JPH0378568B2 - - Google Patents

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JPH0378568B2
JPH0378568B2 JP57171935A JP17193582A JPH0378568B2 JP H0378568 B2 JPH0378568 B2 JP H0378568B2 JP 57171935 A JP57171935 A JP 57171935A JP 17193582 A JP17193582 A JP 17193582A JP H0378568 B2 JPH0378568 B2 JP H0378568B2
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JP
Japan
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light
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light receiving
emitting diode
measurement
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JP57171935A
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Motoo Igari
Yutaka Abe
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • GPHYSICS
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    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/501Colorimeters using spectrally-selective light sources, e.g. LEDs

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定面に対して平行な平面内の円周
上に発光色の異なる複数個の発光ダイオードを配
列して測定面を照射し、測定面での反射光を測定
光用受光素子で受光することにより、測定光用受
光素子の出力に基づいて色測定を行うようにした
色測定装置に関するものである。
この種の色測定装置では、第1図に示すよう
に、測定面4に平行な平面内の円周上に、赤色発
光ダイオード(以下、R−LEDと略す)1、緑
色発光ダイオード(以下、G−LEDと略す2、
青色発光ダイオード(以下、B−LEDと略す)
3をそれぞれ複数個ずつ配列する。R−LED1,
G−LED2,B−LED3は、光軸が測定面4の
一点で交わるとともに、各光軸の測定面4に対す
る交角が等しくなるように配置され、一般には光
軸と測定面4との交角は45゜になるように設定さ
れる。また、測定面4での反射光は、レンズ5で
集光され、測定光用受光素子6で受光される。測
定光用受光素子6の光軸は、R−LED1,G−
LED2,B−LED3の光軸の交点を通り、かつ、
測定面4に対して直交するように設定される。こ
の構成において、R−LED1,G−LED2,B
−LED3によつてそれぞれ測定面4を照射した
ときに、測定光用受光素子6で受光される反射光
のレベルに基づいて、測定面4の色を知ることが
できるのである。
しかしながら、上記構成では、温度変化や経時
変化によるR−LED1,G−LED2,B−LED
3の発光光量の変動に対する補償ができないもの
であるから、測定誤差が生じやすいという問題が
ある。
この問題を解決するために、R−LED1,G
−LED2,B−LED3からの光の一部を光フア
イバを用いて分岐して測定光用受光素子6とは別
に設けた参照光用受光素子で受光し、参照光用受
光素子の出力に基づいて発光光量の変動を補償す
ることが考えられる。
しかしながら、R−LED1,G−LED2,B
−LED3は複数個ずつ設けられているから、光
フアイバをR−LED1,G−LED2,B−LED
3に一対一に対応させて設けるとすれば、多数の
光フアイバが必要になり光フアイバの配置が難し
くなるという問題が生じる。
本発明は上記問題点の解決を目的とするもので
あり、測定面への照射光の一部を分岐して参照光
用受光素子に入射させ、照射光の光量変動を補償
できるようにすることによつて温度変化や経時変
化による測定誤差の発生を抑制し、しかも、参照
光を参照光用受光素子に導く経路に筒状の光伝導
体を用いることによつて、光フアイバを用いる場
合に比較して簡単な構成で安価に提供できる色測
定装置を提供しようとするものである。以下本発
明を実施例に基づいて詳細に説明する。
第2図および第3図に示すように、測定面4に
