JPS626493Y2 - - Google Patents

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JPS626493Y2
JPS626493Y2 JP5730878U JP5730878U JPS626493Y2 JP S626493 Y2 JPS626493 Y2 JP S626493Y2 JP 5730878 U JP5730878 U JP 5730878U JP 5730878 U JP5730878 U JP 5730878U JP S626493 Y2 JPS626493 Y2 JP S626493Y2
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【考案の詳細な説明】 本考案は試料物体と標準物体に光束を照射し、
それぞれの物体からの反射光あるいは透過光を分
散素子に導びいて、この分散された光を複数個の
検出器で同時に検出し、この検出信号を演算処理
して試料物体の色彩特性を測定する分光測色装置
に関するものである。
[Detailed explanation of the invention] This invention irradiates a sample object and a standard object with a beam of light,
The reflected light or transmitted light from each object is guided to a dispersive element, this dispersed light is detected simultaneously by multiple detectors, and this detection signal is processed to measure the color characteristics of the sample object. This invention relates to a spectrophotometric device.

従来、物体に光を照射して測色を行なう場合、
物体に照射する光束の短波長側の光強度を確保す
るためにキセノンランプ等の光源を使用している
が、それらのランプの光強度は高周波領域の変動
と、超低周波領域の変動があり時間的に一定とは
いえない。これらの光源ランプの光束を標準物体
と試料物体とに照射して、標準物体からの反射光
と試料物体からの反射光との2光束を時間的に分
割してチヨツパーミラ等でひとつの光路上に交互
に導びいて分光器に入射させると、この場合標準
信号と試料信号とには時間差があるために、ラン
プの光強度の変動に基づく誤差のため測色精度・
再現性が十分に得られない。また光束の時分割を
せずに、2光束のまま分光器に入射すると、1光
束の時に比べて分光器、検出器および信号処理部
が倍必要となり、装置の構成が複雑化すると同時
に高価なものとなつてしまう。特に検出器を多数
ならべて多波長を同時に測光して測定時間の短縮
を計ろうとする場合には全く実用に適さない。
Conventionally, when measuring color by shining light onto an object,
Light sources such as xenon lamps are used to ensure the light intensity on the short wavelength side of the luminous flux that irradiates objects, but the light intensity of these lamps fluctuates in the high frequency region and in the very low frequency region. It cannot be said to be constant over time. The luminous flux of these light source lamps is irradiated onto the standard object and the sample object, and the two luminous fluxes, the reflected light from the standard object and the reflected light from the sample object, are temporally divided and placed on one optical path using a chipper mirror, etc. In this case, if the standard signal and sample signal are guided alternately and incident on the spectrometer, there is a time difference between the standard signal and the sample signal.
Insufficient reproducibility. In addition, if the light flux is not time-divided and enters the spectrometer as two light fluxes, the spectrometer, detector, and signal processing unit will be twice as necessary compared to when one light flux is used, making the configuration of the device complex and expensive. It becomes a thing. In particular, this method is completely unsuitable for practical use when attempting to shorten measurement time by arranging a large number of detectors and simultaneously measuring multiple wavelengths.

本考案は時分割方式において、簡単な構成で測
色精度、再現性の秀れた分光測色装置を提供しよ
うとするものであり、構成の要旨とするところは
試料物体からの光束と標準物体からの光束を交互
に上記分散素子に入射せしめる光束切換機構と、
上記検出器ごとに検出信号を積分するとともに光
束の切換時にリセツト動作する複数のアナログ積
分器と、このアナログ積分器の積分結果をデイジ
タル信号に変換するアナログデイジタル変換器と
この変換器からの信号を試料物体からの信号と標
準物体からの信号とに分離して加算する加算装置
とを備え有し、この加算装置の結果を用いて測色
演算するようにしたところにある。
The present invention aims to provide a spectrophotometric device using a time-division method with a simple configuration and excellent colorimetric accuracy and reproducibility. a luminous flux switching mechanism that causes the luminous flux from the dispersion element to enter the dispersion element alternately;
A plurality of analog integrators that integrate the detection signal for each of the above detectors and reset when switching the luminous flux, an analog-to-digital converter that converts the integration results of the analog integrators into digital signals, and a signal from the converter. The apparatus is equipped with an adding device that separates and adds signals from a sample object and a signal from a standard object, and the results of this adding device are used to perform colorimetric calculations.

