JPH07218344A - カラー特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】特にメタリック又は真珠光沢粒子などのような
材料で着色した表面の光学的特性、スペクトル反射率を
測定するのに適したカラー特性測定装置を提供するこ
と。 【構成】光源２２８と反射光学系をもっている。反射光
学系には、多数の光ファイバー束２５４，２５６，２５
８が目的物試料２３６から異なる角度で反射した単一光
源からの光を受けるため配置され、一時に１つの反射角
の光だけが受光されるように光学スイッチ装置２６８が
用いられる。受光された反射光線は単一列の一体的イン
ターフェアレンス−フィルタ・フォトダイオードに送ら
れて、スペクトル特性を決定される。 【効果】光ファイバー装置と、単一照明源と単一光学検
出機構とを使うから、本装置は最小体積で、ポータブル
性に優れ、しかも高い正確度と反復性をもっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、メタリック粒子や真珠光
沢粒子から成る目的物試料のカラー特性を測定するため
の装置に関するものである。

【０００２】目的物試料の色特性を測定し、定量的に記
述するのに種々な装置が開発され、広く利用されてい
る。これら装置の多くは、試料のスペクトル特性に関連
づけた測定値をもたらす。本発明は分光光度計に使用す
ることに関連して説明するが、背景としてはその他の色
測定装置の使用を説明するのも価値がある。特に、多く
の色測定装置に使用する典型的タイプの背景的記述のた
めに反射濃度計に関連する概念を次に説明する。

【０００３】従来の光学物理学によれば、目的物試料に
入射しそのような試料に吸収される光の割合は光の強さ
から独立であることが知られている。従って目的物試料
のスペクトル特性の定量的表示は試料の“透過率”又は
“反射率”として定義されうる。すなわち実質的に透明
な目的物の透過率は透過された光の目的物に入射した光
力（ライトパワー）に対する比と定義されうる。対応し
て、不透明物について反射率とは目的物から反射された
光の入射光力に対する比と定義されうる。

【０００４】集光された光について、これらの比はパワ
ーでなく、強さで表わされうる。さらに、透過率／反射
率の性質及び人間の眼の光学的特性のゆえに、これらの
比を対数で表わすことが時に有利である。従ってカラー
テクノロジーの分野で定量的測定又は“フィギュア・オ
ブ・メリット”を得るため広く使用されている１つのパ
ラメータは典型的に光学“濃度”として特長づけられ
る。目的物試料の光学濃度は次の式１により典型的に定
義される。 光学的濃度Ｄ＝−ｌｏｇ₁₀Ｔ 又は−ｌｏｇ₁₀Ｒ （式１） ここでＴは透明目的物の透過率を表わし、Ｒは不透明物
の反射率を表わす。以上に従い目的物試料がその上に入
射した光の９０％を吸収し、目的物が不透明だとすれ
ば、反射率は理想的に１０％であろう。そこで、このよ
うな試料の濃度を１とする。対応して、もし９９．９％
の光が吸収されたとしたら、反射率は０．１％で濃度は
３となろう。同様に、入射光の１００％を反射する“理
想的”目的物の濃度は０となろう。

【０００５】光学的濃度を測定する目的では、“濃度
計”（デンシトメータ）として典型的に特徴づけられる
装置を使うことが周知である。この濃度計はしばしば
“反射”濃度計（不透明物体の光学的濃度測定に使われ
る）として、又は“透過”濃度計として分類される。透
過濃度計は種々の不透明でない物体のスペクトル特性の
決定に使用される。

【０００６】図１は公知の反射濃度計形状１００の単純
化した略示構成図を示している。このタイプの形状は本
出願人の有する米国特許第５，０１５，０９８号（１９
９１年５月１５日）に詳細に記載されている。図１に示
すタイプの濃度計装置は反射濃度計として特徴づけら
れ、前記のように不透明材料のカラー濃度測定を与える
ため利用される。

【０００７】図１を参照すると濃度計装置１００は光源
ランプ１０４をもつ光源ユニット１０２を有している。
着色表面の光学的濃度特性に関する種々の工業分野での
光学濃度測定に関し、光源照射体についての種々な標準
が開発されている。例えば従来濃度計光学標準は３００
０°Ｋのプランク（Ｐｌａｎｃｋｉａｎ）分布で動作す
るランプからの流入光をもたらすタングステンランプと
して記述されている。その他の示唆されている標準はア
メリカン・ナショナル・スタンダード・インスティチュ
ート（ＡＮＳＩ）、及びインターナショナル・オーガニ
ゼーション・フォア・スタンダーダイゼーション（ＩＳ
Ｏ）により開発されている。これら光源光標準は典型的
に照明体のスペクトルエネルギー分布として定義され
る。好適に光源ランプ１０４は適当な標準に合致するも
のとし、例えば２８５６Ｋ ＡＮＳＩとして知られる標
準に合うフィラメント電球から成る。濃度計装置１００
の光源ランプ１０４及びその他の要素のための電力は在
来の充電式バッテリーにより与えてもよく、さもなけれ
ばＡＣ電源に接続してもよい。

【０００８】ランプ１０４の投射する光は集光レンズ１
０６により細い平行ビームに集束される。種々の在来公
知の集光レンズを使用し得る。集光レンズ１０６を通っ
た光線はアパーチャ１０８を通過する。アパーチャ１０
８の寸法は供試目的物の照射面積の大きさを定める。

【０００９】アパーチャ１０８を出た光線（図１で光線
１１０として示す）は目的物試料１１２上の照射面積に
投射される。試料１１２は種々のタイプの着色不透明材
料であり得る。例えば印刷工業においては試料１１２は
紙にインクを載せた試料で、カラー印刷用シートの縁に
カラーバーのついたものであり得る。以下に説明する本
発明に係る分光光度計の実施例に関しては、試料１１２
はメタリック又は真珠光沢粒子から成る塗装表面であり
得る。

【００１０】光線１１０が目的物試料１１２に当たる
と、光線１１４として示す電磁輻射が試料１１２から反
射される。標準検出形態が開発されていて、それによる
と反射光は目的物試料１１２の平面に直角に投射された
照明光線１１０に対し特定角度で検出される。より詳し
くいうと、光線１１０の直角方向に対し４５°の角度で
反射光の検出を行なうように標準が開発されている。こ
の４５°の角度は反射率測定についての標準となってい
るもので、この形態は測定の濃度範囲を最大にする傾向
があることで望ましいとみられている。しかし、４５°
の差度は観察者の比較的正常な視角を表しているともい
える（すなわち観察者の視線から４５°で照明する）。

【００１１】しかし、他方で、以下に説明する本発明の
原理を具体化した分光光度計の実施例に関し述べるよう
に、反射光の検出角度は光線の正常方向に対する４５°
の標準角度から変動することがありうる。さらに、同じ
く後述のように、光は測定されるべき目的物試料に当る
光線に関し多数の角度で検出されうる。多数角度での測
定の概念に関する詳細は後に説明する。

【００１２】光の検出を行なうためにスペクトルフィル
タ装置１１６が設けられる。フィルタ装置１１６は一連
のフィルタ１１８，１２０，１２２を含み得る。これら
フィルタはそれぞれシアン、マゼンタ及びイエロー・ス
ペクトルをふるい分けるため使用される。すなわち、こ
れらフィルタの各々はその特定色調を表わす周波数帯域
外の光エネルギーを吸収するものである。例えばシアン
フィルタ１１８は、赤色に対応するスペクトル幅内のも
の以外すべての光線を吸収する。特定の色調幅内だけの
反射光を検出し、それについて光学濃度測定値を得るこ
とによって、その特定色調に関連する目的物試料の着色
の品質に関する“フィギュア・オブ・メリット”を得る
ことができる。

【００１３】以上から分かるように、色濃度又は色反射
率の現実の定量的測定は相当部分をフィルタのスペクト
ル透過特性に依存している。従って濃度計フィルタのス
ペクトル特性に関し種々の周知の標準が開発されてい
る。例えば、１つの標準はＡＮＳＩステータスＴカラー
レスポンスとして知られる。この標準に合うフィルタの
スペクトルレスポンス特性は、シアン、マゼンタ及びイ
エロー各色調について比較的広い幅（５０〜６０ナノメ
ータ帯域幅）である。その他のスペクトルレスポンス特
性標準には、例えばＧ−レスポンスとして知られるもの
があり、これはステータスＴに少し似ているが、イエロ
ー色調により強く感じる。Ｅレスポンスというのはヨー
ロッパレスポンス標準のことである。

【００１４】図１の例では３つのフィルタ１１８，１２
０，１２２がシアン、マゼンタ、イエローという色合い
用として例示されているが、その他の色調を用いること
も明白に可能である。これら特定の色合いは、その相対
的永続性から見て、また反射濃度計の目盛づけ（カリブ
レーション）に使用する好ましい色合いであることか
ら、好適なものとみなされている。しかし、他の色合い
例えば赤、青（ブルー）及び黄色も、また全く違う色も
濃度計装置１００について利用することが可能である。

【００１５】スペクトルフィルタ１１８，１２０，１２
２は種々の色合いから成るだけでなく、多数の種々な特
定タイプのスペクトルレスポンスフィルタの１つでもあ
り得る。例えばこれらフィルタは一連の在来のラッテン
ゼラチンフィルタ及び赤外ガラスでもよい。しかし、種
々のその他のタイプのフィルタ構成も使用し得る。

【００１６】スペクトルフィルタ１１８，１２０，１２
２は好適に目的物試料１１２の面から直角方向に対し４
５°の角度に配置される。図１に示す特定例において、
これらフィルタの各々は静止に維持され、目的物試料１
１２から反射された光線を同時に受けとるのに利用され
る。

