WO2017099032A1 - 測色装置 - Google Patents

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WO2017099032A1
WO2017099032A1 PCT/JP2016/086033 JP2016086033W WO2017099032A1 WO 2017099032 A1 WO2017099032 A1 WO 2017099032A1 JP 2016086033 W JP2016086033 W JP 2016086033W WO 2017099032 A1 WO2017099032 A1 WO 2017099032A1
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light
integrating sphere
light receiving
unit
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PCT/JP2016/086033
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山田　正之
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コニカミノルタ株式会社
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    • G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters

Definitions

  • the present invention relates to a color measuring device.
  • the sample placed in the opening of the integrating sphere is illuminated using the integrating sphere as a colorimetric object, and the reflected light from the sample is received, and the surface color of the sample (specifically, the object color)
  • a color measurement device that measures the above (for example, Patent Document 1).
  • the size of the measurement aperture (also referred to as measurement aperture) in the integrating sphere is appropriately determined according to the type and size of the sample. Then, measurement (average value measurement, spot measurement) is performed in which a portion of the sample disposed so as to face the measurement opening is an area (also referred to as a measurement area) as a planar measurement target.
  • the diameter of the measurement opening is set to about 3 mm to 20 mm according to the size of the integrating sphere. This is because the diameter of the measurement aperture is set within a range in which the measurement of the object color is hardly affected with respect to the diameter of the integrating sphere.
  • the color measurement device if a two-dimensional distribution of colors in a measurement area of a predetermined size can be measured, the selection of the measurement area, simultaneous measurement of a plurality of distant places, measurement of an elongated area, etc. Intricate shapes such as uneven color and patterned objects in the measurement area can be measured. Such a measurement can be realized in a mode in which the average value of the color of the circular measurement area arranged in the circular measurement opening on the surface of the sample is measured as in a conventional color measurement device. There wasn't.
  • the color measuring device capable of measuring the two-dimensional color distribution is not limited to a large type installed on a desk or the like, but is a small and lightweight portable type that can be carried by hand. Can be considered.
  • a light receiving system in which an imaging element and an imaging lens are combined.
  • the integrating sphere when used to irradiate diffuse illumination light suitable for colorimetry, the integrating sphere has a light receiving opening (light receiving) so that the light received by the light receiving system is not blocked. For example).
  • SCE StandardSpeccomponent excluded
  • specular reflection light is removed by providing a light trap in the integrating sphere.
  • the sample is measured at the conditions.
  • a measurement opening facing the sample is provided. For this reason, a plurality of large openings are provided in the integrating sphere, and the function of the integrating sphere for realizing diffuse illumination is degraded.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small color measuring device capable of measuring the color on the surface of a sample with high accuracy.
  • the color measuring device includes an integrating sphere, a light source unit, a light receiving unit, and a low reflectance unit.
  • the integrating sphere has a first opening and a second opening.
  • the first opening forms a measurement opening arranged so as to cover the sample.
  • the second opening is opposed to the first opening and forms a light receiving opening through which the reflected light from the sample passes.
  • the light source unit irradiates light on the inner wall surface of the integrating sphere. When the light from the light source part is reflected by the inner wall surface and is irradiated to the two-dimensional region of the surface of the sample through the measurement opening, the light receiving part passes through the measurement opening.
  • the reflected light from the two-dimensional region incident on the integrating sphere is received through the light receiving opening, and an optical system and a detection unit that outputs a signal corresponding to the reflected light guided by the optical system
  • the low reflectance part is disposed in a region facing the inner space of the integrating sphere around the light receiving part, and has a lower light reflectance than the inner wall surface of the integrating sphere.
  • the outer diameter of the low reflectivity portion when the low reflectivity portion is viewed in plan from the measurement aperture is the same as that of the measurement aperture when the measurement aperture is viewed in plan from the light receiving aperture. It is more than the diameter.
  • the presence of the low reflectance part can reduce the component of regular reflection light out of the reflected light generated on the surface of the sample incident on the detection part from the surface of the sample. It is possible to provide a small colorimetric device that can measure the color on the surface of the sample with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the bottom of the integrating sphere as viewed from the inside.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the rotary filter unit.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement unit according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of the color measurement device according to the first modification.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the upper part of the integrating sphere according to the first modification is viewed from the inside.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement device according to the second modification.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement unit according to another modification.
  • FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 9 show a right-handed system in which the upward direction of the colorimetric devices 1, 1A and 1B (the upward direction in the drawings of FIGS. 1, 6, 8 and 9) is the + Z direction. XYZ coordinate system is attached.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color measurement device 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the bottom of the integrating sphere 21 is viewed from the inside. Specifically, FIG. 2 is a diagram showing an XY cross section at a position indicated by a one-dot chain line II-II in FIG.
  • the color measuring device 1 is a device for measuring the surface color (also referred to as surface color) of a sample 4 as an object to be measured.
  • the surface color includes, for example, an object color.
  • the measurement of the surface color may include, for example, acquisition of a numerical value that directly indicates the surface color and acquisition of a numerical value that can be used to derive the surface color.
  • the color measuring device 1 includes a color measuring unit 2 and a control unit 3.
  • the colorimetry unit 2 and the control unit 3 may be configured integrally, whereby the colorimetry device 1 may be configured, or the colorimetry unit 2 and the control unit 3 may be configured separately. By doing so, the color measurement device 1 may be configured.
  • the control unit 3 can be configured by, for example, a personal computer. At this time, the colorimetric unit 2 and the control unit 3 are connected so that data communication is possible, for example, by wire or wirelessly.
  • the color measurement unit 2 includes an integrating sphere 21, an illumination unit 22, a light receiving unit 23, and a low reflectance unit 24.
  • the integrating sphere 21 is a spherical member whose inner wall surface 21si diffuses and reflects light (diffuse reflection) almost completely.
  • the inner wall surface 21si can be formed, for example, by applying a white paint such as barium sulfate to the inner surface of a spherical member.
  • the integrating sphere 21 has openings Hp0, Hp1, and Hp2 that form three openings H0, H1, and H2. Each opening H0, H1. As H2, for example, a substantially circular one can be adopted.
  • the opening Hp0 is a part where the opening H0 for irradiating the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21 with the light from the illumination unit 22 is formed.
  • the opening Hp1 is a portion (also referred to as a first opening) in which a measurement opening H1 is arranged so as to cover the sample 4.
  • the first opening Hp ⁇ b> 1 is provided at the bottom of the integrating sphere 21.
  • the opening Hp2 is a portion (also referred to as a second opening) in which a light receiving opening H2 that allows the reflected light from the sample 4 to pass is formed facing the first opening Hp1.
  • the illumination unit 22 can irradiate the sample 4 with light in order to measure the surface color of the sample 4.
  • the illumination unit 22 includes a light emitting circuit 22a and a light source unit 22b.
  • the light emitting circuit 22a is a circuit for causing the light source unit 22b to emit light.
  • the light source unit 22b can irradiate the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21 with light.
  • a halogen lamp that emits light of a predetermined color such as white light, a xenon lamp, a light emitting diode (LED), or the like may be employed.
  • the light emitted from the light source unit 22b enters the integrating sphere 21 through the opening H0 and is irradiated on the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21.
  • the light irradiated to the inner wall surface 21si is irradiated to the sample 4 arranged so as to cover the opening H1 through the opening H1 through one or more irregular reflections on the inner wall surface 21si, for example.
  • the light source unit 22b may be disposed in the integrating sphere 21 without the opening H0 and the opening Hp0, for example.
  • the light receiving unit 23 is a part that receives light from the sample 4. Specifically, the light from the light source unit 22b is reflected by the inner wall surface 21si, and is irradiated to the measurement target area (also referred to as a two-dimensional area) Am1 on the surface of the sample 4 through the measurement opening H1. At this time, the light receiving unit 23 can receive the reflected light from the two-dimensional region Am1 incident on the integrating sphere 21 through the measurement opening H1 through the light reception opening H2.
  • the light receiving unit 23 includes, for example, an optical system 23a and a detection unit 23b.
  • the optical system 23a can, for example, guide the reflected light from the sample 4 to the detection unit 23b, and can image the reflected light in the detection unit 23b.
  • the optical system 23a includes, for example, a lens unit 23a1 and a filter unit 23a2.
  • the lens unit 23a1 can appropriately refract the reflected light from the sample 4 and focus the reflected light toward the detection unit 23b.
  • the optical axis A0 of the lens unit 23a1 is indicated by a thin two-dot chain line.
  • the optical axis A0 of the lens unit 23a1 passes through the centers of the opening H1 and the opening H2, for example.
  • the sample 4 is disposed so as to cover the opening H1 so that the normal line of the surface of the sample 4 is substantially parallel to the optical axis A0.
  • the filter unit 23a2 can selectively pass light in a predetermined wavelength range set in advance.
  • the filter unit 23a2 includes, for example, three or more filters that respectively pass light of three or more different wavelength ranges.
  • the filter disposed on the optical path from the lens unit 23a1 to the detection unit 23b is appropriately switched, so that light in a desired wavelength region can be selectively transmitted.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of the filter unit 23a2.
  • the filter unit 23a2 shown in FIG. 3 is a rotary type.
  • the filter unit 23a2 includes a circular disk Dk1, a rotational axis Ax1, a filter unit F1, and a motor unit M1 (on the drawing) on a plane orthogonal to the optical axis A0 of the lens unit 23a1 (on the XY plane in the drawing). 1).
  • the disk Dk1 is provided with, for example, a plurality of through holes Th1, Th2, Th3, Th4, Th5, Th6, Th7, Th8 in the circumferential direction along the outer edge.
  • the plurality of through-holes Th1, Th2, Th3, Th4, Th5, Th6, Th7, Th8 are, for example, every 45 ° around the rotation axis Ax1 extending along the Z axis provided at the center of the disk Dk1. Is provided.
  • a plurality of preset through holes for example, three through holes Th1, Th3, Th4.
  • Three or more preset filter units F1 are attached.
  • a filter portion F1x that allows light in the X wavelength range of the XYZ color system to pass is attached to the through hole Th1, and light in the Y wavelength range of the XYZ color system is allowed to pass through the through hole Th2.
  • An example is shown in which a filter part F1y is attached, and a filter part F1z that allows light in the Z wavelength region of the XYZ color system to pass through is attached to the through hole Th3.
  • the three or more filter portions F1 for example, instead of the three filter portions F1x, F1y, and F1z, red (R), green (G), and blue (B) filter portions, cyan (C), and magenta (M), yellow (Y) filter sections, and the like may be employed as filter sections according to other three colors.
  • the disk Dk1 is rotated around the rotation axis Ax1 by the motor unit M1, for example, so that the type of the filter unit F1 disposed between the lens unit 23a1 and the detection unit 23b is switched.
  • the disk Dk1 rotates 45 ° counterclockwise about the rotation axis Ax1, so that the filter unit F1 is in the order of the filter unit F1x, the filter unit F1y, and the filter unit F1z. Can be switched.
