JPS62177422A - 微小面色彩計 - 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】 産１」Ｊ１１１光Ｉ一 本発明は、自動車の塗装色などを測定する色彩計に関し
、特に微小面の色を測定する微小面色彩計に関するもの
である。

・米の　　・　明が　１しようとするＩＷ従来、上述の
ように所定の被測定領域の色を測定する色彩計は、例え
ば実開昭４８−１６８８７号公報などにおいて種々知ら
れている。そして、このような色彩計は、°例えば、事
故現場がら逃走した自動車が残した塗膜片がらその車種
を割り出すためなどに使用される。

一般に、メタリック塗装面の測定には、被測定試料全域
にわたって均一な照明が必要である上に、色情雑光の良
好なミキシングが必要である。これは、メタリック塗装
面は均一に照明しな−と、塗料内にランダムに混入され
ているアルミニツム片の影響で試料に対する照明角度に
よって測定値にばらつきが生じるからである。しかし、
上述した実開昭４８−１６８８７号公報に開示された色
彩計は、試料に対して約４５°の入射角をもつように照
明手段を配置して照明を行うとともに、試料の正面から
その反射光を受光して測定を行うように構成されている
ので、試料全域にわたる均一な照明ができない上に、色
情雑光を良好にミキシングすることもできないので、メ
タリック塗装面の測定は不可能である。更に、メタリッ
ク塗装面の測定は振動などによって被測定領域が変化す
ると正確な測定が不可能になるのに対して、この従来装
置においては、被測定領域がらの反射光を受光する受光
手段の前方でフィルタを切り換えるとともにそれに連動
して電気回路も切り換えるように構成されているので、
測定に時間がかが９メタリック塗装面の測定には適して
いない。

そこで、本発明は、このような従来Ｈｉｉｌの種々の欠
ツユを解消し、メタリンク塗装面の測定が可能であると
ともに、その測定に要する時間も短時間ですみ測定精度
ら高い微小面色彩計を提供ｒることを目的とするもので
ある。

ｌＩＩ　　ヴを　゛するための 上記目的を達成するために、本発明にかかる微小面色彩
計は、被測定領域の像を所定の結像面上に形成する結像
レンズと、被測定領域からの光を結像レンズを介して受
光する受光素子と、その結像レンズの光軸に対して円周
方向から被測定領域を照明する照明手段と、結像レンズ
の結像面近傍に配置され、結像レンズの射出瞳を受光素
子の受光面上に投影するコンデンサレンズとを有するこ
とを特徴とする。

１皿 本発明によれば、被測定領域は結像レンズの光軸に対し
て円周方向から照明され、被測定領域からの反射光は結
像レンズによって所定の結像面上に結像され、この結像
面近傍に配置されたコンデンサレンズによってミキシン
グされて受光素子の受光面上に投影される。

及Ｉ涯 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明一実施例の微小面色彩計を示す縦断面図
であり、同図において、（２）は微小面色彩計のフレー
ムを示し、このフレーム（２）に後述する種々のユニッ
トが取り付けられている。まず、本実施例においては、
被測定領域を照明するための光源として７ラツシ工発光
するキャノン管（４）が用いられる。このキャノン管（
４）は電源（６）の電力によって発光させられ、その発
光タイミングは発光制御回路（８）によって制御される
。そして、このキャノン管（４）は光源混合ユニツ）（
１０）に固定されており、この光源混合ユニツ）（１０
）がフレーム（２）にＩｉＳ′Ｉ着されている。

光源混合ユニ７）　（１０）は、キャノン管（４）から
発せられた光が後述する各オプティカルファイバー間で
ばらつきが生じないように入射させるためにミキシング
するものである。このようにしてミキシングされた光（
土、それぞれオプティカルファイバーからなる８本の導
光管（１２）を介して分岐されて被測定領域に照射され
、試料が照明される。

