JP2001083012A - 光路分岐式色彩計 - Google Patents
光路分岐式色彩計Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光路分岐素子を利用して光学入射ひとみ部分
で分光することにより、均一性が良好で、光効率の高い
色彩計を提供する。 【解決手段】 測定対象の色彩を識別するためのもので
あって、測定対象の測定対象光束を制限かつ受光すると
ともに、測定対象光束を集光する集光素子と、入射ひと
み部分で測定対象光束を複数個の分光光束に分ける光路
分岐素子と、対応する複数個の分光光束を受光するとと
もに、対応する複数個の分色フィルター光束を発生させ
る複数個の分色フィルター素子と、複数個の色彩検知素
子を有して、各色彩検知素子が、対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度を複数個の電気信号に変換する光センサーと
から構成される。
で分光することにより、均一性が良好で、光効率の高い
色彩計を提供する。 【解決手段】 測定対象の色彩を識別するためのもので
あって、測定対象の測定対象光束を制限かつ受光すると
ともに、測定対象光束を集光する集光素子と、入射ひと
み部分で測定対象光束を複数個の分光光束に分ける光路
分岐素子と、対応する複数個の分光光束を受光するとと
もに、対応する複数個の分色フィルター光束を発生させ
る複数個の分色フィルター素子と、複数個の色彩検知素
子を有して、各色彩検知素子が、対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度を複数個の電気信号に変換する光センサーと
から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、色彩計に関し、
特に、光学入射ひとみ部分で光路分岐を行う光路分岐式
色彩計に関する。
特に、光学入射ひとみ部分で光路分岐を行う光路分岐式
色彩計に関する。
【０００２】
【従来の技術】色彩の品質を検査するために、色彩計
は、いろいろな業種において広範に使用されており、色
彩品質の検査ならびに管理を行うためのツールとなって
いる。図１において、従来技術にかかる色彩計は、測定
対象１０が光源からの照射により反射光束を発生するも
の、あるいは例えばＬＥＤまたはテレビ画面のような測
定対象１０自体が発光体であるものにつき、このような
入射光束が集光レンズ２０による集光および入射ひとみ
（絞り）３０による制限を介して、入射光束が光センサ
ー面４０上に結像される。そして、測定対象１０ならび
に光センサー面４０が１つの共役点関係となっている。
つまり、測定対象１０面が光学系の物平面となり、光セ
ンサー面４０が光学系の像平面となるものである。
は、いろいろな業種において広範に使用されており、色
彩品質の検査ならびに管理を行うためのツールとなって
いる。図１において、従来技術にかかる色彩計は、測定
対象１０が光源からの照射により反射光束を発生するも
の、あるいは例えばＬＥＤまたはテレビ画面のような測
定対象１０自体が発光体であるものにつき、このような
入射光束が集光レンズ２０による集光および入射ひとみ
（絞り）３０による制限を介して、入射光束が光センサ
ー面４０上に結像される。そして、測定対象１０ならび
に光センサー面４０が１つの共役点関係となっている。
つまり、測定対象１０面が光学系の物平面となり、光セ
ンサー面４０が光学系の像平面となるものである。
【０００３】光センサー面４０の後方に複数個の光セン
サー５０を配置し、図１に示すように、光センサー面４
０上に分色フィルター素子８０（一般的にはフィルター
片）を配置して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）という
３種類の光線を透過させ、分色フィルター素子８０を通
過した後は、それぞれの光センサー５０で受光されて各
色彩の光強度を測定する。これらの光センサー５０は、
受光した光強度の大きさに基づいて異なる大きさの電気
信号を発生させ、最後に増幅器６０を介して電子系統７
０に伝達され、電子系統７０は、これらの異なる強度の
電気信号によって測定対象１０の色彩値を算出する。
サー５０を配置し、図１に示すように、光センサー面４
０上に分色フィルター素子８０（一般的にはフィルター
片）を配置して、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）という
３種類の光線を透過させ、分色フィルター素子８０を通
過した後は、それぞれの光センサー５０で受光されて各
色彩の光強度を測定する。これらの光センサー５０は、
受光した光強度の大きさに基づいて異なる大きさの電気
信号を発生させ、最後に増幅器６０を介して電子系統７
０に伝達され、電子系統７０は、これらの異なる強度の
電気信号によって測定対象１０の色彩値を算出する。
【０００４】図１中、電子系統７０は、Ｒ，Ｇ，Ｂとい
う３色の光信号強度により色彩値を算出する。そして、
現在、異なる分色フィルター方式があり、例えばバーｘ
a，バーｘb，バーｙ，バーｚという人間視覚分色フィル
ター方式、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、コバルト
（Ｃ）、青（Ｂ）という分色フィルター方式、可視光線
範囲の多波長分色フィルター方式などがある。これらの
方式は、異なる測定目的の光センサーに基づいて上述し
た機能を達成することができる。
