JPS62116223A - 螢光物体色測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、蛍光物体色測定装置に関し、更に詳しくは、
蛍光染料又は、蛍光顔料を含む試料が任意の照明光下で
どのような色に見えるか、つまり蛍光物体色を計算する
際に必要な数値を供給する測定装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

蛍光染料又は、蛍光顔料を含む試料（以下、蛍光性試料
と称す）の物体色（以下、蛍光物体色と称す）が、非蛍
光性試料の物体色と大きく異なる点は、その分光放射輝
度率（常用標準白色面に対する試料の見かけの分光反射
率）が照明光によって異なるため、一般に、単一の照明
光を用いて測定した分光放射輝度率のみから任意の照明
光下における物体色を計算することが出来ない点にある
。

このため従来、蛍光物体色に関する様々な測定方法及び
推定方法が提案されている。これらの方法を、実用に適
するという観点から整理してみると、１分光器法と２分
光器法に大別することができる。

１分光器法かセでは、白色光照明−分光観測の条件下に
おける受光器側、及び単色光照明−非分光観測の条件下
における照明側のそれぞれに分光器を１つ使用する方法
である。しかしこの方法は、上記の２つの条件下でそれ
ぞれ分光放射輝度率を測定しなければならないため、測
定が煩雑であるという欠点がある。しかもこの方法は、
測定方法を簡略化するために、蛍光成分の発光スペクト
ルの形状は励起波長に依存しないなど様々な仮定が含ま
れている簡易測定方法であるため、白色光照明−分光観
測時に用いた照明光と分光分布が非常に異なる照明光に
対しては、蛍光物体色の推定誤差が大きくなるという欠
点がある。

一方２分光器法は、励起単色光用と分光観測用に２つの
分光器を使用する方法であり、その測定原理上、正確に
任意の照明光下の蛍光物体色を推定できるという長所が
ある。しかしこの方法は、励起単色光と分光観測のそれ
ぞれについて分光器の波長を変えて測定しなければなら
ないため、測定時間が長くなり、測定値のデータ点数も
非常に多くなるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、非蛍光性
試料の物体色測定と同程度の手順で、任意の照明光下に
おける蛍光物体色を容易に測定しうる蛍光物体色測定装
置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、従来の２分光器法における受光器系を三刺激値
直読形色彩計で構成することにより、任意の照明光に対
する蛍光物体色の推定精度を低下させることなく、しか
もａｌｌ定が非常に簡便になるという事実を確認して本
発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の蛍光物体色測定装置は、光源と分光
器の組合せにより任意の波長の単色光が得られる光照射
系と、ルータ−条件を満足する三刺激値直読形色彩計か
らなる受光器系を有することを特徴とする。

更に、かかる蛍光物体色の測定は、日本工業規格（ＪＩ
Ｓ　Ｚ　８７２２）に規定する条件ａ又はす、つまり０
’　／　４５°又は４５°１０″の照明・受光の幾何学
的条件の下で測定することが望ましく、該光照射系から
の単色光を波長を順次変化させながら蛍光性試料にＯｏ
または４５″の入射角で照射し、該単色光の波長に対応
して４５°またはＯｏ　の受光角に設定した該受光器系
で、該試料からの反射光及び蛍光を三刺激値の形で測定
して行う。

（発明の実施例〕 以下図面を参照して、この発明の詳細な説明する。第１
図は、本発明に係る蛍光物体色測定装置の一実施例を示
す断面図である。第１図において図面番号１はハロゲン
電球または重水素ランプなどの光源、２は分光器、３は
ビームスプリッタ−１４は光ダイオード、５は被測定試
料取り付は枠、６は三刺激値直読形色彩計をそれぞれ表
しており。

以上の部品１〜６はカバー７に取り付けられ、蛍光物体
色測定装置８を構成している。

先ず、この測定装置に係る測定原理を記す。

任意の照明光Ｓ（λ）下における分光放射輝度Ｓ（λ）
βい、（λ）は次式で表わされる。

Ｓ（λ）β１，８（λ）＝Ｓ（λ）β。（λ）＋／Ｓ（
μ）βｆ（μ、λ）ｄμ　ωここで　βい、（λ）は光
＠Ｓに依存する全分光放射輝度率、　β。（λ）は試料
の反射成分に対する反射分光放射輝度率、βｆ（μ、λ
）は波長μの励起光に対する波長λの蛍光の比率を表す
蛍光成分の放射輝度率を表す。

