JPH09218159A - 照明装置及び色測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】積分球の密閉度が高く、測定光の積分球外への
漏れ出しが少なく、様々な大きさの宝石を良好に測定し
得る照明装置を提供すること。 【構成】宝石Ｊの色測定を行うための照明装置であり、
内壁が白色を有する積分球３１と、積分球３１に設けら
れ測定対象となる宝石Ｊを挿入する挿入窓４１と、この
挿入窓４１に宝石を挿入した状態で挿入窓４１を閉塞す
る遮光手段４１ａと、積分球に設けられた照明窓４２
と、この照明窓４２から積分球内に測定光を供給する照
明光学系３３と、積分球内において完全拡散照明された
宝石の像を取り出すための測定窓４３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、宝石の色を定量測
定する際に宝石を照明する為の照明装置に係り、特に積
分球を用いた測定用照明に使用できる照明装置に関す
る。また本発明は、積分球で照明した宝石等の被検物の
色測定を行う色測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】宝石の鑑定は、カラー、カラット、クラ
リティ、カットの４つの評価項目を基準にして行うのが
一般的である。かかる宝石鑑定の客観性を高めるために
は、４つの評価項目に関する評価値を定量的に測定する
必要がある。特に、宝石のカラーを定量測定するのが難
しいことから、宝石の色を正確に測定するための以下に
示す種々の測定装置が提案されている。

【０００３】特開昭５７−２０４４４０号公報には、黄
色味の違いが生じることにより大きく変動する青色波長
域と、黄色味の違いが生じても変動が小さい赤色波長域
との透過率の違いを利用した色測定装置が記載されてい
る。

【０００４】図８は、同公開公報に記載された色測定装
置の概略を示している。ハウジング１の内部に、照明光
を発する光源２、照明光を宝石上へ集光させる照明光学
系３を配置し、開口部４ａを照明光学系３の出射端に向
けて積分球４をハウジング１に配置する。一方、積分球
４の内部に透明プレート５を設置し、その透明プレート
５上であって、開口部４ａを介して入射する照明光の集
光位置に宝石を載置する。積分球１から測定光を取り出
し測光ユニット６に取り込んで赤色波長域及び青色波長
域を取り出し、両者の透過率の差から宝石の黄色味を数
値化する。

【０００５】特開昭５３−２９１８０号公報には、宝石
に回転運動を与えた状態で照明及び測光することにより
宝石の方位による影響を受けない色測定を可能にした色
測定装置が記載されている。図９は、同公開公報に記載
された色測定装置の概略を示している。積分球１１の入
口１１ａ，出口１１ｂ間を石英管１２で連結すると共
に、積分球１１の入口１１ａから光源１３からの光ビー
ムを入射する。回転運動を与えた宝石を積分球１１の入
口１１ａから積分球内に投入し、回転中の宝石の透過光
量及び反射光量を検出器１４で検出する。検出器１４の
出力信号に基づいて計算機１５で色測定演算を実行す
る。

【０００６】特開平５−１４２１５５号公報には、指輪
に取り付けられた宝石を指輪から外すことなく分光測定
する測定装置が記載されている。図１０は、同公開公報
に記載された測定装置の概略を示している。試料となる
宝石が取り付けられた指輪２１のリング内に、凹面状の
反射面２２ａを宝石側に向けて円錐状の反射部材２２を
挿入する。一方、積分球２４の内部に入射窓２４ａから
照明光を入射すると共に出射窓２４ｂを宝石に対面せさ
せて宝石を照明する。指輪に取り付けられた状態の宝石
を透過し、かつ反射面２２ａで反射して積分球２４に入
った光の一部を検出窓２４ｃから取り出して検出器２５
に入射する。指輪に取り付けられた宝石の背後に反射部
材２２を配置することにより、検出器２５に入射する測
定光の光量を増加させて、測定感度を上げている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測定装置は次のような欠点がある。特開昭５７
−２０４４４０号公報に記載の測定装置は、積分球４の
中心に宝石を配置するため、指輪に取り付けられた宝石
の色を測定する場合は、指輪全体を積分球内部に配置せ
ざるを得ない。従って、宝石の色測定値が指輪の色の影
響を受けることになり正確さに欠ける。また、宝石を透
明プレート５に載置するための準備作業として宝石のテ
ーブル面（平面部）を透明プレート５上に貼り付けてい
たが、その準備作業に手間がかかるという問題があっ
た。更に、宝石のテーブル面に光源２の投影像である２
次光源が形成されるため、宝石での表面反射で測定光が
積分球外に漏れ出すという欠点があった。

