JPS609708Y2 - 積分球式標準光源装置 - Google Patents

積分球式標準光源装置

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JPS609708Y2
JPS609708Y2 JP1978036113U JP3611378U JPS609708Y2 JP S609708 Y2 JPS609708 Y2 JP S609708Y2 JP 1978036113 U JP1978036113 U JP 1978036113U JP 3611378 U JP3611378 U JP 3611378U JP S609708 Y2 JPS609708 Y2 JP S609708Y2
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres

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  • Pathology (AREA)
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Description

【考案の詳細な説明】 塗料、プラスチック、着色アルミニウム等を塗布された
色彩のある工業製品の色を視惑により検査する場合、微
小な色の差を比較することが要求されるが、この要求に
対して従来は自然昼光によって、或いは人工光源を用い
た標準光源装置によって検査判定していた。
゛自然昼光による色比較の照明光には日の出3時間後か
ら日没3時間前の自然昼光が推奨されているが、自然昼
光そのものは季節、天候、時間によって絶えず変化し、
一定の条件が得難いため、工業的には前述の標準光源装
置の人工照明を使用するのが一般的となっている。
従来の標準光源装置は、光源としてキセノンランプ又は
色温度6500’Kを有しJIS、CIE(国際照明委
員会)で規定するD6.の光特性をもつ蛍光灯、又はタ
ングステン白熱電球を用い、試料の上部に光源を置き、
45°方向か視惑により色を測定するものである。
即ち、第1図に示す従来の標準光源装置の実施例に於て
は、筐体1の上端部の光源室の床2の照明穴上方にD6
の光特性を有する蛍光灯3が配置され、該照明穴上にス
リガラス板4を取付け、前記筐体1の底面中央に試料5
を置き、該筐体の正面開口より約456の矢印6の方向
から観察する簡単な装置である。
光源3からの光はスリガラス板4により散乱するが、試
料5の照明する光はほぼ直上の一方向の光7が大部分で
あり、この状態で矢印6の45°方向から観察すると、
試料5の表面の拡散反射光8のうちの45°方向の光の
み目に入り光7の正反射光7′は目に入らない。
しかし、その従来の標準光源装置は前記蛍光灯が常に一
定光量で試料を照射し且つ一定の反射光量が目に入るの
で、視感による製品の比色検査にはなくてはならぬ程広
く普及していた。
しかし、一般の塗装品、プラスチック、繊維等の製品に
対しては極めて有用であるが、表面の乱反射と指向性の
ある正反射の二重反射や偏光等の光学特性を利用して特
殊な視惑効果を発揮するメタリック塗膜や着色酸化皮膜
アルミニウム等が自動車や建造物に多量に使用されるよ
うになった現在、従来の装置のような一方向光による照
明では目と試料との相対的位置の僅かなずれによって目
に入る反射光量即ち色が変化するので色比較が行いえず
、そのためこの装置で判定した結果検査は合格したが後
刻取引上のクレームを生じることがしばしばあった。
この原因は試料を照明する光の方向性が自然昼光の状態
と異なるためである。
そこで、第2図及び第3図のメタリック塗膜層及び着色
アルミニウムの陽極酸化皮膜層によってこれ膜層の反射
特性を説明する。
第2図に於て、メタリック塗膜の透明樹脂層11の上層
部にアルミニウム等の金属微粉12が理由は不明だが比
較的方向性をもって散在した状態になっている。
これに成る方向より光13が照明されると、表面に於て
まず拡散反射される光14と前記透明樹脂層11を透過
して前記金属微粉12によって反射される強い正反射光
15とが重なって反射されるので正反射光、15の方向
