JP2011112558A - 白色校正部材およびそれを用いる光学特性測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】積分球の天面に検出開口が形成され、シャーレを使用した測定と、使用しない測定とを可能にするトップポート型の分光測色計の校正に使用される白色校正部材において、シャーレの有無に対する校正を容易に行うことができるとともに、破損を防止する。
【解決手段】白色校正部材３１を、シャーレ無しの測定の際にそのまま使用される白色校正板３２を取付けた黒色ベース３３と、シャーレ有りの測定の際に被せられるダミーの透明板３４と、透明板３４が底部の端板３５２に取付けられるとともに、筒部３５１内に黒色ベース３３を収容するアダプタ３５とを備えて構成する。したがって、１種類の白色校正板３２で、シャーレの有無での校正を容易に行うことができる。また、アダプタ３５の筒部３５１の先端面３５１ａの高さを黒色ベース３３の天面３３ａより高く形成し、黒色ベース３３のみを持ち上げられないようにし、アダプタ３５の落下を防ぐ。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学特性測定装置の白色校正に用いられる白色校正部材およびその白色校正部材と前記光学特性測定装置とを備えて構成される光学特性測定システムに関し、特に前記光学特性測定装置としては、いわゆるトップポート型の分光測色計として好適に実施されるものに関する。

前記トップポート型の光学特性測定装置の典型的な従来技術は、本件出願人による特許文献１によって提案されている。その特許文献１から進化した現在のトップポート型の分光測色計１の構造を、図６および図７で示す。図６は前記分光測色計１の水平断面図であり、図７はその縦断面図である。この分光測色計１は、筐体の天板１ａおよび積分球２の天面に連通して測定ポート（検出開口）３が形成され、その測定ポート３を閉塞するように配置された試料４の色などの光学特性を測定する。

このため、前記積分球２の一面には、光源用のキセノンランプ５および光源測定用の光ファイバ６が設けられるとともに、一側面に形成された開口７には、受光光学系８が臨み、さらに前記積分球２の中央部には、前記測定ポート３と開口７との間に光路を形成するミラー９が設けられる。そして、前記キセノンランプ５からの照明光が紫外線カットフィルタ１０を通して前記積分球２内に放射され、該積分球２内を散乱して前記測定ポート３上に配置された試料４を照明し、該試料４からの反射光は、前記ミラー９から開口７を通して前記受光光学系８に入射されて反射分光強度信号が得られ、前記試料４の色を測定することができる。また、前記照明光自体の分光強度は、前記測定ポート３を閉塞した状態で、前記照明光が光ファイバ６から前記受光光学系８に入射され、参照光分光強度信号として得られる。

上述のように構成される分光測色計１では、前記トップポート型であることから、図８で示すように、大型の果実などの試料４ａを前記測定ポート３上に直接搭載して、前記反射分光強度を測定することができるとともに、図９で示すように、粒体、粉体、液体等の試料４ｂをシャーレ４ｃなどの透明板を使用することで、それらの反射分光強度の測定も可能となっている。

そして、このような分光測色計１の白色校正（１００％入力での校正）を行うにあたって、従来では、図１０で示す白色校正部材１１や、図１１で示す白色校正部材２１が用いられている。図１０で示す白色校正部材１１は、図の裏面側に白色校正板が貼付けられた黒色ベース１２と、前記シャーレ４ｃと同じ材質および厚みに形成されるダミーの透明板１３とを備えて構成される。一方、図１１で示す白色校正部材２１は、前記の黒色ベース１２と、透明板１３と、その透明板１３が底部に嵌め込まれた筒状のケース２４と、前記ケース２４の上面を閉塞する蓋２５とを備えて構成される。前記ケース２４に対して蓋２５は、スクリューキャップ式にねじ止め可能となっている。

また、校正には、前記積分球２内を暗室にして行うゼロ校正（０％入力での校正）があり、その場合、図１２で示すような、筒状のゼロ校正ボックス４１が使用される。このゼロ校正ボックス４１は、前記測定ポート３を囲む筒部４２と、その先端を閉塞するように設けられる円錐部材４３とを備えて構成され、内部は吸光の黒色となっている。そして、前記円錐部材４３によって測定ポート３から入射した光を散乱し、所定の長さの筒部４２の内周面で吸収している。

