JPH07294334A

JPH07294334A - 測色装置

Info

Publication number: JPH07294334A
Application number: JP9124994A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Ota; 充伸太田; Hiroaki Nakane; 啓彰中根
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】角度メタメリズムを有する物質に対する測色
を周方向に亘つて同時に行わせることで常に安定した測
定結果を得る。【構成】光学台板１０内の上方にはキセノンランプ１
４１が真下の開口面１０ｂに向けて（法線方向）照射を
行うように配置されている。開口面１０ｂのＰ点から
は、法線に対して２５°、４５°（更に７５°）の角度
を有する立体角が形成されその周方向を１８等分した角
度位置に光ファイバー１１１，１２１，１３１，の入射
口１１１ａ，１２１ａ，１３１ａがそれぞれ１８個ずつ
設けられている。各入射された光は角度毎に一束に纏め
られて光電変換部２に導かれ、ぞれぞれの角度毎の受光
量に応じた電気信号に変換された後、ＣＰＵ３１で各角
度毎の色彩値が算出され、表示部３５に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗膜中にアルミ片やマ
イカ片を含んだメタリック系塗装等の角度メタメリズム
を有する物質の色彩を測定する測色装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の他、各種製品の外装に対
する塗装としてメタリック系塗装が普及している。これ
らメタリック素材は観察する角度によって異なる色に見
えるという角度メタメリズムを有するため、塗装表面の
色を正確に決定するためには様々な角度から観察する必
要がある。そこで、被測定物の塗膜に対して光を照射
し、この光照射角度に対し２以上の反射角度位置に受光
部を設け、各反射角度位置で反射光を受光するようにし
た測色装置が提案されている（特公昭６３−４１０１９
号、特公平５−８０６１４号公報）。

【０００３】また、中央に１個の受光部を設けるととも
に、この受光部に対し、その周方向複数箇所に光源を設
けて被測定物表面を照射するようにした測色装置が提案
されている（ＵＳＰ第４,５８３,８５８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特公昭６３−４１
０１９号、特公平５−８０６１４号公報に記載の測色装
置は１つの鉛直面上に光照射角度とこの光照射角度とは
異なる複数の反射角度で受光する構成であり、反射光を
水平面上の周方向に対して受光する構成を備えていない
ため、アルミ片やマイカ片等の光輝材の配向状態や塗膜
表面の傷等の影響によってメタリック系塗膜に入射した
光が一義的な方向へ反射しない場合には、測定値の安定
を期すためには、装置を周方向に所要角度ずつ旋回させ
て、あるいは測定部位を少しずつシフトさせて多数回の
測定を実行しなければならないという問題がある。

【０００５】また、上記ＵＳＰ第４,５８３,８５８号公
報に記載の測色装置は、周方向に複数の光源部を備えた
構成であるため上記周方向の方向性に対する不安定性は
解消されているものの、１個の受光部で各方向に対する
測定データを得るためには、全ての光源を同時に発光さ
せることができないため、周方向の各角度毎の光源を順
次発光動作させる必要があり、測色動作に時間がかかる
という問題がある。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
光照射方向に対して２以上の異なった受光角度を有する
とともに、周方向に亘つて同時乃至は同時的に測色動作
を行わせることにより、角度メタメリズムを有する物質
の測色において常に安定した測定結果を得ることのでき
る測色装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内空間の一部
に被測定物の表面に対向する開口面が形成された枠体を
有する測色装置において、上記枠体内に配置され、上記
開口面の法線方向に光を照射する光源と、上記法線に対
し第１の角度を有して上記開口面から上記内空間側に形
成される立体角上の複数箇所に配置され、上記開口面上
の被測定物からの反射光をそれぞれ取り込むとともに、
取り込んだ光を一束にする第１の導光手段と、上記法線
に対し第２の角度を有して上記開口面から上記内空間側
に形成される立体角上の複数箇所に配置され、上記開口
面上の被測定物からの反射光をそれぞれ取り込むととも
に、取り込んだ光を一束にする第２の導光手段と、上記
第１の導光手段から案内された光を受光レベルに応じた
電気信号に変換する第１の光電変換手段と、上記第２の
導光手段から案内された光を受光レベルに応じた電気信
号に変換する第２の光電変換手段と、上記第１の光電変
換手段の電気信号から上記第１の角度における色彩値を
算出する第１の演算手段と、上記第２の光電変換手段の
電気信号から上記第２の角度における色彩値を算出する
第２の演算手段と、上記第１、第２の演算手段による演
算結果をそれぞれ出力する出力手段とを備えたものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明によれば、光源から開口面に向けてその
法線方向に照明光が照射される。照射光は開口面に当接
載置された被測定物の表面で反射し、その内、第１、第
２の角度で反射した反射光が、その立体角上の複数箇所
で第１、第２の導光手段によってそれぞれ同時乃至同時
的に取り込まれる。取り込まれた反射光は第１、第２の
角度毎に一束に纏められて対応する第１、第２の光電変
換手段に導かれ、ここで受光量に応じた電気信号にそれ
ぞれ変換された後、第１、第２の演算手段に導かれる。
第１、第２の演算手段は、それぞれ入力された測定デー
タから所定の表色系に基づいて色彩値を算出し、出力手
段に出力する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明に係る測色装置のブロック構
成図である。本測色装置は測色部１、光電変換部２及び
データ処理部３から構成されている。

