JPH05340877A - 真珠の色選別用投光器及び受光器 - Google Patents

真珠の色選別用投光器及び受光器

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JPH05340877A
JPH05340877A JP14561692A JP14561692A JPH05340877A JP H05340877 A JPH05340877 A JP H05340877A JP 14561692 A JP14561692 A JP 14561692A JP 14561692 A JP14561692 A JP 14561692A JP H05340877 A JPH05340877 A JP H05340877A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】真珠の色選別を行うために、真珠の表面に周囲
から一様に光を照射すると共に、その反射光の中から必
要な成分のみを選択的に受光する。 【構成】2点A,Bを焦点とする楕円形の凹面鏡1と、
焦点Aの近傍に測定対象の真珠2を支持する真珠支持部
材3と、真珠2の倒立像を得るための結像用レンズ4
と、真珠2の倒立像の中心部と周辺部を除いた部分の光
を受光する受光用光ファイバ5と、リング状の投光部C
を有する投光用光ファイバ7と、投光部Cから出た光を
凹面鏡1の内面に反射させる円錐ミラー6とを有する。 【効果】真珠2に周囲から一様に光を照射でき、凹面鏡
1の曲率半径や入射角を小さくでき、真珠2と凹面鏡1
の間に適当な空間的余裕が得られる。反射光の中から必
要な成分のみを選択的に受光することにより、色選別の
精度が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真珠の色選別用投受光
器に関するものであり、真珠の色選別を自動化するため
に利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】従来、真珠の色選別を行うために、真珠
の表面に光を照射して、その反射光を分光測定すること
が試みられている。真珠の色には、赤や青のような干渉
色と、クリームや白のような地色とがある。地色(ボデ
ィカラー)は真珠層そのものの色であるのに対して、赤
や青のような干渉色は真珠層における光の干渉で生じる
と考えられている。すなわち、真珠の周辺部には、0.
5μm程度の薄い真珠層が凡そ2000層にもわたって
重なっており、各層の境界面における反射光が複雑に干
渉し合って赤や青のような干渉色を生じるものと考えら
れる。このような干渉色は、光の照射方向や反射光の測
定箇所を変えると、分光測定データが大きく変化し、真
珠の色選別を困難としていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、真珠の色選別を行うために、真珠の表面に周囲から
一様に光を照射すると共に、その反射光のうち真珠の色
選別に必要な成分のみを選択的に受光するための真珠の
色選別用投受光器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図1に示すように、楕円弧を
少なくとも第1の焦点Aを通る直線を軸として一回転さ
せた形状の反射面を内側に有する凹面鏡1と、この凹面
鏡1の前記第1の焦点位置近傍に測定対象の真珠2を支
持するための真珠支持部材3と、前記凹面鏡1の回転対
称軸を中心軸として、この中心軸に対して傾斜する線分
を一回転させた形状の反射面を外側に有し、この反射面
が前記第1の焦点Aとは反対の方向を向くように配置さ
れた円錐ミラー6と、この円錐ミラー6の反射面を境と
して前記楕円弧の第2の焦点Bと対称な位置にリング状
の投光部Cを有する投光用光ファイバ7とを有して成る
ものである。ここで、前記凹面鏡1と前記真珠支持部材
3は、少なくとも前記中心軸に沿って相対距離を微調整
可能とすることが好ましい。
【0005】また、受光器については、図2に示すよう
に、周囲から一様に光を照射された測定対象の真珠2の
倒立像20を投影するための結像用レンズ4と、前記真
珠2の倒立像20が投影される位置に配された受光用光
ファイバ5とを設けて、受光用光ファイバ5の受光部5
0は真珠2の倒立像20の中心部と周辺部を除いたリン
グ状の部分の光を受光するように構成するものである。
なお、前記受光用光ファイバ5における前記受光部50
とは反対側の端部に設けられた光射出部はスリット状に
構成することが好ましい。
【0006】
【作用】本発明の投光器では、楕円弧を少なくとも第1
の焦点Aを通る直線を軸として一回転させた形状の反射
面を内側に有する凹面鏡1を利用しているので、第2の
焦点Bから出た光が第1の焦点Aに集束するものであ
り、第2の焦点Bに光源を配置し、第1の焦点Aに真珠
2を配置することにより、真珠2の周囲から一様に光を
