WO2019220799A1

WO2019220799A1 - 測色装置

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Publication number: WO2019220799A1
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Authority: WO
Inventors: 広治長井
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Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2020-11-15
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Abstract

本発明の、正反射光の含非に応じた第１および第２拡散照明条件で試料を測色できる測色装置は、試料用開口における開口面の法線に対し対称に開口形成された測定用開口、トラップ用開口および試料用開口を備える積分球と、トラップ用開口全体を覆うように、積分球外側でトラップ用開口から離間した保持位置に固定的に保持され、トラップ用開口に臨む内側面を拡散反射面とした拡散反射部材と、トラップ用開口から拡散反射部材までの間に設けられ、トラップ用開口から放射された光を拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１モードと、そのように作用させない第２モードとを切り換えるモード切換機構とを備える。

Description

測色装置

　本発明は、色を測定する測色装置に関する。

　色は、人の目に入ってきた光に対し、目の網膜が刺激を受け、この刺激に人の脳が反応することによって知覚される。この人の知覚によって認識される色は、主観的なものであるが、国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｄｅ　ｌ‘Ｅｃａｉｒａｇｅ，ＣＩＥ）によって規格化され、ＸＹＺ表色系、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（ＣＩＥ　Ｌａｂ表色系）あるいはＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系で数値化可能とされている。

　このような表色系で数値化される色は、一般に、測色装置（測色計）と呼ばれる計測機器によって測定される。この測色装置では、試料からの正反射光（正反射成分、鏡面反射光、鏡面反射成分）を含む拡散照明条件（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｍｔ　Ｉｎｃｌｕｄｅｄ、ＳＣＩ）の測定と、試料からの正反射光を含まない拡散照明条件（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｍｔ　Ｅｘｃｌｕｄｅｄ、ＳＣＥ）の測定が、例えば、試料の表面状態や測色装置の使用用途等に応じて適宜に使い分けられる。このため、例えば、特許文献１には、ＳＣＩの測定とＳＣＥの測定とを実現した装置が提案されている。

　この特許文献１に開示された装置は、トラップ用開口部を備えた積分球と、前記トラップ開口部を開閉するためのトラップ機構とを備え、前記トラップ機構は、前記トラップ用開口部を閉状態または開状態とするための、その内側面を白色拡散反射塗料で塗布した開閉部材と、一方端を前記開閉部材の背面に固定されたアーム部材と、前記アーム部材の他方端に固定されたアクチュエータとを備える。この特許文献１に開示された装置は、前記アクチュエータの駆動力で前記アームを介して前記開閉部材を閉状態とすることでＳＣＩの測定を実現し、前記アクチュエータの駆動力で前記アームを介して前記開閉部材を開状態とすることでＳＣＥの測定を実現している。

　ところで、ＳＣＩの測定の際に、トラップ用開口部を開閉部材で閉状態にするために、積分球本体に開閉部材を当接させると、その衝撃により、開閉部材の拡散反射面が割れたり、欠けたりしてしまう虞がある。このため、閉状態で積分球本体と開閉部材との間に隙間を設けると、この場合では、ＳＣＩの測定とＳＣＥの測定とを切り換える際に、設計位置に対して開閉部材が傾いたり、所定位置からずれたりしてしまう虞がある。開閉部材が傾いたり、所定位置からずれたりしてしまうと、開閉部材で拡散反射される光量が所定光量からずれ、測定精度が劣化してしまう。

２０１０－２４９７３５号公報

　本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、互いに異なる各拡散照明条件それぞれでより精度良く測色できる測色装置を提供することである。

　上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した測色装置は、正反射光の含非に応じた第１および第２拡散照明条件で試料を測色できる装置であって、試料用開口における開口面の法線に対し対称に開口形成された測定用開口、トラップ用開口および試料用開口を備える積分球と、トラップ用開口全体を覆うように、積分球の外側におけるトラップ用開口から離間した保持位置に固定的に保持され、トラップ用開口に臨む内側面を拡散反射面とした拡散反射部材と、トラップ用開口から拡散反射部材までの間に設けられ、トラップ用開口から放射された光を拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１モードと、トラップ用開口から放射された光を拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２モードとを切り換えるモード切換機構とを備える。

　発明の１または複数の実施形態により与えられる利点および特徴は、以下に与えられる詳細な説明および添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。

実施形態における測色装置の概略構成を示す断面図である。前記測色装置の電気的な構成を示すブロック図である。前記測色装置における積分球およびその周辺部材の構成を示す図である。波長に対する反射率のグラフである。受光系が見る範囲に占める光吸収部材の面積割合に対する、ＳＣＥ測定での反射率のグラフである。前記測色装置の動作を示すフローチャートである。変形形態での、前記測色装置における積分球およびその周辺部材の構成を示す図である。

　以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

　図１は、実施形態における測色装置の概略構成を示す断面図である。図２は、前記測色装置の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、前記測色装置における積分球およびその周辺部材の構成を示す図である。図３Ａは、第１モードの場合を示し、図３Ｂは、第２モードの場合を示す。図４は、波長に対する反射率のグラフである。図４の横軸は、波長（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）であり、その縦軸は、反射率である。図５は、受光系が見る範囲に占める光吸収部材の面積割合に対する、ＳＣＥ測定での反射率のグラフである。図５の横軸は、受光系が見る範囲に占める光吸収部材の面積割合Ｃであり、その縦軸は、ＳＣＥ測定での反射率である。