【０００８】特開昭５３−２９１８０号公報に記載の測
定装置は、指輪に取り付けられた宝石の色を測定する場
合、宝石が落下の際に通過する透明な石英管１２の径
を、指輪の部分が通過できる寸法に広げておく必要があ
る。しかし、石英管１２の径を大きくすると積分球１１
の密閉性が失われ、測定光が積分球外へ漏れ大可能性が
高くなることから測定精度が落ちるという欠点がある。
また、宝石の色測定値が指輪の色の影響を受ける欠点も
ある。更に、宝石に回転運動を与えて積分球内に投入す
る装置が必要であることから、装置全体が大型化する問
題がある。

【０００９】特開平５−１４２１５５号公報に記載の測
定装置は、積分球２４に形成した出射窓２４ｂの大きさ
が固定であることから、測定対象として予想される最大
寸法の宝石に合わせて出射窓２４ｂの寸法を設定してい
る。そのため、窓径よりも極めて小さな宝石が測定対象
となった場合、出射窓２４ｂより積分球２４から出射し
た測定光は反射部材２２の反射面２２ａによって一部は
積分球内に戻るが、大部分は戻らずに光量ロスとなる。

【００１０】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、積分球の密閉度を高くでき、宝石に対して
理想に近い完全拡散照明を行い得る照明装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】本発明は、光源からの測定光を効率良く積
分球内に導光することができ、測定光の積分球外への漏
れ出しを最小限に抑えることのできる照明装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】本発明は、積分球の密閉度が高く、測定光
の積分球外への漏れ出しを最小限に抑えることのでき、
様々な大きさの宝石を良好に測定し得る照明装置を提供
することを目的とする。本発明は、被検物をムラなく照
明できる積分球を備え、照明ムラによる測定誤差を排除
した色測定装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項１に対
応する本発明は、宝石の色測定を行うための照明装置で
あり、内壁が白色を有する積分球と、この積分球に設け
られ測定対象となる宝石を挿入する挿入窓と、この挿入
窓に前記宝石を挿入した状態で挿入窓を閉塞する遮光手
段と、前記積分球に設けられた照明窓と、この照明窓か
ら前記積分球内に測定光を供給する照明光学系と、前記
積分球内において完全拡散照明された宝石の像を取り出
すための測定窓とを備える。

【００１４】請求項１に対応する本発明によれば、色測
定対象となる宝石が挿入窓から積分球内に挿入された状
態で、遮光手段にて挿入窓が再び密閉度を確保し得る大
きさに閉じられる。一方、照明光学系が積分球の照明窓
から積分球内に測定光を供給すると、積分球内において
完全拡散照明された宝石の像が測定窓より取り出される
ものとなる。

【００１５】請求項２に対応する本発明は、上記構成の
照明装置において、前記照明光学系を、光源像を前記照
明窓の近傍に結像するクリティカル照明系で構成した。
請求項２に対応する本発明によれば、照明光学系をクリ
ティカル照明系で構成したので、光源からの測定光を効
率良く積分球内に導入でき、宝石像の輝度値を上げられ
ることからダイナミックレンジを拡大することができ
る。