（ＩＬＬ、８本の導光Ｗ（１２）と同様の導光Ｗ（１４
）は光源モニター用導光管として用いられ、その先端は
充電変換及びＡ／Ｄ変換回路（１６）に導かれる。そし
て、その内部の受光素子によって光源光が直接受光され
、その出力がディジタル信号に変換されて光源光のモニ
ターに用いられる。ここで、本実施例の代わりｔ二、光
源混合ユニツ）（１，０）の中に光源光モニター用の受
光素子を配置して、その出力を別のＡ／Ｄ変換回路によ
ってディジタル信号に変換するように構成しても良い。

更に、光源混合ユニツ）（１０）からの光を、多数の輪
体状の導光経路を有する輪体状ファイバーを用いて被測
定領域に照射するように構成しても良い。

第２図はこのような８本の導光管（１２）の先端部の配
置を示す図であり、１５３図はその要部断面図を示す。

ｔＩＳ２図及び第３図から明らかなように、８本の導光
管（１２）は後述する結像レンズ（２Ｇ）の光軸に対し
て同心円上に光軸ｉｔ称に配置されている。そして、各
導光管（１２）は互いに等し一１角度をもって試料が載
置されるべき被測定領域に対向している。従って、結像
レンズ（２６）の光軸上に配置される試料に対して光源
光は円周方向から均一に照明を行っている。ここで、メ
タリック塗装の測定においては、反射光の角度特性を平
均化するために導光ｆｆ（１２）の配置の光軸対称性は
守ることが望ましいが、後述する調整用光源などの配置
により若干対称性が崩れてもよい。

ｆＩＳ１図に戻って、８本の導光管（１２）は被測定対
象となる試料が載置されるべき載置台（１８）に対向さ
せられでおり、この載置台（１８）は、Ｘ方向移動つま
み（２０）及［／”Ｙ方向移動つまみ（２２）を操作す
ることによって紙面に垂直な面上の位置を自由に調節す
ることができる。更に、（２４）はＺ方向移動つまみで
あり、このつまみ（２４）を操作することによって、載
置台（１８）を図の上下方向に移動させることもできる
。そして、このＺ方向移動つまみ（２４）は後述する結
像レンｒ（２６）の焦点調節のｊこめに坩いられる。従
って、フレーム（２）にはＸ、Ｙ、Ｚの互いに直交する
３方向にそれぞれ独立して位置調整可能なテーブルが取
り付けられてす３す、そのテーブル面に載置台（１８）
が取り付けられている。

次に、上述のようにして照明された試料からの反射光を
受光する受光側の構成について説明する。

まず、載置台（１８）に載置された試料からの反射光は
結像レンズ（２６）に入射する。ここで、８本の導光管
（１２）はこの結像レンズ（２６）の光軸に対して対称
に配置されているので、光軸上に配置されるべき試料は
均一に照明されている。但し、載置台（１８）上に載置
された試料が結像レンズ（２６）の光軸上にくるように
、各つまみ（２０）（２２）を操作して結像レンズ（２
Ｇ）に対する載置台（１８）の相対位置を調整する必要
がある。この上うなｇａを行うためには試料を照明する
必要があり、本実施例ではキセノンＷ（４）とは別に設
けられた不図示の調整用光源によって調整時には試料が
照明されるように構成されて（％る。