う３色の光信号強度により色彩値を算出する。そして、
現在、異なる分色フィルター方式があり、例えばバーｘ
a，バーｘb，バーｙ，バーｚという人間視覚分色フィル
ター方式、赤（Ｒ）、黄（Ｙ）、緑（Ｇ）、コバルト
（Ｃ）、青（Ｂ）という分色フィルター方式、可視光線
範囲の多波長分色フィルター方式などがある。これらの
方式は、異なる測定目的の光センサーに基づいて上述し
た機能を達成することができる。
【０００５】図２において、仮に測定対象Ａをａ１，ａ
２，ａ３の３部分に分けると、この測定対象Ａが光学系
により光センサー面４０、すなわち光センサー面Ｂ上に
結像され、光センサー面Ｂもまたｂ１，ｂ２，ｂ３の３
部分に分けられて、Ｒ，Ｇ，Ｂという３色を測定する光
センサー５０が配置される。もしも測定対象Ａ内部の色
彩分布が均一であれば、光センサー面Ｂ内部の色彩分布
も均一に近いものとなり、光センサー面Ｂ上において各
色彩の光センサー５０の配置に悪い影響を与えることは
ない。しかし、測定対象Ａ内部の色彩ａ１，ａ２，ａ３
分布が不均一であれば、光センサー面Ｂ内部の色彩ｂ
１，ｂ２，ｂ３分布も不均一なものとなり、この時、光
センサー５０の配置に悪い影響を与えるものとなる。
２，ａ３の３部分に分けると、この測定対象Ａが光学系
により光センサー面４０、すなわち光センサー面Ｂ上に
結像され、光センサー面Ｂもまたｂ１，ｂ２，ｂ３の３
部分に分けられて、Ｒ，Ｇ，Ｂという３色を測定する光
センサー５０が配置される。もしも測定対象Ａ内部の色
彩分布が均一であれば、光センサー面Ｂ内部の色彩分布
も均一に近いものとなり、光センサー面Ｂ上において各
色彩の光センサー５０の配置に悪い影響を与えることは
ない。しかし、測定対象Ａ内部の色彩ａ１，ａ２，ａ３
分布が不均一であれば、光センサー面Ｂ内部の色彩ｂ
１，ｂ２，ｂ３分布も不均一なものとなり、この時、光
センサー５０の配置に悪い影響を与えるものとなる。
【０００６】例をあげて説明すると、人間の眼の色彩に
対する感覚は総合的で均一なものであるから、測定対象
Ａの色彩は、測定対象Ａ内部の色彩平均値、つまりａ
１，ａ２，ａ３の平均値ａaveであり、光センサー面Ｂ
内部において、ｂ１が受光するａ１の光線、ｂ２が受光
するａ２の光線、ｂ３が受光するａ３の光線は、理想的
には各光センサー５０がいずれもｂ１，ｂ２，ｂ３の平
均値ｂaveを受光することが望ましいが、光センサー５
０の配置される位置が正しくなければ、電子系統（図示
せず）が算出する色彩値がｂ１，ｂ２，ｂ３の平均値ｂ
aveとはならない。このような場合、各光センサー５０
の測定する色彩値はエラー値となる。
対する感覚は総合的で均一なものであるから、測定対象
Ａの色彩は、測定対象Ａ内部の色彩平均値、つまりａ
１，ａ２，ａ３の平均値ａaveであり、光センサー面Ｂ
内部において、ｂ１が受光するａ１の光線、ｂ２が受光
するａ２の光線、ｂ３が受光するａ３の光線は、理想的
には各光センサー５０がいずれもｂ１，ｂ２，ｂ３の平
均値ｂaveを受光することが望ましいが、光センサー５
０の配置される位置が正しくなければ、電子系統（図示
せず）が算出する色彩値がｂ１，ｂ２，ｂ３の平均値ｂ
aveとはならない。このような場合、各光センサー５０
の測定する色彩値はエラー値となる。
【０００７】図１１において、測定対象Ａの色彩分布が
不均一な状態を示すと、仮に、この時の信号Ｒ＝Ｇ＝
Ｂ、つまりａ１＝ａ２＝ａ３とすると、肉眼で見える色
彩は平均値ａaveつまり白色となる。
不均一な状態を示すと、仮に、この時の信号Ｒ＝Ｇ＝
Ｂ、つまりａ１＝ａ２＝ａ３とすると、肉眼で見える色
彩は平均値ａaveつまり白色となる。
【０００８】図１２と図１３とにおいて、光センサーが
光センサー面において配置不良であるものを示すと、赤
色の点線で示した領域が光センサー面上の赤色フィルタ
ー素子および赤色光センサーが存在する位置であり、緑
色の点線で示した領域が光センサー面上の緑色フィルタ
ー素子および緑色光センサーが存在する位置であり、青
色の点線で示した領域が光センサー面上の青色フィルタ
ー素子および青色光センサーが存在する位置である（色
彩は、いずれも表示されていない）。
光センサー面において配置不良であるものを示すと、赤
色の点線で示した領域が光センサー面上の赤色フィルタ
ー素子および赤色光センサーが存在する位置であり、緑
色の点線で示した領域が光センサー面上の緑色フィルタ
ー素子および緑色光センサーが存在する位置であり、青
色の点線で示した領域が光センサー面上の青色フィルタ
ー素子および青色光センサーが存在する位置である（色
彩は、いずれも表示されていない）。
【０００９】図１２において、光センサー面上では青色
の光線だけが青色フィルター素子を通過して青色光セン
サーに受光される。そして、緑色の光線は赤色フィルタ
ー素子を通過することができないので、赤色光センサー
は如何なる信号も受信することができない。赤色の光線
もまた緑色フィルター素子を通過することができないの
で、緑色光センサーも如何なる信号も受信することがで
きない。その結果、３つの光センサーの電気信号が最終
的に電子系統に送られ、分析を経た測定対象の色彩は青
色となり、本来の色彩である白色とはならない。
の光線だけが青色フィルター素子を通過して青色光セン
サーに受光される。そして、緑色の光線は赤色フィルタ
ー素子を通過することができないので、赤色光センサー
は如何なる信号も受信することができない。赤色の光線
もまた緑色フィルター素子を通過することができないの
で、緑色光センサーも如何なる信号も受信することがで