【００１７】さらに図１に示すように反射された光線１
１４のフィルタ１１８，１２０，１２２を通った部分
（光線１２４，１２６，１２８として示す）は、光電池
センサーセル１３２，１３４，１３６の受光表面に当た
る。センサー１３２，１３４，１３６（図１でそれぞれ
スペクトルフィルタ１２４，１２６，１２８に組合わさ
れたものとして示してある）はそれぞれのスペクトルフ
ィルタから出てくる光を検出するに適した普通の光電池
素子から成る。これらセンサはさらに感知された光線の
強度に比例した大きさをもつ電流を生ずるようにされて
いる。図１に示すように、フィルタ１１８から出た光線
の検出に応答してシアンセンサ１３２により発生された
電流は線対１３８上に生じる。同様に、マゼンタセンサ
１３４から発生された電流は線対１４０に、そしてイエ
ローセンサ１３６からの電流は線対１４２上の出力電流
として印加される。センサ１３６，１３８，１４０とし
て使用するのに適する光電池素子は当業者に周知であ
り、種々の市販センサが使用できる。

【００１８】それぞれの線対上の電流の大きさは対応す
るスペクトルフィルタを透過した反射光線の強度に比例
したものとなろう。これら光線は、目的物試料１１２の
スペクトル反射曲線と、対応するフィルタのスペクトル
レスポンス曲線の積に一部対応するスペクトル分布をも
つであろう。従って、フィルタのスペクトルレスポンス
曲線により表される特定の色合いについて、電流の大き
さがその色合いの周波数スペクトル内での目的物試料１
１２の比例的反射率の定量的測定値を表わす。

【００１９】さらに図１に示すように、各線対１３８，
１４０，１４２上のセンサ出力電流は、３個の在来の増
幅器１４４，１４６，１４８の１つずつに入力信号とし
て加えられる。増幅器１４４は、線対１３８上のシアン
センサ１３２の電流出力に応答し、増幅機１４６は線対
１４０上のマゼンタセンサ１３４の電流出力に応答す
る。対応して増幅器１４８は線対１４２上のイエローセ
ンサ１３６の電流出力に応答する。これら増幅器の各々
は、それぞれのセンサからの低水準の出力電流を導線１
５０，１５２，１５４上の電圧水準信号に変換する手段
である。それぞれの導線上の信号の電圧水準は後続のア
ナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換機能に適した大きさの
ものである。かような増幅器も周知であって、適当な大
きさのボルト／アンペア変換比、帯域幅及び出力電圧範
囲のものが市販されている。導線１５０，１５２，１５
４上の出力電圧の大きさはやはり、対応するスペクトル
フィルタを透過した反射光線の強度を表わしている。

【００２０】増幅器からの電圧信号出力の各々は普通の
マルチプレクサ１５６に入力信号として加えられ。マル
チプレクサ１５６は増幅器１４４，１４６，１４８の各
々からの信号を導通路１５８上に時多重化（ｔｉｍｅ
ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）させるように動作する。マル
チプレクサ１５６の動作のタイミングはマスタクロック
１６０からの導通路１６２上のクロック信号により与え
られ得る。目的物試料の現実の濃度測定において、濃度
計１００は増幅器１４４，１４６，１４８の各々からの
電圧出力信号を順次に表わす多重化信号のセグメントを
利用することになる。

【００２１】導通路１５８上に発生された多重化信号は
普通のＡ／Ｄコンバータ１６４へ入力信号として加えら
れる。このコンバータ１６４は多重化アナログ信号をデ
ジタル信号に変換して、次の中央処理装置（ＣＰＵ）１
６６での処理に備える働きをする。Ａ／Ｄコンバータ１
６４はマスタクロック１６０から導線１６８上に加えら
れるクロックパルスにより制御されるのが好適である。
クロックパルスはＡ／Ｄ変換の実行の“スタート”パル
スとして動作する。Ａ／Ｄコンバータ１６４は周知のア
ナログ−デジタル回路のいずれかでよく、例えば１６二
進情報ビットから成り、入力信号当り６５Ｋレベルの解
像度をもたらすものでよい。

【００２２】Ａ／Ｄコンバータ１６４からのデジタル出
力信号は導通路１７０上の二進情報ビットの平行セット
としてＣＰＵ１６６に加えられる。ＣＰＵ１６６は濃度
計装置１００の作用に関連する種々の機能を行ない得
る。図示の例において、ＣＰＵ１６６は、これら機能を
デジタル処理とコンピュータプログラムによって行なう
ため利用され得る。また、ＣＰＵ１６６はマスタークロ
ック１６０から導線１７２上に発生されるクロックパル
スの制御下にあり得る。しかしＣＰＵ１６６の多数の機
能的動作は個別のハードウェア要素によって与えること
もできる。

【００２３】一部でＣＰＵ１６６は導通路１７０からの
デジタル信号に含まれる情報を処理するのに利用され得
る。処理されたこの信号の或るものは導通路１７６上に
出力信号として出て、普通のディスプレー回路１７８へ
入力信号として加えられる。ディスプレー回路１７８は
使用者に情報の可視的表示を与える手段で、種々の市販
のディスプレーユニットの形をとり得る。

【００２４】デジタル情報信号を導通路１７０から受け
とるＣＰＵ１６６に加えて、情報信号はマニュアルキー
ボード回路１８０によって手でＣＰＵ１６６に打ち込む
こともできる。使用者はキーボード１８０を通じて情報
を入れることでカラーレスポンスに“調整”を加えるこ
とができる。キーボード１８０からのマニュアル入力を
表わす信号は、導通路１８２によってＣＰＵへデジタル
情報信号として加えられる。

【００２５】一般に、今日商用ベースで使用されている
カラー“測定”のための最も普通の機器は分光光度計、
カラリメータ（ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）及び写真濃度
計である。３種の機器は反射光又は透過光の測定のため
使用されているが、典型的に分光光度計は可視スペクト
ル上の多数の点における光を測定して曲線を生成するも
のである。図１に関して、分光光度計は濃度計１００と
同様な形態をとり得るが、３対のフィルタ及びダイオー
ドをもつのではなく、例えば１６又はそれ以上の対のフ
ィルタ及びダイオードという形状になり得る。フィルタ
の各々は可視光スペクトルの実質的に別々の部分に関連
づけられ、種々の目的物試料の反射率特性（不透明物体
の場合）を表わす曲線を得るのに使われる。分光光度計
については典型的に、曲線により表わされる出力の変差
（波長の関数としての）が１００分比反射率値を表わ
す。分光光度計は多くの物品の色の組合せに必須なもの
と見られている。かような物品とは、固体不透明物（例
えばセラミックス、金属）から透明液状物例えばワニス
や染料溶液までいろいろあり得る。

【００２６】これに対してカラリメータは、分光光度計
と違って、人間の眼と同様なやり方で光を測定するため
典型的に使われ、すなわち赤、緑、青（又は同様な種々
の色）の受光体を使うものである。カラリメータは多く
の分野で利用されていて、包装体、ラベルその他の材料
などのような物品上の印刷された色の測定など、製品の
外観が購入者の受容性にギリギリ重要であるような場合
に使われている。このようなカラリメータは典型的に、
三重刺激値の形の、又は色の外観貢献性により具体的に
関係するその他の値の形での出力を生じる。例えば色度
座標がよく利用される。

【００２７】分光光度計及びカラリメータ装置は塗装し
た表面のカラー特性を測定する目的に普通に使用され
る。着色した仕上げをもつ塗装表面を作るとき、塗装表
面についての標準とのカラー“マッチ”を容易に得るこ
とはややむずかしい。この点で分光光度計又はカラリメ
ータ装置は、着色仕上げとカラー標準との最適マッチを
得るため配合顔料組成を調整するのを助けるデータを用
意する目的に利用されうる。配合顔料組成物の扱いは典
型的に“シェーディング”といわれる。

【００２８】在来のペイント又はその他のタイプの顔料
組成物について、十分な許容度をもつ“カラー品質”測
定は単一照明体から供試目的物試料を照射する単一光源
の使用により典型的に得られる。これに対応して、この
ようなペイント又はその他の顔料組成物については、着
色表面からの反射光線について単一の反射角又は“検出
角度”を利用することで典型的には十分であった。

【００２９】しかし、今日多くの工業ではより複雑なペ
イント及びその他の顔料組成物が使用されつつある。例
えば、自動車工業などの業界では、光反射粒子又は“フ
レーク”を使うペイントが利用されつつある。このタイ
プのペイント又はその他の顔料組成物は典型的に“メタ
リック”ペイントといわれる。今日生産されている自動
車の大多数はこのようなメタリック塗装表面をもってい
る。このような自動車用ペイントでは、最初プライマー
が自動車の表面に適用される。ついでベースコートがプ
ライマーの上から適用される。ベースコートは金属粒子
をペイントに分散させた着色ペイントである。金属粒子
はアルミニウム、コーテッド・シリカ等々のような材料
から成る。金属粒子から成るベースコートを適用した
後、“クリア”コートが適用される。クリアコートは本
質的に紫外線を遮断し、塗装表面の光沢性外観を維持す
る。

【００３０】今日自動車業界で使用されている他のタイ
プの着色材料は“真珠光沢”ペイントといわれるもので
ある。真珠光沢着色材料は、表面に適用されたプライマ
ーに加えて、典型的に３コートシステムから成る。ベー
スコートとクリアコートの間に第２のコートが適用され
る。一部で、第２のコートは真珠光沢粒子をも含有しう
る。

【００３１】メタリックカラー材料については“明る
さ”又は色変化が見る角度によって発揮される。すなわ
ち、このようなカラー材料は、視角と相対的に外観を変
化させる。真珠光沢材料については、現実の色の変化は
見る角度の変化と共に生じる。このようなメタリック及
び真珠光沢材料は特に、自動車のような製品の仕上げと
して望まれるが、それは外観の変化が自動車の輪郭を強
調するからである。すなわち、明るさ又はカラーの変化
は塗装製品がより大きな曲率をもつように見せるのであ
る。曲率の強調は、美観上、製品の“グラマー”さを増
大させる。

