置１Ａは、光源５と、短波長域用測定部１０Ａと、長波長域用測定部１０Ｂと、本発明の第一光量調整部を構成する第一凹面反射鏡である短波長域用凹面反射鏡７Ａと、本発明の第二光量調整部を構成する第二凹面反射鏡である長波長域用凹面反射鏡７Ｂとを備えている。
【００５４】
光源５は、測定対象Ａに対して光を射出する装置である。この光源５としては、例えば白熱電球やＬＥＤなど、光を射出可能な構成であれば、いかなる装置を用いてもよいが、特に、分光測定装置１Ａより、測定対象Ａの色度を測定する場合、ＣＩＥ（国際照明委員会）により定められたＣＩＥ標準光源である白熱電球を用いることが好ましい。
【００５５】
ここで、図８に白熱電球の一般的な分光特性を示す。
ＣＩＥ表色系に基づいた色度の測定を実施する場合、光源５として、上述のように白熱電球を用いることが好ましいが、この白熱電球は、図８に示すような分光特性を有している。すなわち、白熱電球から射出される白色光は、短波長域の光の放射エネルギーに比べて、長波長域の光の放射エネルギーの方が大きくなる。また、上述したように、各光検出器３においても、短波長域における分光感度が、長波長域における分光感度よりも低い。したがって、このような白熱電球を光源５として用いる場合、上記第一実施形態のような自然光を用いる場合に比べて、短波長域用エタロン２Ａに入射される測定対象光の光量を、さらに多くする必要が生じる。
そこで、第二実施形態では、凹面反射鏡７を用いて、測定対象光を集光させることで、測定対象光の光量を増加させている。
【００５６】
具体的には、これらの凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）は、それぞれ測定部１０（１０Ａ，１０Ｂ）に対向して設けられており、測定対象Ａで反射された測定対象光を、測定部１０（１０Ａ，１０Ｂ）に向かって反射させる反射領域７１を備えている。ここで、短波長域用測定部１０Ａに対向する、第一凹面反射鏡である短波長域用凹面反射鏡７Ａと、長波長域用測定部１０Ｂに対向する、第二凹面反射鏡である長波長域用凹面反射鏡７Ｂとでは、測定対象光を反射可能な領域である反射領域７１の面積および凹面曲率が異なっている。
すなわち、図７に示すように、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積Ｓａは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積Ｓｂよりも大きく形成されている。これにより、短波長域用凹面反射鏡７Ａでは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂよりも多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに入射させることが可能となり、短波長域用光検出器３Ａで受光される第一波長光の光量も多くなる。
【００５７】
また、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂでは、反射領域７１における曲率が異なり、これにより、反射領域７１から、測定対象光が集光されるフォーカス点までの距離（集光距離）が異なっている。具体的には、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの中心点から、当該短波長域用凹面反射鏡７Ａのフォーカス点（第一フォーカス点Ｆ１）までの距離（第一集光距離Ｌａ１）は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの中心点から、当該長波長域用凹面反射鏡７Ｂのフォーカス点（第二フォーカス点Ｆ２）までの集光距離（第二集光距離Ｌｂ１）に比べて、短く設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される測定対象光のうち、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通り、短波長域用エタロン２Ａ側に射出される測定対象光の光量の方が、長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより反射される測定対象光のうち、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通り、長波長域用エタロン２Ｂ側に射出される測定対象光の光量の方よりも多くなる。
【００５８】
また、上記第一実施形態と同様に、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部の開口径よりも大きいため、さらに、短波長域用エタロン２Ａ側に入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂ側に入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００５９】
以上により、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量は、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも大きくなる。また、アパーチャー４の開口径による光量調整に加え、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積、集光距離の違いにより光量調整が行われることで、上記第一実施形態の分光測定装置１よりも効果的に短波長域用測定部１０Ａへ入射される測定対象光の光量を増大させることができる。
【００６０】
また、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１、Ｌｂ１としては、上記第一実施形態と同様に、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、正しく白色光である測定対象光の測定結果が得られるように、設定する。すなわち、測定対象光を白色光とし、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出した際に、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、凹面反射鏡７の反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１、Ｌｂ１が調整されている。
【００６１】
〔第二実施形態の作用効果〕