  • the detection unit 23b outputs a signal corresponding to the intensity of light incident through the filter unit 23a2. That is, the detection unit 23b outputs a signal corresponding to the reflected light guided by the optical system 23a.
  • the detection unit 23b has, for example, a plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally. Here, the plurality of photoelectric conversion elements are arranged in a matrix, for example, to constitute an area sensor such as a CCD. In the present embodiment, since the wavelength range of the light received by the detection unit 23b is adjusted by the filter unit 23a2, the detection unit 23b is configured by, for example, a monochrome area sensor.
  • the filter unit F1 is sequentially switched in the filter unit 23a2, so that the detection unit 23b outputs signals corresponding to three or more light beams having different wavelength ranges.
  • the output of signals corresponding to light of three or more mutually different wavelength ranges in the detection unit 23b includes output of signals corresponding to the tristimulus values X, Y, and Z, the color matching function is included. Corresponding signals can be easily obtained.
  • the two-dimensional region Am1 is set so as not to include, for example, a region near the outer edge of the opening H1 on the surface of the sample 4.
  • a signal corresponding to the reflected light from the two-dimensional area Am1 in which the influence of the shadow that can be generated on the surface of the sample 4 by the edge of the first opening Hp1 and the decrease in the amount of irradiation light is reduced is obtained.
  • the two-dimensional area Am1 is indicated by a thick line
  • the outer edge of the two-dimensional area Am1 is indicated by a thin two-dot chain line.
  • the inner diameter of the integrating sphere 21 is 100 mm
  • a mode in which the diameter of the measurement opening H1 is set to 40 mm and the diameter of the two-dimensional region Am1 is set to 35 mm is conceivable.
  • the low reflectance part 24 is arranged around the light receiving part 23 and is arranged so as to face the internal space Si0 of the integrating sphere 21. That is, the low reflectance part 24 faces the internal space Si0 of the integrating sphere.
  • the low reflectance portion 24 has a light reflectance lower than that of the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21. Due to the presence of such a low reflectivity portion 24, regular reflected light from the two-dimensional region Am1 toward the light receiving portion 23 is hardly generated. That is, the component of regular reflection light generated in the two-dimensional area Am1 in the light incident on the detection unit 23b from the two-dimensional area Am1 via the optical system 23a can be reduced.
  • the low reflectance part 24 may be comprised by the black part, for example.
  • the low reflectance portion 24 can be easily formed.
  • the reflectance of light on the surface of the low reflectance portion 24 does not need to be uniform, and the reflectance may be partially or locally different, for example. That is, for example, an aspect in which the average value of the light reflectance on the surface of the low reflectance part 24 is lower than the light reflectance on the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21 is conceivable.
  • the substantially spherical internal space Si0 of the integrating sphere 21 and the space So0 located outside the internal space Si0 (also referred to as external space) So0 are connected by the light receiving opening H2.
  • the part that forms the external space So0 together with the light receiving part 23 constitutes the low reflectance part 24.
  • the light receiving opening H2 functions as a so-called optical trap that contributes to the reduction of the component of regular reflection light in the reflected light from the sample 4 incident on the detection portion 23b. Fulfill.
  • JIS Japanese Industrial Standards
  • the optical trap used to remove the specular component is specularly reflected light from a smooth mirror surface. It is desirable to remove at least 95%. " For this reason, for example, if the reflectance of light in the low reflectance part 24 is 5% or less, the low reflectance part 24 can sufficiently function as a so-called optical trap.
  • the low reflectivity portion 24 is set to an appropriate size, and reflected light directed from the two-dimensional area Am1 toward the light receiving portion 23 is reflected. It becomes difficult for a component of specular reflection light generated on the surface of the two-dimensional region Am1 to be mixed. Therefore, for example, by adjusting the size and arrangement of the light receiving opening H2 provided in the integrating sphere 21, the sample of the reflected light generated on the surface of the sample 4 incident on the detection unit 23b from the surface of the sample 4 The component of specular reflection light generated on the surface 4 can be reduced.
  • the size and arrangement of the low reflectance part 24 will be further described later.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the control unit 3.
  • the control unit 3 includes an input unit 31, an output unit 32, a storage unit 33, an input / output (I / O) unit 34, interface (I / F) units 35, 36, and 37, and a control unit 38. It is connected via a bus 3b so that data can be transmitted and received.
  • the input unit 31 can input a signal according to a user's operation, for example.
  • a user's operation for example, an operation unit that inputs a signal according to the operation of various buttons by the user, a voice input unit that performs speech recognition according to a voice uttered by the user, and the like are adopted. obtain.
  • the output unit 32 can output various information in a manner that can be recognized by the user, for example.
  • a display device or a projector that outputs various types of information in a manner that can be visually recognized by the user, and a speaker that outputs various types of information in a manner that allows the user to hear each other can be employed.
  • the storage unit 33 can store, for example, the program 3P and various information.
  • a non-volatile storage medium such as a ROM may be employed.
  • the I / O unit 34 can receive the storage medium 39 and exchange data between the storage medium 39 and the control unit 38.
  • a USB port and a card reader can be employed.
  • the storage medium 39 for example, a flash memory, an SD memory card, or the like can be adopted.
  • the I / F units 35, 36, and 37 can transmit and receive various signals and various data to and from a portion other than the control unit 3 via a communication line or a cable.
  • a communication line or a cable an example is shown in which the I / F unit 35 is connected to the illumination unit 22, the I / F unit 36 is connected to the detection unit 23b, and the I / F unit 37 is connected to the motor unit M1. ing.
  • the control unit 38 is an electric circuit including a processor 38a and a memory 38b.
  • a central processing unit CPU: Central Processing Unit
  • a volatile memory such as RAM (Random Access Memory) or the like can be adopted as the memory 38b.
  • the control unit 38 reads and executes the program 3P stored in the storage unit 33, thereby realizing various functions and various types of information processing in cooperation with the program 3P stored in the storage unit 33. Thereby, the operation of each part of the control unit 3 and various processes in the control unit 3 are controlled.
  • data temporarily generated in various types of information processing can be appropriately stored in the memory 38b or the like.
  • Various functional configurations realized by the control unit 38 may be realized by hardware such as a dedicated electronic circuit, for example.
  • the control unit 38 can control the rotation of the motor unit M1, for example. Thereby, for example, the type of the filter unit F1 disposed between the lens unit 23a1 and the detection unit 23b is switched.
  • any one of the filter units F1x, F1y, and F1z of the tristimulus values X, Y, and Z can be disposed between the lens unit 23a1 and the detection unit 23b. At this time, a signal related to each wavelength region among the tristimulus values X, Y, and Z can be output by the detection unit 23b.
  • the filter unit F1x of the tristimulus value X is arranged between the lens unit 23a1 and the detection unit 23b, so that a signal related to the wavelength range of the tristimulus value X is output by the detection unit 23b. obtain.
  • a signal related to the wavelength range of the tristimulus value Y can be output by the detection unit 23b.
  • a signal related to the wavelength range of the tristimulus value Z can be output by the detection unit 23b.
  • control part 38 can control irradiation of the light with respect to the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21 by the illumination part 22, for example.
  • the light emission of the light source unit 22b is controlled via the light emitting circuit 22a.
  • control unit 38 can acquire a two-dimensional distribution (also referred to as a two-dimensional distribution) of the surface color in the two-dimensional region Am1 of the sample 4 based on, for example, a signal output from the detection unit 23b.
  • image data indicating the two-dimensional distribution of the surface color in the two-dimensional region Am1 can be acquired for the wavelength range of light associated with each of the tristimulus values X, Y, and Z.
  • the two-dimensional distribution of the surface color can be acquired after the signal output from the detection unit 23b is corrected for the linearity related to the output of the sensor of the detection unit 23b.
  • the two-dimensional distribution of the surface color acquired by the control unit 38 is appropriately corrected as necessary.
  • the image data indicating the two-dimensional distribution of the surface color in the two-dimensional area Am1 of the sample 4 acquired by the control unit 38 can be stored in the storage unit 33 as appropriate.
  • an area including all of the plurality of photoelectric conversion elements arranged two-dimensionally, or an area excluding the photoelectric conversion elements near the outer edge portion of the plurality of photoelectric conversion elements is 2 It is an area (also referred to as an effective area) corresponding to a two-dimensional distribution of surface colors in the dimensional area Am1.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the color measurement unit 2 according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram focusing on the colorimetric unit 2 of FIG.
  • the two-dimensional area Am ⁇ b> 1 is indicated by a bold line as in FIG. 1.
  • the outer diameter W2 of the low reflectivity portion 24 when the low reflectivity portion 24 is viewed in plan from the measurement opening H1 is changed from the opening H2 for light reception to the measurement opening H1. It is set to be larger than the diameter W1 of the opening H1 for measurement when seen in a plan view. Thereby, the presence of the low reflectance part 24 can reduce the component of regular reflection light among the reflected light generated on the surface of the sample 4 incident on the detection part 23b from the surface of the sample 4.
  • the light receiving opening H2 also functions as a so-called optical trap that contributes to reduction of the component of regular reflection light in the reflected light from the sample 4 incident on the detection unit 23b. Therefore, for example, the control unit 38 reflects the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21 in the two-dimensional distribution of the surface color in the two-dimensional region Am1 of the sample 4 acquired based on the signal output from the detection unit 23b. Effects are less likely to occur.
  • the number of the plurality of openings provided in the integrating sphere 21 and the plurality of openings occupy, rather than the configuration in which the so-called optical trap opening is provided in the integrating sphere 21 separately from the light receiving opening H2. The area can be reduced. As a result, the deterioration of the function of the integrating sphere 21 is suppressed, and the color on the surface of the sample 4 can be measured with high accuracy.
  • the center of the measurement opening H1 and the center of the light receiving opening H2 are arranged on the optical axis A0 of the optical system 23a.
  • the distance L2 from the optical axis A0 to the outer edge of the region where the low reflectance portion 24 exists in one direction orthogonal to the optical axis A0 of the optical system 23a is from the optical axis A0 in one direction.
  • the distance L1 is set larger than the distance L1 to the edge of the measurement opening H1.
  • FIG. 5 shows an example in which the ⁇ X direction is adopted as the one direction.
  • the linear optical path of the principal ray passing through the center of the optical system 23a from the outer edge Pe1 of the two-dimensional area Am1 to the detection unit 23b in the reflected light from the two-dimensional area Am1 is the optical path Lc1.
  • the straight line Lc2 is a straight line having a symmetric relationship with the optical path Lc1 of the principal ray with respect to the normal line L0 of the surface of the sample 4 at the outer edge Pe1.
  • the principal ray is, for example, a ray that passes through the center of the stop of the optical system 23a.
  • the low reflectance part 24 is arranged at a position intersecting with the straight line Lc2, regular reflection included in the reflected light from the sample 4 incident on the detection part 23b.
  • the light component can be reduced to about half.
  • the function of the integrating sphere 21 for realizing diffuse illumination is suppressed from being deteriorated, and the component of the specularly reflected light is less likely to be mixed into the reflected light from the sample 4 incident on the detection unit 23b.
