JP3055837B2

JP3055837B2 - 濃度計

Info

Publication number: JP3055837B2
Application number: JP4133838A
Authority: JP
Inventors: 倫弘山下
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH05322744A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば写真、あるいは
印刷物等の被測定物に光を照射することにより得られた
反射光を受光して、その受光強度から被測定物の反射濃
度を測定する濃度計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、写真、あるいは印刷物等の反射
濃度を測定する場合、被測定物に所定の立体角で光束を
照射し、被測定物から得られる反射光束を所定の立体角
で受光して、その受光量を基に被測定物の反射濃度を求
める方式の濃度計が用いられている。反射濃度を測定す
る際の幾何学的条件は、通常、被測定物表面に対して垂
直照射−４５度受光、あるいは４５度照射−垂直受光を
行い、照射・受光の光束立体角を±５度以内とすること
が、ＪＩＳ等において規定されている。

【０００３】このような幾何学的条件に基づく濃度計に
おいては、被測定物から所定立体角の反射光を有効に受
光するため、従来より多様な手段が講じられている。例
えば図６に示すように、スペースの関係上、サンプル５
２からの反射光を受光する光センサ５４を、光源５１を
挟んでサンプル５２の上方に配設した場合には、図７に
示す楕円体の胴部に相当する部分からなる環状ミラー５
５を用いることが考えられる。しかしながら、上記のよ
うな環状ミラー５５は、工作機械の制限等により、その
作製が非常に困難であるため、このような楕円体の胴部
を用いたミラー５５の実現は不可能である。

【０００４】そこで、従来の濃度計では、楕円体の胴部
を用いた環状ミラー５５よりは作製が容易な、楕円体の
頭部に相当する部分からなる環状ミラー５０が用いられ
ている。このような環状ミラー５０を用いた場合には、
図８に示すように、光源５１から光を照射することによ
り、サンプル５２から得られた反射光を、環状ミラー５
０に反射させ、さらに平板ミラー５３を介して、光セン
サ５４に集光するようになっている。

【０００５】また、カラー濃度の測定を行う場合には、
サンプル５２からの反射光をミラー５０・５３により集
光した後、図示しないレッド、ブルー、グリーン用の３
枚の色分解フィルタに順次通過させて各色成分に分解
し、各色成分の反射光量を光センサ５４で順次検出する
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に楕円体の頭部に相当する環状ミラー５０を用いると、
サンプル５２からの反射光は、環状ミラー５０の片側、
すなわちサンプル５２側にしか反射されないので、光セ
ンサ５４が設置された上方に反射光を導くために、平板
ミラー５３が必要不可欠となる。これにより、部品点数
の増加、コストの上昇等が招来され、さらに、部品点数
が多いために、光軸調整等の考慮が必要となり、組み立
て作業性が悪化するという問題が生じている。

【０００７】また、上記構成の濃度計では、サンプル５
２からの反射光は、１つの焦点に集光されるため、光セ
ンサ５４も１つしか設置できないので、色分解フィルタ
を通過した色分解後の各色成分の反射光による出力値を
得るには、色分解フィルタを順次交換して、１つの光セ
ンサで出力値を順次読み取らなければならない。したが
って、レッド、ブルー、グリーンの３枚の色分解フィル
タを順次交換し、位置決めするために、図示しないフィ
ルタ駆動用のモータおよび位置決め用のセンサ等が必要
となり、コストの上昇、消費電力の増大等の問題が生じ
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る濃度計は、
上記課題を解決するために、光源にて被測定物に光を照
射し、その被測定物からの反射光を集光手段を介して光
検知手段に入射させることにより、被測定物の反射濃度
を測定する濃度計において、上記集光手段により集光さ
れた光を複数の光束に分割すべく３枚のミラーを略三角
形状に配置して構成された三角配置ミラーと、上記三角
配置ミラーにて分割された分割光束から互いに異なる色
の光をそれぞれ選択する複数の色分解手段と、上記の各
色分解手段にて各々選択された色の光がそれぞれ入射さ
れる複数の光検知手段とが設けられる一方、上記集光手
段は、内部空間を有する楕円体の胴部に相当する部分を
周方向に分割製作してなる環状ミラーであり、かつ環状
ミラーの各結合部分と三角配置ミラーの各結合部分とが
反射光の反射方向で互いに向かい合うよう配置されてい
ることを特徴としている。