以下実施例に基づいて本考案を説明する。第1
図は本考案の動作説明するための概略図であり、
1は光源、2は積分球、3は標準物体、4は試料
物体、5は切換鏡、6は反射鏡、7はスリツト、
8は分散素子、9は検出器、10はアナログ積分
器、11はアナログデイジタル変換器(A−D変
換器)、12は標準信号加算部、13は試料信号
加算部、14は暗(ブランク)信号加算部、15
は出力表示器、16は制御装置(例えばマイクロ
コンピユータ)である。第2図は検出器9の出力
信号強度と時間との関係を説明するための図であ
り、期間Bにおける信号Bは分散素子8に光束が
全く入射しないブランク期間の検出器9の出力信
号(以下暗信号Bと記す)、期間Sにおける信号
Sは分散素子8に試料物体4からの反射光束が入
射する期間の検出器9の出力信号(以下試料信号
Sと記す)、期間Rにおける信号Rは分散素子8
に標準物体3からの反射光束が入射する期間の検
出器9の出力信号(以下標準信号Rと記す)、期
間Tにおける信号Tは信号B,S′,R間の移行中
の信号(以下移行信号Tと記す)である。以上の
構成において続いて動作を説明する。
The present invention will be explained below based on examples. 1st
The figure is a schematic diagram for explaining the operation of the present invention.
1 is a light source, 2 is an integrating sphere, 3 is a standard object, 4 is a sample object, 5 is a switching mirror, 6 is a reflecting mirror, 7 is a slit,
8 is a dispersion element, 9 is a detector, 10 is an analog integrator, 11 is an analog-digital converter (A-D converter), 12 is a standard signal addition section, 13 is a sample signal addition section, 14 is dark (blank) Signal addition section, 15
1 is an output display, and 16 is a control device (for example, a microcomputer). FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the output signal intensity of the detector 9 and time, and the signal B in period B is the output signal of the detector 9 ( The signal S in the period S is the output signal of the detector 9 during the period in which the reflected light flux from the sample object 4 is incident on the dispersion element 8 (hereinafter referred to as the sample signal S), and the signal R in the period R is the dispersion element 8
The output signal of the detector 9 during the period in which the reflected light flux from the standard object 3 is incident (hereinafter referred to as the standard signal R), and the signal T in the period T is the signal during the transition between the signals B, S', and R (hereinafter referred to as the transition signal). (denoted as signal T). The operation of the above configuration will be explained next.

