JPH0979906A - 分光測色装置 - Google Patents

分光測色装置

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JPH0979906A
JPH0979906A JP25920995A JP25920995A JPH0979906A JP H0979906 A JPH0979906 A JP H0979906A JP 25920995 A JP25920995 A JP 25920995A JP 25920995 A JP25920995 A JP 25920995A JP H0979906 A JPH0979906 A JP H0979906A
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JP
Japan
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light
optical fiber
colorimetric
face
fibers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25920995A
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English (en)
Inventor
Yoshioki Yoshioka
好興 吉岡
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Taniguchi Ink Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Taniguchi Ink Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバーを利用した照受光装置の色検出
精度をさらに向上することのできる改良型の分光測色装
置を提供すること。 【解決手段】 光ファイバーの束8のうち、所定本数を
受光ファイバー1、またその他を照光ファイバー2とし
て使用し、単にファイバー端面を試料面の測色部位に近
付けるだけで、照光と受光の両機能を同時に奏するた
め、構造が極めて簡単な照受光装置を得ることができる
とともに、照光ファイバー2内を通過する光が散乱光の
ため、照射光が均一化され、かつ測色部位12の面に広
範囲な角度から光を当てることができる。従って、光フ
ァイバーの角度変化や測色部位の上の位置変化による反
射率のバラツキがなく、微小面の測色を行う場合であっ
ても信頼性の高い反射率を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明・受光光学系
に係り、特に試料の色を測定する分光測色装置の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、鳥や昆虫の羽根、さらには工業
製品に見られるメタリック塗装は、光線の関係や見る角
度によって微妙に色が変化する。このような観察条件の
違いによって生じる色の変化の原因は、表面の平滑性に
よって変化する光沢の問題や材質、その表面構造によっ
て生じるテクスチャーによるものが多い。
【0003】このような表面色と表面形状との関係を論
じるためには、表面からの光の反射成分を考慮しなけれ
ばならない。この反射成分は大別して(A)正反射成分
(鏡面反射で照明光と原則として同じ色)、(B)表皮
拡散反射成分(局所的には正反射であるが、粗面のため
に拡散反射し、反射色は照明光と同じ色)、(C)着色
層内拡散反射成分(色材層で拡散反射し、反射してくる
色は着色材の色)、(D)着色層内透過再帰反射成分
(色材層を透過し被着色材の表面で反射してくる被着色
材の色)の4種に分類される。
【0004】ここで、図9において、(a)には高光沢
の塗装面である試料面Mに照光した場合が、(b)には
中低光沢の塗装面M’である試料面に照光した場合が示
されており、それぞれの光沢面の違いにより色成分Cと
光沢成分Lの反射方向に異なりが生じ、中低光沢の塗装
面では色成分Cの反射特性が少しいびつであると同時
に、表皮拡散反射即ち光沢成分Lが正反射の場合と異な
り、広い角度方向に反射してくる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような条件の中
で、塗装面等の色を正確に割出すには、非常に複雑な工
程が必要であり、各幾何学条件を同時にデータ化できる
装置として積分球を内装する分光測色計等がある。これ
は光源からの光を積分球の内壁面で拡散反射させ、測定
試料面(測色部位)を均一に照明し、測定試料面で反射
した光のうち試料面に垂直な軸と例えば8゜の角度をな
す方向の光を受光光学系からデータとして取り出す構造