【００１６】請求項３に対応する発明は、積分球と、こ
の積分球に設けられた被検物挿入窓と、この被検物挿入
窓に対して前記積分球の中心部を挟んで当該積分球の対
向面に設けられた検出手段取付窓と、前記被検物挿入窓
と前記検出手段取付窓との配置関係に対して直行する位
置の積分球面に設けられた照明手段取付窓と、前記照明
手段取付窓に取り付けられ透光性の散乱板を介して積分
球内に測定光を供給する照明手段と、前記検出手段取付
窓に取り付けられ前記被検物の像を２次元センサで撮像
する検出手段と、この検出手段で得られた情報から前記
被検物像の任意位置の色度値を算出する画像解析手段と
を具備する。

【００１７】請求項３に対応する発明によれば、照明手
段取付窓に内蔵される散乱板によって測定光があらゆる
方向に散乱され、積分球内部に供給されるので、上記し
たように被検物をあらゆる方向からムラなく照明するこ
とができる。したがって、検出手段で得られた情報から
被検物像の任意位置の色度値を画像解析手段で算出すれ
ば高精度に宝石の色測定を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明を宝石色測定装置に
適用した実施の形態を示している。本実施の形態の宝石
色測定装置は、測定対象となるダイヤモンドＪを完全拡
散光で照明する積分球３１、ダイヤモンドＪを保持する
試料保持装置３２、積分球３１の内部へ照明光を供給す
る照明光学系３３、積分球内で完全拡散光照明したダイ
ヤモンドＪの測定光を積分球外へ取り出して受光する撮
像装置３４、及び撮像装置３４の出力信号を色解析して
ダイヤモンドＪの色判定を行う色解析装置３５を備えて
いる。

【００１９】積分球３１は、内壁が基準白色にて塗装さ
れている。また、ダイヤモンドＪを積分球３１内に挿入
する試料挿入窓４１、照明窓４２、及び測定窓４３を備
えている。試料挿入窓４１と測定窓４３とが一直線上に
なるように配置され、照明窓４２が試料挿入窓４１及び
測定窓４３から９０度ずれた位置に来るように配置され
ている。試料挿入窓４１には、ダイヤモンドＪを積分球
３１内に挿入した状態で開口を閉塞する遮光手段として
積分球内面側が基準白色にて塗装された開閉機構を有す
る羽絞りの金属シャッター４１ａが取り付けられてい
る。

【００２０】試料保持装置３２は、ダイヤモンドＪが取
り付けられている指輪部４４を保持するリングホルダー
４５を備えている。リングホルダー４５の取付け固定さ
れる位置調整機構４６によりリングホルダー４５をダイ
ヤモンドＪの中心軸ｃと直交する方向へ移動できる。ま
た、位置調整機構４６が保持される焦準機構４７により
位置調整機構４６をダイヤモンドＪの中心軸ｃと同一方
向へ焦準移動できるように構成されている。ここで、焦
準移動とは、撮像装置３４の撮影光学系の焦点位置へダ
イヤモンドＪを一致させるための動作をいう。更に、焦
準機構４７が保持される回転機構４８が焦準機構４７を
ダイヤモンドＪの中心軸ｃを回転軸として回転させるよ
うに構成されている。尚、リングホルダー４５は、マグ
ネット方式により位置調整機構４６から着脱自在となっ
ている。

【００２１】照明光学系３３は、ハロゲンランプからな
る光源５１と、投影倍率が２倍に設定されたクリティカ
ル照明光学系５２が形成された投光管５３とを備えてい
る。投光管５３は、その一端が光源５１を収納する光源
ボックスに接続され、その他端が積分球３１の照明窓４
２に連結されている。

【００２２】撮像装置３４は、積分球３１の内部に合焦
位置を持つ結像光学系５４と、結像光学系５４で結像さ
せた像を撮像するカラー単板形のＣＣＤカメラ５５とを
備えている。結像光学系５４は、ＣＣＤカメラ５５の撮
像素子５５ａ上に結像するように調整される。また、結
像光学系５４が内部に形成された導光管の一端部は積分
球３１の測定窓４３に連結されている。