  • the deterioration of the function of the integrating sphere 21 is further suppressed, and the color on the surface of the sample 4 can be measured with higher accuracy.
  • FIG. 5 shows an example in which the low reflectivity portion 24 is arranged from a portion around the optical system 23a to a position intersecting the straight line Lc2.
  • the light beam intersects with the optical axis A0 of the optical system 23a and extends from the outer edge Pe1 of the two-dimensional area Am1 toward the end of the effective area of the detection unit 23b.
  • a linear optical path of a light beam passing through the optical system 23a is an optical path Lm1
  • a straight line having a symmetric relationship with the optical path Lm1 with respect to the normal line L0 of the surface of the sample 4 at the outer edge Pe1 is a straight line Lm2.
  • the low reflectance part 24 is arranged at a position intersecting with the straight line Lm2, the reflected light from the sample 4 incident on the detection part 23b is reflected by the regular reflected light. Ingredients are hardly included. For this reason, the component of the regular reflection light of the reflected light which arises on the surface of the sample 4 which injects into the effective area of the detection part 23b from the surface of the sample 4 can be reduced notably. As a result, the deterioration of the function of the integrating sphere 21 is remarkably suppressed, and the accuracy of color measurement on the surface of the sample 4 can be remarkably improved.
  • the optical path Lm1 is , The optical path of the marginal ray.
  • the optical path Lm1 and the straight line Lm2 are indicated by alternate long and short dash lines.
  • FIG. 5 shows an example in which the low reflectivity portion 24 is arranged from a portion around the optical system 23a to a position intersecting the straight line Lm2.
  • the centers of the two openings H1 and H2 are arranged on the optical axis A0, the two openings H1 and H2 are circular, the inner diameter of the integrating sphere 21 is 100 mm, and the optical system 23a and the sample 4 Assume that the distance (WD) is set to 136 mm, the focal length (fl) of the optical system 23a is set to 15 mm, and the F number of the optical system 23a is set to 4.0.
  • the diameter of the measurement opening H1 is set to 40 mm and the diameter of the two-dimensional region Am1 is set to 35 mm
  • the position intersecting the straight line Lm2 if the diameter of the light receiving opening H2 is set to about 60 mm.
  • the low reflectance part 24 may be disposed on the surface. That is, if the diameter of the light receiving opening H2 is set to about 60 mm, for example, a function as a so-called optical trap can be realized.
  • the detection unit 23b can image the two-dimensional region Am1.
  • the area of the opening having a diameter of about 60 mm is about 9 times the area of the opening having a diameter of about 20 mm. Therefore, compared to the case where the so-called optical trap opening and the light receiving opening are provided separately, if these two openings are provided together, the area related to the two openings is: It can be reduced by about 10%. As a result, the deterioration of the function of the integrating sphere 21 can be suppressed.
  • the low reflectance part 24 is arranged around the light receiving part 23 and is arranged so as to face the internal space Si0 of the integrating sphere 21.
  • the low reflectivity portion 24 has a lower light reflectivity than the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21. Due to the presence of such a low reflectivity portion 24, regular reflection light generated in the two-dimensional region Am ⁇ b> 1 becomes difficult to enter the light receiving portion 23. That is, the component of the specularly reflected light generated in the two-dimensional area Am1 in the light incident on the detection unit 23b via the optical system 23a from the two-dimensional area Am1 can be reduced. Therefore, a small color measuring device 1 that can measure the color on the surface of the sample 4 with high accuracy can be provided.
  • the portion that forms the external space So0 positioned outside the light receiving opening H2 with respect to the internal space Si0 of the integrating sphere 21 constitutes the low reflectivity portion 24.
  • the low reflectance part may constitute a part of the inner wall surface of the integrating sphere 21 around the light receiving opening.
  • the size and arrangement of the low reflectance part provided around the light receiving opening provided in the integrating sphere are adjusted, so that the light enters the detection part 23b from the surface of the sample 4.
  • the component of specularly reflected light generated on the surface of the sample 4 can be reduced.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a colorimetric apparatus 1A according to the first modification.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the upper part of the integrating sphere according to the first modification is viewed from the inside. Specifically, FIG. 7 is a view showing an XY cross section at a position indicated by a one-dot chain line VII-VII in FIG.
  • the low reflectance part 24A is indicated by a thick line
  • the optical path Lc1, the straight line Lc2, the optical path Lm1, and the straight line Lm2 are indicated by thin one-dot chain lines.
  • sandy hatching is added to the low reflectance portion 24 ⁇ / b> A.
  • the color measurement device 1 ⁇ / b> A according to the first modified example is based on the color measurement device 1 according to the above-described embodiment, and includes an integrating sphere 21 and a low reflectance part 24.
  • the color measurement unit 2 is replaced with a color measurement unit 2A having an integrating sphere 21A and a low reflectance part 24A.
  • the integrating sphere 21A is based on the integrating sphere 21 according to the above-described embodiment, and the second opening Hp2 forming the light receiving opening H2 forms a light receiving opening H2A having a reduced diameter.
  • the second opening Hp2A is replaced with the inner wall surface 21si and the inner wall surface 21siA.
  • the low reflectivity portion 24A is based on the low reflectivity portion 24 according to the above-described embodiment, and is integrated not only in the portion forming the external space So0A but also around the light receiving opening H2A.
  • the low reflectivity portion 24A arranged up to the inner wall surface 21siA of the sphere 21A is replaced.
  • the external space So0A is located outside the light receiving opening H2A with reference to the internal space Si0 of the integrating sphere 21.
  • the low reflectance part 24A may constitute a part 24b of the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21A around the light receiving opening H2A.
  • the size and arrangement of the low reflectance part 24A provided around the light receiving opening H2A provided in the integrating sphere 21A are adjusted, so that the detection part 23b is detected from the surface of the sample 4.
  • the component of the regular reflection light generated on the surface of the sample 4 out of the reflection light generated on the surface of the sample 4 incident on the surface can be reduced.
  • the low reflectance portion 24A includes a portion 24a that is connected to the internal space Si0 in the light receiving opening H2A and forms an external space So0A that is located outside the internal space Si0. It is.
  • the low reflectance part 24A can be set to an appropriate size. This makes it difficult for the component of the regular reflection light generated on the surface of the two-dimensional area Am1 to be mixed into the reflected light from the two-dimensional area Am1 toward the light receiving unit 23. As a result, the component of regular reflection light generated on the surface of the sample 4 out of the reflection light generated on the surface of the sample 4 incident on the detection unit 23b from the surface of the sample 4 can be reduced.
  • the low reflectance part 24A is formed on the spherical inner wall surface 21si of the integrating sphere 21A around the light receiving opening H2A.
  • the present invention is not limited to this.
  • the inner wall surface 21si of the integrating sphere 21A may be a tapered portion connected to the opening H2A instead of the spherical shape.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of a colorimetric apparatus 1B according to the second modification.
  • the low reflectance part 24B is indicated by a thick line
  • the optical path Lc1 and the straight line Lc2 are indicated by a broken line parallel to the optical axis A0
  • the optical path Lm1 and the straight line Lm2 are indicated by a one-dot chain line. .
  • the color measurement device 1B according to the second modification is based on, for example, the color measurement device 1 according to the above-described embodiment, and the color measurement unit 2 is the color measurement unit 2B.
  • the colorimetric unit 2B is based on the colorimetric unit 2 according to the above-described embodiment.
  • the integrating sphere 21, the light receiving unit 23, and the low reflectance unit 24 include the integrating sphere 21B, the light receiving unit 23B, and the low reflectance unit 24B.
  • the integrating sphere 21B is based on the integrating sphere 21 according to the above-described embodiment, and the second opening Hp2 that forms the light receiving opening H2 forms the second light receiving opening H2B whose diameter is narrowed.
  • the light receiving unit 23B is based on the light receiving unit 23 according to the above-described embodiment, the optical system 23a is replaced with an optical system 23aB to which a so-called double-sided telecentric lens is applied, and the detection unit 23b is connected to the two-dimensional region Am1. It is replaced with a detector 23bB having an effective area of substantially the same shape.
  • the optical system 23aB is a lens unit in which a first lens unit 23aB1, a diaphragm unit 23aB2, and a second lens unit 23aB3 are arranged in this order.
  • the detection unit 23bB according to this modification is configured by, for example, a color area sensor.
  • the low reflectance part 24B forms an external space So0B located outside the internal space Si0 connected by the substantially spherical internal space Si0 of the integrating sphere 21B and the light receiving opening H2B together with the light receiving part 23B. ing.
  • a so-called double-sided telecentric lens is applied to the optical system 23aB, and the optical path Lc1 of the principal ray related to the outer edge Pe1 is substantially parallel to the optical axis A0.
  • the optical path Lc1 of the principal ray substantially coincides with the normal line L0 of the surface of the sample 4 at the outer edge portion Pe1 of the two-dimensional region Am1.
  • the optical path Lc1 of the chief ray substantially coincides with the straight line Lc2 related to the chief ray.
  • the angle formed by the optical path Lc1 and the straight line Lc2 with respect to the normal L0 can be significantly narrower than that in the above-described embodiment.
  • the region where the low reflectance portion 24B is disposed may be narrow.
  • the diameter of the light receiving opening H2B can be significantly reduced as compared with the diameter of the light receiving opening H2 according to the embodiment.
  • the color on the surface of the sample 4 can be measured with high accuracy while suppressing the deterioration of the function of the integrating sphere 21B.
  • the outer diameter W2 of the low reflectivity portion 24B when the low reflectivity portion 24B is viewed in plan from the measurement aperture H1 is measured from the aperture H2B for light reception.
  • the diameter H1 of the measurement opening H1 when viewed in plan is substantially the same as the diameter W1 of the measurement opening H1. Even if such a configuration is adopted, for example, it is difficult for a component of specular reflection light generated on the surface of the two-dimensional area Am1 to be mixed into reflected light from the two-dimensional area Am1 toward the light receiving unit 23B.
  • the component of regular reflection light generated on the surface of the sample 4 out of the reflection light generated on the surface of the sample 4 incident on the detection unit 23bB from the surface of the sample 4 can be reduced. That is, for example, the outer diameter W2 of the low reflectance part 24B when the low reflectance part 24B is viewed in plan from the measurement opening H1 is the same as that when the measurement opening H1 is viewed in plan from the light receiving opening H2B. As long as the diameter H1 of the measurement opening H1 is greater than or equal to the diameter W1, the light reception opening H2B functions as a so-called optical trap that contributes to a reduction in the component of specularly reflected light from the sample 4 incident on the detector 23bB. Fulfill.
  • the centers of the two openings H1 and H2 are arranged on the optical axis A0, the two openings H1 and H2 are circular, and the inner diameter of the integrating sphere 21 is 100 mm.
  • the distance (WD) between the optical system 23a and the sample 4 is set to 136 mm
  • the focal length (fl) of the optical system 23a is set to 15 mm
  • the F number of the optical system 23a is set to 4.0.
  • the detection unit 23b can image the two-dimensional area Am1.
  • the diameter W1 of the measurement opening H1 and the diameter W2 of the light reception opening H2B are substantially the same, and the diameter W2 of the light reception opening H2B is set to about 40 mm, for example, A function as a so-called optical trap can be realized.