【００３２】メタリック及び真珠光沢材料については、
分光光度計又はカラリメータについて或る与えられた角
度での単一カラー測定読取り値ではペイントのカラー特
性を特徴化するのに十分正確なカラー“品質”測定を与
えられないであろう。メタリック又は真珠光沢材料のカ
ラー特性を十分に特徴化するためには、典型的に種々な
視角での測定値を得なければならない。メタリック又は
真珠光沢材料のカラー特性を決定する適切な測定技術の
決定につき相当量の開発努力がなされている。例えば、
視角の関数としてのスペクトル曲線の三次元プロットが
得られている。しかし、このようなスペクトル曲線のプ
ロットは工業的なカラーマッチ及び調整には実質的に実
行不可能である。これに代わり、測定角度の“最小”数
として本質的に特徴づけられうるものを決定する開発が
なされていて、視覚的レスポンスと両立する色の角度測
光特性について十分な、そして工業的カラーマッチ許容
度の範囲内で結論を引き出すのに十分な情報をもたらす
ようにしている。

【００３３】メタリック又は真珠光沢材料について複数
視認角度をもたらす目的のため、種々のタイプの手続が
業界で知られている。例えば、照明の方向に対し視角を
固定し、分析すべき塗装試料を回転させるようにした検
出装置を利用することが知られている。このような装置
は普通当業者に“目的物変調”として知られている。し
かし容易にわかるように、このような目的物変調は体積
の大きい目的物については実質的に困難である。また目
的物試料の回転のための装置に認められる許容度はきわ
めて小さくなければならず、このような回転には大型で
高価な機器が必要である。

【００３４】視角が光源からの照明の方向に対し異なる
点に本質的に“移動”される時、このような機構は典型
的に“検出器変調”として特徴づけられる。対応して、
第３の機構は普通に“光源変調”といわれる。光源変調
の場合は、目的物試料と視角は固定であり、照明の方向
が変化する。いずれにしても、従来の研究はメタリック
又は真珠光沢色材料の測定された色が一次的に鏡角度に
対する角度の関数であることを示しているようである。

【００３５】メタリック又は真珠光沢材料の角度測光特
性の特徴化についてなされた従来の相当な開発から本質
的に結論づけられるのは、実際性の目的にとってこのよ
うな材料が３つの角度での測定により有効に特徴化され
得るということである。この決定は一部では実験によ
り、また種々の計算を通じてなされたものである。例え
ば、従来技術の中ではメタリック仕上げから反射された
光は、そのような光が散乱成分（フレーク及びその他の
成分での複数反射について）と、フレーク成分（フレー
クからの単一反射からの）とをもつことをベースにして
分析可能であると特徴づけられている。フレーク成分
は、全体的大きさに加えて、フレークの向きの単一統計
的特性により支配される角度分布をもつと特徴化され得
る。この単一統計的特性の場合は、それを定量化するの
に２つの測定だけを要する。メタリック又は真珠光沢色
材料を鏡角度から実質的に外れた方向から見た時、カラ
ー特性測定は散乱成分により支配される。対応してフレ
ーク成分は鏡面に比較的密接な方向から見た時支配的で
ある。従って、測定の１つの角度は鏡面から実質的に外
れたものであるべきで、他の角度はなるべく密接してい
るべきである（“第１表面”反射は除いて）ということ
になる。第３の角度は、フレーク成分が重要であると共
に他の測定におけるそれと著しく違っている位置で他の
２つの角度の中間にあるべきである。

【００３６】他の研究は、種々のフレークタイプと着色
材を被覆している相当数のメタリックカラーの角度色測
定特性に関している。測定はこれらメタリックカラーの
明るさ、色調及び色度について正準化角度の関数として
得られた。これら研究において、明るさレスポンスは比
較的複雑な構造を示したから、多項モデル化のために選
択された。各モデルにつき観測された残留誤差はモデル
の“適合”（ｆｉｔ）からは得られない情報の測定値で
ある。線形モデルはレスポンスの曲率をモデル化するの
に比較的不適切であり、そのため比較的大きな残留誤差
を残すことが認められた。３つの適切な選択測定角度を
もつ正方形モデルが平方の平均残留和を劇的に減少させ
ると特徴化された。対応して、４つの角度の使用は比較
的わずかな、さらなる残留和の減少を与えたが、４測定
角度からのデータ取扱いに要する増加した複雑さを正当
化するのには十分でなかった。

【００３７】要するに、種々な従来の研究は、２つだけ
の特定な角度でのメタリック又は真珠光沢材料の光学的
性質の測定は或る有用な特性を与えることを示してい
る。このような構成はアームストロングほかの米国特許
第３，６９０，７７１号（１９７２年９月１２日）で議
論されている。しかし今日の業界ではメタリック又は真
珠光沢材料のカラー特性を決定する目的には３つの角度
の測定が実質的に最適であることが一般に認められてい
る。例えばアルマンの米国特許第４，４７９，７１８号
（１９８４年１０月３０日）は反射性フレークをもつペ
イントのカラー特性を決定するための機器に向けられて
いる。アルマンの特許にはペイント試料を単一光源によ
り照明して、試料により反射された光を種々な角度に置
かれた一連の３個の検出器により検出する機構が記載さ
れている。３個の検出器の反射率測定値の組合せを利用
することにより、異なるメタリック反射品質の“補正”
が得られる。

【００３８】アルマンはさらに、反射率ファクターが色
と色の差を特定する目的でカラーデスクリプター値を計
算するのに利用され得ることを記載している。色の三刺
激値は、反射率ファクターデータを、人間の眼の感度及
び光源の照度（これらすべては可視スペクトル内の波長
の関数として）と組み合わせることにより計算され得
る。三刺激値は色と色の差の視覚に関係するカラーデス
クリプターを計算するのに利用され得る。例えば、利用
され得る１組のデスクリプターは、インターナショナル
・コミッション・オン・イルミネーションにより推奨さ
れるＣＩＥ Ｌ★ａ★ｂ★知覚カラー尺度である。

【００３９】三刺激値の変形はアルマン特許に述べられ
ている式に従って種々の知覚カラー値を計算するのに使
用され得る。アルマンはさらに測定の目的で最適数の角
度を決定することに関連する種々の理論を述べている。
アルマンは、３個の適切に選択した測定角度が比較的最
小測定努力のためのメタリックカラーについての最大の
情報を決定する目的で最適化した選択を与えることを結
論している。アルマンはまた、ペイントフィルムから成
る表面に対し４５°の角度で位置づけた入射光源を設け
る概念を記述している。３個の検出器が３つの異なる角
度、すなわち１５°、４５°、１１０°（鏡面角度から
測って）で配置される。アルマンは単一光源を複数検出
器と共に使用する考えを述べているが、検出器の動作に
関連する装置は具体的には述べられていない。

【００４０】その他の機構としてスティーンホークの米
国特許第４，９１７，４９５号にはカラリメータとメタ
リック又は真珠光沢粒子から成る着色表面の光学的性質
を特徴化する方法が記載されている。スティンーホーク
の機構は、表面の色定数を導くのに３つの多角度分光光
度計測定を利用する。

【００４１】スティーンホークのカラリメータは具体的
に３個の別々のランプから成る３照明源を利用する。ラ
ンプの出力はランプフィラメントから相当する焦点距離
に取付けた収色光源レンズにより集光される。試料表面
から相当する焦点距離の２倍に取付けた収色集光レンズ
から成る集光光学系が含まれる。回折格子とシリコーン
ダイオード列検出器から成るモノクロメータがレンズの
試料側と反対に取付けられる。モノクロメータへの入口
スリットがレンズから１焦点距離のところに取付けられ
る。このような機構はほとんど集光された光だけを入口
スリットに通させ、試料標準から４５°又は約４５°で
の光散乱だけをモノクロメータに通す。

【００４２】入口スリットを通った後、光は拡大して回
折格子に当る。この格子で光は分散させ、１２の検出素
子をもつシリコーンダイオード列検出器上に再集束され
る。検出素子の各々はダイオード電流を電圧信号に変換
する増幅器をふくんでいる。１２の信号はついで多重化
され、アナログ・デジタル変換器によりデジタル化され
る。カラリメータの機能のすべてはマイクロコンピュー
タで制御され、機器から導かれた測定データはＬＣＤデ
ィスプレー上に表示される。カラリメータ内で測定され
るべき試料はマイナス３０°、０°、及び６５°（試料
標準から測って）から順次に照射される。試料から反射
された光は試料標準から測って４５°で検出される。

【００４３】以上に従えば、メタリック又は真珠光沢を
利用するカラー材料の多角度測定に関連する思想は比較
的周知である。しかし、これら公知のシステムは典型的
に相当数の光学的素子を要する。例えば、アルマン特許
には具体的に記載されてはいないが、そこに示された検
出器機構の各々は検出された光線を表わす電気信号をも
たらすため別々の検出回路を要するようである。これに
対応して、スティーンホーク特許については３個の照明
源が要求される。さらに、スティーンホークはポータブ
ル装置として記載されてはいるが、この装置が電源（一
次ユニットと別の電源を除き）を含んでいるか明らかで
ない。

【００４４】

【発明の概要】本発明によれば、着色表面のカラー特性
の測定に適合した装置が設けられる。この装置は光を着
色表面の方へ少なくとも１つの照明角度で投射するため
の光源手段を含む。受光手段が着色表面からの多数の反
射角度で反射された光線を受けるため設けられる。

【００４５】検出手段も設けられ、これは受光手段に接
続される。検出手段は着色表面から反射された光線を検
出するため、及び可視光スペクトル全体にわたる一連の
スペクトル成分の各々について表面のスペクトル特性を
表わす電気信号を発生させるための手段を構成する。処
理手段が検出手段に接続され、電気信号に応答してスペ
クトル特性を表わすデータを発生させる。この装置はま
たスイッチ手段を有しており、これは受光手段に近接し
て配置され、着色表面から反射された光線が受光手段の
サブセットに受け取られるのを周期的に禁じる働きをす
る。

