JPH06323911A

JPH06323911A - 半透明体用色彩計

Info

Publication number: JPH06323911A
Application number: JP11182793A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Kisaka; 和正木坂; Hiroshi Kanda; 寛神田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1993-05-13
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】半透明体試料に対して、視感評価との相関の
高い測色結果を得る。【構成】この色彩計の測定プローブ部１は、光を透過
する円柱状の光導体１０、受光用の光ファイバ１２等か
らなる。光導体１０は、上面１１から下方に向けて貫通
穴１０ａが穿設され、一方、下面から上方に向けて円錐
状の穴１０ｂが穿設されてなり、測定時は円錐状の穴１
０ｂにより形成される環状底面１３を試料３６の表面に
接触させる。光ファイバ１２は、上面１１側から貫通穴
１０ａに挿入され、その先端面１１２が円錐面１４との
境界に位置するように固定されている。そして、光源か
らの照明光は、上面１１から光導体１０に入射し、光導
体１０を透過して、環状底面１３と円錐面１４から出て
試料３６を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半透明体からなる試料
の色彩を測定する半透明体用色彩計に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】各種産業分野においては、色彩の重要性
がますます高くなっている。すなわち、塗装、印刷、繊
維、窯業、農林水産その他多くの分野においては、生産
現場等で各種試料の分光反射率や色彩計算値等の色彩デ
ータが利用されている。従来、目視で標準色と比較する
視感評価により行われてきた色彩計測は、最近になっ
て、CIE-1931及び1964勧告による標準観察者と等しい感
度を有する測定器による客観的な計測が一般化しつつあ
り、例えば、JIS Z 8722に規定されている測定方法等が
知られている。

【０００３】従来の色彩計の一例について、図５に基づ
いて説明する。この色彩計は、拡散照明された試料面
を、その法線から８°傾斜した方向から観察するＤ／８
光学系を有するもので、積分球３１、光源３５及び観察
光学系７０等から構成されている。積分球３１の内壁に
は、高拡散率、高反射率を有する白色粉末が塗布されて
いる。例えばＸｅフラッシュランプで構成された光源３
５からの光束は、開口部３２から積分球３１内に入射
し、内壁で多重反射して拡散光となり、開口部３３に配
置された試料３６を一様に照明する。試料３６は、照射
された光を拡散透過する半透明体からなる。観察光学系
７０は、この試料３６の法線に対して８°傾斜した方向
から観察するもので、試料３６で反射された光は、開口
部３４を通過してレンズ７１により集束され、受光セン
サ７２に入射する。この受光センサ７２の大きさ及びレ
ンズ７１の倍率により、試料３６表面の観察域が決定さ
れる。なお、この観察域は照明域よりも狭く設定され
る。

【０００４】このように、従来の色彩計では、試料上の
観察域よりも広く試料を照明し、観察域における光の照
射の均一性が高められている。

【０００５】図６は図５の部分拡大図で、上記従来の色
彩計により試料３６の色彩測定を行ったときの光路を示
す説明図である。積分球３１の内壁にて拡散された照明
光は、試料３６を均一に照射する。このとき、試料３６
は半透明体であることによる拡散透過性を有するため、
照明光の一部は、試料３６の表面あるいは表面近傍で反
射される反射光３７となり、残りは、試料３６の内部に
入射して拡散する内部拡散光３８となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の色彩計により半透明である天然歯の色彩測定を行う
と、視感評価との相関が極めて低いことが判明した。こ
れは、上記内部拡散光３８のうち、試料３６の内部を通
って積分球３１外に出る放出拡散光３９が色彩計に受光
されないため、特に明度等の測定結果は、視感評価より
も小さい値になってしまうからである。なお、この放出
拡散光３９等のように、色彩計に受光されない光のこと
を、特にエッジ・ロス・エラーという。

【０００７】一方、内側が受光用、外側が投光用に、同
心円状の２層に分離して形成された光ファイバに、例え
ば合成樹脂製の透明体からなり、突起部を有する凸型形
状の測定プローブが取り付けられた構成の色彩計が知ら
れている。上記突起部の外周面には、高反射率の金属膜
が蒸着されており、色彩を測定するときは、この突起部
を試料の観察域に密着させて試料からの光を受光するよ
うになっている。

【０００８】ところが、この色彩計は、照明光の大部分
が観察域周辺の試料表面を照射するようになっている。
そのため、試料から戻ってくる光は、試料の内部で透
過、拡散された光のみで、試料の表面あるいは表面近傍
で反射された光は含まれていない。従って、視感評価と
の相関が高い測定結果を得ることは困難である。