きない。その結果、３つの光センサーの電気信号が最終
的に電子系統に送られ、分析を経た測定対象の色彩は青
色となり、本来の色彩である白色とはならない。
【００１０】図１３において、光センサーを一定角度だ
け回転させると、光センサー面上の少しの青色光線が青
色フィルター素子を通過して青色光センサーにより受光
される。少しの赤色光線が赤色フィルター素子を通過し
て赤色光センサーにより受光される。そして、青色光線
および赤色光線は緑色フィルター素子を透過できないの
で、緑色センサーは如何なる信号も受信することができ
ない。その結果、３つの光センサーが最終的に電子系統
に送られ、分析を経た測定対象の色彩は紫色となり、本
来の色彩である白色とはならない。
け回転させると、光センサー面上の少しの青色光線が青
色フィルター素子を通過して青色光センサーにより受光
される。少しの赤色光線が赤色フィルター素子を通過し
て赤色光センサーにより受光される。そして、青色光線
および赤色光線は緑色フィルター素子を透過できないの
で、緑色センサーは如何なる信号も受信することができ
ない。その結果、３つの光センサーが最終的に電子系統
に送られ、分析を経た測定対象の色彩は紫色となり、本
来の色彩である白色とはならない。
【００１１】従って、測定対象の色彩分布が不均一であ
る時、光センサーの配置が電子系統の分析結果に与える
影響は非常に大きい。そして、このような色彩検知の問
題は、紡績、建材、タイルなど表面に凹凸がある物品な
らびに印刷機、プリンター、ディスプレイなどバイナリ
ー配色の物品によく発生している。
る時、光センサーの配置が電子系統の分析結果に与える
影響は非常に大きい。そして、このような色彩検知の問
題は、紡績、建材、タイルなど表面に凹凸がある物品な
らびに印刷機、プリンター、ディスプレイなどバイナリ
ー配色の物品によく発生している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を改善
するために、従来技術では、以下のような解決策が講じ
られてきた。 （ａ）拡散片（diffuser）による解決：図３において、
入射ひとみ３０と光センサー面４０との間に拡散片９０
を挿入して、光線を拡散し、測定対象Ａ上の分布不均一
を改善するものを示すと、簡単な方法であるが、光線を
拡散させるため、光利用率が低下していた。 （ｂ）導光用光ファイバーによる解決：図４において、
光センサー面４０上に導光用光ファイバー１００を配置
し、光センサー面４０上に集光される光線を導光用光フ
ァイバー１００中に導いて個別の分色フィルター素子へ
伝達し、個別の光センサーで受光する。この方式は、導
光用光ファイバー１００により測定対象Ａの分布不均一
の問題を改善することができ、均一性を大幅に向上させ
ることができるが、光利用率は理想的なものでなく、コ
ストが高くなっていた。 （ｃ）積分球による解決：図５において、光センサー面
４０上に積分球１１０を設置し、光センサー面４０上に
集光される光線を積分球１１０中に導いて、分色フィル
ター８０を介して光センサー５０で受光する。これは、
物光散乱方式で測定対象Ａの分布不均一の問題を改善す
るものであって、均一性が最良のものとなるが、光利用
率が十分でないとともに、コストが高く、体積が大きな
ものとなっていた。
するために、従来技術では、以下のような解決策が講じ
られてきた。 （ａ）拡散片（diffuser）による解決：図３において、
入射ひとみ３０と光センサー面４０との間に拡散片９０
を挿入して、光線を拡散し、測定対象Ａ上の分布不均一
を改善するものを示すと、簡単な方法であるが、光線を
拡散させるため、光利用率が低下していた。 （ｂ）導光用光ファイバーによる解決：図４において、
光センサー面４０上に導光用光ファイバー１００を配置
し、光センサー面４０上に集光される光線を導光用光フ
ァイバー１００中に導いて個別の分色フィルター素子へ
伝達し、個別の光センサーで受光する。この方式は、導
光用光ファイバー１００により測定対象Ａの分布不均一
の問題を改善することができ、均一性を大幅に向上させ
ることができるが、光利用率は理想的なものでなく、コ
ストが高くなっていた。 （ｃ）積分球による解決：図５において、光センサー面
４０上に積分球１１０を設置し、光センサー面４０上に
集光される光線を積分球１１０中に導いて、分色フィル
ター８０を介して光センサー５０で受光する。これは、
物光散乱方式で測定対象Ａの分布不均一の問題を改善す
るものであって、均一性が最良のものとなるが、光利用
率が十分でないとともに、コストが高く、体積が大きな
ものとなっていた。
【００１３】そこで、この発明の目的は、光路分岐素子
を利用して光学入射ひとみに設置で光路分岐することに
より、均一性が良好で光効率の高い色彩計を提供するこ
とにある。
を利用して光学入射ひとみに設置で光路分岐することに
より、均一性が良好で光効率の高い色彩計を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決し、
所望の目的を達成するために、この発明にかかる光路分
岐式色彩計は、測定対象の色彩を識別するためのもので
あって、測定対象の測定対象光束を制限かつ受光すると
ともに、測定対象光束を集光する集光素子と、入射ひと
み部分で測定対象光束を複数個の分岐光束に分ける光路
分岐素子と、対応する複数個の分岐光束を受光するとと
もに、対応する複数個の分色フィルター光束を発生させ
る複数個の分色フィルター素子と、複数個の色彩検知素
