JPS594651B2 - 試験サンプルの色を分析する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は目的物の例えば織物のような材料の色を測定又
は分析する為の装置に関し、特に固定位ク５ 置に保持
されている織物サンプルを照射し且つサンプルから反射
された拡散光を受取る即ち集める新規な装置に関する。

そのようなサンプルの色特定を分析する為に従来も織物
サンプルの反射光を測定する種々の器具３０が知られて
いる。

一般に、そのような器具は２つの型から成る。１つは３
刺激値を直接測定するものであり、他の型は可視光のス
ペクトルにまたがる種々の波長での反射光を測定するス
ペクトル分光計を使用する事により色を分析するもので
ある。

３５試験サンプルが照射され、サンプルで反射された光
が検知される。

反射された光全体は正反射成分（ｓｐｅｃｕｌａｒｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔ）と拡散成分（ｄｉｆｆｕｓｅＣＯｍｐ
Ｏｎｅｎｔ）との両方を含むので、又そのような反射成
分が誤まつた分析を招くので、これらの成分を種々の方
法で分けるのが普通である。拡散成分がサンプルの真の
色特性を測定するのに使用される。本発明は反射光の拡
散成分を主に集める装置に関する。従来から知られてい
るように、織物の色の測定についてはその厚さが原因で
種々の問題が存在していた。

薄いサンプルの場合、光はサンプルを通り抜け何か裏板
のようなものがあれば、そこで反射して該サンプルを再
度通り抜ける。その結果、検知の為に集められた光は裏
板に起因するスペクトル成分を含む事になる。この板は
、迷光を排除するのに必要とされる。この問題を最小限
にする為の従来の技術は複数の層状にされた薄いサンプ
ルを用い且つ裏板として黒色又は白色の板を使用する。
そのような板の場合、測定値に対する何らかの補償又は
修止が必要である。本発明の１つの目的はサンプルが照
射されている間、且つサンプルから反射された拡散光が
集められている間、サンプルを保持する為の新規な装置
を提供する事にある。

本発明の他の目的は基準板−サンプルから反射された光
がこの板から拡散する一を確立する為のガラス板の表面
に向かつての力又は圧力の下でサンプルが保持されるサ
ンプル保持器を提供する事にある。

本発明の他の目的は、特に織物の色を分析するのに適し
た非常に精確なスペクトル分光計の測定ヘツドを提供す
る事にある。

本発明の他の目的は、光学繊維の束によつてヘツトへ及
びそこから光が伝播される如き織物の色を分析するのに
使用されるヘツドを提供する事にある。

本発明の他の目的は、サンプルから反射された光のうち
止反射光の主たる経路から外れた位置に集光素子が配置
されている新規なヘツドを提供する事にある。

本発明の他の目的は、薄いサンプルの織物を測定するの
に有用な織物の色を測定するヘツドを提供する事にある
。

本発明の他の目的は、サンプルを通過する光及び支持板
から反射する光に起因する問題を回避する測定ヘツドを
提供する事にある。

簡単に云うと、本発明は試験サンプルを照射するよう光
を伝播する光学繊維束の端部を内部で受取る第１空洞部
を有する不透明ヘツドを含む。

ヘツドはその一方の側に向かつて開く室を含み、その開
口部分は表面反射を減じるよう反射防止物質で被覆され
たガラス板によつて覆われる。手で付勢される昇降機構
が試険サンプルをヘツドと接触するように上昇させるの
に用いられるが、この昇降機構は照射中に試験サンプル
の色を受け継ぐ透明材料から成るパツドを含む。パツド
はサンプルをガラス板の外表面に向つて押圧する。サン
プルから反射された光を受取り且つそれをスペクトル分
光器又は他の型の光分析器に伝播する為に複数個の別に
設けられた光学繊維束がそれらの端部をヘツド構成体に
装着させ或いは結合させている。これらの束の受取り端
は主に拡散反射光を受取る為、目的物から正反射された
光の直接の光路の外側に位置付けられる。室の内部は内
部反射を最小にするよう黒くされる。図面に従つて、先
ず第１図及び第２図を参照し乍ら説明すると、本発明の
装置は昇降機のサンプル支持部１２上の一定の位置に装
着されたヘツド１１を有する金属の台１０を含む。

台１０は複数枚の板１３乃至１７を例えば溶接により又
はネジ固着により普通の態様で互いに結合させたものか
ら成る。板１３は水平であり、且つヘツド１１がその前
方に装着された板１４の下側にある。板１３及び１４は
両者間に延びる垂直板１５に結合される。板１６及び１
７は板１３の底部の側面に沿つて位置付けられ、そして
へツド１１と支持部１２との間に置かれたサンプルをオ
ペレータがアクセスし易い（取出し易い）ような位置に
ある器具と結合される卓のような支持表面の上に休止さ
せられる。支持部１２は垂直に延びる円柱の軸２３と、
その上端の径の大きい部分２４にしてその中にパツド２
５が埋込まれたものとを含む。