【００４６】

【好適実施例】本発明の原理は光学特性の多角度測定に
関連した装置と方法に関するものであるが、図２及び図
３には例示として分光光度計装置２００として記述す
る。この装置は反射分光光度計とし特徴づけられ、着色
材料のスペクトルレスポンス特性を与えるため利用され
る。

【００４７】スペクトルレスポンス特性は、後に詳述す
るように、光源からの光を目的物試料に投射し、可視光
スペクトルを通じる一連のスペクトル成分の各々の中で
目的物試料から反射される光の割合を複数の角度で測定
することにより得られる。本発明によれば、分光光度計
装置２００はメタリック又は真珠光沢ペイントなどのよ
うな色材料の光学特性を、高度に正確で信頼性をもって
得るための、手で持てるポータブルタイプの手段を構成
する。

【００４８】装置２００の例示的構造を図２と図３に簡
略に示してある。図２を参照すると分光光度計装置２０
０は手で持って使うのに適したコンパクトな構造から成
り、完全にポータブル型である。装置２００は上方カバ
ー２０２を有し、その下にトリム２０４が取り巻いてい
る。カバーの下にあるハウジング体２０６は種々の要素
を包含するのに適している。

【００４９】分光光度計装置２００の要素にはハウジン
グ内に収められた光学系があり、図２で２０８として一
部示してある。装置２００の下表面（図示せず）は試験
されるべき目的物試料に近接して位置づけるに適したも
のとなっており、光学系２０８がペイント表面又はその
他の試験すべき目的物試料の特定の一部と同高に位置づ
けられる。

【００５０】分光光度計装置２００は、ＤＣ電流を与え
るため比較的ありふれた電池を包含することができる。
しかし外部ＡＣ電源で使用することも可能にするためＡ
Ｃアダプタ入口２１０も設けられる。

【００５１】図２に示すようにディスプレー２１２が設
けられ、これは普通のＬＣＤディスプレーでよい。キー
ボード２１４は一連のキースイッチ２１６を有する。キ
ースイッチ２１６は手で分光光度計２００に入力するた
めの普通のスイッチである。ディスプレーカバー２１８
がディスプレー２１２を美的に覆うために利用され得
る。

【００５２】分光光度計装置２００の入り切りのためイ
ネーブルスイッチ２２０も設けられている。さらに、分
光光度計装置２００は外部コンピュータ又はその他の装
置からデータを受けたり送ったりするようにされ得る。
このため外部接続ポート２２２も設けられる。好適にポ
ート２２２は通常のＲＳ２３２インターフェースを用い
ればよい。カラー測定装置及び外部装置との通信にイン
ターフェースを使うことはピーターソンほか米国特許第
４，５９１，９７８号（１９８６年５月２７日）に開示
されている。

【００５３】本発明によれば、分光光度計装置２００は
メタリック又は真珠光沢ペイントフィルムをもつ自動車
パネルなどのような目的物試料の多重角度測定の使用を
可能にするものである。しかし、さらに本発明によれば
多重角度測定は単光源と、目的物試料から反射された光
を光検出器の単一列に適用する多数の受光装置とだけを
使っても得ることができる。後述するように、電気−機
械的“シャッター”機構の使用により受光装置の作動を
順次切り替えることにより光検出器の単一列だけが要求
される。

【００５４】以上の概念は図３に示す例示的光学／機械
的構造の説明に示される。この構造は光学／機械的構造
２２４として示され、ランプ２２８を有する光源ユニッ
ト２２６を含み、ランプはアパーチャ２３０を通じ且つ
集光レンズ２３２を通じて光を投射する。種々の標準が
分光光度計用にランプ２２８などの光源照射体について
種々の工業及び商業分野でのスペクトル反射率測定のた
め定められている。例えば、前に、３０００°Ｋのプラ
ンク分布で動作するランプからの流入光をもたらすタン
グステンランプについて標準を説明した。その他示唆さ
れる標準がＡＮＳＩ及びインターナショナル・オーガニ
ゼーション・フォア・スタンダーダイゼーション（ＩＯ
Ｓ）により定められている。加えて、種々のＣＩＥ照明
体も種々な光条件の下での計算のため定義されている。
このような光源標準は典型的に照明体のスペクトルエネ
ルギー分布として定義される。ランプ２２８は好適に適
当な標準に適合すべきで、例えば業界で２８５６Ｋ Ａ
ＮＳＩとして知られる標準に合致するフィラメントから
成るものがよい。光源２２６となるランプ２２８は後述
のランプ制御回路の制御下が動作され、ランプ制御回路
への電力は装置２００に付設された電池から供給され得
る。

【００５５】ランプ２２８は、光をアパーチャ２３０及
び集光レンズ２３２を通じて投射する。集光レンズ２３
２はランプ２２８からの電磁放射を比較的細い集光ビー
ムに集束させる。種々の集光レンズが使用され得る。集
光レンズからの光は別のアパーチャ２３４を通り、この
アパーチャの寸法が目的物試料２３６の被照射面積の寸
法を決める。理想的にアパーチャは被照射面積全体でな
るべく均一な照度となるような寸法のものがよい。しか
し、どのような物理的に実現可能な分光光度計において
も、このような均一照射は実際にはできない。現在の標
準は、被照射面積の寸法はその面積内のどの点で測った
照度も最大値の少なくとも９０％であるようなものとす
べきことを示唆している。さらに、アパーチャ寸法は典
型的に測定されるべき特定の面積の寸法に限定され、迷
走光を減少させるような寸法とされる。

【００５６】アパーチャ２３４から出た光は図３で光線
２３８として示され、目的物試料２３６の被照射面積上
に投射される。光線２３８が目的物試料２３６に当る
と、光線２４０，２４２，２４４として示す電磁放射が
目的物試料から反射される。前述のように、スペクトル
の種々の成分から種々の目的物試料から反射された光の
相対割合を決定するためにはこの反射光の定量的測定を
得ることが必要である。同じく前述したように、目的物
試料２３６からの全反射光を測定することは不可能であ
る。従って、照射の角度に対し特定な角度でだけ反射光
は検出され受け取られる。説明の目的で、工業的標準に
従って、検出の角度は典型的に図３に角度線２４６によ
り示されるスペクトル角度から測定される。説明及び図
示のため、図３は反射した光波２４４の角度を角度２４
８に相当するものとして示している。対応して光波２４
２は角度２５０で反射されているとして示されている。
さらに反射光波２４０は角度２５２で反射されている。

【００５７】本発明によれば反射光波２４０，２４２，
２４４は一連の光ファイバー束２５４，２５６，２５８
から成る受光装置により受け取られる。より詳しくは、
光ファイバー２５４は線２４６により示される鏡角度に
対し角度２５２に位置づけられ、反射光波２４０を受け
取る。光ファイバー２５６は鏡角度に対し角度２５０で
位置づけられ、反射光波２４２を受け取る。光ファイバ
ー２５８は鏡角度２４８で位置づけられ、反射光波２４
４を受け取る。

【００５８】本発明によれば、光ファイバー束２５４，
２５６，２５８によりそれぞれ受け取られた反射光波２
４０，２４２，２４４は次に述べるように光検出器装置
の単一列に加えられ。さらに本発明によれば、所与の時
間において、反射光波は３個の光ファイバー束の２つに
よって受け取られることを電気−機械的な“シャッタ
ー”機構の使用により禁じられる。詳しくいうと、本発
明に係るシャッター機構は２つのモータ２６０，２６２
（図３）から成る。モータの各々は普通の設計のもの
で、分光光度計装置２００に使われる通常の電池の使用
により動作できる十分な寸法と動力のものでよい。各モ
ータ２６，２６２は少なくとも一部回転できる作動腕２
６４を含む。作動腕２６４の各々は光シャッター装置２
６８と一体の又はその他の方法で結合されたフォロワ２
６６に摺動可能に連結されている。光シャッター装置の
各々は装置２００の本体又はその他適当な部分に軸２７
０を通じて回転可能に結合された円筒形部分を有してい
る。図３に示すように光シャッター装置２６８の各々は
互いに実質的に９０°で位置づけられた一対の光シャッ
ター２７２を有している。図３に示すような位置で光シ
ャッター装置２６８がモータ２６０に結合されると、光
シャッター２７２の１つは反射光波２４０が光ファイバ
ー束２５４に受け取られるのを禁じるような位置にく
る。同様に、光シャッター装置２６８がモータ２６２に
結合され図３に示すような位置になると、光シャッター
２７２の１つは実質的に反射光波２４４が光ファイバー
束２５８により受け取られるのを禁じる。光シャッター
装置２６８の図３に示すような位置形状によれば、反射
光波２４２だけが光ファイバー束形状に受け取られ、光
波２４２は光ファイバー束２５６だけにより受け取られ
る。

【００５９】光ファイバー束２５４が反射光波２４０を
受け取れるようにするため、モータ２６０が作動され作
動腕２６４を図３で時計回りに回転させる。図３に示す
ように作動腕２６４はチャネル２７４を通じフォロワ２
６６に連結されている。この形だと、光シャッター装置
２６８に組み合わされているフォロワ２６６が反時計回
りに回転することになる。この回転により光シャッター
２７２は対応して回転して反射光波２４０が光ファイバ
ー束２５４に受け取られるようになり、他方光シャッタ
ー２７２の１つは反射光波２４２が光ファイバー束２５
６に受け取られるのを禁じるように一部位置づけられ
る。こうして光ファイバー束２５４だけが目的物試料２
３６から反射される光波を受け入れることになる。