  • the diameter of the light receiving opening H2B is set to about 20 mm
  • the area of the opening having a diameter of about 40 mm is about four times the area of the opening having a diameter of about 20 mm. Therefore, compared to the case where the so-called optical trap opening and the light receiving opening are provided separately, if these two openings are provided together as in the present modification, two The area associated with the opening can be reduced by about 20%.
  • the number of the plurality of openings provided in the integrating sphere 21B and the area occupied by the plurality of openings are reduced, compared to a configuration in which the so-called optical trap opening is provided in the integrating sphere 21B separately from the light receiving opening H2B. obtain. As a result, the deterioration of the function of the integrating sphere 21B is suppressed, and the color on the surface of the sample 4 can be measured with high accuracy.
  • the filter unit 23a2 adjusts the wavelength range of light received by the detection unit 23b, and thus the detection unit 23b is configured by a monochrome area sensor or the like.
  • the detection unit 23b may be configured by, for example, a color area sensor.
  • the detection unit 23bB is configured by a color area sensor or the like, but is not limited thereto.
  • the detection unit 23bB may be configured by a monochrome area sensor or the like by providing the filter unit 23a2.
  • the control unit 38 acquires a two-dimensional distribution of the surface color in the two-dimensional region Am1 of the sample 4 based on signals output from the detection units 23b and 23bB, for example. It was possible, but not limited to this.
  • the control unit 38 may acquire representative values of colors in the two-dimensional area Am1 having various shapes in accordance with outputs from the detection units 23b and 23bB.
  • the various shapes may include not only a circular shape but also various shapes such as a star shape and a linear shape.
  • the representative value of the color may include various statistical values such as an average value, an intermediate value, and a mode value of the color.
  • the optical axis A0 of the lens unit 23a1 and the optical system 23aB passes through the centers of the measurement opening H1 and the light receiving opening H2.
  • the present invention is not limited to this. . That is, the measurement opening H1 and the light receiving opening H2 do not have to completely face each other.
  • the normal line of the opening H1 passing through the center of the measurement opening H1 and the normal line of the opening H2 passing through the center of the light receiving opening H2 may be slightly shifted or slightly inclined. You may have.
  • the angle at which the normal line of the opening H1 passing through the center of the measurement opening H1 and the normal line of the opening H2 passing through the center of the light receiving opening H2 are closer to each other or are inclined with respect to each other.
  • the component of regular reflection light generated on the surface of the sample 4 in the reflected light can be reduced.
  • the present invention is not limited to this.
  • the diameter W3 in a cross section orthogonal to the normal line of the light receiving opening H2 is You may set so that it may become larger than the diameter W2 of the opening H2 for light reception.
  • the present invention includes, for example, colorimetric apparatuses according to the following second to seventh aspects.
  • a color measurement device is the color measurement device according to the first aspect, wherein the low reflectance portion is connected to the internal space at the light receiving opening and the internal space.
  • the part which forms the external space located outside is included.
  • the size and arrangement of the light receiving opening provided in the integrating sphere are adjusted, and the color measurement device is generated on the surface of the sample incident on the detection unit from the surface of the sample.
  • the component of specular reflection light generated on the surface of the sample in the reflected light can be reduced.
  • a color measurement device is the color measurement device according to the second aspect, wherein a diameter in a cross section perpendicular to a normal line of the light reception opening in the external space is the light reception device. It is larger than the diameter of the opening.
  • the color measurement device since the emission of the stray light incident on the external space to the internal space is suppressed, the light reflectivity in the low reflectivity portion can be further reduced.
  • a colorimetric apparatus is the colorimetric apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the low reflectance portion is formed on the inner wall surface around the light receiving opening. Is configured.
  • the surface of the sample can be adjusted.
  • the component of regular reflection light generated on the surface of the sample among the reflected light generated on the surface of the sample incident on the detection unit can be reduced.
  • a color measurement device is the color measurement device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the low reflectivity portion includes a black portion.
  • the low reflectance part can be easily formed.
  • a color measurement device is the color measurement device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the low reflectivity portion is a region of the two-dimensional region of the reflected light. Arranged at the position where the optical path of the principal ray passing through the center of the optical system from the outer edge part to the detection part intersects with a straight line having a line symmetry with respect to the normal line at the outer edge part of the surface of the sample Has been.