２分光器法では、励起波長μと蛍光波長λを各々変えて
測定することにより、βｔ（μ、λ）とβ。（λ）を求
めている。

反射分光放射輝度率β。（λ）は、次式のように表すこ
ともできる。

これを０式に代入して、 Ｓ（λ）βい。（λ）＝ｆＳＣμ）（β。（μ、λ）＋
βｆ（μ、λ））ｄμ＝／Ｓ（μ）βよ（μ、λ）ｄμ
　　　　　　　■ただし、βｔ（μ、λ）＝β。（μ、
λ）＋βｆ（μ、λ）よって三刺激値ｘ、ｙ、ｚは、（
３）式と日本工業規格（ＪＩＳ　Ｚ　８７０１またはＺ
　８７２８）　＆：規定する等色関数Ｙ（λ）、ｙ（λ
）、Ｔ（λ）よりＸ　＝　／Ｓ（λ）βｔ、８（λ）マ
（λ）ｄλ＝　ｆｆＥ３（μ）βゎ（μ、λ）Ｙ（λ）
ｄμｄλＹ　＝　／Ｓ（λ）βｔｙｌｌ＋（λ）ｙ（λ
）ｄλ＝　ｆｆ５ｃμ）βよ（μ、λ）ｙ（λ）ｄμｄ
λＺ　＝　／Ｓ（λ）βカ、８（λ）Ｔ（λ）ｄλ＝　
ｆｆＳｃμ）β、（μ、λ）Ｚ（λ）ｄμｄλ　　　　
（イ）で計算できる。

今、単位照射エネルギー単色光（Ｓ（μ）＝１）に対す
る三刺激値を、分光三刺激値Ｘ（μ）。

Ｙ（μ）、Ｚ（μ）と呼ぶことにすると、（へ）式がら
Ｘ（μ）＝＃１（μ、λ）ｘ（λ）ｄλＹ（μ）＝／ｐ
ｔ（μ、λ）バλ）ｄλ２（μ）＝／βカ（μ、λ）訂
λ）ｄλ　　　　　　　０となり、に）式は Ｚ　＝　／Ｓ（μ翫）ｄμ　　　　　０で表わされる。

よって本発明に係る蛍光物体色測定装置を用いて、０式
で表される分光三刺激値を直接測定すれば、任意の照明
光下における蛍光物体色は０式から求められる。

以上が測定原理である０次に測定方法について記す。

今、相対分光放射束Ｐ（μ）の単色光を、蛍光性試料に
照射し、その反射光を三刺激値直読形色彩計で取り込む
と、得られる結果Ｘ′（μ）。

ｙ’（μＬ　ｚ／　（μ）は ｚ’　（μ）＝Ｐ（μ）焔μ） ■ となる。

一７＝ よって測定手順は ステップ１ 硫酸バリウムまたは酸化マグネシウムなどの常用標準白
色面（板）を、被測定試料取り付は枠５に設置する。

そして波長選択性の無いビームスプリッタ−３で反射さ
れた単色光９ａの相対分光放射束Ｐ（μ）を、分光応答
度Ｒ（μ）が既知な光ダイオード４で測定する。

Ｐ（μ）＝０（μ）／Ｒ（μ）　　　　　＠ここで０（
μ）は光ダイオード４の出力これと同時に、ビームスプ
リッタ−３を透過した単色光９ｂは上記常用標準白色面
に照射され、その４５°方向の反射光９ｃの三刺激値補
正係数Ｋｘ。

Ｋｙ、　Ｋｚを、三刺激値直読形色彩計６を用いて測定
する。

ｐｃｘ　＝　１００　／　／Ｘ’　ｏ　（／Ａ）　／　
Ｐ　（μ）　ｄｔｔＫ３／　＝　１００　／　／Ｙ’。

（μ）／Ｐ（μ）ｄμＫｚ　＝　１００／　ｆＺ’　ｏ
　（μ）　／　Ｐ　（μ）　ｄμａ）形量６の出力。

ステップ２ 次に、蛍光性試料を被測定試料取り付は枠５に設置し、
三刺激値直読形色彩計の出力ｘ’　（μ）、Ｙ’　（μ
Ｌ　Ｚ’　（μ）から、被測定試料の分光三刺激値Ｘ（
μ）、Ｙ（μ）、２（μ）を求める。