【００６０】以上の説明から明らかなように、モータ２
６２はそれと組み合わされている作動腕２６４を反時計
回りに回転させるよう作動され得る。図３には具体的に
示してないが、モータ２６２と組み合わされた作動腕２
６４は光シャッター装置２６８（これはモータ２６０と
組み合わされていない）に接続されている。モータ２６
２の作動腕２６４反時計回り回転で、光シャッター装置
２６８と組み合わされたシャッター２７２の１つは反射
光波２４２が光ファイバー束２５６に受け取られるのを
禁じるように回転されることになる。しかし、位置の回
転で光ファイバー束２５８は反射光波２４４を受け取る
ように作動される。

【００６１】要するに、モータ２６０，２６２，２６４
は光ファイバー束２５４，２５６，２５８の各々が順次
に働かせられて相当する反射光波２４０，２４２，２４
４を受け取るように作動されるのである。後に一部説明
するようにモータ２６０，２６２は分光光度計装置２０
０の電気−機械的回路に組み合わされたプロセッサの制
御下で作動され得る。このモータ２６０，２６２の形と
作用で、反射光波は順次に各光ファイバー束２５４，２
５６，２５８を通じて受け取られ、こうして光波は他の
２つの光ファイバー束のいずれによっても光波が受け取
られないような時点でのみ各光ファイバー束を通じて受
け取られる。図３は光ファイバー束を通じて反射光波の
順次的受け取りのための特定の電気−機械シャッター又
はスイッチ機構を示しているが、種々のその他のスイッ
チ機構をこのような光スイッチのため使用することは本
発明の範囲内である。本発明は鏡角度に対する反射角度
に相当する角度２４８，２５０，２５２の特定のものに
限定されるものではない。例示として、角度２４８は２
５°、角度２５０は４５°、角度２５２は１１０°であ
り得る。

【００６２】本発明に従い利用し得る分光光度計装置２
００の回路の例示的実施例を構成する回路形状２８０は
主として図４に示す。回路形状２８０の多数の成分は前
に図１に関し説明した濃度計装置１００の成分と構造及
び機能とも同様である。回路形状２８０の主たる成分は
比較的周知である。

【００６３】前述のように、装置２００は試験される目
的物試料２３６のスペクトル特性の形の出力データを与
える目的の分光光度計装置から成る。図４に示すよう
に、分光光度計装置２００及び回路形状２８０は目的物
試料２３６のスペクトルレスポンス特性を測定するため
に利用される光源ユニット２２６を含んでいる。図２を
参照すると試験される目的物試料２３６の測定のため、
試料２３６は光学系２０８の下に位置づけられる。図４
に示す特定形状において、分光光度計装置２００はスペ
クトル反射特性を測定するように適合されている。しか
し、本発明の或る局面は分光光度計装置２００とは機能
が変わるカラー測定装置に使用することもできるもので
ある。

【００６４】図３に関し前述したように、種々の標準が
種々の工業的及び商業的分野でのスペクトル反射測定の
ため分光光度計の光源照明体につき定められている。同
じく図３に関し説明したように、光源ユニット２２６は
ランプ２２８と集光レンズ２３２を含み、光源ユニット
２２６は光線２３８を目的物試料２３６の表面に投射す
る。光線２３８が目的物試料２３６に当ると、光線２４
０，２４２，２４４として示す電磁放射が目的物試料２
３６から反射される。これら光線とそれに付随する反射
の角度とは図３に関し前述した通りである。反射光線２
４０，２４２，２４４は光ファイバー束２５４，２５
６，２５８それぞれにより受け取られる。光ファイバー
束２５４，２５６，２５８は相当する反射光線をそれぞ
れ角度２５２，２５０，２４８で受け取る。反射光線２
４０，２４２，２４４は時間的に順次に光ファイバー束
２５４，２５６，２５８により受け取られ、或る時点で
は光ファイバー束の１つだけが反射光線を受け取れるよ
うにされる。光ファイバー束による反射光線の順次的受
け取りを実現する例示的手段は図３に関し前述した電気
的−機械的シャッター機構である。

【００６５】さらに図４を参照すると、光ファイバー束
２５４，２５６，２５８により受け取られた光は通路２
８２からフィルタ付き光電池２８４の単一列へ加えられ
る。光電池列２８４は所定数の“セグメント化”フィル
タ／光電池検出回路をもつ比較的ありふれた回路網から
成り、各回路は対応する光電池に組合せられた特定のフ
ィルタのスペクトル特性に従って可視光スペクトルの異
なる部分に相当している。すなわち各セグメントごとに
別々のフィルタと光電池が設けられる。

【００６６】各光ファイバー束からフィルタ付き光電池
２８４へ加えられた光線は全体としてフィルタ付き光電
池２８４の列全体に加えられるのである。また前述した
スイッチ機構により、或る時点では通路２８２の１つだ
けからの光線がフィルタ付き光電池２８４へ加えられる
のである。或る時点では、分光光度計装置２００に組合
せられた回路網は３つの通路２８２のうち２つからの光
線の適用を禁じるための特定回路網を含む必要はないけ
れども、３つの通路２８２のうちの２つは或る時点で、
２つの相当する光ファイバー束からのその時点での光の
受け取り禁止から見て、そこに光線がない。

【００６７】分光光度計の設計において周知のようにフ
ィルタ付き光電池２８４のフィルタは異なるスペクトル
周波数レスポンスをもつから、フィルタ列全体が可視光
スペクトルの全体を通じる反射光のスペクトル特性の表
示を与える。例えば、フィルタの各々（組合わされたス
ペクトル“セグメント”に相当する）は実質的に２０ナ
ノメートルの範囲の帯域幅をもつことができ、フィルタ
の各々は近い周波数レスポンスをもつフィルタから約２
０ナノメートル離れた中心周波数をもつ。すなわちフィ
ルタの各々は、フィルタの特定スペクトル部分を表わす
帯域幅の外側の周波数で光エネルギーを吸収しようとす
る。こうして、フィルタの各々が異なる“セグメント”
と可視光スペクトルの異なる部分を表わすと、目的物試
料から反射された各フィルタを通過する光の定量的測定
がフィルタの特定周波数帯域幅内の目的物試料から反射
された光の部分の表示を与えることになる。従って、或
る所定数のフィルタ又はセグメントについて、相当数の
“ポイント”が目的物試料のためスペクトルレスポンス
特性曲線について得られる。例えば１６対のフィルタ／
光電池を構成する一連の１６セグメントを用いることが
でき、フィルタの各々は約２０ナノメートルの帯域幅を
もっている。しかし、他の種々な数のフィルタ及び種々
な帯域幅を用いることも本発明の範囲内である。

【００６８】以上から明らかなことは、特定のセグメン
トについて反射率の現実の定量的測定はフィルタのスペ
クトル透過特性に相当部分依存している。従って種々な
周知の標準がカラー測定装置フィルタのスペクトル特性
に関し定められている。例えば、濃度計装置に関し、標
準は前に図１の従来装置について述べた。また、相当す
る種々な帯域幅をもついろいろな数のフィルタ及びセグ
メントを本発明に係る光度計装置２００について用いる
ことができる。しかし、本発明によれば、複数光ファイ
バー束２５４，２５６，２５８の使用にかかわらず、フ
ィルタ付き光電池２８４の単一列だけを用いることによ
り具体的な利点が得られる。特に、ポータブル性を実現
し、複数フィルタ付き光電池列間の補正の必要を回避す
るため単一列のフィルタ付き光電池２８４は著しい利点
をもたらす。

【００６９】フィルタ付き光電池２８４につき説明を続
けると、この形状２８４は光起電力センサセル（形状２
８４の外側に特に示してはないが）などのような一連の
電池から成り得る。センサセルは本質的に各フィルタの
背後に位置づけられるであろうから、フィルタを通過し
た光線はセンサセルの受光表面に当る。従って形状２８
４は別々のセンサセルから成るであろう。このようなセ
ンサセルは相当するスペクトルフィルタから出てくる光
線を検出するのに適した普通の光電素子から成り得る。
このセンサはカラー測定装置設計の分野で周知であり、
好適に感知された光線の強さに比例する大きさの電流を
発するようにされている。種々のタイプの市販センサが
フィルタ付き光電池形状２８４と共に使用され得る。

【００７０】フィルタ付き光電池列２８４に組み合わさ
れた光電池の各々についての出力信号を構成する電流の
大きさは、相当するスペクトルフィルタを透過する反射
光線の強さに比例する。これら光線は、供試目的物試料
２３６のスペクトル反射率曲線と相当するフィルタのス
ペクトルレスポンス曲線との積に一部相当するスペクト
ル分布をもつ。従ってフィルタのスペクトルレスポンス
曲線により表わされる可視光スペクトルの特定セグメン
トについて、電気信号の大きさは、そのフィルタが容易
に可視光を通す周波数スペクトル内で目的物試料２３６
の反射率の割合の定量的測定を表わす。

【００７１】図４について続けると、フィルタ付き光電
池形状２８４のフィルタを通る光の割合を表わす電流は
線グループ２８６の回路線上に加えられる。単純化と理
解容易のため、線グループ２８６は１本の方向線として
図４に示してある。しかし物理的に実現される回路形状
２８０において、線グループ２８６は周波数セグメント
の各々ごとに、従って形状２８４のフィルタと光電池の
各々ごとに、別々の線対から成る。すなわち１つの線対
が形状２８４の光電池の各々に相互接続されるであろ
う。

【００７２】図４にさらに示すように、線グループ２８
６の対上に現われる電流信号は一連の線形増幅器２８８
に加えられる。再び、単純化と理解のため、線形増幅器
２８８は図４で１個の抽象的素子として示してあるが、
好適には分光光度計装置２００のセグメントの各々ごと
に別々の線形増幅器として、線グループ２８６の各線対
を線形増幅器２８８の１つずつに接続する。線形増幅器
２８８は構造機能とも在来のものでよく、それぞれのセ
ンサと対応する入力線対とからの低レベル出力電流を各
線形増幅器ごとの出力信号として発生される電圧レベル
信号に変換するための手段を与えるように組み合わされ
ている光電池センサの電流出力信号に応答するものであ
る。各線形増幅器の出力信号の電圧レベルは好適に後続
のアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換機能に適した大き
さとする。このような増幅器は回路設計技術において周
知であり、適当なボルト／アンペア変換比、帯域幅及び
出力電圧範囲のものが市場で入手できる。線形増幅器２
８８の各々からの電圧出力信号は出力信号として線グル
ープ２９０の別々のものに加えられる。