からみるとキラキラ感を含んでメタリック塗装特有の色
感が目に入ってくるが別な角度からはみえない。
又第3図の着色アルミニウムの場合は、成る方向より光
21が照明さ′れるとまず表面に於て拡散反射光22と
着色された陽極酸化皮膜層23を透過して素地のアルミ
金属面24で反射して出てくる強い正反射光15とが重
なって反射されるので正反射光25の方向からみると色
が濃く且つ鮮やかな色の着色アルミニウム特有な色が目
に入ってくるが視角がかわるとみえなくなる。
又陽極酸化皮膜層の厚さ、染料の種類により偏光の現象
を生じ、例えば黄色の反射光が緑色を帯びてみえる場合
がある。
従って例えば昼間の明るさ即ち自然昼光のような太陽光
線による周囲の建造物や地面からの乱反射光や青空塵挨
や雲からの拡散反射光等によってあらゆる方向から照明
される明るさの状態では前記メタリック塗装や着色アル
ミニウムは観察者の位置が移動しても、常にほぼ同様な
拡散反射光と強い正反射光が目に入り、夫々の塗膜特有
の光学特性を有する色感が得られる。
この状態が人々が屋外や屋内でメタリック塗装の自動車
車体や陽極酸化皮膜処理着色アルミニウム外装の高層ビ
ルから受ける色感である。
従って、このような製品の色検査をする場合従来の標準
光源装置のような一方向からの照明光では前に説明した
ように拡散反射光のみが視感され実際の屋外での色感が
再現できないため、正確な色比較ができないばかりでな
く、色違いがあっても色の差が識別できずに検査合格し
てしまいクリームがつくことがしばしば生じた。
本考案による積分球式標準光源装置は、表面処理技術の
向上について行けなかったこの種の検査装置の開発の立
ち遅れによって生じた上記の欠点を解消するために開発
されたもので、屋外(又は比較的明るい屋内))の環境
で人々が物体の色を見る時の照明光の条件を、装置内に
於て、光源により人工的に極めて理想的な照明光によっ
て再現させることによって、如何に複雑な反射特性を有
する製品の表面層に対しても自然環境下での実際の識別
と同様に色比較と色の差が識別でき、あわせて演色効果
、蛍光増白効果の比較もできる画期的な標準光源装置で
ある。
以下第4図〜第6図によって本考案の積分球式標準光源
装置の一実施例を説明する。
第4図及び第5図に於て、本考案の積分球式標準光源装
置の立方体の筐体31には、はぼ筐体内をみたす直径の
好適にはアルミ板等軽合金属板から絞り成形された積分
球32が、その最下端の円形開口照明穴33の周縁部で
、前記筐体31の下端正面に試料挿入口34を開口し且
つ上面に前記穴33に整合する光通過穴35を有する積
分球据付台36に固定されている。
前記積分球32の内面は厚さIT/r!n以上の硫酸バ
リウム白色塗膜層34が形成されている。
該積分球32の頂部は着脱自在な天井蓋38となってお
り数基の外面周囲に環状の着座38′を有して前記最下
端の前記照明穴33と正対している。
該積分球32の前記筐体31の正面内面と面接する側面
に円形観察穴39が開口している。
前記天井蓋38はその中心に垂直に貫通する支柱40が
固定され、該支柱40の上端は持上げ把手40′を有し
、下端には前記天井蓋38より小さい直径の遮光板41
がその中心で水平に固定されている。
この遮光板41の上面には通常のD65光源ランプ42
.2個のタングステン白熱電球43と新規追加のブラッ
クライト44が配置され、前記遮光板41によって光源
の光が下端の後述する試料を直接照明しないようにされ
、更に前記筐体31の正面の点灯スイッチ11′により
選択的に何れかの光源を点灯する場合に他の電球に直接
光があたらないように遮光衝立45が前記各光源の間と
両端に設けられている。
第6図参照) 積分球内面と同様に前記遮光板41と遮
光衝立45の露出全表面には高反射率の硫酸バリウム白
色塗膜が塗布されている。
従って、光源の光は最初に必ず硫酸バリウム面で反射す
るようになっており、硫酸バリウム面は100%に近い
高反射率を持つ白色面で、且つ表面は無光沢粗面である
ため光源光は積分球内で殆んど吸収されることなく、四
方に乱反射して積分球内に際限なく散乱するので球内空
