JPH02245623A - 携帯式測色計および彩色表面の特徴づけ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は携帯式測色計および彩色表面、特に金属粒子あ
るいは真珠光沢粒子を含有する色表面の特徴づけ方法に
関するものである。

着色仕上塗料の製造に際しては２ｆＩではあるが１色直
しと呼ばれる調整法を用いずに標準色に対して満足でき
るまで色合わせを行うことがある０通常、色直しでは、
比較的重要ではないが必須である配合顔料組成について
操作を行い、顔料分散性についての製造変数の累積効果
を補正する。

伝統的には、色直し法は技能の熟達を得るべく広範囲に
わたる仕事上の経験を必要とする訓練を受けた高度に熟
練した人間によって実施されていた。最良の状態での目
による色直しは１つの技術であるから、この方法を効果
的に管理するのは難しい。

最近になつて、目による色直しに加えて塗料あるいは顔
料の組成を器械的に特徴づける装置が使用されるように
なった。測色計や分光光度計がこの分野では周知であり
、これらの計器がテスト・パネルに被覆されている種々
の塗料薄膜の或る種の光学特性を測定するのに使用され
ている。入射光源の方向に対して或る所与の角度で保持
される塗装したパネルによって可視スペクトルの可変光
波長で反射された光の量を測定するには分光光度計を用
いるのが普通である。塗料のレフレフタンス・ファクタ
により、塗料化学者は種々の塗料色を特徴づける色値な
計算できる。非光反射性フレークまたはプレートレッド
を含有する塗料（すなわち、非金属性塗料）の場合、レ
フレフタンス・ファクタは光沢（鏡面）角を除いて入射
光の方向に対するパネルの角度と共に変化することはな
い、その結果、任意の特定の角度でのただ１つの分光光
度読み取り値が塗料を正確に特徴づけるレフレフタンス
値を生みだすことになる。

しかしながら、塗料産業では、しばしば、塗料に光友射
性フ１ノーりを混ぜて（すなわち、金属性塗料を得て）
美感上好ましい効果を与えている。

アルミニウム、青銅、被覆マイカ等のような材料で作り
た光反射性フレークを含む塗料は「２トーン」すなわち
「フリウプフロツブ」効果を持つことを特徴としており
、この塗料の見掛上の色は観察角度が変わる毎に変わる
。この効果は塗料薄膜内のフレークの配列による。この
ような金属性塗料の色は、見掛上、照明角度や観察角度
に従って変化するので、この塗料を正確に特徴づけるに
は単一の分光光度読み取り値は不適切である。測定研究
によれば、２種の金属性塗料の間に存在する視覚的色差
は無限数の角度で検出できることか示されたが、実務上
の理由によって無限数の観察角度についてレフレフタン
ス・ファクタを補正するには無理があることは明らかで
ある。しかしながら、先行の研究によれば、２つまたは
３つのの特定の角度でのみ金属性塗料の光学特性を測定
すれば、有用な特徴づけを行えることも示されている。

たとえば、１９７２年９月１２日にＡｒｍｓｔｒｏｎｇ
。

Ｊｒ、　　等に許された米国特許ｗ４３，６９０゜７７
１号や１９８４年１０月３０日にＡｌ５ａｎに許された
米国特許第４，４７９，７１８号を参照されたい。これ
らの米国特許の開示内容は参考資料として本文に援用す
る。

照明角度を変えることによって一定の角度で測定を行う
機器も考案されている。たとえば、１９８６年４月２２
日にＬｅｂｌｉｎ等に許された米国特許第４，５８３，
８５８号を参照されたい、他に種々の装置や方法が米国
特許第３，３８９゜２６５号、同第３，８８５，８７８
号、ｌ！１１第３゜９１６．１６８号、同第３，９９９
，８６４号。

同第４，４４９，８２１号、同第４，６６９゜８８０号
および同第４，７１１，５８０号に開示されている。

しかしながら、自動車用塗料産業では、携帯可能でコン
バクｌ−であり、自動車パネル等の色、特に金属性ある
いは真珠光沢仕上塗料を測定することのできる装置が求
められている。

本発明の主たる目的は色表面、特に金属性粒子あるいは
真珠光沢粒子を含有している彩色表面の光学特性を、３
つの多角度分光光度測定値を用いてサンプル表面につい
ての色定数を導き出すことによって特徴づけることので
きる携帯式測色計を提供することにある。

本発明の目的は照射手段、検出手段、制御手段、分析手
段およびディスプレイ手段を収容するコンパクトな集°
積ユニ・ントを包含する携帯式測色計を提供することに
ある。

本発明の別の目的はサンプル法線から測定して３種の照
明角度、好ましくは、−３０度、０度、６５度の照明角
度と好ましくは４５度の１つの検出角度を使用する携帯
式測色計を提供することにある。

本発明のまた別の目的は全ゴ視スペクトルを横切フて検
出すべく１０〜１６個の検出器要素からなるシリコン・
フォトダイオード・アレイ検出器を使用する携帯式測色
計を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、人間の目の感度データを表わ
す三刺激値関数曲線を発光体のスペクトル・パワー分布
曲線と掛け合わせることによって補正して低解像度スペ
クトル・レフレクタンス・データから三刺激値（色定数
ｘ、ｙ、ｚ＞を決定し、一連のほぼ三角針の通過帯域と
して表わされる検出器要素のスペクトル応答曲線を決定
し１発光体補正三刺激関数曲線をスペクトル応答曲線を
表わす三角針通過帯域の多重線形コンビネーションと組
合わせることによりて、金属性あるいは真珠光沢の）１
／−りを含有する表面の光学特性を特徴づける方法を提
供することにある。