２４及び２５の上面は平担であり且つ水平である。

軸２３は板１３にヘツド１１の下方で装着された円錐部
材２７内を貫通する。軸受２８は軸２３をそれが第１図
の実線と破線との間で垂直方向に移動され得るように案
内する。軸２３の下端には細長い孔２９が設けられ、こ
の細孔２９は一緒に回転するよう軸３１にキー止めされ
た放射腕部３０の一端を受取る。軸３１は板１６及び１
７を貫通し且つそれらの板によつて支持されており、把
手４０に結合された径の大きい端部４６を有する。

戻り止め付勢桿４１は把手４０の中並びに把手４０の上
端にネジ止めされたつまみ４２の中を垂直方向に貫通す
る。付勢桿４１の上端はつまみ４２の上に突出し、下記
で説明する態様で戻り止め機構を付勢する為、手で押さ
れる構造になつている。つまみ４２内に装着された圧縮
バネ４３は桿４１の上部の先端が露出されるよう桿４１
を上方に偏倚する。桿４１の下端にも細長い孔が穿たれ
、ベルクランク型の戻り止め４４に結合される。戻り止
め４４はそれに隣接して板１７に装着された戻り止めバ
一４５と係合され得る。第２放射腕３３が腕３０と整夕
１ルて軸３１の後方に延び、垂直ピン３４の下端に対接
する。

ピン３４の下端は板１３を摺動可能に貫通し、ピン３４
の上端は径が小さくなつていてネジ部材３５の中を貫通
する。このネジ部材３５は板１４に固着されたネジ部材
３６中に装着される。部材３５は部材３６に関し回転可
能であり、これによつて部材３５の下端とピン３４の肩
との間に装着された圧縮バネ３８の圧縮力を調節するよ
う垂直方向に移動され且つ回転される。固定ナツト３ｒ
が部材３５の上端に装着され、偏倚用の構成を固着する
よう部材３６に向かつて締付けられ得る。戻り止め４４
の目的は、昇降機支持部１２を第１図の実線で示される
下方の位置一この位置は２４の下面が２７の上端よりも
幾分高い位置である一に固定する。そのような位置で、
バネ３８は軸３１を楔型戻り止め４４がバ一４５に向か
う方向に偏倚し、支持部１２が上方へ移動されないよう
にする。把手４０を把み、それを後方へ僅かに引き、そ
れから桿４１を下方に押す事によつて支持部は上昇され
得る。この作用が戻り止め４４をバ一４５から離れるよ
うに回転させ、従つて把手が前方に押され得るようにな
る。即ち戻り止め４４が４５をクリアする（超える）ま
で、バネ３８により移動されるのを可能にされる。それ
から桿４１が解放され得、支持部１２が第１図の破線の
位置に上方へ移動される。戻り止め４４がバ一４５の上
に来てそれと係合する係止固定位置に至るまでは把手４
０を後方へ引く事により支持部はは低くされている。第
１図及び第２図に示されるように、ヘツド１１は第１光
学繊維束５３に結合された筐体５２を含む。

束５３はサンプル５０を照射する為、スベクトル分光計
のような器具にそこから光を受取るようその他端（図示
せず）で結合される。サンプル５０から反射された拡散
光を受取り且つそれを分析の為、器具に伝播する為更に
４本の光学繊維束５４がヘツド１１に結合される。束５
４は筐体５２のまわりに９００ずつ隔てて配設される。
第５図はヘツド１１及び２本の束５４を通る直径方向に
とられた断面図である。各光学繊維束は普通の構成であ
り、勝手な方向を向いた光学繊維から成り、束の両端は
筐体５２の中に差込まれた小さい直径の先端部分を有す
る標準的なフエルールによつて固着される。束５４の下
端の繊維は束５４の下端を水平方向に横切つて延びる細
長い矩形の細孔５７（第６図参照）の形に形成される。
束５３の下端の繊維は円形に形成され、試験サンプル５
０に照射を与える。束５４の下端は筐体５２の中に形成
された空洞部即ち内室６０の上端まで筐体５２の軸に関
して４５ちの角度で延び、束５４同志の間隔と一致して
９０ち互いに隔てられる。