【０００９】本発明は、上記問題を解決するもので、視
感評価との相関の高い測定結果が得られる半透明体用色
彩計を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、照明光を試料に照射する照射部と、上記
試料の所定領域からの反射光を受光して上記試料の色彩
を計測する計測手段からなる色彩計において、上記照射
部は、上記照明光を上記所定領域内に導く第１光照射部
と上記所定領域周辺に導く第２光照射部とを有し、上記
第１光照射部が導く光量に比して、上記第２光照射部が
導く光量が大きくなるように構成されている。

【００１１】

【作用】本発明によれば、試料への光の照射が均一に行
われるのではなく、所定領域内に比べて、所定領域周辺
の光量が大きくなっているので、試料の表面あるいは表
面近傍での反射光だけではなく、試料の内部まで透過し
た光の反射光が、相対的に多く受光されることとなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る半透明体用色彩計の一実
施例について、図面に基づいて説明する。図１は同実施
例における測定プローブ部を示す図で、（ａ）は断面
図、（ｂ）は斜視図である。

【００１３】測定プローブ部１は、光を透過する円柱状
の光導体１０、受光用の光ファイバ１２等から構成され
ている。光導体１０は、外周面に遮光処理が施されてい
るとともに、上面１１の中央から下方に向けて貫通穴１
０ａが穿設され、一方、下面からは上方向に向けて先狭
まりの円錐状の穴１０ｂが穿設されてなり、貫通穴１０
ａと円錐状の穴１０ｂは、ほぼ中間位置で連通してい
る。円錐状の穴１０ｂの底面の径は、光導体１０の径に
比し、多少小さく、その径差間部分が環状底面１３とし
て形成され、円錐状の穴１０ｂの側周面は、円錐面１４
として形成されている。測定時は、環状底面１３を例え
ば天然歯等の半透明の試料３６の表面に接触させるよう
になっている。光ファイバ１２は、上面１１側から貫通
穴１０ａに挿入され、その先端面１１２が円錐面１４と
の境界に位置するように固定されている。

【００１４】なお、光ファイバ１２の光導体１０への固
定は、例えば保持筒１２ａが貫通穴１０ａに圧入、ある
いは接着されるなどして、あるいは図３のように光ファ
イバ１２と光導体１０とを別部材を介して位置固定する
ようにして行われている。かかる構成の測定プローブ部
１において、円錐上の穴１０ｂの底面が観察域となり、
環状底面１３が観察域周辺となる。

【００１５】この測定プローブ部１を備えた色彩計によ
る測定動作について説明すると、図外の光源からの照明
光は、上面１１から光導体１０に入射し、光導体１０を
透過して、環状底面１３と円錐面１４から出て試料３６
を照射する。

【００１６】円錐面１４から出た光は、試料３６表面の
観察域を照射し、その一部は試料３６の表面あるいは表
面近傍で反射される表面反射光７となり、残りは、試料
３６の内部に進入していく内部進入光８となる。

【００１７】環状底面１３から出た光は、環状底面１３
が試料３６の表面に接触しているため、その全てが試料
３６の観察域周辺を照射する。そして、その一部が試料
３６の表面あるいは表面近傍で反射され、大部分が試料
３６の内部に進入する。

【００１８】この内部に進入した光及び上記内部進入光
８の一部は、試料３６の内部あるいは裏面で拡散、反射
される。その拡散、反射された光の一部が観察域内に入
射してくる内部拡散光１５となり、残りが外部に出てい
く放出拡散光１６となる。これらの光の中で、光ファイ
バ１２に到達して色彩計に受光されるのは、表面反射光
７及び内部拡散光１５の内、光ファイバ１２の先端面１
１２に帰来する分である。

【００１９】このように、環状底面１３により観察域周
辺に照射される光量を観察域に比して相対的に増大さ
せ、内部拡散光１５の光量を増大させることにより、色
彩計に受光される内部拡散光１５の光量を相対的に増加
させている。これによって、試料３６内部の色情報が測
定結果によりよく反映され、視感評価と相関性の高い測
定結果を得ることができる。