【００２３】色解析装置３５は、ＣＣＤカメラ５５の出
力信号を解析してダイヤモンドＪの色を判定する機能を
実現する為の解析ソフトウエアが搭載された解析装置本
体５６と、ＣＣＤカメラ５５で撮像したダイヤモンドＪ
の映像を写し出すモニタ５７とを有する。

【００２４】次に、以上のように構成された本実施の形
態の動作について説明する。先ず、試料挿入窓４１の直
径が最大となるようにシャッター４１ａを開放する。ダ
イヤモンドＪの指輪部４４をリングホルダー４５に取り
付け、そのリングホルダー４５を位置調整機構４６にマ
グネットの磁力を利用して接続する。ダイヤモンドＪ
が、積分球３１の内部であって結像光学系５４の光軸上
に配置されれば、ダイヤモンドＪの像が撮像装置３４で
撮像されてモニタ５７に映し出される。ダイヤモンドＪ
がモニタ５７に映し出されるように位置調整機構４６を
操作する。またダイヤモンドＪが結像光学系５４の合焦
位置に配置されるように焦準機構４７を操作する。

【００２５】次に、積分球３１の密閉度を高める為にシ
ャッター４１ａを閉じる。回転機構４８によりダイヤモ
ンドＪ及び指輪部４４を機構４６，４７と共に回転し、
シャッター４１ａの直径が最小となったところで回転機
構４８を固定する。以上の操作でセッティングを完了す
る。

【００２６】ダイヤモンドＪの色測定の為の照明を行
う。電源投入された光源５１から発する照明光が投光管
５３内に導光され、そこに形成されたクリティカル照明
光学系５２にてクリティカル照明となり光源５１のフィ
ラメント像５１ａを照明窓４２付近に形成する。このフ
ィラメント像５１ａより発散する測定光Ｍ１が積分球３
１の内壁にて多重反射して完全拡散光Ｍ２となる。積分
球３１内において試料保持装置３２で保持されているダ
イヤモンドＪが完全拡散光Ｍ２によりあらゆる方向から
照明される。

【００２７】撮像装置３４では、上記したように照明さ
れたダイヤモンドＪの像が結像光学系５４によってＣＣ
Ｄカメラ５５の撮像素子５５ａ上に結像される。撮像素
子５５ａ上に結像されたダイヤモンドＪの像をＣＣＤカ
メラ５５で撮像して得られた映像信号が解析装置本体５
６に入力される。解析装置本体５６では撮像装置３４か
ら供給される映像信号を解析することによりダイヤモン
ドＪの色測定値を算出する。

【００２８】このように本実施の形態によれば、光源５
１からの測定光をクリティカル照明により効率良く積分
球３１内に導入できるので、撮像装置３４で取り込まれ
るダイヤモンドＪの像の輝度値を大きくすることがで
き、測定におけるダイナミックレンジを拡大することが
でき、測定精度を上げることができる。

【００２９】本実施の形態によれば、開口部の直径を簡
単に調整できるシャッターにて試料挿入窓４１を構成し
たので、積分球３１の密閉度を高めることができ、理想
に近い完全拡散照明を実現できることから指輪部４４に
取り付けられたダイヤモンドＪの色測定精度を改善でき
る。

【００３０】なお、上記実施の形態では測定対象の宝石
としてダイヤモンドを例に説明したがその他の宝石であ
っても同様に適用可能である。また、上記実施の形態で
は光源５１にハロゲンランプを使用したが、キセノンラ
ンプ等の他のタイプの光源を使用しても同様の効果を期
待できる。光源５１としてキセノンランプを使用した場
合、照明光の色温度を補正する必要がなく、かつ宝石の
自家蛍光も考慮した色測定が可能となり、人間の目の感
覚に非常に近い評価を行える利点がある。

【００３１】また、照明光学系３３の照明方式は、クリ
ティカル照明に限定されるものではなく、例えばケーラ
ー照明方式を採用することもできる。投影倍率は２倍で
ある必要はなく、積分球３１の大きさに応じて適宜選択
する。