【００１０】測色部１は所要形状の内空間を形成する枠
体としての光学台板１０を備える。この光学台板１０は
その内空間が、本実施例では縦軸に対して対称な円筒状
に形成され、その底面部には測定安定脚１０ａが設けら
れるとともに、底面部の略中央には所要径を有する開口
１０ｂが穿設されている。測定安定脚１０ａは開口１０
ｂと被測定物４の測定表面とが平行に対向載置されるよ
うにするものである。また、測定安定脚１０ａの下面で
あって、開口１０ｂの周囲には半球状の突部１１０ａ
（図５参照）が所定個数だけ周設されて、平行姿勢を安
定保持するようにしている。更に、測定安定脚１０ａは
樹脂材で構成され、被測定物４の表面を傷付けることな
く当接載置可能にしてある。

【００１１】光学台板１０には第１〜第３受光部１１，
１２，１３及び光源部１４が配設されている。光源部１
４は光学台板１０の真上から内空間を臨むように取り付
けられている。光源部１４は縦向けにされた投光用鏡胴
１４０を備え、その基端側には光源としてのキセノンラ
ンプ１４１と、キセノンランプ１４１から上向けの照射
光束を下方に反転させることで投光光量の確保乃至は均
一化を図る反射傘１４１ａとが設けられるとともに、キ
セノンランプ１４１の直ぐ前方（下方）位置に投光エリ
アを規制するべく所要径の絞り孔が穿設された絞り板１
４２が配設されている。一方、投光用鏡胴１４０の先端
側にはキセノンランプ１４１からの光束を平行光線にし
て鉛直方向真下の開口面１０ｂの中央（以下、Ｐ点とい
う）に導く投光用レンズ１４３が配設されている。

【００１２】なお、光源としては白色光を照射するもの
であれば、キセノンランプ１４１に代えて、例えばタン
グステンランプを用いることもできる。また、光源は図
１の位置に限らず、装置内の適所に配設可能であり、こ
の場合、光学レンズや光ファイバー等を利用して絞り板
１４２乃至は後述の半透過ミラー１４４に発光光を導く
ようにすればよい。

【００１３】一方、絞り板１４２と投光用レンズ１４３
の間には、好ましくは４５°方向に向けて配設された半
透過ミラー１４４が介設されている。半透過ミラー１４
４は投光用鏡胴１４０内に嵌挿されたミラー台１４４ａ
に固定されている。投光用鏡胴１４０の側面であって、
キセノンランプ１４１から半透過ミラー１４４で直角方
向に曲げられた光軸上となる位置には導光用の孔１４０
ａが穿設されている。光ファイバーバンドル１４６は光
源の光を取り込むためのもので、その先端は取付金具１
４５により孔１４０ａから投光用鏡胴１４０内に臨むよ
うにして固定されている。そして、キセノンランプ１４
１からの光であって、半透過ミラー１４４で反射された
光が光ファイバーバンドル１４６内に取り込まれるよう
になっている。光ファイバーバンドル１４６の基端は後
述する光電変換部２に接続されている。なお、キセノン
ランプ１４１の両極には発光回路１４７が接続されてお
り、点灯トリガによって発光回路１４７から電力供給が
行われると、その間だけキセノンランプ１４１が発光す
るようになっている。