【０００９】また、上記３枚のミラーを三角形状に配置
した三角配置ミラーの内側に上記光源を配置したことを
特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の構成によれば、被測定物からの反射光
は、内部空間を有する楕円体の胴部に相当する部分を周
方向に分割製作してなる環状ミラーを用いた光集光手段
により、光検知手段に効率よく集光される。光集光手段
として用いられる環状ミラーは、内部空間を有する楕円
体の胴部に相当する部分を周方向に分割製作したものか
ら構成されているので、環状のままで作成する場合と比
較して容易に作成できる。また、楕円体の頭部に相当す
る部分からなる環状ミラーを用いた場合には、平板ミラ
ーが必要不可欠となっていたが、上記のように、楕円体
の胴部に相当する部分を用いることにより、このような
平板ミラーが不要となり、部品点数の減少、コストの低
減、およに組み立て作業性の向上を図ることが可能とな
る。そして、被測定物から得られた反射光は、光集光手
段を介して三角配置ミラーにより複数の光束に分割され
て、各色分解手段に入射されるようになっている。この
ように、三角配置ミラーにより反射光が分割されること
により、複数の光検知手段を備えることができるので、
各色分解手段において選択された光を１個の光検知手段
にて順次検知する場合に必要であった色分解手段駆動用
のモータや、位置決め用のセンサ等が不要となり、コス
トおよび消費電力の低減を実現することができる。さら
に、各色分解手段において夫々選択された色の光を複数
の光検知手段で同時に検知できるので、測定時間の短縮
を図ることができるとともに、被測定物からの反射光を
各環状ミラーから各三角配置ミラーに良好に集光反射す
ることができる。

【００１１】また、本発明の構成によれば、三角配置ミ
ラーは、平板状の３枚のミラーを三角形状に配置してな
り、上記三角形状に配置されたミラーの内側に上記光源
を配置しているので、濃度計を小型化することができ
る。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図４に
基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施例で
は、本発明に係る濃度計として、被測定物に対して垂直
照射を行い、被測定物面の法線に対して立体角４５±５
度の反射光を受光する方式を採用したカラー濃度計を例
に挙げて説明する。

【００１３】本実施例のカラー濃度計は、図２（ａ）
（ｂ）に示すように、支軸２２を中心としてＡ₁−Ａ₂
方向に回動自在な外装ケース２６と、外装ケース２６を
開閉自在に支持する測定スタンド２７とを備えている。
外装ケース２６には、接続部３７により相互に接続され
たアナログコントロールボード２４及びデジタルコント
ロールボード２５からなる測定回路部３６と、アナログ
コントロールボード２４の一端部に取り付けられた測定
ヘッド２０と、アナログコントロールボード２４及びデ
ジタルコントロールボード２５の長手方向における一端
側に配設された主電源であるバッテリー２８とが内蔵さ
れている。

【００１４】外装ケース２６の上端面には、ゼロ濃度調
整を行うためのゼロ濃度調整キー３０、測定エラー発生
時に点灯表示するエラーインディケータ３２、及び測定
可能状態を点灯表示するレディインディケータ３３が設
けられている。これらのゼロ濃度調整キー３０、エラー
インディケータ３２、及びレディインディケータ３３
は、いずれも、外装ケース２６の内部で上記アナログコ
ントロールボード２４に接続されている。デジタルコン
トロールボード２５における測定ヘッド２０側とは反対
側の端部には、測定により得られたデータを図示しない
ホストコンピュータに転送するためのホストインターフ
ェイス用ジャック２９と、カラー濃度計の電源のＯＮ／
ＯＦＦを切り替える電源スイッチ３４と、バッテリー２
８の充電用ＡＣアダプタジャック３５とが設けられてい
る。

【００１５】測定ヘッド２０は、その上端部をアナログ
コントロールボード２４に固定されていると共に、下端
部を外装ケース２６の下面から突出させている。測定ス
タンド２７は、外装ケース２６の下面全体を覆うように
形成されており、外装ケース２６がＡ₂方向に回動して
閉じた状態で、外装ケース２６の下面から突出した測定
ヘッド２０の下端部が相当する位置に、測定ヘッド２０
の下端部の形状に応じた開口部２７ａを有している。こ
の開口部２７ａは、濃度測定を行う際に、後述のサンプ
ル１２（被測定物）の位置決め機構として機能するよう
になっている。