結像レンズ（２６）によって試料の像が結像されるが、
その結像光路上には可動ミラー（２８）が配置されてお
り、試料の像の結像位置をコントロールしている。まず
、測定面の７フイング観察状態では前述した調整用光源
によって試料が照明されており、可動ミラー（２８）は
第１図実線図示の位置にあるので結像レンズ（２Ｇ）に
よって試料の像は焦点板（３０）上に形成される。そし
て、この焦点＆（３０）上の像は、ペンタプリズム（３
２）および７Ｔイングレンズ系（３４）を介して観察者
によって観察される。ファイング観察状態から測定状態
に移行するには、不図示の切り換えノブを操作する。こ
の操作に応じて切り換えレバー（３Ｇ）が軸（３（３ａ
）を中心として矢印（Ａ）で示されるように時計方向に
回動させられ、これに連動して可動ミラー（２８）が図
示矢印（Ｂ）方向に時計回動させられて図示５α線の位
置に退避させられる。この状態になると、可動ミラー（
２８）は結像レンズ（２６）の結像光路から退避してい
るので、試料の像は焦点板（３０）と等価な位置に配置
されたアノく一チャ（３８）上に形成される。ここで、
この切り換えレバー（３６）の回動に連すルで不図示の
３１１整用光源が消灯させられるとともに、測定用のキ
ャノン管（４）が発光可能状態になる。そして、後述す
る演算・表示回路（５０）内に配ｒ！！されている不図
示のレリーＸスイッチを手動で操作するとキャノン管（
４）が発光させられ、試料はキセノンＷ（４）からの光
によって照明される６尚、ここで、可動ミラー（２８）
の回動に連動してキャノン管（４）が発光されるように
構成してもよい。

本実施例において、正確に７バーチヤ（３８）上に試料
の像が形成されるためには、不図示の調整用光源によっ
て試料が照明されているファイング観察状態において、
焦点板（３０）上の結像状態を７フイングを用いて観察
しつつ２方向移動つまみ（２４）を操作して、試料の像
が正確に焦点板（３０）上に形成されるように戟１ｎ台
（１８）の光軸方向位置を調整する必要がある。すなわ
ち、結像レンズ（２６）に対して、載置台（１８）上の
試料と焦＋’；ｆ−板（３０）らしくはアパーチャ（３
８）とが共役になるように調整する必要がある。

アバーナヤ（３８）には結ｆ象レンズ（２６）の光軸（
二中心として径が可変である開口部（３８ａ）が形成さ
れており、このＩＪＩＩ　ＩＴＩ部（３８ａ）を透過し
た光束のみが後述する受光素子（４２）によって受光さ
れるので、すなわちアパーチャ（３８）は受光素子（４
２）に入射する光束の幅を規制することによって、被測
定領域の大きさを制御している。そして、アパーチャ（
３８）の直後１こは、コンデンサレンズ（４０）が配置
されており、このコンテ゛ンサレンズ（４０）によって
アパーチャ（３８）を透過した光束が屈折させられ、受
光素子（４２）に入射する過程でミキシングされる。受
光素子（４２）は、外光を受光しないように、フレーム
（２）に固定された鏡胴（・１４）中に固着されている
。本実施例の測定時の結像レンズ（２６）以後の構成を
第４図に拡大して示す。

受光素子（４２）の出力信号はリード＃１（４６）を介
して充電変換及びＡ／Ｄ！換回路（１６）に導がれる。

充電変換及びノ＼／Ｄ変換回路（１６）は、この受光素
子（・ｔ２）からの出力信号と、導光管（１４）を介し
て入力される光源光のモニター信号とをともにディノタ
ル信号に変換し、その変換されたディノタル信号を１寅
算・表示回路（５ｏ）に伝達する。演算・表示回路（５
０）は伝達されたディノタル信号に所定の演算を施して
試料の色を測定し、その結果を表示する。この演算方法
については既に多数の提案がなされており、また本発明
の要旨でもないのでその説明は省略する。

次に、本実施例に用いられるコンデンサレンズ（４０）
について更に詳細に説明する。第５図はこのコンデンサ
レンズ（４０）の光学的配置を示す疾弐図であり、同図
において、（Ｅ）は結像レンズ（？６）の射出瞳を示し
、（Ｒ）は受光素子（４２）の受光面を示す。図示のよ
うに射出瞳（Ｅ）からコンデンサレンズ（４０）までの
距離をａｌ　コンデンサレンｒ（４０）から受光面（Ｒ
）までの距離をｂとし、射出瞳の径をｄ、受光面の径を
ｄｏとすると、結像レンｒ（２６）を透過した光を効率
良く受光素子（４２）ｌ二導（ためには、コンデンサレ
ンズ（４０）の焦点距離ｆは以下の条件をほぼ満足する
ことが望ましい。