【００１４】第１受光部１１は光ガイド部材としての光
ファイバーバンドル１１０からなり、その基端は後述の
光電変換部２に接続されており、先端側は１８本の光フ
ァイバー１１１，１１１，…に分岐形成され、各先端の
入射口１１１ａは、後述するように光学台板１０の内空
間に臨むように配設されている。そして、被測定物４か
らの反射光を異なる１８箇所の入射口１１１ａから取り
込むとともに、途中で一束に纏めて光ファイバーバンド
ル１１０の基端に導くようにしている。

【００１５】図２は、第１〜３受光部１１〜１３と光源
部１４との配置関係を模擬的に示す図、図３は、第１〜
３受光部１１〜１３と光学台板１０との関係を示すため
の要部外観斜視図である。

【００１６】図２、図３から分かるように、上記第１受
光部１１の１８箇所の入射口１１１ａは、開口１０ｂの
Ｐ点からの法線に対称な立体角５０°（法線に対して２
５°）を有して形成される逆円錐の水平周面上を１８等
分した各位置に設定されている。このように、反射光の
取り込み位置を全周方向に設けるとともにＰ点から等し
い距離に設定することで、測定精度の向上を図ってい
る。

【００１７】第２受光部１２は光ガイド部材としての光
ファイバーバンドル１２０からなり、その基端は後述の
光電変換部２に接続されており、先端側は１８本の光フ
ァイバー１２１，１２１，…に分岐形成され、各先端の
入射口１２１ａは光学台板１０の内空間に臨むように配
設されている。そして、被測定物４からの反射光を異な
る１８箇所の入射口１２１ａから取り込むとともに、途
中で一束に纏めて光ファイバーバンドル１２０の基端に
導くようにしている。上記１８箇所の入射口１２１ａ
は、図２、図３から分かるように、開口１０ｂのＰ点か
らの法線に対称な立体角９０°（法線に対して４５°）
を有して形成される逆円錐の水平周面上を１８等分した
各位置に設定されている。

【００１８】第３受光部１３は光ガイド部材としての光
ファイバーバンドル１３０からなり、その基端は後述の
光電変換部２に接続されており、先端側は１８本の光フ
ァイバー１３１，１３１，…に分岐形成され、各先端の
入射口１３１ａは光学台板１０の内空間に臨むように配
設されている。そして、被測定物４からの反射光を異な
る１８箇所の入射口１３１ａから取り込むとともに、途
中で一束に纏めて光ファイバーバンドル１３０の基端に
導くようにしている。上記１８箇所の入射口１３１ａ
は、図２、図３から分かるように、開口１０ｂのＰ点か
らの法線に対称な立体角１５０°（法線に対して７５
°）を有して形成される逆円錐の水平周面上を１８等分
した各位置に設定されている。

【００１９】なお、第１〜第３受光部１１〜１３におけ
る周方向の反射光入射口１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ
はそれぞれ１８個に限るものではなく、方向性の精度の
点から所要の等分割個数、例えば３個あるいは４個以上
であればよく、個数が多いほど方向性に対する精度を上
げることができる。

【００２０】また、法線に対する角度も３種類に限定さ
れるず、２種類以上であればよく、かつその角度も２５
°，４５°，７５°に限定されるものではなく、第１受
光部１１の入射角度が１０°〜３５°の範囲で、第２受
光部１２の入射角度が３５°〜６５°の範囲で、第３受
光部１３の入射角度が６５°〜８０°の範囲であれば、
適正な測定が行えるものである。

【００２１】更に、各入射口１１１ａ，１２１ａ，１３
１ａに、反射光の取り込み角度を規制する導光筒や光学
レンズ等を設けることで、Ｐ点以外の方向からの光束の
入射を規制し、測定精度を上げることができる。また、
各光ファイバー１１１，１２１，１３１の入射口１１１
ａ，１２１ａ，１３１ａは、それぞれＰ点からの反射光
を受光するように指向されている。あるいは、図１に示
すように光学台板１０の肉厚部に各光ファイバーが嵌着
可能な径を有する孔を所定数だけ貫通形成し、かつ、各
孔が内空間に臨む方向をＰ点と結ぶ線上に一致するよう
にされているものでもよい。