上述したように、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに対向して、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられる。そして、これらの凹面反射鏡７において、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一集光距離Ｌａ１は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二集光距離Ｌｂ１よりも短く設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａで反射されて短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通過する測定対象光の光量が、長波長域用凹面反射鏡７Ｂで反射されて長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通過する測定対象光の光量よりも多くなる。したがって、短波長域用測定部１０Ａで測定される短波長域の測定対象光の光量が大きくなるため、短波長域用エタロン２Ａで取り出される第一波長光の光量も多くなる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００６２】
また、分光測定装置１Ａでは、凹面反射鏡７において、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積Ｓａは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積Ｓｂよりも大きく設定されている。
このため、短波長域用凹面反射鏡７Ａでは、長波長域用凹面反射鏡７Ｂより多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに反射させることができる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００６３】
そして、第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、白熱電球である光源５からの光が測定対象Ａに反射された測定対象光としている。このようなＣＩＥ（国際照明委員会）により定められたＣＩＥ標準光源を用いることで、測定制御部により各波長光の光量に基づいて測定対象Ａの色度を分析する際に、国際標準であるＣＩＥ表色系に合致した色度に補正することなく、測定結果をそのままＣＩＥ表色系に合致した色度として用いることができる。このため、色度測定を効率よく実施することができる。
また、このような光源５では、短波長域側の光の放射エネルギーが、光波長域側の光の放射エネルギーよりも小さくなり、これに加えて、光検出器３の分光感度においても、上記のように、短波長域側で小さくなる。このため、これらの損失分を補正するために、短波長域用測定部１０Ａにより多くの光量の測定対象光を入射させる必要がある。
これに対して、本実施形態の分光測定装置１Ａでは、上記したしたように、アパーチャー４の開口径による測定対象光の光量調整に加え、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量をさらに増大させている。このため、上述のように、短波長域の放射エネルギーが低い光源５を用い、かつ短波長域の分光感度が低い光検出器３を用いる場合でも、測定対象光の短波長域側を測定する短波長域用測定部１０Ａにより多くの測定対象光を入射させることができ、測定精度を向上させることができる。
【００６４】
［第三実施形態］
次に、本発明に係る第三実施形態の分光測定装置１Ｂについて、図面に基づいて説明する。
図９は、第三実施形態の分光測定装置１Ｂの概略構成を示す図である。
【００６５】
上記第二実施形態の分光測定装置１Ａでは、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂが、それぞれ１つずつ設けられ、これらの反射領域７１の面積Ｓａ，Ｓｂ、集光距離Ｌａ１，Ｌｂ１をそれぞれ異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させた。これに対して、第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、図９に示すように、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂとして、反射領域７１の面積や、集光距離が同一であるが、設置する個数が異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる。
【００６６】
具体的には、分光測定装置１Ｂでは、短波長域用測定部１０Ａに対向して、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａを設け、長波長域用測定部１０Ｂに対向して１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられている。これらの２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂは、それぞれ追う面反射領域の面積が同一であり、同形状に形成されており、集光距離も同一となる。
このような第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、長波長域用測定部１０Ｂにおいて、１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂにより反射される測定対象光が入射されるのに対し、短波長域用測定部１０Ａでは、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される測定対象光が入射されるため、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量が、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００６７】
なお、第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、短波長域用凹面反射鏡７Ａの個数を２個としたが、これに限定されず、さらに多くの短波長域用凹面反射鏡７Ａが設けられる構成としてもよい。さらに、長波長域用凹面反射鏡７Ｂとしても、複数設けられていてもよく、この場合、上記のように、短波長域用凹面反射鏡７Ａと長波長域用凹面反射鏡７Ｂの反射領域７１の面積、曲率が同一である場合は、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの数以上の短波長域用凹面反射鏡７Ａを設けるとともに、これらの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより反射される光を短波長域用測定部１０Ａ内に通過させる必要がある。
