JP2015197418A - Bundle of light separation mechanism, illumination mechanism, and reflection characteristics measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光線束分離機構、照明機構及び反射特性測定装置に関する。 The present invention relates to a light beam separation mechanism, an illumination mechanism, and a reflection characteristic measurement device.
色彩計は、工業製品、食品等の色彩を定量的に測定するために使用される。色彩計においては、試料が照明光で照明され、試料により反射された反射光が測定され、測定結果から色彩値が導出される。色彩計においては、照明光の強度の変動が監視され、色彩値が導出される場合に照明光の強度の変動をキャンセルする補正が行われる。例えば、特許文献1に記載された発明においては、光源が放射した光がビームスプリッターにより照明光と参照光とに分割され、参照光の光量が測定される。 The color meter is used for quantitatively measuring the color of industrial products, foods and the like. In the colorimeter, a sample is illuminated with illumination light, reflected light reflected by the sample is measured, and a color value is derived from the measurement result. In the colorimeter, fluctuations in the intensity of the illumination light are monitored, and correction is performed to cancel the fluctuations in the intensity of the illumination light when a color value is derived. For example, in the invention described in Patent Document 1, light emitted from a light source is divided into illumination light and reference light by a beam splitter, and the light quantity of the reference light is measured.
特許文献1に記載された発明においては、光源が放射した光がビームスプリッターにより照明光と参照光とに分割されるため、参照光を得た場合には照明光の光量が減少する。このため、特許文献1に記載された発明においては、十分な光量の参照光を得ることが難しい場合がある。又は、特許文献1に記載された発明においては、十分な光量の参照光を得るために色彩計が大型化する場合がある。この問題は、色彩計以外の反射特性測定装置においても生じる。 In the invention described in Patent Document 1, since the light emitted from the light source is divided into illumination light and reference light by the beam splitter, the amount of illumination light is reduced when the reference light is obtained. For this reason, in the invention described in Patent Document 1, it may be difficult to obtain a sufficient amount of reference light. Or in the invention described in patent document 1, in order to obtain reference light of sufficient light quantity, a color meter may enlarge. This problem also occurs in reflection characteristic measuring devices other than the colorimeter.
本発明は、この問題を解決することを目的とする。本発明の目的は、照明光の光量に影響を与えることなく参照光を得ることである。 The present invention aims to solve this problem. An object of the present invention is to obtain reference light without affecting the amount of illumination light.
構造物に形成される空間は、内周面により規定される。内周面は、拡散反射面を有する。空間は、入射口及び出射口を有する。出射口は、入射口から見通される。構造物に形成される開口は、入口及び出口を有する。入口は、内周面にある。拡散光線束が入射口に入射した場合に照明光の光線束が出射口から出射し参照光の光線束が前記から出射する。 The space formed in the structure is defined by the inner peripheral surface. The inner peripheral surface has a diffuse reflection surface. The space has an entrance and an exit. The exit is seen from the entrance. The opening formed in the structure has an inlet and an outlet. The entrance is on the inner peripheral surface. When the diffused light beam is incident on the incident port, the light beam of the illumination light is emitted from the output port, and the light beam of the reference light is emitted from the above.
出射口を見通す方向に進む光線束は、入射口に入射し、拡散反射面に拡散反射されることなく空間を進み、出射口から出射し、照明光になる。出射口を見通す方向以外に進む光線束は、入射口に入射し、空間を伝搬し、空間を伝搬する間に拡散反射面に拡散反射され、入口に入射し、開口を伝搬し、出口から出射し、参照光になる。照明光になることができない光線束が参照光になる。照明光の光量に影響を与えることなく参照光が得られる。 The light bundle traveling in the direction of looking through the exit exit enters the entrance entrance, travels through the space without being diffusely reflected by the diffuse reflection surface, exits from the exit exit, and becomes illumination light. The light bundle that travels in a direction other than the direction through which the exit exit is seen enters the entrance entrance, propagates through the space, diffusely reflects on the diffuse reflection surface while propagating through the space, enters the entrance, propagates through the opening, and exits from the exit. And become reference light. A light beam that cannot be used as illumination light becomes reference light. Reference light can be obtained without affecting the amount of illumination light.
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。 These and other objects, features, aspects and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings.