子を有して、各色彩検知素子が、対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度を複数個の電気信号に変換する光センサーと
から構成される。
所望の目的を達成するために、この発明にかかる光路分
岐式色彩計は、測定対象の色彩を識別するためのもので
あって、測定対象の測定対象光束を制限かつ受光すると
ともに、測定対象光束を集光する集光素子と、入射ひと
み部分で測定対象光束を複数個の分岐光束に分ける光路
分岐素子と、対応する複数個の分岐光束を受光するとと
もに、対応する複数個の分色フィルター光束を発生させ
る複数個の分色フィルター素子と、複数個の色彩検知素
子を有して、各色彩検知素子が、対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度を複数個の電気信号に変換する光センサーと
から構成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施形態を図面に基づいて説明する。図６において、この
発明にかかる光路分岐式色彩計は、測定対象光束の入射
ひとみ３０部分での光強度分布が最も均一であり、全点
の測定対象光束が入射ひとみ３０部分で均一に分布して
いるという特性を利用して、測定対象１０が反射する測
定対象光束、あるいは測定対象１０自体が発射する測定
対象光束を集光素子を介して集光した後、入射ひとみ３
０部分において光路分岐素子（図示せず）により測定対
象光束を複数個の分光光束に区分するが、この分光光束
は測定対象１０上の分布が不均一な各点の色彩ａ１，ａ
２，ａ３から発射される光束を包括することができ、分
岐光束が個別の分色フィルター素子８０を通過して個別
の分色フィルター光束を発生させ、多数個の色彩検知素
子からなる光センサー５０により対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度に基づいて電気信号に変換し、増幅器６０に
より信号を増幅して伝送するものである。この発明は、
各分色フィルター素子８０がｂ１，ｂ２，ｂ３位置にお
いて分布が不均一な色彩ａ１，ａ２，ａ３を受光するこ
とができ、色彩検知素子の配置を限定する必要がないの
で、従来技術にかかる色彩計の課題を解決することがで
きる。
施形態を図面に基づいて説明する。図６において、この
発明にかかる光路分岐式色彩計は、測定対象光束の入射
ひとみ３０部分での光強度分布が最も均一であり、全点
の測定対象光束が入射ひとみ３０部分で均一に分布して
いるという特性を利用して、測定対象１０が反射する測
定対象光束、あるいは測定対象１０自体が発射する測定
対象光束を集光素子を介して集光した後、入射ひとみ３
０部分において光路分岐素子（図示せず）により測定対
象光束を複数個の分光光束に区分するが、この分光光束
は測定対象１０上の分布が不均一な各点の色彩ａ１，ａ
２，ａ３から発射される光束を包括することができ、分
岐光束が個別の分色フィルター素子８０を通過して個別
の分色フィルター光束を発生させ、多数個の色彩検知素
子からなる光センサー５０により対応する分色フィルタ
ー光束を受光するとともに、受光した分色フィルター光
束の光強度に基づいて電気信号に変換し、増幅器６０に
より信号を増幅して伝送するものである。この発明は、
各分色フィルター素子８０がｂ１，ｂ２，ｂ３位置にお
いて分布が不均一な色彩ａ１，ａ２，ａ３を受光するこ
とができ、色彩検知素子の配置を限定する必要がないの
で、従来技術にかかる色彩計の課題を解決することがで
きる。
【００１６】図７（ａ）において、導光管２００を光路
分岐素子とする第１実施形態は、測定対象光束を集光素
子２０で集光した後、入射ひとみ３０部分において導光
管２００により光路分岐を行うが、この導光管２００の
材料としてはガラス光学材料、プラスチック光学材料、
液体光学材料または光ファイバーとすることができる。
そして、図７（ｂ）に示したように、導光管２００入力
端の配列を符号２１０，２２０，２３０のようにして、
測定対象光束を多数の分岐光束に区分することができる
とともに、導光管２００の本数および配列形式は、光セ
ンサーの数量により決定する。光路分岐後の分岐光束は
異なる分色フィルター素子８０に導かれるが、導光管２
００出力端の出力および導光管集光素子２５０の集光を
介して、分色フィルター素子８０で分色フィルター光束
を発生させてから対応する光センサー５０により受光す
る。なお、この実施形態の分色フィルター素子８０は、
光学メッキまたは塗布印刷により導光管２００の出力端
に直接メッキ膜形成あるいは塗布形成することができ
る。
分岐素子とする第１実施形態は、測定対象光束を集光素
子２０で集光した後、入射ひとみ３０部分において導光
管２００により光路分岐を行うが、この導光管２００の
材料としてはガラス光学材料、プラスチック光学材料、
液体光学材料または光ファイバーとすることができる。
そして、図７（ｂ）に示したように、導光管２００入力
端の配列を符号２１０，２２０，２３０のようにして、
測定対象光束を多数の分岐光束に区分することができる
とともに、導光管２００の本数および配列形式は、光セ
ンサーの数量により決定する。光路分岐後の分岐光束は
異なる分色フィルター素子８０に導かれるが、導光管２
００出力端の出力および導光管集光素子２５０の集光を
介して、分色フィルター素子８０で分色フィルター光束
を発生させてから対応する光センサー５０により受光す
る。なお、この実施形態の分色フィルター素子８０は、
光学メッキまたは塗布印刷により導光管２００の出力端
