JPH055288B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は積分球型測光装置の改良に関し、詳し
くは積分球による従来の全反射測光に加えて、正
反射、拡散反射条件下の立体角反射測光をも行い
得る装置を得ることを目的とするものである。

ロ 従来の技術 物体の表面光沢、表面色彩あるいは物体の組
成、構造などを知るために、該物体表面を照明し
てその反射光度を測定することが行なわれてい
る。

従来上記の目的のための測光装置としては、外
部光を遮断した状態で、被測定物体の試料面に、
照明光束の入射角、試料面からの反射光束の受光
角を規定条件とする直接入反射型のものと、測定
光経路中に積分球を置いて試料面の全反射特性を
測定する積分球型のものの二種が一般に用いられ
ている。

上記の直接入反射測光装置においては、入射、
反射の角度条件をそれぞれ可変調節できる変角式
のもの、積分球型測光装置においては、入射光束
を試料面に当てる直接入射式のものと積分球内の
拡散光束を試料面に当てる間接照射式のものとが
それぞれ目的に応じて利用されている。

ハ 発明が解決しようとする問題点 物体表面からの反射光は、光の入射、反射の角
度条件によつて異方向性を有するのが普通であ
り、該異方向性が大なる場合には、変角式の直接
入反射型測光装置が用いられているが、一般にそ
の測定値が不安定になる傾向を有している。

一方、積分球型は、照明光束、受光光束のいづ
れかが拡散光束となり、異方向性反射光は平均化
されて安定した測定値が得られる反面、照明、受
光の光軸角度を特定した測定値が得られないの
で、該測定値によつては異方向性反射特性そのも
のを判定することはできない。

したがつて例えばメタリツク顔料を含む塗膜は
所謂メタリツクカラーと称する強い異方向性色調
を有し、照明光の正反射角近傍の角度方向での色
調を通常フエースカラーと称し、正反射角から相
当離れた角度方向の反射光量が減少した色調を通
常フロツプカラーと称し、これら２つの色調を測
定しなければメタリツクカラーの判定はできない
ものでありながら、このメタリツクカラーのよう
な異方向性色調についての測光方法は未だ標準化
されていない状態である。

しかし、上記のフエースカラーについては積分
球型の測光値が比較的に目視感覚に一致し、一方
フロツプカラーについては直接入反射型の測光値
が比較的に目視感覚に一致したものであるので、
通常上記二種類の測光値を適宜組合せて異方向判
断を補正していた。

ニ 問題点を解決するための手段 本発明は、従来、積分球型と直接入反射型の２
種類の測光装置による異方向性測光を、積分球型
測光装置のみによつて測定可能としたものであ
る。

すなわち、本発明は被測定試料設置部が、積分
球の球面の一部開口面Ａと、該開口面Ａから球外
に伸びる照明光束または反射測定光束の光軸上の
位置Ｂとに設け、該Ｂ位置における設置試料面が
前記光軸に対し所望の角度を採り得るものである
ことを特徴とする積分球型測光装置を要旨とする
ものであり、該要旨の装置における位置Ｂにおけ
る被測定試料設置部が球面の一部開口面Ａを包囲
し得る内径を有する内面が光吸収面となつている
筒体であつて、該筒体の中心線が前記光束の光軸
とほぼ一致して開口面Ａの外面に着脱自在に設置
されるとともに、該筒体の先端が前記光軸に対し
直角または傾斜した端面によつて形成されるよう
にしたもの、該要旨の装置における位置Ｂにおけ
る被測定試料設置部が開口面Ａを含む積分球１の
外面と囲壁とより暗箱内に設けられた被測定試料
保持部材によつて形成され、該被測定試料保持部
材が前記光束の光軸に対し任意の角度に回動設定
可能に軸支されたもの並びに上記の被測定試料設
置部材が開口面Ａに対し前記光束の光軸方向に移
動設定可能に設けられたものをそれぞれ実施態様
とするものである。