(1)概略
図1の模式図は、色彩計を示す。図2の模式図は、色彩計を構成する測定機構の縦断面を示す。図3の模式図は、色彩計を構成する光線束分離機構及び参照光用の受光機構の断面を示す。図4及び図5の模式図は、色彩計を構成する積分球及び反射光用の受光機構の断面を示す。図5は、反射光用の受光機構の付近を拡大して示す。
(1) Outline The schematic diagram of FIG. 1 shows a colorimeter. The schematic diagram of FIG. 2 shows the longitudinal cross section of the measuring mechanism which comprises a color meter. The schematic diagram of FIG. 3 shows a cross section of a light beam separating mechanism and a light receiving mechanism for reference light that constitute the colorimeter. The schematic diagrams of FIGS. 4 and 5 show cross sections of the integrating sphere and the light receiving mechanism for reflected light that constitute the colorimeter. FIG. 5 shows an enlarged view of the vicinity of the light receiving mechanism for reflected light.
図1に示される色彩計1000は、測定機構1010及びコントローラー1011を備える。測定機構1010は、図1及び図2に示されるように、照明機構1020、積分球1021、反射光用の受光機構1022及び参照光用の受光機構1023を備える。照明機構1020は、放射機構1030、光線束分離機構1031及び結像機構1032を備える。放射機構1030及び結像機構1032は、照明光学系を構成する。放射機構1030及び光線束分離機構1031は、参照光学系を構成する。
A
放射機構1030は、拡散光線束を放射する。光線束分離機構1031は、拡散光線束を照明光の光線束1041と参照光の光線束1042とに分離する。結像機構1032は、照明光の光線束1041を結像させる。これにより、照明機構1020は、照明光の光線束1041で試料を照明する。
The
積分球1021は、試料により反射された反射光の光線束1043を拡散反射してから反射光用の受光機構1022へ導く。反射光用の受光機構1022は、反射光の光線束1043を受光し、反射光の三刺激値X,Y及びZの測定結果を出力する。参照光用の受光機構1023は、参照光の光線束1042を受光し、参照光の三刺激値X,Y及びZの測定結果を出力する。これにより、測定機構1010は、反射光の三刺激値X,Y及びZの測定結果及び参照光の三刺激値X,Y及びZの測定結果を出力する。
The
コントローラー1011は、放射機構1030による拡散光線束の放射を制御する。また、コントローラー1011は、反射光の三刺激値X,Y及びZの測定結果及び参照光の三刺激値X,Y及びZの測定結果を取得し、反射光の三刺激値X,Y及びZの測定結果から色彩値を導出する。色彩値が導出される場合は、参照光の三刺激値X,Y及びZの測定結果による補正が行われる。これにより、色彩値が照明光の変動の影響を受けにくくなる。
The
(2)放射機構
放射機構1030は、パルスキセノンランプ1050、反射傘1051及び拡散板1052を備える。パルスキセノンランプ1050は、光線束を放射する。反射傘1051は、光線束を拡散反射する。拡散板1052は、光線束を拡散し拡散光線束にする。
(2) Radiation mechanism The
パルスキセノンランプ1050は、閃光を放射する。閃光が放射される場合は、試料が短時間に大光量で照明され、測定の信号対ノイズ比が改善する。パルスキセノンランプ1050が他の種類の光源に置き換えられてもよい。例えば、パルスキセノンランプ1050がタングステンランプ、発光ダイオード等に置き換えられてもよい。
The
反射傘1051は、拡散反射面1060を有する。反射傘1051が傘とは言い難い形状を有する反射鏡に置き換えられてもよい。
The
パルスキセノンランプ1050が光線束を放射する場合は、拡散板1052に向かって放射される光線束が拡散板1052により拡散光線束にされる。また、拡散反射面1060に向かって放射される光線束が拡散反射面1060により拡散反射され拡散板1052に向かい拡散板1052により拡散光線束にされる。これにより、パルスキセノンランプ1050が放射する光線束が効率よく利用される。
When the
パルスキセノンランプ1050は、放電灯である。放電灯においては、放電の経路が閃光の放射ごとに異なるため、閃光の放射源が閃光の放射ごとに異なる。放射機構1030においては、パルスキセノンランプ1050が放射する光線束が拡散反射面1060により拡散反射され拡散板1052により拡散されるため、拡散光線束が閃光の放射源の影響を受けにくい。
The
(3)光線束分離機構
光線束分離機構1031は、図2及び図3に示されるように、角筒状構造物1070及び取り付け機構1071を備える。