である。
【0006】しかしこの装置は、広い測色面積を要し、
高精度の測色は可能ではあるが、複雑かつ高価であり、
このレベルの測色精度を要しない色測定が行われること
が多い。
【0007】そこで本出願人は、特願平6−33196
0号の出願により、多数の光ファイバーを束ねた構造で
あり、これら光ファイバーのうち少なくとも1本の光フ
ァイバーを受光ファイバーとし、他の光ファイバーを照
光ファイバーとし、照光ファイバーの端面から測色部位
に光を照射し、受光ファイバーの端面から反射した光を
受光できるようにしたきわめて簡単な照受光装置を提案
している。
【0008】本発明にあっては、この光ファイバーを利
用した照受光装置の色検出精度をさらに向上することの
できる改良型の分光測色装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の分光測色装置
は、多数の光ファイバーを束ねた構造であり、これら光
ファイバーのうち少なくとも1本の光ファイバーを受光
ファイバーとし、他の光ファイバーを照光ファイバーと
し、前記照光ファイバーの端面から測色部位に光を照射
し、前記測色部位から反射される光を前記受光ファイバ
ーの端面から受光するようにした分光測色装置であり、
この少なくとも照光ファイバーから測色部位に到達する
光が散乱光であることを特徴としている。本発明の特徴
により、光ファイバーの束のうち、所定本数を受光ファ
イバー、またその他を照光ファイバーとして使用し、単
にファイバー端面を試料面の測色部位に近付けるだけ
で、照光と受光の両機能を同時に奏するため、構造が極
めて簡単な照受光装置を得ることができるとともに、照
光ファイバー内を通過する光が散乱光のため、照射光が
均一化され、かつ測色部位の面に広範囲な角度から光を
当てることができる。従って、光ファイバーの角度変化
や測色部位の上の位置変化による反射率のバラツキがな
く、微小面の測色を行う場合であっても信頼性の高い反
射率を得ることができる。
【0010】本発明の分光測色装置は、多数の光ファイ
バーを束ねた構造であり、これら光ファイバーのうち少
なくとも1本の光ファイバーを受光ファイバーとし、他
の光ファイバーを照光ファイバーとし、前記照光ファイ
バーの端面から測色部位に光を照射し、前記測色部位か
ら反射される光を前記受光ファイバーの端面から受光す
るようにした分光測色装置であり、少なくとも照光ファ
イバー端面が凸レンズ状に形成され、前記凸レンズの焦
点が試料測定部と照光ファイバー端面との間にくるよう
に、測色部位に対する照光ファイバー端面が位置規定さ
れていることを特徴としている。本発明の特徴により、
前述同様、極めて簡単な照受光装置を得られるだけでな
く、光が、凸レンズにより集光され、さらに拡散する方
向から測色部位に光が照射されるため、測色部位の面に
広範囲の角度から光を当てることができる。従って光フ
ァイバーの角度変化や測色部位上の位置変化による反射
率のバラツキがなく、微小面の測色を行う場合であって
も信頼性の高い反射率を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明すると、図1ないし図3には本発明の分光測
色装置の第1実施例が示され、図1の7は例えば剛性の
高い材料で形成された保護ケースであり、9は、照光、
受光の機能を有する光ファイバー束体8とその保護チュ
ーブ3とを覆う被覆材である。前記光ファイバー束体8
は図1及び図2に示されるように中央の照光ファイバー
2とその周辺を取り巻く複数の受光ファイバー1とから
なっており、図3のように照光ファイバー2からの光が
測色部位12に反射し、この反射光が受光ファイバー1
に入射され、光ファイバー束体8の根元に設置された測
定装置(図示せず)に送られ、この波長データに基づい
て測色部位12の測色を行えるようになっている。
【0012】図3に基づいてこの分光測色装置をさらに
詳しく説明すると、光ファイバー束体8の先端近傍には
光ファイバー端面を保護するためにカバーガラス6が設
けられ、さらにカバーガラス6の下面には光に散乱を与
える散乱板としてのテープ10(例えばメンディングテ
ープ)が固定又は貼着されている。
【0013】また、11は測色時に測色部位12を囲ん
で外部からの光を遮断し、かつ光ファイバー束体8及び
カバーガラス6の下面と、測色部位12との距離を規定
するリング脚である。なお、このリング脚11は種々の
形状が考えられ、その内径を測色部位12を囲うような
小径のものとした場合、このリング脚11は小孔を有す
る薄い円板状となる。
【0014】特定試料としての測色部位12の測色を行
う場合、まず、ターゲットとなる測色部位にこの光ファ
イバー束体8の中心を合せる。次に図3に示されるよう
に照光ファイバー2から光を送り、測色部位12を照光
