JPH02122224A - 色採連続測定装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は色彩連続７１１１１定装置に関し、特に、連
続的または瞬時に変化もしくは移動する試料物体の色を
測定する。Ｌうな色彩連続Δ１り定装置に関する。

［従来の技術］ 布や紙や鉄ＩＱな古のようなン−！・状になって連続的
に製造される物体の表面の色を／１１す定する装置の一
例として、特開昭５４−　Ｉ　Ｃ１７８６号公報に記載
された表面の色彩連続検査装置がある。この装置は、白
色光を線状に照射し、その乱反ｎ・Ｊを分光上二次元撮
像装置を用いて反射光の強度を測定することにより、線
状の各位置での色度を求めるものである。

また、他の例として、特開昭６０−１１３’ｌ’３７号
公報には、少なくとも３　ｆｌＡＩのセンナを１組とし
て、これを直線」−に並べてカラーセンザをｆ：、ｉ成
１７、検査パターンの検査光をプリズムで分光し、カラ
ーセン−りに個別的に入射させてパターンを検査するよ
うにしたものかある。

［発明か解決しようとする課題］ 上述の特開昭５４−］０７８６号公■に記拭きれた表面
色彩連続検査装置は、受光素子として、ＣＣＤなどから
なる一次元撮１τ鴎；了や、二次元撮像素子をｕｉ用し
た場合、素工のダイナミックレンジは２桁程度と低く、
高精度な測定をすることができない。一方、ＰＤＡ　（
フォトダイオードアレイ）を用いた一次元撮像素工ては
、り′イナミックレンジは４桁以上とることができ、高
粘度なｄｌｌ＋定がｉ＋５能になる反曲、市販のＰＤＡ
は形状か大きく、光学系設計時に制約を伴うという欠点
かある。

また、」−述の特開昭６０−１１：う９′３７号公報に
記載された装置のように、分光部ｊ′−としてプリズム
を使用した場合、スペクトル分解能か低くなる。また、
カラーセンザについては、現状では現感度によくマツチ
した性能のものが人手不可能なため、満是な測定をする
ことができない。また、分光素子に回折格子を使用した
場合、スペクトル分解能は高くなるが、可視域を一度に
分光しよ・）とすると、光学系の非直線性から分光波長
間隔が一様にならず、スペクトル結像面が曲面になるた
め、像の中心から外れるほどリニアリティが減少すると
いう欠点がある。

さらに、−次元あるいは二次元のＣＣＤ、ＰＣＤ（プラ
ズマカップルドデバイス）、ＰＤＡのような固体受光素
」′−を使用した場合、隣接する洛」づ間のクロスト−
りにより素」′ごとの分解能か低ドするという問題点か
あった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、光学系設置、１
の制約をなくして高精度に分光測定を行なって、連続的
に色彩を／ｌ１ｌｌ定できるような色彩連続Ａ＋１定装
置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明は連続的または瞬時に変化もしくは移動する試
オ′１物体の色をＡｌｌ＋定する色彩連続測定装置であ
−）で、試料物体からの光を多波長の光に同時に分散さ
せる回折格子と、多数の光ファイバの束からなり、回折
格子によ−）で分散された多波長の光をその一端に受け
、他端に導くためのイメージガー「ドと、イメージガイ
ドを構成する多数の光ファイバのそれぞれの他端に対応
して設けられ、導かれた各波長の光を電気信号に変換す
る受光素子とを備えて＋１１１１成される。

［イ′１団月 この発明に係る色彩連続Ａ１す定装置は、回折格子にｊ
−って分散された試料物体からの多波長の光をイメージ
ガイドにより受光素子にそれぞれ導くようにしたので、
受光素子としてＰＤＡを用いることにより、光学系設計
の制約をなくすことができ、高精度の分光測定か可能と
なる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図であり、第
２図は分光部とイメージガイドとＰＤＡとを概略的に示
す斜視図であり、第３図はイメジガイドを構成する先フ
ァイバを示す図であり、第４図はファイバ固定具の外観
斜視図であり、第５図は光ファイバとＰＤＡとの取付構
造を示す図であり、第６図は板状繊維束光学系とファイ
バ固定具と光ファイバを示す側面図である。

まず、第１図ないし第６図を参照して、この発明の一実
施例の光学系の構成について説明する。

第１図に示すように、シーＩ・状物体１はｙ方向に順次
移動する。このシート状物体１の彼Ａ１１定部位１ａに
は、図示しない光源から光か照射され、その反射光は結
像レンズ２によって集光されて分光部３に人１１・Ｉさ
れる。分光部３はスリット４と回折格子５と板状謀維束
光学系６とを含む。集光レンズ２によって集光された光
はスリット４によって帯状に抽出されて回折格子５に入
射される。回折格子５はその受光面が凹面になっており
、入射された光を各波長ごとに、矢印λて示す波長方向
に分光する。この分光は、たとえば３８０　ｎ　ｍ〜７
２０ｎ　ＩＴＩの波長の光を波長１［Ｌｌｎｍごとに行
なわれる。分光された各波長ごとの光は板状繊維束光学
系６に入射される。この板状繊維束光学系６はスペクＩ
・ル結像面を形成しており、各波長ごとに分光された光
に是づく像か板状繊維束光学系６に写し出される。この
板状繊維束光学系６は光繊維を束ねて、その受光面が凹
面となるように構成される。そして、板状繊維束光学系
６に入射された各波長ごとの光はイメージガ・「ドアに
よってＰＤＡ８に導かれる。

