JPS61292026A - 分光測色計 - Google Patents
分光測色計Info
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- JPS61292026A JPS61292026A JP60133429A JP13342985A JPS61292026A JP S61292026 A JPS61292026 A JP S61292026A JP 60133429 A JP60133429 A JP 60133429A JP 13342985 A JP13342985 A JP 13342985A JP S61292026 A JPS61292026 A JP S61292026A
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- photoelectric conversion
- conversion elements
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
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。
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]
本発明は分光器で分光された各光スペクトル値から演算
処理によって被測定物体の三刺激値および色度を求める
分光測色計に関する。
処理によって被測定物体の三刺激値および色度を求める
分光測色計に関する。
[従来の技術]
近年、塗装、印刷1食品、化粧品等の色を測定する必要
性が増し、種々の測定器で測色されるようになっている
。従来の測色計を大別すると、干渉フィルターを用いた
簡易分光測色計と分光器を用いた自記分光光度計式測色
計とに分けられる。
性が増し、種々の測定器で測色されるようになっている
。従来の測色計を大別すると、干渉フィルターを用いた
簡易分光測色計と分光器を用いた自記分光光度計式測色
計とに分けられる。
簡易分光測色計は小型化が容易でかつ安価である等の長
所があるが、色を定量的に正確に測定することは不可能
であった。一方、自記分光光度計式測色計においては、
色を定量的に正確に測定することが可能であるが、装置
が大型になりしかも高価である。
所があるが、色を定量的に正確に測定することは不可能
であった。一方、自記分光光度計式測色計においては、
色を定量的に正確に測定することが可能であるが、装置
が大型になりしかも高価である。
一般に色を定量的に表示するためには、測定される色を
加法混合で作成するに必要な三つの原刺激量を示す三刺
激値x、y、zと、XYZ系座標の原点からこの色座標
系空間に形成されるX+Y+7=1の平面に直交するベ
クトルの上記平面上の座標(x、y、z)で示される色
度を求めればよい。
加法混合で作成するに必要な三つの原刺激量を示す三刺
激値x、y、zと、XYZ系座標の原点からこの色座標
系空間に形成されるX+Y+7=1の平面に直交するベ
クトルの上記平面上の座標(x、y、z)で示される色
度を求めればよい。
従来このような三刺激値X、Y、Zおよび色度を求める
方法はJIS Z8722−1982(物体色の測定
方法)に例えば次のように規定されている。すなわち、
被測定物体の表面に例えばJIS 28720(測定
用の標準の光及び標準光源)にて予め定められた分光分
布特性を有する標準の光を照射して、その被測定物体表
面からの反射光を例えば回折格子を用いた分光器で各光
スベクトルに分解する。そして、各波長λに対応する前
記標準の光の被測定物体表面における分光立体角反射率
R(λ)を求める。第5図は人間の肌に近い色の塗装色
における波長λ−38Onl′n〜780nmに対する
分光立体角反射率R(λ)を示す特性図である。そして
実際の測定装置においては、λ−380nm〜780n
mの全波長領域に亘ってiQnmバンド幅に分割して各
波長λにおける前記分光立体角反射率R(λ)を求める
。
方法はJIS Z8722−1982(物体色の測定
方法)に例えば次のように規定されている。すなわち、
被測定物体の表面に例えばJIS 28720(測定
用の標準の光及び標準光源)にて予め定められた分光分
布特性を有する標準の光を照射して、その被測定物体表
面からの反射光を例えば回折格子を用いた分光器で各光
スベクトルに分解する。そして、各波長λに対応する前
記標準の光の被測定物体表面における分光立体角反射率
R(λ)を求める。第5図は人間の肌に近い色の塗装色
における波長λ−38Onl′n〜780nmに対する
分光立体角反射率R(λ)を示す特性図である。そして
実際の測定装置においては、λ−380nm〜780n
mの全波長領域に亘ってiQnmバンド幅に分割して各
波長λにおける前記分光立体角反射率R(λ)を求める
。
10nm波長間隔毎の各波長λにおける分光立体角反射
率R(λ)が求まると、三刺激値X、Y。
率R(λ)が求まると、三刺激値X、Y。
Zはそれぞれ1) 、 (2) 、 (3)式で求まる
。
。
ここに、S(λ)はJIS 28720の付表2に規