また、上記第二実施形態と同様に、短波長域用凹面反射鏡７Ａの第一反射領域７１Ａの面積を長波長域用凹面反射鏡７Ｂの第二反射領域７１Ｂの面積よりも大きくしたり、短波長域用凹面反射鏡７Ａの集光距離を、長波長域用凹面反射鏡７Ｂの集光距離より短くしたりすることで、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量をより増大させる構成としてもよい。
【００６８】
このような第三実施形態においても、上記第一実施形態や第二実施形態と略同様にして、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂの個数を決定する。すなわち、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出す。そして、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂの個数が設定される。
【００６９】
〔第三実施形態の作用効果〕
上述したように第三実施形態の分光測定装置１Ｂでは、短波長域用測定部１０Ａに対して２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａが設けられ、長波長域用測定部１０Ｂに１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂが設けられている。このため、２つの短波長域用凹面反射鏡７Ａにより測定対象光が集光される短波長域用測定部１０Ａでは、１つの長波長域用凹面反射鏡７Ｂのみにより測定対象光が集光される長波長域用測定部１０Ｂに比べて、入射される測定対象光の光量が多くなる。このため、上記第一および第二実施形態と同様に、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７０】
［第四実施形態］
次に、本発明に係る第四実施形態の分光測定装置１Ｃについて、図面に基づいて説明する。
図１０は、本発明に係る第四実施形態の分光測定装置の概略構成を示す図である。
【００７１】
上記第二実施形態では、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに対向して、短波長域用凹面反射鏡７Ａおよび長波長域用凹面反射鏡７Ｂを設け、これらの凹面反射鏡７における反射領域７１の面積、集光距離を異ならせることで、測定対象光の光量を調整する構成を示した。これに対して、第四実施形態では、凹面反射鏡７に代えて、集光レンズ８を用いることで、測定対象光の光量の調整を行っている。
【００７２】
具体的には、分光測定装置１Ｃでは、測定対象Ａから短波長域用測定部１０Ａまでの光路上に、本発明の第一光量調整部を構成する、第一集光レンズとしての短波長域用集光レンズ８Ａが設けられ、測定対象Ａから長波長域用測定部１０Ｂまでの光路上に、本発明の第二光量調整部を構成する、第二集光レンズとしての長波長域用集光レンズ８Ｂが設けられている。
ここで、短波長域用測定部１０Ａに対向する、第一集光レンズである短波長域用集光レンズ８Ａと、長波長域用測定部１０Ｂに対向する、第二集光レンズである長波長域用集光レンズ８Ｂとでは、レンズ径、およびレンズ曲率が異なっている。
すなわち、図１０に示すように、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ径Ｒａは、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒｂよりも大きく形成されている。これにより、短波長域用集光レンズ８Ａでは、長波長域用集光レンズ８Ｂよりも多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに集光させることが可能となり、短波長域用光検出器３Ａで受光される第一波長光の光量も多くなる。
【００７３】
また、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂでは、レンズ曲率が異なり、これにより、集光レンズ８から、測定対象光が集光されるレンズフォーカス点までの距離（レンズ集光距離）が異なっている。具体的には、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ中心から、当該短波長域用集光レンズ８Ａのフォーカス点（第一レンズフォーカス点Ｆ３）までの距離（第一レンズ集光距離Ｌａ２）は、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ中心から、当該長波長域用集光レンズ８Ｂのフォーカス点（第二レンズフォーカス点Ｆ４）までの距離（第二レンズ集光距離Ｌｂ２）に比べて、短く設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａにより集光される測定対象光のうち、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通り、短波長域用エタロン２Ａ側に射出される測定対象光の光量の方が、長波長域用集光レンズ８Ｂにより集光される測定対象光のうち、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通り、長波長域用エタロン２Ｂ側に射出される測定対象光の光量の方よりも多くなる。
【００７４】
また、上記第一実施形態と同様に、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径は、長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部の開口径よりも大きいため、さらに、短波長域用エタロン２Ａ側に入射される測定対象光の光量が、長波長域用エタロン２Ｂ側に入射される測定対象光の光量よりも多くなる。
【００７５】
以上により、短波長域用測定部１０Ａに入射される測定対象光の光量は、長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量よりも大きくなる。また、アパーチャー４の開口径による光量調整に加え、集光レンズ８のレンズ径、レンズ集光距離の違いにより光量調整が行われることで、上記第二実施形態と同様に、効果的に短波長域用測定部１０Ａへ入射される測定対象光の光量を増大させることができる。
【００７６】
