WO2021049325A1 - 測色装置 - Google Patents

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WO2021049325A1
WO2021049325A1 PCT/JP2020/032573 JP2020032573W WO2021049325A1 WO 2021049325 A1 WO2021049325 A1 WO 2021049325A1 JP 2020032573 W JP2020032573 W JP 2020032573W WO 2021049325 A1 WO2021049325 A1 WO 2021049325A1
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trap
measurement
sample
hole
lid
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靖尚 金藤
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
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    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/027Control of working procedures of a spectrometer; Failure detection; Bandwidth calculation

Definitions

  • the present invention uses an integrating sphere to measure reflected light under conditions including specular reflected light from a sample (SCI (Specular Component Included)) and under conditions where specular reflected light is removed (SCE (Specular Component Excluded)).
  • SCI specular reflected light from a sample
  • SCE specular reflected light is removed
  • the present invention relates to a color measuring device capable of switching reflected light measurement.
  • the reflected light measurement under the condition (SCI) including the specular reflected light from the sample is also referred to as SCI measurement
  • the reflected light measurement under the condition (SCE) where the specular reflected light is removed is also referred to as SCE measurement.
  • the size of the integrating sphere also becomes smaller, so it is not preferable to make a separate hole to connect to the camera, which causes a significant deterioration in mixing performance.
  • Patent Document 1 a camera is arranged so that the light reflected from the sample passes through the beam splitter and is sent to both the camera and the sample spectroscope, and the sample position can be confirmed by the camera on the desktop in real time.
  • a spectrophotometer is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a spectrophotometer provided with a digital camera configured to measure an optical component from a sample.
  • Patent Document 1 does not describe switching between SCI measurement and SCE measurement, and requires a beam splitter to send the light reflected from the sample to both the camera and the sample spectroscope. Becomes complicated.
  • Patent Document 2 is for measuring the specular reflection component and is used for confirming the sample position by the user.
  • the present invention has been made in view of such a technical background, and is a colorimetric device capable of switching between SCI measurement and SCE measurement using an integrating sphere, and has a simple configuration and can be used by a user. It is an object of the present invention to provide a color measuring device capable of confirming the sample position and the like.
  • An integrating sphere having a measurement opening and a trap hole, a trap arranged so that the trap hole can be opened and closed, a non-reflective lid arranged so as to open and close the trap hole, and the measurement opening.
  • An imaging means arranged at a position where a facing sample can be imaged through the trap hole, a display means for displaying an image captured by the imaging means, and a trap hole when measuring the reflected light from the sample by the SCI method.
  • a color measuring device equipped with a driving means (2) The color measuring device according to item 1 above, wherein the first driving means and the second driving means are composed of one driving means.
  • An integrating sphere having a measurement opening and a trap hole, a trap arranged so that the trap hole can be opened and closed, and an imaging means arranged at a position where a sample facing the measurement opening can be imaged through the trap hole.
  • a display means for displaying an image captured by the imaging means, and a first driving means for moving the trap to a position where the trap hole is closed by the trap when measuring the reflected light from the sample by the SCI method.
  • a color measuring device including a third driving means for retracting the imaging means to a position that does not affect the measurement when measuring the reflected light from the sample by the SCE method.
  • the imaging means is arranged at a position where the sample facing the measurement opening can be imaged through the trap hole, and the captured image is displayed on the display means.
  • the trap moves and the trap hole is closed, so that the SCI measurement can be performed properly.
  • the non-reflective lid moves and the trap hole is closed, so that the influence on the measurement due to the arrangement of the imaging means can be prevented. As a result, switching measurement by the SCI method and the SCE method can be performed without any problem.
  • the installation space of the driving means can be reduced as compared with the case where separate driving means are provided.
  • the imaging means is arranged at a position where the sample facing the measurement opening can be imaged through the trap hole, and the captured image is displayed on the display means. Can align the sample with the measurement opening while checking the sample position by looking at the display means. Therefore, since positioning with respect to the sample can be performed quickly and easily, it is possible to obtain an appropriate measurement result while improving the efficiency of the measurement work with a simple configuration.
  • the trap moves and the trap hole is closed, and when measuring by the SCE method, the imaging means is retracted to a position that does not affect the measurement.
  • the influence on the measurement due to the arrangement can be prevented, and the switching measurement by the SCI method and the SCE method can be performed without any problem.
  • (A) shows how the lid is connected to the solenoid for driving the lid and is driven
  • (B) shows how the trap is connected to the solenoid for driving the trap and is driven. It is a figure for demonstrating. It is explanatory drawing at the time of SCI measurement in the 2nd configuration example. It is explanatory drawing at the time of SCE measurement in the 2nd configuration example. It is a perspective view which shows the 3rd structural example inside the colorimetric device.
  • (A) shows how the camera is connected to the solenoid for driving the camera and is driven in the third configuration example
  • (B) shows how the trap is connected to the solenoid for driving the trap and is driven. It is a figure for demonstrating. It is explanatory drawing at the time of SCI measurement in the 3rd configuration example. It is explanatory drawing at the time of SCE measurement in the 3rd configuration example.
  • FIG. 1 is an external view of a handy type colorimeter 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the color measuring device 1 has a measuring opening 2 at the lower end, a display panel 3 made of a liquid crystal or the like at the upper part of the front surface, and a measuring button 4 below the display panel 3.
  • the measurement opening 2 is a portion for aligning the lower end opening with the sample 100 to be measured.
  • the display panel 3 displays the measurement result by the measuring device 1 and the image when the sample 100 in the measurement opening 2 is imaged by the camera described later.