(3) Ray bundle separating mechanism As shown in FIGS. 2 and 3, the ray
角筒状構造物1070に形成される空間1080は、角筒状構造物1070の内周面1090に規定され、一端に入射口1100を有し、他端に出射口1101を有する。空間1080の矢印1110で示される光軸方向と垂直をなす断面の形状は、矩形状であり、光軸方向に進んでも一定である。空間1080は、光軸方向にまっすぐに伸び、入射口1100から出射口1101へ至る。空間1080の断面の形状が一定であり空間1080がまっすぐに伸びる場合は、出射口1101の全体が入射口1100から見通される。出射口1101の全体が入射口1100から見通される場合は、入射口1100に入射し、内周面1090に反射されることなく空間1080を進み、出射口1101から出射する光線束が存在する。空間1080の断面の形状が一定でない場合又は空間1080がまっすぐに伸びない場合は、出射口1101の全体が入射口1100から見通されない場合がある。しかし、出射口1101の一部が入射口1100から見通される場合も、入射口1100に入射し、内周面1090に反射されることなく空間1080を進み、出射口1101から出射する光線束が存在する。一の位置が他の位置から見通されるとは、一の位置と他の位置とを結ぶ直線上に光線の遮蔽物がなく、他の位置から一の位置へ光線が直接的に到達することをいう。
A
内周面1090は、拡散反射面1120を有する。望ましくは内周面1090の全体が拡散反射面1120であるが、内周面1090が拡散反射面1120でない面をわずかに有してもよい。
The inner
角筒状構造物1070に形成される開口1130,1131及び1132は、それぞれ一端に入口1140,1141及び1142を有し、それぞれ他端に出口1150,1151及び1152を有し、角筒状構造物1070の内周面1090から角筒状構造物1070の外周面1091へ至る。入口1140,1141及び1142は、内周面1090にある。出口1150,1151及び1152は、外周面1091にある。拡散反射面1120は、出口1150,1151及び1152の各々から見通される。開口1130,1131及び1132は、光軸方向と垂直をなす方向に伸びる。拡散反射面1120が出口1150,1151及び1152の各々から見通される場合は、入射口1100に入射し、空間1080を進み、空間1080を進む間に拡散反射面1120に拡散反射され、入口1140,1141及び1142に入射し、開口1130,1131及び1132を進み、出口1150,1151及び1152から出射する光線束が存在する。
The
入射口1100には、放射機構1030が放射した拡散光線束が入射する。拡散光線束が入射口1100に入射する場合は、出射口1101を見通す方向に進む光線束が、拡散反射面1120に拡散反射されることなく空間1080を進み、出射口1101から出射し、照明光になる。また、出射口1101を見通す方向以外に進む光線束が、空間1080を進み、空間1080を進む間に拡散反射面1120に拡散反射され、入口1140,1141及び1142に入射し、開口1130,1131及び1132を進み、出口1150,1151及び1152から出射し、参照光になる。出射口1101を見通す方向以外に進む光線束が参照光になる場合は、照明光になることができない光線束が参照光になり、照明光の光量に影響を与えることなく参照光が得られる。
The diffused light beam emitted from the
入射口1100に入射し、空間1080を進み、空間1080を進む間に拡散反射面1120に拡散反射され、出射口1101から出射する光線束が照明光の一部となってもよい。これにより、測定の信号対ノイズ比が改善される。
The light bundle that enters the
拡散反射面1120は、白色のつや消し塗料により塗装された面である。白色のつや消し塗料は、樹脂、白色顔料、つや消し材等を含む。樹脂は、アクリル樹脂等である。白色顔料は、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の粉末である。つや消し材は、シリカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の微粒子である。拡散反射面1120が白色のつや消し塗料により塗装された面である場合は、参照光の分光スペクトルが拡散反射の回数の影響を受けにくくなり、参照光の三刺激値X,Y及びZの測定結果による補正が適切に行われる。白色のつや消し塗料が白色以外の無彩色のつや消し塗料に置き換えられてもよい。内周面1090を粗くすることにより拡散反射面1120が形成されてもよい。
The diffuse
入射口1100は、出口1150,1151及び1152から見通されない。入射口1100が出口1150,1151及び1152から見通されない場合は、入射口1100から出口1150,1151及び1152へ光線束が直接に到達せず、参照光の光線束1042が均一になる。
The
参照光の光量を大きくすることが望まれる場合は、出口1150,1151及び1152から見通される拡散反射面1120の面積を大きくするために、空間1080が光軸方向に延長され、開口1130,1131及び1132の径が拡大される。これにより、測定の信号対ノイズ比が改善される。参照光の光量は入射口1100の面積と空間1080の光軸方向の長さとの積に比例するため、参照光の光量を大きくするために照明機構1020が過度に大きくなることはない。