光源1からの光はまず積分球2内に導入され、
積分球2によつて平均化された光束は標準物体3
および試料物体4に照射される。そして標準物体
3からの反射光と試料物体4からの反射光とはそ
れぞれ積分球2から取り出され、切換鏡5および
反射鏡6によつて時分割的にひとつの光路上に導
びかれ、スリツト7を通つて分散素子(例えばク
レーテイング)8に入射してこの分散素子によつ
て光束は分散され、分散された波長ごとに検出器
9で検出される(検出器9は実際には複数個同じ
ものが設けられているが、今は説明の便宜上ひと
つとして説明する)。この検出器9の出力信号は
第2図のようになつている。移行信号Tは移行中
の不必要な信号であるからカツトされて、この信
号Tはアナログ積分器10には導入されない。続
く暗信号Bはいわば検出系のベースラインの信号
であり、この暗信号Bはアナログ積分器10に導
入され(アナログ積分器10は移行信号Tが信号
Bに切換わる直前にリセツトされている)暗信号
Bの終了とともにこの積分結果はA−D変換器1
1によりデイジタル信号化され暗(ブランク)信
号加算部14にデイジタル信号のままで蓄積され
る。次の移行信号Tはカツトされ、いつたんアナ
ログ積分器10がリセツトされた後に、暗信号B
のときと同様に試料信号Sがアナログ積分および
デイジタル化されて試料信号加算部13に蓄積さ
れる。その次の移行信号Tはカツトされるととも
にアナログ積分器10は再度リセツトされて、標
準物体3からの透過光を検出器9の標準信号Rを
アナログ積分器10で積分され積分結果は直ちに
デイジタル信号化されて標準信号加算部12に蓄
積される。そしてこのような測定・信号処理過程
が何度も繰り返えされて、暗信号B、標準信号R
および試料信号Sが分離蓄積されていく。つま
り、暗信号B、標準信号Rおよび試料信号Sは各
別にデイジタル積分されていく。
Light from light source 1 is first introduced into integrating sphere 2,
The luminous flux averaged by the integrating sphere 2 is the standard object 3
and the sample object 4 is irradiated. The reflected light from the standard object 3 and the reflected light from the sample object 4 are each taken out from the integrating sphere 2, guided onto a single optical path in a time-sharing manner by the switching mirror 5 and the reflecting mirror 6, and then passed through the slit. The light flux is incident on a dispersive element (for example, a crating) 8 through the dispersive element 7, and is dispersed by this dispersive element, and detected by a detector 9 for each dispersed wavelength. The same thing is provided, but for convenience of explanation, we will explain it as one.) The output signal of this detector 9 is as shown in FIG. Since the transition signal T is an unnecessary signal during transition, it is cut and is not introduced into the analog integrator 10. The following dark signal B is, so to speak, a baseline signal of the detection system, and this dark signal B is introduced into the analog integrator 10 (the analog integrator 10 is reset immediately before the transition signal T switches to the signal B). At the end of the dark signal B, this integration result is sent to the A-D converter 1.
1 and is converted into a digital signal and stored in the dark (blank) signal adder 14 as a digital signal. The next transition signal T is cut off, and once the analog integrator 10 has been reset, the dark signal B
As in the case of , the sample signal S is analog-integrated and digitized and stored in the sample signal addition section 13 . The next transition signal T is cut off, the analog integrator 10 is reset again, and the transmitted light from the standard object 3 is integrated with the standard signal R of the detector 9 by the analog integrator 10, and the integration result is immediately converted into a digital signal. and stored in the standard signal adder 12. Then, this measurement and signal processing process is repeated many times to obtain dark signal B and standard signal R.
and sample signal S are separated and accumulated. That is, the dark signal B, standard signal R, and sample signal S are digitally integrated separately.

以上の説明で明らかなように、光源の高周波的
な変動(図中の各信号波形における細い変動)は
アナログ積分器10で短期間ごとにアナログ積分
することによつて平均化されとり除くことがで
き、さらに低周波的なゆつくりした光源の変動は
アナログ積分の信号結果をデイジタル信号にして
何度も長期に互り加算(デイジタル積分)するこ
とによつて、平均化されとり除くことができるの
である。デイジタル積分であるから蓄積されてい
く段階におけるドリフトの心配は全くない。さら
にこの後 (試料信号加算部13の積算値)−(暗信号加算部14の積算値)/(標準信号加算部12の積算値)−(暗信号
加算部14の積算値) を制御装置16によつて計算し、反射率を求めた
後測色演算して出力表示器15にて表示する。本
実施例でt1=22×10-3(秒)、t2=10×10-3
(秒)、くり返し測定を30回とした場合、2秒でひ
とつの測定を終了させた時には、このデータの再
現性は100%の反射率時で±0.020%以内となり、
従来より著しく改善されることが確認された。
As is clear from the above explanation, high-frequency fluctuations in the light source (thin fluctuations in each signal waveform in the figure) can be averaged and removed by performing analog integration at short intervals in the analog integrator 10. In addition, slow fluctuations in the light source at low frequencies can be averaged and removed by converting the signal results of analog integration into digital signals and adding them together over a long period of time (digital integration). . Since it is digital integration, there is no worry about drift during the accumulation stage. Furthermore, after this, (integrated value of the sample signal addition section 13) - (integrated value of the dark signal addition section 14)/(integrated value of the standard signal addition section 12) - (integrated value of the dark signal addition section 14), the control device 16 After determining the reflectance, colorimetric calculation is performed and displayed on the output display 15. In this example, t 1 = 22×10 -3 (seconds), t 2 = 10×10 -3
(seconds), if repeated measurements are taken 30 times, and one measurement is completed in 2 seconds, the reproducibility of this data will be within ±0.020% at 100% reflectance.
It was confirmed that this was significantly improved compared to the conventional method.