　本実施形態における測色装置は、所定のジオメトリにおいて、正反射光を含む第１拡散照明条件で試料を測色でき、前記正反射光を含まない第２拡散照明条件で前記試料を測色できる装置であって、積分球と、拡散反射部材と、モード切換機構とを備える。前記積分球は、試料用開口における開口面の法線を対称軸として測定用開口の第１光軸とトラップ用開口の第２光軸とが対称となる形成位置で周壁に開口形成された前記測定用開口、前記トラップ用開口および前記試料用開口を備える。前記拡散反射部材は、前記トラップ用開口全体を覆うように、前記積分球の外側における前記トラップ用開口から離間した保持位置に固定的に保持され、前記トラップ用開口に臨む内側面を拡散反射面とした部材である。前記モード切換機構は、前記トラップ用開口から前記拡散反射部材までの間に設けられ、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１モードと、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２モードとを切り換える機構である。

　このような測色装置Ｓは、例えば、図１ないし図３に示すように、積分球１と、拡散反射部材２と、モード切換機構３と、光源部４と、第１分光部５と、第２分光部６と、制御処理部７と、入力部８と、出力部９と、筐体ＨＳとを備えて構成されている。

　筐体ＨＳは、積分球１、拡散反射部材２、モード切換機構３、光源部４、第１分光部と、第２分光部６、制御処理部７、入力部８および出力部９を収容する箱形の部材である。積分球１は、その後述の試料用開口１１１が外部に臨むように、筐体ＨＳに収容され、入力部８は、外部から入力操作が可能に筐体ＨＳに収容され、出力部９は、外部から表示面が視認可能に筐体ＨＳに収容される。

　積分球１は、所定のジオメトリにおいて、正反射光を含む第１拡散照明条件での拡散照明光で試料ＳＭを照明して試料ＳＭからの第１反射光（ＳＣＩ反射光）を得るとともに、前記正反射光を含まない第２拡散照明条件での拡散照明光で試料ＳＭを照明して試料ＳＭからの第２反射光（ＳＣＥ反射光）を得るための部材である。より具体的には、積分球１は、高拡散および高反射率の内面を備えた中空の球体部材である。積分球１の内面には、前記高拡散および高反射率を実現するために、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や硫酸バリウム（ＢａＳＯ_２）等の白色拡散反射塗料が塗布されている。積分球の外面は、迷光防止等のために、黒色にされている。そして、積分球１には、試料用開口１１１と、測定用開口１１２と、トラップ用開口１１３と、光源用開口１１４とがそれぞれ所定の大きさ（面積）で開口（穿孔）されている。

　光源用開口１１４には光源部４が臨まれており、光源用開口１１４は、光源部４から放射された光（光束）を積分球１内に導くために、積分球１の所定箇所に形成された開口（孔）である。試料用開口１１１には、試料ＳＭを測定する場合に試料ＳＭが臨まれており、試料用開口１１１は、積分球１内に導かれた光源部４からの光が積分球１内で拡散反射することによって得られた拡散照明光を試料ＳＭへ照射するために、積分球１の所定箇所に形成された開口（孔）である。

　測定用開口１１２には、第１分光部５が臨まれており、試料ＳＭからの反射光を第１分光部５へ導くために、積分球１の所定箇所に形成された開口（孔）である。トラップ用開口１１３には、試料ＳＭの正反射光を積分球１の外部へ導くために、積分球１の所定箇所に形成された開口（孔）である。これら測定用開口１１２およびトラップ用開口１１３は、試料用開口１１１における開口面の法線を対称軸として測定用開口１１２の第１光軸とトラップ用開口１１３の第２光軸とが対称となる形成位置で積分球１の周壁に開口形成されている。試料用開口１１１の開口面は、試料用開口部１１１に試料１が配設された場合に、通常、試料ＳＭの試料面と略一致するものである。前記所定のジオメトリの一例として、８゜受光のｄ／８光学系の場合では、測定用開口１１２は、試料用開口１１１における開口面（試料ＳＭの試料面）の法線に対して＋８゜方向に相当する、積分球１における周壁の部分領域に形成される。これに応じて、トラップ用開口１１３は、試料用開口１１１における開口面（試料ＳＭの試料面）の法線に対して－８゜方向に相当する、積分球１における周壁の部分領域に形成される。

　光源部４は、積分球１の光源用開口１１４に臨むように配置され、積分球１内に光（光束）を供給する装置である。光源部４は、例えば、ランプ４１と、反射部材４２とを備えて構成される。ランプ４１は、例えばキセノンランプ等の、連続スペクトルの分光分布を持つ光を発光することができる発光素子である。反射部材４２は、ランプ４１で発光した光のうち、ランプ４１から光源用開口１１４へ向かう方向と反対方向に放射される光を光源用開口１１４へ向かうように反射する反射傘である。この反射部材４２によって、ランプ４１で発光した光のうちの積分球１へ入射される光量が増大される。また、より効率よく反射すべく、反射部材４２は、放物面を持つ反射鏡であって、ランプ４１が前記放物面の略焦点位置に配設されることが好ましい。光源部４のランプ４１で発光した光は、光源用開口１１４を介して積分球１内に入射され、積分球１内で多重に拡散反射することで白色の拡散照明光が生成され、試料用開口１１１を介して試料ＳＭを照明する。なお、積分球１は、光源用開口１１４に代え、光源用開口１１４の形成位置に形成された光源用の凹所を備え、前記凹所に光源部４のランプ４１が設けられても良い。