【００７３】分光光度計装置２００はまた光源ユニット
２２６のランプ強度の変動を補正するのに利用されるサ
イドセンサ２９２を含み得る。サイドセンサ２９２は光
源ユニット２２６から出てくる光線２９４に応答する適
当な光起電力センサセル又は同様なセンサから成るもの
でよい。ランプ補正のためサイドセンサを使う公知の構
成において、サイドセンサのスペクトルレスポンス特性
は補正される特定の検出チャネル又はセグメントのスペ
クトルレスポンス特性に“マッチ”される。例えばシア
ン、マゼンタ及びイエローカラーチャネルが使用され得
る種々の濃度計において、サイドセンサのスペクトルレ
スポンス特性を補正される特定のチャネルとマッチさせ
ることが知られている。このようなマッチ構成は、濃度
計のチャネルの１つとマッチするスペクトルレスポンス
特性をもつフィルタを各々もった複数サイドセンサを使
用することにより実現され得るが、さもなければ１個の
サイドセンサを、個々に順次に適切な位置へ“移動”さ
れて言に評価されるカラーチャネルとマッチするレスポ
ンス特性を与えるようにした一連のフィルタと共に使っ
てもよい。

【００７４】その他の構成も知られていて、それは分光
光度計装置にサイドセンサを使用することにスペクトル
レスポンス特性の何らの“変化”も含まず、またサイド
センサのスペクトルレスポンス特性を評価されようとし
ているセグメントのスペクトルレスポンス特性と必ずマ
ッチさせるための要素をも含まないものである。このよ
うなサイドセンサ構成は本発明の同時係属米国特許出願
第６７９，９９５号（１９９１年３月２９日出願）に開
示されている。この出願にはスペクトル装置２００の目
盛づけに関する思想も記載されている。

【００７５】線対２９６上に発生されたサイドセンサ２
９２からの電流出力信号は線形増幅器２９８へ入力信号
として加えられる。線形増幅器２９８は好適に線形増幅
器２８８と同様な構造と機能の増幅器から成る。すなわ
ち、線形増幅器２９８は線２９６上の電流入力信号に比
例する適当な電圧レベル出力信号を線３００上に発生し
得る。図４に示すように、適切な供給電圧が線形増幅器
２８８，２９８に供給電圧回路３０２から線３０４によ
って加えられ得る。

【００７６】図４の説明を続けると、線形増幅器２８８
からの電圧信号出力は線２９０上の入力信号としてマル
チプレクサ回路３０６へ加えられる。この回路３０６は
通常の設計のものでよく、１個又はそれ以上の普通のマ
ルチプレクサを直列にして成る。マルチプレクサ回路３
０６は線形増幅器回路からの出力信号を導通路３０８上
に時多重化するように働く。さらに図４に示すように、
マルチプレクサ３０６は線３１０上に線形増幅器３１２
からの入力信号をもつであろう。線形増幅器３１２は電
池パック３１４からマルチプレクサ回路３０６へ適切な
電圧レベル信号を与えるのに利用される。電池パック３
１４は適切な信号を線形増幅器３１２への入力信号とし
て線３１６上に生じる。

【００７７】マルチプレクサ回路３０６の動作のタイミ
ングはプロセッサ３１８から導通路３２０を経てクロッ
ク信号及び同様な信号により与えられ得る。プロセッサ
３１８の動作は後に詳しく説明する。再び、マルチプレ
クサ回路３０６の構造と機能は比較的ありふれた設計の
ものである。目的物試料２３６からの反射率の現実の測
定中に分光光度計装置２００は通路３０８上の多重化信
号をスペクトルセグメントの各々及び線形増幅器２８８
の各々からの順次に代表する反射率信号として利用す
る。さらに、多重化信号は光ファイバー束２５，２５
６，２５８の各々から順次に受け取られる、角度２５
２，２５０，２４８での反射信号を表わしている信号を
も代表する。

【００７８】その結果のマルチプレクサ回路３０６から
の多重化信号は導通路３０８上に出力信号として加えら
れる。これら信号はさらに線形増幅器３２２への入力新
個として加えられる。その結果の線形増幅器３２２から
の出力信号は通路３２４上で比較的ありふれたＡ／Ｄ変
換回路３２６へ入力信号として加えられる。Ａ／Ｄ変換
器３２６は導通路３２４上のアナログ多重化信号を後の
プロセッサ３１８による処理のためのデジタル信号に変
換する手段である。Ａ／Ｄ変換器３２６は普通の設計の
ものでよく、プロセッサ３１８からの導通路３１７上の
入力信号及び線形増幅器供給電圧回路３０２と線形増幅
器２９８からの導通路３２８，３００上の信号として加
えられるタイミング信号又は同様な信号により制御され
得る。供給電圧回路３０２から線３２８上への信号はＡ
／Ｄ変換器３２６の動作のための適切な電圧を与える。

【００７９】さらに図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器３
２６からのデジタル出力信号は通路３３０でプロセッサ
３１８へ入力信号として加えられる。プロセッサ３１８
は分光光度計装置２００に関連した種々の機能、例えば
モータ２６０，２６２の動作及び本発明に係るファイバ
ー束２５４，２５６，２５８を働かせるための対応する
スイッチ動作などを制御するのに利用され得る。多くの
市販プロセッサがプロセッサ３１８として使用できる。
例えば代表的なプロセッサはインテル・コーポレイショ
ンから入手し得る。

【００８０】次に全体的背景として図５、図６には標準
化部品をもつコンピュータ形状の構成略図を示す。図示
の構成は図４に示したプロセッサ及び関連部品と必ずし
も具体的に対応していない。図５、図６はプログラム可
能な装置の一般的形態を説明するためのものである。図
５を参照すると、一般化したプロセスユニット４００が
示されている。このユニット４００は比較的ありふれた
マイクロプロセッサ４０２から成り得る。このプロセッ
サ４０２の典型的な内部形状は図６に示されているので
簡単に説明する。

【００８１】図６で、プロセッサ４０２は内部バス４０
４を有し、これはプロセッサ４０２の普通の回路要素間
の二方向通信のための手段を構成する。例えば、信号は
プログラムカウンタ４０６へ送られ、またそこから受け
取られ、これはコンピュータメモリ内で実行されるべき
“ネクスト”指示を表わす信号である。通信は内部バス
４０４と、スタックポイント４０８、汎用レジスタ４１
０及び算数ユニット４２０などの要素との間でもなされ
得る。これら諸要素の各々は当業者に周知である。

【００８２】プロセスユニット４００のメモリ及びその
他の要素のデータの送信及び受信は内部バス４０４にデ
ータバッファ４２４で接続されたデータバス４２２によ
り行なわれ、マルチデジット並列二進信号の形で二方向
通信が行なわれる。内部バス４０４はまたアドレスバス
４２６へアドレスバッファ４２８により接続される。プ
ロセッサ４０２は例えば、プロセッサ４０２と種々のメ
モリ及びその他のデータパス４２２を通じる信号通信路
をもつデバイス間の方向性通信のため、バス４２６上に
マルチデジット並列二進アドレス信号を生じ得る。

【００８３】普通のシステム制御が、制御バス４３０を
タイミング及び制御回路４３２に接続することにより行
なわれる。普通のタイミング及び制御回路４３２からの
通信信号はプロセッサ４０２の種々な要素へ内部バス４
０４を通じて適用される。

【００８４】プロセッサ４０２はまた、その他の回路要
素、例えば指示レジスタ４３４をも有する。このレジス
タは実行をデコードするため“ネクスト”の指示を蓄積
するレジスタである。レジスタ４３４内のデータは指示
デコーダ４３６（メモリ内の次のプログラムから受け取
る指示をデコードする回路から成る）へ加えられる。プ
ロセッサ４０２はまた、プロセッサ４０２内で種々のプ
ログラミング制御のため利用されるフラグレジスタ４３
８などの要素を有し得る。

【００８５】制御バス４３０は一連の個々の指令信号リ
ードから成るものと特徴づけられ得る。この信号リード
は“送信ずみ”指令、例えば“読取り”“書込み”“記
憶”及び“Ｉ／Ｏ”指令などを含み得る。その上、制御
バス４３０は“受信ずみ”指令をタイミング制御回路４
３２へ適用するようにもされ得る。このような指令は
“待て”“リセット”及び“中断”指令などを含み得
る。これら指令の使用はコンピュータシステム設計の分
野において周知である。例えばプロセスユニット４００
メモリ内の或るアドレス位置からデータを読取るべき時
は、“イネーブル”信号がタイミング制御回路３４２か
ら“読取り”及び“記憶”指令リードへ適用され得る。
同様に、読取るべき特定メモリ位置のアドレスがアドレ
スバス４２６上で送信され、他方特定メモリ位置から読
取るべきデータはデータバス４２２でプロセッサ４０２
へ加えられる。同様にして、データがプロセスユニット
４００に組合せた特定のＩ／Ｏデバイスへ加えられるべ
き時は、“イネーブル”信号がタイミング制御回路４３
２から“書き込み”及び“Ｉ／Ｏ”信号指令リードに加
えられる。対応してＩ／Ｏデバイスのアドレス指定がア
ドレスバス４２６に加えられ、他方Ｉ／Ｏデバイスに送
信されるべき特定のデータはデータバス４２２に加えら
れる。再び、プロセッサ４０２に関連する回路及びプロ
セッサ４０２そのものは業界で周知である。