図１３および図１４は、上述の図１２で示すゼロ校正ボックス４１と、それぞれ前述の図１０および図１１で示す白色校正部材１１，２１とを用いて行われる前記分光測色計１の従来の校正方法を説明するためのフローチャートである。これらの図１３および図１４で示す校正は、前記シャーレ４ｃを用いた測定に先立って行われるものとする。

先ず、図１０で示す白色校正部材１１を用いる場合には、図１３で示すように、ステップＳ１で測定ポート３に透明板１３がセットされ、ステップＳ２でさらに前記ゼロ校正ボックス４１が被せられてゼロ校正が行われる。その後、ステップＳ３で前記ゼロ校正ボックス４１が取外され、代わってステップＳ４で前記透明板１３の上に白色校正板（黒色ベース１２）がセットされ、白色校正が行われる。その後、ステップＳ５で白色校正板（黒色ベース１２）が、ステップＳ６で透明板１３が測定ポート３から取外され、代わってステップＳ７でシャーレ４ｃが搭載されて実際の試料４ｂの反射分光強度が測定される。

次に、図１１で示す白色校正部材２１を用いる場合には、図１４で示すように、ステップＳ１１で測定ポート３に透明板１３だけをセットしたケース２４が搭載され、ステップＳ１２でさらに前記ゼロ校正ボックス４１が被せられてゼロ校正が行われる。その後、ステップＳ１３で前記ゼロ校正ボックス４１が取外され、代わってステップＳ１４で前記ケース２４にさらに白色校正板（黒色ベース１２）がセットされ、白色校正が行われる。その後、ステップＳ１５でケース２４が測定ポート３から取外され、代わってステップＳ１６でシャーレ４ｃが搭載されて実際の試料４ｂの反射分光強度が測定される。

特開２００２−２４３５５０号公報

上述の従来技術では、シャーレ４ｃを使用した測定を可能にするために、シャーレ４ｃ面の反射や透過による影響を取り除くために、同じ材質および厚みのダミーの透明板１３を用いている。このような透明板１３を用いた校正は、前記反射や透過による影響が大きいために重要である。

しかしながら、図１０で示すように、その透明板１３に白色校正板（黒色ベース１２）を単独で用いる場合には、白色校正の後、作業者が透明板１３および白色校正板を測定ポート３から取外す際に、白色校正板だけを持ち上げてしまい、透明板１３が白色校正板に吸着していることに気付かず、透明板１３を落下させてしまい、透明板１３が破損する可能性がある。

一方、図１０で示すように、透明板１３および白色校正板（黒色ベース１２）をケース２４に収容して用いる場合には、そのケース２４に蓋２５をすることで、前記透明板１３および白色校正板の脱落による破損を未然に防止することができる。しかしながら、蓋の着脱が非常に面倒で、実質、前記白色校正部材２１はシャーレ４ｃを用いる場合の専用になり、シャーレ４ｃ無しの測定では、別の白色校正板が用いられることになる。

本発明の目的は、１種類の白色校正板で、それを単体で使用する校正（シャーレ無）と、透明板とを組合わせての校正（シャーレ有）とを容易に行うことができるとともに、前記透明板の破損を防止することができる白色校正部材およびそれを用いる光学特性測定システムを提供することである。

本発明の白色校正部材は、積分球に検出開口が形成され、その検出開口を閉塞するように配置された試料の光学特性を測定する光学特性測定装置の白色校正に用いられる白色校正部材において、白色校正板と、前記検出開口上を閉塞して前記試料の前記検出開口からの落下を防ぐ透明板を使用した測定を行う前の校正時に、前記白色校正板と組合わせて使用され、前記透明板と同じ材質および厚みに形成されるダミーの透明板と、前記ダミーの透明板が底部に取付けられ、筒状に形成されてその筒内に前記白色校正板を収容し、該筒の先端面の高さが前記白色校正板の天面より高く形成されているアダプタとを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、積分球に検出開口が形成され、その検出開口を閉塞するように配置された試料の色などの光学特性を測定する、いわゆるトップポート型等の光学特性測定装置において、食品の色を測定する測色計などとして用いられ、粒体、粉体、液体等の測定を可能にするシャーレなどの透明板を使用した測定と、大型の果実などの前記透明板を用いない測定とを可能にしたものがある。

