JP6330480B2 - 光放射機構、照明機構及び反射特性測定装置 - Google Patents
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Description
図1の模式図は、光沢測色計を示す。
図2の模式図は、測定機構の上面を示す。図3の模式図は、測定機構の下面を示す。図4の模式図は、測定機構の横断面を示す。図5の模式図は、測定機構の縦断面を示す。図6の模式図は、光軸等を示す斜視図である。
図3及び図4に示される光沢測定用の照明機構1030は、図4に示されるように、ランプ1070、開口板1071、ミラー1072、開口板1073、レンズ1074、鏡筒1075等を備える。ランプ1070は、照明光1040を放射する。開口板1071は、照明光1040の光線束を制限する。ミラー1072は、照明光1040を反射する。開口板1073は、照明光1040の光線束を制限する。レンズ1074は、照明光1040をコリメート化する。鏡筒1075は、ランプ1070、開口板1071、ミラー1072、開口板1073、レンズ1074等を保持する。
図2から図4までに示される光沢測定用の受光機構1031は、図4に示されるように、レンズ1150、ミラー1151、開口板1152、センサー1153及び鏡筒1154を備える。レンズ1150は、反射光1041の光線束を収束させる。ミラー1151は、反射光1041を反射する。開口板1152は、反射光1041の光線束を制限する。センサー1153は、反射光1041の光量に応じた信号を出力する。
図2から図5までに示される測色用の照明機構1032は、図4及び図5に示されるように、光放射機構1190、反射機構1191等を備える。光放射機構1190は、光1044、光1045等を放射する。反射機構1191は、光1044を環状照明光1042にする。光放射機構1190が測色以外の用途において用いられてもよい。光放射機構1190が測色以外の用途において用いられる場合は、光放射機構1190が単独で使用されてもよいし、光放射機構1190が光沢測色計1000以外の装置に組み込まれてもよい。
図7は、光放射機構の断面を示す。
放電区間1260の中心1300は、中心軸1230に沿い、望ましくは中心軸1230上にある。放電区間1260の一端1301及び他端1302は、内面1220に沿い、望ましくは把握される球の球面上にある。放電区間1260の一端1301及び他端1302が内面1220に沿う場合は、空間1210からの直管形のキセノンランプ1200のはみ出しが小さくなり、光放射機構1190が小型になる。また、放電区間1260の大部分が空間1210に収容され、直管形のキセノンランプ1200から放射される光の大部分が空間1210に放射され、光放射機構1190の効率が向上する。放電区間1260の中心1300が中心軸1230に沿うといえるためには、放電区間1260の中心1300が中心軸1230上にあるか又は放電区間1260の中心1300が中心軸1230から若干の距離だけ離れて中心軸1230に近接していれば足りる。放電区間1260の一端1301及び他端1302が内面1220に沿うといえるためには、放電区間1260の一端1301及び他端1302が把握される球の球面上にあるか又は放電区間1260の一端1301及び他端1302が内面1220から若干の距離だけ離れて内面1220に近接していれば足りる。
放電区間1260の中心1300が空間1210の中心1240より出射口1211に近い場合は、放電区間1260の中心1300が出射口1211に近づくにつれて、空間1210に含まれる放電区間1260の長さが短くなり、放電区間1260から出射口1211までの距離が短くなる。空間1210に含まれる放電区間1260の長さが短くなることは、出射口1211から出射する光の強度を小さくすることに寄与する。放電区間1260から出射口1211までの距離が短くなることは、出射口1211から出射する光の強度を大きくすることに寄与する。
出射口1211から遠ざかる方向に放電区間1260の中心1300を移動させる場合の限度及び出射口1211から遠ざかる方向に放電区間1260の中心1300を移動させる場合の限度を把握するためにコンピューターシミュレーションを行った。図9の模式図は、コンピューターシミュレーションに用いられたモデルの断面を示す。図10及び図11のグラフは、コンピューターシミュレーションにより求められた関係を示す。
空間1210の直径が放電区間1260の長さより大きい場合は、光が空間1210から出射するまでに内面1220に拡散反射される回数が多くなる。このため、放電区間1260の長さが空間1210の直径より短い場合は、放電区間1260の長さが短くなるにつれて拡散反射による損失が大きくなる。放電区間1260の長さが空間1210の直径より長い場合は、放電区間1260の長さが長くなるにつれて空間1210からはみ出す放電区間1260の長さが長くなる。拡散反射による損失が大きくなることは、出射口1211から出射する光の強度を小さくすることに寄与する。空間1210からはみ出す放電区間1260の長さが長くなることは、出射口1211から出射する光の強度を小さくすることに寄与する。
放電区間1260の長さを空間1210の直径から乖離させる場合の限度を把握するためにコンピューターシミュレーションを行った。図12のグラフは、コンピューターシミュレーションにより求められた関係を示す。
図13の模式図は、平面反射面の配置を示す斜視図である。
ランバートのコサイン則からのずれを把握するためにコンピューターシミュレーションを行った。図14及び図15のグラフは、コンピューターシミュレーションにより求められた関係を示す。