することにより、その反射光は受光ファイバー1に入射
し、前述のようにこの受光データが測色装置に送られ、
ここで測色部位の測色が行われる。
【0015】本実施例においては、照光ファイバー2か
ら送られる光は、カバーガラス6を通過した後、散乱板
としてのテープ10を通過する。一般に散乱光とは、入
射光の波長のままであるが、その方向がランダムにかつ
広範囲に拡がる光であり、このテープ10を通過した光
は図3に示されるように測色部位12に対して広い角度
から入射されることになる。
【0016】ここで、測色部位12がインキ等の場合、
その表面は無数の凹凸状になっており、従来技術でも説
明したように光の入射方向によってはこの凹凸により反
射率が様々に異なる。このような面には広範な角度から
の均一な光の照射が適しており、本実施例のように入射
光を散乱させ、広範な方向から測色部位12に光を照射
することにより、光ファイバーの角度が若干変化した
り、位置ずれが生じたとしても信頼性の高い反射率が得
られ、そのため、受光ファイバー2から正確な波長デー
タを得ることができる。
【0017】なお、本実施例では、測色部位12で多方
向に反射した反射光が再度テープ10を通過するように
なっており、この反射光はテープ10を通過する際、再
度散乱光となり、微量ではあるが、広い範囲に広がろう
とする反射光をも受光ファイバー1で捕らえられること
になり、より信頼性の高い反射率が得られることにな
る。
【0018】また、本実施例では散乱板としてテープ1
0を使用しているが、カバーガラス6を曇りガラスとし
て散乱板とすることも可能である。
【0019】図4には、本発明の第2実施例が示され、
照光ファイバー2端面と受光ファイバー1端面が、それ
ぞれ微細な凹凸を有する凹凸端面51、41になってい
る。これらの凹凸端面51、41は、照受光ファイバー
2、1の端面にフッ化水素酸の蒸気を接触させる等して
形成されている。
【0020】図5は、図4と異なり照光ファイバー2の
端面のみを微細な凹凸端面51とした第3実施例であ
り、受光ファイバー1の端面は平滑端面となっている。
【0021】図6は、第4実施例として測色部位12と
照受光ファイバー2、1の平滑端面4、5との間に曇り
ガラス10’を介在させたものであり、曇りガラス1
0’と平滑端面4、5とを離し、この曇りガラス10’
を測色部位12に押圧させるものである。なお、曇りガ
ラス10’の設置位置は、各種条件によって種々変化さ
せることもできる。
【0022】これら第2、第3、第4実施例は全て第1
実施例のものとほぼ同様な効果を奏するものである。
【0023】図7には、本発明の第5実施例が示されて
おり、第1ないし第4実施例が光の散乱を利用して多方
向から測色部位12に光を照射しているのに対し、レン
ズを利用して光の照射角度を広範にしたものである。
【0024】即ち、照光ファイバー2の端面を凸レンズ
状に形成し、レンズ状端面52とし、照光ファイバー2
から送られる光を一旦焦点Cで集光し、さらにこの焦点
よりも下方部に測色部位12を位置付けるものである。
【0025】このような構造を採ることにより、このレ
ンズ状端面52を通過した光は図7に示されるように測
色部位12に対して広い角度から入射されることにな
る。
【0026】ここで、前述したように測色部位12がイ
ンキ等の場合、その表面は無数の凹凸が形成されてお
り、光の入射方向によってはこの凹凸により反射率が様
々に異なる。このような面には広範な角度からの均一な
光の照射が適しており、本実施例のように入射光の角度
をレンズで調整し、広範な方向から測色部位12に光を
照射することにより反射率を測定するに際して、光ファ
イバーの角度が若干変化したり、位置ずれが生じたとし
ての信頼性の高い反射率が得られ、そのため、受光ファ
イバー2から正確な波長データを得ることができる。ま
た、レンズ状端面52と測色部位12との距離を長くと
れば、測色部位12の測色面積が広くなり、反対に距離
を短くとれば、微小面の測色が可能となる。
【0027】図8には本発明の第6実施例が示されてお
り、前実施例のレンズ状端面52に微細な凹凸を付け、
凹凸レンズ状端面53としたものである。この場合、散
乱とレンズの複合効果によってより信頼性の高い反射率
を得ることができる。
【0028】以上、本発明の実施例を図面により説明し
てきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるもの
ではなく、各実施例の基本概念を組合せること等、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があって
も本発明に含まれる。なお、照光ファイバー1と受光フ
ァイバー2は実施例に限定されるものではなく、その本