【００１６】上記デジタルコントロールボード２５の下
面には、測定を開始するための測定キー３１が設けられ
ている。測定キー３１は、上記した外装ケース２６及び
測定スタンド２７の開閉動作に応じて、測定スタンド２
７に設けられた凸部２７ｂにより、ＯＮ／ＯＦＦが切り
替えられるようになっている。

【００１７】上記測定ヘッド２０は、図３（ａ）（ｂ）
に示すように、略円筒形状に形成され、その下部は、測
定開口部２０ａが設けられた下端部に向かって、徐々に
径が小さくなるように傾斜状に形成されている。測定ヘ
ッド２０内における略中央位置には、光源としてのハロ
ゲンランプ１０と、ハロゲンランプ１０の下方に配設さ
れたプロジェクションレンズ１１とを有するランプハウ
ス２１が配設されている。これらハロゲンランプ１０、
プロジェクションレンズ１１、及びランプハウス２１等
により本カラー濃度計の照射光学系９が構成され、ハロ
ゲンランプ１０から出射された光は、プロジェクション
レンズ１１を通過して平行光となり、上記測定開口部２
０ａを介してサンプル１２表面に対して垂直に照射され
るようになっている。

【００１８】ランプハウス２１の周縁には、マスクプレ
ート１３、楕円体面環状ミラー（集光手段）１４、およ
び三角配置ミラー（光分割手段）１５等からなる受光光
学系８が設けられている。マスクプレート１３には、サ
ンプル１２から得られた反射光の内、サンプル１２面の
法線に対し立体角４５±５度の範囲に入る光だけが通過
できるように、マスクプレート１３と同心で所定の半径
を有する円形状のスリット（図示せず）が形成されてい
る。

【００１９】上記楕円体面環状ミラー１４は、内部空間
を有する楕円体の胴部に相当する部分を、図４（ａ）
（ｂ）に示すように、周方向に分割してそれぞれ製作し
た３個の湾曲ミラー１４ａ…を組み合わせて構成される
もので、３個の湾曲ミラー１４ａ…を組み合わせたとき
に内面となる部分にミラーが蒸着されている。そして、
この楕円体面環状ミラー１４は、図３に示すように、マ
スクプレート１３上面における周縁部に接するように、
測定ヘッド２０の側壁に固定され、マスクプレート１３
により抽出された光束を反射して、楕円体面環状ミラー
１４の上方に配設された三角配置ミラー１５にガイドす
るようになっている。

【００２０】三角配置ミラー１５は、図１に示すよう
に、内部空間を有する略三角柱形状で、その側面は略方
形状の３枚のミラーにより形成され、楕円体面環状ミラ
ー１４から入射された光束を各側面で反射させて均等に
３分割し、三角配置ミラー１５の上方に設けられた３ヵ
所のフィルタ部６…にそれぞれ集光するようになってい
る。フィルタ部６…は、赤外カットフィルタ１６…と、
レッド、ブルー、グリーン用の各色分解フィルタ（色分
解手段）１７ａ〜１７ｃにより構成され、三角配置ミラ
ー１５の各側面により反射光が集光される位置にそれぞ
れ配置されている。

【００２１】またレッド、ブルー、グリーン用の各色分
解フィルタ１７ａ〜１７ｃの上方には、それぞれレッド
用光センサ（光検知手段）１８ａ、ブルー用光センサ
（光検知手段）１８ｂ、グリーン用光センサ（光検知手
段）１８ｃがそれぞれ設けられ、レッド、ブルー、グリ
ーン用の各色分解フィルタ１７ａ〜１７ｃにおいて選択
された色の光強度は、各光センサ１８ａ〜１８ｃで検出
されるようになっている。尚、反射濃度測定用の各光セ
ンサ１８ａ〜１８ｃは、図２（ａ）（ｂ）に示すアナロ
グコントロールボード２４と一体的に構成されており、
アナログコントロールボード２４と測定ヘッド２０との
結合によって所定の位置に配置されるようになってい
る。

【００２２】上記の構成において、サンプル１２の反射
濃度を測定する場合には、まず、ゼロ濃度調整キー３０
によりゼロ濃度調整を行った後、外装ケース２６をＡ₁
方向に回動させて測定スタンド２７から開いた状態に
し、サンプル１２を所定の位置に位置決めする。そし
て、外装ケース２６をＡ₂方向に回動させて測定スタン
ド２７に対して閉じた状態にすることにより、測定キー
３１が、測定スタンド２７の凸部２７ｂに押圧されてＯ
Ｎされる。

