JPH0517645Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被測定物の表面色または干渉色の測
定を行う測定装置のためのカラーセンサプローブ
に関し、更に詳しくは被測定物に投光しその反射
光を受光するための光フアイバを備えたカラーセ
ンサプローブに係わる。

〔従来の技術〕

被測定物の表面色または干渉色の測定を行うた
めに、光源から光を導いて被測定物に投光し、そ
の反射光を受光して測定装置に導くカラーセンサ
プローブが知られている。薄膜等の干渉色を測定
する場合や、その干渉色の変化により薄膜の肉厚
を検査する場合に、しばしば正反射測定法が用い
られる。

従来の正反射型カラーセンサプローブの例を第
４図、第５図および第６図に示す。この正反射型
カラーセンサプローブは、光源に接続された投光
用ライトガイド１と、測定装置に接続された受光
検出部２からなり、この両者１，２は途中から一
本のケーブル内に納められ、被測定物３側の先端
面４は面一となつている。投光用ライトガイド１
と受光検出部２はそれぞれ多数本の光フアイバか
らなり、この光フアイバはその先端面４側におい
て第５図または第６図の拡大図に示すように配列
されている。すなわち、中心部に受光検出部２の
光フアイバ２ａが配置され、その外周に投光用ラ
イトガイド１の光フアイバ１ａが配置されている
（第５図参照）かまたは反対に中心部に投光用ラ
イトガイド、周辺部に受光検査部となるように配
置されている（図示していない）かまたは投光用
ライトガイド１と受光検出部２のそれぞれの光フ
アイバ１ａ，２ａが混ぜ合わせられてランダム状
に配置されている（第６図参照）。

この正反射型カラーセンサプローブによる被測
定物３の表面色または干渉色の測定は次のように
して行われる。先ず、照明光を反射しないような
表面を持つ測定台５上に、被測定物３を載置し、
被測定物３の鉛直方向上方において、先端面４が
被測定物３に向くように、カラーセンサプローブ
を固定スタンド６によつて垂直に固定する。次
に、図示していない光源から投光用ライトガイド
１の基端面７に光を入射する。この入射光は投光
用ライトガイド１の光フアイバ１ａ内を伝播し、
被測定物３側の先端面４から出射し、被測定物３
を照明する。被測定物３から反射した光は、先端
面４の受光検出部２の光フアイバ２ａに入射して
その中を伝播し、そして基端面８から出射する。
この出射光は、図示していない測定装置に入射し
分析され、それによつて被測定物３の色が測定さ
れる。なお、上記測定は外部光の影響を防ぐため
に暗室内で行われる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構造の従来の正反射型カラーセンサプロー
ブは、その先端側の投光用ライトガイド１と受光
検出部２が１本にまとめられ、先端面４が面一で
あるため、測定に際し投光用ライトガイド１と受
光検出部２との相対位置、角度等の調節を必要と
せず、投光用ライトガイド１および受光検出部２
と被測定物３との位置関係を調節するだけでよい
ので、操作性が良好であるという利点がある。し
かし、この正反射型カラーセンサプローブは、投
光用ライトガイド１と受光検出部２を個別に動か
し、被測定物３に対する照明範囲と受光範囲を個
別に変えることができないという欠点を有する。
この欠点は次のような場合に問題となる。例え
ば、測定精度を上げるために被測定物３の全面を
照明し、照明ムラの少ない中心部のみからの反射
光を受光して測定したい場合に、前記正反射型カ
ラーセンサプローブでは、被測定物３の測定範囲
に合わせてその照明範囲と受光範囲を変えること
ができない。

また、被測定物３が複雑な内面形状、例えば擂
鉢状の内面の底面部だけを測定したい場合は、内
面全体を照明するとその面からの反射光が底面部
を照明してしまい正確に測定できなくなるため、
照明範囲を狭くし、受光範囲を広く取る必要があ
るが、前記正反射型カラーセンサプローブではそ
れぞれの照明範囲と受光範囲を被測定物の形状、
大きさ、測定範囲等に合わせて変えることができ
ない。