When it is desired to increase the amount of the reference light, the
角筒状構造物1070が他の種類の構造物に置き換えられてもよい。例えば、角筒状構造物1070が円筒状構造物に置き換えられてもよい。
The rectangular
取り付け機構1071には、参照光用の受光機構1023が取り付けられる。
A
(4)結像機構
結像機構1032は、図2に示されるように、視野絞り1160、開口絞り1161、レンズ1162及び鏡筒1163を備える。視野絞り1160及び開口絞り1161は、照明光の光線束1041を制限する。レンズ1162は、照明光の光線束1041を結像させる。鏡筒1163は、視野絞り1160、開口絞り1161及びレンズ1162を支持する。視野絞り1160、開口絞り1161及びレンズ1162は、結像光学系を構成する。視野絞り1160により、照明光の光線束1041で照明される視野が調整される。開口絞り1161により、開口数が調整される。
(4) Imaging Mechanism As shown in FIG. 2, the
視野絞り1160、開口絞り1161及びレンズ1162以外の光学素子が結像機構1032に追加されてもよい。例えば、図6に示されるように、開口絞り1161の前に拡散板1164が追加されてもよい。
Optical elements other than the
結像機構1032が照明光の光線束1041をコリメート化するコリメート化機構に置き換えられてもよい。
The
(5)積分球
積分球1021は、図2及び図4に示されるように、中空球状の構造物である。
(5) Integrating Sphere The integrating
積分球1021に形成される空間1170は、積分球1021の内面1180に規定される。空間1170の形状は、球状である。積分球1021に形成される試料窓1190は、積分球1021に形成される照明窓1191から見通される。試料窓1190及び照明窓1191は、積分球1021に形成される受光窓1192から見通されない。照明窓1191には、照明機構1020が結合される。受光窓1192には、反射光用の受光機構1022が取り付けられる。
A
内面1180は、拡散反射面1200を有する。望ましくは内面1180の全体が拡散反射面1200であるが、内面1180が拡散反射面1200でない面をわずかに有してもよい。
The
拡散反射面1200は、拡散反射面1120と同様に、白色のつや消し塗料により塗装された面である。
Similar to the diffuse
照明機構1020が照明光の光線束1041を放射する場合は、照明光の光線束1041が、照明窓1191に入射し、内面1180に反射されることなく空間1170を進み、試料窓1190に至る。試料窓1190に試料がある場合は、試料窓1190に至った照明光の光線束1041により試料が照明され、試料が反射光の光線束1043を反射する。反射光の光線束1043は、空間1170を伝搬し、空間1170を伝搬する間に拡散反射面1200に拡散反射され、受光窓1192から出射する。
When the
(6)反射光用の受光機構
反射光用の受光機構1022は、図5に示されるように、センサーユニット1210を備える。
(6) Light receiving mechanism for reflected light The
センサーユニット1210は、フィルター1220,1221及び1222、絞り1230,1231及び1232、受光センサー1240,1241及び1242並びに構造物1250を備える。
The
フィルター1220,1221及び1222は、それぞれ構造物1250に形成される孔1260,1261及び1262に挿入され、構造物1250により支持される。絞り1230,1231及び1232は、それぞれ構造物1250に形成される孔1260,1261及び1262に挿入され、構造物1250により支持される。受光センサー1240,1241及び1242は、それぞれ構造物1250に形成される孔1260,1261及び1262に挿入され、構造物1250により支持される。
The
構造物1250に形成される絞り1270、フィルター1220、絞り1230及び受光センサー1240は、刺激値Xを測定する受光光学系を構成する。構造物1250に形成される絞り1271、フィルター1221、絞り1231及び受光センサー1241は、刺激値Yを測定する受光光学系を構成する。構造物1250に形成される絞り1272、フィルター1222、絞り1232及び受光センサー1242は、刺激値Zを測定する受光光学系を構成する。
The
刺激値Xを測定する受光光学系、刺激値Yを測定する受光光学系及び刺激値Zを測定する受光光学系の共通点を刺激値Xを測定する受光光学系を例にとって説明する。 A common point of the light receiving optical system that measures the stimulus value X, the light receiving optical system that measures the stimulus value Y, and the light receiving optical system that measures the stimulus value Z will be described by taking a light receiving optical system that measures the stimulus value X as an example.