定された前記標準の光の10nmバンド幅毎の各波長λ
における分光分布の各値である。
定された前記標準の光の10nmバンド幅毎の各波長λ
における分光分布の各値である。
さらに、ヌ(λ)1反(λ)、7(λ)はXYZ原刺激
系に関する等色関数であり、S(λ)ヌ(λ)、S(λ
)7(λ)、S(λ)7(λ)はそれぞれ電価係数と呼
ばれ、前記各波長λにおける標準の光の分光分布の値S
(λ)と前記各等色関数Y(λ)、y(λ)、7(λ)
との積で示され、標準光源の強度特性等によって重みず
けられた定数である。そして、前述のJIS Z87
22(物体色の測定法)の表1に10nI11バンド幅
の各波長λ毎に各電価係数の値が規定されている。
系に関する等色関数であり、S(λ)ヌ(λ)、S(λ
)7(λ)、S(λ)7(λ)はそれぞれ電価係数と呼
ばれ、前記各波長λにおける標準の光の分光分布の値S
(λ)と前記各等色関数Y(λ)、y(λ)、7(λ)
との積で示され、標準光源の強度特性等によって重みず
けられた定数である。そして、前述のJIS Z87
22(物体色の測定法)の表1に10nI11バンド幅
の各波長λ毎に各電価係数の値が規定されている。
第6図は上記JISの表1から求めた各波長λにおける
電価係数と第5図から求めた各波長λにおける分光立体
角反射率R(λ)との積を380nm〜780 nmの
lQnm波長間隔おきの各波長λ毎にプロットしたもの
である。
電価係数と第5図から求めた各波長λにおける分光立体
角反射率R(λ)との積を380nm〜780 nmの
lQnm波長間隔おきの各波長λ毎にプロットしたもの
である。
(1) 、 (2+ 、 (31式にて三刺激値X、、
Y、Zが求まると、この三刺激値X、Y、ZからXYZ
表色系の色度座標(x、y、z)を(4) 、 (5)
、 (61式にて求める。
Y、Zが求まると、この三刺激値X、Y、ZからXYZ
表色系の色度座標(x、y、z)を(4) 、 (5)
、 (61式にて求める。
x=X/ (X+Y+Z) ・=(4)
V=Y/ (X+Y+Z) ・・・(5
)z=Z/ (X十Y+Z) ’−(6
)ただし、x+y+z=1であるので、実質的には(4
)、(51式を用いて色度x、yを求めればよい。
V=Y/ (X+Y+Z) ・・・(5
)z=Z/ (X十Y+Z) ’−(6
)ただし、x+y+z=1であるので、実質的には(4
)、(51式を用いて色度x、yを求めればよい。
一方、色を絶対量として表現するために、上記三刺激値
X、Y、ZのうちYの値が視感度(明度)と比較的良く
一致するように、国際照明委員会(CIE)およびJI
Sに特性が規定されている。
X、Y、ZのうちYの値が視感度(明度)と比較的良く
一致するように、国際照明委員会(CIE)およびJI
Sに特性が規定されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上記のようなJIS規格に従って被測定
物体の色を測定するように構成された分光測色計におい
ても、まだ改良すべき次のような課題があった。
物体の色を測定するように構成された分光測色計におい
ても、まだ改良すべき次のような課題があった。
すなわち、JIS規格に設定されたλ=380nl〜7
80nl11の全波長に亘ってlQnmバンド幅に分割
して各波長λにおける分光立体角反射率R〈λ〉を求め
るためには、40の分割数だけの例えばフォトダイオー
ド等で形成された光電変換素子が必要であり、またこれ
等各光電変換素子から出力される各光スペクトルの値を
増幅する増幅器がやはり40の分割数だけ必要である。
80nl11の全波長に亘ってlQnmバンド幅に分割
して各波長λにおける分光立体角反射率R〈λ〉を求め
るためには、40の分割数だけの例えばフォトダイオー
ド等で形成された光電変換素子が必要であり、またこれ
等各光電変換素子から出力される各光スペクトルの値を
増幅する増幅器がやはり40の分割数だけ必要である。
さらに、得られた各波長λにおける分光立体角反射率R
(λ)を(1) 、 (2)、 (3)式を用いて三刺
激値X、Y。
(λ)を(1) 、 (2)、 (3)式を用いて三刺
激値X、Y。
Zを求めるマイクロコンピュータにおける計算が複雑に
なるので、演算処理時間が増大する。したがって、増幅
器等の構成電子部品数が増大するのみならずマイクロコ
ンピュータにおける計算も複雑になるので、装置全体が
大型化するとともに製造費が上昇する。特に各光電変換
素子の出力信号を増幅する各増幅器は零点移動等を最少
限に抑制する必要が有るので高精痩の高価な増幅器を使
用する必要がある。
なるので、演算処理時間が増大する。したがって、増幅
器等の構成電子部品数が増大するのみならずマイクロコ
ンピュータにおける計算も複雑になるので、装置全体が
大型化するとともに製造費が上昇する。特に各光電変換
素子の出力信号を増幅する各増幅器は零点移動等を最少
限に抑制する必要が有るので高精痩の高価な増幅器を使
用する必要がある。
一方、色度X、yを正確に測定するためには(4)。
(5)式で示したように三刺激値X、Y、ZのうちX。