本考案は上記の欠点を除去するためになされた
ものであり、被測定物への照明範囲および被測定
物からの反射光（正反射光を含む）の受光範囲を
それぞれ個別的に変えることができ、被測定物の
形状、大きさ、測定範囲等にとらわれることなく
被測定物の色を測定することができるカラーセン
サプローブを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本考案により、筐体の上壁または
側壁の一方に、該壁を貫通させて投光用ライトガ
イドを移動可能に配設し、上壁または側壁の他方
に該壁を貫通させて受光検出部を移動可能に配設
し、投光用ライトガイドおよび／または受光検出
部と、筐体底面に置かれた被測定物との間に、ハ
ーフミラーを配置したことによつて達成される。

ここで、投光用ライドガイドと受光検出部は好
ましくはそれぞれ、長手方向にスライド可能に筐
体に固定されている。投光用ライトガイドと受光
検出部は更に、それらの先端に固定されたまたは
それらの光軸に沿つて可動なレンズ系を具備して
いると好適である。更に、投光用ライトガイドま
たは受光検出部の中心軸線とハーフミラー面とが
なす角度を任意に変えることができるように、ハ
ーフミラーが配置されていると好適である。

〔実施例〕

次に、図を参照して本考案の実施例およびその
変形例を詳しく説明する。

第１図は本考案の実施例に係るカラーセンサプ
ローブを示している。第１図において、１０は内
面全体に黒色の布が張りつけられた筐体、１１
は、図示していない光源からの光を導き被測定物
１２を照明するための、多数本の光フアイバを束
ねてなる投光用ライトガイド、１３は、光を透過
光と反射光に分けるハーフミラー、１４は、被測
定物１２からの反射光を受光し図示していない測
定装置に導くための、多数本の光フアイバを束ね
てなる受光検出部である。

前記筐体１０は、１辺の長さが約100mmの直方
体の箱であり、前記のようにその内面全体に、光
を吸収する黒色布が張りつけられ、暗箱を形成し
ている。筐体１０は更に、第１図においてその左
側の側壁が開閉可能に形成されている。そのため
に、側面板１６が複数本の固定ねじ１７によつて
筐体１０に取り外し可能に取りつけられている。
なお、他の側壁、すなわち第１図において手前か
奥の側壁を開閉可能に形成してもよい。筐体１０
の底面には前記被測定物１２が載置されている。

多数本の光フアイバを束ねて例えばシリコンチ
ユーブによつて被覆した前記投光用ライトガイド
１１は、筐体１０の上壁１０ａを垂直方向に貫通
するパイプ状の金具１８に対してネジ等（図示せ
ず）によつて任意の位置に固定し得るように挿入
されている。アルミニウム、真鍮、ステンレス等
からなるこの金具１８は投光用ライトガイド１１
と共に、上壁１０ａ外面に溶接されたリング１９
に、固定ねじ２０によつて締めつけ保持されてい
る。従つて、固定ねじ２０を弛めることによつ
て、投光用ライトガイド１１をその長手方向にス
ライド調節可能である。金具１８はその先端に対
物レンズ２１を保持している。

金具１８と対物レンズ２１からなるレンズ系２
２と、筐体１０内の被測定物１２との間には、前
記ハーフミラー１３が配置されている。このハー
フミラー１３は、投光用ライトガイド１１から出
射される光の光路２３ａに対して45°の角度αを
なすようにハーフミラー台２４に支持されてい
る。このハーフミラー台２４は２枚の板からな
り、その上端部においてハーフミラー１３の両端
部を支持している。ハーフミラーの上面１３ａに
は金属膜が蒸着されている。

多数本の光フアイバを束ねて例えばシリコンチ
ユーブによつて被覆した前記受光検出部１４は、
投光用ライトガイド１１と同様にパイプ状金具２
５に対してネジ等（図示せず）によつて任意の位
置に固定し得るように挿入され、リング２６およ
び固定ねじ２７を介して、筐体１０の右側の側壁
１０ｂに、長手方向にスライド調節可能に保持さ
れている。この受光検出部１４は、投光用ライト
ガイド１１からの出射光の光路２３ａと直交しか
つハーフミラー１３の上面１３ａに交点を持つ入
射光の光路２３ｂ上に配置されている。金具２５
はその先端に保持された対物レンズ２８と共に、
レンズ系２９を形成している。