【００２０】なお、観察域周辺に照射される光量が観察
域に照射される光量の４倍以上となるように光導体１０
の形状を設計したときに、視感評価との相関が高い結果
が得られている。観察域周辺と観察域に対する照射光量
の比率変更は、例えば光導体１０の径を円錐状の穴１０
ｂの底面の径に比べて相対的に大きくしたり、円錐面１
４の傾斜を大きくするなどすれば可能である。また、光
導体１０を屈折率の異なる材質で形成し、円錐面１４で
の光の反射率を変更するようにしてもよい。

【００２１】また、光導体１０の形状は図１に示したも
のに限られない。例えば、外形を先細りにすれば、狭い
領域でも測定できる。また、円錐状の穴１０ｂを円柱状
の穴にしてもよい。また、円柱形状の光導体１０を多角
柱にしてもよい。また、円錐状の穴１０ｂも、多角錐状
の穴にしてもよい。

【００２２】また、この測定プローブ部１では、観察域
は光ファイバ１２の開口角によって決まる。そこで、光
ファイバ１２の開口角が大きい場合は、図２に示すよう
に、α≦開口角となるように、内面に反射防止処理が施
されたパイプ１７を光ファイバ１２の先端面１１２から
所定寸法だけ突出するように取り付け、入射瞳兼遮光筒
として開口角を制限するようにしてもよい。

【００２３】次に、測定プローブ部１を光源からの照明
光伝達手段に取り付けた例について、図３，図４に基づ
き説明する。この色彩計に用いられる照明光伝達手段と
しては、図３に示すように、光ファイバ等の光導体と、
図４に示すように、積分球等の拡散室がある。

【００２４】図３は測定プローブ部１を光ファイバに取
り付けた例を示す。この光ファイバは、投光用の光ファ
イバ１８が受光用の光ファイバ１２を中心として同心円
状に取り巻く２層から形成されている。そして、投光用
の光ファイバ１８の先端面に光導体１０の上面１１を接
触配置し、受光用の光ファイバ１２を光導体１０の貫通
穴１０ａに挿入し、この状態で固定具２で固定してい
る。図外の光源を出た光は、投光用の光ファイバ１８を
通り、測定プローブ部１を経て試料３６を照射する。そ
して、試料３６からの光は、光ファイバ１２によって集
光され、図外の受光センサに送られるようになってい
る。

【００２５】図４は測定プローブ部１を拡散室に取り付
けた例を示す。拡散室１９の内壁には、高拡散率、高反
射率を有する白色粉末が塗布されており、光源３５を出
た光は、拡散室１９の内壁及び半透明体等からなる拡散
板２０によって拡散され、遮光筒２１に取り付けられた
光導体１０を通って試料３６を照射する。そして、試料
３６からの光は、光ファイバ１２によって集光され、図
外の受光センサに送られるようになっている。なお、光
ファイバ２２は、光源３５を補正するためのもので、図
外の受光センサに接続されている。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、観察域
内への照射光量に比べ、観察域周辺への照射光量を相対
的に増大させるとともに、この周辺の照射光による試料
内部からの反射光を受光可能にしたので、半透明試料に
対する測定値と視感評価との相関が向上した色彩計を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半透明体用色彩計の一実施例にお
ける測定プローブ部の概略構成を示す図で、（ａ）は断
面図、（ｂ）は斜視図である。

【図２】図１の測定プローブ部の光ファイバにパイプが
取り付けられた例を示す断面図である。

【図３】図１の測定プローブ部が光ファイバに取り付け
られた例を示す断面図である。

【図４】図１の測定プローブ部が拡散室に取り付けられ
た例を示す断面図である。

【図５】従来の色彩計の概略構成を示す説明図である。

【図６】図５の部分拡大図で、半透明体の試料に光を照
射したときの光路を示す説明図である。

【符号の説明】

１測定プローブ部７表面反射光８内部進入光１０光導体１０ａ貫通穴１０ｂ円錐状の穴１１上面１２，１８，２２光ファイバ１２ａ保持筒１３環状底面（第２光照射部）１４円錐面（第１光照射部）１５内部拡散光１６放出拡散光１７パイプ１９拡散室２０拡散板２１遮光筒３５光源３６試料１１２先端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明光を試料に照射する照射部と、上記
試料の所定領域からの反射光を受光して上記試料の色彩
を計測する計測手段からなる色彩計において、上記照射
部は、上記照明光を上記所定領域内に導く第１光照射部
と上記所定領域周辺に導く第２光照射部とを有し、上記
第１光照射部が導く光量に比して、上記第２光照射部が
導く光量が大きくなるように構成されていることを特徴
とする半透明体用色彩計。