要約すれば、本発明の主目的は携帯可能なコンパクトな
測色計と、３つの照明角度と１つの検出角度を用いて彩
色表面、特に金属性あるいは真珠光沢性粒子を含有する
彩色表面を特徴づける方法を提供することにある。

金属性の塗料や薄膜のような金属性粒子を含有する表面
を光学的に特徴づけるにあたワては、方向性のレフレフ
タンスを考慮しなければならないと考えられていた。金
属性塗料はアルミニウム、青銅、被覆マイカ等の材料の
光反射性フレークあるいはプレートレッドを含有する。

これらのフレークやプレートレッドは小さい鏡ように作
用して、拡散というよりもむしろ方向性をもって光を反
射する。金属塗料薄膜の方向性レフレフタンス特性は角
度色収差として知られる現象を生じさせる。これは照明
、観察の方向の関数として塗料薄膜の色変化として定義
される。この現象は、ときに５　「２トーン」、「フロ
ップ」、「フリップフロップ」、「フラッシュ」、「サ
イｌ’　）−ン」等と呼ばれる。要約すれば２金属塗料
は観察角度あるいは照明角度もしくはこれら両方の角度
が異なれば異なって見えることになる。

この方向性あるいは角度性のレフレフタンス。

すなわち、角度色収差を考慮すれば５分光光度式に決定
したレフレフタンス・ファクタは多段角度で採用されな
ければならない、塗料薄膜のレフレフタンス・ファクタ
は薄膜サンプルから反射した光束と、サンプルと完全反
射拡散体が同じように照射されたときに完全反射拡散体
から反射した光束との比である。完全に白い反射体は１
の値を持つ、完全に黒い弊反射体はＯの値を持つ。

レフレフタンス・ファクタは色および色差を特定するの
に使用される色ディスクリブタ値を計算するのに用いら
れる。或る色の三刺激値（Ｘ、ｙ、ｚ）はレフレフタン
ス・ファクタ・データ（Ｒ）を人間の目の感度について
のデータ（Ｘ、５Ｆ、　りおよび光源（Ｅ）の放射照度
についてのデータ［すべて可視スペクトルの波長（入）
の関数である］と組合わせることによって計算される。

三刺激値についての定義等式は、 である、三刺激値は色および色差についての視覚に関す
る色ディスクリブタな計算するのに使用できる。使用し
得る多数組のディスクリブタのうち一組は国１Ｉ１１＠
明委員会の推奨するＣＩＥＬＡＢ知覚色スケ知覚マスケ
ール”Ｒｅｃｏ＠ｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｕｎｔ
ｆｏｒｍＣｏｌｏｒＴｅｒｍａ”　　Ｓｕｐｐｌｅｍｅ
ｎｔ　Ｎｏ、２．　Ｔｏ　ＣＩＥ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉ
ｏｎＮｏ、１５　　（Ｅｌ、３．り　１９７１／ＣＴ（
ｉ，３）　１９７Ｂ、　ＢｕｒｅａｕＣｅｎｔｒａｌ　
Ｄｅ　Ｌａ　ＣＩＥ、５２　Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ　Ｍａ
ｌｅｓｈｅｒｂｅｓ７５００８、　Ｐａｒｉｓ、　Ｆｒ
ａｎｃｅ）。

三刺激値の変換は明度（Ｌ’″）、赤さ／緑色（ａ”）
、黄色／青色（ｂ”）、彩度＜Ｃ＞または色相（ｈ）を
示す知覚色値を計算するのに使用できる。１つ色は一組
のり、ａ、ｂの値あるいはり、Ｃ，Ｈの値によって完全
に説明することができる０国際照明委員会の指定した以
下の等式はＬ′″　、ｓ、ｂ＊に対する三刺激値に関す
るものである。

暑　１　１　６　　（Ｙ／Ｙ、　　）　　１／コ　−　
１６−５００［（Ｘ／χｏ）”’　　−（Ｙ／Ｙｏ）”
’］−２００［（Ｙ／Ｙｏ）”３−　（Ｘ／Ｚ、）”’
］ここで、 Ｘｏ　、Ｙｏ　、Ｚｏは所与の照明についての完全臼の
＝刺激値であり、 Ｘ、Ｙ、Ｚは色についての＝刺激値である。

彩度（ｃ）、色相（ｈ）のディスクリブタは次のように
ａ寓　ｂ”に関係する。

Ｃｍ　（ａ　ＩＩ　！　＋ｂ　”　＊　）　１　／　”
ｈｗｔａｒｎ−”（ｂ”　／ａ”　） しばしば、塗料のサンプル・バッチのような色を標準色
と比較してその差を決定し、サンプルを適当な添加剤で
調節してサンプルを許容標準値の範囲内にすることが必
要である０色基準とバッチ・サンプルの色差は次のよう
に説明される。