Ｘ（μ）＝ＫｘＸ’　（μ）／Ｐ（μ）Ｙ（μ）＝Ｋｙ
Ｙ’　（μ）／Ｐ（μ）Ｚ　（／１４）　＝　Ｋｚ　Ｚ
’　（μ）　／　Ｐ　（μ）　　　　　　　　　（１０
）ステップ３ ０式から、任意の分光分布Ｓ（μ）の照明光下の蛍光物
体色を計算する。

以上の構成及び測定方法により求めた、赤色蛍光塗装紙
に対する分光三刺激値の測定結果を、第２図に示す。

以上、三刺激値直読形色彩計を用いた蛍光物体色測定装
置の実施例について示したが、以下、この三刺激値直読
形色彩計の構成例について記す。

第３図は、光受光器９と色フイルタ−１０の複数対の組
合せにより、また第４図は、光ダイオード・アレイ１１
と分光透過率が該光ダイオード・アレイ１１のセグメン
ト位置に依存するように製造した光干渉膜１２の組合せ
により、三刺激値直読形色彩計６を実現した実施例をそ
れぞれ示しており、図面番号１３はミラー、１４はハー
フミラ−１１５は凹面鏡をそれぞれ表している。共に、
各対ごとの複数の出力が計算機１６に取り込まれ、あら
かじめ求めておいたルータ−条件を成立させる係数を、
各出力ごとに乗算し、加算することにより、三刺激値が
得られる。特に、第３図における光受光器９と色フイル
タ−１０の対、並びに第４図における光ダイオード・ア
レイ１１のセグメントの数を多くすればするほど、冗長
度が大きくなり、ルータ−条件を成立しやすく、最終的
な出力である三刺激値の測定精度が向上するという長所
を有する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の蛍光物体色測
定装置を用いてＨ１’ｌ定すると、単色光照明−刺激値
直読観測の１条件下でのみ測定が行えるため、１分光器
法よりａｌｌ定が簡便で、しかも従来の蛍光物体色の測
定法の中でも最も正確な値が得られる２分光器法に匹敵
する正確な蛍光物体色の値が得られる。しかも本測定装
置では、取り扱う測定データ点数が２分光器法より非常
に少なくて済むため、測定時間及び任意の照明光に対す
る蛍光物体色の計算時間が短く、測定データをコンピュ
ータの記録媒体に保存する場合、ファイル容量が少なく
て済むという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蛍光物体色測定装置の一実施例を
示す断面図、第２図は本実施例を用いて測定した単色光
励起に対する赤色蛍光塗装紙の三刺激値分光特性のグラ
フ、第３図並びに第４図はそれぞれ三刺激値直読形色彩
計の実施例を示す断面図。 １・・・光源、　　　　　　　　２・・・分光器６・・
・三刺激値直読形色彩計、８・・・蛍光物体色測定装置
９・・・光受光器、　　　　　　１ｏ・・・色フイルタ
−１１・・・光ダイオード・アレイ、１２・・・光干渉
膜代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　竹　花　喜久男 第　　１　図 単色ａｉＭ力赳力友４梨ミ７４４７２＠）第　　２　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と分光器の組合せにより任意の波長の単色光
   が得られる光照射系と、ルーター条件を満足する三刺激
   値直読形色彩計からなる受光器系を有し、該光照射系か
   らの単色光を波長を順次変化させながら蛍光性試料に照
   射し、該単色光の波長に対応して該受光器系で該試料か
   らの反射光及び蛍光を三刺激値の形で測定することを特
   徴とする蛍光物体色測定装置。
2. （２）前記三刺激値直読形色彩計を、色フィルターと光
   受光器の組合せにより構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の蛍光物体色測定装置。
3. （３）前記三刺激値直読形色彩計を、光干渉膜と光ダイ
   オード・アレイの組合せにより構成し、該光干渉膜は該
   光ダイオード・アレイのセグメント部位ごとに異なる分
   光透過率を有するようにしたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の蛍光物体色測定装置。