【００２２】光電変換部２は上記４本の光ファイバーバ
ンドル１４６、１１０，１２０，１３０の各基端を光学
的に接続する受光筒２０，２１，２２，２３を備えてい
る。各受光筒２０〜２３は基本的に同一構成が採用され
ている。受光筒２０には光ファイバーバンドル１４６が
接続されており、光ファイバーバンドル１４６の基端か
ら対称となる３箇所に三刺激値に分離するための光学フ
ィルタＦ１０，Ｆ１１，Ｆ１２が配設されるとともに、
それらの後方にフォトダイオードＰ１０，Ｐ１１，Ｐ１
２が対向配設されている。そして、光学フィルターＦ１
０，Ｆ１１，Ｆ１２とフォトダイオードＰ１０，Ｐ１
１，Ｐ１２とで、国際照明委員会ＣＩＥが規定する等色
関数Ｘ（λ），Ｙ（λ），Ｚ（λ）に近似した分光感度
が得られるように構成されている。光電変換回路Ｅ１
０，Ｅ１１，Ｅ１２はフォトダイオードＰ１０，Ｐ１
１，Ｐ１２からの出力電流を取り込んで、その電流レベ
ルに応じた電圧信号に変換するものである。

【００２３】受光筒２１には第１受光部を構成する光フ
ァイバーバンドル１１０が接続されており、光ファイバ
ーバンドル１１０の基端から対称となる３箇所に三刺激
値に分離するための光学フィルタＦ７，Ｆ８，Ｆ９が配
設されるとともに、それらの後方にフォトダイオードＰ
７，Ｐ８，Ｐ９が対向配設されている。そして、光学フ
ィルターＦ７，Ｆ８，Ｆ９とフォトダイオードＰ７，Ｐ
８，Ｐ９とで、上記同様に国際照明委員会ＣＩＥが規定
する等色関数Ｘ（λ），Ｙ（λ），Ｚ（λ）に近似した
分光感度が得られるように構成されている。光電変換回
路Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９はフォトダイオードＰ７，Ｐ８，Ｐ
９からの出力電流を取り込んで、その電流レベルに応じ
た電圧信号に変換するものである。

【００２４】受光筒２２には第２受光部を構成する光フ
ァイバーバンドル１２０が接続されており、光ファイバ
ーバンドル１２０の基端から対称となる３箇所に三刺激
値に分離するための光学フィルタＦ４，Ｆ５，Ｆ６が配
設されるとともに、それらの後方にフォトダイオードＰ
４，Ｐ５，Ｐ６が対向配設されている。そして、光学フ
ィルターＦ４，Ｆ５，Ｆ６とフォトダイオードＰ４，Ｐ
５，Ｐ６とで、上記同様に国際照明委員会ＣＩＥが規定
する等色関数Ｘ（λ），Ｙ（λ），Ｚ（λ）に近似した
分光感度が得られるように構成されている。光電変換回
路Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６はフォトダイオードＰ４，Ｐ５，Ｐ
６からの出力電流を取り込んで、その電流レベルに応じ
た電圧信号に変換するものである。

【００２５】受光筒２３には第３受光部を構成する光フ
ァイバーバンドル１３０が接続されており、光ファイバ
ーバンドル１３０の基端から対称となる３ヵ所に三刺激
値に分離するための光学フィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３が配
設されるとともに、それらの後方にフォトダイオードＰ
１，Ｐ２，Ｐ３が対向配設されている。そして、光学フ
ィルターＦ１，Ｆ２，Ｆ３とフォトダイオードＰ１，Ｐ
２，Ｐ３とで、上記同様に国際照明委員会ＣＩＥが規定
する等色関数Ｘ（λ），Ｙ（λ），Ｚ（λ）に近似した
分光感度が得られるように構成されている。光電変換回
路Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３はフォトダイオードＰ１，Ｐ２，Ｐ
３からの出力電流を取り込んで、その電流レベルに応じ
た電圧信号に変換するものである。