【００２３】これにより、ハロゲンランプ１０からプロ
ジェクションレンズ１１を介して、サンプル１２に垂直
に光が照射される。サンプル１２からの反射光束は、マ
スクプレート１３によって、スリットを通過する立体角
４５±５度のもののみが抽出されて、楕円体面環状ミラ
ー１４に導かれる。楕円体面環状ミラー１４において
は、マスクプレート１３のスリットを通過した全円周か
らの光束を集光し、三角配置ミラー１５へガイドする。

【００２４】三角配置ミラー１５では、楕円体面環状ミ
ラー１４からガイドされた光束が、均等に３分割され、
分割された光束が、三角配置ミラー１５の各側面に対応
する位置にそれぞれ設けられたフィルタ部６に導かれ
る。フィルタ部６に入射された光は、赤外カットフィル
タ１６…により赤外光が除去されて可視光のみとなった
後、レッド、ブルー、グリーン用の各色分解フィルタ１
７ａ〜１７ｃにおいて色分解され、さらに、その光強度
が各色専用の光センサ１８ａ〜１８ｃにおいて、それぞ
れ測定データとして検出される。

【００２５】光センサ１８ａ〜１８ｃの測定データは、
アナログコントロールボード２４を介してデジタルコン
トロールボード２５に送られ、デジタルコントロールボ
ード２５において所定の演算が行われた後、その演算結
果が、サンプル１２の反射濃度として、ホストインター
フェイス用ジャック２９を介してホストコンピュータに
転送される。

【００２６】以上のように、本実施例のカラー濃度計で
は、周方向に分割して製作された楕円体面環状ミラー１
４と、三角配置ミラー１５とを用いて、光センサ１８ａ
〜１８ｄにサンプル１２からの反射光を集光している。
楕円体面環状ミラー１４は、サンプル１２表面に対する
法線の周り全周から有効に反射光を集光するために用い
られるが、環状のままで作製するには、専用の工作機械
が必要であり、その径が小さくなるほど加工は困難であ
る。したがって、従来では、楕円体の頭部に相当する部
分からなるミラーを用いており、そのため平板ミラー等
による部品点数の増加、コストの上昇、組み立て作業性
の悪化等を招来するものとなっていた。

【００２７】しかしながら、本実施例において、楕円体
面環状ミラー１４を構成するために用いられた湾曲ミラ
ー１４ａは、楕円体の胴部に相当する部分を周方向に分
割した形状となっているので、環状のままで楕円体面環
状ミラー１４を作製する場合と比較して、容易に作製す
ることができる。また、環状のガラス等の内面にミラー
を蒸着すると、膜厚ムラが生じ易く、不都合の多いミラ
ーになりかねないという問題が生じるが、上記のよう
に、略円筒状のガラスを周方向に分割した場合には、楕
円体面環状ミラー１４を構成する際に内面となる部分に
均一な膜厚で安定したミラーの蒸着を行うことができ
る。

【００２８】また、図５に示すように、サンプル１２か
らの反射光が、楕円体面環状ミラー１４により一箇所に
しか集光されない場合には、反射光を受光する光センサ
４１を１個しか設置することができない。このような構
成において、レッド、ブルー、グリーン用の各色分解フ
ィルタ４２ａ〜４２ｃを用いて、各色成分ごとの反射濃
度を測定しようとすると、上記各色分解フィルタ４２ａ
〜４２ｃを順次交換して、各色成分ごとの出力値を読み
取らなければならず、フィルタ駆動用のモータ４０、位
置決め用のセンサ（図示せず）等が必要である。

【００２９】しかしながら、本実施例のカラー濃度計で
は、各側面がミラーとして形成された三角配置ミラー１
５を備えているので、サンプル１２からの反射光は、楕
円体面環状ミラー１４を介して、三角配置ミラー１５に
導かれ、この三角配置ミラー１５によって３ヵ所に分割
して集光される。したがって、三角配置ミラー１５によ
り反射光が集光される位置に、色分解フィルタ１７ａ〜
１７ｃ及び光センサ１８ａ〜１８ｃをそれぞれ配設する
ことができるので、フィルタ駆動用のモータ、位置決め
用のセンサ等を設ける必要がなく、部品点数が減少し、
このモータに要する消費電力を省くことができると共
に、可動部分を削除することにより、信頼性の向上を図
ることが可能である。また、１個の光センサで、各色成
分ごとの反射光を順次受光する場合と比較して、３個の
光センサ１８ａ〜１８ｃで同時に受光できるので、測定
に要する時間が短縮される。