Yをできる限り正確に求める必要があるが、Zにってい
は多少の誤差が生じたとしても色度x、yに与える誤差
の影響は少ない。すなわち、例えば前述の肌色について
の各電価係数と分光立体角反射率R(λ)との積の各波
長λに対する第6図に示す特性図において、(1)、
(2)式の刺激値Xおよび刺激値Yを求めるためにそれ
ぞれの特性が大きな値を示す580 nm 〜620
nmの波長範囲と540nm〜600 nmの波長範囲
内においては前記分光立体角反射率R(λ)を正確に求
める必要が有るが、上記X、Yの前記積の各特性がそれ
ほど大きな値を示さない440nm〜480nmの波長
領域についてはそれほど正確に分光立体角反射率R(λ
)を求める必要はない。
は多少の誤差が生じたとしても色度x、yに与える誤差
の影響は少ない。すなわち、例えば前述の肌色について
の各電価係数と分光立体角反射率R(λ)との積の各波
長λに対する第6図に示す特性図において、(1)、
(2)式の刺激値Xおよび刺激値Yを求めるためにそれ
ぞれの特性が大きな値を示す580 nm 〜620
nmの波長範囲と540nm〜600 nmの波長範囲
内においては前記分光立体角反射率R(λ)を正確に求
める必要が有るが、上記X、Yの前記積の各特性がそれ
ほど大きな値を示さない440nm〜480nmの波長
領域についてはそれほど正確に分光立体角反射率R(λ
)を求める必要はない。
したがって測定精度がさほど要求されない波長領域にお
いては1Qnm波長を越える広いバンド幅で分光立体角
反射率R(λ)を測定したとしても前記色度x、yの計
算精度はさぼと低下しない筈である。
いては1Qnm波長を越える広いバンド幅で分光立体角
反射率R(λ)を測定したとしても前記色度x、yの計
算精度はさぼと低下しない筈である。
使方、前述したように近年、研究室でなく現場において
塗装色の品質管理のために分光測色計を使用する機会が
多くなった。このような現場で使用する分光測色計にお
いては小型、軽量、安価でかつ一定レベルの測定精度が
要求されている。
塗装色の品質管理のために分光測色計を使用する機会が
多くなった。このような現場で使用する分光測色計にお
いては小型、軽量、安価でかつ一定レベルの測定精度が
要求されている。
さらに、現場で測色作業を実施するためには測色された
色の校正等を含めて取級いおよび測定操作が簡単でかつ
短時間で実施できる必要がある。
色の校正等を含めて取級いおよび測定操作が簡単でかつ
短時間で実施できる必要がある。
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり
、その目的とするところは、色度算出過程に対して影響
を及ぼす度合いが少ない波長領域においては規格より広
いバンド幅で光スペクトル値を測定することによって、
測定精度を大幅に爪上させることなく、増幅器等の構成
電子部材数を低減でき、小型で安価な分光測色計を提供
することにある。
、その目的とするところは、色度算出過程に対して影響
を及ぼす度合いが少ない波長領域においては規格より広
いバンド幅で光スペクトル値を測定することによって、
測定精度を大幅に爪上させることなく、増幅器等の構成
電子部材数を低減でき、小型で安価な分光測色計を提供
することにある。
さらに別の発明の目的は上記目的に加えて測定される色
の校正を自動的に実施できる分光測色計を提供すること
にある。
の校正を自動的に実施できる分光測色計を提供すること
にある。
[問題点を解決するための手段]
本発明の分光測色計にあていは、被測定物体からの反射
光又は透過光を光スペクトルに分光する分光器における
スペクトル結像面上に配置された各光電変換素子で測定
する測定波長領域の所定の測定波長単位(略10nm波
長幅)ごとの各光スペクトル値のうち少なくとも560
nmないし590nm波長領域に対応する各光電変換素
子から出力される前記各所定の測定波長単位ごとの光ス
ペクトル値を個別に増幅し、前記測定波長領域のうち5
60nm乃至590nm波長領域以外の波長領域に対応
する各光電変換素子のうち隣接する複数個を組として複
合接続し、これ等複合接続された複数の光電変換素子か
ら出力される複合光スペクトル値をそれぞれ増幅し、さ
らに、増幅された各所定の測定波長単位ごとの光スペク
トル値に対しては所定の測定波長単位(10nm波長バ
ンド幅)に対応する各重価係数を用い、また増幅された
複合光スペクトル値に対してはそれぞれ複合接続された
複数の光電変換素子の組に対応する波長領域ごとに定め
られた複合市価係数を用いて三刺激値および色度を算出
するようにしている。
光又は透過光を光スペクトルに分光する分光器における
スペクトル結像面上に配置された各光電変換素子で測定
する測定波長領域の所定の測定波長単位(略10nm波
長幅)ごとの各光スペクトル値のうち少なくとも560
nmないし590nm波長領域に対応する各光電変換素
子から出力される前記各所定の測定波長単位ごとの光ス
ペクトル値を個別に増幅し、前記測定波長領域のうち5
60nm乃至590nm波長領域以外の波長領域に対応
する各光電変換素子のうち隣接する複数個を組として複