に直接メッキ膜形成あるいは塗布形成することができ
る。
【００１７】また、光学メッキまたは塗布印刷により導
光管２００の入力端に分色フィルター素子８０を直接メ
ッキ膜形成あるいは塗布形成することもできる。この場
合、測定対象光束を複数個の分色フィルター光束に直接
区分して、分光後の分色フィルター光束を異なる光セン
サーに導くことができ、導光管２００出力端の出力およ
び導光管集光素子２５０の集光を介して対応する光セン
サー５０により受光する。
光管２００の入力端に分色フィルター素子８０を直接メ
ッキ膜形成あるいは塗布形成することもできる。この場
合、測定対象光束を複数個の分色フィルター光束に直接
区分して、分光後の分色フィルター光束を異なる光セン
サーに導くことができ、導光管２００出力端の出力およ
び導光管集光素子２５０の集光を介して対応する光セン
サー５０により受光する。
【００１８】図８（ａ）において、この第２実施形態
は、多映像分光プリズム３００を光路分岐素子とするも
のであって、入射ひとみ３０に多映像分光プリズム３０
０設置により分光を行う。図８（ｂ）に示したように、
この第２実施形態の多映像分光プリズム３００は、３つ
の楔形プリズムａ，ｂ，ｃを組み合わせたものであっ
て、光学屈折の原理を利用して測定対象光束を分光光束
とし、この分光光束を個別の分色フィルター素子８０を
介して分色フィルター光束とし、対応する個別の光セン
サー５０により受光する。なお、この第２実施形態の分
色フィルター素子８０は、光学メッキあるいは塗布印刷
により対応する楔形プリズム上に直接形成することもで
きる。
は、多映像分光プリズム３００を光路分岐素子とするも
のであって、入射ひとみ３０に多映像分光プリズム３０
０設置により分光を行う。図８（ｂ）に示したように、
この第２実施形態の多映像分光プリズム３００は、３つ
の楔形プリズムａ，ｂ，ｃを組み合わせたものであっ
て、光学屈折の原理を利用して測定対象光束を分光光束
とし、この分光光束を個別の分色フィルター素子８０を
介して分色フィルター光束とし、対応する個別の光セン
サー５０により受光する。なお、この第２実施形態の分
色フィルター素子８０は、光学メッキあるいは塗布印刷
により対応する楔形プリズム上に直接形成することもで
きる。
【００１９】図９において、この第３実施形態は、多映
像分光レンズを光路分岐素子とするものであって、多映
像分光レンズ４１０，４２０，４３０，４４０，４５
０，４６０を図８（ａ）の入射ひとみ３０部分に配置す
るものである。多映像分光レンズ４１０，４２０，４３
０，４４０，４５０，４６０は、複数の光軸の異なるレ
ンズをモールド成形してなるものであって、複数の異な
る光軸を有して測定対象光束を分光光束とし、この分光
光束を個別の分色フィルター素子８０を介して分色フィ
ルター光束とする。なお、この第３実施形態の分色フィ
ルター素子８０は、光学メッキあるいは塗布印刷により
対応する楔形プリズム上に直接形成することもできる。
像分光レンズを光路分岐素子とするものであって、多映
像分光レンズ４１０，４２０，４３０，４４０，４５
０，４６０を図８（ａ）の入射ひとみ３０部分に配置す
るものである。多映像分光レンズ４１０，４２０，４３
０，４４０，４５０，４６０は、複数の光軸の異なるレ
ンズをモールド成形してなるものであって、複数の異な
る光軸を有して測定対象光束を分光光束とし、この分光
光束を個別の分色フィルター素子８０を介して分色フィ
ルター光束とする。なお、この第３実施形態の分色フィ
ルター素子８０は、光学メッキあるいは塗布印刷により
対応する楔形プリズム上に直接形成することもできる。
【００２０】図１０において、この第４実施形態は、バ
イナリー光学素子を光路分岐素子とするものであって、
バイナリー光学素子（binary optical element）５００
上に多くの光学距離が異なる分布を有して、光回析に類
似した機能を備え、測定対象光束をいくつかの分光光束
に分光することができる。このバイナリー光学素子をホ
ログラム（Hologram）光学素子とすることもできる。
イナリー光学素子を光路分岐素子とするものであって、
バイナリー光学素子（binary optical element）５００
上に多くの光学距離が異なる分布を有して、光回析に類
似した機能を備え、測定対象光束をいくつかの分光光束
に分光することができる。このバイナリー光学素子をホ
ログラム（Hologram）光学素子とすることもできる。
【００２１】図１４において、この発明にかかる入射ひ
とみ部分での分光を示す。そして、図１１が、測定対象
の光センサー面上で得られた結果を示すものである。図
示から分かるように、あらゆる不均一な色彩がいずれも
光センサー面上の個別な色彩検知素子上に結像できるの
で、青色点線領域の緑色光線および赤色光線が除去され
て青色光線だけが青色フィルター素子を通過し、青色光
センサーにより受光される。緑色点線領域の青色光線な
らびに赤色光線が除去されて緑色光線だけが緑色フィル
ター素子を通過し、緑色光センサーにより受光される。
同様に、赤色点線領域の緑色光線および青色光線が除去
されて赤色光線だけが赤色フィルター素子を通過し、赤
色光センサーにより受光される。次に、３つの光センサ
ーの電気信号が、電子系統へ送られ分析を経て測定対象
の色彩が白色となる。
とみ部分での分光を示す。そして、図１１が、測定対象
の光センサー面上で得られた結果を示すものである。図
示から分かるように、あらゆる不均一な色彩がいずれも
光センサー面上の個別な色彩検知素子上に結像できるの