【００３０】

【発明の効果】本発明の光集光手段として用いられる環
状ミラーは、内部空間を有する楕円体の胴部に相当する
部分を周方向に分割製作したものから構成されているの
で、環状のままで作成する場合と比較して容易に作成で
きる。また、楕円体の頭部に相当する部分からなる環状
ミラーを用いた場合には、平板ミラーが必要不可欠とな
っていたが、上記のように、楕円体の胴部に相当する部
分を用いることにより、このような平板ミラーが不要と
なり、部品点数の減少、コストの低減、および組み立て
作業性の向上を図ることが可能となる。そして、被測定
物から得られた反射光は、光集光手段を介して三角配置
ミラーにより複数の光束に分割されて、各色分解手段に
入射されるようになっている。このように、三角配置ミ
ラーにより反射光が分割されることにより、複数の光検
知手段を備えることができるので、各色分解手段におい
て選択された光を１個の光検知手段にて順次検知する場
合に必要であった色分解手段駆動用のモータや、位置決
め用のセンサ等が不要となり、コストおよび消費電力の
低減を実現することができる。さらに、各色分解手段に
おいてそれぞれ選択された色の光を複数の光検知手段で
同時に検知できるので、測定時間の短縮を図ることがで
きるとともに、被測定物からの反射光を各環状ミラーか
ら三角配置ミラーの各ミラーに良好に集光反射すること
ができる。

【００３１】また、本発明の構成によれば、３枚のミラ
ーを三角形状に配置した三角配置ミラーの内側に上記光
源を配置しているので、三角配置ミラーの内側スペース
を有効利用することができ、濃度計を小型化することが
できる。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカラー濃度計に備え
られた光学系の要部構成を示す斜視図である。

【図２】上記カラー濃度計を示す（ａ）は平面図、
（ｂ）は縦断面図である。

【図３】上記カラー濃度計に備えられた測定ヘッドを示
す（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図４】（ａ）は上記測定ヘッドの楕円体面環状ミラー
を構成する湾曲ミラーを示す平面図、（ｂ）は楕円体面
環状ミラーを示す平面図である。

【図５】フィルタ駆動用のモータを備えた従来のカラー
濃度計の要部構成を示す斜視図である。

【図６】従来の濃度計における光学系の一例を示す説明
図である。

【図７】従来の濃度計の光学系に用いられる環状ミラー
を示す斜視図である。

【図８】従来の濃度計における光学系の他の例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１０光源１２サンプル（被測定物）１４楕円体面環状ミラー（集光手段）１５三角配置ミラー（光分割手段）１７ａレッド用色分解フィルタ（色分解手段）１７ｂブルー用色分解フィルタ（色分解手段）１７ｃグリーン用色分解フィルタ（色分解手段）１８ａレッド用光センサ（光検知手段）１８ｂブルー用光センサ（光検知手段）１８ｃグリーン用光センサ（光検知手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源にて被測定物に光を照射し、その被
測定物からの反射光を集光手段を介して光検知手段に入
射させることにより、被測定物の反射濃度を測定する濃
度計において、上記集光手段により集光された光を複数の光束に分割す
べく３枚のミラーを略三角形状に配置して構成された三
角配置ミラーと、上記三角配置ミラーにて分割された分割光束から互いに
異なる色の光をそれぞれ選択する複数の色分解手段と、上記の各色分解手段にて各々選択された色の光がそれぞ
れ入射される複数の光検知手段とが設けられる一方、上記集光手段は、内部空間を有する楕円体の胴部に相当
する部分を周方向に分割製作してなる環状ミラーであ
り、かつ環状ミラーの各結合部分と三角配置ミラーの各
結合部分とが反射光の反射方向で互いに向かい合うよう
配置されていることを特徴とする濃度計。
【請求項２】上記３枚のミラーを略三角形状に配置し
三角配置ミラーの内側に上記光源を配置したことを特徴
とする請求項１記載の濃度計。