JPS62148819A - 分光測色計の光検出プロ−ブ - 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】 く本発明の産業上の利用分野〉 本発明は、被測定物体の照明及び被測定物体からの反射
光の受光を行なう分光測色計の光検出プローブに関する
。

〈従来技術〉（第６．７図） 近年、塗装、印刷、食品、化粧品等の色を測定する必要
性が増し、このため、被測定物に光を照射し、その反射
光をスペクトルに分光し、これに基づいて被測定物の色
を測定する分光測色計が使用されている。

しかして、半透明の塗装膜あるいは繊維製品のように表
面が決して一様で無いものを測色する場合、照明及び受
゛℃の幾何学的条件としてＪＩＳＺ８７２２−１９８２
の条件Ｃもしくは条件ｄが採用されている。そして、こ
の条件を；りたすために、被測定物の照明及び被測定物
からの反射光の受光を行なう光検出プローブには、積分
球が使わｔｌている。

第６図はこの積分球を使用した前記条件Ｃを満たす従来
の分光測色計の光検出プローブを示している。

即ち、積分球１は中空の球の内面に白色拡散反射塗料を
塗布し、窓２．３．４を設けたものである。光源５から
の光６は窓２から積分球１内に入射し、積分球１の内面
で拡散反射されて、窓３に臨ませた被測定物体Ａをあら
ゆる方向から均笠に照射される。そして、被測定物体Ａ
の法線とのなす角度が１０”以下の方向の被測定物体Ａ
からの反射光が窓４から外部へ出て、分光測色計本体７
に受けられ、これに基づいて測色される。

第７図は前記条件ｄを満たすもので、光源５がらの光６
は窓２から入射して窓３に臨まぼた被測定物体Ａに、法
線に対して角度が１０°を超えない光線束で照射され、
被測定物体Ａからの反則光は積分球１の内面で拡散反射
されて、窓４がらあらゆる方向からの光が外部へ出て、
分光側色８１本体７に受けられ、これに基づいて測色さ
れる。

く本発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の光検出プローブでは、
積分球１の外形が極めて大きいため、分光測色計本体７
に固定せざるを１９なかった。このため、被測定物体を
測定するには、積分球１の窓３まで、被測定物を運んで
押し当てなければならなかった。

しかし、例えばカラー鋼板あるいは大きな布地を測色す
る場合には、鋼板あるいは布地全体を積分球１の窓３ま
で持ち上げて押し当てることは困難であるから、鋼板あ
るいは布地から小さなサンプルに切り出して、これを積
分球１の窓３に押し当てて測色しなければならなかった
ため、測色作業が大変煩雑で多大な時間を要していた。

また、サンプルを切り取った周辺部分は商品として使え
なくなるので、測色煩度を上げることができず、製品の
色の管理上、不都合であった。

また積分球は高価であり、大型であるという欠点もあっ
た。

く本発明の目的さ 本発明は、このような問題を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは、積分球を用いるこ
とな（小型、軽層であって、しかも片手で保持して、被
測定物体に押し当てて測色できるようにした、分光測色
計の光検出プローブを提供することを目的としている。

〈本発明の実施例〉（第１〜５図） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の光検出プローブを用いた分光測色計全
体を示す模式図であり、図中１０は分光測色計本体、２
ｏは本発明による光検出プローブ、Ａは被測定物体を示
す。

分光測色計本体１０に設けられた標準光源１１から放射
された光は、光検出プローブ２ｏの照射用ファイバ束２
１内へ導かれ、光検出プローブ２０の先端面に押し当て
られた被測定物体Ａの表面で反射され、受光用ファイバ
束２２を介して分光器もしくはフィルターで構成される
分光反射率測定用光学系１２に入射される。

第２図は、光検出プローブ２０を示す外１２図であり、
第３図は光検出プローブ２０の内部構成を示す部分断面
図である。

図中、２３は人が手で操作しやすいような外径に形成さ
れた円筒ケースである。

円筒ケース２３の一端には、固定具２４によってリング
状のスペーサ２５が固定され、このスペーサ２５には、
固定具２６によって、例えばステンレスから成るフレキ
シブルホース２７の一端が固定されている。フレキシブ
ルホース２７の他端には、分光測色計本体１０に連結す
るための連結具２７ａが設けられている。

