JP2005308764A - 物体の光学特性を測定するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 周囲受光部光ファイバ/エレメント7が、中央光源光ファイバ/エレメント5から離間されて設けられ、物体20の表面からの反射光を受けて測定する。周囲光ファイバ7からの光は、種々のフィルタを通過する。周囲受光部光ファイバ7を用いて、測定対象物体20に対するプローブ1の高さおよび角度に関する情報を判定する。プロセサの制御の下で、所定の高さおよび角度において色の測定を行う。種々の色分光測光計の構成を開示する。半透明性、蛍光特性、および/または表面構造のデータも得ることができる。オーディオ・フィードバックを与えて、システムの使用法をオペレータに誘導することも可能である。プローブ1は、汚染防止のために、着脱自在のチップまたは遮蔽されたチップを有することも可能である。
【選択図】 図1
Description
本発明の他の目的は、物体または表面との接触を必要としない、実用的な大きさのハンドヘルド・プローブを用いて、歯、織物またはその他の物体あるいは表面の色またはその他の光学特性を測定する際に有用な、方法およびデバイスを提供することである。
本発明の更に他の目的は、測定対象の表面付近に単に置くだけのプローブと共に利用可能であり、色またはその他の光学特性を測定する際に有用なプローブおよび方法を提供することである。
本発明の別の目的は、測定対象物体の表面組織特性を判定可能なプローブおよび方法を提供することである。
本発明の目的は、プローブを領域全体に渡って移動させ、更に領域全体の色を統合することにより、小さな特異点(spot singulary)の面積を測定可能な、あるいは不規則な形状を測定可能なプローブおよび方法を提供することである。
最後に、本発明の目的は、洗浄のための取り外し、使用後の廃棄等が可能な、着脱自在の先端またはシールドを有することができるプローブを用いて、光学特性を測定するプローブおよび方法を提供することである。
プローブ・チップ1は、複数の光ファイバを内包し、その各々が1本以上の光ファイバから成るものとすることができる。好適な実施形態では、プローブ・チップ1内に内蔵されている光ファイバは、単一の光源光ファイバと、3本の受光部(器)光ファイバとを含む。物体の色またはその他の光学特性を測定するためのかかる光ファイバの使用については、後で説明する。プローブ・チップ1は、プローブ本体2に取り付けられ、プローブ本体2上には、スイッチ17が固定されている。スイッチ17はワイヤ18を通じてマイクロプロセッサ10と通信し、例えば、オペレータがデバイスを作動させ、色/光学測定を行うための機構を備える。プローブ・チップ1内の光ファイバは、その先端(即ち、プローブ本体2から遠い端部)において終端する。プローブ・チップ1の先端は、測定対象物体の表面に向けられているが、これについては以下で更に詳しく説明する。プローブ・チップ1内の光ファイバは、光学的に、ファイバ本体2を貫通し、光ファイバ・ケーブル3を介して光センサ8に達する。光センサ8は、マイクロプロセッサ10に結合されている。
図7Aおよび図7Bは、プローブ・チップ1の端部に覆い被せるために使用可能な保護用キャップを示す。かかる保護用キャップは、本体80から成り、その端部は光窓82で覆われている。光窓82は、好適な実施形態では、薄いサファイア窓を有する構造から成る。好適な実施形態では、本体80はステンレス鋼で作られている。本体80はプローブ・チップ1の端部に覆い被さり、例えば、本体80内に形成された陥凹によって適所に配する。陥凹は、プローブ・チップ1上に形成されたリブ84(スプリング・クリップまたはその他のリテイナとすればよい)と嵌合する。他の実施形態では、かかる保護用キャップをプローブ・チップ1に取りつける他の方法が用いられる。保護用キャップは、プローブ・チップ1から取り外し、典型的な圧力釜、高温スチーム、ケミクレーブ(chemiclave)またはその他の滅菌システムにおいて滅菌することができる。
図15は、本発明のある種の実施形態において使用可能なオーディオ・トーンを示すフロー・チャートである。オーディオ・トーン(これから述べるような、トーン、ビープ、音声等のような)は、ここに記載する形式の色測定システムの適正使用において、オペレータを誘導するのに特に有用でありかつ教育的な手段であることが発見されている。
Claims (24)
- 受光した光の色特性を判定する色検知装置であって、
光を受ける少なくとも1つの入力と、
複数のフィルタ・エレメントと、
複数のセンサであって、そのセンサの少なくともあるものは、前記少なくとも1つの入力からの光をフィルタ・エレメントのそれぞれを介して受け、該センサは前記少なくとも1つの入力によって受けた光の強度に比例した周波数を有する複数の信号を発生する、センサと、
を備え、受光した光の色特性が前記複数の信号に基づいて判定される、装置。 - 請求項1記載の装置において、前記フィルタ・エレメントはグラディエント・フィルタからなる装置。
- 請求項1記載の装置において、前記信号はアナログ−デジタル変換なしで処理される装置。
- 請求項1記載の装置において、前記センサからのデータは処理エレメントに結合され、前記色特性は、前記複数の信号の各々の周波数または周期の測定に基づいて判定される、装置。
- 請求項1記載の装置において、1つ以上のセンサが色フィルタ・エレメントを通さない光を受け、その色フィルタ・エレメントを通さない光を受けた1つ以上のセンサが、受光した光のグレイ・レベル特性を判定する、装置。
- 請求項1記載の装置において、1つ以上のセンサが色フィルタ・エレメントを通さない光を受け、その色フィルタ・エレメントを通さない光を受けた1つ以上のセンサが、評価中の物体に対するプローブの物理的位置特性を決定する、装置。