なお、この第四実施形態においても、上記第一〜第三実施形態と略同様にして、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒａ，Ｒｂや、レンズ曲率（レンズ集光距離Ｌａ２，Ｌｂ２）を決定する。すなわち、白色光の測定対象光を短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射させた状態で、短波長域用エタロン２Ａにより、第一測定波長域内の最大波長の第一波長光（５００ｎｍ）を取り出し、長波長域用エタロン２Ｂにより、第二測定波長域内の最大波長の第二波長光（７５０ｎｍ）を取り出す。そして、短波長域用光検出器３Ａから出力される短波長側検出信号の大きさと、長波長域用光検出器３Ｂから出力される長波長側検出信号の大きさとが、略同一となるように、レンズ径Ｒａ，Ｒｂや、レンズ曲率が設定される。
【００７７】
〔第四実施形態の作用効果〕
上述したように、第四実施形態の分光測定装置１Ｃでは、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光路上に、短波長域用集光レンズ８Ａおよび長波長域用集光レンズ８Ｂが設けられる。そして、これらの集光レンズ８において、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ集光距離は、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ集光距離よりも短く設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａで反射されて短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１を通過する測定対象光の光量が、長波長域用集光レンズ８Ｂで反射されて長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２を通過する測定対象光の光量よりも多くなる。したがって、短波長域用測定部１０Ａで測定される短波長域の測定対象光の光量が大きくなるため、短波長域用エタロン２Ａで取り出される第一波長光の光量も多くなる。これにより、光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７８】
また、分光測定装置１Ｃでは、集光レンズ８において、短波長域用集光レンズ８Ａのレンズ径Ｒａは、長波長域用集光レンズ８Ｂのレンズ径Ｒｂよりも大きく設定されている。
このため、短波長域用集光レンズ８Ａでは、長波長域用集光レンズ８Ｂより多くの測定対象光を短波長域用測定部１０Ａに集光させることができる。これにより、短波長域用光検出器３において、短波長域側の分光感度が低い場合であっても、大きい光量により測定を実施することができるため、測定精度を向上させることができる。
【００７９】
［他の実施形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８０】
例えば、上記第二〜第三実施形態において、短波長域用アパーチャー４Ａの第一開口部４１の開口径が長波長域用アパーチャー４Ｂの第二開口部４２の開口径よりも大きい径寸法に形成されており、より多くの測定対象光を入射可能な構成としているが、これに限らない。例えば、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）の開口部の開口径としては、同一径寸法に形成される構成としてもよく、アパーチャー４が設けられない構成などとしてもよい。この場合であっても、凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）や、集光レンズ８（８Ａ，８Ｂ）により、短波長域用測定部１０Ａおよび長波長域用測定部１０Ｂに入射される測定対象光の光量を調整することが可能である。
【００８１】
また、第二実施形態において、凹面反射鏡７（７Ａ，７Ｂ）において、凹面反射鏡域の面積および凹面曲率（集光距離）の双方を異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる構成としたが、例えば、凹面反射鏡域の面積および凹面曲率のうち、いずれか一方のみが異なる構成であってもよい。
同様に、第四実施形態において、集光レンズ８（８Ａ，８Ｂ）において、レンズ径およびレンズ曲率（レンズ集光距離）の双方を異ならせることで、短波長域用測定部１０Ａに入射させる測定対象光の光量を増大させる構成としたが、例えば、レンズ径およびレンズ曲率のうち、いずれか一方のみが異なる構成であってもよい。
【００８２】
さらに、第二〜第三実施形態において、測定対象光の光路上に、さらに、第四実施形態のような集光レンズ８を配設する構成としてもよい。この場合でも、第一測定部での測定対象光の光量を増大させることが可能となる。
【００８３】
さらに、第一〜第四実施形態において、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）の第一開口部４１および第二開口部４２は、それぞれ開口径Ｄａ，Ｄｂが固定される構成を例示したが、これに限定されない。例えば、アパーチャー４（４Ａ，４Ｂ）は、虹彩絞りを有し、開口部の開口径を変えることが可能な構成としてもよい。
【００８４】
また、第一〜第四実施形態において、分光測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、測定対象光の短波長域側を測定対象とした短波長域用測定部１０Ａと、長波長域側を測定対象とした長波長域用測定部１０Ｂとの２つの測定部１０を備える構成としたが、さらに多くの測定部を備える構成としてもよい。
例えば、測定対象光のうち、３５０〜５００ｎｍの短波長域を測定対象とした短波長域用測定部と、５００〜６５０ｎｍの中波長域を測定対象とした中波長域用測定部と、６５０ｎｍ〜８００ｎｍの長波長域を測定対象とした長波長域用測定部とを備える構成としてもよい。この場合、短波長域用測定部および中波長域用測定部の関係に着目すると、短波長域用測定部における短波長域用エタロン、短波長域用光検出器、および短波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第一光フィルター、第一光検出器、および第一光量調整部を構成し、中波長域用測定部における中波長域用エタロン、中波長域用光検出器、および中波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第二光フィルター、第二光検出器、および第二光量調整部を構成する。また、中波長域用測定部および長波長域用測定部の関係に着目すると、中波長域用測定部における中波長域用エタロン、中波長域用光検出器、および中波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第一光フィルター、第一光検出器、および第一光量調整部を構成し、長波長域用測定部における長波長域用エタロン、長波長域用光検出器、および長波長域用の光量調整部（例えばアパーチャーや凹面反射鏡、集光レンズなど）が、本発明の第二光フィルター、第二光検出器、および第二光量調整部を構成する。