照射することができる。また、光源と凹面鏡1の間に円
錐ミラー6を配置し、リング状の投光部Cから出た光を
円錐ミラー6で反射させることにより、第2の焦点Bに
光源を配置したのと等価な光学系となっている。原理的
には、このような円錐ミラー6を用いなくても、図3に
示すように、リング状の投光部Cを第2の焦点の位置に
配置し、ここから出た光を楕円型の凹面鏡1で反射させ
て第1の焦点Aに集束させることも可能であるが、その
場合には、楕円の曲率半径が大きくなるため加工が困難
となり、また、入射角(反射面の法線と入射光線のなす
角度)が大きいため反射率が低くなる。さらには、凹面
鏡1と真珠2の間に適当な空間的余裕(クリアランス)
が取れなくなり、連続的に供給される真珠2の色選別を
行う用途には適さない。これに対して本発明の投光器で
は、リング状の投光部Cと凹面鏡1の間に円錐ミラー6
を配置したので、凹面鏡1の曲率半径や入射角を小さく
することができ、加工が容易で反射率も大きくなると共
に、凹面鏡1と真珠2の間に適当なクリアランスが得ら
れるものである。
【0007】次に、受光器については、図2に示すよう
に、周囲から一様に照明された真珠2の倒立像20を結
像用レンズ4により受光用光ファイバ5の受光部50に
形成しており、像倍率を適切に設定することにより、真
珠2からの反射光を効率良く受光用光ファイバ5に導入
することができる。また、受光部50をリング状に形成
することにより、真珠2の色選別には役に立たない中心
部や周辺部の光を除去することができ、真珠2の色選別
に必要な成分のみを選択的に取り出すことができるの
で、色選別の精度を高めることが可能となる。なお、受
光用光ファイバ5に導入された光を、スリット入力型の
分光測定器に供給する場合には、受光用光ファイバ5の
光射出部をスリット状に構成しておけば、スリット部に
よる光のケラレをなくすことができ、受光された光を効
率良く分光測定に利用することができるものである。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例の部分破断正面図で
ある。図中、1は凹面鏡であり、楕円弧をその二焦点
A,Bを結ぶ線を中心軸として回転させた形状の反射面
を内側に有している。この凹面鏡1の第1の焦点Aの近
傍には、測定対象の真珠2を支持するための真珠支持部
材3が設けられている。この真珠支持部材3は、真珠2
よりも小さな穴に負圧を与えて真珠2を吸引しているも
のであり、分光測定による色選別の終了後には正圧を加
えて真珠2を跳ね飛ばすように構成されている。真珠支
持部材3と凹面鏡1との相対距離は、少なくとも第1及
び第2の焦点A,Bを結ぶ線に沿って微調整可能とされ
ている。この種の微調整手段としては、例えばスプリン
グにより上方に付勢された凹面鏡1をマイクロメータの
可動部で押し下げるような機構を用いることが考えられ
る。真珠2からの反射光は結像用レンズ4を介して受光
用光ファイバ5に受光される。結像用レンズ4の焦点距
離は、図2に示すように、真珠2の倒立像20が受光用
光ファイバ5の受光部50に結像されるように設定され
ている。受光用光ファイバ5の受光部50は、外径3m
m、内径1mmのリング状となっている。また、真珠2
の倒立像20の大きさは、受光部50の外径よりも少し
大きくなるような像倍率となっている。これにより、真
珠2の倒立像20の中心部と周辺部を除いたリング状の
部分の光のみが選択的に受光されるものである。図1に
おいて、6は円錐ミラーであり、第1及び第2の焦点
A,Bを結ぶ線を中心軸として、この中心軸に対して傾
斜する線分を回転させた形状の反射面を外側に有してい
る。この円錐ミラー6の前記反射面は、第1の焦点Aと
は反対の方向を向くように配置されている。7は投光用
光ファイバであり、真珠2の周囲360度から一様に光
を照射するために、直径が30mmのリング状の投光部
Cを備えている。このリング状の投光部Cは、円錐ミラ
ー6の反射面を境として第2の焦点Bと対称な位置に配
置されている。なお、受光用光ファイバ5の他端に設け
られる光射出部は1mm×5mmの長方形状のスリット
となっており、スリット入力型の分光測定器に効率良く
光を入力できるように構成されている。
【0009】以下、本実施例の動作について説明する。
投光用光ファイバ7におけるリング状の投光部Cから出
た光は、まず、円錐ミラー6により反射される。これに
より、リング状の投光部Cから出た光は、第2の焦点B
に配置された点光源から出たように見えることになる。
凹面鏡1の断面形状は、2点A,Bを焦点とする楕円弧
になっているので、第2の焦点Bを出た光は、第1の焦
点Aに集中する。第1の焦点Aの位置に真珠2を配置し
ておくことにより、真珠2の表面に周囲から一様に光を
照射することができる。リング状の投光部Cから出た光
は、約60度の範囲内に80%程度のエネルギーを有し