合接続し、これ等複合接続された複数の光電変換素子か
ら出力される複合光スペクトル値をそれぞれ増幅し、さ
らに、増幅された各所定の測定波長単位ごとの光スペク
トル値に対しては所定の測定波長単位(10nm波長バ
ンド幅)に対応する各重価係数を用い、また増幅された
複合光スペクトル値に対してはそれぞれ複合接続された
複数の光電変換素子の組に対応する波長領域ごとに定め
られた複合市価係数を用いて三刺激値および色度を算出
するようにしている。
さらに別の発明においては、上記発明に加えて、内部に
光検出部からの標準光が照射される常用標準白色試料が
配設され、被測定物体に対する測色作業期間中以外は常
に光検出部の光入出力口に被せられる校正キャップを設
け、さらに電源投入後測色作業開始までの一定期間中一
定周期で開閉動作されるシャッターを分光器の入口スリ
ットに設りている。そして、シャッターが閉じている期
間に演算処理部にて得られた黒色色度およびシャッター
が開いている期間に演算処理部にて得られた白色色度を
用いて測定作業期間中に演算処理部で得られる被測定物
体の測定値を自動校正するようにしている。
光検出部からの標準光が照射される常用標準白色試料が
配設され、被測定物体に対する測色作業期間中以外は常
に光検出部の光入出力口に被せられる校正キャップを設
け、さらに電源投入後測色作業開始までの一定期間中一
定周期で開閉動作されるシャッターを分光器の入口スリ
ットに設りている。そして、シャッターが閉じている期
間に演算処理部にて得られた黒色色度およびシャッター
が開いている期間に演算処理部にて得られた白色色度を
用いて測定作業期間中に演算処理部で得られる被測定物
体の測定値を自動校正するようにしている。
[作用]
このように構成された分光測色計であれば、三刺激値X
、Y、ZのうちX、Yの値に最も影響を与える560n
m〜590 rim波長領域に対しては、所定の測定波
長単位(10nmバンド幅)で各単位光スペクトル値、
すなわち10nmバンド幅の分光立体角反射率R(λ)
が求められ、X、Yの値にほとんど影響を与えない56
0nm〜590 nm波長領域以外の波長領域に対して
はlQnm波長バンド幅を越えるバンド幅で複合スペク
トル値、すなわち10nmパンI−幅を越える分光立体
反射率R(λ)が求められる。そして、1Qnmバンド
幅の分光立体角反射率R(λ)に対しては10nmバン
ド幅に対応する重価係数を用い、lQnmバンド幅を越
える分光立体角反射率R(λ)に対しては10nmを越
えるバンド幅に対応してそれぞれ設定された複合市価係
数を用いて三刺激値X、Y、Zおよび色度x、yが算出
される。
、Y、ZのうちX、Yの値に最も影響を与える560n
m〜590 rim波長領域に対しては、所定の測定波
長単位(10nmバンド幅)で各単位光スペクトル値、
すなわち10nmバンド幅の分光立体角反射率R(λ)
が求められ、X、Yの値にほとんど影響を与えない56
0nm〜590 nm波長領域以外の波長領域に対して
はlQnm波長バンド幅を越えるバンド幅で複合スペク
トル値、すなわち10nmパンI−幅を越える分光立体
反射率R(λ)が求められる。そして、1Qnmバンド
幅の分光立体角反射率R(λ)に対しては10nmバン
ド幅に対応する重価係数を用い、lQnmバンド幅を越
える分光立体角反射率R(λ)に対しては10nmを越
えるバンド幅に対応してそれぞれ設定された複合市価係
数を用いて三刺激値X、Y、Zおよび色度x、yが算出
される。
また別の発明の作用は、上記作用に加えて、測色作業期
間中以外は光検出部の光入出力口には校正キャップが被
せられているので、分光測色計の電源が投入されるとシ
ャッターが閉じている状態の黒色色度とシャッターが開
いている状態の校正キャップ内の常用標準白色試料によ
る白色色度が交互に自動計測され、これ等2つの標準色
の測定値を用いて測定作業期間中における被測定物体の
測定値が自動校正される。
間中以外は光検出部の光入出力口には校正キャップが被
せられているので、分光測色計の電源が投入されるとシ
ャッターが閉じている状態の黒色色度とシャッターが開
いている状態の校正キャップ内の常用標準白色試料によ
る白色色度が交互に自動計測され、これ等2つの標準色
の測定値を用いて測定作業期間中における被測定物体の
測定値が自動校正される。
[実施例]
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第1図は実施例の分光測色計の概略構成を示す模式図で
あり、図中1はJIS 28720に定められた標準
の光Cに近い分光分布特性を有する標準の光を放射する
20Wのハロゲンランプで形成された標準光源である。
あり、図中1はJIS 28720に定められた標準
の光Cに近い分光分布特性を有する標準の光を放射する
20Wのハロゲンランプで形成された標準光源である。
この標準光源1から放射された標準光は照射用ファイバ
束2aを介して光検出部としての光検出プローブ3へ導
かれ□、この光検出プローブ3の先端部3aに当接する
ように配置された被測定物体4の表面で散乱反射されて