ホ 作用 本発明の装置は上記の構成よりなるので、球面
の一部開口面Ａにおいて従来の全反射測充ができ
るとともに、球外の位置Ｂにおいて、前記の開口
面Ａを介して立体角反射測光ができ且つ該被測定
試料面を測定用光束の光軸に対し所望角度に選定
して正反射、拡散反射条件下の測定もできるもの
である。

本発明装置における測光条件に基づく作用を、
図面によつて詳しく説明する。

第１図は作用を説明するための装置の略示的断
面図であつて、１は積分球、２は入射開口、３は
受光開口、Ａは１次試料設置部となる開口面であ
り、これらの開口は積分球１の所定位置球面に配
設された従来公知の構造のものであり、開口面Ａ
外面に試料を当接設置し、入射開口２から照明光
束を入射して球内面において多重反射された拡散
光束が試料面で反射して受光開口を通して適宜の
光学系、光電感知機により測定が行われる。

この場合試料面に対する照明光束の立体角はほ
ぼ180゜となり、受光開口３に到来する光束は試料
面からの特定の角度の反射光のみとするため、レ
ンズ、スリツト、光フアイバーなどを利用しさら
に必要に応じて分光器、フイルターによつて光分
解して光電検出する。

受光開口３は、試料面中心の法線ｘ（積分球１
の球心を通る）に対し0゜以上広い角度反範囲に設
け得るが、通常10゜以内の傾斜角度位置であり、
そのさいの受光光線束の平行度は、その光軸に対
し5゜以内のもののみであることが望ましい。（JIS
Ｚ 8722） Ｂは一次試料設置部となる球面の開口面Ａにお
ける受光光束の光軸ｙを、積分球１の球外に延長
した適宜の距離ｌにおいて交わる平面に設けられ
た２次試料設置部となる位置であり、該位置Ｂに
設置される試料面は前記光軸ｙに対し所望の角度
を採り得るように設定する。

上記２次試料設置部位置Ｂに到来する拡散光束
は、前記開口面Ａを通過して直接Ｂ位置を照射す
るもののみとするために、該経路外に放射される
光を反射しないように吸収することが必要であ
り、また、受光開口３における光学系は、開口面
Ａに設置した１次試料からの反射光に適応したも
のとしてあるので、位置Ｂの２次試料からの反射
光条件に適合するよう変更調節することが必要と
なるが、受光光束の平行度を充分にすれば特にそ
の必要はない。

上記のようにして、位置Ｂにおける２次試料面
に対する照明拡散光束の立体角θは開口面Ａと位
置Ｂとの距離ｌ及び開口面Ａの大きさによりほぼ
決定される線y′、y″の交角となるので、前記距離
ｌを増大して立体角θを小として照明光束の平行
度を高めることにより、従来の直接入反射型測光
装置による場合に近似した測定値が得られるが、
該立体角θを余り狭めると受光開口３の占める球
内面積割合が増大し測定誤差を生ずるので、通常
受光開口３の面積が前記立体角θ内に含まれれ球
内面の面積の80％以下とすることが望ましい。

２次試料設置部Ｂにおける受光光軸ｙに対する
試料面のなす角度αが90゜の場合は正反射測光と
なり、90゜以下の場合は拡散反射測光となるが、
この傾斜角αは通常30゜〜90゜の範囲に適宜決定す
ればよい。

開口面Ａと位置Ｂとの間において不必要な光が
位置Ｂの試料面に加わると測定誤差を生ずるの
で、図の鎖線１０で示すような筒体を用いる場合
は、筒体内面を黒色にして吸光面としあるいは鎖
線２０で示すように位置Ｂを囲む囲壁と積分球１
の外面とによつて、内面を黒色にした暗箱とする
ことが必要である。