対して平行な平面内の円周上に、それぞれ複数個
ずつのR−LED1,G−LED2,B−LED3が
配列される。R−LED1,G−LED2,B−
LED3は、各色によつて測定面4がほぼ均等に
照射されるように分布して配置される。また、R
−LED1,G−LED2,B−LED3は、円錐台
状に形成された光伝導体18の壁に挿通された形
で配置される。光伝導体18は、アクリル等の透
明材料により測定面4に平行な断面が円環状にな
るように形成され、測定面4から離れるに従つて
径が小さくなるように配置される。また、光伝導
体18の内周面と外周面とには、白色の塗装や反
射膜のコーテイングが施される。光伝導体18の
内側には測定面4に対して光軸が直交するレンズ
5が配設され、レンズ5により集光された光が、
光伝導体18の小径側の開口を閉塞するように配
置された円板状の測定光用受光素子6に入射する
ようになつている。一方、光伝導体18の壁にお
ける小径側の端面には円環状に形成された参照光
用受光素子10が配設され、R−LED1,G−
LED2,B−LED3において壁内に挿入されて
いる部位から出た光が、光伝導体18の壁の内部
で反射しながら伝達され、参照光用受光素子10
に入射するようになつている。したがつて、参照
光用受光素子10は、すべてのR−LED1,G
−LED2,B−LED3から等距離に位置するこ
とになり、すべてのR−LED1,G−LED2,
B−LED3からの光を等条件で受光できるので
ある。ここにおいて、測定光用受光素子6と参照
光用受光素子10とは一つの基板の上に配設され
ており、温度ドリフトなどによる特性変化が同じ
条件で生じるようにしてある。
ところで、測定光用受光素子6および参照光用
受光素子10の出力は、演算処理部に入力されて
色測定が行われる。演算処理部は、第4図のよう
に、マイクロコンピユータ11を主構成とし、マ
イクロコンピユータ11は、LEDドライバー1
2を介してR−LED1,G−LED2,B−LED
3を点滅制御する。すなわち、マイクロコンピユ
ータ11は、第5図a,b,cのように、R−
LED1,G−LED2,B−LED3をそれぞれ複
数回(n+1回)ずつ点灯させるように、R−
LED1,G−LED2,B−LED3に対して点灯
タイミングパルスを複数個ずつ順に発生する。測
定光用受光素子6および参照光用受光素子10の
出力は、アナログスイツチ13を介してA/Dコ
ンバータ14に入力される。アナログスイツチ1
3は、制御入力が“L”であるときには測定光用
受光素子6の出力をA/Dコンバータ14に入力
し、制御入力が“H”であるときには参照光用受
光素子10の出力をA/Dコンバータ14に入力
する。アナログスイツチ13の制御入力は、第5
図dに示すように、R−LED1,G−LED2,
B−LED3に対してそれぞれn個の点灯タイミ
ングパルスが発生している期間は“L”になり、
残りの1個の点灯タイミングパルスが発生してい
る期間には“H”になる。A/Dコンバータ14
は、R−LED1,G−LED2,B−LED3の消
灯時と点灯時とについて、それぞれ第5図e,f
のようなタイミングで測定光用受光素子6と参照
光用受光素子10の出力である光量値をA/D変
換する。測定光用受光素子6では、消灯時には外
乱光による光量値N、点灯時には外乱光と反射光
とを合わせた光量値N+Sが得られ、参照光用受
光素子10では、消灯時には外乱光による光量値
Ns、点灯時には外乱光と参照光とを合わせた光
量値Ns+Ssが得られる。したがつて、A/Dコ
ンバータ14の出力をマイクロコンピユータ11
でサンプリングし、R−LED1,G−LED2,
B−LED3のそれぞれについて、測定光用受光
素子6により得られる光量値に対しては消灯時と
点灯時との加算平均値ave(N)、ave(S)を計算
し、外乱光成分を除いた反射光に対応する光量値
の加算平均値ave(S)を、次式のようにして求
める。
ave(S)=ave(S+N)−ave(N) また、参照光用受光素子10の出力に対して
は、消灯時と点灯時との光量値に基づいて外乱光
を除去した参照光の光量値Ssを次式のようにし
て求める。
Ss=(Ss+Ns)−Ns 以上のようにして、測定光と参照光とについ
て、外乱光を除去した光量値を求めることができ
のである。
次に、参照光による測定光の補正方法について
説明する。サンプルの色測定を行う際には、ま
ず、標準白板に対する測定を行い、このときにR
−LED1,G−LED2,B−LED3がそれぞれ
発光するときに得られる測定光の光量値Rw、
Gw、Bwと、参照光の光量値Rw′、Gw′、Bw′と
をマイクロコンピユータ11に記憶しておく。次
に、サンプルを測定し、反射光の光量値Rr、Gr、
Brと、参照光の光量値Rr′、Br′、とを求めて、
次式の演算によりサンプルの真の色の値を求め
る。