　拡散反射部材２は、トラップ用開口１１３全体を覆うことができるサイズ（大きさ）の板状部材である。拡散反射部材２は、トラップ用開口１１３全体を覆うように、積分球１の外側におけるトラップ用開口１１３から所定の距離だけ離間した保持位置に保持されている。例えば、拡散反射部材２は、保持位置で、筐体ＨＳに、直接的にあるいは所定の保持部材を介することで間接的に、固定され保持されている。拡散反射部材２における、トラップ用開口１１３に臨む内側面は、積分球１の内面と同様に、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や硫酸バリウム（ＢａＳＯ_２）等の白色拡散反射塗料が塗布されており、これによって拡散反射面とされている。なお、拡散反射部材２は、平板状であって良く、また、前記内側面が積分球１の曲率と略同一の曲率で凹む湾曲した板状であって良い。

　モード切換機構３は、トラップ用開口１１３から拡散反射部材２までの間に設けられ、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させる第１モードと、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させない第２モードとを切り換える機構である。

　このようなモード切換機構３は、本実施形態では、図３に示すように、移動部材３１と、移動部材を移動させる図略の移動機構３２とを備える。

　移動部材３１は、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させる、図３Ａに示す第１移動位置（待避位置、待機位置）と、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させない、図３Ｂに示す第２移動位置（光吸収位置）と前記図略の移動機構３２によって移動する板状の部材である。移動部材３１における、第２移動位置に移動した場合にトラップ用開口１１３に臨む内側面は、光を吸収する光吸収面とされている。例えば、前記光吸収面は、光を吸収する光吸収塗料（例えばつや消しの黒色塗料等）やメッキ、蒸着による光吸収膜で形成されている。あるいは、例えば、前記光吸収面は、いわゆるモスアイ構造で形成されている。このモスアイ構造の場合では、微細凹凸構造により構造で光吸収面が形成されるので、光吸収率の経年劣化が低減できる。

　前記図略の移動機構３２は、前記第１モードの場合に移動部材３１を前記第１移動位置（図３Ａ、待避位置、待機位置）に移動させ、前記第２モードの場合に移動部材３１を前記第２移動位置（図３Ｂ、光吸収位置）に移動させる機構である。

　前記図略の移動機構３２は、例えば、略Ｌ字状の板状部材であり、その一方端が移動部材３１に固定され、屈曲部が回動自在にピン留めされ、その他方端が操作端とされる。このような構成の前記図略の移動機構３２は、この操作端が筐体ＨＳ外から操作可能に構成されることで手動によって、あるいは、この操作端が、制御処理部７の制御に従うアクチュエータの出力端に連結されることでアクチュエータの駆動力によって、前記操作端が揺動されることで、前記ピン留めのピンを回転軸として回転移動し、これによって、その一方端に固定された移動部材３１を、前記第１モードでは前記第１移動位置に移動し、前記第２モードでは前記第２移動位置に移動する。本実施形態では、第１および第２移動位置間の切換は、制御処理部７の制御に従った前記アクチュエータによって実行される。なお、この場合では、移動部材３１は、平板状であって良く、また、前記内側面が積分球１の曲率と略同一の曲率で凹む湾曲した板状であって良い。

　あるいは、例えば、前記図略の移動機構３２は、前記第１および第２移動位置間に亘って延び、歯切りしたラックを持つロッドと、移動部材３１に固定された、出力端にピニオンを持ち、制御処理部７の制御に従うアクチュエータとを備え、前記ラックと前記ピニオンとを歯合させたラックピニオンによって、前記第１モードでは移動部材３１をロッドに案内させて前記第１移動位置に移動させ、前記第２モードでは移動部材３１をロッドに案内させて前記第２移動位置に移動させる。

　第１分光部５は、試料１からの反射光を積分球１の測定用開口１１２を介して受光し、この反射光を分光測定する分光計である。分光測定は、測定対象光の光強度を所定の波長間隔で波長ごとに測定するものである。本実施形態では、８゜受光のｄ／８光学系であることから、第１分光部５は、その光軸が試料ＳＭにおける試料面の法線に対して＋８゜方向に一致するように配設される。

　そして、積分球１の所定箇所には、例えば光ファイバ等の導光部材が臨まれており（図略）、拡散照明光の一部が前記導光部材によって第２分光部６へ導かれるように構成されている。第２分光部６は、第１分光部５と同様に、前記導光部材によって導かれた前記拡散照明光の一部を受光して分光測定することによって、前記拡散照明光をモニタする分光計である。第１分光部５の分光測定中に第２分光部６によって前記拡散照明光を略同時にモニタすることで、測定中における光源部４の光強度変動を補正することができる。

　制御処理部７は、測色装置Ｓ全体の動作を司る回路である。制御処理部７は、例えば、図２に示すように、発光駆動部７１と、インプット／アウトプット部（Ｉ／Ｏ部）７２と、演算処理部７３と、照明条件切替駆動部７４と、アナログ／デジタル変換部（Ａ／Ｄ部）７５とを備えて構成される。

　Ａ／Ｄ部７５は、アナログ信号を所定ビット数のデジタル信号に変換する回路である。Ａ／Ｄ部７５は、第１分光部５と第２分光部６とＩ／Ｏ部７２とに接続され、第１分光部５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してＩ／Ｏ部７２へ出力し、第２分光部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換してＩ／Ｏ部７２へ出力する。