絞り1270、フィルター1220、絞り1230及び受光センサー1240は、記載された順序で配列される。
The
反射光の光線束1043が孔1260に入射した場合は、反射光の光線束1043が、孔1260を進み、孔1260を進む間に絞り1270、フィルター1220及び絞り1230を記載された順序で通過し、受光センサー1240に受光される。絞り1270及び1230は、反射光の光線束1043を制限する。受光センサー1240は、反射光の光線束1043を受光し、受光量に応じた信号を出力する。これにより、刺激値Xが測定される。絞り1270及び1230により、反射光の光線束1043のフィルター1220への入射角が小さくなる。すなわち、反射光の光線束1043がフィルター1220に略垂直に入射する。
When the reflected
センサーユニット1210の動作角θ1、すなわち、絞り1270及び1230を通過する光線束の開き角θ1は、照明窓1191に入射した照明光の光線束1041が受光センサー1240に受光されず、反射光の光線束1043が拡散反射面1200に拡散反射されることなく受光センサー1240に受光されることがないように設定される。これにより、反射光の光線束1043は、拡散反射により均一に混合されてから受光センサー1240に受光される。開き角θ1は、この条件を満たす範囲で大きく設定され、例えば約40°に設定される。これにより、拡散反射面1200の広い範囲から反射光の光線束1043が取り込まれ、測定の信号対ノイズ比が改善される。
The operating angle θ 1 of the
(7)フィルター
フィルター1220は、刺激値Xに対応する双峰状の波長透過率特性を有する。フィルター1221は、刺激値Yに対応する単峰状の波長透過率特性を有する。フィルター1222は、刺激値Zに対応する単峰状の波長透過率特性を有する。フィルター1220,1221及び1222の波長透過率特性は、D65光源の10°視野の重価係数を適用して色彩値が導出された場合に適切な色彩値が導出されるように設定される。
(7) Filter The
フィルター1220,1221及び1222は、干渉膜フィルターである。フィルター1220が干渉膜フィルターである場合は、双峰状の波長透過率特性をフィルター1220に与えることは容易である。
The
干渉膜フィルターには、干渉膜の組み合わせにより必要な波長透過率特性が容易に得られるという利点がある。例えば、40層から60層程度の干渉膜の積層により必要な波長透過率特性が容易に得られる。このため、干渉膜フィルターが使用される場合は、測定の精度が向上する。 The interference film filter has an advantage that a necessary wavelength transmittance characteristic can be easily obtained by a combination of interference films. For example, necessary wavelength transmittance characteristics can be easily obtained by stacking about 40 to 60 layers of interference films. For this reason, when an interference film filter is used, the accuracy of measurement is improved.
干渉膜フィルターには、ピーク波長における透過率が大きいという利点がある。このため、干渉膜フィルターが使用される場合は、受光センサーが受光する光量が大きくなり、測定の信号対ノイズ比が改善される。 The interference film filter has an advantage of high transmittance at the peak wavelength. For this reason, when an interference film filter is used, the amount of light received by the light receiving sensor is increased, and the signal-to-noise ratio of the measurement is improved.