筒体１０を用いる場合はその有効長ｌ並びにそ
の一端の２次試料設置面となる開口端面の中心線
の対する傾斜をそれぞれ異なるものを複数準備す
ることが必要となる。また暗箱２０を設けた場合
は、試料保持部材を受光光束の光軸ｙに対し任意
の角度に回動設定できるように軸支し、さらにそ
の支軸を前記光軸方向に移動設定可能にすれば、
測定条件を容易に変更することができる。

以上の説明は拡散光束照明式の積分球型測光装
置に本発明を適用した場合についてのものである
が、積分球の入射開口２を受光開口に、受光開口
３を入射開口に変えることにより直接光束照明型
となるものでありこの場合も全く同様の作用が得
られるので、その説明は省略する。

ヘ 実施例 本実施例においては、既設の公知積分球型測光
装置に本発明の条件に適合した筒体を用いた。

積分球（マクベス社製MS2020） 球内径：150mm、試料開口20mmφ、 照明光源：キセノンフラツシユランプ拡散光照明 受光条件：試料面法線に対し8゜の入射角試料開口
に装着する筒体 内径32mmφの塩化ビニル樹脂製筒体 上部開口端面の中心線に対する傾斜角 82゜ 下端開口端面 〃 （θ）
80゜、45゜ 両開口の中心線の長さ 35mm 内面つや消し黒色塗装 第２図は筒体１０を積分球１の１次試料設置部
となる開口面Ａに装着した場合の要部の断面図で
ある。

筒体１０は第３図の斜視図に示すように、筒体
の下端面は該筒体の中心線に対し所望の角度をな
した２次試料設置面１１、筒体の上部には鍔１２
となつている。

筒体１０はその上部の鍔１２を、積分球１の１
次試料設置部となる開口面Ａの外面周囲に設けた
係合爪部６に嵌入装着し、その下部の２次試料設
置面１１に被測定試料Ｓを押圧保持手段３０によ
り圧接保持して測定する。

測定は、硫酸バリウム粉末圧形白色標準板（必
要に応じてさらに黒色標準板）を用いて基準値を
得た後、下記のメタリツク塗装板を試料として用
いて、開口面Ａと、筒体１０を装着して２次試料
設置面１１即ち位置Ｂとにおいて行つた。

試料メタリツク塗装板 () ブルーメタリツク板 () レツドメタリツク板 () ゴールドメタリツク板 上記の測定によつて得られたそれぞれ３種の測
定値から分光波長γに対する反射率αのグラフを
第４図に示す。

上記のグラフにおいて、θ＝80゜の分光反射率
は直接入反射角測定（島津製作所製RC330に変角
装置を設けたもの）による入射角−10゜、受光角
45゜の反射率に、θ＝45゜の値は後者の入射角30゜、
受光角60゜の反射率に、それぞれ５％以内の差で
一致したものであつた。

ト 発明の効果 以上説明したように、本発明の積分球型測光装
置は従来の全反射測光とともに、正反射、拡散反
射条件下の立体角反射測光を簡単正確に行い得る
ので、従来別に行つていた直接入反射変角測光装
置が不要となり、設備、操作などの面において、
極めて有利なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成、作用を説明するための
略示的断面図であり、第２図は筒体を用いた場合
の要部の断面図、第３図は筒体の斜視図、第４図
は実施例装置によつて得られた測光結果を示す分
光反射率のグラフである。 １……積分球、２……入射開口、３……受光開
口、Ａ……開口面（１次試料設置部）、Ｂ……２
次試料設置部、１０……筒体、２０……暗箱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定試料設置部が、積分球１の球面の一部
   開口面Ａと、該開口面Ａから球外に伸びる照明光
   束または反射測定光束の光軸上の位置Ｂに設けら
   れており、該被測定試料設置部が、球面の一部開
   口面Ａを包囲し得る内径を有する内面が光吸収面
   となつている筒体であつて、該筒体の中心線が前
   記光束の光軸とほぼ一致して開口面Ａの外面に着
   脱自在に設置されるとともに、該筒体の先端が前
   記光軸に対し直角または傾斜した端面によつて形
   成されていることを特徴とする積分球型測光装
   置。