円筒ケース２３の他端には、支持円板２８が、一部が外
方へ露呈するように、固定具４８ａによって固定されて
いる。支持円板２８の外周面の外方へ露呈した部分には
ネジ面２８　ａが形成されている。

この支持円板２８のネジ面２８ａに、プローブキャップ
３０がその一端の円筒部３０ａの内面のネジ面３０ｂに
よって取付けられている。プローブキャップ３０の先端
は、先端側が次第に肉厚が大となった円錐部３０Ｃとな
っていて、円錐部３０Ｃの先端には、窓３１が設けられ
ている。この円錐部３０ｃの先端部３２は、円筒ケース
２３の＠線に垂直な平面となっている。

プローブキャップ３０の円錐部３００の内壁は、例えば
アルミニウム板の表面にホーニング加工などによって梨
地面にされた散乱反射面３３となっている。

なお、前記円筒ケース２３の側面には先端部近傍におい
て、孔３４が設けられ、この孔３４から外方へ突出する
ように、操作ボタン３５が設けられている。操作ボタン
３５の内側には、この操作ボタン３５によって動作する
マイクロスイッチ３６が設けられている。マイクロスイ
ッチを取付けたブロックは固定具２９により円筒ケース
２３の内側に固定されている。

前記照射用ファイバ束２１および受光用ファイバ束２２
は、フレキシブルホース２７の内部および円筒ケース２
３の内部を通って支持円板２８に固定されている。照射
用ファイバ束２１、受光用ファイバ束２２のフレキシブ
ルホース２７から露出した部分の端部には、分光反射率
測定用光学系１２に接続するための接続金具３７および
光源１１に接続するための接続金具３８がそれぞれ取付
けられている。

支持円板２８の中心には、裏面側に円柱突起３９が設け
られ、表面側に、環状凹部４０が設けられ、その中心に
貫通口４１が穿設されている。

この貫通孔４１の円柱突起３９の部分に、金属製の固定
管４２が嵌入され、固定具４３によって固定されている
。この固定管４２に受光用ファイバ束２２の端部が挿入
されている。

貫通孔４１の他端には、受光用レンズ４４が取付けられ
ている。

そして、第４図に示すように、中心軸○に対する最大傾
斜角θＩ　（第４図参照）が略１０°の視野（直径ｄ３
の円形部分）が、受光用ファイバ束２２の端面２２ａ　
（直径ｄｓ）に結像するように、受光用レンズ４４と受
光用ファイバ束２２の端面２２ａｆ！ｌの距離ａ１受光
用レンズ４４と窓３１間の距ｌｌ１ｂ及び受光用レンズ
４４の焦点距ｌｆが設定されている。

視野ｄ、以外からの光が受光用レンズ４４に達するのを
防ぐために、環状凹部４０には、中心軸Ｏに軸心が一致
するように、円筒部４５ａを有する迷光除去用フード４
５の基部４５ｂが固定されている。

なお、第４図に示すように、受光用レンズ４４に達する
受光光線束の中心線（中心軸０）に対する最大傾斜角θ
２が５″以上とならないという前記ＪＩＳの条件Ｃを満
足するには、第４図の５″の傾斜角の光線Ｘ＋と接する
位置より長くなるように、円筒部４５ａの良さを設定す
る。

迷光除去用フード４５の外側には、迷光除去用フード４
５方向から視野ｄ３を照明して正反射した光がそのまま
受光用レンズ４４に達することを防ぐために、黒塗装が
施されている。

また、迷光除去用フード４５の内側には、視野ｄ３以外
から円筒部４５ａ内に入り込んだ光が円筒部４５ａ内壁
で反射しながら受光用レンズ４４に達することを防ぐた
めに、黒塗装が施されている。

また、支持円板２８には、貫通孔４１を中心とした同心
円上に、貫通孔４６が等間隔に前記貫通孔４１とほぼ平
行に４個設けられている。そして、各貫通孔４６、・・
・・・・には、金属製の固定管４７、・・・・・・がプ
ローブキャップ３０側へ突出した状態に嵌入され、固定
具４８ｂによって固定されている。