  • the colorimetric apparatus it is possible to suppress a decrease in the function of the integrating sphere for realizing diffuse illumination.
  • a color measurement device is the color measurement device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the low reflectance part is light of the optical system in the reflected light.
  • the component of specularly reflected light among the reflected light generated on the surface of the sample incident on the effective area of the detection unit from the surface of the sample can be significantly reduced.

Abstract

試料の表面における色彩が高精度に測定され得る小型の測色装置を提供するために、測色装置は、積分球と光源部と受光部と低反射率部を備えている。積分球は、試料が覆うように配される測定用の開口を成す第１開口部と、該第１開口部に対向して試料からの反射光を通過させる受光用の開口を成す第２開口部とを有している。光源部は、積分球の内壁面に光を照射する。受光部は、光源部からの光が内壁面で反射され、測定用の開口を介して試料の表面の２次元領域に照射される際に、測定用の開口を介して積分球内に入射される２次元領域からの反射光を受光用の開口を介して受光し、反射光に応じた信号を出力する。低反射率部は、受光部の周囲の積分球の内部空間に臨む領域に配され且つ積分球の内壁面よりも光の反射率が低い。測定用の開口から低反射率部を平面視した低反射率部の外径が、受光用の開口から測定用の開口を平面視した測定用の開口の径以上である。

Description

測色装置
　本発明は、測色装置に関する。
　積分球の開口部に配された試料を測色の対象物として該積分球を用いて照明し、該試料からの反射光を受光して、試料の表面色（具体的には、物体色）を測定する測色装置がある（例えば、特許文献１）。
　この測色装置では、積分球における測定用の開口（測定用開口とも言う）の大きさは、試料の種類および大きさ等に応じて適宜決定される。そして、試料のうちの測定用開口に面するように配された部分を面状の測定の対象としての一領域（被測定領域とも言う）とした測定（平均値測定、スポット測定）が行われる。ここで、一般にポータブルまたはハンディタイプの測色装置では、測定用開口の径は、積分球の大きさに応じて、３ｍｍ～２０ｍｍ程度に設定されている。これは、積分球の直径に対して、物体色の測定に影響が生じ難い範囲内で、測定用開口の径が設定されることによる。
　また、測色装置において、所定の大きさの被測定領域内における色彩の２次元分布が測定され得るのであれば、被測定領域の選択、離れた複数箇所の同時測定および細長い領域の測定等によって、被測定領域における色むらおよび柄物等の複雑な形状が測定され得る。このような測定は、従来の測色装置のように、試料の表面のうちの円形の測定用開口に配された円形の被測定領域の色の平均値が測定される態様では、実現され得なかった。
特開２００５－６２０９５号公報
　ところで、色彩の２次元分布が測定され得る測色装置としては、机上等に設置される大型のタイプのものに限られず、小型かつ軽量で、手で持ち運ぶことが可能な携帯式のタイプのものが考えられる。そして、試料の表面における色彩の２次元分布を測定するためには、撮像素子と結像レンズとが組み合わされた受光系を採用することが考えられる。
　しかしながら、測色に適した拡散照明方式の光照射を行うために積分球が用いられる場合には、積分球には受光系で受光される光線が遮られないように受光用の開口部（受光用開口部とも言う）が設けられる。また、表面の光沢によって生じ得る正反射光に起因する測色の誤差を低減するために、例えば、積分球に光トラップが設けられることで正反射光が除去されたＳＣＥ（Specular component excluded）の条件で試料が測定される。さらに、上述したように、試料に面する測定用開口が設けられる。このため、積分球には複数の大きな開口が設けられ、拡散照明を実現するための積分球の機能が低下してしまう。
　このような問題は、積分球の大きさに対して試料に面する測定用開口の径が大きくなれば大きくなるほど、より深刻な問題となる。ただし、携帯式の測色装置に適した大きさおよび重さを実現するためには、積分球の大きさおよび重さを増大させることは適切でない。このため、積分球の大きさに対して、試料に面する測定用開口の径が大きくならざるを得ない。その一方で、光トラップが測定用開口に対して過度に小さくなれば、ＳＣＥ（Specular component excluded）の条件が不完全なものとなる。したがって、試料の表面における色彩の測定精度を維持することは容易でない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、試料の表面における色彩が高精度に測定され得る小型の測色装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第１の態様に係る測色装置は、積分球と、光源部と、受光部と、低反射率部と、を備えている。前記積分球は、第１開口部と、第２開口部と、を有している。前記第１開口部は、試料が覆うように配される測定用の開口を形成している。前記第２開口部は、該第１開口部に対向して、前記試料からの反射光を通過させる受光用の開口を形成している。前記光源部は、前記積分球の内壁面に光を照射する。前記受光部は、前記光源部からの光が前記内壁面で反射され、前記測定用の開口を介して前記試料の表面の２次元領域に照射される際に、前記測定用の開口を介して前記積分球内に入射される前記２次元領域からの前記反射光を前記受光用の開口を介して受光し、光学系および該光学系によって導かれる前記反射光に応じた信号を出力する検出部を有する。前記低反射率部は、前記受光部の周囲の前記積分球の内部空間に臨む領域に配されており且つ前記積分球の内壁面よりも光の反射率が低い。前記測定用の開口から前記低反射率部を平面視したときの前記低反射率部の外径が、前記受光用の開口から前記測定用の開口を平面視したときの前記測定用の開口の径以上である。
　第１の態様に係る測色装置によれば、低反射率部の存在によって、試料の表面から検出部へ入射する試料の表面で生じる反射光のうちの正反射光の成分が低減され得るため、試料の表面における色彩が高精度に測定され得る小型の測色装置を提供することが可能となる。
図１は、一実施形態に係る測色装置の概略的な構成を例示する図である。 図２は、積分球の底部を内側から見た様子を例示する図である。 図３は、回転式のフィルターユニットの一構成例を示す平面図である。 図４は、制御ユニットの一構成例を示すブロック図である。 図５は、一実施形態に係る測色ユニットの概略的な構成を例示する図である。 図６は、第１変形例に係る測色装置の概略的な構成を例示する図である。 図７は、第１変形例に係る積分球の上部を内側から見た様子を例示する図である。 図８は、第２変形例に係る測色装置の概略的な構成を例示する図である。 図９は、その他の変形例に係る測色ユニットの概略的な構成を例示する図である。
　以下、一実施形態および各種変形例を図面に基づいて説明する。なお、図面においては同様な構成および機能を有する部分については同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更され得る。図１から図３および図５から図９には、測色装置１，１Ａ，１Ｂの上方向（図１、図６、図８および図９の図面視上方向）を＋Ｚ方向とする右手系のＸＹＺ座標系が付されている。
　＜(１)一実施形態＞
　　＜(１－１)測色装置の概要＞
　図１は、一実施形態に係る測色装置１の概略的な構成を例示する図である。図２は、積分球２１の底部を内側から見た様子を例示する図である。具体的には、図２は、図１にて一点鎖線II－IIで示した位置におけるＸＹ断面を示す図である。
　測色装置１は、被測定物としての試料４の表面の色（表面色とも言う）を測定するための装置である。ここで、表面色には、例えば、物体色が含まれる。なお、表面色の測定には、例えば、表面色を直接的に示す数値の取得、および表面色を導出することが可能な数値の取得が含まれ得る。
　測色装置１は、測色ユニット２および制御ユニット３を備えている。ここでは、例えば、測色ユニット２と制御ユニット３とが一体的に構成されることで、測色装置１が構成されても良いし、測色ユニット２と制御ユニット３とが別体で構成されることで、測色装置１が構成されても良い。
　なお、仮に、測色ユニット２と制御ユニット３とが別体で構成される場合には、制御ユニット３は、例えば、パーソナルコンピューター等によって構成され得る。このとき、測色ユニット２と制御ユニット３とが、例えば、有線あるいは無線によってデータの通信が可能に接続される。
　　＜(１－２)測色ユニット＞
　測色ユニット２は、積分球２１、照明部２２、受光部２３および低反射率部２４を備えている。
　積分球２１は、内壁面２１ｓｉが光をほぼ完全に拡散反射（乱反射）する球体状の部材である。ここで、内壁面２１ｓｉは、例えば、球体状の部材の内面に硫酸バリウム等の白色塗料が塗布されることで形成され得る。また、積分球２１は、３つの開口Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２を形成している開口部Ｈｐ０，Ｈｐ１，Ｈｐ２を有している。各開口Ｈ０，Ｈ１．Ｈ２としては、例えば、略円形のものが採用され得る。
　開口部Ｈｐ０は、照明部２２からの光を積分球２１の内壁面２１ｓｉに照射させるための開口Ｈ０を形成している部分である。
　開口部Ｈｐ１は、試料４が覆うように配される測定用の開口Ｈ１を形成している部分（第１開口部とも言う）である。本実施形態では、第１開口部Ｈｐ１は、積分球２１の底部に設けられている。
　開口部Ｈｐ２は、第１開口部Ｈｐ１に対向して、試料４からの反射光を通過させる受光用の開口Ｈ２を形成している部分（第２開口部とも言う）である。
　照明部２２は、試料４の表面色を測定するために、該試料４に光を照射することができる。該照明部２２は、発光回路２２ａおよび光源部２２ｂを有している。
　発光回路２２ａは、光源部２２ｂを発光させるための回路である。光源部２２ｂは、積分球２１の内壁面２１ｓｉに光を照射することができる。
　光源部２２ｂとしては、例えば、白色光などの所定の色の光を発するハロゲンランプ、キセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が採用され得る。
　なお、本実施形態では、光源部２２ｂから発せられた光は、開口Ｈ０を介して、積分球２１内に入射され、積分球２１の内壁面２１ｓｉに照射される。ここで、内壁面２１ｓｉに照射された光は、例えば、内壁面２１ｓｉにおける１回以上の乱反射を経て、開口Ｈ１を介して該開口Ｈ１を覆うように配されている試料４に照射される。なお、光源部２２ｂは、例えば、開口Ｈ０および開口部Ｈｐ０が設けられることなく、積分球２１内に配されても良い。
　受光部２３は、試料４からの光を受光する部分である。具体的には、光源部２２ｂからの光が内壁面２１ｓｉで反射され、測定用の開口Ｈ１を介して試料４の表面の測定対象としての領域（２次元領域とも言う）Ａｍ１に照射される。この際に、受光部２３は、測定用の開口Ｈ１を介して積分球２１内に入射される２次元領域Ａｍ１からの反射光を受光用の開口Ｈ２を介して受光することができる。該受光部２３は、例えば、光学系２３ａおよび検出部２３ｂを有している。
　光学系２３ａは、例えば、試料４からの反射光を検出部２３ｂまで導くことができ、該反射光を該検出部２３ｂにおいて結像させることが可能である。該光学系２３ａは、例えば、レンズユニット２３ａ１とフィルターユニット２３ａ２とを有している。
　レンズユニット２３ａ１は、試料４からの反射光を適宜屈折させて、該反射光を検出部２３ｂに向けて集束させることができる。図１では、レンズユニット２３ａ１の光軸Ａ０が細い二点鎖線で示されている。本実施形態では、例えば、レンズユニット２３ａ１の光軸Ａ０は、例えば、開口Ｈ１および開口Ｈ２の中心を通る。そして、例えば、試料４の表面の法線が、光軸Ａ０に略平行となるように、試料４が開口Ｈ１を覆うように配置される。