【００２６】データ処理部３は上記光電変換回路Ｅ１〜
Ｅ１２からのアナログ電圧信号をデジタルデータに変換
するＡ／Ｄ変換部３０、本装置による校正乃至は測色動
作の制御を行うとともに、Ａ／Ｄ変換部３０からの測定
データを受けて色彩値を算出する演算処理を実行するＣ
ＰＵ３１、所要のデータの入力及び所要の指示が可能な
操作キーを有する操作部３２、警報用のブザー３３、Ｃ
ＰＵ３１と上記操作部３２、ブザー３３及び前述の発光
回路１４７間でデータの授受を行う入出力ポート３４及
び操作部３２からの操作内容やＣＰＵ３１での演算結果
を表示する表示部３５から構成されている。なお、ＣＰ
Ｕ３１には、測色動作及び演算用のプログラムが書き込
まれたＲＯＭと演算途中のデータの一時的な退避や表示
データ等を記憶するＲＡＭとが接続されている。

【００２７】ＣＰＵ３１は校正のための演算処理を実行
する。すなわち、操作部３２から入力された、校正基準
試料の三刺激値をＸｏ_i，Ｙｏ_i，Ｚｏ_i（ｉ＝１，２，
３）と、校正基準試料を実測して算出された測定値Ｘｍ
_i，Ｙｍ_i，Ｚｍ_iとから、αｉ＝Ｘｏ_i／Ｘｍ_i，βｉ＝
Ｙｏ_i／Ｙｍ_i，γｉ＝Ｚｏ_i／Ｚｍ_iのようにして校正定
数αｉ，βｉ，γｉを算出し保存する。

【００２８】また、ＣＰＵ３１は、校正後において、Ａ
／Ｄ変換部３０からの入力データから、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表
示系における色彩値としての、明度指数Ｌ＊及びクロマ
チックネス指数ａ＊，ｂ＊を算出する。今、Ａ／Ｄ変換
部３０の出力データを、第１受光部１１からの（Ｘ
₂Ｓ₁，ＹＳ₁，ＺＳ₁）、第２受光部１２からの（Ｘ
₂Ｓ₂，ＹＳ₂，ＺＳ₂）、第３受光部１３からの（Ｘ
₂Ｓ₃，ＹＳ₃，ＺＳ₃）、光源部１４からの（Ｘ₂Ｒ，Ｙ
Ｒ，ＺＲ）とすると、ＣＰＵ３１は、（Ｘ₂ｍ₁＝Ｘ₂Ｓ₁／Ｘ₂Ｒ，Ｙｍ₁＝ＹＳ₁／ＹＲ，Ｚｍ₁
＝ＺＳ₁／ＺＲ）（Ｘ₂ｍ₂＝Ｘ₂Ｓ₂／Ｘ₂Ｒ，Ｙｍ₂＝ＹＳ₂／ＹＲ，Ｚｍ₂
＝ＺＳ₂／ＺＲ）（Ｘ₂ｍ₃＝Ｘ₂Ｓ₃／Ｘ₂Ｒ，Ｙｍ₃＝ＹＳ₃／ＹＲ，Ｚｍ₃
＝ＺＳ₃／ＺＲ）を計算することにより、光源部１４の光量のゆらぎをキ
ャンセルする。そして、これらの値から三刺激値（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）を求め、更にＬ＊ａ＊ｂ＊表示系への変換を行
って、それぞれの値を表示部３５に出力する。

【００２９】上記ブザー３３は、第１〜第３受光部１１
〜１３からの測定値に基づいて得られる色彩値間に関連
性のないデータが得られた場合に、測定に誤り乃至は誤
操作があったものとして警報を発するものであり、ブザ
ー３３に代えて点灯表示や音声指示等でもよい。また、
表示部３５は薄層コンパクト化可能な液晶表示素子（Ｌ
ＣＤ）に代えてＬＥＤやＣＲＴが採用可能であり、ま
た、出力方法としては、表示に代えてプリンターや音声
合成ＩＣなどを用いて行わせるようにしてもよい。

【００３０】図４、図５は、本測色装置の外観構造を示
すもので、図４は、斜め上方から見た斜視図、図５は、
斜め下方から見た斜視図である。

【００３１】装置本体５は略直方体形状を有し、上面部
に電源スイッチ６、操作部３２及びＬＣＤ等からなる表
示部３５等が設けられ、前面部にはＬＣＤのコントラス
ト調整用ダイヤル３６及び測色動作を行わせるべく発光
回路１４７を駆動するための測定釦９が設けられ、下面
部には複数個の突部１１０ａや中央の開口面１０ｂを有
する測定安定脚１０ａが設けられている。７は上面部の
両端側に対設され、携帯用の掛け紐を通すための接続具
である。８は商用電源から電源供給を受けるためのコネ
クタ部で、商用電源を所定電圧レベルに整流平滑したコ
ンバーターを介して接続されるものである。図面に現わ
れていない装置の背面には、内部電池での駆動を可能に
すべく、装填収納される内部電池の収納部がある。操作
部３２を測定安定脚１０の反対側となる上面部に設ける
ことで、測定時における測定結果の観察容易を図ってい
る。

