JPH02179428A - 鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置 - Google Patents

鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置

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JPH02179428A
JPH02179428A JP33505488A JP33505488A JPH02179428A JP H02179428 A JPH02179428 A JP H02179428A JP 33505488 A JP33505488 A JP 33505488A JP 33505488 A JP33505488 A JP 33505488A JP H02179428 A JPH02179428 A JP H02179428A
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JP
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light
reflector
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reflected
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JP33505488A
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Susumu Moriya
進 守屋
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置
に係り、特に、連続して走行する鏡面的反射表面を有す
る発色ステンレス鋼板の色調を測定する際に用いるのに
好適な、鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置に
関する。
【従来の技術】
表面を着色したカラー鋼板等の表面処理鋼板や紙等の色
調管理は重要であるが、ライン速度の高速化、検出すべ
き色むらや色違いの微妙化に伴って、作業者の肉眼によ
る検出では限界になってきている。肉眼による検出は、
多大な労力と熟練を有する上に、個人差や各種外乱によ
る検出精度に問題があるためである。 出麗人は、前記問題に鑑みて、移動物体表面の遠隔測色
を、より合理的に高精度で応答性良く且つ連続的に行う
ようにした移動物体表面の測色装置を特開昭60−14
132で開示している。この測色装置においては、0−
45°方式と言われる、前記物体の測定対象面に対して
面法線と45°をなす方向から白色光を照射し、その垂
直方向(法線方向:0°)の乱反射光を集光し、集光さ
れた反射光強度により、色調情報を求める方式を採用し
ている。しかしながら、この0−45°方式を採用して
、反射光が正反射方向に対し±3゜程度にしか広がらな
い鏡面的反射表面を有する物体の測色を行った場合、該
反射表面からの垂直方向への乱反射は皆無であることか
ら、色調情報を求めるのが困難となる。 このような鏡面的反射表面をもつ物体を測色する際の困
難を解消する技術に、積分球を用いた〇−アルファ法と
言われる方法がある。この0゜アルファ法は、前記積分
球を前記物体の測定対象面に接触させて該積分球より該
対象面へほぼ全方位から照光し、該測定対象面の垂直方
向(0°)への反射光を受光して、該反射光により測色
演算を行う技術であり、優れた技術とされている。
【発明か解決しようとする課題】
しかしながら、前記0°−アルファ法では、物体の測定
対象面に積分球を接触させて測色する必要があるため、
静止する物体表面の測色には好適であるが、発色ステン
レス鋼板等のようなライン上を移動する物体に対しては
測色が困難である。 これに対して、前記積分球を測定対象面から離して測色
することか考えられるが、この場合、測定対象面が積分
球外に位置することとなるため、受光する反射光の光量
が大きく低下し、測色に高い精度が得られない。 従って、従来は、移動する鏡面的反射面を持つ物体が移
動する際に、該物体の表面を精度良く測色できる技術が
ないという問題点があった。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、移動する鏡面的反射表面を有する物体に対して、
非接触で連続して測定対象面の測色を行うことができる
鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置を提供する
ことを課題とする。
【課題を達成するための手段] 本発明は、移動する鏡面的反射表面を有する物体表面の色調情報を得るための装置であって、白色光を発生する光源と、発生された白色光を、前記物体の測定対象面に、実用上全方位と考えられる方位から照射するための照光系と、前記測定対象面から反射された反射光を前記測定対象面の法線方向で集光する集光系と、集光された反射光に基つき、前記物体表面の色調情報を得るための手段とを備えたことにより、前記課題を達成したものである。 【発明の作用及び効果】
従来より、金属表面のような鏡面的反射表面(光沢感を