　フィルターユニット２３ａ２は、予め設定された所定の波長域の光を選択的に通過させることができる。該フィルターユニット２３ａ２は、例えば、相互に異なる３以上の波長域の光をそれぞれ通過させる３以上のフィルターを有している。そして、該フィルターユニット２３ａ２では、レンズユニット２３ａ１から検出部２３ｂに至る光路上に配置されるフィルターが適宜切り替えられることで、所望の波長域の光を選択的に通過させることが可能である。
　図３は、フィルターユニット２３ａ２の一構成例を示す平面図である。図３で示されるフィルターユニット２３ａ２は、回転式のものである。具体的には、例えば、フィルターユニット２３ａ２は、レンズユニット２３ａ１の光軸Ａ０に直交する平面上（図中ＸＹ平面上）の円形のディスクＤｋ１、回転軸Ａｘ１、フィルター部Ｆ１およびモーター部Ｍ１（図１）を有している。
　ディスクＤｋ１には、例えば、外縁に沿った周方向に複数の貫通孔Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７，Ｔｈ８が設けられている。複数の貫通孔Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７，Ｔｈ８は、例えば、ディスクＤｋ１の中心に設けられているＺ軸に沿って延在する回転軸Ａｘ１を中心として、４５°毎に設けられる。
　ここで、例えば、複数の貫通孔Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５，Ｔｈ６，Ｔｈ７，Ｔｈ８のうち、予め設定された複数の貫通孔（例えば、３つの貫通孔Ｔｈ１，Ｔｈ３，Ｔｈ３）に、予め設定された３以上（本実施形態では、３つ）のフィルター部Ｆ１が取り付けられている。図３には、貫通孔Ｔｈ１に、ＸＹＺ表色系のＸの波長域の光を通過させるフィルター部Ｆ１ｘが取り付けられ、貫通孔Ｔｈ２に、ＸＹＺ表色系のＹの波長域の光を通過させるフィルター部Ｆ１ｙが取り付けられ、貫通孔Ｔｈ３に、ＸＹＺ表色系のＺの波長域の光を通過させるフィルター部Ｆ１ｚが取り付けられている一例が示されている。
　なお、３以上のフィルター部Ｆ１としては、例えば、３つのフィルター部Ｆ１ｘ，Ｆ１ｙ，Ｆ１ｚの代わりに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のフィルター部およびシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のフィルター部等と言った他の３色に係るフィルター部が採用されても良い。
　ディスクＤｋ１は、例えば、モーター部Ｍ１によって回転軸Ａｘ１を中心にして回転されることで、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置されるフィルター部Ｆ１の種類が切り替えられる。例えば、図３で示されるフィルターユニット２３ａ２では、ディスクＤｋ１が回転軸Ａｘ１を中心として反時計回りに４５°回転することで、フィルター部Ｆ１ｘ、フィルター部Ｆ１ｙおよびフィルター部Ｆ１ｚの順に、フィルター部Ｆ１が切り替えられ得る。
　検出部２３ｂは、フィルターユニット２３ａ２を介して入射する光の強度に応じた信号を出力する。つまり、検出部２３ｂでは、光学系２３ａによって導かれる反射光に応じた信号が出力される。該検出部２３ｂは、例えば、２次元的に配置された複数の光電変換素子を有している。ここで、複数の光電変換素子は、例えば、マトリックス状に配置されることで、ＣＣＤ等のエリアセンサーを構成する。また、本実施形態では、フィルターユニット２３ａ２によって、検出部２３ｂで受光される光の波長域が調整されるため、検出部２３ｂは、例えば、モノクロのエリアセンサー等によって構成される。
　このような検出部２３ｂでは、開口Ｈ１を介して積分球２１内に入射される試料４の表面の測定対象としての２次元領域Ａｍ１からの反射光が、第２開口部Ｈｐ２を介して受光される。このとき、フィルターユニット２３ａ２においてフィルター部Ｆ１が順次切り替えられることによって、検出部２３ｂでは、３以上の相互に異なる波長域の光にそれぞれ対応する信号を出力する。本実施形態では、検出部２３ｂにおける３以上の相互に異なる波長域の光にそれぞれ対応する信号の出力が、３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する信号の出力を含むため、等色関数に対応する信号が容易に取得され得る。
　ここで、２次元領域Ａｍ１が、例えば、試料４の表面のうちの開口Ｈ１の外縁近傍の領域を含まないように設定される。これにより、第１開口部Ｈｐ１の縁部によって試料４の表面に生じ得る影や照射光量の低下等の影響が低減された２次元領域Ａｍ１からの反射光に応じた信号が得られる。図１では、２次元領域Ａｍ１が太線で示されており、図２では、２次元領域Ａｍ１の外縁が細い二点鎖線で示されている。例えば、積分球２１の内径が１００ｍｍである場合に、測定用の開口Ｈ１の直径が４０ｍｍに設定され、２次元領域Ａｍ１の直径が３５ｍｍに設定される態様が考えられる。
　低反射率部２４は、受光部２３の周囲に配置されており、積分球２１の内部空間Ｓｉ０に臨むように配されている。つまり、低反射率部２４が、積分球の内部空間Ｓｉ０に向かい対している。そして、低反射率部２４は、積分球２１の内壁面２１ｓｉよりも光の反射率が低い。このような低反射率部２４の存在により、２次元領域Ａｍ１から受光部２３に向かう正反射光が、生じ難くなる。つまり、２次元領域Ａｍ１から光学系２３ａを介して検出部２３ｂに入射される光における、２次元領域Ａｍ１で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　なお、低反射率部２４は、例えば、黒色の部分によって構成され得る。このように、例えば、低反射率部２４が、黒色の部分を含む構成が採用されれば、容易に低反射率部２４が形成され得る。また、低反射率部２４の表面における光の反射率は、均一である必要はなく、例えば、部分的あるいは局所的に反射率が異なっていても良い。すなわち、例えば、低反射率部２４の表面における光の反射率の平均値が、積分球２１の内壁面２１ｓｉにおける光の反射率よりも低い態様が考えられる。
　ところで、本実施形態では、例えば、受光用の開口Ｈ２によって、積分球２１の略球状の内部空間Ｓｉ０と、該内部空間Ｓｉ０の外部に位置している空間（外部空間とも言う）Ｓｏ０とが接続されている。そして、例えば、受光部２３とともに外部空間Ｓｏ０を形成している部分が、低反射率部２４を構成している。
　ここでは、低反射率部２４の存在によって、例えば、受光用の開口Ｈ２が、検出部２３ｂへ入射する試料４からの反射光における正反射光の成分の低減に資する所謂光トラップとしての機能を果たす。日本工業規格（ＪＩＳ）のＺ８７２２：２００９の「色の測定方法－反射及び透過物体色」の規定では、「鏡面反射となる成分を除く場合に用いる光トラップは、平滑な鏡面からの正反射光を少なくとも９５％は除くことが望ましい。」とされている。このため、例えば、低反射率部２４における光の反射率が５％以下であれば、該低反射率部２４によって所謂光トラップとしての機能が十分果たされ得る。
　そして、例えば、受光用の開口Ｈ２が適切な大きさおよび配置を有していれば、低反射率部２４が適切な大きさに設定され、２次元領域Ａｍ１から受光部２３に向かう反射光に、２次元領域Ａｍ１の表面で生じる正反射光の成分が混入し難くなる。したがって、例えば、積分球２１に設けられる受光用の開口Ｈ２の大きさおよび配置が調整されることで、試料４の表面から検出部２３ｂへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。なお、低反射率部２４の大きさおよび配置については、更に後述する。
　　＜(１－３)制御ユニット＞
　図４は、制御ユニット３の一構成例を示すブロック図である。
　制御ユニット３は、入力部３１、出力部３２、記憶部３３、入出力（Ｉ／Ｏ）部３４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３５，３６，３７および制御部３８を備えており、各部がバス３ｂを介してデータ送受信可能に接続されている。
　入力部３１は、例えば、ユーザーの動作に応じて信号を入力することができる。入力部３１としては、例えば、ユーザーによる各種ボタンの操作等に応じて信号を入力する操作部、およびユーザーの発する音声に応じて音声の認識を行って信号を入力する音声入力部等が採用され得る。
　出力部３２は、例えば、ユーザーが認識可能な態様で各種情報を出力することができる。出力部３２としては、例えば、各種情報をユーザーが視認可能な態様で出力する表示デバイスまたはプロジェクター、ならびに各種情報をユーザーが聞き分けることが可能な態様で出力するスピーカー等が採用され得る。
　記憶部３３は、例えば、プログラム３Ｐおよび各種情報等を記憶することができる。記憶部３３としては、例えば、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体等が採用され得る。
　Ｉ／Ｏ部３４は、記憶媒体３９を受け付けて、該記憶媒体３９と制御部３８との間でデータの授受を行うことができる。Ｉ／Ｏ部３４としては、例えば、ＵＳＢポートおよびカードリーダー等が採用され得る。また、記憶媒体３９としては、例えば、フラッシュメモリー、ならびにＳＤメモリーカード等が採用され得る。
　Ｉ／Ｆ部３５，３６，３７は、通信回線またはケーブル等を介して、制御ユニット３以外の部分との間で、各種信号および各種データの送受信を行うことができる。ここでは、Ｉ／Ｆ部３５が、照明部２２に接続され、Ｉ／Ｆ部３６が、検出部２３ｂに接続され、Ｉ／Ｆ部３７が、モーター部Ｍ１に接続されている例が示されている。
　制御部３８は、プロセッサー３８ａおよびメモリー３８ｂ等を備えた電気回路である。ここで、プロセッサー３８ａとしては、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等が採用され、メモリー３８ｂとしては、揮発性のメモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）等が採用され得る。制御部３８は、記憶部３３に記憶されているプログラム３Ｐを読み込んで実行することで、記憶部３３に記憶されているプログラム３Ｐとの協働によって各種機能および各種情報処理等を実現する。これにより、制御ユニット３の各部の動作および制御ユニット３における各種処理が制御される。ここで、各種情報処理において一時的に生成されるデータは、メモリー３８ｂ等に適宜記憶され得る。なお、制御部３８で実現される機能的な各種構成は、例えば、専用の電子回路等のハードウェアによって実現されても良い。
　制御部３８は、例えば、モーター部Ｍ１の回転を制御することができる。これにより、例えば、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置されるフィルター部Ｆ１の種類が切り替えられる。
　具体的には、例えば、３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚのフィルター部Ｆ１ｘ，Ｆ１ｙ，Ｆ１ｚのうちの何れか１つのフィルター部が、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置され得る。このとき、検出部２３ｂによって、３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚのうちの各波長域に係る信号が出力され得る。このとき、例えば、３刺激値Ｘのフィルター部Ｆ１ｘが、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置されることで、検出部２３ｂによって、３刺激値Ｘの波長域に係る信号が出力され得る。また、３刺激値Ｙのフィルター部Ｆ１ｙが、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置されることで、検出部２３ｂによって、３刺激値Ｙの波長域に係る信号が出力され得る。また、３刺激値Ｚのフィルター部Ｆ１ｚが、レンズユニット２３ａ１と検出部２３ｂとの間に配置されることで、検出部２３ｂによって、３刺激値Ｚの波長域に係る信号が出力され得る。
　また、制御部３８は、例えば、照明部２２による積分球２１の内壁面２１ｓｉに対する光の照射を制御することができる。ここでは、発光回路２２ａを介して光源部２２ｂの発光が制御される。
　また、制御部３８は、例えば、検出部２３ｂから出力される信号に基づいて、試料４の２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元の分布（２次元分布とも言う）を取得することができる。例えば、３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚのうちのそれぞれの値に係る光の波長域について、２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元分布を示す画像データが取得され得る。ここでは、例えば、検出部２３ｂから出力される信号に対して、検出部２３ｂのセンサーの出力に係る直線性についての補正が施された後に、表面色の２次元分布が取得され得る。なお、制御部３８で取得される表面色の２次元分布には、必要に応じた補正が適宜施される。そして、制御部３８で取得される、試料４の２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元分布を示す画像データについては、記憶部３３に適宜記憶され得る。