間は全体的に均一化した光となり、もし中に棒を置いた
場合この棒はあらゆる方向から光があたるため蔭影は全
く生じない。
前記筐体31の上面には、前記光源交換の場合に前記遮
光板41を前記天井蓋38と共に外部に取出しうるよう
に開閉蓋46が設けられ、又該筐体31の正面中央には
、前記円形穴39と整列する観察窓39′があけられ、
両開口39.39’は取付はリング金具47により固定
されている。
試料48の被検査表面が前記照明穴33部分の前記積分
球32の内面延長の想定球面に水平に接面するような正
規位置49を正確に且つ容易に決めるために、試料台5
0は引出し式に且つ弾圧式構造とした。
即ち前記試料48の上面が前記正規位置49に設定され
た時の前記試料台50の後端の水平軸51の両端部が前
記据付台36の左右各側面壁を貫通し、該貫通点を後端
起点として正面下端の前記試料挿入口34からの試料4
8の操作容易な位置まで前記試料台50を引出せる前記
軸51の案内長溝52が形成され、前記軸51の試料台
50内両端部に、該試料台を前記据付台裏面に弾圧する
ためのコイルバネ53が、一端を前記試料台50に固定
され他端が前記筐体1の底面を弾圧したまま滑動するよ
うに挿入され、更に前記試料台50の前縁は、両端近く
に前記据付台36の下面に弾圧する突起54と中央部に
手前に延在する引出し取手55を有している。
又、引出された試料台50のバネ反動を制限する突起5
1′とこれを前方下方に案内する長溝52′が設けられ
ている。
このようにして完成された積分球式光源装置に於ける積
分球32内の均一化した乱反射光を照明光として、第5
図にみられるように試料48の上面を照明して前記観察
窓39′から観察すると、反射方向性の強い試料でも又
試料を傾斜させても、目の位置を少し変えても、試料の
色の見え方は変らず自然昼光下で見る条件と同一で且つ
正確に色を視惑することができる。
具体的に説明すれば、前述のメタリック塗膜の表面の乱
反射光と金属粉の正反射光との二重反射光や、着色アル
ミニウム陽極酸化皮膜層の表面の乱反射光と着色皮膜層
を往復通過するアルミニウム素地の正反射光との二重反
射光、又は偏光をともなう性質をもつ試料の色は視線約
45°で試料を観察しても完全拡散照明であるため上記
視線方向にもやはり前記正反射光があり、又視線角度が
変化しても同様であり、従って昼の明るさの中で見る条
件と一致する明るく鮮かな色を再現できた。
従って、本考案の光源装置によれば、従来の光源装置と
比較して前記観察窓39′範囲の視線角度変化に影響さ
れずに正確に視感測測定できるようになった。
以下に、従来の光源装置と本考案の光源装置により試料
の色を視感測定した実験結果と、昼光下で視察した結の
一例の比較と説明を述べる。
観察した条件をまとめると表1のとおりとなる。
試料は着色アルミニウムと、比較のために一般の物体色
の代表として無光沢、無方向性の塗装板を用いて視惑測
定をおこなった。
1 試料の明るさの見え方の比較 従来の光源装置、本考案の光源装置、昼光下でそれぞれ
5種類の着色アルミニウムを比較して観察して、試料が
明るく見える順位(明度に相当)を1,2.・・・・・
・5、と決めた結果を表2に、又3種類の無光沢、無方
向性の塗装板の明るさの順位を表3に示す。
観察した結果、無光沢、無方向性の塗装板は、いずれの
光源装置で見ても、明るさの順位は、昼光下で見た明る
さの順位と一致したが、着色アルミニウムについては、
従来の光源装置では昼光下の明るさの順位とは異なった
結果となり、本考案の光源装置では一致した。
例えば表2で試料濃青は本考案の光源装置では順位5で
昼光下の順位と一致しているが、従来の光源装置では順
位3で一致しない。
この結果は青色アルミニウムは従来の光源装置では誤っ
た判定が生じ、トラブルの原因となることがわかり、本
考案の光源装置では精確な判定が出来ることを示してい
る。
2 試料の鮮かさの見え方の比較 試料の色を視感で判定する場合、通常標準見本色を作製
・保管しておいて、この見本色と比較して色違いを検査
する方法がおこなわれている。
無方向性の色票を用いた標準見本を試料の色相に合わせ