【００３２】操作部３２には複数のキー３２１〜３２３
が配設されており、キー３２１は校正動作を行う際に、
装置のモードを測定モードから校正モードに切り換える
ためのものである。一対のキー３２２は各種データを手
動入力する際に、そのカーソルの位置を移動させるため
のカーソルキーである。一対のキー３２３はアップダウ
ンキーであり、例えば各種データを入力する際に、その
データの値を変える場合等に用いられる。

【００３３】次に、本測色装置における動作について説
明する。図６は、校正時のフローチャート、図７は、測
定時のフローチャートである。

【００３４】操作部３２の校正モード指示キー３２１が
操作されると、この校正モードに入る。校正モードは測
色時の温度条件等の誤差要因を是正し、測定精度を上げ
るためのもので、カーソルキー３２２及びアップダウン
キー３２３の操作により校正基準試料の三刺激値（Ｘｏ
_i，Ｙｏ_i，Ｚｏ_i）が入力される（＃２）。次に、測定
安定脚１０ａを校正基準試料に当接した状態で測定釦９
をオンすると（＃４）、キセノンランプ１４１が点灯す
る（＃６）。この点灯により、ＣＰＵ３１にＡ／Ｄ変換
部３０からの測定データが入力され、入力された測定値
から、Ｘｍ_i，Ｙｍ_i，Ｚｍ_iが算出される（＃８）。そ
して、この値と先に入力された校正基準試料の値とから
校正定数αｉ，βｉ，γｉが算出され（＃１０）、保存
される。

【００３５】このようにして校正処理が終了すると、校
正モード指示キー３２１の操作により校正モードから測
定モードに切り換えられ、続いて測定が実行される。す
なわち、被測定試料を測定対象としての被測定物に交換
して測定安定脚１０ａに当接する。この状態で、測定釦
９をオンすると（＃２０）、キセノンランプ１４１が点
灯する（＃２２）。この点灯により、ＣＰＵ３１にＡ／
Ｄ変換部３０からの測定データが入力され、入力された
測定値から、Ｘｍ_i，Ｙｍ_i，Ｚｍ_iが算出される（＃２
４）。次いで、＃１０で求めておいた校正定数αｉ，β
ｉ，γｉを利用して、三刺激値（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）が算
出され（＃２６）、得られた三刺激値（Ｘ_i，Ｙ_i，
Ｚ_i）から、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表示系への変換を行って、明
度指数Ｌ＊及びクロマチックネス指数ａ＊，ｂ＊が算出
され（＃２８）、この算出結果が表示部３５に表示され
る（＃３０）。

【００３６】このように、キセノンランプ１４１の１回
の発光で、少なくとも２種類の角度（本実施例ではｉ＝
１，２，３のように３種類の角度）であって、各角度の
全周方向に亘る測定を同時に行うことができるので、安
定した測定が可能となる。

【００３７】図８、図９は、周方向に対するデータの安
定度合いを説明するための測定データを示す図で、図８
は、本実施例の測色装置を周方向に９０°ずつ回転さ
せ、その都度測定した測定データを示し、図９は、周方
向が特定の一方向にしか測定できないタイプの従来装置
を９０°ずつ回転させ、その都度測定した測定データを
示す。両図において、縦軸は色差ΔＥを示し、横軸の１
〜４は光源を中心にした円周上の９０°毎の方向を示
す。

【００３８】図９に示す測定データからは、方向１と方
向３、また方向２と方向４のように、それぞれ対向する
同士でほぼ等しい測定結果が得られているものの、両者
間（すなわち直交方向）での色差ΔＥにはかなりの差が
生じており、方向安定性の点で良好でないことが分か
る。また、この色差ΔＥは、開口面１０ｂの法線に対す
る角度が小さいほど、すなわちＰ点における立体角の変
化に対する色差ΔＥの差も比較的大きな値となっている
ことが分かる。

