JPS62278416A - 積分球型測光装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 イ、産業上の利用分野 本発明は積分球型側光装置の改良に関し、詳し得る装置
を得ることを目的とするものである。

口、従来の技術 物体の表面光沢１表面色彩あるいは物体の組成、構造な
どを知るために、該物体表面を照明してその反射光度を
測定することが行われている。

従来上記の目的のための測光装置としては、外部光を遮
断した状態で、被測定物体の試料面に、＋ 照明光束の入射角、試料面から反射光束の受光角を規定
条件とする直接入反射型のものと、測定光経路中に積分
球を置いて試料面の全反射特性を測定する積分球型のも
のの二種が一般に用いられている。

上記の直接入反射型側光装置においては、入射、反射の
角度条件をそれぞれ可変調節できる変角式のもの、積分
球型側光装置においては１入射とがそれぞれ目的に応じ
て利用されている。

ハ９発明が解決しようとする問題点 物体表面からの反射光は、光の入射１反射の角度条件に
よって異方向性を有するのが普通であり、該異方向性が
犬なる場合には、変角式の直接入反射型側光装置が用い
られているが、一般にその測定値が不安定になる傾向を
有している。

一方、積分球型は、照明光束、受光光束のいづれかが拡
散光束となり、異方向性反射光は平均化されて安定した
測定値が得られる反面、照明、受光の光軸角度を特定し
た測定値が得られないので、該測定値によっては異方向
性反射特性そのものを判定することはできない。

したがって例えばメタリック顔料を含む塗膜は所謂メタ
リンクカラーと称する強い異方向性色調を有し、照明光
の正反射角近傍の角度方向での色調を通常フェースカラ
ーと称し、正反射角から相当離れた角度方向の反射光量
が減少した色調を通常フロップカラーと称し、これら２
つの色調を測定しなければメタリックカラーの判定はで
きないものでありながら、このメタリックカラーのよう
な異方向性色調についての測光方法は未だ標準化されて
いない状態である。

しかし、上記のフェースカラーについては積分球型の測
光値が比較的に目視感覚に一致し、一方フロ、プカラー
については直接入反射型の測光値が比較的に目視感覚に
一致したものであるので、通常上記二種類の測光値を適
宜組合せて異方向判断を補正していた。

二３問題点を解決するための手段 本発明は、従来、積分球型と直接入反射型の２種類の測
光装置による異方向性測光を、積分球型側光装置のみに
よって測定可能としたものである。

すなわち、本発明は被測定試料設置部を、積分球の球面
の一部開口面（Ａ）と、該開口面（Ａ）から球外に延び
る照明光束または反射測定光束の光軸上の位置（Ｂ）と
に設け、該（Ｂ）位置における設置試料面が前記光軸に
対し所望の角度を採り得るものであることを特徴とする
積分球型側光袋ごを要旨とするものであり、該要旨の装
置における位！　（Ｂ）における被測定試料設置部が球
面の一部開口面（Ａ）を包囲し得る内径を有する内面が
光吸収面となっている筒体であって、該筒体の中心線が
前記光束の光軸とほぼ一致して開口面（Ａ）の外面に着
脱自在に設置されるとともに。

該筒体の先端が前記光軸に対し直角または傾斜した端面
によって形成されるようにしたもの、該要旨の装置にお
ける位置（Ｂ）における被測定試料設置部が開口面（Ａ
）を含む積分球（１）の外面と囲壁とよりなる暗箱内に
設けられた被測定試料保持部材によって形成され、該被
測定試料保持部材が前記光束の光軸に対し任意の角度に
回動設定可能に軸支されたちの並びに上記の被測定試料
設置部材が開口面（Ａ）に対し前記光束の光軸方向に移
動設定可能に設けられたものをそれぞれ実施態様とする
ものである。

ホ９作用　　゛ 本発明の装置は上記の構成よりなるので、球面の一部開
口面（Ａ）において従来の全反射測光ができるとともに
、球外の位ｍ　（Ｂ）において、前記の開口面（Ａ）を
介して立体角反射測光かで５もできるものである。