で、青色点線領域の緑色光線および赤色光線が除去され
て青色光線だけが青色フィルター素子を通過し、青色光
センサーにより受光される。緑色点線領域の青色光線な
らびに赤色光線が除去されて緑色光線だけが緑色フィル
ター素子を通過し、緑色光センサーにより受光される。
同様に、赤色点線領域の緑色光線および青色光線が除去
されて赤色光線だけが赤色フィルター素子を通過し、赤
色光センサーにより受光される。次に、３つの光センサ
ーの電気信号が、電子系統へ送られ分析を経て測定対象
の色彩が白色となる。
【００２２】
【表１】
【００２３】この表１は、この発明にかかる色彩計と従
来技術にかかる色彩計とを比較した結果を示すものであ
る。この表１から分かるように、この発明にかかる色彩
計は、均一性に優れ、光利用率が高く、サイズが小さ
く、低コストで、かつ最良の信号雑音比を備えている。
従って、この発明にかかる色彩計は、光路分岐素子によ
り光学入射ひとみ部分で分光することで、均一性に優
れ、光利用率が高く、サイズが小さく、低コストで、か
つ最良の信号雑音比を備えたものとなっている。さら
に、第１〜４実施形態は、いずれも色彩計の入射ひとみ
を集光素子の後に配置しているが、集光素子の前、ある
いは集光素子の中間に配置しても同様な効果を達成する
ことができる。
来技術にかかる色彩計とを比較した結果を示すものであ
る。この表１から分かるように、この発明にかかる色彩
計は、均一性に優れ、光利用率が高く、サイズが小さ
く、低コストで、かつ最良の信号雑音比を備えている。
従って、この発明にかかる色彩計は、光路分岐素子によ
り光学入射ひとみ部分で分光することで、均一性に優
れ、光利用率が高く、サイズが小さく、低コストで、か
つ最良の信号雑音比を備えたものとなっている。さら
に、第１〜４実施形態は、いずれも色彩計の入射ひとみ
を集光素子の後に配置しているが、集光素子の前、ある
いは集光素子の中間に配置しても同様な効果を達成する
ことができる。
【００２４】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、当業者であれば容易に理解できるよ
うに、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変
更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その
特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均
等な領域を基準として定めなければならない。
により開示したが、当業者であれば容易に理解できるよ
うに、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変
更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その
特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均
等な領域を基準として定めなければならない。
【００２５】
【発明の効果】上記構成により、この発明にかかる色彩
計は、光路分岐素子により光学入射ひとみ部分で分光す
ることで、均一性に優れ、光利用率が高く、サイズが小
さく、低コストで、かつ最良の信号雑音比を備えたもの
とすることができる。従って、産業上の利用価値が高
い。
計は、光路分岐素子により光学入射ひとみ部分で分光す
ることで、均一性に優れ、光利用率が高く、サイズが小
さく、低コストで、かつ最良の信号雑音比を備えたもの
とすることができる。従って、産業上の利用価値が高
い。
【図１】 従来技術にかかる典型的な色彩計を示す構成
図である。
図である。
【図２】 従来技術にかかる色彩計の測定対象の色彩分
布および光センサー面の色彩分布を示す構成図である。
布および光センサー面の色彩分布を示す構成図である。
【図３】 従来技術にかかる別な色彩計（拡散片を挿
入）を示す構成図である。
入）を示す構成図である。
【図４】 従来技術にかかる別な色彩計（光ファイバー
を挿入）を示す構成図である。
を挿入）を示す構成図である。
【図５】 従来技術にかかる別な色彩計（積分球を挿
入）を示す構成図である。
入）を示す構成図である。
【図６】 この発明にかかる光路分岐式色彩計を示す構
成図である。
成図である。
【図７】 この発明にかかる光路分岐式色彩計の第１実
施形態を示す構成図である。
施形態を示す構成図である。
【図８】 この発明にかかる光路分岐式色彩計の第２実
施形態を示す構成図である。
施形態を示す構成図である。
【図９】 この発明にかかる光路分岐式色彩計の第３実
施形態を示す構成図である。
施形態を示す構成図である。
【図１０】 この発明にかかる光路分岐式色彩計の第４
実施形態を示す構成図である。
実施形態を示す構成図である。
【図１１】 測定対象Ａの色彩分布が不均一である状態
を示す図面代用写真である。
を示す図面代用写真である。
【図１２】 光センサー面の光センサー配置不良の結果
を示す図面代用写真である。
を示す図面代用写真である。
【図１３】 光センサー面の光センサー配置不良の結果
を示す図面代用写真である。
を示す図面代用写真である。
【図１４】 この発明にかかる光路分岐式色彩計の測定
結果を示す図面代用写真である。
結果を示す図面代用写真である。