もつ表面ともいう)の測色は、前記の如く積分球を用い
、全方位から測定対象面に白色光を照射し、垂直方向か
らその反射光を受光するして測色する0°−アルファ法
が優れているとされている。 しかしながら、発色ステンレス鋼板のような、はぼ完全
な鏡面的反射表面を有する測定対象物においては、反射
光の広がりは正反射角に対して僅か±3°程度である。 従って、全方位から白色光を照射しなとしても、垂直方
向に反射され得る入射光の入射角は非常に限られた範囲
となり、実用上45°以内の方位から照射することがで
きれば、全方位からの照射と考えることができる。又、
測定対象面へ法線方向から照射した光の正反射成分は、
過度の反射光量のため精度を低下させる。このため、法
線方向から照射される光は遮光板により遮蔽するのが一
般的である。 よって、実用上全方位と考えられる方位からの光を照射
するためには、5°〜45°がら光を照射すれば差し支
えない、又、このようにすれば、光量損失を減少できる
。 本発明は、以上の如き知見がらなされたものである。 本発明によれば、移動する鏡面的反射表面を有する物体
について、光量損失が少なく、非接触で連続して測定対
象面の測色を行うことができる。 なお、集光された反射光に基つき前記物体の表面色調情
報を得るための手段には、種々の測色装置を用いること
ができ、例えば前記特開昭6014132で示しな測色
装置を用いることができる。
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第1図に示すような、白色光を鏡面的反
射表面を有する物体10の表面に実用上の全方位から照
光するための照光系12と、前記対象表面の色調を調べ
るための、第2図に示すような測色系14を備えた測色
装置である。 前記照光系12は、第1図に示すように、タングステン
ランプからなる白色光源16と、該光源16からの白色
光を平行光とするコリメート光学系18と、前記平行光
とされた白色光を反射してその照射方向を変えるための
反射ミラー20と、該反射ミラー20からのコリメート
光を所定の焦点F1を中心として拡散するための放物面
!i22と、前記拡散された反射光を前記物体10の測
定対象面10Aに集光するための楕円面鏡24と、測定
対象面10Aからの反射光を法線方向で集光するための
集光レンズ26と、集光された反射光の向きを変えて、
前記楕円面鏡24の外部に導光して前記測色系14へ導
くための第2の反射ミラー28とを備える。 前記光源16、コリメート晃学系18は、楕円面鏡24
の外部に設けられている。 前記放物面鏡22は、その外径が反射ミラー20から入
射された平行光のビーム径とほぼ一致するように形成さ
れている。これにより、光量のロスや迷走光の発生を防
ぐことができる。 前記楕円面鏡24は、その1つの焦点が前記放物面鏡の
焦点F1と一致し、且つ、池の焦点F2が前記物体10
の測定対象面に一致するように配置されている。従って
、前記放物面鏡22からの拡散光は前記楕円面鏡24の
他の焦点F2、即ち、測定対象面10Aに確実に集光さ
れる。 この場合、実質上の全方位から測定対象面10Aに照射
すればよいため、当該対象面10Aに対し45°を越え
るような深い入射角で光を照射することは実用上必要で
ない、従って、放物面鏡22、楕円面鏡24は、45°
以内がらの浅い入射角を実現可能な配置、寸法にする。 従って、楕円面鏡24は、実際に全方位から光を照射す
るのと比較して小さなものになる。 なお、放物面鏡22、集光レンズ26、第2の反射ミラ
ー28は、楕円面鏡24内部に図示しない部材により取
付けられている。従って、この部材により、照射光に影
が生じるが、その影となる面積は非常に小さく、測定値
に大きな誤差を与えるものではない。 前記測色系14には、前記特開昭60−14132の第
1図に示された測色器と演算処理装置が用いられており
、前記第2の反射ミラー28で導かれた光を伝送し、各
波長毎の光の強度を同時に検出し電気信号に変換するた
めの測色部(前記測色器に相当)30と、前記測色部3
0によって得られる各波長毎の電気信号を演算処理して
前記物体10の走行方向の一定面積の平均的色度あるい
は標準試料との色差を連続的に得るためのマイクロコン
ピュータ等からなる演算処理部(前記演算処理部に相当
)32とから主に構成される。 前記測色部30には、前記物体10の測定対象面から第
2の反射ミラーで導かれた光を@像するための集光レン
ズ系34と、該集光レンズ系34の結像面において測定
部位を規定するためのスリット36と、該スリット36
を通過した光を平行光線化するためのコリメータレンズ
38と、該コリメータレンズ38によって平行光線化さ
れた光を可視波長領域に同時に分光するための分光器た
る反射型の回折格子40と、該回折格子40によって分
光された各波長の光を反射するための凹面鏡42と、該
凹面ti142により反射された各波長の光の強度を同
時に検出可能な光検出素子たるフォトダイオードアレイ
44を有している。 前記演算処理部32は、前記測色部30で得られる電気
信号を、後段の信号処理時間に対応付けられた積分時間
でアナログ積分処理するアナログ処理回路46と、該ア
ナログ処理回路46出力のアナログ信号をデジタル信号
に変換するアナログ−デジタル変換器48と、変換され