【００３９】図８に示す測定データからは、方向１〜４
の全てにおいて色差ΔＥが小さく、かつ立体角の大小変
化に対する色差ΔＥの差も小さい値に抑制されており、
方向安定性の点で極めて優れていることが分かる。

【００４０】図１０、図１１は、光電変換部２に係る他
の実施例を示す構成図で、図１０は、主要構成のみの立
体斜視図、図１１は、図１０のXI−XI矢視面における各
構成の光学的配置を示す図である。

【００４１】図において、光ファイバーバンドル１１
０，１２０，１３０の基端は円周上３等分された位置に
配設され、各基端からの光束が同一方向に射出するよう
にしてある。これらの光ファイバーバンドル１１０，１
２０，１３０の基端の直ぐ前方であって、各基端の中心
と一致する位置に中心軸を有するシャッタ１５が対向配
置され、その中心軸がモータ１６の回転軸１６１に連結
されて一体回転可能にされている。シャッタ１５は、中
心軸から所定半径位置、すなわち回転時に各光ファイバ
ーバンドル１１０，１２０，１３０の基端と対面する位
置に、少なくとも各光ファイバーバンドル１１０，１２
０，１３０の基端から出力される光束を全て通過させる
に十分な径を有する１個の孔１５１が穿設されている。
更に、このシャッタ１５を挾んで上記各光ファイバーバ
ンドル１１０，１２０，１３０と対向する位置には、各
基端から出力された光束を平行光線にするレンズ１７
１，１７２，１７３からなるレンズ部１７が配設され、
更に、その前方にはレンズ部１７を通過した光束を集光
する集光レンズ１８が配設されている。光学ライトガイ
ド１９は集光レンズ１８により集光された光束を光電変
換部２′に導くものである。

【００４２】前記図１に示す実施例では、光電変換部２
の構成として、フィルタＦ１〜Ｆ３，フォトトランジス
タＰ１〜Ｐ３，光電変換回路Ｅ１〜Ｅ３の第１ブロッ
ク、フィルタＦ４〜Ｆ６，フォトトランジスタＰ４〜Ｐ
６，光電変換回路Ｅ４〜Ｅ６の第２ブロック、フィルタ
Ｆ７〜Ｆ９，フォトトランジスタＰ７〜Ｐ９，光電変換
回路Ｅ７〜Ｅ９の第３ブロックのように、受光系に対し
て３個のブロックが必要があったが、図１０，図１１に
示す実施例の光電変換部２′では、１個のブロックで済
むので、その分構成上極めて簡素化されるとともに小型
化が図れる。特に分光型の受光部の場合、その効果は顕
著である。

【００４３】この場合、光源が、例えばタングステンラ
ンプの場合では、少なくともシャッタ１５が１回転する
間は発光を持続させ、受光された光束を時分割的に光学
ライトガイド１９側に導くようにすればよい。複数回転
時間だけ発光させて、その間により多くの測定データを
得るようにすれば、より精度の向上が図れる。この場
合、ＣＰＵ３１は、光ファイバーバンドルの各基端と孔
１５１との対面タイミングをパルスエンコーダや近接ス
イッチ等を用いて、その受光タイミングを検出する。

【００４４】また、光源が、例えば瞬間的な点灯を行う
キセノンランプの場合、ＣＰＵ３１は各光ファイバーバ
ンドル１１０，１２０，１３０の基端と孔１５１との対
面動作を行わせるモータ１６の回転位相と発光回路１４
７の発光動作とが同期するように制御を行うことで、測
色動作を同時的に行わすことができる。モータ１６の回
転角度あるいは孔１５１の位置は、例えばパルスエンコ
ーダや近接スイッチ等を用いて検出し、この検出信号と
発光指示信号とを同期させればよい。

【００４５】なお、タングステンランプの場合、図１
０、図１１の構成に、光ファイバーバンドル１４６も付
設し、４本の光ファイバーバンドルを円周上４等分した
位置に配設するようにしてもよい。