１０ 測定対象 ２０ 集光レンズ ３０ 入射ひとみ ４０ 光センサー面 ５０ 光センサー ６０ 増幅器 ７０ 電子系統 ８０ フィルター素子 ２００ 導光管 ３００ 多映像分光プリズム ４１０ 多映像分光レンズ ４２０ 多映像分光レンズ ４３０ 多映像分光レンズ ４４０ 多映像分光レンズ ４５０ 多映像分光レンズ ４６０ 多映像分光レンズ ５００ バイナリー光学素子
Claims (20)
- 【請求項１】 測定対象の色彩を識別するためのもので
あって、 前記測定対象の測定対象光束を制限かつ受光するととも
に、前記測定対象光束を集光する集光素子と、 入射ひとみ部分で前記測定対象光束を複数個の分岐光束
に分ける光路分岐素子と、 対応する前記した複数個の分岐光束を受光するととも
に、対応する複数個の分色フィルター光束を発生させる
複数個の分色フィルター素子と、 複数個の色彩検知素子を有して、前記した各色彩検知素
子が、対応する前記分色フィルター光束を受光するとと
もに、受光した前記分色フィルター光束の光強度を複数
個の電気信号に変換する光センサーとを具備する光路分
岐式色彩計。 - 【請求項２】 上記光路分岐素子が、複数本の導光管の
入力端で上記測定対象光束を受光し、上記した複数本の
導光管の出力端から出力する分岐光束が上記した複数個
の分色フィルター素子を通過して上記した複数個の分色
フィルター光束を発生させる請求項１記載の光路分岐式
色彩計。 - 【請求項３】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、光学メッキにより前記した各分色フィルタ
ー素子を対応する上記した各導光管の出力端にメッキ膜
形成するものである請求項２記載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項４】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、塗布印刷により前記した各分色フィルター
素子を対応する上記した各導光管の出力端に塗布形成す
るものである請求項２記載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項５】 上記光路分岐素子が、上記した複数個の
分色フィルター素子を対応する複数本の導光管の入力端
に配置して上記測定対象光束を受光するとともに、前記
した複数本の導光管の出力端に上記した複数個の分色フ
ィルター光束を発生させるものである請求項１記載の光
路分岐式色彩計。 - 【請求項６】 上記した分色フィルター素子が、さら
に、光学メッキにより上記した複数個の分色フィルター
素子を上記した複数本の導光管の入力端にメッキ膜形成
するものである請求項５記載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項７】 上記した分色フィルター素子が、さら
に、塗布印刷により上記した複数個の分色フィルター素
子を上記した複数本の導光管の入力端に塗布形成するも
のである請求項５記載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項８】 上記した複数本の導光管が、ガラス光学
材料からなるものである請求項２または５記載の光路分
岐式色彩計。 - 【請求項９】 上記した複数本の導光管が、プラスチッ
ク光学材料からなるものである請求項２または５記載の
光路分岐式色彩計。 - 【請求項１０】 上記した複数本の導光管が、液体光学
材料からなるものである請求項２または５記載の光路分
岐式色彩計。 - 【請求項１１】 上記した複数本の導光管が、光ファイ
バーからなるものである請求項２または５記載の光路分
岐式色彩計。 - 【請求項１２】 上記色彩計が、さらに、複数個の導光
管集光素子を上記した複数本の出力端と上記した複数個
の分色フィルター素子との間に配置して、上記した複数
個の分岐光束を集光するものである請求項２または５記
載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項１３】 上記光路分岐素子が、多映像分光プリ
ズムであって、前記多映像分光プリズムが、複数個の楔
形プリズムからなって上記測定対象光束を上記した複数
個の分光光束に分光し、前記分光光束が上記した複数個
の分色フィルター素子を通過して上記した複数個の分色
フィルター光束を発生させるものである請求項１記載の
光路分岐式色彩計。 - 【請求項１４】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、光学メッキにより前記した複数個の分色フ
ィルター素子を対応する上記した複数個の楔形プリズム
上にメッキ膜形成するものである請求項１３記載の光路
分岐式色彩計。 - 【請求項１５】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、塗布印刷により前記した複数個の分色フィ
ルター素子を対応する上記した複数個の楔形プリズム上
に塗布形成するものである請求項１３記載の光路分岐式
色彩計。 - 【請求項１６】 上記光路分岐素子が、多映像分光レン
ズであって、前記多映像分光レンズが、複数個の光軸の
異なるレンズからなって上記測定対象光束を上記した複
数個の分岐光束に分光し、前記分岐光束が上記した複数
個の分色フィルター素子を通過して上記した複数個の分
色フィルター光束を発生させるものである請求項１記載
の光路分岐式色彩計。 - 【請求項１７】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、光学メッキにより前記した複数個の分色フ
ィルター素子を対応する上記した複数個の光軸の異なる