干渉膜フィルターには、波長透過率特性が入射角により異なるという欠点がある。この欠点は、干渉条件(干渉距離)が入射角により異なることにより生じる。反射光用の受光機構1022においては、反射光の光線束1043のフィルター1220,1221及び1222への入射角が小さくなっているため、この欠点が顕在化しにくい。
The interference film filter has a drawback that the wavelength transmittance characteristic varies depending on the incident angle. This drawback is caused by the fact that the interference condition (interference distance) varies depending on the incident angle. In the
干渉膜フィルター以外のフィルターが使用されてもよい。例えば、色ガラス、アセテートフィルム等が使用されてもよい。しかし、色ガラス、アセテートフィルム等が使用される場合は、2個以上の色ガラス、アセテートフィルム等の組み合わせにより刺激値Xに対応する双峰状の波長透過率特性を実現することができない。このため、色ガラス、アセテートフィルム等が使用される場合は、第1のピーク波長にピークを有する単峰状の波長透過率特性が第1の色ガラス、アセテートフィルム等に与えられ、第2のピーク波長にピークを有する単峰状の波長透過率特性が第2の色ガラス、アセテートフィルム等に与えられ、刺激値X1を測定するために第1の色ガラス、アセテートフィルム等が使用され、刺激値X2を測定するために第2の色ガラス、アセテートフィルム等が使用され、刺激値X1及びX2から刺激値Xが導出される。しかし、刺激値Xを測定するために2個のフィルターが使用される場合は、刺激値X,Y及びZを測定するために4個のフィルターが使用され、色彩計1000の製造費用が増加する。刺激値Zに対応する単峰状の波長透過率特性のピーク波長が第1のピーク波長に近いことに着目し刺激値Zに係数を乗じて刺激値X1を導出することにより、第1の色ガラス、アセテートフィルム等を省略することも行われる。しかし、刺激値Zに係数を乗じても正確な刺激値X1が導出されないため、この方法により第1の色ガラス、アセテートフィルム等が省略された場合は測定の精度が低下する。
A filter other than the interference filter may be used. For example, colored glass or acetate film may be used. However, when a colored glass, an acetate film, or the like is used, a bimodal wavelength transmittance characteristic corresponding to the stimulus value X cannot be realized by a combination of two or more colored glasses, an acetate film, or the like. For this reason, when a colored glass, an acetate film, or the like is used, a single-peak wavelength transmittance characteristic having a peak at the first peak wavelength is given to the first colored glass, an acetate film, etc. A single-peak wavelength transmittance characteristic having a peak at the peak wavelength is given to the second colored glass, acetate film, etc., and the first colored glass, acetate film, etc. are used to measure the stimulation value X1, A second colored glass, acetate film or the like is used to measure the value X2, and the stimulus value X is derived from the stimulus values X1 and X2. However, if two filters are used to measure the stimulus value X, four filters are used to measure the stimulus values X, Y and Z, increasing the manufacturing cost of the
(8)参照光用の受光機構
参照光用の受光機構1023は、図3に示されるように、拡散板1280及びセンサーユニット1281を備える。
(8) Light receiving mechanism for reference light The
拡散板1280は、開口1130,1131及び1132とセンサーユニット1281との間に配置され、参照光の光線束1042を拡散する。
The
センサーユニット1281は、フィルター1290,1291及び1292、絞り1300,1301及び1302、受光センサー1310,1311及び1312並びに構造物1320を備える。構造物1320には、絞り1330,1331及び1332が形成される形成され、孔1340,1341及び1342が形成される。
The
センサーユニット1281は、センサーユニット1210と同型である。センサーユニット1281がセンサーユニット1210と同型であることは、色彩計1000の製造費用を減少させる。
The
参照光用の受光機構1023が参照光の光線束1042を受光した場合は、拡散板1280が参照光の光線束1042を拡散する。拡散された参照光の光線束1042は、孔1340,1341及び1342に入射する。拡散板1280により、出口1150,1151及び1152から受光センサー1310,1311及び1312へ向かう方向以外に向かう光線束の一部が受光センサー1310,1311及び1312へ向かい、測定の信号対ノイズ比が改善される。
When the
センサーユニット1281がセンサーユニット1210と同型である場合は、センサーユニット1281が絞り1300,1301及び1302並びに絞り1330,1331及び1332を有するため、受光センサー1310,1311及び1312が出口1150,1151及び1152から離して設置される。受光センサー1310,1311及び1312が出口1150,1151及び1152から離して設置される場合は、出口1150,1151及び1152から受光センサー1310,1311及び1312へ向かう方向以外に向かう光線束が増加するため、受光センサー1310,1311及び1312に受光される光線束が減少し、測定の信号対ノイズ比が悪化する。拡散板1280は、このような受光される光線束の減少を抑制する。
When the
センサーユニット1281がセンサーユニット1210と同型でないセンサーユニットに置き換えられてもよい。センサーユニット1281がセンサーユニット1210と同型でないセンサーユニットに置き換えられる場合は、望ましくはセンサーユニット1281が絞りを備えないセンサーユニットに置き換えられる。
The
図7の模式図は、センサーユニットが絞りを備えないセンサーユニットに置き換えられた場合の光線束分離機構及び参照光用の受光機構の断面を示す。 The schematic diagram of FIG. 7 shows a cross section of the light beam separation mechanism and the light receiving mechanism for reference light when the sensor unit is replaced with a sensor unit that does not include a diaphragm.