　Ｉ／Ｏ部７２は、インタフェース回路であり、発光駆動部７１と、照明条件切替駆動部７４と、Ａ／Ｄ部７５と、情報処理部７３とに接続される。Ｉ／Ｏ部７２は、第１分光部５の出力信号に起因してＡ／Ｄ部７５から出力された信号（測定分光出力信号）を情報処理部７３で処理可能な形式に変換して情報処理部７３へ出力し、第２分光部６の出力信号に起因してＡ／Ｄ部７５から出力された信号（モニタ分光出力信号）を情報処理部７３で処理可能な形式に変換して情報処理部７３へ出力する。Ｉ／Ｏ部７２は、光源部４におけるランプ４１の発光動作を制御すべく、情報処理部７３から出力された制御信号（発光制御信号）を発光駆動部７１で処理可能な形式に変換して発光駆動部７１へ出力する。そして、Ｉ／Ｏ部７２は、モード切換機構３におけるモードの切換を制御すべく、情報処理部７３から出力された制御信号（第１モード制御信号、第２モード制御信号）を照明条件切替駆動部７４で処理可能な形式に変換して照明条件切替駆動部７４へ出力する。

　発光駆動部７１は、Ｉ／Ｏ部７２を介して情報処理部７３から入力された発光制御信号に従って光源部４のランプ４１に駆動電力を供給し、光源部４のランプ４１に発光制御信号に従った発光を行わせる駆動回路である。

　照明条件切替駆動部７４は、Ｉ／Ｏ部７２を介して情報処理部７３から入力された第１または第２モード制御信号に従ってモード切換機構３における前記図略の移動機構３２に駆動電力を供給し、前記図略の移動機構３２に第１または第２モード制御信号に従ったモード切換の動作を行わせる駆動回路である。

　情報処理部７３は、測色装置Ｓ全体の動作を制御すべく、例えば制御プログラムに従って発光制御信号や第１モード制御信号や第２モード制御信号等の制御信号を生成するとともに、反射特性や分光特性を得るべく、例えば信号処理プログラムに従って第１分光部５の出力信号や第２分光部６の出力信号等の信号を所定の処理手順に従って演算処理し、反射特性や分光特性を得る回路である。情報処理部７３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、記憶素子（ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等）およびその周辺回路を備えるマイクロコンピュータを備えて構成され、前記記憶素子に記憶されたプログラムの実行によって前記ＣＰＵに制御部７３１、測色処理部７３２および補正部７３３を機能的に備える。

　制御部７３１は、測色装置Ｓの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、測色装置Ｓの全体制御を司るものである。

　測色処理部７３２は、第１分光部５の出力信号および第２分光部６の出力信号を所定の処理手順に従って演算処理することによって、前記第１拡散照明条件で試料ＳＭを測色した場合の、反射特性や分光特性等の第１測定値を求め、第１分光部５の出力信号および第２分光部６の出力信号を所定の処理手順に従って演算処理することによって、前記第２拡散照明条件で試料ＳＭを測色した場合の、反射特性や分光特性等の第２測定値を求めるものである。

　補正部７３３は、測色処理部７３２で求めた第２測定値を、移動部材３１における前記光吸収面で積分球１内に反射した戻り光による測定誤差で補正するものである。

　第１拡散照明条件、本実施形態では８゜受光のｄ／８光学系の場合におけるＳＣＩの測定では、第１測定値の一例として、分光反射率Ｒ_ＳＣＩは、図４に示す曲線α１のように測定される。第２拡散照明条件、本実施形態では８゜受光のｄ／８光学系の場合におけるＳＣＥの測定では、第２測定値の一例として、分光反射率ＦＲ_ＳＣＥは、図４に示す曲線α２のように測定される。ここで、移動部材３１における前記光吸収面がトラップ用開口１１３を介して積分球１から前記光吸収面に放射された拡散反射光を１００％吸収する場合では、図４に示す曲線α２は、真値を示し、補正部７３３による補正は、必要ない。しかしながら、前記光吸収面が１００％で吸収できない場合、前記光吸収面が反射して積分球１内に戻る戻り光が生じ、この戻り光によって、図４に示す曲線α２の分光反射率ＦＲ_ＳＣＥには、測定誤差が含まれる。このため、本実施形態では、補正部７３３によって補正値△Ｐを求めて、図４に示す曲線α２の分光反射率ＦＲ_ＳＣＥから、より正確な、図４に示す曲線α３の分光反射率ＴＲ_ＳＣＥが求められる。補正部７３３は、このような測定誤差を補正するものである。