ΔＬ８雪Ｌ”　　（バッチ）−Ｌ″″　（基準）Δａ瑠
冨ａｍ（バッチ）−ａ′″　（基準）Δｂ”＝、ｂ”（
バッチ）−ｂ′″　（基準）こう１ノて得た値は明度（
ΔＬ８）５赤さ／緑色（Δ、ｓ）および黄色／青色（Δ
ｂ′″）における差の視覚による評価と一致する。

さらに説明は続けるが、ここでは、角度色収差色の測定
の際の照明、観察条件を変えることによる影響を定量化
するために三刺激値（Ｘ、Ｙ、２）と知覚色値（Ｌ’″
、ａ”、ｂ”、Ｃ，ｈ）を用いる。ここで使用される特
定の色ディスクリフタはこの作業で使用し得た三刺激値
の変換のうち多数の可能性のある選択のうちのほんの１
つである。

或るサンプルの色定数Ｘ、Ｙ、Ｚを計算するのに本発明
の携帯可能な３角度測色計で使用される方法は従来のフ
ィルタ式測色計や分光光度計で使用されるものと異なる
。

フィルタ式測色計は光学フィルタを利用しており、これ
らの光学フィルタの透過スペクトルは光源のスペクトル
・パワー分布曲線、フィルタ透過率曲線および検出器ス
ペクトル応答曲線の積が所与の発光体について三刺激応
答関数（人間の目のｘ、ｙ、ｚ応答性）に非常に近似す
るように管理されている。白基準に対する３つの検出器
（赤、黄／緑、青）のそれぞれからの信号はサンプルの
色座標の直接的な測定値を与える。異なりた発光体の下
で色を特定するには、異なった組のフィルタを使用しな
ければならない（たとえば、　Ｖｅｎａｂｌｅへの米国
特許第４，７１１，５８１号を参照されたい）。

従来の分光光度計は光学スペクトルの可視部分を横切っ
て一連の均等に隔たつた弁型なり間隔（普通は１０ｎｍ
）でサンプルのレフレフタンスを測定する。これらのレ
フレフタンス値は発光体あるいはＩｌｌｌｌ富者はこれ
ら両方について選択を補正した三刺激値応答関数（ｉ，
５Ｆ、　りと逐−掛け合わされる。これらの積の合計を
正しく標準化することによって、このサンプルについて
の色座標を得ることができる０代表的な分光光度計では
、いずれも１６〜３１個の検出器を使用して可視スペク
トルの逐一測定を行っている。このような従来の測定に
ついての記述がＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　ＣＩＥＮｏ、
１５　（Ｅ−１，３，１）　１９７１、Ｃ０ＬＯＲＩＩ
ＩＩＥＴＲＹに見出され得る。

しかしながら、以下に説明する携帯式測色計で使用され
る方法では、サンプル・レフレクタンス・スペクトルは
、好ましくは、はんの１２個の検出器要素を用いること
によって決定される。

１２個の検出器要素のそれぞれのスペクトル感度あるい
はスペクトル応答性は波長部位に関して強度エンベロー
プの彰で表わされるほぼ三角形の通過帯域によつて説明
される。発光体補正三刺激関数曲線は１次に、これら三
角形通過帯域の多重線形コンビネーションに組み合わさ
れる。このコンビネーションは、正しく標準化されたと
き、色定数、すなわち、＝刺激値ｘ、ｙ、ｚを生ずる。

３種の正しく選ばれた測定角度が最低限度の測定努力で
金属色について最大限度の情報を与えるのに最適な選択
となるという従来の原理に依存して、携帯可能な機器が
作られてきた。しかしながら、スペース要件を最小限度
にするには、携帯可能な３角度測色計は逆の幾何学形状
を使用する。

従来の方法は鏡面角度から測って３種の特定された角度
、好ましくは、１５度、４５．度、１１０度で行われる
多角度分光光度測定を用いており、金属塗料サンプルに
対して４５度の照明角度を有する単一の光源が測定され
る（これは反射光がサンプル法線から測って一３０度、
０度、６５度で検出されると言うのの同じである）。

しかしながら１本発明の携帯式測色計では、多数の光源
がサンプル法線から測って約−３５度〜−２０度、−１
０度〜＋１０度、２０度〜７５度、好ましくは、−３０
度、０度、６５度の角度でサンプルを順次に照明し、サ
ンプルから反射してきた光はサンプル法線から測うて約
３５度〜５５度、好ましくは、４５度の検出角度で検出
される。

さらに２本発明の携帯式測色計では、シリコン・フォト
ダイオード・アレイ検出器、好ましくは、全可視スペク
トル（３１ＳＱｎｍ−７０Ｑｎｍ）を横切って検出すべ
くほんの１２債の要素からなるシリコン・フォトダイオ
ード・アレイ検出器から得た低解像度スペクトル・デー
タを用いることによつて塗料サンプルの３刺激値ｘ、ｙ
、ｚを決定する異なった方法を使用している。この方法
によれば、発光体補正済みの三刺激値関数曲線は１２個
の要素のそれぞれについての三角形通過帯域の多重線形
コンビネーションと組み合わされる。