図7に示されるセンサーユニット1350は、受光センサー1360,1361及び1362並びにフィルター1370,1371及び1372を備える。受光センサー1360,1361及び1362は、出口1150,1151及び1152に近づけて設置される。
The
(9)測定方式の変更
反射光用の受光機構1022及び参照光用の受光機構1023の測定方式が三刺激値方式から分光方式に変更されてもよい。分光方式の受光機構には、回折格子、プリズム等の波長分散素子を備えるポリクロメーターがある。反射光用の受光機構1022及び参照光用の受光機構1023の測定方式が分光方式に変更された場合は、分光スペクトルを測定する分光測色計が構成されてもよい。色彩値及び分光スペクトル以外の反射特性を測定する反射特性測定装置が構成されてもよい。
(9) Change of measurement method The measurement method of the
(10)開口の径及び厚さ
開口1130,1131及び1132を通過する光線束の開き角θ3は、センサーユニット1281の動作角θ2、すなわち、絞り1330,1331及び1332並びに絞り1300,1301及び1302を通過する光線束の開き角θ2とほぼ同じに設定されるか、又は、開き角θ2より広く設定される。開き角θ3は、開口1130,1131及び1132の径及び厚さにより決定される。
(10) Diameter and thickness of the aperture The opening angle θ3 of the light beam passing through the
開き角θ3は、入射口1100に入射する拡散光線束が拡散反射面1120に反射されることなく開口1130,1131及び1132を通過することがないように設定される。これにより、参照光の光線束1042が均一になる。
The opening angle θ3 is set so that the diffused light beam incident on the
参照光の光線束1042のセンサーユニット1281への入射角は、望ましくは反射光の光線束1043のセンサーユニット1210への入射角と同じにされる。これにより、入射角により波長透過率特性が異なる干渉膜フィルターが使用される場合であっても、センサーユニット1281の受光特性がセンサーユニット1210の受光特性と同じになる。
The incident angle of the
センサーユニット1210が測色に使用されるのに対してセンサーユニット1281は照明光の変動を監視するために使用されるため、センサーユニット1281の受光特性がセンサーユニット1210の受光特性と異なってもよい。ただし、開き角θ3が狭くなりすぎた場合、例えば、開き角θ1及びθ2が40°である場合に開き角θ3が20°であるような場合は、参照光の光量が減少し、測定の信号対ノイズ比が悪化する。
Since the
(11)コントローラー
コントローラー1011は、組み込みコンピューターであり、ファームウェアを実行することにより制御を行う。コントローラー1011による制御の全部又は一部がソフトウェアを伴わないハードウェアにより実現されてもよい。
(11) Controller The
コントローラー1011は、パルスキセノンランプ1050を制御し、パルスキセノンランプ1050に光線束を放射させる。また、コントローラー1011は、パルスキセノンランプ1050に光線束を放射させたときに、反射光の三刺激値X,Y及びZをそれぞれ受光センサー1240,1241及び1242から取得し、参照光の三刺激値X,Y及びZをそれぞれ受光センサー1310,1311及び1312から取得する。さらに、コントローラー1011は、反射光の三刺激値X,Y及びZから色彩値を導出する。色彩値は、マンセル表色系、L*a*b*表色系、L*C*h表色系、ハンターLab表色系、XYZ表色系等で表現される。色彩値が導出される場合は、参照光の三刺激値X,Y及びZによる補正が行われる。
The
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したがって、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。 While the invention has been shown and described in detail, the above description is illustrative in all aspects and not restrictive. Accordingly, it is understood that numerous modifications and variations can be devised without departing from the scope of the present invention.
1000 色彩計
1010 測定機構
1011 コントローラー
1020 照明機構
1021 積分球
1022 反射光用の受光機構
1023 参照光用の受光機構
1030 放射機構
1031 光線束分離機構
1032 結像機構
1041 照明光の光線束
1042 参照光の光線束
1043 反射光の光線束
1080 空間
1130,1131,1132 開口
1000
Claims (10)
を備える光線束分離機構。 A space and an opening are formed, having an inner peripheral surface defining the space, the inner peripheral surface having a diffuse reflection surface, the space having an entrance and an exit, and the opening having an entrance and an exit When the exit is seen from the entrance, the entrance is on the inner peripheral surface, and a diffused light bundle is incident on the entrance, the light bundle of illumination light exits from the exit and is referred to A beam bundle separating mechanism comprising a structure in which a beam bundle of light is emitted from the exit.