なお、この実施例において、検出器以後の電気
系のドリフトが非常に少ない時には暗信号Bの測
定を省略することができる。
In this embodiment, the measurement of the dark signal B can be omitted when there is very little drift in the electrical system after the detector.

第3図は本考案の実施例の検出器9の前後の構
成をさらに具体的に示したものであり、第1図と
同一の番号を附したものは、第1図のそれと同一
のものである。第3図において、18は前置増幅
器、17はマルチプレクサーである。要点を説明
するとスリツト7を通過する標準物体3からの光
束と試料物体4からの光束とが分散素子8に導入
され、光束は波長ごとに分散され、波長に対応し
た検出器9によつて検出される。各検出器9から
の信号は前置増幅器18によつて増幅された後、
アナログ積分器10によつてアナログ積分され
る。各アナログ積分器10の出力はマルチプレク
サー17によつて順番にA−D変換器11に導び
かれデイジタル信号化された後に波長ごとに分け
られて積算されるのである。
FIG. 3 shows more specifically the front and rear configuration of the detector 9 of the embodiment of the present invention, and the same numbers as in FIG. 1 are the same as those in FIG. 1. be. In FIG. 3, 18 is a preamplifier and 17 is a multiplexer. To explain the main point, the light beam from the standard object 3 and the light beam from the sample object 4 passing through the slit 7 are introduced into the dispersion element 8, and the light beams are dispersed for each wavelength and detected by the detector 9 corresponding to the wavelength. be done. After the signal from each detector 9 is amplified by a preamplifier 18,
Analog integration is performed by an analog integrator 10. The outputs of each analog integrator 10 are sequentially guided by a multiplexer 17 to an A/D converter 11, converted into digital signals, and then divided into wavelengths and integrated.

第4図は物体からの透過光を測定する方式の本
考案装置の要部を説明するための図である。標準
物体3および試料物体4からの透過光束はミラー
6および切換鏡5によつて、時分割的にスリツト
7から出射される。スリツト7から出射された後
は第3図と同様であるから説明は省略する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the main parts of the device of the present invention which measures transmitted light from an object. The transmitted light beams from the standard object 3 and the sample object 4 are emitted from the slit 7 in a time-division manner by the mirror 6 and the switching mirror 5. Since the process after being emitted from the slit 7 is the same as that shown in FIG. 3, the explanation will be omitted.

なお、第1図において、光源1は積分球の外側
に設けるようにしたが、積分球の内側に設けるよ
うにしてもよいことは言うまでもない。
In FIG. 1, the light source 1 is provided outside the integrating sphere, but it goes without saying that it may be provided inside the integrating sphere.