  • the measurement button 4 is an operation button that the user presses when starting measurement.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the integrating sphere 5 and its peripheral portion.
  • the measurement opening 2 described above is formed at the lower end of the integrating sphere 5, and the light is received at the upper portion of the integrating sphere 5 at a position 8 degrees with respect to the normal 100a of the sample 100 arranged in the measuring opening 2.
  • the opening 6 is formed, and the light receiving system 7 is arranged on a straight line connecting the sample 100 and the light receiving opening 6.
  • the integrating sphere 5 is formed with a circular trap hole 8 at a position symmetrical with the light receiving opening 6 with respect to the sample 100.
  • a camera 9 as an imaging means is arranged on a straight line connecting the sample 100 and the trap hole 8, and the sample 100 can be imaged through the trap hole 8 by the camera 9 at the time of color measurement. Can be displayed on the display panel 3 via a control unit (not shown).
  • the light receiving system 7 receives the reflected light from the sample 100 of the diffused light emitted from the light source 10 provided on the integrating sphere 5 and diffused by the integrating sphere 5.
  • the light reception result is calculated by a control unit (not shown) and color measurement is performed.
  • the color measurement result is displayed on the display panel 3.
  • SCI measurement and SCE measurement can be switched and carried out. Since the SCI measurement is a measurement including specularly reflected light, it is necessary to close the trap hole 8. Therefore, a trap 11 for closing the trap hole 8 is provided. On the other hand, since the SCI measurement is a measurement in which the specularly reflected light is removed, it is not necessary to close the trap hole 8 by the trap 11. Therefore, the trap 11 needs to be displaced between the closed state and the open state of the trap hole 8.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the internal configuration of the color measuring device 1.
  • the lens barrel 12 and the sensor substrate 13 are provided inside the color measuring device 1.
  • a sensor (not shown) that receives the measurement light from the sample 100 is mounted on the sensor substrate 13, and the lens barrel 12 guides the measurement light to the sensor.
  • the light receiving system 7 includes a lens barrel 12, a sensor substrate 13, and a sensor.
  • the trap 11 that opens and closes the trap hole 8 of the integrating sphere 5 is formed in a shape that allows the trap hole 8 to be closed, and is for driving via a connecting arm 22 that extends in the radial direction. It is connected to the rotating shaft 21 of the solenoid (corresponding to the driving means) 20.
  • the trap 11 when the rotation axis 21 of the drive solenoid 20 is rotated clockwise and counterclockwise when viewed from above as shown by the arrow x1 in FIG. 4, the trap 11 is also rotated via the connecting arm 22 in FIG. It rotates clockwise and counterclockwise as indicated by the arrow x2. Then, when the trap 11 is rotated clockwise, the trap 11 moves between the trap hole 8 and the camera 9 to close the trap hole 8, and when the trap hole 8 is rotated counterclockwise, the trap 11 moves away from the trap hole 8. And open the trap hole 8.
  • the lid 30 is connected to the rotating shaft 21 of the driving solenoid 20 via the connecting arm 23, and when the rotating shaft 21 of the driving solenoid 20 is rotated in the x1 direction, the lid also connects the connecting arm 23. As shown by the arrow x3 in FIG. 4, it rotates in the clockwise direction and the counterclockwise direction in the top view. Then, when the trap hole 8 is rotated clockwise, the lid 30 moves between the trap hole 8 and the camera 9 to close the trap hole 8, and when the trap hole 8 is rotated counterclockwise, the lid 30 moves in a direction away from the trap hole. Open 8.
  • connection position between the trap 11 and the lid 30 with the rotating shaft 21 of the driving solenoid 20 is deviated in the thickness direction, and even if the rotating shaft 21 of the driving solenoid 20 rotates, the trap 11 and the lid 30 are respectively. It can rotate independently. Even if the rotating shaft 21 of the drive solenoid 20 rotates, the mechanism for rotating the trap 11 and the lid 30 independently is not limited, but the rotating shaft 21 can move in the length direction. When the rotating shaft 21 does not move in the length direction, it is connected to the trap 11 and is disconnected from the lid 30, and when the rotating shaft 21 moves in the length direction, the connection with the trap 11 is disconnected and the lid is disconnected. It may be realized by configuring so as to connect with 30.
  • a stopper (not shown) may be used to prevent the lid 30 from rotating, and when the lid 30 is desired to be rotated, the stopper may be used to prevent the trap 11 from being rotated.
  • the upper lid 30 when the lower trap 11 is rotated, the upper lid 30 also overlaps with the trap 11 and rotates to close the trap hole 8, and when the lid 30 is rotated, only the lid 30 rotates. The trap 11 may not rotate.
  • FIG. 3 also shows a state in which the lid 30 overlaps the lower trap 11 and the trap hole 8 is closed.
  • the lid 30 enters between the trap hole 8 and the camera 9 at the time of SCE measurement to close the trap hole 8 and prevents the generation of specularly reflected light to the sample 100 due to reflection from the camera 9, for example, black. It has non-reflective surface properties such as the surface.
  • the trap hole 8 is opened and the camera 9 can take an image of the sample 100 through the trap hole 8 as shown in FIG. 5 (A).
  • the drive solenoid 20 When the user presses the measurement button 4 after the alignment, the drive solenoid 20 operates, the rotating shaft 21 rotates, the trap 11 rotates, and the trap hole 8 traps, as shown in FIG. 5 (B). Closed by 11. Then, SCI measurement is performed in this state. Since the trap hole 8 is closed by the trap 11, proper SCI measurement including specularly reflected light can be performed.