受光用ファイバ束2bを介して分光器5の入口スリット
6へ入射される。
束2aを介して光検出部としての光検出プローブ3へ導
かれ□、この光検出プローブ3の先端部3aに当接する
ように配置された被測定物体4の表面で散乱反射されて
受光用ファイバ束2bを介して分光器5の入口スリット
6へ入射される。
前記光検出プローブ3は照射用ファイバ2a束から入射
された標準光を先端部3aに当接された被測定物体4表
面に所定の入射角度でもって照射するとともに、この被
測定物体4表面にて散乱反射される散乱反射光線をこの
被測定物体4表面に垂直方向に光入射口が向けられたフ
ァイバ束で受光して前述の受光用ファイバ束2bを介し
て出力する。
された標準光を先端部3aに当接された被測定物体4表
面に所定の入射角度でもって照射するとともに、この被
測定物体4表面にて散乱反射される散乱反射光線をこの
被測定物体4表面に垂直方向に光入射口が向けられたフ
ァイバ束で受光して前述の受光用ファイバ束2bを介し
て出力する。
入口スリット6を介して分光器5内へ入射された被測定
物体4表面の散乱反射光はシャッター7を介してコリメ
ータ8へ入射され、このコリメータ8で平行光線に変換
され回折格子9へ入射される。この回折格子9へ入射し
た光は各光スペクトルに分光され、凹面鏡10にて反射
されて予め定められた焦点に結像する。このスペクトル
結像面11には35個の光電変換素子からなるフォトダ
イオードアレイ12が光スペクトルの波長λの変化方向
に配設されており、このフォトダイオードアレイ12の
各光電変換素子でもって各波長λの光スペクトル値を同
時に測定する。
物体4表面の散乱反射光はシャッター7を介してコリメ
ータ8へ入射され、このコリメータ8で平行光線に変換
され回折格子9へ入射される。この回折格子9へ入射し
た光は各光スペクトルに分光され、凹面鏡10にて反射
されて予め定められた焦点に結像する。このスペクトル
結像面11には35個の光電変換素子からなるフォトダ
イオードアレイ12が光スペクトルの波長λの変化方向
に配設されており、このフォトダイオードアレイ12の
各光電変換素子でもって各波長λの光スペクトル値を同
時に測定する。
実施例においては、分光器5の焦点長は150Iで、回
折格子9の111IWl当りの刻設線数は600本であ
るので、分光器の逆分散は約1Onm/lRmである。
折格子9の111IWl当りの刻設線数は600本であ
るので、分光器の逆分散は約1Onm/lRmである。
したがって、スペクトル結像面11上における波長λ−
390nmの光スペクトルがらがら波長λ−730nn
+の光スペクトルまでの距離は35mmである。一方フ
オドダイオードアレイ12を形成する各光電変換素子の
受光面の幅は約1+mであるので、35個の光電変換素
子からなるフォトダイオードアレイ12の全幅は35m
mとなる。したがって、1個の光電変換素子に照射され
る光スペクトルのバンド幅は約10nmとなり、35個
の光電変換素子で390 nmから730nmの波長領
域をカバーすることが可能である。
390nmの光スペクトルがらがら波長λ−730nn
+の光スペクトルまでの距離は35mmである。一方フ
オドダイオードアレイ12を形成する各光電変換素子の
受光面の幅は約1+mであるので、35個の光電変換素
子からなるフォトダイオードアレイ12の全幅は35m
mとなる。したがって、1個の光電変換素子に照射され
る光スペクトルのバンド幅は約10nmとなり、35個
の光電変換素子で390 nmから730nmの波長領
域をカバーすることが可能である。
第2図はフォトダイオードアレイ12を構成する35個
の光電変換素子13の接続構成を示す回路図で□あり、
表1は各光電変換素子13の波長λおよびチャンネル割
当てを示す表である。図中1から35の番号を付された
各光電変換素子13はそれぞれ波長λ=390nn+か
らλ=730nmまでの10nm波長間隔毎の10r+
mバンド幅の各光スペクトル値を検出して電気信号に変
換する。そして、390 ni波長から410ni波長
の各光スペクトルが入射される1〜4の光電検出素子1
3を並列接続しぞ、これ等並列接続された1〜4の各光
電変換素子13から出力される出力信号をチャンネルC
HIとして増幅器14を介してマルチプレクサ15へ入
力される。また、430nlIl〜450nm波長の各
光スペクトルが入射される5〜7の光電変換素子13は
並列接続されて、出力信号はCH2として別の増幅器1
4を介して前記マルチプレクサ15へ入力される。また
、540nm波長から620nm波長までに相当する各
光電変換素子13はそれぞれ単独で1本のチャンネルC
H6〜14を形成し、それぞれ増幅器14を介して前記
マルチプレクサ15へ入力される。表1に示すように実
施例においては35個の光電変換素子13から出力され
る出力信号を17のチャンネルに統合し、でいる。
の光電変換素子13の接続構成を示す回路図で□あり、
表1は各光電変換素子13の波長λおよびチャンネル割
当てを示す表である。図中1から35の番号を付された
各光電変換素子13はそれぞれ波長λ=390nn+か