震」１肚 第１図に概略的に示すように、本発明の携帯可能な比色
計ｌＯは３つの照明源、すなわち、ランプｌｌａ、ｌｌ
ｂ、ｌｌｃを使用する。これらのランプの出力はランプ
・フィラメン１〜からの焦点距離のところに装着した色
消し照明源レンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって平行
にされる。

各ランプは２０ワット石英ハロゲン・ランプであワても
よく、たとえば、Ｇｔｌｗａｙ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　
Ｉ、ａｍｐの製造する、モデル番号Ｌ７４０４のランプ
であってもよい、この装置で使用される測定技術を正し
く機能させるためには５ランプが以下に説明するように
一定の色温度で作動する必要がある。

使用するレンズはＭｅｌｌｅｓ　Ｇｒｉｏｔの製造する
モデル番号０１ＬＡＵＯＯ４−００［ｉであってもよい
。

集光光学器はただ１つの色消し集光レンズ１３　（Ｍｅ
ｌｌｅｓ　Ｇｒｔｏｔ　０ＬＬＡＯＯ６−００６）を備
えればよく２その場合、これはサンプル表面１４からの
焦点距離の２倍のところに装着される。回折格子１７と
シリコン・ダイオード・アレイ検出器１８とからなるモ
ノクロメータ１９がレンズ１３のサンプル側と反対の側
に装着しである。モノクロメータ１９への入射スリット
１５がレンズ１３から１焦点距離のところに設けである
。この配置によれば、非常に精密に平行にされた光１６
のみが入射スリット１５を通過してサンプル法線から４
５度あるいは約４５度で散乱した光のみをモノクロメー
タ１９に入射させることができる。

入射スリット１５を通過した後、光１６は回折格子１７
に入射するまで発散し、この回折格子のところで、光は
分散してから１２個の検出要素２１を備えたシリコン・
ダイオード・アレイ検出器１８に再合焦する０回折格子
１７は工ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ８Ａの製造するようなモ
デル番号１５２３−００−４６０でありてもよい、アレ
イ検出器１８はＣｅｎｔｒｏｎｉｃｓの製造するような
モデル番号ＬＤ２０−５であってもよい、好ましくは、
入射スリットの寸法は０．９１１×４．０鳳層である。

光１６の可視スペクトルはアレイ検出器１８を横切って
分散してから再合焦する。第２図に概略的に示すように
、フォトダイオード・アレイ検出器１８の各要素２１に
はダイオード電流を電圧信号に変換する増幅器２４が組
合わせである０次いで、１２個の信号はマルチプレクサ
２７によって多重化され、アナログ・ディジタル変換器
２８によってディジタル化される。増幅器はＢｕｒｒ−
Ｂｒｏｗｎの製造するモデル番号０ＰＡ２１１１であっ
てもよい。

マルチプレクサ２７はＡｎａｌｏｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓの
製造するモデル番号Ａ０７５０６ＫＮであってもよい。

アナログ・ディジタル変換器はＢｕｒｒ−Ｂｒｏｗｎの
製造するモデル番号ＡＤＣ７１ＪＧであってもよい。

すべての機能はマイクロコンピュータ２９ぼよって制御
される。このマイクロコンピュータは補助Ｉ１０および
メモリ・カートを備えるＩ　Ｎ　Ｔ　Ｅ　Ｌ８０５２ベ
ースのコンピュータであってもよい。以下に説明するよ
うに携帯可能機器から導き出された測定データはＬＣＤ
ディスプレイ３０に表示される。

第１図でわかるように、携帯式測色計１０では、サンプ
ルはサンプル法線から測りて好ましくは一３０度、０度
２６５度で順次に照明される。

サンプルから反射してきた光はサンプル法線から測って
好ましくは４５度で検出される。ここで、照明角度と検
出角度は変えることができ、ここに記載した特定の角度
は単なる最適値にすぎないということは了解されたい。

上述したように、測色計を正しく作動させるために、照
明源ランプｌｌａ、１１ｂ、１１ｃは一定の色温度で作
動する。これらのランプは測定毎にほんの数秒間点灯さ
れるだけなので、ランプを平衡状態まで「ウオームアツ
プ」して一定の色温度を得るには時間が足りない、した
がって、ランプは、第２図に概略的に示すように、能動
フィードバック回路によって制御される。各照明源ラン
プｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃは２つのフォトダイオード２
２によってモニタされる。青色フィルタ２３ａが１つの
フォトダイオードの前方に置かれ、赤色フィルタ２３ｂ
が他方のフォトダイオードの前方の置かれている。これ
らフォトダイオードは、それぞれ、スペクトルの青色、
赤色領域におけるランプ放出量に比例する電圧信号を発
生する。ブロック２５で概略的に示されている制御回路
はランプ電流を調整して２つのダイオードの出力電圧の
比を一定に保ち、一定の色温度を維持する。