  • the drive solenoid 20 When the user presses the measurement button 4 after the alignment, the drive solenoid 20 operates and the rotation shaft 21 rotates as shown in FIG. 6 (B).
  • the lid 30 is rotated by the rotation of the rotating shaft 21 to move and enter between the trap hole 8 and the camera 9, and the trap hole 8 is closed by the lid 30. Then, SCE measurement is performed in this state. Since the lid 30 has non-reflective surface characteristics, proper SCE measurement can be performed excluding specularly reflected light.
  • the rotating shaft 31 of the driving solenoid 20 rotates in the opposite direction, and the lid 30 rotates in the opposite direction.
  • the trap hole 8 is formed. It will be in the open state.
  • a trap driving solenoid 40 that independently drives the trap 11 and a lid driving solenoid 50 that independently drives the lid 30 are arranged behind the left and right sides of the trap hole 8. There is.
  • the trap 11 is connected to the rotating shaft 41 of the trap driving solenoid 40 via the connecting arm 42. Therefore, when the rotation axis 41 of the trap drive solenoid 40 is rotated clockwise and counterclockwise when viewed from above as shown by the arrow x4, the trap 11 is also a clock indicated by the arrow x5 via the connecting arm 41. It rotates in the direction and counterclockwise direction, and when it rotates clockwise, it moves between the trap hole 8 and the camera 9 to close the trap hole 8, and when it rotates counterclockwise, it separates from the trap hole 8. Move in the direction to open the trap hole 8.
  • the lid 30 is connected to the rotating shaft 51 of the lid driving solenoid 50 via the connecting arm 52. Therefore, when the rotation axis of the lid driving solenoid 50 is rotated clockwise and counterclockwise when viewed from above as shown by the arrow x6 in FIG. 8 (A), the lid 30 also passes through the connecting arm 52. When it rotates clockwise and counterclockwise as indicated by the arrow x7, and when it rotates counterclockwise, it moves between the trap hole 8 and the camera 9, closes the trap hole 8, and rotates clockwise.
  • the trap hole 8 is opened by moving in a direction away from the trap hole 8.
  • the trap hole 8 is opened and the camera 9 can take an image of the sample 100 through the trap hole 8 as shown in FIG. 9 (A).
  • the trap driving solenoid 40 When the user presses the measurement button 4 after the alignment, the trap driving solenoid 40 operates, the rotating shaft 41 rotates, the trap 11 rotates, and the trap hole 8 traps, as shown in FIG. 9B. Closed by 11. Then, SCI measurement is performed in this state. Since the trap hole 8 is closed by the trap 11, proper measurement including specularly reflected light can be performed.
  • the rotating shaft 41 of the trap driving solenoid 40 rotates in the opposite direction, and the trap 11 rotates in the opposite direction, as shown in FIGS. 10 (A) (same as FIG. 9 (A)).
  • the trap hole 8 is in an open state.
  • the lid driving solenoid 50 operates and the rotating shaft 51 rotates, as shown in FIG. 10 (B).
  • the lid 30 rotates due to the rotation of the rotating shaft 51 to move and enter between the trap hole 8 and the camera 9, and the trap hole 8 is closed by the lid 30. Then, SCE measurement is performed in this state.
  • the rotating shaft 51 of the lid driving solenoid 50 rotates in the opposite direction, and the lid 30 rotates in the opposite direction.
  • the trap hole 8 is formed. Is in the open state.
  • the image of the sample 100 captured by the camera 9 through the trap hole 8 is displayed on the display panel 3, so that the user confirms the sample position by looking at the display panel 3 at the time of measurement.
  • the measurement opening 2 can be aligned with the sample 100. Therefore, since the positioning with respect to the sample 100 can be performed quickly and easily, it is possible to obtain an appropriate measurement result while improving the efficiency of the measurement work. Moreover, since a beam splitter for splitting into the camera 9 is not required, the configuration is simplified accordingly.
  • the trap 11 is moved by the drive of the trap driving solenoid 40 and the trap hole 8 is closed, so that the SCI measurement can be performed appropriately.
  • the non-reflective lid 30 moves by driving the lid driving solenoid 50 and the trap hole 8 is closed, the specular reflected light is not generated by the reflection from the camera 9, and the measurement is performed. Adverse effects can be prevented. As a result, switching between SCI measurement and SCE measurement can be performed without any problem.
  • the trap driving solenoid 40 for driving the trap 11 independently and the lid driving solenoid 50 for driving the lid 30 independently are provided, one driving solenoid drives the trap and the lid. Compared to the case, the installation space of the drive solenoid is increased, but the drive mechanism can be simplified.
  • the configuration of the trap drive solenoid 40 is the same as that of the trap drive solenoid 40 described in the second configuration described above, and the configurations other than the trap drive solenoid 40 and the camera drive solenoid 60 are the above-mentioned first configuration. Since the configuration is the same as that of the above, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the camera 9 is connected to the rotating shaft 61 of the camera driving solenoid 60 via the connecting arm 62. Therefore, when the rotation axis 61 of the camera driving solenoid 60 is rotated clockwise and counterclockwise when viewed from above as shown by the arrow x8 in FIG. 12 (A), the camera 9 also passes through the connecting arm 62. When the camera 9 faces the trap hole 8 and can take an image of the sample 100 when it is rotated clockwise and counterclockwise as indicated by the arrow x9, and is rotated clockwise. It will be in a state of being retracted to the side.
  • the trap driving solenoid 40 When the user presses the measurement button 4 after the alignment, the trap driving solenoid 40 operates, the rotating shaft 41 rotates, the trap 11 rotates, and the trap hole 8 traps, as shown in FIG. 13 (B). Closed by 11. Then, SCI measurement is performed in this state. Since the trap hole 8 is closed by the trap 11, proper measurement including specularly reflected light can be performed.