て作製し、且つ同一色相で彩度(鮮やかさ)を少しづつ
変えて、高い彩度から低い彩度にわたる5段階の彩度ス
ケールを作製して、試料の色の見え方を比較・判定をお
こなったところ、5種類の着色アルミニウム、及び無光
沢、無方向性の塗装板についてつぎの表4、表5の結果
が得られた。
彩度スケールは低彩度から等級1,2.・・・・・・と
し最も高い彩度のものを等級5として、各光源のもとて
試料と彩度スケールを比較して試料の彩度の等級をきめ
た。
無光沢、無方向性の塗装板は、いずれの光源装置で彩度
スケールと比較判定しても昼光下の判定と等級が一致し
たが、着色アルミニウムは、従来の光源装置では昼光下
の判定とは異なった結果となったが、本考案の光源装置
では昼光下の等級と一致した。
例えば表4で濃青は本考案の光源装置では等級4で、昼
光下の等級と一致したが、従来の光源装置では等級2と
判定し、昼光下と一致せず、彩度が低く、鮮やかさが減
少して見える結果を示した。
以上の如く、−例の着色アルミニウムは、明るさ、鮮や
かさは従来の光源装置では、我々が昼光下で見る色と異
なった色として見えるので、色検査、色の調色をおこな
った場合誤った判定となり、本考案による積分球式標準
光源装置は昼光下で見る色と一致した正しい判定が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光源装置の断面図、第2図はメタリック
塗装層の反射光を示す断面図、第3図は着色アルミニウ
ム陽極酸化皮膜層の反射光を示す断面図、第4図は本考
案の積分球式光源装置の一部破断面で示す正面図。 第5図は第2図は縦断面図。 第6図は光源ランプ配列の遮光板の平面図。図に於て、
主として、31・・・・・・筐体、32・・・・・・積
分球、33・・・・・・照明穴、34・・・・・・試料
挿入口、36・・・・・・据付台、37・・・・・・硫
酸バリウム白色塗膜層、38・・・・・・天井蓋、38
′・・・・・・着座、39・・・・・・視察穴、39′
・・・・・・視察窓、40・・・・・・支柱、40′・
・・・・・把手、41・・・・・・遮光板、42・・・
・・・D65光源ランプ、43・・・・・・タングステ
ン白熱電球、44・・・・・・ブラックライト、45・
・・・・・遮光衝立、46・・・・・・開閉蓋、47・
・・・・・取付はリング金具、48・・・・・・試料、
50・・・・・・試料台、51・・・・・・軸、52・
・・・・・案内長溝、53・・・・・・コイルバネ、5
4・・・・・・突起、55・・・・・・引出し取手、5
1′・・・・・・突起、52′・・・・・・案内長溝。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 標準光源装置に於て、全内面に硫酸バリウム等の高反射
    率の白色塗膜を塗布した殻構造積分球の頂部を着脱自在
    な天井蓋構造とし、数基の中心を垂直に貫通して数基に
    固定された短支柱の上端が数基の着脱自在に形成され、
    下端に全表面に硫酸バリウム等白色塗膜を塗布した水平
    配置の遮光板の中心を固定し、該遮光板上面にD65光
    源ランプ、タングステン白熱電球及びブラックライトラ
    ンプを装着し且つこれ等光源相互の間に同じく全表面に
    硫酸バリウム等白色塗膜を塗布した遮光衝立てを配設し
    、前記積分球の前記天井蓋と対向する底部に数基とほぼ
    同寸法の試料照明穴を開口し、前記積分球の前記天井蓋
    を前記照明穴の中心を結ぶ球軸と直交する球軸方向の側
    部に観察穴を開口し、更に前記照明穴の下方に、数代の
    部分に於ける前記積分球の内面延長の想定球面に試料上
    面を水平に接面させる機構及び前記試料の位置決めを容
    易にするための出し入れ機構を有する試料台を設けたこ
    とを特徴とする積分球式標準光源装置。
JP1978036113U 1978-03-23 1978-03-23 積分球式標準光源装置 Expired JPS609708Y2 (ja)

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