筐体５２は下方に開く円柱様の空洞部６２を有し、前述
の空洞部６０はこの中に開いている。円形のガラス板６
４がリング６６及びＯリング６５によつてハウジング６
２の下端に装着される。リング６６は筐体６２と一体で
あつても別個に形成され、ネジか又は溶接によつて結合
されても良い。リング６６はヘツド２４の外径に対応す
る外径を有する。パツド２５の直径は空洞部６２の直径
よりも幾分大きく、そのような空洞部の下端の下側にあ
つてその下端を完全に閉じるか又は覆うようになつてい
る。筐体５２はアルミニウムで形成されていても良く、
その内面は反射を出来る丈少なくするよう電解処理され
て黒色を呈し、黒色の反射防止塗料で以つて塗付される
。板６４は可視光の波長の範囲に亘る吸収性の低い水晶
ガラスから成る事が望ましい。表面は平担且つ平行であ
り、そのような表面の反射を減じるよう反射防止材料で
以つて被覆される。尚、束５３の挿入される空洞部６０
の軸を下方に延長して行くと、これは空洞部６２を横切
り開口部を覆う板６４に直角に突等る。又、他の４本の
束５４が夫々挿人される空洞部６０の軸を前述のとおり
夫々４５人の角度で下方斜めに延長して行くとこれらは
前記束５３の空洞部６０の延長軸上で一点に集束する。
各束の下端にある細孔５７第６図の位置は重要であり、
各細孔５７はヘツド１１内部での止反射の影響を最小に
するよう位置付けられる。

この事を説明する為に、２本の光線７０及び７２が等５
図に図式的に示される。光は、各光学繊維の下端から出
るとき、個々の繊維のコア材料及び被覆の屈折率に応じ
た角度だけ通常は広がる。典型的な角度は１６じのオー
ダーであつても良い。光線７０は束５３の最左端の光学
繊維から出て来る光の末端の状況を表わすが、この光は
繊維から出て来る光のコーン（円錐）の左端に沿うもの
である。光線７０は空洞部６２の内部を通つて下方に進
み、板６４を通つて屈折される。光線７０はそこでサン
プル５０の上面で反射される。この光線は空洞部６２を
経て上方へ進み、空洞部６０の中へ進んで７４のところ
でその壁部に突当る。光線はこの壁部で反射され、細孔
５７には入射しない。細孔５７は空洞部６０の中にこの
ように位置付けられ又はその奥に設置され、これによつ
て光学繊維束から来る正反射光に対しては細孔５７への
直接反射径路がないようにし、この場合そのような直接
光線があつてもそれがその細孔に突当る為に１度よりも
多く筐体５２の内部の壁部で反射されるようにする。筐
体５２の黒色の内壁の低い反射特性によつて、細孔５７
に突当る正反射による光成分が非常に低い値を有する。
もう一方の端の光線７２も空洞部６２によつて形成され
た室を通つて同様に下向きは進み、ガラス板６４を通し
て屈折される。試験サンプル５０の上面から反射される
光が空洞部を通つて上向きに進み、空洞内部の上面に７
６の位置で突当り、それによつて光が下向きに反射され
る。この光は下向きに進み、ガラス板６４を通つて上向
きに進み壁部に７７の位置で突当る。この光線は空洞部
６０部の中へ進み、壁部に７８，７９及び８０の位置に
突当る。この時までに、この光線が筐体５２の内面に５
箇所で反射されても末だ細孔５７に達しない事が理解さ
れよう。束５３内部の他の繊維から出て来る光線が同様
に追跡され得るが筐体５２の内壁で少なくとも２回反射
されないうちは細孔５７に人射する事はないだろう。支
持部１２が試験サンプル５０をヘツド１１に向かつて押
しつける場合の力を制御するのにバネ３８の力が使用さ
れる。

サンプルは材料が板６４の下面に対接するようバネ３８
の力の下で圧縮される。この表面は光学繊維束を一定の
距離に位置付ける為の基準面を提供し、斯してもしも板
６４が存在せず且つもしもサンプル５０としての織物、
ふさ又は繊維が制御されない態様でヘツドの中へ延びる
のを可能にされたならば生じるかもしれない誤つた読み
を防ぐ。ガラス板６４を陽つけない為、リング６６の厚
さにより少しだけ引込められ、この結果、リング６６が
ヘツド２４又はパツド２５の上端に直接は対接しない。
放射状に延びる腕８２が軸３１に板１６付近で取付けら
れ、ダツシユボツト機構８３が板１６に腕８２の端部と
整夕１ルて装着され、ダツシユボツトの付勢桿８４が腕
８２に対接するようにする。ダツシユボツト機構は把手
４０がオペレータにより滑り出るように動かされた場合
へツド１１に向かつての支持部１２の運動を制御しつつ
昇降機がバネ３８の圧縮力により上向きに移動するよう
にする。パツド２５は白又は無色のポリエチレンから成
る事が好ましく、又透明であり且つ普通の織物の屈折率
にはぼ等しい屈折率−そのような屈折率は例えば約１．
５である一を有する所望の光学特性を持つ事が望ましい
。