【００３２】また、ＣＣＤカメラ５５としてカラー単板
形ではなく３板形のものを使用することにより、解像力
を上げて測定精度を改善することができる。さらに、モ
ノクロＣＣＤとＲＧＢ３原色フィルターとの組み合わせ
でも、同様の効果を期待できる。

【００３３】積分球３１の試料挿入窓４１を遮蔽する遮
光手段に基準白色にて塗装された金属シャッター４１ａ
を使用していたが、白色のプラスチック製のもので代用
しても良い。さらに、柔軟性に富み、かつ白色に染めら
れたゴム又は合成樹脂系の板材で遮光部材を作成するこ
とができ、この中心に宝石が入る程度の開口部を有した
ものでも代用できる。この場合、遮光手段の材料の柔軟
性の許す範囲で宝石Ｊの挿入により押し広げる程度に開
口部を小さくすると遮光性が高くなるので好ましく、か
つ宝石の口径にあったものを複数用意することが望まし
い。

【００３４】また、試料保持装置３２におけるリングホ
ルダー４５と位置調整機構４６との接続をマグネット式
ではなく、その他の方式に変えることもできる。例え
ば、チャック方式やクリック等を用いた接続方法を採用
することができる。又は、操作性よりも製造コストの低
減を重視するのであれば、リングホルダー４５と位置調
整機構４６とを一体化して着脱機能を設けないことも可
能である。

【００３５】（第２の実施の形態）図２は、第２の実施
の形態に係わる宝石色測定装置の構成図である。積分球
６１には、試料を挿入するための被検物挿入窓６２が設
けられている。この挿入窓６２には、試料を積分球６１
内に挿入した状態で開口部を閉塞する遮光手段として試
料の大きさにより窓径が変化するシャッター６２と、照
明手段取付窓６３と検出手段取付窓６４とが設けられて
いる。それらの位置関係は被検物挿入窓６２と検出手段
取付窓６４が対向する位置に設けられ、これらと直交す
る位置に照明手段取付窓６３が設けられている。照明取
付手段窓６３には、透明なガラスを砂ズリすることによ
って製作された散乱ガラス６５が内蔵されている。ま
た、積分球６１の内壁には、反射率が約９０％程度の白
色塗料である硫酸バリウムが塗布されている。

【００３６】照明手段６６は、例えば出力変動が比較的
少ないハロゲンランプを使用した測定光源６６ａと測定
光源６６ａより発っせられた測定光をすべて積分球６１
の内部に導入するための照明光学系６６ｂとから構成さ
れ、照明手段取付窓６３を介して積分球６１に接続され
ている。ここで、照明光学系６６ａはクリティカル照明
を作り出すような光学系である。

【００３７】検出手段６７は、例えばカラー単板のＣＣ
Ｄカメラのように２次元受光素子６７ａ′を持つディテ
クタ６７ａと前記ディテクタ６７ａの受光素子上にダイ
ヤモンド等の被検物Ｓの像を結像するための検出光学系
６７ｂとから構成され、検出手段取付窓を介して積分球
６１に接続されている。検出光学系６７ｂは焦点位置が
変化しない固定焦点光学系で、その焦点位置は積分球６
１の内部に存在するものである。

【００３８】被検物保持手段６８は、被検物Ｓを保持す
るための保持装置６８ａと前記検出光学系６７ｂの焦点
位置に被検物Ｓを移動させるための移動装置６８ｂとか
ら構成され、積分球６１の内部で、かつ被検物挿入窓６
２の付近に被検物Ｓを配置することができるような位置
に設置されている。

【００３９】画像解析手段６９は、ディテクタ６７ａで
取り込まれた画像を表示するためのモニター６９ａとモ
ニター６９ａ上の任意の範囲を指定するためのポインテ
ィングデバイス６９ｂによって指定された範囲を解析し
色度値を算出するための演算装置６９ｃとから構成さ
れ、ケーブル７０を介してディテクタ６７ａに接続され
ている。