　より具体的には、次のように補正値△Ｐが求められ、補正が行われる。まず、第１分光部５が測定用開口１１２を介して見る、積分球内面に対する移動部材３１の光吸収面の占める面積割合をＣ（λ）とし、ＳＣＥの測定での分光反射率をＦＲ_ＳＣＥ（λ）した場合に、製造段階や工場出荷前段階において、反射率および反射光拡がり角の既知な複数のサンプルＳＭｎを測色装置ＳでＳＣＥの測定を実施することによって、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）が求められる。所定の１つの波長について、その一例が図５に示されている。測定用開口１１２を介して第１分光部５が受光する方向における試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）とした場合に、図５には、Ｒ_Ｓ（λ）＝１の場合に対応する曲線β１、Ｒ_Ｓ（λ）＝０．８の場合に対応する曲線β２、Ｒ_Ｓ（λ）＝０．６の場合に対応する曲線β３、Ｒ_Ｓ（λ）＝０．４の場合に対応する曲線β４、および、Ｒ_Ｓ（λ）＝０．２の場合に対応する曲線β５が図示されているが、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）は、図５に示すように、複数であっても良く、１個であっても良い。前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βは、前記面積割合Ｃ（λ）に対して比例関係にあり、１つの前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βから他の前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βは、演算できる。そして、このような前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）が演算処理部７３にこの製造段階や工場出荷前段階等において予め記憶される。

　次に、補正値△Ｐを求める場合には、まず、これから測色する試料ＳＭに対し、測色装置Ｓを用いてＳＣＩの測定が実行され、分光反射率Ｒ_ＳＣＩ（λ）が求められ、次に、この試料ＳＭに対し、測色装置Ｓを用いてＳＣＥの測定が実行され、分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）が求められる。

　これによって図４および次式１で表されるＳＣＩの測定とＳＣＥの測定とにおける分光反射率の差分Ｐ１（λ）が求められる。
式１；Ｒ_ＳＣＩ（λ）－ＦＲ_ＳＣＥ（λ）＝Ｐ１（λ）

　一方、積分球１の内面の反射率をＲ_Ｗ（λ）とし、移動部材３１の光吸収面の反射率をＲ_Ｂ（λ）とし、光源部４から放射される光量を１に規格化すると、Ｒ_ＳＣＩ（λ）は、積分球１で反射された光が試料ＳＭで反射されて測定用開口１１２を介して第１分光部５で受光されるので、Ｒ_Ｗ（λ）×Ｒ_Ｓ（λ）で表され（Ｒ_ＳＣＩ（λ）＝Ｒ_Ｗ（λ）×Ｒ_Ｓ（λ））、ＴＲ_ＳＣＥ（λ）は、積分球１および移動部材３１の光吸収面それぞれで反射された光が試料ＳＭで反射されて測定用開口１１２を介して第１分光部５で受光されるので、（（１－Ｃ（λ））×Ｒ_Ｗ（λ）＋Ｃ（λ）×Ｒ_Ｂ（λ））×Ｒ_Ｓ（λ）で表される（ＦＲ_ＳＣＥ（λ）＝（（１－Ｃ（λ））×Ｒ_Ｗ（λ）＋Ｃ（λ）×Ｒ_Ｂ（λ））×Ｒ_Ｓ（λ））。したがって、Ｐ２（λ）は、次式２のように表される。
式２；Ｒ_Ｗ（λ）×Ｒ_Ｓ（λ）－（（（１－Ｃ（λ））×Ｒ_Ｗ（λ）＋Ｃ（λ）×Ｒ_Ｂ（λ））×Ｒ_Ｓ（λ））＝Ｐ２（λ）

　そこで、製造段階や工場出荷前段階において積分球１の内面の反射率Ｒ_Ｗ（λ）および移動部材３１の光吸収面の反射率Ｒ_Ｂ（λ）を予め測定して記憶しておくことによって、式２から未知数は、前記試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）および前記面積割合Ｃ（λ）であり、これらは、次のように、求められる。

　まず、ＳＣＩの測定での分光反射率Ｒ_ＳＣＩ（λ）は、上述のように予め求められ記憶された、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βにおいて、Ｃ（λ）→０の場合における値とみなせる。したがって、補正部７３３は、上述のように予め求められ記憶された、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βにおいて、Ｃ（λ）→０の場合における値の中から、このＳＣＩの測定での分光反射率Ｒ_ＳＣＩ（λ）に最も近い値を選択し（もしくは曲線βを演算し）、この選択した値を与える前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βに対応するＲ_Ｓ（λ）を求める。これによって、これから測色する試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）が求められる。

　次に、補正部７３３は、この求めたＲ_Ｓ（λ）に対応する、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βにおいて、前記ＳＣＥの測定での分光反射率Ｒ_ＳＣＥ（λ）を与える前記面積割合Ｃ（λ）を求める。これによって、前記面積割合Ｃ（λ）が求められる。

　そして、補正部７３３は、これら求めた前記試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）および前記面積割合Ｃ（λ）、ならびに、上述の積分球１の内面の反射率Ｒ_Ｗ（λ）および移動部材３１の光吸収面の反射率Ｒ_Ｂ（λ）から、式２によってＰ２（λ）を求め、△Ｐ（λ）＝Ｐ２（λ）－Ｐ１（λ）より、補正値△Ｐ（λ）を求める。ここで、所望の反射率Ｒ_Ｓ（λ）を使用することで、例えば戻り光がない状態の分光反射率Ｒ_ＳＣＥ（λ）を計算する場合、前記反射率Ｒ_Ｓ（λ）＝０とすることで、それに応じた補正値△Ｐ（λ）が求められる。これら各反射率Ｒ_Ｓ（λ）、Ｒ_Ｗ（λ）、Ｒ_Ｂ（λ）および前記面積割合Ｃ（λ）は、波長の関数であるので、補正部７３３は、補正値△Ｐ（λ）も波長λごとに求める。