らλ=730nmまでの10nm波長間隔毎の10r+
mバンド幅の各光スペクトル値を検出して電気信号に変
換する。そして、390 ni波長から410ni波長
の各光スペクトルが入射される1〜4の光電検出素子1
3を並列接続しぞ、これ等並列接続された1〜4の各光
電変換素子13から出力される出力信号をチャンネルC
HIとして増幅器14を介してマルチプレクサ15へ入
力される。また、430nlIl〜450nm波長の各
光スペクトルが入射される5〜7の光電変換素子13は
並列接続されて、出力信号はCH2として別の増幅器1
4を介して前記マルチプレクサ15へ入力される。また
、540nm波長から620nm波長までに相当する各
光電変換素子13はそれぞれ単独で1本のチャンネルC
H6〜14を形成し、それぞれ増幅器14を介して前記
マルチプレクサ15へ入力される。表1に示すように実
施例においては35個の光電変換素子13から出力され
る出力信号を17のチャンネルに統合し、でいる。
表 1
マルチプレクサ15にて前記各増幅器14からそれぞれ
同時に入力された並列信号は時分割されて直列信号に変
換され、さらにA/D変換器16でデジタル信号に変換
されて演算処理部としてのマイクロコンピュータ17へ
入力される。そしてこのマイクロコンピュータ17にて
(7)〜(11)式で示す三刺激値X、Y、Zおよび色
度X、yが算出される。
同時に入力された並列信号は時分割されて直列信号に変
換され、さらにA/D変換器16でデジタル信号に変換
されて演算処理部としてのマイクロコンピュータ17へ
入力される。そしてこのマイクロコンピュータ17にて
(7)〜(11)式で示す三刺激値X、Y、Zおよび色
度X、yが算出される。
x−X/ (X+Y+Z) −・
−(10)y=Y/ (X+Y+Z)
・・・(11)ただし、(7) 、 +8) 、
(9)式の各市価係数S(λ)玉(λ)、S(λ)y(
λ)、S(λ)う(λ)の値は表2に示した多値を使用
する。すなわち、λ=540nm(CH6)からλ−6
20nm(CH14)間の各10nmバンド幅の各波長
λのに対しては前述のJIS Z8722の表1に規
定された値と同一であるが、CH2−CH2およびCH
15〜CH17では前記JISの市価係数をそのままの
姿で使用することはできないので、各波長域においてJ
IS 28720に規定された標準の光Cの分光分布
特性および光電変換素子13の感度特性まで含めて重み
づけをした複合市価係数を設定している。すなわち、1
0nmバンド幅の単位光スペクトル値に対しては10n
m波長幅に対応する市価係数を用い、10nmバンド幅
を越える複合光スペクトル値に対しては複合市価係数を
用いる。そして求められた三刺激値X、Y、Zおよび色
度x、yは出力端子18から出力される。
−(10)y=Y/ (X+Y+Z)
・・・(11)ただし、(7) 、 +8) 、
(9)式の各市価係数S(λ)玉(λ)、S(λ)y(
λ)、S(λ)う(λ)の値は表2に示した多値を使用
する。すなわち、λ=540nm(CH6)からλ−6
20nm(CH14)間の各10nmバンド幅の各波長
λのに対しては前述のJIS Z8722の表1に規
定された値と同一であるが、CH2−CH2およびCH
15〜CH17では前記JISの市価係数をそのままの
姿で使用することはできないので、各波長域においてJ
IS 28720に規定された標準の光Cの分光分布
特性および光電変換素子13の感度特性まで含めて重み
づけをした複合市価係数を設定している。すなわち、1
0nmバンド幅の単位光スペクトル値に対しては10n
m波長幅に対応する市価係数を用い、10nmバンド幅
を越える複合光スペクトル値に対しては複合市価係数を
用いる。そして求められた三刺激値X、Y、Zおよび色
度x、yは出力端子18から出力される。
また、このマイクロコンピュータ17には通常の測色用
スイッチ19の他に、測定された分光立体角反射率R(
λ)の実際の数字を得る校正操作用の黒色校正スイッチ
20および白色校正スイッチ21が取付けられている。
スイッチ19の他に、測定された分光立体角反射率R(
λ)の実際の数字を得る校正操作用の黒色校正スイッチ
20および白色校正スイッチ21が取付けられている。
そして、実際に測色スイッチ19を押して被測定物体4
の色を測定する前に、黒色校正スイッチ20を押して分
光器5のシャッター7を点線で示す位置まで移動させて
入射光を遮断して黒色測色状態にする。するとこの黒色
が測色されマイクロコンピュータ17の記憶部に反射率
R’(λ)が[O]レベルとして記憶される。次にに光
゛検出プローブ3の先端部3aにほぼ1に近い反射率R
(λ)が得られる常用標準白色試料22を当接して白色
校正スイッチ21を押す。するとこの常用標準白色試料
22の色が測色されてマイクロコンピュータ17に反射
率R(λ)が[1]レベルと記憶される。そしてこれ等
2つの値から実際の測定値が校正される。
の色を測定する前に、黒色校正スイッチ20を押して分
光器5のシャッター7を点線で示す位置まで移動させて
入射光を遮断して黒色測色状態にする。するとこの黒色
が測色されマイクロコンピュータ17の記憶部に反射率