第３図は携帯・式測色計１０の内部の平面図であるが、
発明の理解に必要な部分のみを示している。ここに概略
的に示しである照明源の配置は照明レンズ１２ａ、１２
ｂ、１２ｃと、集光レンズ１３と、ランプ制御回路２５
と、マルチプレクサ２７およびアナログ・ディジタル変
換器２８からなるカート３８と、フォトダイオード・ア
１／イ素子２１および増幅器２４からなる検出器カート
３９と、コンピュータ制御・分析手段２９と、回折格子
１７と、ＬＣＤディスプレイ３０とによって表わされる
。この機器はオペレータの肩に取り付けることのできる
遠隔バッテリ・バック３１で付勢してもよい、好ましく
は、この機器はおおよそのサイズが３極インチ×８イン
チ×１０インチ（８，８９センチメートルＸ２０．３２
センチメートル×２５゜４センチメートル）であり、お
およその重量は７ポンド（３，１５キログラム）であり
、約２インチ（５゜０８センチメートル）の平坦な測定
面を有する。

インターフェース・プレート３３がレンズ１２ａ、１２
ｂ、Ｌ２ｃおよび１３の上に取り付けてあり、取り付は
ブロック３２（第５図）に取り付けである。第７図を参
照して、インターフェース・プレート３３を貫いて４本
の磁性脚３４が突出している。各脚３４は稀土類磁石で
あり、約１７１６インチ（０，１８センチメートル）厚
さのネオブレン・シーテイング３５で覆われている。脚
は、たとえば、Ｃｒｕｃｉｂｌｅ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ
の製造するような約釉インチ（ｉ，２７センチメードル
）の直径と３／８インチ（０，９５センチメートル）の
厚さを有する５　ｍ　／　Ｃｏの円板状の磁石であって
もよい０脚３４は測定しようとしている自動車パネルの
湾曲面に滑らないように重ねることができ、ネオブレン
・シーテイング３Ｓは仕上塗装面を傷を与えないように
保護するものである。インターフェース・プレート３３
の中心には、ドーナッツ形の可撓性磁石３６があり、こ
れは測定ポート３７まわりの遮光シールとなる。磁性脚
３４の間隔と脚３４が突出する距離は表面の測定できる
最小曲率半径を定める。約２４インチ（６０，９６セン
チメードル）である、第４図にはオペレータ用キーバッ
トが示しである。

この機器は検出器要素２１付近に設置した内部温度モニ
タ（図示せず）を備える。！ｊ＆器が携帯式であるため
、この機器を使用すると予想される環境の温度は広範囲
にわたって変化する。均一な測定結果を得られるように
、温度パラメータ限度が決められ、機器にプログラムさ
れる。この限度を超えたとき、オペレータに警告が与え
られ、機器の再較正が強要される。温度検知チップはＩ
　ｎ　ｔ、　ｅ　−ｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ　　
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　　
ＡＤ５９２　　であってもよい。

を　　　　　　る 色の生産、知覚、測定には３つのファクタが必須である
。すなわち、光源、照明対象物および検出器である。こ
れら３つのファクタの各々は波長に対してプロットした
適当な応答曲線によって描写される。すなわち、光源は
そのスペクトル・パワー分布曲線によりて、対象物はス
ペクトル・レフ１／クタンスあるいは透過率曲線によっ
て、検出器はスペクトル応答曲線によつて描写される。

これらの曲線のコンビネーションが数値色ディスクリブ
タＸ、Ｙ、Ｚ　（すなわち、三刺漱値）として表わされ
る刺激すなわち信号を与える。こうして、或る色の三刺
激値（ｘ、ｙ、ｚ＞がレフレフタンス・ファクタ・デー
タ（Ｒ）を人間の目の感度についてのデータ（ｉ，５Ｆ
、　’りおよび光源（Ｅ）の放射照度と組み合わすこと
によって計算される。これらはすべて、上述したように
、可視スペクトルにおける波長（入）の関数である。

第８図は”　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｃｏ１ｏｒ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”ｐａｇｅ　　４４．　２ｎｄ
　　Ｅｄｉｔｉｏｎ、　　Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ　　ａｎ
ｄ　　５ａｌｔｚ＠ａｎ。

Ｊｏｈｎ　　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ　（ｉ９８１）
に記載されテイルような三刺激応答関数曲線ｘ、ｙ、２
を示している。

第９図は使用される発光体についてのスペクトル・パワ
ー分布曲線を示している。本実施例では、２種類の標準
発光体が使用されている。第９図は６５００°にの相関
色温度を有する可視スペクトルを超え、る平均自然昼光
を代表するＣ１Ｅ　Ｓ。

ｕｒｃｅＤ６５についてのスペクトル・パワー分布を示
す。他方の発光体源は２８５４°にの色温度で作動する
タングステン・フィラメント・ランプである（：ＩＥ　
５ｏｕｒｃｅ　Ａである。携帯測色計のたいていの用途
にとって、これら２つの異なった発光体を３つの角度で
使用して測定を行えば充分であろう、しかしながら、測
定を行うのに他の標準の発光体を使用するのも本発明の
範囲内にある。第５図に示すスペクトル・パワー分布曲
線についての値はＨＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｃｏ
１ｏｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　　　ｐｐ。