  • the camera driving solenoid 60 operates and the rotating shaft 61 rotates, as shown in FIG. 14 (B). Due to the rotation of the rotating shaft 61, the camera 9 rotates sideways and retracts to a position away from the trap hole 8 which does not affect the SCE measurement. Then, SCE measurement is performed in this state.
  • the rotation shaft 61 of the camera driving solenoid 60 rotates in the opposite direction
  • the camera 9 rotates in the opposite direction
  • the camera 9 rotates as shown in FIGS. 13 (A) and 14 (A).
  • the sample 100 can be imaged by facing the trap hole 8.
  • the image of the sample 100 captured by the camera 9 through the trap hole 8 is displayed on the display panel 3, so that the user confirms the sample position by looking at the display panel 3 at the time of measurement.
  • the measurement opening 2 can be aligned with the sample. Therefore, since the positioning with respect to the sample 100 can be performed quickly and easily, it is possible to obtain an appropriate measurement result while improving the efficiency of the measurement work. Moreover, since a beam splitter or the like for splitting the sample on the camera 9 is not required, the configuration is simplified. Further, when the SCI measurement of the reflected light from the sample 100 is performed, the trap 11 is moved by the drive of the trap driving solenoid 40. Since the trap hole 8 is closed, the SCI measurement can be performed properly.
  • the present invention is used when performing color measurement by switching between SCI measurement, which is a measurement of reflected light under a condition including specularly reflected light from a sample, and SCE measurement, which is a measurement of reflected light under a condition where specularly reflected light is removed. It is available.

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Abstract

測定開口部(2)、トラップ穴(8)を有する積分球(5)と、トラップ穴を開閉可能に配置されたトラップ(11)と、トラップ穴を開閉可能に配置された非反射性の蓋(30)と、測定開口部に臨む試料(100)をトラップ穴を通して撮像可能な位置に配置された撮像手段(9)と、撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段(3)を備えている。試料からの反射光のSCI方式による測定時には、トラップ穴(8)がトラップ(11)で閉じられる位置にトラップを移動させ、SCE方式による測定時には、トラップ穴(8)が蓋(30)で閉じられる位置に蓋を移動させる。

Description

測色装置
 この発明は、積分球を用い、試料からの正反射光を含む条件(SCI(Specular Component Included))での反射光測定と、正反射光を除去した条件(SCE(Specular Component Excluded))での反射光測定を、切り替えて実施可能な測色装置に関する。
 なお、以下の説明では、試料からの正反射光を含む条件(SCI)での反射光測定をSCI測定、正反射光を除去した条件(SCE)での反射光測定をSCE測定ともいう。
 近年、工業製品の色管理に対する精度要求が高まる一方、複雑な微小形状の部品が数多く生産されるようになっている。特に測色装置がハンディタイプのものである場合、ユーザーが片手に測色装置を、もう一方の手に測定対象物である試料を持って測定を行う際、微小部品の所定の位置に正しく測定開口部を当てないと正確な測定が行えない。そのため、位置を決めるための操作や、測定失敗によるやり直しで作業時間を無駄に消費してしまうケースが発生する。
 そこで、積分球を用いた測色装置では、カメラを接続する穴を積分球に予め開け、このカメラの画像により試料位置の確認等を行うことが考えられる。
 しかし、測色装置が小型になると、積分球のサイズも小さいため、カメラに接続する穴を別途開けることはミキシング性能の著しい劣化を招き、好ましくない。
 なお、特許文献1には、試料から反射した光がビームスプリッタを通過してカメラとサンプル分光器の両方に送られるようにカメラを配置し、カメラで試料位置をリアルタイムで確認できるようにした卓上分光光度計が開示されている。
 また、特許文献2には、サンプルからの光成分を測定するように構成されたデジタルカメラを備えた分光光度計が開示されている。