R’(λ)が[O]レベルとして記憶される。次にに光
゛検出プローブ3の先端部3aにほぼ1に近い反射率R
(λ)が得られる常用標準白色試料22を当接して白色
校正スイッチ21を押す。するとこの常用標準白色試料
22の色が測色されてマイクロコンピュータ17に反射
率R(λ)が[1]レベルと記憶される。そしてこれ等
2つの値から実際の測定値が校正される。
このように構成された分光測色計を用いて第5図に示し
た肌色に近い塗装色を測定した場合の三刺激値X、Y、
Zおよび色度x、yの算出結果を次に示す。
た肌色に近い塗装色を測定した場合の三刺激値X、Y、
Zおよび色度x、yの算出結果を次に示す。
X、=34.788.Y−33,7232=25.94
3x=0.368 y=o、3sy この結果を上位機種である自記分光光度計式測色計で測
定した結果と比較したところ、三刺激値X、Y、Zにつ
いては0.3以内の誤差1色度X。
3x=0.368 y=o、3sy この結果を上位機種である自記分光光度計式測色計で測
定した結果と比較したところ、三刺激値X、Y、Zにつ
いては0.3以内の誤差1色度X。
yについては0.002以内の誤差で一致した。
このように三刺激値X、Y、Zおよ□び色度X。
yの測定算出精度をほとんど低下させずに、マルチプレ
クサ15へ入力されるチャンネル数を従来装置の40か
ら実施例のように17へ低減させることが可能である。
クサ15へ入力されるチャンネル数を従来装置の40か
ら実施例のように17へ低減させることが可能である。
したがって、フォトダイオードアレイ12を形成する各
光電変換素子13の出力信号を増幅する増、幅器14め
設置数を低減できるとともに、マルチプレクサ15へ入
力するチャンネル数も低減できるので、マルチプレクサ
15の構成も簡単になり低価格になる。さら□にマイク
ロコンピュータ17における三刺激値および色度の算出
もチャンネル数が減少する分だけ簡素化される。また、
ROM等の記憶部に記憶しておく必要のある市価係数の
データ数を低減できる。したがって演算処理時間が短縮
されるとともにマイクロコンピュータ17自体を小型化
できる。このように分光測色計全体の構成電子部品数を
減少できるので、装置全体を小型化できるとともに製造
費を低減できる。なお、実施例の分光測色計においては
、マイクロコンピュータ17部分を除いた分光測色計本
体部分の形状を床面積がほぼA4サイズで高さが約2Q
cmまで小型化できた。
光電変換素子13の出力信号を増幅する増、幅器14め
設置数を低減できるとともに、マルチプレクサ15へ入
力するチャンネル数も低減できるので、マルチプレクサ
15の構成も簡単になり低価格になる。さら□にマイク
ロコンピュータ17における三刺激値および色度の算出
もチャンネル数が減少する分だけ簡素化される。また、
ROM等の記憶部に記憶しておく必要のある市価係数の
データ数を低減できる。したがって演算処理時間が短縮
されるとともにマイクロコンピュータ17自体を小型化
できる。このように分光測色計全体の構成電子部品数を
減少できるので、装置全体を小型化できるとともに製造
費を低減できる。なお、実施例の分光測色計においては
、マイクロコンピュータ17部分を除いた分光測色計本
体部分の形状を床面積がほぼA4サイズで高さが約2Q
cmまで小型化できた。
表3は本発明の他の実施例のマルチプレクサ15へ入力
されるチャンネル数および各チャンメルの割当て波長λ
を示すものである。この実施例においてはλ−540n
mからλ= 590 nmまでの波長域に対しては1Q
nmバンド幅で各単位光スペクトル値を求め、この54
0 nm〜590nmに属さない波長領域に対しては1
0自mバント幅を越えるバンド幅で各複合光スペクトル
値を求めるようにしている。そして全体のチャンネル数
を先の実施例の17からさらに15へと減少している。
されるチャンネル数および各チャンメルの割当て波長λ
を示すものである。この実施例においてはλ−540n
mからλ= 590 nmまでの波長域に対しては1Q
nmバンド幅で各単位光スペクトル値を求め、この54
0 nm〜590nmに属さない波長領域に対しては1
0自mバント幅を越えるバンド幅で各複合光スペクトル
値を求めるようにしている。そして全体のチャンネル数
を先の実施例の17からさらに15へと減少している。
したがって、各複合光スペクトルに対応する各複合市価
係数S(λ)又(λ)、S(λ)7(λ)。
係数S(λ)又(λ)、S(λ)7(λ)。
S(λ)7(λ)の設定値も表3に示すようにバンド幅
を広げた波長λに対応する部分の値が変更されている。
を広げた波長λに対応する部分の値が変更されている。
さらに、表4は本発明のさらに別の実施例のマルチプレ
クサ15へ入力されるチャンネル数および各チャンメル
の割当て波長λを示すものである。
クサ15へ入力されるチャンネル数および各チャンメル
の割当て波長λを示すものである。
この実施例においてはλ=56OnlIlからλ=59
0nmまでの波長域に対しては10nmバント幅で各単
位光スペクトル値を求め、この560nm〜590 n