　そして、第２測定値の測定では、補正部７３３は、測色処理部７３２で求めた第２測定値を、上述のように求めた補正値△Ｐ（λ）で補正する。

　入力部８は、外部からコマンド（命令）やデータ等を入力するための装置であり、例えばタッチパネルやキーボード等である。出力部９は、入力部８から入力されたコマンドやデータおよび情報処理部７３の演算結果等を出力するための装置であり、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイ等である。

　次に、本実施形態における測色装置Ｓの動作について説明する。図６は、前記測色装置の動作を示すフローチャートである。

　このような測色装置Ｓでは、ユーザ（オペレータ）によって図略の電源スイッチがオンされると、制御処理部７は、必要な各部の初期化を実行し、制御処理プログラムの実行によって、情報処理部７３には、制御部７３１、測色処理部７３２および補正部７３３が機能的に構成される。

　そして、本実施形態における測色装置Ｓでは、まず、ユーザ（オペレータ）は、第１拡散照明条件の第１モードで試料ＳＭを測色するか、第２拡散照明条件の第２モードで試料ＳＭを測色するか、を決め、モードを入力部８から入力する。

　図６において、入力部８でモードの入力を受け付けると（Ｓ１１）、測色装置Ｓは、制御部７３１によって、この受け付けたモードが第１モードか第２モードかを判定する（Ｓ１２）。この判定の結果、第１モードを受け付けた場合（第１モード）には、測色装置Ｓは、処理Ｓ１３および処理Ｓ１４の各処理を順次に実行し、処理を終了する。一方、前記判定の結果、第２モードを受け付けた場合（第２モード）には、測色装置Ｓは、処理Ｓ２１ないし処理Ｓ２６の各処理を順次に実行し、処理を終了する。

　この処理Ｓ１３では、測色装置Ｓは、制御部７３１によって、第１モード制御信号をＩ／Ｏ部７２を介して照明条件切替駆動部７４へ出力し、モード切換機構３を、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させる第１モードに切り換える。より具体的には、第１モード制御信号に従って、モード切換機構３は、移動部材３１を、前記図略の移動機構３２によって、図３Ａに示すように、第１移動位置に移動する。

　そして、前記処理Ｓ１４では、測色装置Ｓは、測色処理部７３２によって、第１拡散照明条件（本実施形態ではＳＣＩ条件）で試料ＳＭを照明し、第１および第２分光部５、６からＡ／Ｄ部７５およびＩ／Ｏ部７２を介して入力された各出力信号を所定の処理手順に従って演算処理することによって、第１測定値（本実施形態ではＳＣＩの測定の測定値）を求め、この求めた第１測定値を出力部９から出力する。

　一方、補正値を求めるためには、上述したように、ＳＣＩの測定およびＳＣＥの測定の各測定値が必要であるので、まず、前記処理Ｓ２１では、上述の処理Ｓ１３と同様に、測色装置Ｓは、制御部７３１によって、第１モード制御信号をＩ／Ｏ部７２を介して照明条件切替駆動部７４へ出力し、モード切換機構３を、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させる第１モードに切り換える。

　続いて、前記処理Ｓ２２では、上述の処理Ｓ１３と同様に、測色装置Ｓは、測色処理部７３２によって、第１拡散照明条件（本実施形態ではＳＣＩ条件）で試料ＳＭを照明し、第１および第２分光部５、６からＡ／Ｄ部７５およびＩ／Ｏ部７２を介して入力された各出力信号を所定の処理手順に従って演算処理することによって、第１測定値（本実施形態ではＳＣＩの測定の測定値）を求める。

　続いて、前記処理Ｓ２３では、測色装置Ｓは、制御部７３１によって、第２モード制御信号をＩ／Ｏ部７２を介して照明条件切替駆動部７４へ出力し、モード切換機構３を、トラップ用開口１１３から放射された光を拡散反射部材２の拡散反射面に作用させない第２モードに切り換える。より具体的には、第２モード制御信号に従って、モード切換機構３は、移動部材３１を、前記図略の移動機構３２によって、図３Ｂに示すように、第２移動位置に移動する。

　続いて、前記処理Ｓ２４では、前記処理Ｓ２３では、測色装置Ｓは、測色処理部７３２によって、第２拡散照明条件（本実施形態ではＳＣＥ条件）で試料ＳＭを照明し、第１および第２分光部５、６からＡ／Ｄ部７５およびＩ／Ｏ部７２を介して入力された各出力信号を所定の処理手順に従って演算処理することによって、第２測定値（本実施形態ではＳＣＥの測定の測定値）を求める。

　続いて、前記処理Ｓ２５では、測色装置Ｓは、補正部７３３によって、補正値△Ｐを求める。より具体的には、補正部７３３は、前記処理Ｓ２２で求めたＳＣＩの測定での分光反射率Ｒ_ＳＣＩ（λ）を、予め記憶された前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記処理Ｓ２４で求めたＳＣＥの測定での分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βに基づいて、前記試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）を求める。次に、補正部７３３は、この求めたＲ_Ｓ（λ）に対応する、前記面積割合Ｃ（λ）に対する前記分光反射率ＦＲ_ＳＣＥ（λ）の曲線βに、前記求めたＳＣＥの測定での分光反射率Ｒ_ＳＣＥ（λ）を用いて、前記面積割合Ｃ（λ）を求める。そして、補正部７３３は、これら前記試料ＳＭの反射率Ｒ_Ｓ（λ）、前記面積割合Ｃ（λ）、積分球１の内面の反射率Ｒ_Ｗ（λ）および移動部材３１の光吸収面の反射率Ｒ_Ｂ（λ）から、式２によってＰ２（λ）を求め、△Ｐ（λ）＝Ｐ２（λ）－Ｐ１（λ）より、補正値△Ｐ（λ）を求める。