そのような透明板の使用可能な光学特性測定装置の白色校正に用いられる白色校正部材は、前記透明板を用いない測定にあたって、そのまま使用される白色校正板と、前記透明板を使用した測定にあたって、前記白色校正板に被せられ、前記透明板の板面の反射および透過による影響を取り除くために、前記透明板と同じ材質および厚みに形成されるダミーの透明板とを備えて構成される。

このような白色校正部材において、本発明では、前記ダミーの透明板が底部に取付けられるとともに、筒状に形成されてその筒内に前記白色校正板を収容するアダプタをさらに設け、そのアダプタの筒の先端面の高さを前記白色校正板の天面より高く形成しておく。

したがって、１種類の白色校正板で、それを単体で使用する校正（シャーレ無）と、透明板を組合わせての校正（シャーレ有）とを容易に行うことができる。さらに、アダプタの筒の先端面の高さが白色校正板の天面より高くなっていることから、アダプタに組付けた状態から白色校正板のみを持ち上げることができないようにし、前記筒内に白色校正板が嵌り込み、該白色校正板にアダプタ（透明板）が吸着した状態から、不所望に落下してしまうことを防止することができる。

また、本発明の白色校正部材では、前記白色校正板は、より大径の黒色ベースの底部に取付けられ、前記アダプタは、その底部に切欠きを有し、前記切欠きを通して、前記黒色ベースの底部の外周縁部が前記アダプタの外部に露出していることを特徴とする。

上記の構成によれば、上述のように白色校正板がアダプタに吸着されてしまっても、切欠きから作業者の指などを差し入れることで、該白色校正板を容易に取外すことができる。また、前記白色校正板はより大径の黒色ベースの底部に取付けられ、その黒色ベースの底部の外周縁部が前記アダプタの外部に露出しているので、前記切欠きから侵入した光が前記検出開口に達することは無く、白色校正を正確に行うこともできる。

さらにまた、本発明の光学特性測定システムは、前記の白色校正部材と、前記積分球に検出開口が形成された光学特性測定装置とを備え、前記白色校正部材を前記光学特性測定装置の白色校正に用いることを特徴とする。

上記の構成によれば、容易に白色校正を行うことができるとともに、白色校正板が１種類でかつ透明板の破損の虞も少ないので、白色校正を低コストに行うことができる光学特性測定システムを実現することができる。

本発明の白色校正部材および光学特性測定システムは、以上のように、積分球に検出開口が形成され、その検出開口を閉塞するように配置された試料の色などの光学特性を測定する、いわゆるトップポート型等の光学特性測定装置において、シャーレなどの透明板を使用した測定と、前記透明板を用いない測定とを可能にするにあたって、白色校正部材を、前記透明板を用いない測定にあたってそのまま使用される白色校正板と、前記透明板を使用した測定にあたって前記白色校正板に被せられるダミーの透明板と、前記ダミーの透明板が底部に取付けられるとともに、筒状に形成されてその筒内に前記白色校正板を収容するアダプタとを備えて構成し、そのアダプタの筒の先端面の高さを前記白色校正板の天面より高く形成しておく。

それゆえ、１種類の白色校正板で、それを単体で使用する校正（シャーレ無）と、透明板を組合わせての校正（シャーレ有）とを容易に行うことができる。また、アダプタの筒の先端面の高さが前記白色校正板の天面より高くなっていることから、アダプタに組付けた状態から白色校正板のみを持ち上げることができないようにし、前記筒内に白色校正板が嵌り込み、該白色校正板にアダプタ（透明板）が吸着した状態から、不所望に落下してしまうことを防止することができる。