イメージガイド７はたとえば直径４０μｍの石英光ファ
イバ７１を６２５本束ねて形成され、第３図に示すよう
に、一端の直径がｌ　ＩＴＩ　ＩＴＩの円形をなしてお
り、他端はその断面か３　、　９　ｍ　ｍ　ｘ　０２　
ｍ　ｍのｔｒｉ形をなしている。そし７て、光ファーｒ
ハフ１の一端は第４図に示すようなファイバ固定具７２
によって板状繊維束光学系６に固定される。

すなわち、ファイバ固定具７２には縦方向３５本横方向
に１６本の光ファイ／＼７１を挿入するための孔か形成
されている。また、先ファイハフ１の他端は取付金具９
によってＰ　Ｄ　Ａ　８に取（−１けられる。

Ｐ　Ｉ）　Ａ　８はたとえば１−１５個の素ｒからなる
アレイか１６個配列されたものであって、それぞれか先
ファイバ７］の他端側に対応している。取（−１金具９
は光ファ・ｒハフ］からの光か隣接する領域にもれて人
ａｖシないように遅閉する機能も兼ねている。

第７図はこの発明の一実施例の電気的構成を示すブロッ
ク図である。第７図において、ＰＤＡ８の各アレイ８１
，８２・・８ｎの出力はトライバ１０１．１０２・・・
］０［ｌに１ｊえられ、増幅されてマルチプレク」）“
１１に７−Ｊえられる。マルチブレクリ。

１１はドライバ１０１　１０２−１Ｏｎによって増幅さ
れたアレイ８１．８２−８ｎのそれぞれの出力を順次選
択するものであり、選択されたアレイの出力はＡ　／　
Ｄコンバータ１２によってデジタル信号に変換されて出
力される。デンタル信号に変換されたデータは図示しな
いマイクロンピュタに人力されて処理される。

上述のことく色彩連続測子装置をｈ’ｌｊ成したことに
よって、・１２面状物体ｌの被測定部位１］からの反ｎ
・Ｊ光は集光Ｌ／レンズによって集光され、スリット４
を介して回折格子５に入射され、回折格−Ｊｉ５によっ
て波長ｈ″向に分光され、各波長ことの光は板状繊維束
光学系６に入射される。そして、各波長ごとの光は・ｒ
メージガ・ｒドアによってＰＤＡ８に導かれ、ＰＤＡ８
の各アレイ８１．　８２−８　ｎの出力かトラ−ｒハ１
０１，１０２・］Ｏｎによって駆動される。そし、−ｒ
、ｌ・ライム１（１１，１＋１１１　（１ｎのそれぞれ
の出力はマルチプレクサ１］によ−、て選択され、Ａ／
１〕コンバータ］２によってデジタル信号とし、て出力
される。

第８図は波長方向のスペクトル１１！ｉ像而の歪を説明
するための図である。

第８図に示すように、入射スリット４からの光を回折格
子５て分光し、回折格子５のローランド円５１上に曲面
でないｌ）　Ｄ　Ａ　８を配置したような場合に、受光
面上に波長に対してリニアな分散１象か結１象ぜず、受
光面の端に行くに従って波長間隔の拡がりか大きくなっ
てしまう。これに対して、この発明の一実施例では、回
折格子５で分光された各波長ごとの光を板状繊維束光学
系６に結像さぜ、結像されたそれぞれの１象を・ｒメー
ジガイド７によってＰＤＡ８に導くようにしているため
、第８図に示した例に比べて、波長方向の歪を少なくで
きるという特Ｈの効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、試料物体からの光を
多波長の光に同時に波長方向および空間方向に分散させ
、多数の光ファイバの束からなるイメージガ・ｒドによ
って、回ｔＪｉ　）？５丁によって分散された多波長の
光を受光素〕胃こ専くようにしたので、布１紙、鋼板な
とのシート状物体表面での直線」二に並んだ各位置の反
」１．１スペクトルを同時的かつ連続的に粘度良くΔ１
り定することかできる。

４、図面の口３’１ｌｌｔな説明 第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図である。第
２図は・ｒメージガイドとＰＤＡとを示す斜視図である
。第３図は・ｒメージノｆ−ｒＩ：を４７．ｊ成す集光
ファー（ハを示ず図−Ｃある。９゛３４図はファイバ固
定具の外観斜視図である。−）５図は光ファイバとＰＤ
Ａとの取（ｔＩ構造を示す図である。第６図は板状繊維
束光学系とファーｒハ固疋具と光ファイバを示す側面図
である。第７図はこの発明の一実施例のｉは気的措成を
示すブロック図である。第８図は波長ｂ−向のスペクト
ルｉ；ｌ：　ｉｇ、面の歪を説明するための図である。

図において、１はシー！・状物体、２は集光レンス、３
は分光部、４はスリット、５は回伍洛ｒ、６は板状繊維
束光学系、７はイメージガイド、８はＰＩ）Ａ、９は取
イ・ｊ金具、］１はマルチプレクサ、１２はＡ／Ｄコン
バータ、７］は光ファイバ、７］０ ２はファイバ取イ・ｊ具、 ８１゜ ８２　＝−８ｎはＰＤＡ。

１０２゜ １０２・・ ］、　Ｏｎはドラ・ｒハを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 連続的または瞬時に変化もしくは移動する試料物体の色
   を測定する色彩連続測定装置であって、前記試料物体か
   らの光を多波長の光に同時に分散させる回折格子、 多数の光ファイバの束からなり、前記回折格子によって
   分散された多波長の光をその一端に受け、他端に導くた
   めのイメージガイド、および 前記イメージガイドを構成する多数の光ファイバのそれ
   ぞれの他端に対応して設けられ、前記導かれた各波長の
   光を電気信号に変換する受光素子を備えた、色彩連続測
   定装置。