３６−３７．２ｎｄＥｄｉｔｉｏｎ、　Ｂｉｌｌｍｅｙ
ｅｒ　ａｎｄ　Ｓａｌｔｚｍａｎ。

Ｊ’ｃ）ｈｎ　９ｔｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ　（ｉ９８
１）に記載されている。

三刺激応答曲線（第８図）を発光体のためのスペクトル
曲線（第９図）で多重化することによって、第１０図に
示すような補正応答曲線が作られる。

第１１図は検出器要素のためのスペクトル応答曲線を示
す、この図は垂直線が波長７２と組合わせである一連の
三角形通過帯域７１として考えられる、フォトダイオー
ド検出器アレイ１８からのデータを表わしている。１２
４ｇの検出器要素２１のそれぞれのスペクトル感度は三
角形通過帯域７１によって表わされ、その底部幅は２つ
の検出器要素によって挟まれるスペクトル部分に等しい
、すなわち、５６〜８０ｎｍである。第１Ｏ図の補正応
答曲線の各々は第ｉｔ図からの検出器応答三角の多重線
形コンビネーションと組み合わされる。使用される多重
線形コンビネーションは、“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｒｅｇｒ
ｅｓｓｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ“、　ｐａｇｅ　１７
８゜Ｄｒａｐｅｒ　ａｎｄ　Ｓｍ１ｔｈ、　Ｊｏｈｎ　
Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ、　Ｉｎｃ、、　ＮＹ（ｉ９
６６）に記載されているものと同じである。

第１２図は第８図のＸ三刺激関数についてのこの組合わ
せの結果を示して、おり、ここでは、各三角形通過帯域
はこの組合わせから導き出された係数によつて評価され
る。各三刺激関数曲線と各使用発光体についての一組の
評価係数は導き出され得る。こうして、本発明の４１１
１Ｉ！では２３組の評価係数、発光体Ａの各三刺激関数
について１つずつの評価係数が導き出され、発光体Ｄ６
５については３組の評価係数が導き出される。

携帯式測色計ｌＯにおいては、色座標は次のように計算
される。まず、この測色計は黒色ガラスタイル（図示せ
ず）を測定することによって零化される。これらの値は
任意の将来の測定値から引かれる０次いで、白色較正タ
イル（図示せず）のレフレフタンス・スペクトルを測定
し、一連の利得係数を計算して各検出器要素２１の応答
性を数値的に調整し、適当な波長での較正タイルのレフ
レフタンスに等しくする。任意の引き続く検出器読み取
り値をこれら利得係数と掛け合わせる。

サンプル・パネルを測定するためには、まず、測色計を
磁性脚３４でパネル上に固着し、次に。

ランプｌｌａ、１１ｂ、１１ｃによってサンプル法線か
ら測って一３０度、０度、６５度でサンプル面を順次に
照明する。パネルから反射してきた光はサンプル法線か
ら測って４５度でレンズ１３によプて集光されて平行に
され、入射スリット１５を通ってモノクロメータ１９（
第１図）に入射する。モノクロメータにおいて一度だけ
、集められた光はアレイ検出器１８によって検出され、
最終的に電圧信号に変換される。こうして得られた測定
値はマイクロコンピュータ２９によつて処理され、ＬＣ
Ｄディスプレイ３０に表示される。１２個の検出器要素
２１のそれぞれについての検出器応答性は、まず、適当
な利得係数と掛け合わされ、次いで、計算されつつある
特定の三刺激値についての適当な評価係数と掛け合わさ
れる。これらの積の合計が次いで使用されている特定の
照明状態下でのＸｏ、Ｙ、、Ｚ、完全臼を補正するのに
使用される。これらの三刺激値は、次に、所望の座標系
、たとえば、Ｌ　ＩＩ　、　ａ　＋″、ｂｌあるいはり
、Ｃ，ｈに変換し得る。

第１３図は本発明の装置で導き出された３刺激値Ｘ、Ｙ
、Ｚと従来の実験室用分光光度計によって得られた値と
の比較を示す。

このグラフは一組１２個の標準セラミック・タイル、特
にＢｒｔｔｉｓｈ　Ｃｅｒａｍｉｃ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ
　Ａｓ５ｏｃｉａｉｅｄＬｔｄ、によって供給されるよ
うなＣｅｒａｍｉｃ　（ｏｌｏｕｒＳｔａｎｄａｒｄ−
３ｅｒｉｅｓ　ｎ、　　ニツイテ得うレタＸ、　Ｙ、２
色座標を示している。各タイルに対して、Ｘ、Ｙ、ｚ座
標は、まず本発明の携帯式測色計を用いて、次に従来の
システムを用いて得られた。本発明の携帯式測色計の場
合の値がＹ軸に沿ってプロットされ、従来の機器の場合
の値がＸ軸に沿ってプロットされている。Ｘ、Ｙ、Ｚデ
ータの線形最小平方組合わせが約１の勾配と線まわりの
低い散乱を示している。このグラフは２つの機器の性能
が匹敵することを示している。

本発明の測色計は金属塗料薄膜に限らず、金属粒子を含
有する任意の面、たとえば、反射性金属フレークを含有
するプラスチックも特徴づけるのに用いることができ、
また、べた色、すなわち、金属粒子を含有していない色
にも使用できる。この方法はＬ”、　１、ｂ８の値が標
準値について決定される塗料を色直しするときに特に有
用である０次に、１バッチ分の塗料を所与の公式に従っ
て製造する。このバッチで塗装したパネルを作り、１．
＊　、　ａＩＩ　、　ｂｍ値を決定する。注意深く作っ
ても、塗料バッチが顔料や顔料分散色ドリフトの変化の
ために標準からずれることが多い、このバッチのΔＬ寓
、Δａ零、Δｂｌ′値を計算し、それらが許容公差値か
ら外れている場合には、ミル・ベースの形で顔料の添加
量について計算を行い、ミル・ベースをバッチに加え、
二回目のパネルを準備し、値を上述したように測定する
。このプロセスを、標準と塗料バッチの間の色適合が強
要範囲に入るまで繰り返す。