屈折率が同じであれば界面反射が最小限になる。サンプ
ルを通過する光はポリエチレンパツドを照射する。従つ
て、パツドはサンプルと同じ色をとるか又は同じ色に見
え、それから反射された光がサンプルと同じ色特性にな
る。パツドはサンプルからの光を吸収せず、そこからサ
ンプルを通して光を後方に反射させて犬きく拡散させる
。サンプルは透過フイルタであるかのように作用する。
パツドは実効的には無限大の厚さを有し、層の反射を解
く為の周知のＫｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ理論の要件を満
足する。実際のパツドの厚さは１．６ｍ１Ｌ（１／１６
インチ）又はそれよりも大であり、特に約３，２ｍｍの
パツドは満足すべきものである。非常に明らかなように
、光が裏板から反射され得るような他の比色計又はスペ
クトル分光計とともにそこで開示される組合せ以外にも
そのようなパツドはそれ自体で使用され得る。それは正
確で且つ再生可能な読みを与えるようそのような他の器
具の圧力板６４と組合わせても使用され得る。本発明は
、非常に正確で且つ再生可能な色の測定基準及び分析を
もたらすよう容易に較正され得る構造と動作モードとを
提供する。

ヘツドが束５４によつて正反射成分を受取るのを出来る
丈少なくするよう構成される。それにも拘らず或る種の
反射成分が受取られた場合それは較正方法によつて容易
に補償され得る。更に、反射光が普通の分光計を使用す
る事によつて分析され得るよう照射は可変的な単色光か
又は多色光かのどちらであつても良い。サンプルの反射
が圧力の度合により影響をうける事が判つた。

反射光が圧力に関して測定されるならば、反射光は圧力
がＯから増加するにつれて増加する。但しこの圧力は、
目に見える変化が反射孔に生じない圧力に達する迄増加
する。従つて、バネ３８によつて与えられる力は反射光
が圧力とともに変化しない範囲内でサンプルに圧力を与
えるよう調節される必要がある。約０．２１ｋ９／ｄ程
度の低い圧力でも使用され得るが、好適な圧力動作点は
約０．３３±０．０１４ｋ９／〜位である。約０．２１
１＜ｇ／〜以下では反射光が圧力とともに変化し過ぎる
。このように織物の繊維を圧縮していけば、ある安定な
或いは一定の反射値が現われるような織物の密度を与え
る圧力が存在すると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の好適な実施例を一部断面し
て示す側面図及び正面図、第３図は第２図の線３−３に
沿つてとつた上面図、第４図は第２図の線４−４に沿つ
てとつた戻り止め機構の詳細な側面図、第５図はヘツド
及び支持パツドの間に試験サンプルが保持されていると
きの拡大断面図、そして第６図は第５図の線６−６に沿
つてとつた光学繊維の先端部の形状を示す断面図である
。 １０・・・・・・ヘツド、１２・・・・・・サンプル支
持部、２５・・・・・・支持パツド、５０・・・・・・
試験サンプル、５２・・・・・・不透明筐体、５３・・
・・・・（第１）光学繊維束、５４・・・・・・（第２
）光学繊維束、６０・・・・・・（５３に対応する）第
１空洞部（孔）、（５４に対応する）第２空洞部（孔）
、６２・・・・・・空洞部（又は内室）、６４・・・・
・・透明ガラス板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平担な開口端面、黒色の内側表面を有する内室、該
   開口端面にほぼ垂直に延び且つ上記内室に交わる第１の
   孔、該第１の孔の軸の延長線上の一点に収束する複数の
   線に沿つて上記内室に交わる複数の第２の孔を有する筐
   体と上記開口端面に対置して置かれた織物サンプルを照
   射する為、上記第１の孔に一端が装着され且つ他端が光
   を受取るようにされた第１光学繊維束と、上記織物サン
   プルから反射された拡散光を受取る為上記夫々の第２の
   孔に各々一端を装着させて成る複数の第２光学繊維束と
   、上記織物サンプルを支持する手段とを具備し、上記第
   ２光学繊維束の一端は、織物サンプルからの正反射成分
   が少くとも２回上記筐体内で反射されてからこれを受取
   るように上記筐体の内側表面から引込んだ位置に配置さ
   れていることと、上記開口端面は透明板で覆われている
   ことと、上記織物サンプルを支持する手段は上記透明板
   に向つて織物サンプルを予定の圧力で押圧するようにな
   つていることと、を特徴とする、織物サンプルの色を分
   析する装置。