【００４０】図３は、この宝石色測定装置を具体化した
外観図である。照明手段６６が収納されたボックス７１
の上面から積分球６１の上半分及び被検物挿入窓６２が
突出するようにして積分球６１を設置し、被検物挿入窓
６２に対向して被検物保持手段６８を設置している。検
出手段６７は積分球６１を挟んで被検物保持手段６８に
対向するようにしてボックス７１の上部内に収納されて
いる。またボックス７１内には図２中の演算装置６９ｃ
に相当するものが内蔵されている。

【００４１】以上のように構成された実施の形態では、
測定光源６６ａから発生した測定光は、照明光学系６６
ｂによってクリティカル照明となり、積分球６１に設け
られた照明手段取付窓６３の付近に集光される。この集
光した測定光は、照明手段取付窓６３に内蔵された散乱
ガラス６５によって、あらゆる方向に散乱され、積分球
６１の内部に導入される。

【００４２】ここで散乱された測定光の極一部は、被検
物Ｓを直接照明することになるが、残りの大部分は積分
球６１の内壁のいたるところで１次反射し、完全拡散光
となる。また、この完全拡散光の極一部は、被検物Ｓに
向かい１次反射光による間接照明となる。残りの大部分
の完全拡散光は、再び積分球６１の内壁で２次反射し、
完全拡散光となる。この現象が順次繰り返され無限回反
射光が作られる。このような完全拡散光によって照明さ
れた被検物Ｓは照明ムラがなく理想的な均一照明がなさ
れる。

【００４３】このようにして被検物Ｓを照明した測定光
は、検出光学系６７ｂによりディテクタ６７ａの受光素
子６７ａ′上に結像され、被検物Ｓの像としてモニター
６９ａ上に映し出される。測定者はポインティングデバ
イス６９ｂを使用し、モニター６９ａ上で色測定を行い
たい場所を入力する。演算装置６９ｃが、入力された範
囲の３刺激値を求め、色度値を算出する。

【００４４】このとき、積分球６１の内部に塗布された
硫酸バリウムの反射率が約９０％程度であることから、
被検物Ｓに照射される各測定光は、 ［１次反射光強度］＞［２次反射光強度］＞・・・＞
［（Ｎ−１）次反射光強度］＞［Ｎ次反射光強度］ の関係となるが、散乱ガラス６５の作用によって、積分
球６１の内部のいたるところから１次反射光が発生する
ため、照明ムラが起きることはない。そのため、左右非
対象で、かつ透明多面体であるような被検物Ｓの色度値
を求めた場合は、被検物Ｓの取付位置、取付角度の違い
による色度値のばらつきが減少し、繰り返し再現性、信
頼性が向上するので、測定精度が向上したことになる。

【００４５】尚、上記実施の形態の測定光源６６ａにハ
ロゲンランプを利用していたが、例えばキセノンランプ
でも同様の効果を期待でき、被検物の自家蛍光も考慮し
た色測定が可能となり、人間の目の感覚に非常に近い評
価を行える照明となる。

【００４６】また、検出手段６７におけるディテクタ６
７ａはカラー単板のＣＣＤである必要はなく、３板型の
ものを使用することもできる。その場合、解像力が上が
るため、測定精度は向上する。さらに、モノクロＣＣＤ
とＲＧＢ３原色フィルターとの組み合わせでも、同様の
効果が期待できる。

【００４７】さらに、積分球６１の内壁に塗布した塗料
は硫酸バリウムである必要はなく、反射率が硫酸バリウ
ムより劣る一般的な白ツヤ消し塗料を使用することもで
きる。一般的な白ツヤ消し塗料は硫酸バリウムに比べ安
価であるため、製作コストを抑えることができる。ま
た、剥げにくく丈夫な塗料であるため、耐久性に優れた
積分球を製作することが可能となる。