本発明装置における測光条件に基づく作用を、図面によ
って詳しく説明する。

第１図は作用を説明するための装置の略示的断面図であ
って、１は積分球、２は入射開口、３は受光開口、Ａは
１次試料設首部となる開口面であり、これらの開口は積
分球１の所定位置球面に配設された従来公知の構造のも
のであり、開口面Ａ外面に試料を当接設置し、入射開口
２から照明光束を入射して球内面において多重反射され
た拡散光束が試料面で反射して受光開口を通して適宜の
光学系、光電感知機により測定が行われる。

この場合試料面に対する照明光束の立体角はほぼ１８０
°となり、受光開口３に到来する光束は試料面からの特
定の角度の反射光のみとするため、レンズ、スリント、
光ファイバーなどを利用しさらに必要に応じて分光器、
フィルターによって光分解して光電検出する。

受光開口３は、試料面中心の法線ｘ０１分球１の球心を
通る）に対しＯ°以上広い角度範囲に設は得るが、通常
ｌＯ°以内の傾斜角度位置であり、そのさいの受光光線
束の平行度は、その光軸に対し５°以内のもののみであ
ることが望ましい、（ＪＩＳ　　Ｚ　　８７２２） Ｂは一次試料設置部となる球面の開口面Ａにおける受光
光束の光軸ｙを、積分球１の球外に延長した適宜の距Ｍ
ｌにおいて交わる平面に設けられた２次試料設匁部とな
る位置であり、該位置Ｂに設着される試料面は前記光＠
ｂｙに対し所望の角度を採り得るように設定する。

上記２次試料設置部位１４Ｂに到来する拡散光束は、前
記開口面Ａを通過して直接Ｂ位置を照射するもののみと
するために、該経路外に放射される光を反射しないよう
に吸収することが必要であり、また、受光開口３におけ
る光学系は、開口面Ａに設置した１次試料からの反射光
に適応したものとしであるので、位置Ｂの２次試料から
の反射光条件に適合するよう変更調節することが必要と
なるが、受光光束の平行度を充分にすれば特にその必要
はない。

上記のようにして１位置Ｂにおける２次試料面に対する
照明拡散光束の立体角θは開口面Ａと位置Ｂとの距離文
及び開口面Ａの大きさによりほぼな 決定される線ｙ′、ｙ″の１角となるので、前記距離文
を増大して立体角９を・小として照明光束の平行度を高
めることにより、従来の直接入反射型側光装置による場
合に近似した測定値が得られるが、該立体角θを余り狭
めると受光開口３の占める球内面積割合が増大し測定誤
差を生ずるので、通常受光開口３の面積が前記立体角θ
内に含まれる球内面の面積の８０％以下とすることが望
ましい。

２次試料設置部Ｂにおける受光光軸ｙに対する試料面の
なす角度αが９０’の場合は正反射測光となり、９０°
以下の場合は拡散反射測光となるが、この傾斜角αは通
常３０°〜９０°の範囲に適宜決定すればよい。

開口面Ａと位置Ｂとの間において不必要な光が位ｍＢの
試料面に加わると測定誤差を生ずるので、図の鎖線１０
で示すような筒体を用いる場合は、筒体内面を黒色にし
て吸光面としあるいは鎖線２０で示すように位置Ｂを囲
む囲壁と積分球ｌの外面とによって、内面を黒色にした
暗箱とすることが必要である。

筒体１０を用いる場合はその有効長文並びにその一端の
２次試料設置面となる開口端面の中心線に対する傾斜を
それぞれ異なるものを複数準備することが必要となる。

また暗箱２０を設けた場合は、試料保持部材を受光光束
の光軸ｙに対し任意の角度に回動設定できるように軸支
し、さらにその支軸を前記光軸方向に移動設定可能にす
れば。

測定条件を容易に変更することができる。

以上の説明は拡散光束照明式の積分球型側光装置に本発
明を適用した場合についてのものであるが、積分球の入
射開口２を受光開口に、受光開口３を入射開口に変える
ことにより直接光束照明型となるものでありこの場合も
全く同様の作用が得られるので、その説明は省略する。