特開2003-232683号公報 特開2007-515640号公報
 しかしながら、特許文献1には、SCI測定とSCE測定を切り替えて行うことは記載されていない上、試料から反射した光をカメラとサンプル分光器の両方に送るためのビームスプリッタが必要であり、構造が複雑化する。
 また、特許文献2で用いられているデジタルカメラは鏡面反射成分の測定用であり、ユーザーによる試料位置の確認等に用いられることは記載されていない。
 この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、積分球を用い、SCI測定とSCE測定を切り替えて実施可能な測色装置であって、簡素な構成で、ユーザーが試料位置の確認等を行うことができる測色装置の提供を目的とする。
 上記目的は以下の手段によって達成される。
(1)測定開口部及びトラップ穴を有する積分球と、前記トラップ穴を開閉可能に配置されたトラップと、前記トラップ穴を開閉可能に配置された非反射性の蓋と、前記測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に配置された撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、前記試料からの反射光のSCI方式による測定時には、前記トラップ穴が前記トラップで閉じられる位置にトラップを移動させる第1の駆動手段と、前記試料からの反射光のSCE方式による測定時には、前記トラップ穴が前記蓋で閉じられる位置に蓋を移動させる第2の駆動手段と、を備えた測色装置。
(2)第1の駆動手段と第2の駆動手段は1つの駆動手段により構成されている前項1に記載の測色装置。
(3)測定開口部及びトラップ穴を有する積分球と、前記トラップ穴を開閉可能に配置されたトラップと、前記測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に配置された撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、前記試料からの反射光のSCI方式による測定時には、前記トラップ穴が前記トラップで閉じられる位置にトラップを移動させる第1の駆動手段と、前記試料からの反射光のSCE方式による測定時には、前記撮像手段を測定に影響を及ぼさない位置へ退避させる第3の駆動手段と、を備えた測色装置。
 前項(1)に記載の発明によれば、測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に撮像手段が配置されるとともに、撮像された画像が表示手段に表示されるから、ユーザーは表示手段を見て試料位置を確認しながら、測定開口部に試料を位置合わせすることができる。このため、試料に対する位置決めを素早く簡単に行うことができるから、測定作業の効率化を図りながら適正な測定結果を得ることができる。しかも、試料から反射した光をカメラに分光するためのビームスプリッターを必要とすることなく簡単な構成で実現できる。
 また、試料からの反射光のSCI方式による測定時には、トラップが移動してトラップ穴が閉じられるから、SCI測定を適正に行うことができる。一方、SCE方式による測定時には、非反射性の蓋が移動してトラップ穴が閉じられるから、撮像手段を配置したことによる測定への影響を阻止できる。その結果、SCI方式とSCE方式による切替測定を問題なく行うことができる。
 前項(2)に記載の発明によれば、1つの駆動手段によりトラップと蓋を移動できるので、別々の駆動手段を備えている場合に較べて、駆動手段の設置スペースを小さくできる。
 前項(3)に記載の発明によれば、測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に撮像手段が配置されるとともに、撮像された画像が表示手段に表示されるから、ユーザーは表示手段を見て試料位置を確認しながら、測定開口部に試料を位置合わせすることができる。このため、試料に対する位置決めを素早く簡単に行うことができるから、簡単な構成で、測定作業の効率化を図りながら適正な測定結果を得ることができる。
 また、試料からの反射光のSCI方式による測定時には、トラップが移動してトラップ穴が閉じられ、SCE方式による測定時には、撮像手段は測定に影響を及ぼさない位置へ退避されるから、撮像手段を配置したことによる測定への影響を阻止でき、SCI方式とSCE方式による切替測定を問題なく行うことができる。
この発明の一実施形態に係る測色装置の外観図である。 積分球とその周辺部の構成を模式的に示す図である。 測色装置の内部の第1の構成例を示す斜視図である。 第1の構成例において、駆動用ソレノイドにトラップと蓋が連結されて駆動される様子を説明するための図である。 第1の構成例におけるSCI測定時の説明図である。 第1の構成例におけるSCE測定時の説明図である。 測色装置の内部の第2の構成例を示す斜視図である。 (A)は、第2の構成例において、蓋駆動用ソレノイドに蓋が連結されて駆動される様子を、(B)は、トラップ駆動用ソレノイドにトラップが連結されて駆動される様子を、それぞれ説明するための図である。 第2の構成例におけるSCI測定時の説明図である。 第2の構成例におけるSCE測定時の説明図である。 測色装置の内部の第3の構成例を示す斜視図である。 (A)は、第3の構成例において、カメラ駆動用ソレノイドにカメラが連結されて駆動される様子を、(B)は、トラップ駆動用ソレノイドにトラップが連結されて駆動される様子を、それぞれ説明するための図である。 第3の構成例におけるSCI測定時の説明図である。 第3の構成例におけるSCE測定時の説明図である。
 以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
 図1は、この発明の一実施形態に係るハンディタイプの測色装置1の外観図である。この測色装置1は、下端部に測定開口部2を有し、正面上部に液晶等からなる表示パネル3を有し、表示パネル3の下方に測定ボタン4を有している。
 測定開口部2は、その下端開口を測定対象の試料100に合わせるための部位である。表示パネル3は、測定装置1による測定結果や、後述するカメラにより測定開口部内2の試料100を撮像したときの画像を表示する。測定ボタン4は、ユーザーが測定を開始するときに押下する操作ボタンである。
 測色装置1の内部には積分球が備えられている。図2は積分球5とその周辺部の構成を模式的に示す図である。
 積分球5の下端部に前述した測定開口部2が形成されており、積分球5の上部には、測定開口部2に配置された試料100の法線100aに対して8度の位置に受光開口6が形成され、試料100と受光開口6を結ぶ直線上には受光系7が配置されている。