このような構成では、短波長域用測定部に入射される測定対象光の光量を、中波長域用測定部に入射される測定対象光の光量よりも多くし、中波長域用測定部に入射される測定対象光の光量を、長波長域用測定部に入射される測定対象光の光量よりも多くすることで、各波長域に対するより正確な受光量を検出することができ、さらに測定精度を向上させることができる。
【００８５】
さらに、第一光フィルターおよび第二光フィルターとして、エタロン２を例示したが、これに限定されない。例えば、測定対象光をプリズム等により分光させ、各分光させた光を光検出器３で受光させる構成、カラーフィルターなどにより、所望の波長の光だけを取り出し、光検出器３で受光させる構成などとしてもよい。
【００８６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【符号の説明】
【００８７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光測定装置としての分光測定装置、２Ａ…第一光フィルターとしての短波長域用エタロン、２Ｂ…第二光フィルターとしての長波長域用エタロン、３Ａ…第一光検出器としての短波長域用光検出器、３Ｂ…第二光検出器としての長波長域用光検出器、４Ａ…第一光量調整部を構成する第一アパーチャーとしての短波長域用アパーチャー、４Ｂ…第二光量調整部を構成する第二アパーチャーとしての長波長域用アパーチャー、５…光源、７Ａ…第一光量調整部を構成する第一凹面反射鏡としての短波長域用凹面反射鏡、７Ｂ…第二光量調整部を構成する第二凹面反射鏡としての長波長域用凹面反射鏡、８Ａ…第一光量調整部を構成する第一集光レンズとしての短波長域用集光レンズ、８Ｂ…第二光量調整部を構成する第二集光レンズとしての長波長域用集光レンズ、２１…第一基板、２２…第二基板、２３…第一反射膜、２４…第二反射膜、２５…静電アクチュエーター、７１Ａ…第一反射領域、７１Ｂ…第二反射領域、Ｆ１…第一フォーカス点、Ｆ２…第二フォーカス点、Ｆ３…第一レンズフォーカス点、Ｆ４…第二レンズフォーカス点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象光のうち、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す第一光フィルターと、
前記測定対象光のうち、前記第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す第二光フィルターと、
前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、
前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第二光量調整部と、
前記第一光フィルターにより取り出された第一波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第一光検出器と、
前記第二光フィルターにより取り出された第二波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第二光検出器と、
を具備し、
前記第一光量調整部により調整される、前記第一光フィルターに入射される光の光量は、前記第二光量調整部により調整される、前記第二光フィルターに入射される光の光量よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第一開口部を有する第一アパーチャーを備え、
前記第二光量調整部は、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第二開口部を有する第二アパーチャーを備え、
前記第一アパーチャーの前記第一開口部は、前記第二アパーチャーの前記第二開口部よりも開口径が大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、
前記第一凹面反射鏡から前記第一フォーカス点までの第一集光距離は、前記第二凹面反射鏡から前記第二フォーカス点までの第二集光距離よりも短い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、第一反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、第二反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、
前記第一凹面反射鏡の前記第一反射領域は、前記第二凹面反射鏡の前記第二反射領域よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる複数の第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる少なくとも１つ以上の第二凹面反射鏡を備え、
前記第一光量調整部の前記第一凹面反射鏡の数は、前記第二光量調整部の前記第二凹面反射鏡の数よりも多い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、
前記第一集光レンズから前記第一レンズフォーカス点までの第一レンズ集光距離は、前記第二集光レンズから前記第二レンズフォーカス点までの第二レンズ集光距離よりも短い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項７】
請求項１、請求項２、および請求項６のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、第一レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、
前記第二光量調整部は、第二レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、
前記第一集光レンズの前記第一レンズ径は、前記第二集光レンズの前記第二レンズ径よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光測定装置において、
測定対象に光を照射する光源を備え、
前記第一光量調整部および前記第二調整部は、前記光源から射出され、前記測定対象により反射された測定対象光の光量を調整する
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光フィルターおよび前記第二光フィルターは、
第一基板と、
前記第一基板と対向する第二基板と、