図2から図5までに示される測色用の受光機構1033は、図4に示されるように、ミラー1360、レンズ1361、分光測定機構1362及び鏡筒1363を備える。ミラー1360は、反射光1043を反射する。レンズ1361は、反射光1043の光線束を収束させる。分光測定機構1362は、反射光1043の各波長成分の光量に応じた信号を出力する。鏡筒1363は、鏡筒1075及び鏡筒1154と一体化され、鏡筒集合体を構成する。
図2及び図4に示される補正用の受光機構1034は、図4に示されるように、ミラー1390、光ファイバー1391及び分光測定機構1392を備える。分光測定機構1392は、分光測定機構1362と共通化される。
図6に示されるように、光軸1111、光軸1112及び光軸1113は、光軸1110及び法線1120を含む平面1130に含まれる。光軸1111、光軸1112及び光軸1113が平面1130に含まれる場合は、光沢測定用の照明機構1030、光沢測定用の受光機構1031、測色用の受光機構1033及び補正用の受光機構1034が平面1130に沿って配置される。光沢測定用の照明機構1030、光沢測定用の受光機構1031、測色用の受光機構1033及び補正用の受光機構1034が平面1130に沿って配置される場合は、光沢測定用の照明機構1030、光沢測定用の受光機構1031、測色用の受光機構1033及び補正用の受光機構1034が測色用の照明機構1032に干渉し環状照明光1042に光線束の欠落を生じさせる場合でも、光線束の欠落が専ら平面1130に沿う部分にのみ生じ、環状照明光1042が均一になる。光沢測定用の照明機構1030、光沢測定用の受光機構1031、測色用の受光機構1033及び補正用の受光機構1034が測色用の照明機構1032に干渉する事態は、光沢測色計1000を小型にした場合に生じやすい。このため、光軸1111、光軸1112及び光軸1113が平面1130に含めることは、光沢測定及び測色の両方を行うことができる小型の光沢測色計1000において環状照明光1042を均一にすることに寄与する。環状照明光1042が均一になることは、被照明面1050の反射特性が異方性を有する場合に測色の安定性を向上することに寄与する。平面1130に沿う光線束は、ランバートのコサイン則からのずれが相対的に大きいため、欠落しても大きな問題を生じない。
図1に示されるコントローラー1011は、組み込みコンピューター、制御回路等を備え、ファームウェアを組み込みコンピューターに実行させる。組み込みコンピューターによる処理の全部又は一部がプログラムを実行しないハードウェアにより実現されてもよい。
1010 測定機構
1011 コントローラー
1030 光沢測定用の照明機構
1031 光沢測定用の受光機構
1032 測色用の照明機構
1033 測色用の受光機構
1034 補正用の受光機構
1190 光放射機構
1191 反射機構
1200 直管形のキセノンランプ
1201 積分球
1202 バッフル
Claims (9)
- 球状の空間及び丸孔状の出射口が形成され、前記空間を規定する内面を有し、前記内面が拡散反射面を有し、前記出射口が前記空間と外部とを連絡し、前記空間及び前記出射口が共通の中心軸を有する積分球と、
前記空間を横断し、管軸方向に伸び、放電区間を有し、前記放電区間の中心が前記中心軸に沿い、前記放電区間から見て管径方向に前記出射口があるように配置され、前記空間の直径に対する前記放電区間の長さの比が0.5以上1.5以下である直管形のキセノンランプと、
を備える光放射機構。 - 前記放電区間が存在する領域に前記空間の中心がある
請求項1の光放射機構。 - 前記中心軸が伸びる軸方向についての前記空間の中心から前記放電区間の中心までの距離が絶対値であり、前記軸方向について前記放電区間の中心が前記空間の中心より前記出射口に近い場合に符号が負になり、前記軸方向について前記放電区間の中心が前記空間の中心より前記出射口から遠い場合に符号が正になる前記放電区間の位置の指標が定義された場合に、前記空間の直径に対する前記指標の比が−0.2以上0.4以下である
請求項1又は2の光放射機構。 - 前記放電区間と前記出射口との間にあるバッフル
をさらに備える請求項1から3までのいずれかの光放射機構。 - 前記バッフルが部分円筒状であり前記放電区間と平行をなす方向に伸び、前記放電区間に向けられる内周面及び前記出射口に向けられる外周面を前記バッフルが有する
請求項4の光放射機構。 - 請求項1から5までのいずれかの光放射機構と、
前記出射口から前記中心軸と45°をなす方向に出射する光を被照明面を照明する照明光にする照明光化機構と、
を備える照明機構。 - 前記照明光が照明角45°の方向から前記被照明面に入射する環状照明光であり、
前記照明光化機構は、
2個以上の平面反射面を有し、前記2個以上の平面反射面が前記中心軸の周りに前記中心軸の周りを周る周方向に分散して配置され、前記光が入射光になり反射光が前記環状照明光になるように前記2個以上の平面反射面が配置される反射機構
を備える請求項6の照明機構。 - 前記光のうち前記中心軸が伸びる軸方向から見て前記管軸が伸びる管軸方向に出射する光線束の光路を避けて前記2個以上の平面反射面が配置される
請求項7の照明機構。 - 請求項6から8までのいずれかの照明機構と、
前記被照明面が前記照明光を反射することにより生成される反射光を受光し、前記反射光に対する測定の結果を出力する受光機構と、
を備える反射特性測定装置。
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