次に、上記構造のカラーセンサプローブを用い
て、被測定物１２である薄膜からの正反射光２３
ｅをその干渉色として測色し、この薄膜の肉厚を
管理する方法について説明する。図示していない
光源から導かれ投光用ライトガイド１１から出射
した光２３ａは、ハーフミラー１３の上面１３ａ
でハーフミラー１３を透過し直進する光２３ｃと
反射光２３ｄに分かれ、直進した光２３ｃは被測
定物１２を照明する。一方、反射光２３ｄは筐体
１０の側面板１６の内面の黒色布に当たり、吸収
される。

被測定物１２からの正反射光２３ｅは再びハー
フミラー１３の上面１３ａで透過し直進する光と
反射光に分かれ、この反射光２３ｂは受光検出部
１４に入射し、受光検出部１４の他端側に接続さ
れた図示していない測定装置によつて受光され
る。薄膜等に光が入射すると反射光や透過光はそ
の膜により干渉現象が起き、膜の構成や厚さによ
り異なつた色として着色して見える。この着色し
た光が前記受光光であり、従つて受光された光を
解析し、数値化することにより膜の厚さの変化を
知ることができ、膜の肉厚の管理が可能となる。
なお、上記カラーセンサプローブによつて、被測
定物の干渉色以外の色が測定できることはいうま
でもない。また、筐体１０が暗箱として形成され
ているので、暗室で測定作業する必要がない。

更に、被測定物１２の形状、大きさ、測定範囲
等に合つた最適な測定条件を得るために、投光用
ライトガイド１１および受光検出部１４を、固定
ねじ２０，２７を弛めることによつて、投光用ラ
イトガイド１１および受光検出部１４の長さ方向
にスライドさせ、位置決めすることができる。

第２図、第３ａ図および第３ｂ図に、前記実施
例の変形例を示す。

第２図に示す変形例は、ハーフミラー１３の角
度を変えたものであり、ハーフミラー１３は、投
光用ライトガイド１１からの出射光の光路２３ａ
とハーフミラー１３の上面１３ａとのなす角度α
が67.5°となるように、すなわちハーフミラー１
３が筐体１０の底面に対して22.5°の角度βをな
すように、ハーフミラー台２４上に支持されてい
る。ハーフミラー１３の角度以外は全て前記実施
例と同じである。

このハーフミラー１３を使用した変形例は、日
本工業規格に定められた測色法である０−45°法
に相当し、被測定物１２の表面の垂直方向上方か
ら照明し、被測定物１２の斜め上方45°の角度γ
の反射光をハーフミラー１３からの反射光として
受光し測定するものである。

投光用ライトガイド１１から出射され、ハーフ
ミラー１３を透過した光は、被測定物１２を照明
し、その表面上で出射光の光路２３ａに対して
45°の角度γ（45°）で反射した光成分が、ハーフ
ミラー１３の上面１３ａで反射光と透過光に分か
れ、反射光２３ｂは受光検出部１４に入射して測
定装置に導かれ、色が測定される。

第３ａ図と第３ｂ図に示す変形例は、ハーフミ
ラー１３の傾斜角度を任意に調節できるようにハ
ーフミラー台２４を構成したものであり、その他
は前記実施例と同じである。この変形例の場合、
ハーフミラー１３の傾斜角度の任意調節は、ハー
フミラー１３に固定された固定金具３０にねじ込
み可能である角度調整ねじ３１を弛め、ハーフミ
ラー１３を新たな傾斜位置に傾斜させ、そして角
度調整ねじ３１を再び締めつけることにより行
う。従つて、ハーフミラー上面１３ａと投光用ラ
イトガイド１１からの出射光の前記光路２３ａと
なす角度が任意に変えられるようになり、正反射
光の測定、０−45°法による測定にとらわれるこ
となく測定の範囲を広げることができる。