数や配置関係は種々設計可能であることは明らかであ
る。
【0029】
【発明の効果】本発明は、次の効果を奏する。
【0030】光ファイバーの束のうち、所定本数を受光
ファイバー、またその他を照光ファイバーとして使用
し、単にファイバー端面を試料面の測色部位に近付ける
だけで、照光と受光の両機能を同時に奏するため、構造
が極めて簡単な照受光装置を得ることができるととも
に、照光ファイバー内を通過する光が散乱光のため、照
射光が均一化され、かつ測色部位の面に広範囲な角度か
ら光を当てることができる。従って、光ファイバーの角
度変化や測色部位の上の位置変化による反射率のバラツ
キがなく、微小面の測色を行う場合であっても信頼性の
高い反射率を得ることができる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の分光測色装置の一部破断
斜視図である。
【図2】図1の光ファイバー束体の断面図である。
【図3】図1の実施例の縦断面図である。
【図4】本発明の第2実施例の縦断面図である。
【図5】本発明の第3実施例の縦断面図である。
【図6】本発明の第4実施例の縦断面図である。
【図7】本発明の第5実施例の縦断面図である。
【図8】本発明の第6実施例の縦断面図である。
【図9】従来の一般的測色原理を示す概略図である。
【符号の説明】
1 受光ファイバー 2 照光ファイバー 3 保護チューブ 4、5 平滑端面 6 カバーガラス 7 保護ケース 8 光ファイバー束体 9 被覆材 10 テープ 10’ 曇りガラス 11 リング脚 12 測色部位 51、41 凹凸端面 52 レンズ状端面 53 凹凸レンズ状端面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の光ファイバーを束ねた構造であ
    り、これら光ファイバーのうち少なくとも1本の光ファ
    イバーを受光ファイバーとし、他の光ファイバーを照光
    ファイバーとし、前記照光ファイバーの端面から測色部
    位に光を照射し、前記測色部位から反射される光を前記
    受光ファイバーの端面から受光するようにした分光測色
    装置であり、この少なくとも照光ファイバーから測色部
    位に到達する光が散乱光であることを特徴とする分光測
    色装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも照光ファイバー端面と測色部
    位との間に散乱板が介在されている請求項1に記載の分
    光測色装置。
  3. 【請求項3】 散乱板が、照光ファイバーと受光ファイ
    バーとを含む光ファイバーの端面と、試料測定部との間
    に介在されている請求項2に記載の分光測色装置。
  4. 【請求項4】 少なくとも照光ファイバー端面に微細な
    凹凸が一面に形成されている請求項1に記載の分光測色
    装置。
  5. 【請求項5】 多数の光ファイバーを束ねた構造であ
    り、これら光ファイバーのうち少なくとも1本の光ファ
    イバーを受光ファイバーとし、他の光ファイバーを照光
    ファイバーとし、前記照光ファイバーの端面から測色部
    位に光を照射し、前記測色部位から反射される光を前記
    受光ファイバーの端面から受光するようにした分光測色
    装置であり、少なくとも照光ファイバー端面が凸レンズ
    状に形成され、前記凸レンズの焦点位置が、試料測定部
    と照光ファイバー端面との間にくるように、測色部位に
    対する照光ファイバー端面が位置規定されていることを
    特徴とする分光測色装置。
  6. 【請求項6】 少なくとも照光ファイバーの前記凸レン
    ズ状の端面に、微細な凹凸が一面に形成されている請求
    項5に記載の分光測色装置。
JP25920995A 1995-09-12 1995-09-12 分光測色装置 Withdrawn JPH0979906A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564588A (zh) * 2010-12-17 2012-07-11 北京智朗芯光科技有限公司 采用光纤束分光的垂直入射宽带光谱仪及光学测量系统
CN102589692A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 北京智朗芯光科技有限公司 光纤束分光的垂直入射宽带偏振光谱仪及光学测量系统
JP2013097164A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Ricoh Opt Ind Co Ltd 光学部品

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