ｆ＝（ａ−ｄ’）／（Ｊ＋ｄ’） ｂ＝　（ｄ”／ｄ）・Ｕ 上記条件を満足することにより、コンデンサレンズ（４
０）によって、結像レンズ（２６）の透過光を効率良く
受光素子（４２）の受光面上に導（ことができる。また
、本実施例によれば、受光面の各点に７バ一チヤ全面を
透過した光を均一に導くことができるのでミキシング効
果が高い。

尚、本実施例では、コンデンサレンズ（４０）を透過し
た光を受光素７−（４２）によって直接受光するように
構成されていたが、こ、の受光素子（４２）の受光面（
Ｒ）の位置にオプティカルファイバーの一端を配置して
、その他端から射出される光束を受光素子によって受光
するように構成しても良い。

この場合、オプティカルファイバーをミキシング作用の
あるファイバーによって構成することにより、一層ミキ
シング効果を高めることができる。

更に、結像レンズ（２６）によって結像されるすべての
像高の光線を受光面上で同一箇所に同一径となるように
拡１デるため（こは、コンテ゛ンサレンズ（４０）の収
差性能を向上させれば良い。このためには、コンデンサ
レンズ（４０）を複数のレンズ叉濃からなるレンズ系に
よって構成したり、コンデンサレンズ（４０）の少なく
と６１つのレンズ面に非球面を導入したりすれば良い。

更に、上記実施例では、８本のオプティカルファイバー
かＣ）なる導光管によって被測定領域を照明していたが
、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも
３本以上のオプティカルファイバーを結像レンズのＬ軸
に対して同心固状に光軸対称に配置して被測定領域を照
明すればよい。また、結像レンズの全周をオプティカル
ファイバーによって取り巻いて被測定領域を照明するよ
うにもが成しても良いし、リング状のキセノン管を使用
してこのキャノン菅を結像レンズの周囲を取り巻くよう
に配置し、被測定領域を照明するように構成しても良い
。

また、コンデンサレンズに関しては、少なくとも１枚の
正レンズを有することが好ましく、収差補正のためには
少なくとら１つのレンズ面に非球面を導入すれば良い。

調整用光源に関しては、通常のランプやハロゲンランプ
を用いて、結像レンズ近傍の少なくとも１箇所から被測
定領域を照明するものであれば良い。また、測定用の光
源（本実施例ではキセノン管（４））を調整用光源とし
ても用いても良い。更に、キャノンＷ（４）からの光を
導く８本の導光管（１２）の間にそれぞれ調整用光源か
らの光を導くオプティカルファイバーを配置して調整時
に被測定領域を照明するように構成しても良い。

また、本実施例においては、不図示の切り換え／プの手
動操作によって切り換えレバーが回動させられて可動ミ
ラー（２８）の向きが切り換えられるように構成されて
いたが、測定時には自動的に可動ミラー（２８）の向き
が切り換えられ、測定終了によってファイング観察状態
の位置に自動的に復帰させるように構成しても良い。

更に、本実施例においては、アパーチャ（３８）の開口
部（３８ａ）の径を変えることによって被測定領域の大
きさを変えることができる。ここで、１３１１１ｍ部（
３０ｕ）の径の変化による受光素子（４２）の出力の絶
対値的な変化を補正するために、開口部（３８ａ）が最
小径に設定された場合の受光素子（４２）の出力レベル
に合わせるように、径が大きくなった分だけ開口部（３
８ａ）に配置されたＮＤフィルタによって光量を低下さ
せれば良い。また、この補正は、電気回路内で行うよう
に構成しても良いし、ＮＤフィルタによる補正と電気回
路による補正とを併用して、出力レベル調整の制度を向
上させても良い。