以上、本考案の実施例および変形例について説
明したが、本考案はこれらに限定されるものでは
ない。例えば、投光用ライトガイド１１と受光検
出部１４の取りつけ位置を逆にしてもよい。更
に、投光用ライトガイド１１のレンズ系２２およ
び受光検出部１４のレンズ系２９を、投光用ライ
トガイド１１および受光検出部１４の長さ方向に
摺動可能に設置することもできる。更に、レンズ
系２２，２９を設置せずに使用することもでき
る。更に、ハーフミラー台２４は第１図において
左右に移動可能な機構を備えていてもよい。筐体
１０内面は光を反射しない黒色の布張りとした
が、投光用ライトガイド１１からの光を反射しな
い他のもので内張りしてもよく、また反射防止の
加工を施してもよく、筐体の材料自体が無反射性
のものでもよい。更に、受光検出部の光軸に沿つ
た反対面、すなわち前記実施例の側面板１６の内
面は特に無反射性のよいものが望ましい。更に、
筐体１０内の底面には、被測定物１２を載せる測
定台を設けることができる。この測定台は筐体１
０の底面に移動可能に設けてもよく、底面に固定
してもよい。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、筐体の上壁また
は側壁の一方に、該壁を貫通させて投光用ライト
ガイドを移動可能に配設し、上壁または側壁の他
方に該壁を貫通させて受光検出部を移動可能に配
設し、投光用ライトガイドおよび／または受光検
出部と、筐体底面に置かれた被測定物との間に、
ハーフミラーを配置したので、投光用ライトガイ
ドと受光検出部の照明範囲と受光範囲を、被測定
物の形状、大きさ、測定範囲等に合わせて個別的
に変えることができる。従つて、測定精度を落と
すことなく、いろいろな被測定物の測色が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例によるカラーセンサプ
ローブを示す縦断面図、第２図は第１図の実施例
のカラーセンサプローブの変形例を示す縦断面
図、第３ａ図は第１図の実施例のハーフミラー台
の変形例を示す部分断面図、第３ｂ図は第３ａ図
の右側面図、第４図は従来のカラーセンサプロー
ブを示す図、第５図と第６図は従来のカラーセン
サプローブの光フアイバの配列状態を示す図であ
る。 １０……筐体、１０ａ……筐体の上壁、１０ｂ
……筐体の側壁、１１……投光用ライトガイド、
１２……被測定物、１３……ハーフミラー、１３
ａ……ハーフミラー上面、１４……受光検出部、
１６……側面板、１７……固定ねじ、１８……金
具、１９……リング、２０……固定ねじ、２１…
…対物レンズ、２２……レンズ系、２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ……光路、２４……
ハーフミラー台、２５……金具、２６……リン
グ、２７……固定ねじ、２８……対物レンズ、２
９……レンズ系、３０……固定金具、３１……角
度調節ねじ、α，β，γ……角度。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 筐体の上壁または側壁の一方に、該壁を貫通
   させて投光用ライトガイドを移動可能に配設
   し、上壁または側壁の他方に該壁を貫通させて
   受光検出部を移動可能に配設し、投光用ライト
   ガイドおよび／または受光検出部と、筐体底面
   に置かれた被測定物との間に、ハーフミラーを
   配置したことを特徴とするカラーセンサプロー
   ブ。 (2) 投光用ライトガイドと受光検出部がそれぞ
   れ、長手方向にスライド可能に筐体に固定され
   ていることを特徴とする、実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のカラーセンサプローブ。 (3) 投光用ライトガイドと受光検出部が、それら
   の先端に固定されたまたはそれらの光軸に沿つ
   て可動なレンズ系を具備していることを特徴と
   する、実用新案登録請求の範囲第１項または第
   ２項記載のカラーセンサプローブ。 (4) 投光用ライトガイドまたは受光検出部の中心
   軸線とハーフミラー面とがなす角度を任意に変
   えることができるように、ハーフミラーが配置
   されていることを特徴とする、実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のカラーセンサプローブ。