前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、
前記第一反射膜および第二反射膜の間のギャップの間隔を可変させる静電アクチュエーターと、
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の光測定装置において、
前記測定対象光は可視光であり、前記第一測定波長域および前記第二測定波長域は、可視光域を含む
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項１】
測定対象光のうち、第一測定波長域内の第一波長の光を取り出す第一光フィルターと、
前記測定対象光のうち、前記第一測定波長域よりも波長が長い第二測定波長域内の第二波長の光を取り出す第二光フィルターと、
前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第一光量調整部と、
前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を調整する第二光量調整部と、
前記第一光フィルターにより取り出された第一波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第一光検出器と、
前記第二光フィルターにより取り出された第二波長の光の光量を受光し、受光量に応じた検出信号を出力する第二光検出器と、
を具備し、
前記第一光量調整部により調整される、前記第一光フィルターに入射される光の光量は、前記第二光量調整部により調整される、前記第二光フィルターに入射される光の光量よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記第一光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第一開口部を有する第一アパーチャーを備え、
前記第二光量調整部は、前記第二光フィルターに入射される前記測定対象光の光量を絞る第二開口部を有する第二アパーチャーを備え、
前記第一アパーチャーの前記第一開口部は、前記第二アパーチャーの前記第二開口部よりも開口径が大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二フォーカス点に向かって反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、
前記第一凹面反射鏡から前記第一フォーカス点までの第一集光距離は、前記第二凹面反射鏡から前記第二フォーカス点までの第二集光距離よりも短い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、第一反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、第二反射領域に入射された前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二凹面反射鏡を備え、
前記第一凹面反射鏡の前記第一反射領域は、前記第二凹面反射鏡の前記第二反射領域よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第一光フィルターに入射させる複数の第一凹面反射鏡を備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を反射して集光し、前記第二光フィルターに入射させる少なくとも１つ以上の第二凹面反射鏡を備え、
前記第一光量調整部の前記第一凹面反射鏡の数は、前記第二光量調整部の前記第二凹面反射鏡の数よりも多い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、前記測定対象光を第一レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、
前記第二光量調整部は、前記測定対象光を第二レンズフォーカス点に向かって集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、
前記第一集光レンズから前記第一レンズフォーカス点までの第一レンズ集光距離は、前記第二集光レンズから前記第二レンズフォーカス点までの第二レンズ集光距離よりも短い
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項７】
請求項１、請求項２、および請求項６のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光量調整部は、第一レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第一光フィルターに入射させる第一集光レンズを備え、
前記第二光量調整部は、第二レンズ径内に入射された前記測定対象光を集光し、前記第二光フィルターに入射させる第二集光レンズを備え、
前記第一集光レンズの前記第一レンズ径は、前記第二集光レンズの前記第二レンズ径よりも大きい
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の光測定装置において、
測定対象に光を照射する光源を備え、
前記第一光量調整部および前記第二調整部は、前記光源から射出され、前記測定対象により反射された測定対象光の光量を調整する
ことを特徴とする光測定装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光測定装置において、
前記第一光フィルターおよび前記第二光フィルターは、
第一基板と、
前記第一基板と対向する第二基板と、
前記第一基板に設けられた第一反射膜と、
前記第二基板に設けられ、前記第一反射膜に対向する第二反射膜と、
前記第一反射膜および第二反射膜の間のギャップの間隔を可変させる静電アクチュエーターと、
を備えたことを特徴とする光測定装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の光測定装置において、
前記測定対象光は可視光であり、前記第一測定波長域および前記第二測定波長域は、可視光域を含む
ことを特徴とする光測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３２１２９（Ｐ２０１１−２３２１２９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１７７５（Ｐ２０１０−１０１７７５）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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