　なお、検出部２３ｂでは、例えば、２次元的に配された複数の光電変換素子の全てを含むエリア、または該複数の光電変換素子のうちの外縁部近傍の光電変換素子を除くエリアが、２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元分布に対応するエリア（有効エリアとも言う）となっている。
　　＜(１－４)低反射率部の配置＞
　図５は、一実施形態に係る測色ユニット２の概略的な構成を例示する図である。図５は、図１の測色ユニット２に着目した図である。また、図５では、図１と同様に、２次元領域Ａｍ１が、太線で示されている。
　図５で示されるように、例えば、測定用の開口Ｈ１から低反射率部２４を平面視したときの低反射率部２４の外径Ｗ２が、受光用の開口Ｈ２から測定用の開口Ｈ１を平面視したときの測定用の開口Ｈ１の径Ｗ１よりも大きくなるように設定されている。これにより、低反射率部２４の存在によって、試料４の表面から検出部２３ｂへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの正反射光の成分が低減され得る。
　換言すれば、例えば、受光用の開口Ｈ２が、検出部２３ｂへ入射する試料４からの反射光における正反射光の成分の低減に資する所謂光トラップとしての機能をも果たす。このため、例えば、制御部３８において、検出部２３ｂから出力される信号に基づいて取得される、試料４の２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元分布に、積分球２１の内壁面２１ｓｉの映り込みの影響が生じ難くなる。そして、このとき、例えば、受光用の開口Ｈ２とは別に所謂光トラップ用の開口が積分球２１に設けられる構成よりも、積分球２１に設けられる複数の開口の数および該複数の開口が占める面積が低減され得る。その結果、積分球２１の機能の低下が抑制され、試料４の表面における色彩が高精度に測定され得る。
　ここで、例えば、測定用の開口Ｈ１の中心および受光用の開口Ｈ２の中心が、光学系２３ａの光軸Ａ０上に配されている場合を想定する。この場合、例えば、光学系２３ａの光軸Ａ０に直交する一方向において該光軸Ａ０から低反射率部２４が存在している領域の外縁部までの距離Ｌ２が、一方向において光軸Ａ０から測定用の開口Ｈ１の端縁部までの距離Ｌ１よりも大きく設定されている。なお、図５では、該一方向として－Ｘ方向が採用されている例が示されている。
　ところで、ここで、例えば、２次元領域Ａｍ１からの反射光のうちの２次元領域Ａｍ１の外縁部Ｐｅ１から検出部２３ｂに向けて光学系２３ａの中心を通る主光線の直線状の光路が光路Ｌｃ１とされ、外縁部Ｐｅ１において試料４の表面の法線Ｌ０を基準として主光線の光路Ｌｃ１と線対称の関係にある直線が直線Ｌｃ２とされる場合を想定する。主光線は、例えば、光学系２３ａの絞りの中心を通る光線である。
　この場合、図５で示されるように、例えば、直線Ｌｃ２と交差する位置に、低反射率部２４が配置されれば、検出部２３ｂに入射される試料４からの反射光に含まれる正反射光の成分が、半分程度まで低減され得る。このため、拡散照明を実現するための積分球２１の機能の低下が抑制されつつ、検出部２３ｂに入射される試料４からの反射光に正反射光の成分が混入し難くなる。その結果、積分球２１の機能の低下がさらに抑制され、試料４の表面における色彩がさらに高精度に測定され得る。なお、図５では、光路Ｌｃ１および直線Ｌｃ２が一点鎖線で示されている。そして、図５では、光学系２３ａの周囲の部分から、直線Ｌｃ２と交差する位置まで、低反射率部２４が配置されている例が示されている。
　さらに、ここで、例えば、２次元領域Ａｍ１からの反射光のうち、光学系２３ａの光軸Ａ０と交差し且つ２次元領域Ａｍ１の外縁部Ｐｅ１から検出部２３ｂの有効エリアの端部に向けて光学系２３ａを通る光線の直線状の光路が光路Ｌｍ１とされ、外縁部Ｐｅ１において試料４の表面の法線Ｌ０を基準として光路Ｌｍ１と線対称の関係にある直線が直線Ｌｍ２とされる場合を想定する。
　この場合、図５で示されるように、例えば、直線Ｌｍ２と交差する位置に、低反射率部２４が配置されれば、検出部２３ｂに入射される試料４からの反射光に正反射光の成分が、ほとんど含まれないようになる。このため、試料４の表面から検出部２３ｂの有効エリアへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの正反射光の成分が顕著に低減され得る。その結果、積分球２１の機能の低下が顕著に抑制され、試料４の表面における色彩の測定の精度が顕著に向上し得る。ここで、例えば、２次元領域Ａｍ１の外縁部Ｐｅ１からの反射光のうち、入射瞳の端部を通る光が、検出部２３ｂの有効エリアの端部に照射される場合には、光路Ｌｍ１は、マージナル光線の光路となる。なお、図５では、光路Ｌｍ１および直線Ｌｍ２が一点鎖線で示されている。そして、図５では、光学系２３ａの周囲の部分から、直線Ｌｍ２と交差する位置まで、低反射率部２４が配置されている例が示されている。
　ここで、例えば、２つの開口Ｈ１，Ｈ２の中心が光軸Ａ０上に配され、該２つの開口Ｈ１，Ｈ２が円形であり、積分球２１の内径が１００ｍｍ、光学系２３ａと試料４との距離（ＷＤ）が１３６ｍｍ、光学系２３ａの焦点距離（ｆｌ）が１５ｍｍ、光学系２３ａのＦナンバーが４．０に設定される場合を想定する。この場合、測定用の開口Ｈ１の直径が４０ｍｍ、２次元領域Ａｍ１の直径が３５ｍｍにそれぞれ設定されると、受光用の開口Ｈ２の直径が約６０ｍｍに設定されれば、直線Ｌｍ２と交差する位置に低反射率部２４が配置され得る。つまり、受光用の開口Ｈ２の直径が約６０ｍｍに設定されれば、例えば、所謂光トラップとしての機能が実現され得る。
　ところで、受光用の開口Ｈ２の直径は、約２０ｍｍに設定されれば、検出部２３ｂにおいて２次元領域Ａｍ１の撮像が可能である。ここで、直径が約６０ｍｍの開口の面積は、直径が約２０ｍｍの開口の面積の約９倍である。このため、所謂光トラップ用の開口と受光用の開口とが別々に設けられる場合と比較して、こられの２つの開口が１つにまとめて設けられれば、２つの開口に係る面積は、約１０％減少し得る。その結果、積分球２１の機能の低下が抑制され得る。
　　＜(１－５)一実施形態のまとめ＞
　以上のように、本実施形態に係る測色装置１では、低反射率部２４が、受光部２３の周囲に配置されており且つ積分球２１の内部空間Ｓｉ０に臨むように配されている。そして、該低反射率部２４は、積分球２１の内壁面２１ｓｉよりも光の反射率が低い。このような低反射率部２４の存在により、２次元領域Ａｍ１で生じる正反射光が、受光部２３に入射し難くなる。すなわち、２次元領域Ａｍ１から光学系２３ａを介して検出部２３ｂに入射される光における、２次元領域Ａｍ１で生じる正反射光の成分が低減され得る。したがって、試料４の表面における色彩が高精度に測定され得る小型の測色装置１が提供され得る。
　＜(２)変形例＞
　なお、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
　　＜(２－１)第１変形例＞
　上記一実施形態では、積分球２１の内部空間Ｓｉ０を基準にして、受光用の開口Ｈ２よりも外部に位置している外部空間Ｓｏ０を形成している部分が、低反射率部２４を構成していたが、これに限られない。例えば、低反射率部が、受光用の開口の周囲において、積分球２１の内壁面の一部を構成していても良い。このような構成では、例えば、積分球に設けられる受光用の開口の周囲に設けられた低反射率部の大きさおよび配置が調整されることで、試料４の表面から検出部２３ｂへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　ここで、このような構成が採用される具体例を挙げて説明する。図６は、第１変形例に係る測色装置１Ａの概略的な構成を例示する図である。図７は、第１変形例に係る積分球の上部を内側から見た様子を例示する図である。具体的には、図７は、図６にて一点鎖線VII－VIIで示した位置におけるＸＹ断面を示す図である。図６では、低反射率部２４Ａが太線で示されており、光路Ｌｃ１、直線Ｌｃ２、光路Ｌｍ１および直線Ｌｍ２が細い一点鎖線で示されている。また、図７では、低反射率部２４Ａに砂地ハッチングが付されている。
　図６および図７で示されるように、第１変形例に係る測色装置１Ａは、上記一実施形態に係る測色装置１がベースとされて、積分球２１および低反射率部２４を有する測色ユニット２が、積分球２１Ａおよび低反射率部２４Ａを有する測色ユニット２Ａに置換されたものである。積分球２１Ａは、上記一実施形態に係る積分球２１がベースとされて、受光用の開口Ｈ２を形成している第２開口部Ｈｐ２が、直径が狭められた受光用の開口Ｈ２Ａを形成している第２開口部Ｈｐ２Ａに置換され、内壁面２１ｓｉが内壁面２１ｓｉＡに置換されたものである。また、低反射率部２４Ａは、上記一実施形態に係る低反射率部２４がベースとされて、外部空間Ｓｏ０Ａを形成している部分だけでなく、受光用の開口Ｈ２Ａの周囲に位置する積分球２１Ａの内壁面２１ｓｉＡにまで配されている低反射率部２４Ａに置換されたものである。なお、ここで、外部空間Ｓｏ０Ａは、積分球２１の内部空間Ｓｉ０を基準にして、受光用の開口Ｈ２Ａよりも外部に位置している。
　このように、本変形例では、低反射率部２４Ａが、受光用の開口Ｈ２Ａの周囲において、積分球２１Ａの内壁面２１ｓｉの一部２４ｂを構成していても良い。このような構成では、例えば、積分球２１Ａに設けられる受光用の開口Ｈ２Ａの周囲に設けられた低反射率部２４Ａの大きさおよび配置が調整されることで、試料４の表面から検出部２３ｂへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　また、本変形例では、低反射率部２４Ａに、受光用の開口Ｈ２Ａにおいて内部空間Ｓｉ０に接続しており且つ該内部空間Ｓｉ０の外部に位置する外部空間Ｓｏ０Ａを形成している部分２４ａが含まれている。ここで、例えば、受光用の開口Ｈ２Ａが適切な大きさおよび配置を有し、該開口Ｈ２Ａの周囲に設けられた低反射率部２４ａが適切な大きさおよび配置を有していれば、低反射率部２４Ａが適切な大きさに設定され得る。これにより、２次元領域Ａｍ１から受光部２３に向かう反射光に、２次元領域Ａｍ１の表面で生じる正反射光の成分が混入し難くなる。その結果、試料４の表面から検出部２３ｂへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　なお、図６および図７では、受光用の開口Ｈ２Ａの周囲において、積分球２１Ａの球面状の内壁面２１ｓｉに、低反射率部２４Ａが形成されていたが、これに限られない。例えば、受光用の開口Ｈ２Ａの周囲では、積分球２１Ａの内壁面２１ｓｉが、球面状ではなく、開口Ｈ２Ａに接続するテーパー状の部分とされても良い。
　　＜(２－２)第２変形例＞
　上記一実施形態および上記第１変形例では、光学系２３ａに一般的な結像レンズが適用された例について説明されたが、これに限られない。例えば、光学系２３ａが、テレセントリックレンズが用いられた光学系２３ａＢに置換されても良い。
　ここで、このような構成が採用される具体例を挙げて説明する。図８は、第２変形例に係る測色装置１Ｂの概略的な構成を例示する図である。図８では、低反射率部２４Ｂが太線で示されており、光路Ｌｃ１および直線Ｌｃ２が、光軸Ａ０と平行な破線で示されており、光路Ｌｍ１および直線Ｌｍ２が一点鎖線で示されている。
　図８で示されているように、第２変形例に係る測色装置１Ｂは、例えば、上記一実施形態に係る測色装置１がベースとされて、測色ユニット２が、測色ユニット２Ｂに置換されたものである。測色ユニット２Ｂは、上記一実施形態に係る測色ユニット２がベースとされて、積分球２１、受光部２３および低反射率部２４が、積分球２１Ｂ、受光部２３Ｂおよび低反射率部２４Ｂに置換されたものである。積分球２１Ｂは、上記一実施形態に係る積分球２１がベースとされて、受光用の開口Ｈ２を形成する第２開口部Ｈｐ２が、直径が狭められた受光用の開口Ｈ２Ｂを形成する第２開口部Ｈｐ２Ｂに置換されたものである。受光部２３Ｂは、上記一実施形態に係る受光部２３がベースとされて、光学系２３ａが、いわゆる両側テレセントリックレンズが適用された光学系２３ａＢに置換され、検出部２３ｂが、２次元領域Ａｍ１と略同一の形状の有効エリアを有する検出部２３ｂＢに置換されたものである。
　光学系２３ａＢは、第１レンズ部２３ａＢ１と絞り部２３ａＢ２と第２レンズ部２３ａＢ３とが、この順番で配列されたレンズユニットである。本変形例に係る検出部２３ｂＢは、例えば、カラーのエリアセンサー等で構成される。
　低反射率部２４Ｂは、積分球２１Ｂの略球状の内部空間Ｓｉ０と受光用の開口Ｈ２Ｂによって接続されている該内部空間Ｓｉ０の外部に位置している外部空間Ｓｏ０Ｂを、受光部２３Ｂとともに形成している。
　ここで、光学系２３ａＢには、いわゆる両側テレセントリックレンズが適用されており、外縁部Ｐｅ１に係る主光線の光路Ｌｃ１が、光軸Ａ０と略平行である。このため、例えば、主光線の光路Ｌｃ１は、２次元領域Ａｍ１の外縁部Ｐｅ１における試料４の表面の法線Ｌ０と略一致する。また、例えば、主光線の光路Ｌｃ１は、主光線に係る直線Ｌｃ２と略一致する。