本発明を好ましい設計について説明してきたが、さらに
変更を行えることは了解されたい、したがって、本願は
発明の一般的な原理をたどり、本発明に係る技術におい
て公知のあるいは慣例の実務範囲に入る限りでかつ前述
の木質的な特徴に応用でき、発明の範囲内、すなわち、
特許請求の範囲の限度内に入る限りで本開示内容から逸
脱した事項も含む発明のいかなる変更２用途、適用をも
網羅するものである。

以上１本発明の詳細な説明したが、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことができる。

１）カラーＳ膜サンプルの光学特性を決定する携帯式測
色計であり、 （ａ）照射手段、検出手段、制御手段２分析手段および
ディスプレイ手段を収容する集積ユニットを包含し、 （ｂ）前記照射手段が複数の照明角度からサンプルを順
次に照明する複数の照明手段を包含し、 （ｃ）前記検出手段が前記照明角度のうち任意の照明角
度と異なった或る検出角度でサンプルから反射してきた
光を順次に検出する光学検出器手段を包含し、 （ｄ）この光学検出器手段によって検出された光が前記
分析手段によって分析され、前記ディスプレイ手段によ
って表示される信号に変換され。

（ｅ）前記制御手段が前記照射手段、前記検出手段、前
記分析手段および前記ディスプレイ手段を制御する ことを特徴とする測色計。

２）３つの照明手段がサンプル法線から測って約−３５
度〜−２０度、−１０度〜＋１０度、２０度〜７５度の
値を宥する３つの照明角度からサンプルを照明するよう
に用いられることを特徴とする前項１）の測色計。

３）３つの照明手段がサンプル法線から測つて約−３０
度、０度、６５度の値を有する３つの照明角度からサン
プルを照明することを特徴とする前項２）の測色計。

４）前記検出角度がサンプル法線から測って約３５度〜
５５度の値を有することを特徴とする前項１）の測色計
。

５）前記検出角度がサンプル法線から測って約４５度の
値を有することを特徴とする前項４）の測色計。

６）前記光学検出器手段がサンプルからの焦点距離の約
２倍の距離のところに取り付けた色消し集光レンズと回
折格子およびダイオード検出器のアレイからなるモノク
ロメータとを包含し１このモノクロメ−ラダが前記レン
ズのサンプル側と反対の側に取り付けであることを特徴
とする前項１）の測色計。

７）前記モノクロメータへの入射スリットが前記レンズ
から約１焦点距離のところに取り付けであることを特徴
とする前項６）の測色計。

８）前記ダイオード検出器アレイが１０〜１６偏の検出
器要素を包含することを特徴とする前項１）の測色計。

９）前記照射手段が前記照明手段を３つ、対応するレン
ズを３つ包含し、これらの］／ンズの各々が対応する照
明手段のフィラメントから約１焦点距離のところに取り
付けであることを特徴とする前項１）の測色計。

１０）さらに、前記照射手段および前記検出手段を覆フ
て取り付けたインターフェース・プレートを包含し。

このインターフェース・プレートが光が通れる中心ポー
トと、 サンプル表面に測色計を解放自在に固着できる手段と を包含することを特徴とする請求項１）の測色計。

１１）前記固着手段が前記中心ポートまわりに設置して
あり、前記インターフェース・プレートを貫いて突出し
ている複数の磁性脚を包含することを特徴とする前項１
０）の測色計。

１２）さらに、前記中心ポートと同心に設置してあって
そのまわりの遮光シールとなるほぼドーナッツ形の可撓
性磁石手段と、この可撓性磁石手段と前記インターフェ
ース・プレートの間に配置してあってサンプル面を保護
する弾性シートとを包含することを特徴とする前項１１
）の測色計。

１３）前記照射手段および前記検出器手段が前記中心ポ
ートのまわりに半円形に設置しであることを特徴とする
前項８）の測色計。

１４）カラー薄膜サンプルの光学特性を決定する測色計
において、低解像度スペクトル・レフレクタンス・デー
タから三刺激値を決定する方法であって、 （ａ）発光体について、 （ｉ）人間の目の感度データを表わす三刺激値関数曲線
を発光体のスペクトル・パワー分布曲線と掛け合わせる
ことによって補正し、（ｉ１）一連のほぼ三角形の通過
帯域として表わされる検出器要素のスペクトル応答曲線
を決定し。

（ｉ目）発光体補正三刺激値関数曲線をスペクトル応答
曲線を表わすほぼ三角形の通過帯域の複合線形コンビネ
ーションと組合わせることによって 各三刺激値関数曲線５！、ｙ、ｚについての一組の評価
係数を決定する段階と、 （ｂ）複数の角度から順次にサンプルを照明する段階と
、 （ｃ）前記照明角度のうちの任意の照明角度と異な９た
検出角度でサンプルから反射してきた光を順次に検出す
る段階と、 （ｄ）複数の検出器要素によってサンプル・レフレクタ
ンス応答性を決定する段階と、（ｅ）各検出器要素のサ
ンプル・レフレクタンス応答性を対応する評価係数と掛
け合わせ、それらを相互に加算してサンプルのカラーに
ついての三刺激値を得る段階と を包含することを特徴とする方法。