照射用ファイバ束２１を４本に分岐した照射用ファイバ
２１ａ１・・・・・・が各固定管４７、・・・・・・に
固定管４７の先端に一致するように挿入されている。

受光用ファイバ束２２の直径ｄ、及び分岐された４つの
照射用ファイバ束２１ａの直径ｄ２は、はぼ同一直径に
設定されている。照射用ファイバ束２１の光軸は、受光
用ファイバ束２２の光軸と略平行で、且つ、半径Ｒの同
心円上に配置されている。

前記半径Ｒ及び端面からキャップの先端面３３ａとの距
離Ｃは、第４図に示すように、照射用ファイバ束２１ａ
の端面２１ａ′から放射された光線×２が、直接視野ｄ
３を照明しない略限界距離となるように設定されている
。即ち、照射用ファイバ束２１ａから放射された光のう
ち、視野ｄ３に最も近い光線は第４図の光線×２で示さ
れるように、ファイバ束２１ａの最も受光ファイバ束に
近い側からファイバの許される最大角θ３で放射された
光線である。本実施例で用いたファイバはプラスチック
ファイバであり、その間口角は６０°であり、したがっ
て許される最大角θ３は略３０６である。

したがって、第４図から明らかなように、ＲとＣとの間
に Ｒ＝　　　　　　　ｄ　　　３　　＋　　　　　　　ｄ
２＋　　　ｃ−ｔａｎ３０’なる関係が成り立つように
、ＲｌＣがそれぞれ設定されている。

なお、４９（第２図）は、マイクロスイッチ３６に接続
されたリード線であって、分光測色計本体１０の電気的
演算回路（図示せず）に接続されており、同スイッチ３
６がＯＮの状態の時に前記演算回路で演算が行なわれ測
色結果が分光測色計本体１０により表示される。

〈上記実施例の動作〉 次に、上記実施例の動作を説明する。

円筒ケース２３はフレギシブルホース２７で分光測色計
本体１０に接続されているので、円筒ケース２３を片手
に握って、自由に被測定物体Ａまで動かすことができる
。従って、被測定物体Ａを測色するには、円筒ケース２
３を手に持って、第５図に示すように、被測定物体への
表面にプローブキャップ３０の先端の窓３１を押し当て
ればよい。このとぎ、円筒ケース２３に対して垂直とな
っているプローブキャップ３０の先端部３２を被測定物
体Ａに押し当てれば、被測定物体Ａは照射用ファイバ束
２１ａ及び受光用ファイバ束２２の光軸に対して垂直と
なる。

次に操作ボタン３５を押すと潤色が行なわれる。

光源１１は、測色計本体の電源スィッチ（図示せず）を
投入すると常時点灯しており、標準光源１１から放射さ
れた標準光は、照射用ファイバ束２１を通って４つに分
岐された照射用ファイバ束２１ａ、・・・・・・の端面
２１ａ′から放射される。照射用ファイバ束２１ａ１・
・・・・・から放射された光は、第５図に示すように、
プローブキャップ３０内面の梨地加工された散乱反射面
３３によって散乱反射され、一部は窓３１へ向い被測定
物体Ａの表面を照明する。また、一部は、上方へ散乱さ
れ、支持円板２８の表面によって反射される。この反射
光は被測定物体Ａの表面又は再度散乱反射面３３へ向い
、再び散乱反射される。このようにして、照射用ファイ
バ束２１ａ１・・・・・・からの光は最終的に、窓３１
に臨ｌυだ被測定物体Ａの表面を照明する。

したがって、被測定物体Ａの表面から見れば、あらゆる
方向からの光によって照明されていることになり、第６
図に示した条件Ｃの積分球１を用いた照明と等価な照明
となる。

被測定物体へのうち、視野ｄ３からの反射光が受光用レ
ンズ４４ににつて受光用ファイバ束２２の端面２２ａに
受光される。この視野ｄ３から反射した受光光線は、被
測定物体Ａに対する法線（中心軸Ｏ）に対する最大傾斜
角θｌが略１０’で、且つ、受光光線の中心線（中心軸
０）に対する最大傾斜角θ２が略５°である。また、前
記したように、視野ｄ３には受光用ファイバ束２２から
の直接光は照射されておらず、受光用レンズ４４の受光
光線には前記したように正反射光が含まれておらず、ま
た迷光除去用フード４５によって視野ｄ３以外からの反
射光は含まれておらず、迷光除去用フード４５の内壁を
反射して達する光線も含まれていない。従って、この受
光は、第６図に示した条件Ｃの積分球１の窓４からの受
光と等価な受光となる。