　さらに、例えば、テレセントリックレンズでは、絞り２３ａＢ２が狭いため、法線Ｌ０に対して光路Ｌｃ１および直線Ｌｃ２が成す角度が、上記一実施形態と比較して、格段に狭くなり得る。このため、例えば、低反射率部２４Ｂが配設される領域が狭くても良い。これにより、例えば、受光用の開口Ｈ２Ｂの径は、上記一実施形態に係る受光用の開口Ｈ２の径よりも大幅に低減され得る。このため、例えば、積分球２１Ｂの機能の低下が抑制されつつ、試料４の表面における色彩が高精度に測定され得る。
　このとき、図８で示されているように、例えば、測定用の開口Ｈ１から低反射率部２４Ｂを平面視したときの低反射率部２４Ｂの外径Ｗ２が、受光用の開口Ｈ２Ｂから測定用の開口Ｈ１を平面視したときの測定用の開口Ｈ１の径Ｗ１と略同一となっている。このような構成が採用されても、例えば、２次元領域Ａｍ１から受光部２３Ｂに向かう反射光に、２次元領域Ａｍ１の表面で生じる正反射光の成分が混入し難くなる。その結果、試料４の表面から検出部２３ｂＢへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。すなわち、例えば、測定用の開口Ｈ１から低反射率部２４Ｂを平面視したときの該低反射率部２４Ｂの外径Ｗ２が、受光用の開口Ｈ２Ｂから測定用の開口Ｈ１を平面視したときの測定用の開口Ｈ１の径Ｗ１以上であれば、受光用の開口Ｈ２Ｂが、検出部２３ｂＢへ入射する試料４からの反射光における正反射光の成分の低減に資する所謂光トラップとしての機能をも果たす。
　ここで、上記第１実施形態と同様に、例えば、２つの開口Ｈ１，Ｈ２の中心が光軸Ａ０上に配され、該２つの開口Ｈ１，Ｈ２が円形であり、積分球２１の内径が１００ｍｍ、光学系２３ａと試料４との距離（ＷＤ）が１３６ｍｍ、光学系２３ａの焦点距離（ｆｌ）が１５ｍｍ、光学系２３ａのＦナンバーが４．０に設定される場合を想定する。この場合、受光用の開口Ｈ２の直径は、約２０ｍｍに設定されれば、検出部２３ｂにおいて２次元領域Ａｍ１の撮像が可能である。ここで、例えば、仮に、測定用の開口Ｈ１の径Ｗ１と、受光用の開口Ｈ２Ｂの径Ｗ２とが略同一であり、受光用の開口Ｈ２Ｂの直径Ｗ２が約４０ｍｍに設定されれば、例えば、所謂光トラップとしての機能が実現され得る。
　ところで、仮に、受光用の開口Ｈ２Ｂの直径が、約２０ｍｍに設定されていれば、直径が約４０ｍｍの開口の面積は、直径が約２０ｍｍの開口の面積の約４倍である。このため、所謂光トラップ用の開口と受光用の開口とが別々に設けられる場合と比較して、本変形例のように、これらの２つの開口が１つにまとめて設けられれば、２つの開口に係る面積は、約２０％減少し得る。これにより、受光用の開口Ｈ２Ｂとは別に所謂光トラップ用の開口が積分球２１Ｂに設けられる構成よりも、積分球２１Ｂに設けられる複数の開口の数および該複数の開口が占める面積が低減され得る。その結果、積分球２１Ｂの機能の低下が抑制され、試料４の表面における色彩が高精度に測定され得る。
　なお、ここでは、光学系２３ａＢに、いわゆる両側テレセントリックレンズが採用される例を挙げて説明したが、これに限られず、例えば、試料４側（すなわち物体側）で光軸Ａ０と主光線の光路Ｌｃ１とが略平行となる、いわゆる物体側テレセントリックレンズが採用されても良い。
　　＜(２－３)その他の変形例＞
　例えば、上記一実施形態および上記第１変形例では、フィルターユニット２３ａ２によって、検出部２３ｂで受光される光の波長域が調整されるため、検出部２３ｂは、モノクロのエリアセンサー等によって構成されたが、これに限られない。例えば、フィルターユニット２３ａ２が設けられる代わりに、検出部２３ｂが、例えば、カラーのエリアセンサー等によって構成されても良い。
　また、上記第２変形例では、検出部２３ｂＢが、カラーのエリアセンサー等によって構成されたが、これに限られない。例えば、上記一実施形態および上記第１変形例と同様に、フィルターユニット２３ａ２が設けられることで、検出部２３ｂＢが、モノクロのエリアセンサー等によって構成されても良い。
　また、上記一実施形態および上記各種変形例では、制御部３８によって、例えば、検出部２３ｂ，２３ｂＢから出力される信号に基づいて、試料４の２次元領域Ａｍ１における表面色の２次元分布が取得可能であったが、これに限られない。例えば、制御部３８では、検出部２３ｂ，２３ｂＢからの出力に応じて、種々の形状を有する２次元領域Ａｍ１における色彩の代表値が取得されても良い。ここで、種々の形状には、例えば、円形だけでなく、星形状および線状等と言った様々な形状が含まれ得る。また、ここで、色彩の代表値には、例えば、色彩の平均値、中間値および最頻値等の種々の統計値が含まれ得る。
　また、上記一実施形態および上記各種変形例では、レンズユニット２３ａ１および光学系２３ａＢの光軸Ａ０が、測定用の開口Ｈ１および受光用の開口Ｈ２の中心を通っていたが、これに限られない。つまり、測定用の開口Ｈ１と受光用の開口Ｈ２とは、完全に対向していなくても良い。例えば、測定用の開口Ｈ１の中心を通る該開口Ｈ１の法線と、受光用の開口Ｈ２の中心を通る該開口Ｈ２の法線とが、若干ずれていても良いし、若干傾いている関係を有していても良い。例えば、測定用の開口Ｈ１と受光用の開口Ｈ２とが、相互にある程度正対し合う領域を有していれば良い。但し、測定用の開口Ｈ１の中心を通る該開口Ｈ１の法線と、受光用の開口Ｈ２の中心を通る該開口Ｈ２の法線とが、近づけば近づく程、あるいは相互に傾いている角度が小さくなれば小さくなる程、受光用の開口Ｈ２の拡大による積分球２１，２１Ａ，２１Ｂの機能の低下が抑制されつつ、試料４の表面から検出部２３ｂ，２３ｂＢへ入射する試料４の表面で生じる反射光のうちの試料４の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　また、上記一実施形態および上記各種変形例では、外部空間Ｓｏ０，Ｓｏ０Ａ，Ｓｏ０Ｂの径が略同一である例を挙げて説明したが、これに限られない。例えば、図９で示されるように、第２開口部Ｈｐ２によって形成される受光用の開口Ｈ２に接続する外部空間Ｓｏ０のうち、受光用の開口Ｈ２の法線に直交する断面における径Ｗ３が、受光用の開口Ｈ２の径Ｗ２よりも大きくなるように設定されても良い。これにより、例えば、内部空間Ｓｉ０から外部空間Ｓｏ０に入射した迷光の内部空間Ｓｉ０への出射が抑制される。このため、低反射率部２４における光の反射率がさらに低減され得る。
　なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
　　＜(２－４)その他＞
　本発明には、例えば、以下の第２から第７の態様に係る測色装置が含まれる。
　第２の態様に係る測色装置は、上記第１の態様に係る測色装置であって、前記低反射率部が、前記受光用の開口において前記内部空間に接続しており且つ該内部空間の外部に位置する外部空間を形成している部分を含んでいる。
　第２の態様に係る測色装置によれば、例えば、積分球に設けられる受光用の開口の大きさおよび配置が調整されることで、試料の表面から検出部へ入射する試料の表面で生じる反射光のうちの試料の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　第３の態様に係る測色装置は、上記第２の態様に係る測色装置であって、前記外部空間のうちの前記受光用の開口の法線に直交する断面における径が、前記受光用の開口の径よりも大きい。
　第３の態様に係る測色装置によれば、外部空間に入射した迷光の内部空間への出射が抑制されるため、低反射率部における光の反射率がさらに低減され得る。
　第４の態様に係る測色装置は、上記第１から第３の何れか１つの態様に係る測色装置であって、前記低反射率部が、前記受光用の開口の周囲において前記内壁面を構成している。
　第４の態様に係る測色装置によれば、例えば、積分球に設けられる受光用の開口の周囲に設けられた低反射率部の大きさおよび配置が調整されることで、試料の表面から検出部へ入射する試料の表面で生じる反射光のうちの試料の表面で生じる正反射光の成分が低減され得る。
　第５の態様に係る測色装置は、上記第１から第４の何れか１つの態様に係る測色装置であって、前記低反射率部が、黒色の部分を含んでいる。
　第５の態様に係る測色装置によれば、容易に低反射率部が形成され得る。
　第６の態様に係る測色装置は、上記第１から第５の何れか１つの態様に係る測色装置であって、前記低反射率部が、前記反射光のうちの前記２次元領域の外縁部から前記検出部に向けて前記光学系の中心を通る主光線の光路と、前記試料の表面の前記外縁部における法線を基準として線対称の関係にある直線と交差する位置に、配置されている。
　第６の態様に係る測色装置によれば、拡散照明を実現するための積分球の機能の低下が抑制され得る。
　第７の態様に係る測色装置は、上記第１から第５の何れか１つの態様に係る測色装置であって、前記低反射率部が、前記反射光のうちの前記光学系の光軸と交差し且つ前記２次元領域の外縁部から前記検出部の有効エリアの端部に向けて前記光学系を通る光路と、前記試料の表面の前記外縁部における法線を基準として線対称の関係にある直線と交差する位置に、配置されている。
　第７の態様に係る測色装置によれば、試料の表面から検出部の有効エリアへ入射する試料の表面で生じる反射光のうちの正反射光の成分が顕著に低減され得る。
　１，１Ａ，１Ｂ　測色装置
　２，２Ａ，２Ｂ　測色ユニット
　３　制御ユニット
　４　試料
　２１，２１Ａ，２１Ｂ　積分球
　２１ｓｉ，２１ｓｉＡ　内壁面
　２２　照明部
　２２ｂ　光源部
　２３，２３Ｂ　受光部
　２３ａ，２３ａＢ　光学系
　２３ａ１　レンズユニット
　２３ａ２　フィルターユニット
　２３ｂ，２３ｂＢ　検出部
　２４，２４Ａ，２４Ｂ　低反射率部
　Ａ０　光軸
　Ａｍ１　２次元領域
　Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ２Ａ，Ｈ２Ｂ　開口
　Ｈｐ１　第１開口部
　Ｈｐ２，Ｈｐ２Ａ，Ｈｐ２Ｂ　第２開口部
　Ｌ０　法線
　Ｌｃ１，Ｌｍ１　光路
　Ｌｃ２，Ｌｍ２　直線
　Ｐｅ１　外縁部
　Ｓｉ０　内部空間
　Ｓｏ０，Ｓｏ０Ａ，Ｓｏ０Ｂ　外部空間

Claims (7)

  1. 　試料が覆うように配される測定用の開口を形成している第１開口部と、該第１開口部に対向して、前記試料からの反射光を通過させる受光用の開口を形成している第２開口部とを有する積分球と、
    　前記積分球の内壁面に光を照射する光源部と、
    　前記光源部からの光が前記内壁面で反射され、前記測定用の開口を介して前記試料の表面の２次元領域に照射される際に、前記測定用の開口を介して前記積分球内に入射される前記２次元領域からの前記反射光を前記受光用の開口を介して受光し、光学系および該光学系によって導かれる前記反射光に応じた信号を出力する検出部を有する受光部と、
    　前記受光部の周囲の前記積分球の内部空間に臨む領域に配されており且つ前記積分球の内壁面よりも光の反射率が低い低反射率部と、を備え、
    　前記測定用の開口から前記低反射率部を平面視したときの前記低反射率部の外径が、前記受光用の開口から前記測定用の開口を平面視したときの前記測定用の開口の径以上である、測色装置。
  2. 　請求項１に記載の測色装置であって、
    　前記低反射率部が、
    　前記受光用の開口において前記内部空間に接続しており且つ該内部空間の外部に位置する外部空間を形成している部分を含んでいる、測色装置。
  3. 　請求項２に記載の測色装置であって、
    　前記外部空間のうちの前記受光用の開口の法線に直交する断面における径が、前記受光用の開口の径よりも大きい、測色装置。
  4. 　請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の測色装置であって、
    　前記低反射率部が、
    　前記受光用の開口の周囲において前記内壁面を構成している、測色装置。
  5. 　請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載の測色装置であって、
    　前記低反射率部が、
    　黒色の部分を含んでいる、測色装置。
  6. 　請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載の測色装置であって、
    　前記低反射率部が、
    　前記反射光のうちの前記２次元領域の外縁部から前記検出部に向けて前記光学系の中心を通る主光線の光路と、前記試料の表面の前記外縁部における法線を基準として線対称の関係にある直線と交差する位置に、配置されている、測色装置。
  7. 　請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載の測色装置であって、
    　前記低反射率部が、
    　前記反射光のうちの前記光学系の光軸と交差し且つ前記２次元領域の外縁部から前記検出部の有効エリアの端部に向けて前記光学系を通る光路と、前記試料の表面の前記外縁部における法線を基準として線対称の関係にある直線と交差する位置に、配置されている、測色装置。
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