本発明の実施の一形態に係る白色校正部材の分解斜視図である。 図１の縦断面図である。 前記白色校正部材を組立てた状態を示す縦断面図である。 図１で示す白色校正部材を用いた本発明による分光測色計の校正方法を説明するためのフローチャートである。 前記白色校正部材のアダプタを拡大して示す斜視図である。 トップポート型の分光測色計の構造を示す水平断面図である。 前記分光測色計の構造を示す縦断面図である。 前記分光測色計の計測方法の一例を説明するための斜視図である。 前記分光測色計の計測方法の他の例を説明するための斜視図である。 従来技術の白色校正部材の分解斜視図である。 他の従来技術の白色校正部材の分解斜視図である。 ゼロ校正ボックスの斜視図である。 図１０で示す白色校正部材を用いた従来技術による分光測色計の校正方法を説明するためのフローチャートである。 図１１で示す白色校正部材を用いた従来技術による分光測色計の校正方法を説明するためのフローチャートである。

図１は本発明の実施の一形態に係る白色校正部材３１の分解斜視図であり、図２はその縦断面図であり、図３はそれを組立てた状態を示す縦断面図である。この白色校正部材３１も、前述の図６や図７で示す分光測色計１の測定ポート（検出開口）３上に搭載されて白色校正に使用され、図１〜図３において、図６および図７と同一の構成には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この白色校正部材３１は、白色校正板３２と、裏面に前記白色校正板３２が貼付けられ、該白色校正板３２を支持する黒色ベース３３と、シャーレ４ｃを使用しての測定の際に用いられ、前記シャーレ４ｃと同じ材質および厚みに形成されるダミーの透明板３４と、それらを収納するアダプタ３５とを備えて構成される。

前記アダプタ３５は、筒部３５１の一端がフランジ状の端板３５２およびその端板３５２の開口部３５３に嵌め込まれた前記透明板３４によって閉塞されて構成され、その筒部３５１内に前記白色校正板３２を保持する黒色ベース３３を収容する。注目すべきは、この白色校正部材３１では、図２で示すように、前記筒部３５１の先端面３５１ａの高さが、前記白色校正板３２を支持する黒色ベース３３の天面３３ａより高く形成されていることである。

前記アダプタ３５の底面３５８には、環状の溝３５９が形成され、これに対応して前記分光測色計１の天板１ａには、環状の突起１ｂが形成され、前記アダプタ３５を天板１ａに搭載すると、その半径方向（天板１ａの面方向）の位置決めが行われ、前記測定ポート（検出開口）３に、前記透明板３４およびそれに積層された白色校正板３２が臨むようになっている。

図４は、前述の図１２で示すゼロ校正ボックス４１と、上述の図１〜３で示す白色校正部材３１とを用いて行われる前記分光測色計１の本発明による校正方法を説明するためのフローチャートである。この校正は、前記シャーレ４ｃを用いた測定に先立って行われるものとする。

先ず、ステップＳ２１で測定ポート３に透明板３４を装着したアダプタ３５がセットされ、ステップＳ２２でさらに前記ゼロ校正ボックス４１が被せられてゼロ校正が行われる。その後、ステップＳ２３で前記ゼロ校正ボックス４１が取外され、ステップＳ２４で前記アダプタ３５に白色校正板（黒色ベース１２）がセット（透明板１３の上に白色校正板（黒色ベース１２）が積層）され、白色校正が行われる。

その後、ステップＳ２５で白色校正板（黒色ベース１２）がセットされたままのアダプタ３５が測定ポート３から取外され、代わってステップＳ２６でシャーレ４ｃが搭載されて実際の試料４ｂの反射分光強度が測定される。

このように構成することで、積分球２の天面に測定ポート（検出開口）３が形成され、その測定ポート３を閉塞するように配置された試料の色を測定するトップポート型の分光測色計１において、シャーレ４ｃを使用した測定と、前記シャーレ４ｃを用いない測定とを可能にするにあたって、先ずシャーレ４ｃを用いない測定のための白色校正には、白色校正板３２（黒色ベース３３）を、単体で、そのまま使用することができる。一方、シャーレ４ｃを使用した測定のための校正にも、該白色校正板３２（黒色ベース３３）を、透明板３４を備えるアダプタ３５に取付けることで、容易に使用することができる。こうして、１種類の白色校正板３２で、それを単体で使用する校正（シャーレ無）と、透明板を組合わせての校正（シャーレ有）とを容易に行うことができる。