 積分球5にはさらに、試料100に対して受光開口6と対称位置に、円形のトラップ穴8が形成されている。積分球5の外側において、試料100とトラップ穴8を結ぶ直線上には、撮像手段としてのカメラ9が配置され、測色時にはカメラ9によりトラップ穴8を通じて試料100を撮像でき、撮像された画像は図示しない制御部を介して表示パネル3に表示できるようになっている。
 受光系7は、積分球5に設けられた光源10から照射され積分球5で拡散された拡散光の、試料100からの反射光を受光する。受光結果は図示しない制御部により演算され測色が行われる。測色結果は表示パネル3に表示される。
 この実施形態では、SCI測定とSCE測定を切り替えて実施できるようになっている。SCI測定は正反射光を含む測定であるため、トラップ穴8を閉じる必要がある。このため、トラップ穴8を閉じるためのトラップ11が設けられている。一方、SCI測定は正反射光を除去した測定であるため、トラップ11によりトラップ穴8を閉じる必要はない。このため、トラップ11は、トラップ穴8を閉じる状態と開く状態との間で変位する必要がある。
 しかし、トラップ穴8を開いてSCE測定を行うと、カメラからの反射により正反射光を生じる恐れがあり、正確なSCE測定を行うことができない。
 そこで、この実施形態では以下のような構成にして、正確なSCE測定を行うことができるようにし、SCI測定とSCE測定の切り替え実施を担保している。
[第1の構成]
 図3は、測色装置1の内部構成を示す斜視図である。測色装置1の内部には、前述の測定開口部2、積分球5、カメラ9のほか、鏡胴12及びセンサ基板13が備えられている。センサ基板13には、試料100からの測定光を受光するセンサ(図示せず)が実装されており、鏡胴12は測定光をセンサへと導くものである。鏡胴12、センサ基板13、センサを含んで受光系7が構成されている。
 積分球5のトラップ穴8を開閉するトラップ11は、図4に示すように、トラップ穴8を閉じることが可能な形状に形成されるとともに、径方向に伸びる連結アーム22を介して、駆動用ソレノイド(駆動手段に相当)20の回転軸21に連結されている。
 従って、駆動用ソレノイド20の回転軸21を図4の矢印x1で示すように、上方から見たときの時計方向と反時計方向に回転させると、トラップ11も連結アーム22を介して図4の矢印x2で示す時計方向と反時計方向に回動するようになっている。そして、時計方向に回動したときにトラップ穴8とカメラ9との間にトラップ11が移動してトラップ穴8を閉じ、反時計方向に回動させるとトラップ穴8から離間する方向に移動してトラップ穴8を開く。
 さらに、駆動用ソレノイド20の回転軸21には、連結アーム23を介して蓋30が連結されており、駆動用ソレノイド20の回転軸21を、x1方向に回転させると、蓋も連結アーム23を介して図4の矢印x3で示すように、上面視時計方向と反時計方向に回動するようになっている。そして、時計方向に回動したときにトラップ穴8とカメラ9との間に蓋30が移動してトラップ穴8を閉じ、反時計方向に回動させるとから離間する方向に移動してトラップ穴8を開く。
 トラップ11と蓋30とは、駆動用ソレノイド20の回転軸21との連結位置が厚さ方向にずれており、駆動用ソレノイド20の回転軸21が回転しても、トラップ11と蓋30はそれぞれ独立して回動できるようになっている。駆動用ソレノイド20の回転軸21が回転しても、トラップ11と蓋30がそれぞれ独立して回動するための機構としては、限定はされないが、回転軸21が長さ方向に移動可能であり、回転軸21が長さ方向に移動しないときはトラップ11と連結し、蓋30とは連結が外れるようにし、回転軸21が長さ方向に移動したときはトラップ11との連結が外れ、蓋30と連結するように構成することで実現しても良い。あるいは、トラップ11を回動させたいときは図示しないストッパで蓋30の回動を阻止し、蓋30を回動させたいときはストッパでトラップ11の回動を阻止する構成としても良い。あるいは、下側のトラップ11を回動させたときは上側の蓋30もトラップ11と重なって回動してトラップ穴8を閉じ、蓋30を回動させたときは蓋30だけが回動してトラップ11は回動しないようにしても良い。図3も、下側のトラップ11の上に蓋30が重なってトラップ穴8を閉じている状態を示している。
 蓋30は、SCE測定の時にトラップ穴8とカメラ9との間に進入してトラップ穴8を閉じ、カメラ9からの反射による試料100に対する正反射光の発生を防止するものであり、例えば黒色表面等の非反射性の表面特性を有している。
 次に、図3及び図4に示した測色装置1の動作を図5及び図6を参照して説明する。
 ユーザーが図示しない電源スイッチをオンにした状態では、図5(A)に示すように、トラップ穴8は開き、カメラ9がトラップ穴8を通じて試料100を撮像可能な状態となっている。
 SCI測定を行う場合、ユーザーがSCI測定モードを設定した後、測色装置1を手にし、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、カメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示される。ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図5(B)に示すように、駆動用ソレノイド20が動作し、回転軸21が回転してトラップ11が回動し、トラップ穴8がトラップ11により閉じられる。そして、この状態でSCI測定が行われる。トラップ穴8はトラップ11により閉じられているから、正反射光を含む適正なSCI測定を行うことができる。
 SCI測定が終了すると、駆動用ソレノイド20の回転軸21が逆方向に回転してトラップ11が逆方向に回動し、図6(A)(図5(A)と同じ)のように、トラップ穴8は開いた状態となる。
 一方、ユーザーがSCE測定を行う場合、SCE測定モードを設定した後、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、SCI測定の場合と同様にカメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図6(B)に示すように、駆動用ソレノイド20が動作し、回転軸21が回転する。回転軸21の回転により蓋30が回動してトラップ穴8とカメラ9との間に移動進入し、トラップ穴8が蓋30により閉じられる。そして、この状態でSCE測定が行われる。蓋30は非反射性の表面特性を有しているから、正反射光が除外された適正なSCE測定を行うことができる。
 SCE測定が終了すると、駆動用ソレノイド20の回転軸31が逆方向に回転して蓋30が逆方向に回動し、図5(A)、図6(A)のように、トラップ穴8は開いた状態となる。