　そして、前記処理Ｓ２６では、測色装置Ｓは、前記処理Ｓ２４で求めた第２測定値（本実施形態ではＳＣＥの測定の測定値）を補正値△Ｐで補正し、この補正した補正後の第２測定値を出力部９から出力する。

　本実施形態における測色装置Ｓは、このように第１拡散照明条件で試料ＳＭを測色し、第２拡散照明条件で試料ＳＭを測色する。

　以上説明したように、本実施形態における測色装置Ｓは、拡散反射部材２を固定的に保持し、トラップ用開口１１３から拡散反射部材２までの間に設けられたモード切換機構３で前記第１モードと前記第２モードとを切り換えるので、モード切換機構３が拡散反射部材２に当接したり、前記第１モードと前記第２モードとを切り換える際に、拡散反射部材２が傾いたり、所定位置からずれたりしてしまうことがない。このため、上記測色装置Ｓは、互いに異なる各拡散照明条件それぞれでより精度良く測色できる。

　上記測色装置Ｓは、補正部７３３を備えるので、移動部材３１の前記光吸収面で完全に光を吸収できずに、戻り光を生じても、第２モードで、より精度良く測色できる。

　本実施形態によれば、光吸収面を持つ移動部材３１を前記第１移動位置に移動させることで前記第１モードを実現でき、移動部材３１を前記第２移動位置に移動させることで前記第２モードを実現できる測色装置Ｓが提供できる。

　なお、上述の実施形態では、第２モードの測定ごとに補正値△Ｐ（λ）が求められたが、補正値△Ｐ（λ）を求める第３モードがさらに備えられ、この第３モードで補正値△Ｐ（λ）が求められ、第２モードの測定を実施する際に、この第３モードで求められた補正値△Ｐ（λ）が用いられても良い。このような場合では、例えば、同種の製品では、１つの製品について第３モードが実行されて補正値△Ｐ（λ）が求められ、他の製品について、この補正値△Ｐ（λ）が用いられ、製品の種類が変更された場合に、この変更後の種類における１つの製品について再度、第３モードが実行される。

　また、上述の実施形態では、モード切換機構３は、移動部材３１と、前記図略の移動機構３２とを備えて構成されたが、これに限定されるものではなく、他の構成であっても良い。

　図７は、変形形態での、前記測色装置における積分球およびその周辺部材の構成を示す図である。図７Ａは、その断面図であり、図７Ｂは、開状態の絞り羽根を示し、図７Ｃは、全閉状態の絞り羽根を示す。

　例えば、図７に示すように、モード切換機構３ａは、トラップ用開口１１３に設けられ、複数の羽根でこれら羽根の重畳状態を変更することで開状態と全閉状態とに開閉する絞り羽根１０と、図７Ｂに示すように、前記第１モードの場合に絞り羽根１０を開状態とし、図７Ｃに示すように、前記第２モードの場合に絞り羽根１０を全閉状態とする図略の開閉機構とを備える。絞り羽根１０における複数の羽根は、それぞれ、積分球１内に臨む内側面を、光を吸収する光吸収面とした部材である。好ましくは、絞り羽根１０は、図７Ａに示すように、トラップ用開口１１３に嵌め込まれることによってトラップ用開口１１３に設けられる。なお、絞り羽根１０は、トラップ用開口１１３の周縁上で積分球１の外面に当接させて設けられても良い。これによれば、光吸収面を持つ絞り羽根１０を開状態とすることで前記第１モードを実現でき、絞り羽根１０を全閉状態とすることで前記第２モードを実現できる測色装置Ｓが提供できる。このような測色装置Ｓは、上述の実施形態における第１および第２移動位置が不要であるので、上述の実施形態における測色装置Ｓに較べてモード切換機構３ａを省スペースで設けることができる。

　本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

　一態様にかかる測色装置は、正反射光を含む第１拡散照明条件で試料を測色でき、前記正反射光を含まない第２拡散照明条件で前記試料を測色できる装置であって、試料用開口における開口面の法線を対称軸として測定用開口の第１光軸とトラップ用開口の第２光軸とが対称となる形成位置で周壁に開口形成された前記測定用開口、前記トラップ用開口および前記試料用開口を備える積分球と、前記トラップ用開口全体を覆うように、前記積分球の外側における前記トラップ用開口から離間した保持位置に固定的に保持され、前記トラップ用開口に臨む内側面を拡散反射面とした拡散反射部材と、前記トラップ用開口から前記拡散反射部材までの間に設けられ、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１モードと、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２モードとを切り換えるモード切換機構とを備える。

　このような測色装置は、前記拡散反射部材を固定的に保持し、前記トラップ用開口から前記拡散反射部材までの間に設けられた前記モード切換機構で前記第１モードと前記第２モードとを切り換えるので、前記モード切換機構が前記拡散反射部材に当接したり、前記第１モードと前記第２モードとを切り換える際に、前記拡散反射部材が傾いたり、所定位置からずれたりしてしまうことがない。このため、上記測色装置は、互いに異なる各拡散照明条件それぞれでより精度良く測色できる。