レンズ上にメッキ膜形成するものである請求項１６記載
の光路分岐式色彩計。 - 【請求項１８】 上記した複数個の分色フィルター素子
が、さらに、塗布印刷により前記した複数個の分色フィ
ルター素子を対応する上記した複数個の光軸の異なるレ
ンズ上に塗布形成するものである請求項１６記載の光路
分岐式色彩計。 - 【請求項１９】 上記光路分岐素子が、バイナリー光学
素子であり、前記バイナリー光学素子が、上記測定対象
光束を上記した複数個の分岐光束に分光し、前記した複
数個の分岐光束が上記した複数個の分色フィルター素子
を通過して上記した複数個の分色フィルター光束を発生
させるものである請求項１記載の光路分岐式色彩計。 - 【請求項２０】 上記バイナリー光学素子が、ホログラ
ム光学素子である請求項１９記載の光路分岐式色彩計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW088114801A TW444133B (en) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | Image-splitting spectrometric colorimeter |
| TW88114801 | 1999-08-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001083012A true JP2001083012A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=21642094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30317399A Pending JP2001083012A (ja) | 1999-08-30 | 1999-10-25 | 光路分岐式色彩計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6433873B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001083012A (ja) |
| TW (1) | TW444133B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021514467A (ja) * | 2018-02-22 | 2021-06-10 | オネラ（オフィス ナシオナル デチュドゥ エ ドゥ ルシェルシュ アエロスパシアル） | スペクトル情報を画像化および提供するためのデバイス |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE301282T1 (de) * | 2000-05-08 | 2005-08-15 | Norbert Lauinger | 3 d gitteroptischer sensor mit streuscheibe zur farbmessung mit farbkonstanzleistung |
| KR100731008B1 (ko) * | 2001-01-10 | 2007-06-22 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 컬러 광소자 |
| US20090102939A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Narendra Ahuja | Apparatus and method for simultaneously acquiring multiple images with a given camera |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191859B1 (en) * | 1996-10-28 | 2001-02-20 | Sortex Limited | Optical systems for use in sorting apparatus |
-
1999
- 1999-08-30 TW TW088114801A patent/TW444133B/zh active
- 1999-10-25 JP JP30317399A patent/JP2001083012A/ja active Pending
- 1999-11-09 US US09/436,150 patent/US6433873B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021514467A (ja) * | 2018-02-22 | 2021-06-10 | オネラ（オフィス ナシオナル デチュドゥ エ ドゥ ルシェルシュ アエロスパシアル） | スペクトル情報を画像化および提供するためのデバイス |
| JP7287973B2 (ja) | 2018-02-22 | 2023-06-06 | オフィス ナショナル デテュード エ ドゥ ルシェルシュ アエロスパシアル | スペクトル情報を画像化および提供するためのデバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW444133B (en) | 2001-07-01 |
| US6433873B1 (en) | 2002-08-13 |
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