【００４８】また、図４に示すように、散乱板６５の積
分球内面側の面６５ａの曲率を積分球６１の内面６１ａ
の曲率と同一値に設定し、散乱板６５の面６５ａと積分
球６１の内面６１ａとを一致させるように散乱板６５を
照明手段取付窓６３に取り付ける。散乱板６５が積分球
内面側に突出し又は凹んでいると、均一照明を実現する
上で好ましくないので理想的には図４に示すように積分
球６１の内面６１ａと同一曲率の散乱板６５の面６５ａ
が積分球６１の内面６１ａの一部を形成するようにする
ことが望ましい。

【００４９】

【実施例】照明手段取付窓に散乱ガラスが内蔵されてい
ない積分球と、照明手段取付窓に散乱ガラスが内蔵され
た積分球との照明効果を比較する。第２の実施の形態に
示す色測定装置を用いて以下の条件で実験を行った。そ
の結果、取得した実験結果を図５〜図７に示す。被検物
は指輪に装着された４種類のマスターストーン（ダイヤ
モンド）を使用し、各８回の色測定を行った。色度座標
はＬａｂ表色系を使用した。

【００５０】図５は、照明手段取付窓に散乱ガラスを内
蔵しておらず、かつ、積分球の内壁に一般的な白ツヤ消
し塗料を塗布したものによる測定結果である。この測定
結果から、散乱ガラスが挿入されていない場合は、測定
値にばらつきがあるのがわかる。

【００５１】図６は、照明手段取付窓に散乱ガラスを内
蔵していないが、積分球の内壁に硫酸バリウムを塗布し
たものによる測定結果である。この測定結果から、硫酸
バリウムを塗布したものは白ツヤ消し塗料を塗布したも
のに比べて測定精度が向上していることが分かる。

【００５２】図７は、照明手段取付窓に散乱ガラスを内
蔵したものであって、積分球の内壁に一般的な白ツヤ消
し塗料を塗布したものによる測定結果である。図６と図
７を比較すると、塗料の反射率の違いによって測定時の
明るさがかなり異なるため、色度値がシフトしている
が、測定値のばらつき具合はほとんど同じであることが
わかる。

【００５３】ゆえに、散乱ガラスを内蔵するだけで、積
分球の内壁に一般的な白ツヤ消し塗料を塗布したもので
も高精度に色測定を行うことができることが実証され
る。以上、実施の形態に基づいて本発明を説明してきた
が、本発明は以下の発明を含む。 （１）内壁が白色を有する積分球と、この積分球に設け
られ測定対象となる宝石を挿入する挿入窓と、この挿入
窓に前記宝石を挿入した状態で挿入窓を閉塞する遮光手
段と、前記積分球に設けられた照明窓と、この照明窓か
ら前記積分球内に測定光を供給する照明光学系と、前記
積分球内において完全拡散照明された宝石の像を取り出
すための測定窓とを具備し、前記遮光手段は積分球の内
面を白色とし、挿入窓を窓開口を調節可能な羽絞りで構
成されている。

【００５４】この発明によれば、挿入窓を羽絞りで構成
したので、挿入窓の大きさを無段階に変化させることが
でき、宝石の大きさにかかわらず確実に積分球の密閉を
確保できる。 （２）積分球の照明窓に透光性の散乱板を設置する。

【００５５】この発明によれば、照明光学系より発生し
た測定光は照明窓に設けられた透光性の散乱板であらゆ
る方向に散乱され、積分球内部に供給される。散乱され
た測定光の極一部は宝石を直接照明するが、残りの大部
分は積分球内壁のいたるところで散乱し、１次反射光と
なる。この１次反射光も宝石に向かうものと積分球内壁
のいたるところで散乱するものとに分かれる。この現象
が順次繰り返され間接照明となる。したがって、直接照
明と間接照明の組み合わせにより宝石をあらゆる方向か
らムラなく照明することができる。本発明は上記実施の
形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内で種々変形実施可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、積
分球の密閉度を高くでき、宝石に対して理想に近い完全
拡散照明を行い得る照明装置を提供できる。本発明によ
れば、光源からの測定光を効率良く積分球内に導光する
ことができ、測定光の積分球外への漏れ出しを最小限に
抑えることのできる照明装置を提供できる。