このようにして受光用ファイバ束２２の端面２２ａに受
光された光は受光用ファイバ束２２を通って分光反射率
測定用光学系１２に導かれて、分光測色がなされ、操作
ボタン３５を押した時にその測色値が出力される。

く本発明の他の実施例〉 以上本発明の一実施例を説明したが、本発明は１）な記
実施例に限定されず、種々の変形が可能であリ、例えば
、分岐する照射用ファイバ束２１ａの数は、前記した４
つに限らず、任意の数にすることができる。

また、前記実施例の照射と受光の関係を逆にしてもよい
。即ち、同心円上の複数の照射用ファイバ束２１ａ　、
２１ａ　、・・・を受光用ファイバ束として用い、中央
の受光用ファイバ束２２を照射用ファイバ束として用い
てもよい。

このように照射と受光の関係を逆にすれば、中央のファ
イバ束からの照射光は被測定物体Ａ平面の法線に対する
最大傾斜角が１０’以下となり、視野ｄ３からの散乱反
射光は支持円板２８で反射され且つプローブキャップ３
０の散乱反射面３３で散乱反射されて、同心円上のファ
イバ束にあらゆる方向の反射光として受光されるから、
第７図に示した条件ｄによる積分球１を用いた場合と等
価となる。

なお、本発明のプローブは回折格子分光測色計にもフＣ
ルターを用いた測色計にも接続して用いることができる
。

く本発明の効果〉 以上、説明したように本発明の光検出プローブは、手に
持って自由に被測定物体表面に即し当てるだけで測色で
きるから、従来のようにサンプルを切り出したりするこ
とが不要となり、測色作業が容易となり、製品の色の管
理を著しく向上できる。また、従来の光検出プローブの
ように積分球を用いないので、光検出プローブ自体はも
とより、分光測色計も小型、安価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光検出プローブを用いた分
光測色計全体の構成を示す概略図、第２図は光検出プロ
ーブを示す平面図、第３図は（Ａ）は光検出プローブの
先端部分の断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）におけるＢ
−Ｂ断面図、第４図は光検出プローブの先端部分におけ
る各構成部分の位置関係を示す図、第５図は光線の反射
を示す模式第６．７図は積分球を用いた従来の光検出プ
ローブを示す模式図である。 Ａ・・・・・・被測定物体、１０・・・・・・分光測色
計本体、１１・・・・・・標準光源、１２・・・・・・
分光反射率測定用光学系、２０・・・・・・光検出プロ
ーブ、２１・・・・・・照射用ファイバ束、２２・・・
・・・受光用ファイバ束、２３・・・・・・円筒ケース
、２７・・・・・・フレキシブルホース、２８・・・・
・・支持円板、３０・・・・・・プローブキャップ、３
Ｑｃ・・・・・・円錐部、３１・・・・・・窓、３３・
・・・・・散乱反射面、３５・・・・・・操作ボタン、
３６・・・・・・マイクロスイッヂ、４１・・・・・・
貫通孔、４２・・・・・・固定管、４４・・・・・・受
光用レンズ、４５・・・・・・迷光除去用フード、４６
・・・・・・口過孔、４７・・・・・・固定管。 特許出願人　　　アンリツ株式会社 代理人　弁理士　　早　川　誠　志 ３１　　　Ａ　　　　　　３２ 第５図 第６図 ア 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端に軸心と同心の開口部を有し、内壁が該開口部に向
   って次第に縮径され、該内壁に散乱反射面が形成された
   プローブキャップと； 前記プローブキャップに取付けられ、前記開口部側に反
   射面が形成された支持円板と； 前記支持板に前記プローブキャップの軸心を通るように
   固定された受光用又は照射用の第１のファイバ束と； 前記第１のファイバ束と平行に、且つその軸心の延長線
   が前記プローブキャップの内壁を通るように、配置した
   照射用又は受光用の第２のファイバ束とを備え： 前記開口部に臨ませた被測定物からの正反射光が前記第
   １又は第２のファイバ束に入射する限界距離より離れて
   前記第２又は第１のファイバ束が配置された分光測色計
   の光検出プローブ。