- 請求項1記載の装置において、光がプローブ上の少なくとも1つの光源から供給され、光は該プローブ上の少なくとも1つ受光器によって受光されて、前記少なくとも1つの入力に結合され、
前記少なくとも1つの受光器は前記少なくとも1つの光源から間隔を有し、第1の高さが規定され、前記プローブが評価中の物体の一表面から前記第1の高さ以下の距離にあるとき、前記物体の一表面から反射された光は前記少なくとも1つの受光器によって受光されない、装置。 - 請求項7記載の装置において、前記物体の色特性は、前記プローブが物体から前記第1の高さ以下に配置されたとき行われる少なくとも1つの測定に基づいて判定される、装置。
- 請求項7記載の装置において、更に前記プローブのためのシールドを備え、前記光源からの光が該シールドを介して前記物体に通り、該物体からシールドを介して光が反射され、前記物体の色特性は物体から前記シールドを介して反射された光により判定される、装置。
- 請求項9記載の装置において、前記シールドは前記第1の高さ以下厚さを有する装置。
- 請求項9記載の装置において、前記シールドは使い捨てである装置。
- 請求項9記載の装置において、前記シールドにより生じる歪みを減少させるため、参照基準の測定が利用される、装置。
- 請求項1記載の装置において、前記フィルタ・エレメントが赤フィルタ、緑フィルタ、および青フィルタを備え、前記赤フィルタを通る光を受けるため赤センサが配置され、前記緑フィルタを通る光を受けるため緑センサが配置され、前記青フィルタを通る光を受けるため青センサが配置される、装置。
- 請求項13記載の装置において、更に広帯域センサを備え、該広帯域センサよって受けた光は、前記赤フィルタ、緑フィルタ、および青フィルタを通過しない、装置。
- 受光した光の色特性を判定する色検知装置であって、
光を受ける少なくとも1つの入力と、
前記受光した光をスペクトル成分に分離するスペクトル分離器と、
複数のセンサであって、そのセンサの少なくともあるものは、前記少なくとも1つの入力からの光を前記スペクトル分離器を介して受け、該センサは前記少なくとも1つの入力によって受けた光の強度に比例した周波数を有する複数の信号を発生する、センサと、
を備え、受光した光の色特性が前記複数の信号に基づいて判定される、装置。 - 請求項15記載の装置において、前記スペクトル分離器は、前記少なくとも1つの入力を介して受けた光の少なくとも一部をスペクトル分離する複数のフィルタ・エレメントを備える、装置。
- 受光した光の色特性を判定する色検知装置であって、
光を受ける少なくとも1つの入力と、
複数のフィルタ・エレメントと、
複数の光−周波数変換センサであって、そのセンサの少なくともあるものは、前記少なくとも1つの入力からの光をフィルタ・エレメントのそれぞれを介して受け、前記センサは該センサによって受けた光の強度に基づいて変化する周波数を有する複数の信号を発生する、センサと、
を備え、受光した光の色特性が前記複数の信号に基づいて判定される、装置。 - 請求項17記載の装置において、前記信号の各々が処理エレメントに結合されるデジタル信号からなり、前記処理エレメントは、アナログ−デジタル変換なしで、前記信号の各々の周波数または周期を決定する、装置。
- 受光した光の色特性を判定する色検知装置であって、
光を受ける少なくとも1つの入力と、
少なくとも赤フィルタ・エレメント、緑フィルタ・エレメント、および青フィルタ・エレメントと、
複数の光−周波数変換センサであって、該センサは、前記少なくとも1つの入力からの光を前記赤フィルタ・エレメント、緑フィルタ・エレメント、および青フィルタ・エレメントのそれぞれを介して受ける少なくとも赤センサ、緑センサ、および青センサを備え、前記センサは該センサによって受けた光の強度に基づいて変化する周波数を有する複数の信号を発生する、センサと、
を備え、受光した光の色特性が前記複数の信号に基づいて判定される、装置。 - 請求項19記載の装置において、前記信号の各々が処理エレメントに結合されるデジタル信号からなり、前記処理エレメントは、アナログ−デジタル変換なしで、前記信号の各々の周波数または周期を判定する、装置。
- 受光した光の色特性を判定する色検知装置であって、
光を受ける少なくとも1つの入力と、
少なくとも赤フィルタ・エレメント、緑フィルタ・エレメント、および青フィルタ・エレメントと、
複数の光−周波数変換センサであって、該センサは、前記少なくとも1つの入力からの光を前記赤フィルタ・エレメント、緑フィルタ・エレメント、および青フィルタ・エレメントのそれぞれを介して受ける少なくとも赤センサ、緑センサ、および青センサを備え、前記センサは、更に前記赤フィルタ・エレメント、緑フィルタ・エレメント、および青フィルタ・エレメントを通る光を受けない少なくとも1つの広帯域センサを備え、前記センサは該センサによって受けた光の強度に基づいて変化する周波数を有する複数の信号を発生する、センサと、
を備え、受光した光の色特性が前記複数の信号に基づいて判定される、装置。 - 請求項21記載の装置において、前記信号の各々が処理エレメントに結合されるデジタル信号からなり、前記処理エレメントは、アナログ−デジタル変換なしで、前記信号の各々の周波数または周期を決定する、装置。
- 請求項21記載の装置において、前記広帯域センサによって受けた光が中性濃度フィルタを通過する、装置。
- 請求項21記載の装置において、前記広帯域センサからのデータからグレイ・レベル値が決定される、装置。
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