【００５７】本発明によれば、積分球の密閉度が高く、
測定光の積分球外への漏れ出しを最小限に抑えることの
でき、様々な大きさの宝石を良好に測定し得る照明装置
を提供てきる。

【００５８】本発明によれば、照明ムラのない理想的な
照明が可能で、かつ安価で耐久性に優れた積分球を実現
できる。また、このような積分球を使用して照明ムラな
く理想的な照明の下で被検物を高精度に色測定できる色
測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る宝石色測定装
置の全体構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る宝石色測定装
置の全体構成図である。

【図３】第２の実施の形態に係る宝石色測定装置を具体
化した外観図である。

【図４】散乱ガラスが積分球の内面の一部を形成する状
態を示す図である。

【図５】照明手段取付窓に散乱ガラスを内蔵せず、かつ
白ツヤ消し塗料を塗布した場合の測定結果を示す図であ
る。

【図６】照明手段取付窓に散乱ガラスを内蔵せず、かつ
硫酸バリウムを塗布した場合の測定結果を示す図であ
る。

【図７】照明手段取付窓に散乱ガラスを内蔵し、かつ白
ツヤ消し塗料を塗布した場合の測定結果を示す図であ
る。

【図８】宝石の色測定装置の従来例の構成図である。

【図９】他の従来例に係る測定装置の構成図である。

【図１０】さらに他の従来例に係る色測定装置の構成図
である。

【符号の説明】

３１…積分球、３２…試料保持装置、３３…照明光学
系、３４…撮像装置、３５…色解析装置、４１…試料挿
入窓、４１ａ…シャッター、４２…照明窓、４３…測定
窓、４４…指輪部、４５…リングホルダー、４６…位置
調整機構、４７…焦準機構、４８…回転機構、５１…光
源、５２…クリティカル照明光学系、５４…結像光学
系、５５…ＣＣＤカメラ、５６…解析装置本体、５７…
モニタ、６５…散乱ガラス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 信太郎 東京都杉並区浜田山１丁目24番３号 (72)発明者 日吉 奈美 静岡県富士宮市青木1897−459

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宝石の色測定を行うための照明装置であ
   り、内壁が白色を有する積分球と、この積分球に設けら
   れ測定対象となる宝石を挿入する挿入窓と、この挿入窓
   に前記宝石を挿入した状態で挿入窓を閉塞する遮光手段
   と、前記積分球に設けられた照明窓と、この照明窓から
   前記積分球内に測定光を供給する照明光学系と、前記積
   分球内において完全拡散照明された宝石の像を取り出す
   ための測定窓とを具備したことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の照明装置において、 前記照明光学系が、光源と、この光源像を前記照明窓の
   近傍に結像するクリティカル照明系とを備えたことを特
   徴とする照明装置。
3. 【請求項３】 被検物の色測定を行うための色測定装置
   であり、積分球と、この積分球に設けられた被検物挿入
   窓と、この被検物挿入窓に対して前記積分球の中心部を
   挟んで当該積分球の対向面に設けられた検出手段取付窓
   と、前記被検物挿入窓と前記検出手段取付窓との配置関
   係に対して直交する積分球面に設けられた照明手段取付
   窓と、前記照明手段取付窓に取り付けられ透光性の散乱
   板を介して積分球内に測定光を供給する照明手段と、前
   記検出手段取付窓に取り付けられ前記被検物の像を２次
   元センサで撮像する検出手段と、この検出手段で得られ
   た情報から前記被検物像の任意位置の色度値を算出する
   画像解析手段とを具備したことを特徴とする色測定装
   置。