へ、実施例 本実施例においては、既設の公知積分球型Ａ１１１光装
首に本発明の条件に適合した筒体を用いた。

積分球（マクベス社製ＭＳ　２０２０）球内径：１５０
ｍｍ、試料開口２０Ｉｎｆｆｌφ、照明光源：　キャノ
ンフラッシュランプ拡散光照射受光条件；試料面法線に
対し８°の入射角試料開口に装着する筒体 内径３２ｍｍφの塩化ビニル樹脂製筒体り部間口端面の
中・６線に対する傾斜角　　　　　　８２″下部開口端
面　　　／／　　　　　　　　　　（θ）　　　　８０
’、４５゜両開口の中心線の長さ　　　　　　３５ｍｍ
内面つや消し黒色塗装 第２図は筒体１０を積分球ｌの１次試料設置部となる開
口面Ａに装着した場合の要部の断面図である・ 筒体１０は第３図の斜視図に示すように、筒体の下端面
は該筒体の中心線に対し所望の角度をなした２次試料設
置面１１、筒体の上部には鍔１２となっている。

筒体１０はその上部の鍔１２を、積分球１の１次試料設
置部となる開口面Ａの外面周囲に設けた係合爪部６に嵌
入装着し、その下部の２次試料設置面１１に被測定試料
Ｓを押圧保持手段３０により圧接保持して測定する。

測定は、硫酸バリウム粉末正形白色標準板（必゛要に応
じてさらに黒色標準板）を用いて基準値を得た後、下記
のメタリック塗装板を試料として用いて、開口面Ａと、
筒体１０を装着して２次試料設置面１１即ち位置Ｂとに
おいて行った。

試料メタリック塗装板 （Ｉ）ブルーメタリック板 （１１）レッドメタリック板 （ｍ）ゴールドメタリンク板 上記の測定によって得られたそれぞれ３種の測定値から
分光波長γに対する反射率αのグラフを第４図に示す。

上記のグラフにおいて、光０の分光反射率は直接入反射
角測定（島津製作所製ＲＣ３３０に変角装置を設けたも
の）による入射角−１Ｏ°、（シ 受光角４５°の反射率に、θ４５°の値は後者の入射角
３０°、受光角６０°の反射率に、それぞれ５％以内の
差で一致したものであった。

ト１発明の詳細 な説明したように、本発明の積分球型側光装着は従来の
全反射測光とともに、正反射、拡散反射条件下の立体角
反射測光を簡単正確に行い得るので、従来別に行ってい
た直接入反射角測光装若が不要となり、設備、操作など
の面において、極めて有利なものとなる。

【図面の簡単な説明】

ｆｆ１１図は本発明の構成、作用を説明するための略示
的断面図であり、第２図は筒体を用いた場合の要部の断
面図、第３図は筒体の斜視図、第４図は実施例装置によ
って得られた測光結果を示す分光反射率のグラフである
。 １・・・積分球　２・・・入射開口　３・・・受光開口
Ａ・・・開口面（１次試料設置部） Ｂ・・・２次試料設置部 】０・・・筒体　２０・・・暗箱 第１図 、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被測定試料設置部を、積分球（１）の球面の一部開
   口面（Ａ）と、該開口面（Ａ）から球外に伸びる照明光
   束または反射測定光束の光軸上の位置（Ｂ）に設け、該
   位置（Ｂ）における設置試料面が前記光軸に対し所望の
   角度を採り得るものであることを特徴とする積分球型測
   光装置。 ２）位置（Ｂ）における被測定試料設置部が、球面の一
   部開口面（Ａ）を包囲し得る内径を有する内面が光吸収
   面となっている筒体であって、該筒体の中心線が前記光
   束の光軸とほぼ一致して開口面（Ａ）の外面に着脱自在
   に設置されるとともに、該筒体の先端が前記光軸に対し
   直角または傾斜した端面によって形成される特許請求の
   範囲第１項記載の積分球型測光装置。 ３）位置（Ｂ）における被測定試料設置部が、開口面（
   Ａ）を含む積分球（１）の外面と囲壁とよりなる暗箱内
   に設けられた被測定試料保持部材によって形成され、該
   被測定試料保持部材が前記光束の光軸に対し任意の角度
   に回動設定可能に軸支されている特許請求の範囲第１項
   記載の積分球型側光装置。 ４）被測定試料保持部材が開口面（Ａ）に対し、前記光
   束の光軸方向に移動設定可能に設けられている特許請求
   の範囲第３項記載の積分球型測光装置。