【００８６】図５に戻って、プロセスユニット４００に
はＲＡＭ４４０などのような記憶蓄積素子が含まれる。
ＲＡＭ４４０は普通の設計のもので、データを蓄積し、
プログラムシーケンスの実行中に修正することのできる
メモリ位置をもっている。同様に、“永久”データ又は
指示の蓄積をし、修正は例外的にしかできないようにす
るため、消去可能−プログラム可能リードオンリーメモ
リ（ＥＰＲＯＭ）４２２も使われる。ＲＡＭ４４０及び
ＥＰＲＯＭ４２２とも制御バス４３０及びアドレスバス
４２６それぞれに制御信号、アドレス位置信号を加えら
れるようにプロセッサ４０２と接続されている。さら
に、データをメモリからプロセッサ４０２へ読込むた
め、及びメモリへデータを書き込むため、二方向通信が
ＲＡＭ４４０とＥＰＲＯＭ４２２とプロセッサ４０２間
にデータパス４２２を通じて設定される。

【００８７】外部装置との通話のためプロセスユニット
４４０は並列Ｉ／Ｏインターフェースモジュール４４４
と直列Ｉ／Ｏインターフェースモジュール４４６とを有
し得る。並列モジュール４４４はプロセッサ４０２と、
並列形で信号を送受する外部装置との間のデータ信号の
送受信をさせる手段である。直列モジュール４４６は外
部装置を直列形で接続するインターフェースである。

【００８８】ＲＡＭ４４０及びＥＰＲＯＭ４４２と同様
に、インターフェースモジュール４４４及び４４６は制
御バス４３０とアドレスバス４２６でプロセッサ４０２
と接続され、制御及びアドレス情報データ信号をそれぞ
れのモジュールに適用する。さらに、インターフェース
モジュール４４４，４４６はデータバス４２２でプロセ
ッサ４０２と接続されているから、データ信号はモジュ
ール４４４，４４６とプロセッサ４０２の間に二方向に
移送可能である。プロセスユニット４００の一般的回路
とその機能はコンピュータシステム設計の分野で周知で
ある。

【００８９】図５及び図６に示したプロセッサ形状は単
に例示のためである。図４に示す具体的実施例において
プロセッサもメモリ及び類似の要素から独立した別個の
プロセッサユニット３１８として示してある。図４にさ
らに示してあるように、プロセッサ３１８は供給電圧回
路３０２とランプ制御回路３３２とへそれぞれ送信通路
３３４，３３６を介して制御信号を送る。制御信号はま
たプロセッサ３１８から電力供給回路３３８へ通路３４
０を通じて加えられる。さらに種々の制御信号が図４に
示すようにプロセッサ３１８及び電力供給回路３３８か
ら通常のリセット回路３４２へ加えられる。図４はさら
に電力供給回路３３８とリセット回３４２などの要素間
の相互接続を示しているが、これら接続の構造と機能は
図４に示す所から明らかであろう。

【００９０】分光光度計装置２００はまたプロセッサ３
１８のためのバス形状３４６のアドレスバスに接続され
た普通のアドレスデコーダ３４４を有し得る。アドレス
デコーダ３４４はバス形状３４６に組み合わされた種々
の要素のアドレス範囲をデコードするのに利用される。
このようなデコーダもありふれた設計のものである。

【００９１】装置２００は、例えばＣＭＯＳ ５１２Ｋ
ＥＰＲＯＭであり得る普通のＥＰＲＯＭ３４８を有し
得る。一連のＥＰＲＯＭ３１９も設けられ得る。さら
に、分光光度計装置２００はランダムアクセスメモリＲ
ＡＭ３５０をも有することができ、これは例えば８１９
２バイト・スタティックランダムアクセスメモリであれ
ばよい。

【００９２】前述したように分光光度計装置２００は一
連のキー２１６を有し得る。キー２１６はオペレータの
手によるデータ入力手段である。装置２００はさらにオ
ペレータにデータを表示するディスプレー２１２を有し
ている。直接又は間接にプロセッサ３１８のバス形状３
４６に接続された以上の諸要素と関連して、普通のラッ
チ回路３５２がバス形状３４６との間でデータをラッチ
するため用いられる。

【００９３】さらに図４に示すように、プロセッサ３１
８はＲＳ２３２ Ｉ／Ｏインターフェース回路３５４と
接続されている。この回路３５４は外部コンピュータ又
はプリンタ３５６とのインターフェースである。プロセ
ッサ３１８からインターフェース３５４への制御信号は
通路３５８を介して加えられる。対応してプロセッサ３
１８からのデータはインターフェース３５４を通じて送
信通路３６０を介し入力データとして加えられる。対応
してコンピュータ又はプリンタ３５６からのデータはイ
ンターフェース３５４を通じ送信通路３６２によってプ
ロセッサ３１８へ加えられる。

【００９４】回路形状２８０はまた送信通路３６６によ
ってプロセッサ３１８への入力信号として加えられる信
号をもつリードスイッチ群３６４を有する。回路形状２
８０はまた電力スイッチ２２０とＡ／Ｃアダプタ２１０
をもつ。図４には具体的に示してないが、プロセッサ３
１８はモータ２６０，２６２（図３）への入力信号とし
て加えられ得る制御信号を含む。モータ２６０，２６２
の制御は光ファイバー束２５４，２５６，２５８を通じ
る受光の可否を制御する目的で行なわれる。

【００９５】以上本発明の分光光度計装置２００の回路
形状２８０の諸要素について簡単に述べた。これら要素
の多くはその他のタイプのカラー測定装置にも利用され
る。例えば、本出願人の米国特許出願第４８０，３３１
号（１９９０年２月１３日出願）に同様な要素の濃度計
における使用が記載されている。カラー測定装置の使用
及び外部装置との通信のためのインターフェースの概念
は本出願人の米国特許第４，５９１，９７８号（ピータ
ーソン）に開示されている。

【００９６】要説すれば、装置２００は目的物試料のス
ペクトル反射率分析を行なう自動機器として動作するよ
うに構成されている。目的物試料２３６が分光光度計装
置２００に対し適切に位置づけられた時、光源ユニット
２３８からの光は目的物試料２３６の表面上に投射さ
れ、反射光線２４０，２４２，２４４は光ファイバー束
２５４，２５，２５８によってそれぞれ受け取られる。
角度２４８，２５０，２５２ごとに別個の光ファイバー
束が設けられるのである。光ファイバー束２５４，２５
６，２５８を通った光線は単一フィルタ列及び対応する
光電池２８４に加えられる。フィルタの各々は特定のセ
グメントに対応する帯域幅内だけの反射光を実質的に通
過させるであろう。回路形状２８４の光電池から発生さ
れる電流信号は線形増幅器２８８に加えられ、電圧出力
信号がそこから発生される。

【００９７】線形増幅器２８８からの電圧出力信号はマ
ルチプレクサ３０６へ入力信号として加えられる。マル
チプレクサ３０６は時多重化された信号で、これはＡ／
Ｄ変換器３２６へ線形増幅器３２２を通じて入力信号と
して加えられる。変換器３２６はアナログ信号を適切な
デジタル信号に変換し、これをプロセッサ３１８に加え
られる。プロセッサ３１８は通路３３０からのデジタル
信号の適切な計算と測定を行なうのに利用され、各スペ
クトルセグメントごとに、及び各角度２４８，２５０，
２５ごとに目的物試料２３６のスペクトル反射率特性を
表わすデータを発生させる。所望により、このデータは
ディスプレー２１２上にオペレータのため表示され得
る。対応して、かようなデータはインターフェース３５
４を通じ外部装置３５６へ加えてもよい。プロセッサ３
１８の制御は少なくとも一部はキー２１６からオペレー
タの入力によりなされる。分光光度計の一般的作用、一
連のセグメントからの与えられるスペクトルデータは業
界で周知である。

【００９８】プロセッサ３１８に与えられる一次データ
は可視光スペクトルを通じる種々のセグメントにおける
スペクトル反射率データを表わすものであるが、プロセ
ッサ３１８はデータを他の形に変換する通常の方法で利
用することができる。例えばスペクトル反射率データは
ＣＩＥ Ｌ★ａ★ｂ及びＬ★Ｃ★ｈ°カラー値を生じさ
せるのに利用され得る。プロセッサ３１８はまたデータ
をメモリ３５０内に蓄積するのにも利用され得る。蓄積
されたデータはカラー測定だけでなく種々の標準との比
較のための差異測定をも含み得る。

【００９９】しかし、最も重要なことは本発明により回
路形状２８０と分光光度計装置２００の電気的機械的形
状とが、照明角度と異なる３つの固定角度で受光するこ
とで目的物試料２３６のスペクトル反射率の測定を特定
の固定角度での照射によりなし得ることである。図３に
関し説明したスイッチ構成により、反射率は角度２４
８，２５０，２５２の各々において、角度の２つを“デ
ィスエーブル”状態にして残りの角度に相当する光ファ
イバー束を通じて反射光線を受けることにより、順次ス
イッチの組合せによって測定されるのである。かような
光学スイッチは電気機械的シャッター機構により実現さ
れる。図４に関し説明したように光ファイバー束２５
４，２５６，２５８を通じて投射された反射光線はフィ
ルタ光電池２８４に相当する一体なインターフェアレン
ス−フィルタ／光電池装置の単一列に送られる。フィル
タ光電池２８４は反射光線をスペクトル特性の決定のた
め変調するものと特徴づけることができる。

【０１００】動作の効率のため、分光光度計装置２００
に付随する種々の機能はプロセッサ３１８内で動作する
コンピュータプログラムの使用により実行され得る。光
の受け取りと光学スイッチに関連する機能のシーケンス
図を図７に示す。プロセッサ３１８内でのコンピュータ
プログラムの動作は機能位置６００で開始される。つい
で、リードスイッチ３６４が閉じていることの証明がな
される。レセプターナンバー１，２，３は光ファイバー
束２４８，２５０，２５２のシャッターに相当する。す
なわち開状態のレセプターは光を受け入れ得る相当する
光ファイバー束に対しての位置関係にあるシャッターに
相当する。