更に、アパーチャ（３８）の開口部（３８ａ）の径の変
化による被測定領域の大きさの変化を７フインダ視野内
に表示するように構成しても良い。このためには、焦点
板（３０）上に被測定領域を示す指標を設け、ファイン
グ光学系をズームファイングとしてアバーチ＋（３８）
のＩ’ＪＭｆコ部（３８ａ）の径の変化に連動してその
ズーミングがなされるように構成し、指標の像の大きさ
が７バーチヤ（３８）の径に連動して変化するように構
成すれば良り１゜または、アパーチャ（３８）の径を予
め定められた複数の大きさから選択するように構成して
、選択された径に応じた表示が７フイング視野内になさ
れるように表示装置を用いても良い。

第６図は本発明の別の実施例を示す縦断面図であり、Ｐ
ｔｒＪ１図と同様に作用する部材については同符号を付
し、それらについての説明は省略釘る。

本実施例の特徴は、第１図図示の実施例に比べて￥Ｃ装
自体の高さを低くしたことにある。すなわち、第１図図
示の実施例においては、測定状態では可動ミラー（２８
）が結像レンズ（２６）の結像光路から退避するように
構成されていたが、第５図図示の実施例では、測定状態
では可動ミラー（２８）が結像レンズ（２６）の結像光
路内に位置してその光路を直角に折れ曲がらせて受光素
子（４２）に導くように構成されている。従って、ファ
イング観察状態では、可動ミラー（２８）は結像レンズ
（２６）の結像光路内から退避しており、その正面に焦
点板（３０）が配置されている。このように構成するこ
とによって、結像レンズ（２Ｇ）以後の測定光路のため
に装置の高さが高くなることはなくなり、従って、装置
を高さ方向にコンパクトにすることができる。

又週！募１胆 以上詳述したように、本発明にががる微小面色彩計は、
被測定領域の像を所定の結像面上に形成する結像レンズ
と、結像レンズの光軸に対して円周方向から被測定領域
を照明する照明手段と、結像レンズの結像面近使に配置
され、結像レンズの射出瞳を所定面上に投影するコンデ
ンサレンズと、所定面に到達する光を受光する受光素子
とを有することを特徴とするものであり、このように構
成することによって、被測定領域を均一に照明すること
ができ、コンデンサレンズの使用によって色情報光を適
当にミキシングすることらできるので、メタリック塗装
の測定も可能であり、更に、従来装置のようなフィルタ
の切り換えも行わないので、測定も短時間ですみ正確な
メタリ／り塗装の測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の微小面色彩計を示す縦断面図
、第２図はその照明手段の要部を示す上面図、ｆＰＳ３
図はその照明手段の要部を示す縦断面図、第４図はその
受光光７系を示す拡大断面図、第５図はコンデンサレン
ズの配置を示す模式図、ｊ＠６図は別の実施例の微小面
色彩計を示す断面図である。 （４０Ｇ　）（８）（１０Ｈｌ　２　）；照明手段、（
２Ｇ）；結像レンズ、 （４０）；コンデンサレンズ、 （４２）；受光素子。 以上 出願人　ミ／ルタカメラ株式令社 ７１　口 ど　　　　　　　　８ 第２図 己３　図 、（５６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定領域の像を所定の結像面上に形成する結像レ
   ンズと、 結像レンズの光軸に対して円周方向から被測定領域を照
   明する照明手段と、 結像レンズの結像面近傍に配置され、結像レンズの射出
   瞳を所定面上に投影するコンデンサレンズと、 所定面に到達する光を受光する受光素子と、を有するこ
   とを特徴とする微小面色彩計。 ２、受光素子は、その受光面が上記所定面と一致するよ
   うに配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の微小面色彩計。 ３、照明手段は、単一の光源と、該光源から発せられた
   光をそれぞれ分岐させて被測定領域に導く複数のオプテ
   ィカルファイバーとを有し、複数のオプティカルファイ
   バーは結像レンズの光軸上に中心を有する同心円上に光
   軸対称に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の微小面色彩計。 ４、コンデンサレンズは、少なくとも１枚の正レンズを
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の微
   小面色彩計。