【００４６】また、本測色装置は、アルミ片やマイカ片
等の光輝材を含んだメタリックやパール塗膜等の被測定
物に用いて好適であるが、これらに限定されず角度メタ
メリズムを持つ物質一般に適用可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源から開口面の法線方向に照射された光であって、上
記開口面上の被測定物からの反射光をそれぞれ取り込
む、上記法線に対し第１の角度及び第２の角度を有して
上記開口面から上記内空間側に形成される立体角上の複
数箇所に配置された第１、第２の導光手段と、上記第
１、第２の導光手段から案内された光を受光レベルに応
じた電気信号にそれぞれ変換する第１、第２の光電変換
手段と、上記第１、第２の光電変換手段の電気信号から
上記第１の角度及び第２の角度における色彩値をそれぞ
れ算出する第１、第２の演算手段と、上記第１、第２の
演算手段による演算結果をそれぞれ出力する出力手段と
を備えた構成としたので、角度メタメリズムを有する物
質に対する測色動作を周方向に亘つて同時に行わせるこ
とができ、これにより常に安定した方向性測定結果を得
ることができる。特に、光輝材の配向に方向性があった
り、塗膜面に多少の傷があっても従来装置に比して高精
度の測定結果を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測色装置のブロック構成図であ
る。

【図２】第１〜３受光部と光源部との配置関係を模擬的
に示す図である。

【図３】第１〜３受光部と光学台板１０との関係を示す
ための要部外観斜視図である。

【図４】本測色装置の外観構造を示す、斜め上方から見
た斜視図である。

【図５】本測色装置の外観構造を示す、斜め下方から見
た斜視図である。

【図６】校正時のフローチャートである。

【図７】測定時のフローチャートである。

【図８】周方向に対するデータの安定度合いを説明する
ための測定データを示す図で、本実施例の測色装置を周
方向に９０°ずつ回転させ、その都度測定した測定デー
タを示す。

【図９】周方向に対するデータの安定度合いを説明する
ための測定データを示す図で、周方向が特定の一方向に
しか測定できないタイプの従来装置を９０°ずつ回転さ
せ、その都度測定した測定データを示す。

【図１０】光電変換部に係る他の実施例を示す構成図
で、主要構成のみの立体斜視図である。

【図１１】光電変換部に係る他の実施例を示す構成図
で、図１０のXI−XI矢視面における各構成の光学的配置
を示す図である。

【符号の説明】

１測定部９測定釦１０光学台板１０ａ測定安定脚１０ｂ開口面１１０ａ突起１１第１受光部１２第２受光部１３第３受光部１４光源部１１０，１２０，１３０，１４６光ファイバーバンド
ル１１１，１２１，１３１光ファイバー１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ入射口１４０投光用鏡胴１４０ａ孔１４１キセノンランプ１４２絞り板１４３投光用レンズ１４４半透過ミラー１４７発光回路２，２′ 光電変換部Ｆ１〜Ｆ１２フィルタＰ１〜Ｐ１２フォトダイオードＥ１〜Ｅ１２光電変換回路３データ処理部３０Ａ／Ｄ変換部３１ＣＰＵ３２操作部３３ブザー３５表示部１５シャッタ１５１孔１６モータ１７レンズ１８集光レンズ１９光学ライトガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内空間の一部に被測定物の表面に対向す
る開口面が形成された枠体を有する測色装置において、
上記枠体内に配置され、上記開口面の法線方向に光を照
射する光源と、上記法線に対し第１の角度を有して上記
開口面から上記内空間側に形成される立体角上の複数箇
所に配置され、上記開口面上の被測定物からの反射光を
それぞれ取り込むとともに、取り込んだ光を一束にする
第１の導光手段と、上記法線に対し第２の角度を有して
上記開口面から上記内空間側に形成される立体角上の複
数箇所に配置され、上記開口面上の被測定物からの反射
光をそれぞれ取り込むとともに、取り込んだ光を一束に
する第２の導光手段と、上記第１の導光手段から案内さ
れた光を受光レベルに応じた電気信号に変換する第１の
光電変換手段と、上記第２の導光手段から案内された光
を受光レベルに応じた電気信号に変換する第２の光電変
換手段と、上記第１の光電変換手段の電気信号から上記
第１の角度における色彩値を算出する第１の演算手段
と、上記第２の光電変換手段の電気信号から上記第２の
角度における色彩値を算出する第２の演算手段と、上記
第１、第２の演算手段による演算結果をそれぞれ出力す
る出力手段とを備えたことを特徴とする測色装置。