R=Rw・Rr′/Rw′・Rr×ρr G=Gw・Gw′/Gw′・Gr×ρg B=Bw・Br′/Bw′・Br×ρb ここにおいて、ρr、ρg、ρbは標準白板のR−
LED1,G−LED2,B−LED3の各発光色に
対する反射率であり、ρr=ρg=ρb=1としてあ
る。
以上をようにして、参照光を用いてR−LED
1,G−LED2,B−LED3の光量変動に対す
る補正を加えた色測定を行うことができるのであ
る。しかも、一つの光伝導体18の用いて、すべ
てのR−LED1,G−LED2,B−LED3から
の参照光を参照光用受光素子10に入射させるこ
とができるから、構成が簡単であり、かつ正確な
補正が行えるのである。
上記構成では、光伝導体18を円錐台状として
いるが、円筒形としてもよいのはもちろんのこと
である。
本発明は上述のように、測定面に平行な断面が
円環状である筒状に形成され赤色発光ダイオー
ド、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードか
らの光の一部が壁の内部に導入される光伝導体
と、光伝導体の壁の端面に配設され赤色発光ダイ
オード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオー
ドより光伝導体の壁内を通して伝達された光を受
光する参照光用受光素子を具備しているので、測
定面への照射光の一部を分岐して参照光用受光素
子に入射させ、照射光の光量変動を補償できるよ
うにすることによつて温度変化や経時変化による
測定誤差の発生を抑制することができ、長期に亙
つて色測定を正確に行うことができるという利点
を有する。しかも、参照光を参照光用受光素子に
導く経路に筒状の光伝導体を用いているので、複
数個の光源のそれぞれに光フアイバを用いる場合
に比較して構成が簡単になり安価に提供できると
いう効果を奏するのである。
さらに、測定光用受光素子と参照光用受光素子
とを同一基板上に配設したものでは、測定光用受
光素子と参照光用受光素子との温度ドリフトによ
る受光感度のばらつきなどを低減することがで
き、補正精度を一層向上できるという効果を奏す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の色測定装置を示す斜視図、第2
図は本発明の実施例を示す一部切欠した斜視図、
第3図は同上の概略断面図、第4図は同上の信号
処理回路のブロツク図、第5図は同上の動作説明
図である。 1……赤色発光ダイオード、2……緑色発光ダ
イオード、3……青色発光ダイオード、4……測
定面、6……測定光用受光素子、10……参照光
用受光素子、18……光伝導体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 測定面に対して平行な平面内の円周上に配列
    され測定面を斜めに照射する赤色発光ダイオー
    ド、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオード
    と、測定面での反射光を受光する測定光用受光素
    子と、測定面に平行な断面が円環状である筒状に
    形成され赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオー
    ド、青色発光ダイオードからの光の一部が壁の内
    部に導入される光伝導体と、光伝導体の壁の端面
    に配設され赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオ
    ード、青色発光ダイオードより光伝導体の壁内を
    通して伝達された光を受光する参照光用受光素子
    と、測定光用受光素子と参照光用受光素子との出
    力に基づいて色測定を行う演算処理部とを具備し
    て成ることを特徴とする色測定装置。 2 測定光用受光素子と参照光用受光素子とは同
    一基板上に配設されて成ることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の色測定装置。
JP57171935A 1982-09-30 1982-09-30 色測定装置 Granted JPS5960324A (ja)

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JP57171935A JPS5960324A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 色測定装置

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JPS5960324A JPS5960324A (ja) 1984-04-06
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