ているので、本実施例では、この範囲内の光がケラレな
いで、真珠2に照射されるように設計している。
【0010】ここで、真珠の色測定にあたって注意しな
ければならないのは、第1の焦点Aに対する真珠2の高
さである。第1の焦点Aに集束する入射光線の角度は図
4に示すように一定なので、第1の焦点Aに対する真珠
2の高さが変わると、結像用レンズ4に入る光のうち、
正反射光と拡散反射光の割合が変化し、測光データが大
幅に影響を受ける。図4において、Aは第1の焦点であ
り、Pは真珠の中心である。また、矢印Lはレンズ4の
方向を示している。代表的な4種類の真珠について、高
さの変化に対する測光データの変化を調べた結果を図5
に示した。図中、HUEは色相、CHRは彩度、LIG
は輝度である。横軸は真珠の高さであり、輝度が最大に
なるところを基準にして相対的に目盛ってある。この結
果、輝度が最大になるあたりで、色相による赤と青の分
離が良くなる代わり、クリームの有無が全く検知できな
くなり、そこより1〜1.5mm下げると、クリームの
有無は彩度の大小で検出できるが、赤と青の区別が全く
できなくなることが分かった。その理由としては、赤や
青は干渉色であるのに対して、クリームは地色であるた
め最適な反射条件が違うからであると考えられる。結
局、赤、赤クリーム、青、青クリームの4種類を選別す
るには、どうしても2回に分けて測定を行う必要があ
る。
【0011】なお、本実施例では楕円形の凹面鏡1の回
転対称軸上に、第1の焦点Aと第2の焦点Bが共に存在
するが、第2の焦点Bは回転対称軸から離れていても構
わない。本実施例のように、第2の焦点Bが回転対称軸
上に存在する場合には、楕円形の凹面鏡1が上下対称と
なるので、NC旋盤を用いて加工する際のデータ入力数
が少なくて済むという利点がある。
【0012】
【発明の効果】請求項1又は2に記載の投光器を用いれ
ば、真珠の表面に周囲から一様に光を照射することがで
き、その反射光を分光測定することにより、これまでの
色彩測定器では実現できなかった赤系と青系の真珠の色
選別を完全に行えるという効果がある。また、断面が楕
円形の凹面鏡と円錐ミラーを組み合わせたことにより、
光学系の設計及び製作が容易に行えるという効果があ
る。
【0013】請求項3又は4に記載の受光器を用いれ
ば、真珠の表面からの反射光のうち、真珠の色選別に必
要な成分のみを選択的に取り出すことができ、色選別の
精度を高くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投光器及び受光器の断面図である。
【図2】本発明の受光器の原理説明図である。
【図3】本発明の一変形例の概略構成図である。
【図4】本発明の一実施例における真珠の照明条件を示
す説明図である。
【図5】本発明の一実施例における測光データを示す図
である。
【符号の説明】
1 凹面鏡 2 真珠 3 真珠支持部材 4 レンズ 5 受光用光ファイバ 6 円錐ミラー 7 投光用光ファイバ A 第1の焦点 B 第2の焦点 C リング状の投光部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 楕円弧を少なくとも第1の焦点を通る
    直線を軸として一回転させた形状の反射面を内側に有す
    る凹面鏡と、 この凹面鏡の前記第1の焦点位置近傍に測定対象の真珠
    を支持するための真珠支持部材と、 前記凹面鏡の回転対称軸を中心軸として、この中心軸に
    対して傾斜する線分を一回転させた形状の反射面を外側
    に有し、この反射面が前記第1の焦点とは反対の方向を
    向くように配置された円錐ミラーと、 この円錐ミラーの反射面を境として前記楕円弧の第2の
    焦点と対称な位置にリング状の投光部を有する投光用光
    ファイバとを有して成る真珠の色選別用投光器。
  2. 【請求項2】 前記凹面鏡と前記真珠支持部材は、少
    なくとも前記中心軸に沿って相対距離を微調整可能とし
    たことを特徴とする請求項1記載の真珠の色選別用投光
    器。
  3. 【請求項3】 周囲から一様に光を照射される位置に
    測定対象の真珠を支持するための真珠支持部材と、 真珠の倒立像を投影するための結像用レンズと、 前記真珠の倒立像が投影される位置に配された受光用光
    ファイバとから成り、受光用光ファイバの受光部は真珠
    の倒立像の中心部と周辺部を除いたリング状の部分の光
    を受光するように構成されていることを特徴とする真珠
    の色選別用受光器。
  4. 【請求項4】 前記受光用光ファイバにおける前記受
    光部とは反対側の端部に設けられた光射出部はスリット
    状に構成されていることを特徴とする請求項3記載の真
    珠の色選別用受光器。
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