 このように、トラップ穴8を通してカメラ9により撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、測定に際して、ユーザーは表示パネル3を見て試料位置を確認しながら、測定開口部2を試料100に位置合わせすることができる。このため、試料100に対する位置決めを素早く簡単に行うことができるから、測定作業の効率化を図りながら適正な測定結果を得ることができる。しかも、カメラ9に分光するためのビームスプリッターは不要であるから、その分構成が簡素になる。
 また、試料100からの反射光のSCI測定時には、トラップ11が移動してトラップ穴8が閉じられるから、SCI測定を適正に行うことができる。一方、SCE測定時には非反射性の蓋30が移動してトラップ穴8が閉じられるから、カメラ9からの反射によって正反射光が生じることはなく、測定への悪影響を防止できる。その結果、SCI測定とSCE測定の切替実施を問題なく行うことができる。
[第2の構成]
 第1の構成では、トラップ11と蓋30を1つの駆動用ソレノイド20で移動させる場合を示したが、この例では、トラップ11と蓋30を別々の駆動用ソレノイドで駆動する構成となっている。
 即ち、図7に示すように、トラップ11を単独で駆動するトラップ駆動用ソレノイド40と、蓋30を単独で駆動する蓋駆動用ソレノイド50が、トラップ穴8を挟んで左右両側奥に配置されている。
 なお、トラップ駆動用ソレノイド40及び蓋駆動用ソレノイド50に関する構成以外は、前述の第1の構成と同じであるため、同一構成部分については同一の符号を付して説明は省略する。
 図8(B)に示すように、トラップ駆動用ソレノイド40の回転軸41には、連結アーム42を介してトラップ11が連結されている。従って、トラップ駆動用ソレノイド40の回転軸41を矢印x4で示すように、上方から見たときの時計方向と反時計方向に回転させると、トラップ11も連結アーム41を介して矢印x5で示す時計方向と反時計方向に回動し、時計方向に回動したときにトラップ穴8とカメラ9との間に移動してトラップ穴8を閉じ、反時計方向に回動させるとトラップ穴8から離間する方向に移動してトラップ穴8を開く。
 一方、図8(A)に示すように、蓋駆動用ソレノイド50の回転軸51には、連結アーム52を介して蓋30が連結されている。従って、蓋駆動用ソレノイド50の回転軸を図8(A)の矢印x6で示すように、上方から見たときの時計方向と反時計方向に回転させると、蓋30も連結アーム52を介して矢印x7で示す時計方向と反時計方向に回動し、反時計方向に回動したときにトラップ穴8とカメラ9との間に移動してトラップ穴8を閉じ、時計方向に回動させるとトラップ穴8から離間する方向に移動してトラップ穴8を開く。
 次に、図7及び図8に示した測色装置1の動作を図9及び図10を参照して説明する。
 ユーザーが図示しない電源スイッチをオンにした状態では、図9(A)に示すように、トラップ穴8は開き、カメラ9がトラップ穴8を通じて試料100を撮像可能な状態となっている。
 SCI測定を行う場合、ユーザーがSCI測定モードを設定した後、測色装置1を手にし、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、カメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示される。ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図9(B)に示すように、トラップ駆動用ソレノイド40が動作し、回転軸41が回転してトラップ11が回動しトラップ穴8がトラップ11により閉じられる。そして、この状態でSCI測定が行われる。トラップ穴8はトラップ11により閉じられているから、正反射光を含む適正な測定を行うことができる。
 SCI測定が終了すると、トラップ駆動用ソレノイド40の回転軸41が逆方向に回転してトラップ11が逆方向に回動し、図10(A)(図9(A)と同じ)のように、トラップ穴8は開いた状態となる。
 一方、ユーザーがSCE測定を行う場合、SCE測定モードを設定した後、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、SCI測定の場合と同様にカメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図10(B)に示すように、蓋駆動用ソレノイド50が動作し、回転軸51が回転する。回転軸51の回転により蓋30が回動してトラップ穴8とカメラ9との間に移動進入し、トラップ穴8が蓋30により閉じられる。そして、この状態でSCE測定が行われる。
 SCE測定が終了すると、蓋駆動用ソレノイド50の回転軸51が逆方向に回転して蓋30が逆方向に回動し、図9(A)、図10(A)のように、トラップ穴8は開いた状態となる。
 このように、この実施形態によっても、トラップ穴8を通してカメラ9により撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、測定に際して、ユーザーは表示パネル3を見て試料位置を確認しながら、測定開口部2を試料100に位置合わせすることができる。このため、試料100に対する位置決めを素早く簡単に行うことができるから、測定作業の効率化を図りながら適正な測定結果を得ることができる。しかも、カメラ9に分光するためのビームスプリッターは不要であるから、その分構成が簡素になる。
 また、試料100からの反射光のSCI測定時には、トラップ駆動用ソレノイド40の駆動によりトラップ11が移動してトラップ穴8が閉じられるから、SCI測定を適正に行うことができる。一方、SCE測定時には、蓋駆動用ソレノイド50の駆動により非反射性の蓋30が移動してトラップ穴8が閉じられるから、カメラ9からの反射によって正反射光が生じることはなく、測定への悪影響を防止できる。その結果、SCI測定とSCE測定の切替実施を問題なく行うことができる。
 加えて、トラップ11を単独で駆動するトラップ駆動用ソレノイド40と、蓋30を単独で駆動する蓋駆動用ソレノイド50が、それぞれ設けられているから、1つの駆動用ソレノイドでトラップと蓋を駆動する場合に較べて、駆動用ソレノイドの設置スペースは増えるが、駆動機構は簡素化できる。
[第3の構成]
 第1の構成及び第2の構成では、カメラ9の位置は固定されており、SCE測定時は蓋30を移動させてトラップ穴8を閉じていた。これに対しこの実施形態では、蓋30を設けることなく、SCE測定時にはカメラ9をトラップ穴8に臨む位置から測定に影響のない側方位置に退避させる構成となっている。即ち、図11に示すように、トラップ11を駆動するトラップ駆動用ソレノイド40と、カメラを移動させるカメラ駆動用ソレノイド60が、トラップ穴8を挟んで左右両側奥に配置されている。