たデジタル信号を演算処理することによって前記移動物
体10表面の色彩情報を得るためのデジタル処理回路5
0と、得られた色彩情報を外部へ出力表示するための出
力装置52とを備える。 以下、実施例の作用を説明する。 実施例の測色装置においては、第1図、第2図に示すよ
うに、まず、白色光源16から白色光を発生させ、当該
白色光をコリメート光学系18で平行光として反射ミラ
ー20に入射する。該反射ミラー20は、入射された平
行光を反射して放物面鏡22に照射する。 前記放物面鏡22に照射された反射平行光は、当該放物
面鏡の焦点F1を中心点として拡散され、全方位への拡
散光となって楕円面鏡24の内面に照射される。楕円面
鏡24の1つの焦点は前記放物面鏡の焦点F1と一致し
て配置されており、従って前記放物面鏡22からの拡散
光は前記楕円面鏡24の池の焦点F2に集光される。こ
の焦点F2には前記物体10の測定対象面10Aに一致
されていることから、前記楕円面鏡24により反射され
た光は、当該対象面10Aに全方位から照射されること
になる。 前記のようにして光が入射された物体10の測定対象面
10Aからは正反射に近い光が反射される。この反射光
は、集光レンズ26により集光されて第2の反射ミラ2
8に入射されてその光の方向が変えられ、楕円面鏡24
の外へ導光されて、測色系14の測色部30に入射する
。 該入射された反射光から測色部30で測色値を求める。 即ち、測色部30においては、前記入射反射光を集光レ
ンズ系34で結像し、スリット36で該集光レンズ系3
4の結像面において測定部位を規定し、該スリット36
を通過した光をコリメータレンズ38で平行光線化する
。この平行光線は回折格子40に入射し、該回折格子4
0は当該光を可視波長領域に同時に分光して凹面鏡42
に入射させる。該凹面鏡42は、入射された光をフォト
ダイオードアレイ44に照射する。該フォトダイオード
アレイ44は、分光された各波長の光の強度を同時に検
出し、演算処理部32に伝達する。 該演算処理部32においては、伝達された各波長の光の
強度信号を、まず、アナログ処理回路46で後段の信号
処理時間に対応付けられた積分時間でアナログ積分処理
し、処理されたアナログ信号をアナログ−デジタル変換
器48のデジタル信号に変換し、該デジタル信号をデジ
タル処理回路50で演算処理して前記物体1oの測定対
象面10Aの色調・情報を得る。この色調情報は、必要
に応じて出力装置52で外部へ出力される。 なお、前記実施例においては、測色系として第2図に示
すような測色部30及び演算処理部32を備える測色系
を例示したが、本発明を実施する際に用いる測色系は第
2図のような構成に限定されるものではなく、測定条件
に応じて他の構成の測色系を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る測色装置の照光系を詳
細に示す断面図、 第2図は、前記実施例の全体的な構成を示す、一部所面
図を含−むブロック線図である。 6・・・白色光源、 2・・・放物面鏡、 0・・・測色部、 6・・・スリブ1−5 0・・・回折格子、 4・・・フォトダイオードアレイ、 6・・・アナログ処理回路、 8・・・アナログ−デジタル変換器、 0・・・デジタル処理回路。 18・・・コリメート光学系、 24・・・楕円面鏡、 32・・・演算処理部、 38・・・コリメータレンズ、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)移動する鏡面的反射表面を有する物体表面の色調
    情報を得るための装置であつて、 白色光を発生する光源と、 発生された白色光を、前記物体の測定対象面に、実用上
    全方位と考えられる方位から照射するための照光系と、 前記測定対象面から反射された反射光を前記測定対象面
    の法線方向で集光する集光系と、 集光された反射光に基づき、前記物体の表面色調情報を
    得るための手段と、 を備えたことを特徴とする鏡面的反射表面を有する移動
    物体の測色装置。
JP33505488A 1988-12-29 1988-12-29 鏡面的反射表面を有する移動物体の測色装置 Pending JPH02179428A (ja)

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JP (1) JPH02179428A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163319A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 ゾンデックス株式会社 測色装置
WO2020130154A1 (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 株式会社 トプコン 分光計測装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163319A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 ゾンデックス株式会社 測色装置
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