また、前記白色校正板３２（黒色ベース３３）を収容するアダプタ３５において、筒部３５１の先端面３５１ａの高さを白色校正板３２（黒色ベース３３）の天面３３ａより高く形成しておくことで、白色校正板３２（黒色ベース３３）をアダプタ３５に組付けた状態から、該白色校正板３２（黒色ベース３３）のみを持ち上げることができないようにし、前記筒部３５１内に該白色校正板３２（黒色ベース３３）が嵌り込み、該白色校正板３２（黒色ベース３３）にアダプタ３５（透明板３４）が吸着した状態から、不所望に落下してしまうことを防止することができる。

また注目すべきは、図２および図３で示すように、前記白色校正板３２が、より大径の黒色ベース３３の底部３３ｂに取付けられる一方、前記アダプタ３５は、図５で示すように、その底部の端板３５２に、一直径線上に配置される一対の切欠き３５４を有し、図５（ｂ）で示すように、前記切欠き３５４を通して、前記黒色ベース３３の底部３３ｂの外周縁部が前記アダプタ３５の外部に露出していることである。

このように構成することで、上述のように白色校正板３２（黒色ベース３３）がアダプタ３５に吸着されてしまっても、切欠き３５４から作業者の指などを差し入れることで、該白色校正板３２（黒色ベース３３）を容易に取外すことができる。また、前記白色校正板３２はより大径の黒色ベース３３の底部３３ｂに取付けられ、その黒色ベース３３の底部３３ｂの外周縁部が前記アダプタ３５の外部に露出しているので、前記切欠き３５４から侵入した光が前記測定ポート（検出開口）３に達することは無く、白色校正を正確に行うこともできる。

また、前記のような白色校正部材３１と、トップポート型の分光測色計１とを備え、前記白色校正部材３１を前記分光測色計１の白色校正に用いることで、容易に白色校正を行うことができるとともに、白色校正板３２が１種類でかつ透明板３４の破損の虞も少ないので、白色校正を低コストに行うことができる光学特性測定システムを実現することができる。

１ 分光測色計
１ａ 天板
１ｂ 突起
２ 積分球
３ 測定ポート
４，４ａ，４ｂ 試料
４ｃ シャーレ
５ キセノンランプ
６ 光ファイバ
８ 受光光学系
９ ミラー
１０ 赤外線カットフィルタ
３１ 白色校正部材
３２ 白色校正板
３３ 黒色ベース
３３ａ 天面
３３ｂ 底部
３４ 透明板
３５ アダプタ
３５１ 筒部
３５１ａ 先端面
３５２ 端板
３５３ 開口部
３５４ 切欠き
３５８ 底面
３５９ 溝
４１ ゼロ校正ボックス

Claims (3)

1. 積分球に検出開口が形成され、その検出開口を閉塞するように配置された試料の光学特性を測定する光学特性測定装置の白色校正に用いられる白色校正部材において、
   白色校正板と、
   前記検出開口上を閉塞して前記試料の前記検出開口からの落下を防ぐ透明板を使用した測定を行う前の校正時に、前記白色校正板と組合わせて使用され、前記透明板と同じ材質および厚みに形成されるダミーの透明板と、
   前記ダミーの透明板が底部に取付けられ、筒状に形成されてその筒内に前記白色校正板を収容し、該筒の先端面の高さが前記白色校正板の天面より高く形成されているアダプタとを含むことを特徴とする白色校正部材。
2. 前記白色校正板は、より大径の黒色ベースの底部に取付けられ、
   前記アダプタは、その底部に切欠きを有し、前記切欠きを通して、前記黒色ベースの底部の外周縁部が前記アダプタの外部に露出していることを特徴とする白色校正部材。
3. 前記請求項１または２記載の白色校正部材と、前記積分球に検出開口が形成された光学特性測定装置とを備え、前記白色校正部材を前記光学特性測定装置の白色校正に用いることを特徴とする光学特性測定システム。

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