 なお、トラップ駆動用ソレノイド40の構成は、前述の第2の構成で説明したトラップ駆動用ソレノイド40と同じであり、トラップ駆動用ソレノイド40及びカメラ駆動用ソレノイド60以外の構成は、前述の第1の構成と同じであるため、同一構成部分については同一の符号を付して説明は省略する。
 図12(A)に示すように、カメラ駆動用ソレノイド60の回転軸61には、連結アーム62を介してカメラ9が連結されている。従って、カメラ駆動用ソレノイド60の回転軸61を図12(A)の矢印x8で示すように、上方から見たときの時計方向と反時計方向に回転させると、カメラ9も連結アーム62を介して矢印x9で示す時計方向と反時計方向に回動し、反時計方向に回動したときにカメラ9がトラップ穴8に臨んで試料100を撮像可能な状態となり、時計方向に回動させると側方に退避した状態となる。
 次に、図11及び図12に示した測色装置1の動作を図13及び図14を参照して説明する。
 ユーザーが図示しない電源スイッチをオンにした状態では、図13(A)に示すように、トラップ穴8は開き、カメラ9はトラップ穴8に臨みトラップ穴8を通じて試料100を撮像可能な状態となっている。
 SCI測定を行う場合、ユーザーがSCI測定モードを設定した後、測色装置1を手にし、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、カメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示される。ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図13(B)に示すように、トラップ駆動用ソレノイド40が動作し、回転軸41が回転してトラップ11が回動しトラップ穴8がトラップ11により閉じられる。そして、この状態でSCI測定が行われる。トラップ穴8はトラップ11により閉じられているから、正反射光を含む適正な測定を行うことができる。
 SCI測定が終了すると、駆動用ソレノイド40の回転軸41が逆方向に回転してトラップ11が逆方向に回動し、図14(A)(図13(A)と同じ)のように、トラップ穴8は開いた状態となる。
 一方、ユーザーがSCE測定を行う場合、SCE測定モードを設定した後、測定対象物の試料100に測定開口部2を合わせると、SCI測定の場合と同様にカメラ9で撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、ユーザーは表示パネル3の画像を確認しながら試料100に対する位置合わせを行う。
 位置合わせ後、ユーザーが測定ボタン4を押すと、図14(B)に示すように、カメラ駆動用ソレノイド60が動作し、回転軸61が回転する。回転軸61の回転によりカメラ9が側方に回動してSCE測定に影響を及ぼさないトラップ穴8から外れた位置へ退避する。そして、この状態でSCE測定が行われる。
 SCE測定が終了すると、カメラ駆動用ソレノイド60の回転軸61が逆方向に回転してカメラ9が逆方向に回動し、図13(A)、図14(A)のように、カメラ9がトラップ穴8に臨んで試料100を撮像可能な状態となる。
 このように、この実施形態によっても、トラップ穴8を通してカメラ9により撮像された試料100の画像が表示パネル3に表示されるから、測定に際して、ユーザーは表示パネル3を見て試料位置を確認しながら、測定開口部2を試料に位置合わせすることができる。このため、試料100に対する位置決めを素早く簡単に行うことができるから、測定作業の効率化を図りながら適正な測定結果を得ることができる。しかも、カメラ9に分光するためのビームスプリッター等は不要であるから、構成が簡素になる
 また、試料100からの反射光のSCI測定時には、トラップ駆動用ソレノイド40の駆動によりトラップ11が移動してトラップ穴8が閉じられるから、SCI測定を適正に行うことができる。一方、SCE測定時には、カメラ駆動用ソレノイド60の駆動によりカメラ9が側方に移動して退避するから、カメラ9からの反射により正反射光が生じることはなく、測定への悪影響を防止できる。その結果、SCI測定とSCE測定の切替実施を問題なく行うことができる。
 本発明は、試料からの正反射光を含む条件での反射光測定であるSCI測定と、正反射光を除去した条件での反射光測定であるSCE測定を、切り替えて測色を行う際に利用可能である。
 1   測色装置
 2   測定開口部
 3   表示パネル
 4   測定ボタン
 5   積分球
 8   トラップ穴
 9   カメラ(撮像手段)
 11  トラップ
 20  駆動用ソレノイド
 30  蓋
 40  トラップ駆動用ソレノイド
 50  蓋駆動用ソレノイド
 60  カメラ駆動用ソレノイド
 100 試料

Claims (3)

  1.  測定開口部及びトラップ穴を有する積分球と、
     前記トラップ穴を開閉可能に配置されたトラップと、
     前記トラップ穴を開閉可能に配置された非反射性の蓋と、
     前記測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に配置された撮像手段と、
     前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、
     前記試料からの反射光のSCI方式による測定時には、前記トラップ穴が前記トラップで閉じられる位置にトラップを移動させる第1の駆動手段と、
     前記試料からの反射光のSCE方式による測定時には、前記トラップ穴が前記蓋で閉じられる位置に蓋を移動させる第2の駆動手段と、
     を備えた測色装置。
  2.  第1の駆動手段と第2の駆動手段は1つの駆動手段により構成されている請求項1に記載の測色装置。
  3.  測定開口部及びトラップ穴を有する積分球と、
     前記トラップ穴を開閉可能に配置されたトラップと、
     前記測定開口部に臨む試料を前記トラップ穴を通して撮像可能な位置に配置された撮像手段と、
     前記撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と、
     前記試料からの反射光のSCI方式による測定時には、前記トラップ穴が前記トラップで閉じられる位置にトラップを移動させる第1の駆動手段と、
     前記試料からの反射光のSCE方式による測定時には、前記撮像手段を測定に影響を及ぼさない位置へ退避させる第3の駆動手段と、
     を備えた測色装置。
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