以上詳述したように、本考案は、光源のもつ高
周波領域の変動と低周波領域の変動とに基づく影
響をアナログ積分器とデイジタル積分器との組合
せという極めて簡単な構成によつて取除き、測色
結果の再現性および精度を向上させることができ
るものであり、実用に供してその効果極めて大き
いものがあるといえる。
As detailed above, the present invention eliminates the effects of fluctuations in the high frequency region and low frequency region of the light source by using an extremely simple configuration of a combination of an analog integrator and a digital integrator. It is possible to improve the reproducibility and accuracy of color measurement results, and it can be said that the effect is extremely large in practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の動作説明のための概略図であ
り、第2図は検出器9の出力信号と時間との関連
を示す図であり、第3図は検出器9前後の構成を
具体的に示した図であり、第4図は透過光束を使
つた分光測色装置の要部の説明図である。 1……光源、2……積分球、3……標準物体、
4……試料物体、5……切換鏡、6……反射鏡、
7……スリツト、8……分散素子、9……検出
器、10……アナログ積分器、11……アナログ
デイジタル変換器、12……標準信号加算部、1
3……試料信号加算部、14……暗信号加算部、
15……出力表示器、16……制御装置、B……
分散素子に光束が全く入射しない期間、S……分
散素子に試料物体からの光束が入射する期間、R
……分散素子に標準物体からの光束が入射する期
間。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the operation of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the output signal of the detector 9 and time, and FIG. 3 is a diagram specifically showing the configuration before and after the detector 9. FIG. 4 is an explanatory diagram of the main parts of a spectrophotometric device using transmitted light flux. 1... Light source, 2... Integrating sphere, 3... Standard object,
4... Sample object, 5... Switching mirror, 6... Reflecting mirror,
7... Slit, 8... Dispersion element, 9... Detector, 10... Analog integrator, 11... Analog-digital converter, 12... Standard signal adder, 1
3...Sample signal addition section, 14...Dark signal addition section,
15... Output indicator, 16... Control device, B...
A period in which no light beam is incident on the dispersive element, S... A period in which a light beam from the sample object is incident on the dispersive element, R
...The period during which the light flux from the standard object is incident on the dispersive element.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 試料物体と標準物体に光束を照射し、それぞ
れの物体からの反射光あるいは透過光を分散素
子に導びいて、この分散された光を複数個の検
出器で検出し、この検出信号を演算処理して試
料物体の色彩特性を測定するものにおいて、試
料物体からの光束と標準物体からの光束を交互
に上記分散素子に入射せしめる光束切換機構
と、上記検出器ごとに検出信号を積分するとと
もに光束の切換時にリセツト動作する複数のア
ナログ積分器と、このアナログ積分器の積分結
果をデイジタル信号に変換するアナログデイジ
タル変換器と、この変換器からの信号を試料物
体からの信号と標準物体からの信号とに分離し
て加算する加算装置とを備え有し、この加算装
置の結果を用いて測色演算するようにしたこと
を特徴とする分光測色装置。 (2) 光束切換機構は両光束がしや断されるブラン
ク期間を生ぜしめる光束切換機構であり、アナ
ログ積分器はブランク期間と他の光束期間との
切換時にリセツト動作するアナログ積分器であ
るとともに、加算装置はブランク期間の検出信
号を試料物体からの信号と標準物体からの信号
とから分離して加算する加算装置であることを
特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記載
の分光測色装置。
[Claims for Utility Model Registration] (1) Irradiating a sample object and a standard object with a light beam, guiding the reflected light or transmitted light from each object to a dispersion element, and detecting the dispersed light in multiple pieces. A light flux switching mechanism that alternately causes a light flux from the sample object and a light flux from the standard object to enter the dispersion element; A plurality of analog integrators that integrate the detection signal for each detector and reset when switching the light flux, an analog-to-digital converter that converts the integration results of the analog integrators into digital signals, and a signal from the converter. A spectrophotometric device comprising an addition device that separates and adds signals from a sample object and a signal from a standard object, and performs colorimetric calculations using the results of the addition device. . (2) The luminous flux switching mechanism is a luminous flux switching mechanism that produces a blank period in which both luminous fluxes are cut off, and the analog integrator is an analog integrator that performs a reset operation when switching between the blank period and another luminous flux period. , wherein the adding device is an adding device that separates and adds the detection signal of the blank period from the signal from the sample object and the signal from the standard object. Color device.
JP5730878U 1978-04-28 1978-04-28 Expired JPS626493Y2 (en)

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JPS54160190U JPS54160190U (en) 1979-11-08
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6829163B2 (en) 1995-01-31 2004-12-07 Hitachi, Ltd. Clock synchronized nonvolatile memory device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6829163B2 (en) 1995-01-31 2004-12-07 Hitachi, Ltd. Clock synchronized nonvolatile memory device

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