ｉｓ）さらに、利得係数を計算して各検出器要素の応答
性を数値的に調整し、適当な波長での白色較正タイルの
レフレフタンスに等しいようにする段階を包含すること
を特徴とする前項１４）の方法。

１６）最初に対応する利得係数を２次いで対応する評価
係数を各検出器要素のサンプル・レフレクタンス応答性
に掛け合わせる段階と、こうして得たすべての検出器要
素についてのデータを加算し、使用される特定の照明条
件について完全白色の三刺激値（Ｘｏ　、　Ｙｏ　、　
Ｚｏ　）を補正するのに使用する段階とを包含すること
を特徴とする前項１５）の方法。

１７）サンプル法線から測って約−３５度〜−２０度、
−１０度〜＋ｌＯ度、２０度〜７５度の値を宥する３つ
の角度から順次にサンプルを照明する段階を包含するこ
とを特徴とする前項１４）の方法。

１８）サンプル法線から測って約−３０度、０度、６５
度の債を有する３つの角度から順次にサンプルを照明す
る段階を包含することを特徴とする前項１７）の方法。

１９）サンプル法線から測って約３５度〜５５度の値を
有する前記検出角度でサンプルから反射してきた光を順
次に検出する段階を包含することを特徴とする前項１４
）の方法。

２０）サンプル法線から測りて約４５度の値を有する前
記検出角度でサンプルから反射してきた光を順次に検出
する段階を包含することを特徴とする前項１４）の方法
。

２１）１０〜１６個の検出器要素によってサンプル・レ
フレクタンス応答性を決定することを特徴とする前項１
４）の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の携帯式測色計の概略図である。 第２図はこの測色計の制御回路の概略図である。 第３図は必要部分のみを示す測色計の部分斜視図である
。 第４図はオペレータ用キーバットの図である。 第５図は測色計の測定面の図である。 第６図は第５図の６−６線に沿った図である。 第７図は色サンプルに乗っている測定面の図である。 第８図は人間の目の感度データを表わす三刺激関数曲線
を示す図である。 第９３は発光体のスペクトル・パワー分布曲線である。 第１０図は発光体補正三刺激関数曲線を示す図である。 ｊｌｌ１図は一連の三角計通過帯域によって表わされる
検出器要素のスペクトル応答曲線を示す図である。 第１２図は評価された検出器応答関数曲線を示す図であ
る。 第１３図は本発明と従来技術の比較を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カラー薄膜サンプルの光学特性を決定する携帯式測
   色計であり、 （ａ）照射手段、検出手段、制御手段、分析手段および
   ディスプレイ手段を収容する集積ユニットを包含し、 （ｂ）前記照射手段が複数の照明角度からサンプルを順
   次に照明する複数の照明手段を包含し、 （ｃ）前記検出手段が前記照明角度のうち任意の照明角
   度と異なった或る検出角度でサンプルから反射してきた
   光を順次に検出する光学検出器手段を包含し、 （ｄ）この光学検出器手段によって検出された光が前記
   分析手段によって分析され、前記ディスプレイ手段によ
   って表示される信号に変換され、 （ｅ）前記制御手段が前記照射手段、前記検出手段、前
   記分析手段および前記ディスプレイ手段を制御する ことを特徴とする測色計。 ２）さらに、前記照射手段および前記検出手段を覆って
   取り付けたインターフェース・プレートを包含し、 このインターフェース・プレートが光が通れる中心ポー
   トと、 サンプル表面に測色計を解放自在に固着できる手段と を包含することを特徴とする請求項１）記載の測色計。 ３）カラー薄膜サンプルの光学特性を決定する測色計に
   おいて、低解像度スペクトル・レフレクタンス・データ
   から三刺激値を決定する方法であって、 （ａ）発光体について、 （ｉ）人間の目の感度データを表わす三 刺激値関数曲線を発光体のスペクトル・パワー分布曲線
   と掛け合わせることによって補正し、（ｉｉ）一連のほ
   ぼ三角形の通過帯域とし て表わされる検出器要素のスペクトル応答曲線を決定し
   、 （ｉｉｉ）発光体補正三刺激値関数曲線を スペクトル応答曲線を表わすほぼ三角形の通過帯域の複
   合線形コンビネーションと組合わせることによって 各三刺激値関数曲線＠ｘ＠、＠ｙ＠、＠ｚ＠についての
   一組の評価係数を決定する段階と、 （ｂ）複数の角度から順次にサンプルを照明する段階と
   、 （ｃ）前記照明角度のうちの任意の照明角度と異なった
   検出角度でサンプルから反射してきた光を順次に検出す
   る段階と、 （ｄ）複数の検出器要素によってサンプル・レフレクタ
   ンス応答性を決定する段階と、 （ｅ）各検出器要素のサンプル・レフレクタンス応答性
   を対応する評価係数と掛け合わせ、それらを相互に加算
   してサンプルのカラーについての三刺激値を得る段階と を包含することを特徴とする方法。