【０１０１】ついで電気−機械シャッターが適切に動作
しているか、目的物試料２３６が過剰な“光洩れ”を起
こさないよう適切に位置づけられているか、を確認する
ようまず決定がなされる。問題がないと確認されると、
レセプターナンバー２に相当する光ファイバー束が開か
れて反射光線を受け入れる。光源ユニット２２６は“オ
フ”状態に維持され、レセプターナンバー１と３に相当
する光ファイバー束は電気−機械シャッター機構により
閉位置にされている。ついで光の読み（図７で“オフセ
ット”に相当）がなされ、受け取られる反射光線の強さ
について決定がさなれる。さらに、このようなオフセッ
トが所定のしきい値を越えているかどうか決定がなされ
る。もしイエスなら警告メッセージがプロセッサ３１８
により発せられ、オペレータに見えるようにディスプレ
ー２１２に表示される。

【０１０２】オフセットが所定しきい値を越えていない
なら、レセプターナンバー２が電気機械的にシャッター
されていることの試験がさらになされ、レセプターナン
バー３に相当する光ファイバー束が開かれて光線を受け
取る。ついで光学的測定が再びなされ、さらに“オフセ
ット”測定が所定のしきい値を越えているかどうか決定
がなされる。もしイエスなら、警告メッセージがディス
プレー２１２に表示される。

【０１０３】オフセットが所定しきい値を越えていなけ
れば、“光洩れ”が問題を起こしていないと想定され、
ついで“フラットさ”に関し何か問題がないかの決定が
なされる。すなわち、角度２及び３に相当するオフセッ
トが同じであるかどうかについて決定がなされる。もし
同じでないなら周囲光に関する警告メッセージが出てデ
ィスプレー２１２に表示される。

【０１０４】オフセットが実質的に同じとして、光源ユ
ニット２１２はイネーブル化され、ランプから光を目的
物試料２３６へ投射する。角度３に関する反射光線がつ
いで測定される。以上のテスト動作中レセプターナンバ
ー３は開状態に位置され、電気機械シャッターはレセプ
ター１及び２を閉状態に維持していたことを記憶される
べきである。角度３に関する反射光線の測定に続いてレ
セプター３に相当する光ファイバー束は閉じられ、レセ
プターナンバー２の光ファイバー束が開放される。角度
２がついで反射光線に関し測定される。

【０１０５】角度２の測定に続き、レセプター２に相当
する光ファイバー束が閉じられ、他方レセプター１に相
当する光ファイバー束は開かれる。角度１に関連するレ
セプター１で受光された反射光線がついで測定される。
以上で光学測定装置の全３個の角度を通じる完全な測定
順序が果たされる。この測定に続き、光源ユニット２２
６はデイスイネーブル、すなわちランプは“オフ”位置
にセットされる。角度の各々に関連するスペクトル反射
率測定値は適当な方法で組み合わされ、目的物試料２３
６に関し“色の品質”測定値を与えるようにされる。多
くの組合せが３つの角度の各々で受け取られた反射光線
に関しなされ得る。例えば反射光線の組合せは前述のア
ルマン及びスティーンホークの特許に詳しく記述されて
いる。

【０１０６】要するに、本発明に係る分光光度計装置２
００は、３つの別々の光ファイバー束を利用すること
で、反射光線を“ピックアップ”する３つの角度を与え
るものである。光ファイバー束は電気機械的に順次にシ
ャッターされるから、反射光線は或る時点でどれか１つ
だけの光ファイバー束に受け取られるのである。さらに
本発明によれば、単一光源だけが利用され、単一列の感
光式検出器（光電値２８４の単一列に相当）だけが要求
される。さらに全電池源を含めて装置全体は１個のユニ
ット式構造に収められ、手で持てる完全なポータブル式
装置となる。

【０１０７】同様に重要なことは、単一光源と単一フィ
ルタ付き光電池の使用がコストの減少に大きな利点をも
たらすことである。さらに、単一フィルタ付き光電池で
は、複数検出器間の補正が必要ない。また、単一列の光
電池と単一光源の使用は寸法と重量の減少に、特に３個
の検出器を使う従来のシステムに比し、大きな利点をも
たらすものである。さらに本発明に係る分光光度計装置
２００は目的物試料２３６に反射率測定ができるように
する。最後に本発明に係る装置は“光洩れ”と平坦さの
測定を可能ならしめる。

【０１０８】多重角度測定から成る本発明の分光光度計
装置の原理は以上に記載した特定用途に限定されるもの
ではない。事実、多重角度測定に関連する手法は分光光
度計以外の装置にも用い得るものである。さらに、本発
明に係る多角度分光光度計の特長は、特定の角度測定、
特定数のスペクトルセグメント等に必ずしも限定される
ものではない。種々の帯域幅をもつセグメント及びフィ
ルタの異なる数を本発明の範囲内で用いることが可能
で、反射率測定の目的には種々の角度が使用可能であ
る。さらに当業者に明らかなように、以上に図示し説明
した実施例に対しその他の変形修正も本発明の範囲内で
なし得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は濃度計を構成する従来のカラー測定装置
の例を示す略示斜視図である。

【図２】図２は本発明に係る多重角度分光光度計装置の
機械的構造の全体を示す斜視図である。

【図３】図３は本発明に係る図２の分光光度計装置の光
学的機械的構造の一部を示す断面図で、特に反射光受光
構造のための光学スイッチ形状を示す断面図である。

【図４】図４は本発明に係る分光光度計装置の電気−光
学的構造を示すブロック図である。

【図５】図５は本発明で使用し得る従来のデジタルプロ
セッサの例示的説明図である。

【図６】図６は例示的プロセッサ形状の説明図である。

【図７】図７は本発明に係る分光光度計装置の或る手順
の実行のための機能シーケンス図である。

【符号の説明】

２００…分光光度計装置 ２０６…ハウジング ２０８…光学系 ２２４…光学的機械的構造 ２２８…ランプ ２３２…集光レンズ ２３６…目的物試料 ２４６…鏡角度 ２４２，２４４，２４６…種々な受光角度 ２５４，２５６，２５８…光ファイバー束 ２６０，２６２…モータ ２６４…作動腕 ２６６…フォロワ ２６８…光学シャッター機構 ２７２…光学シャッター ２８４…フィルタ付き光電池 ３１８…マイクロプロセッサ

フロントページの続き (72)発明者 マーク、エイ、カーギル アメリカ合衆国ミシガン48809、ベルディ ング、ラヴィーン・ロード7398

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色表面のカラー特性を測定するのに適
   した装置であって、 前記着色表面に対し少なくとも１つの照射角度で前記着
   色表面に向け光を投射するための光源手段と、 前記着色表面に対し複数の反射角度で前記着色表面から
   反射された光線を受けるための受光手段と、 前記受光手段に接続されて前記着色表面から反射された
   光線を検出するため、及び前記表面のスペクトル特性を
   表わす電気信号を可視光スペクトル帯を通じる一連のス
   ペクトル成分の各々につき発生するための検出手段と、 前記検出手段に接続されて、前記スペクトル特性を表わ
   すデータを発生するため前記電気信号に応答する処理手
   段と、 前記受光手段に近接して配置され、前記着色表面からの
   反射光が前記受光手段のサブセットに受け取られるのを
   周期的に禁じるためのスイッチ手段とから成るカラー特
   性測定装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段がフィルタ付き光検出器の
   一列だけから成り、フィルタ付き光検出器の各々はフィ
   ルタと光検出器とから成り、対応する光検出器に組合わ
   されたフィルタの各々は前記列の他のすべての光検出器
   に組合わされたフィルタと異なるスペクトル応答特性を
   もっている請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記受光手段が多数の光ファイバー束か
   ら成る請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 或る与えられた時間において前記スイッ
   チ手段は前記着色表面から反射された前記光線が前記光
   ファイバー束の１つを除く他のすべてに受け取られるの
   を禁じる請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記光源手段が前記着色表面に対し１つ
   の照射角度だけで着色表面に光を投射する請求項１に記
   載の装置。
6. 【請求項６】 前記受光手段が前記着色表面からの反射
   光線を該表面に対し３つの反射角度で受け取る請求項１
   に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記スイッチ手段が、 前記受光手段に近接して配置されて前記着色表面からの
   反射光線が前記受光手段のサブセットにより受け取られ
   るのを周期的に機械的に禁じるためのシャッター手段
   と、 前記シャッター手段に接続されて前記処理手段に応答し
   前記シャッター手段を開放位置と閉鎖位置との間で動か
   すための原動手段とから成る請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記受光手段が多数の光ファイバー束か
   ら成り、 前記シャッター手段が一対ずつの光学シャッターから成
   る一対の光学シャッター機構から成り、 前記光学シャッター対の第１の対の１番目のものは、前
   記着色表面からの反射光線が前記多数の光ファイバー束
   の第１のものに受け取られるのを周期的に禁じるため前
   記原動手段に応答し、 前記光学シャッター対の第１の対の２番目のものは、前
   記着色表面からの反射光線が前記多数の光ファイバー束
   の第２のものに受け取られるのを周期的に禁じるため前
   記原動手段に応答し、 前記光学シャッター対の第２の対の１番目のものは、前
   記着色表面からの反射光線が前記多数の光ファイバー束
   の第２のものに受け取られるのを周期的に禁じるため前
   記原動手段に応答し、 前記光学シャッター対の第２の対の２番目のものは、前
   記着色表面からの反射光線が前記多数の光ファイバー束
   の第３のものに受け取られるのを周期的に禁じるため前
   記原動手段に応答する請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 装置全体が手で持てるポータブル構造の
   中に包まれている請求項１に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記装置が、前記光源による照射がな
    い時、そして前記受光手段のサブセットが前記光線を受
    け取るのを禁じられている間に、前記着色表面からの反
    射光線を検出することにより光漏れを試験する手段を構
    成する請求項１に記載の装置。