請求項1の光線束分離機構。 The light flux separating mechanism according to claim 1, wherein the diffuse reflection surface is a surface painted with a white matte paint.
請求項1又は2の光線束分離機構。 The light beam separation mechanism according to claim 1 or 2, wherein the entrance is not seen through the exit.
請求項1から3までのいずれかの光線束分離機構と、
前記照明光の光線束を結像又はコリメート化させる光学系と、
を備える照明機構。 A radiation mechanism for emitting the diffuse beam;
The light beam separation mechanism according to any one of claims 1 to 3,
An optical system that images or collimates the beam of illumination light; and
An illumination mechanism comprising:
前記照明光の光線束を制限する視野絞りと、
前記照明光の光線束を制限する開口絞りと、
前記照明光の光線束を結像させるレンズと、
を備える請求項4の照明機構。 The optical system is
A field stop for limiting the light flux of the illumination light;
An aperture stop for limiting the light flux of the illumination light;
A lens that forms an image of the light bundle of the illumination light;
The illumination mechanism according to claim 4.
光線束を放射する光源と、
前記光線束を拡散し前記拡散光線束にする拡散板と、
を備える請求項4又は5の照明機構。 The radiation mechanism is
A light source that emits a bundle of rays;
A diffusion plate that diffuses the light flux into the diffuse light flux;
The illumination mechanism according to claim 4 or 5.
請求項6の照明機構。 The illumination mechanism according to claim 6, wherein the light source is a pulsed xenon lamp.
前記放射機構が第2の拡散反射面を有する反射鏡をさらに備え、
前記光線束が第1の光線束及び第2の光線束を有し、
前記第1の光線束が前記拡散板に向かって放射され、
前記第2の光線束が前記第2の拡散反射面に向かって放射され前記第2の拡散反射面により拡散反射され前記拡散板に向かう
請求項6又は7の照明機構。 The diffuse reflection surface is a first diffuse reflection surface;
The radiation mechanism further comprises a reflector having a second diffuse reflection surface;
The beam bundle includes a first beam bundle and a second beam bundle;
The first light beam is emitted toward the diffuser;
The illumination mechanism according to claim 6 or 7, wherein the second light beam is emitted toward the second diffuse reflection surface, diffusely reflected by the second diffuse reflection surface, and directed toward the diffusion plate.
試料により反射された反射光の光線束を受光し第1の測定結果を出力する第1の受光機構と、
前記参照光の光線束を受光し第2の測定結果を出力する第2の受光機構と、
前記第2の測定結果による補正を行い前記第1の測定結果から反射特性を導出する導出部と、
を備える反射特性測定装置。 An illumination mechanism according to any one of claims 4 to 8,
A first light receiving mechanism that receives a bundle of reflected light reflected by the sample and outputs a first measurement result;
A second light receiving mechanism for receiving a beam of the reference light and outputting a second measurement result;
A derivation unit that performs correction based on the second measurement result and derives a reflection characteristic from the first measurement result;
A reflection characteristic measuring apparatus comprising:
第1の絞り、第2の絞り及び第1の受光センサーを備え、前記第1の絞り及び第2の絞りが前記反射光の光線束を制限し、前記第1の受光センサーが前記反射光の光線束を受光する第1のセンサーユニット
を備え、
前記第2の受光機構は、
前記参照光の光線束を拡散する参照光用の拡散板と、
第3の絞り、第4の絞り及び第2の受光センサーを備え、前記第3の絞り及び第4の絞りが前記参照光の光線束を制限し、前記第2の受光センサーが前記参照光の光線束を受光する第2のセンサーユニットと、
を備える請求項9の反射特性測定装置。 The first light receiving mechanism includes:
A first aperture stop, a second aperture stop, and a first light receiving sensor, wherein the first aperture stop and the second aperture stop restricting a beam bundle of the reflected light, and the first light receiving sensor is A first sensor unit for receiving the light beam;
The second light receiving mechanism includes:
A reference light diffusing plate for diffusing a beam of the reference light;
A third diaphragm, a fourth diaphragm, and a second light receiving sensor, wherein the third diaphragm and the fourth diaphragm limit a beam bundle of the reference light, and the second light receiving sensor A second sensor unit for receiving the light beam;
The reflection characteristic measuring apparatus according to claim 9.
Priority Applications (1)
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JP2014076910A JP2015197418A (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Bundle of light separation mechanism, illumination mechanism, and reflection characteristics measurement device |
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