　他の一態様では、上述の測色装置において、前記モード切換機構は、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１移動位置と、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２移動位置とに移動する移動部材と、前記第１モードの場合に前記移動部材を前記第１移動位置に移動させ、前記第２モードの場合に前記移動部材を前記第２移動位置に移動させる移動機構とを備え、前記移動部材は、前記第２移動位置に移動した場合に、前記トラップ用開口に臨む内側面を、光を吸収する光吸収面とした部材である。

　これによれば、光吸収面を持つ前記移動部材を前記第１移動位置（待避位置、待機位置）に移動させることで前記第１モードを実現でき、前記移動部材を前記第２移動位置（光吸収位置）に移動させることで前記第２モードを実現できる測色装置が提供できる。

　他の一態様では、上述の測色装置において、前記モード切換機構は、前記トラップ用開口に設けられ、複数の羽根で開状態と全閉状態とに開閉する絞り羽根と、前記第１モードの場合に前記絞り羽根を開状態とし、前記第２モードの場合に前記絞り羽根を全閉状態とする開閉機構とを備え、前記絞り羽根における前記複数の羽根は、それぞれ、積分球内に臨む内側面を、光を吸収する光吸収面とした部材である。好ましくは、上述の測色装置において、前記絞り羽根は、前記トラップ用開口に嵌め込まれることによって前記トラップ用開口に設けられる。

　これによれば、光吸収面を持つ前記絞り羽根を開状態とすることで前記第１モードを実現でき、前記絞り羽根を全閉状態とすることで前記第２モードを実現できる測色装置が提供できる。このような測色装置は、上述の第１および第２移動位置が不要であるので、上述の測色装置に較べて前記モード切換機構を省スペースで設けることができる。

　他の一態様では、上述の測色装置において、前記第１拡散照明条件で試料を測色した場合の第１測定値と、前記第２拡散照明条件で前記試料を測色した場合の第２測定値とを求める測色処理部と、前記測色処理部で求めた第２測定値を、前記光吸収面で前記積分球内に反射した戻り光による測定誤差で補正する補正部とをさらに備える。

　このような測色装置は、前記補正部をさらに備えるので、前記光吸収面で完全に光を吸収できずに、戻り光を生じても、第２モードで、より精度良く測色できる。

　他の一態様では、上述の測色装置において、前記光吸収面は、光吸収塗料の塗膜で形成されている。

　これによれば、光吸収塗料の塗膜で形成した光吸収面を備える測色装置が提供できる。

　他の一態様では、上述の測色装置において、前記光吸収面は、モスアイ構造で形成されている。

　これによれば、モスアイ構造で形成した光吸収面を備える測色装置が提供できる。上記測色装置は、微細凹凸構造により光吸収面を形成するので、光吸収率の経年劣化を低減できる。

　この出願は、２０１８年５月１５日に出願された日本国特許出願特願２０１８－９３４８７を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

　本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。

　本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

　本発明によれば、色を測定する測色装置が提供できる。

Claims

　正反射光を含む第１拡散照明条件で試料を測色でき、前記正反射光を含まない第２拡散照明条件で前記試料を測色できる測色装置であって、
　試料用開口における開口面の法線を対称軸として測定用開口の第１光軸とトラップ用開口の第２光軸とが対称となる形成位置で周壁に開口形成された前記測定用開口、前記トラップ用開口および前記試料用開口を備える積分球と、
　前記トラップ用開口全体を覆うように、前記積分球の外側における前記トラップ用開口から離間した保持位置に固定的に保持され、前記トラップ用開口に臨む内側面を拡散反射面とした拡散反射部材と、
　前記トラップ用開口から前記拡散反射部材までの間に設けられ、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１モードと、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２モードとを切り換えるモード切換機構とを備える、
　測色装置。
　前記モード切換機構は、
　前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させる第１移動位置と、前記トラップ用開口から放射された光を前記拡散反射部材の拡散反射面に作用させない第２移動位置とに移動する移動部材と、
　前記第１モードの場合に前記移動部材を前記第１移動位置に移動させ、前記第２モードの場合に前記移動部材を前記第２移動位置に移動させる移動機構とを備え、
　前記移動部材は、前記第２移動位置に移動した場合に、前記トラップ用開口に臨む内側面を、光を吸収する光吸収面とした部材である、
　請求項１に記載の測色装置。
　前記モード切換機構は、
　前記トラップ用開口に設けられ、複数の羽根で開状態と全閉状態とに開閉する絞り羽根と、
　前記第１モードの場合に前記絞り羽根を開状態とし、前記第２モードの場合に前記絞り羽根を全閉状態とする開閉機構とを備え、
　前記絞り羽根における前記複数の羽根は、それぞれ、積分球内に臨む内側面を、光を吸収する光吸収面とした部材である、
　請求項１に記載の測色装置。
　前記第１拡散照明条件で試料を測色した場合の第１測定値と、前記第２拡散照明条件で前記試料を測色した場合の第２測定値とを求める測色処理部と、
　前記測色処理部で求めた第２測定値を、前記光吸収面で前記積分球内に反射した戻り光による測定誤差で補正する補正部とをさらに備える、
　請求項２または請求項３に記載の測色装置。
　前記光吸収面は、光吸収塗料の塗膜で形成されている、
　請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の測色装置。
　前記光吸収面は、モスアイ構造で形成されている、
　請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の測色装置。