iに属さない波長領域に対しては10nmバンド幅を越
えるバンド幅で各複合光スペクトル値を求めるようにし
ている。そして全体のチャンネル数を表3の実施例の1
5からさらに14へと減少している。
0nmまでの波長域に対しては10nmバント幅で各単
位光スペクトル値を求め、この560nm〜590 n
iに属さない波長領域に対しては10nmバンド幅を越
えるバンド幅で各複合光スペクトル値を求めるようにし
ている。そして全体のチャンネル数を表3の実施例の1
5からさらに14へと減少している。
このように10nmバンド幅で測定する波長領域を56
0 nm乃至590 nmに限定したとしても、前述の
実施例と同様に上位機種である自記分光光度計式測色計
で測定した結果と比較しても遜色のない測定結果が得ら
れた。したがって、チャンネル数を大幅に減少できるの
で、前述の効果をさらに向上させることが可能である。
0 nm乃至590 nmに限定したとしても、前述の
実施例と同様に上位機種である自記分光光度計式測色計
で測定した結果と比較しても遜色のない測定結果が得ら
れた。したがって、チャンネル数を大幅に減少できるの
で、前述の効果をさらに向上させることが可能である。
第3図は本発明の他の実施例に係わる分光測色計の光検
出プローブの要部を取出して示す図である。すなわち、
先の実施例においては黒色および白色を用いた反射率R
(λ)の校正をマイクロコンピュータ17接続された黒
色校正スイッチ20および白色校正スイッチ21のスイ
ッチ操作で実施するようにしたが、これら各スイッチ2
0,21を除去して、図示するように光検出プローブ3
の先端部3aに被せられる筒状の校正キャブ23を使用
してもよい。この校正キャップ23の底部には常用標準
白色試料24が取付けられており、この校正キャップ2
3を光検出プローブ3の先端部3aに被せると常用標準
白色試料24が正規の位置にセットされるようになって
いる。被測定物体4を測色しない期間はこの校正キャッ
プ23は常に先端部3aに被せられている。そして、マ
イクロコンピュータ17は電源が投入されると自動的に
分光器5のシャッター7を一定時間毎に開閉して反射率
R(λ)のレベルを自動計測する。また、シャッター7
′が開いている期間にて校正キャップ23の常用標準白
色試料24の色が自動測定される。常用標準白色試料2
4は1に近い反射率を有するので、マイクロコンピュー
タ17にてソフト的に常用標準白色試料24による反射
光が入力したことが確認できる。したがって特に操作者
がスイッチ操作を実施しなくても測定値が自動的に校正
される。
出プローブの要部を取出して示す図である。すなわち、
先の実施例においては黒色および白色を用いた反射率R
(λ)の校正をマイクロコンピュータ17接続された黒
色校正スイッチ20および白色校正スイッチ21のスイ
ッチ操作で実施するようにしたが、これら各スイッチ2
0,21を除去して、図示するように光検出プローブ3
の先端部3aに被せられる筒状の校正キャブ23を使用
してもよい。この校正キャップ23の底部には常用標準
白色試料24が取付けられており、この校正キャップ2
3を光検出プローブ3の先端部3aに被せると常用標準
白色試料24が正規の位置にセットされるようになって
いる。被測定物体4を測色しない期間はこの校正キャッ
プ23は常に先端部3aに被せられている。そして、マ
イクロコンピュータ17は電源が投入されると自動的に
分光器5のシャッター7を一定時間毎に開閉して反射率
R(λ)のレベルを自動計測する。また、シャッター7
′が開いている期間にて校正キャップ23の常用標準白
色試料24の色が自動測定される。常用標準白色試料2
4は1に近い反射率を有するので、マイクロコンピュー
タ17にてソフト的に常用標準白色試料24による反射
光が入力したことが確認できる。したがって特に操作者
がスイッチ操作を実施しなくても測定値が自動的に校正
される。
このように分光測色計の電源を投入すると校正ギャップ
23およびシャッター7の作用によって、測定作業期間
中の被測定物体4の測定値が自動的に校正されるので、
操作者は測色作業を開始する前に特に校正作業を実施す
る必要がない。したがって、現場における測定作業を短
時間でかつ簡単に実施できる。
23およびシャッター7の作用によって、測定作業期間
中の被測定物体4の測定値が自動的に校正されるので、
操作者は測色作業を開始する前に特に校正作業を実施す
る必要がない。したがって、現場における測定作業を短
時間でかつ簡単に実施できる。
また、実施例においては光検出部として反射型の光検出
プローブ3を用いたが、第4図に示すように透過型光検
出器25を用いてもよい。第4図において、照射用ファ
イバ束26aから入力した標準の光は筒状のレンズマウ
ント27にて固定されたコリメータ28を介して被測定
物体29を透過してコンデンサ30へ入力される。コン
デンサ30へ入力した透過光は受光用ファイバ束26b
を介して分光器5へ導かれる。
プローブ3を用いたが、第4図に示すように透過型光検
出器25を用いてもよい。第4図において、照射用ファ
イバ束26aから入力した標準の光は筒状のレンズマウ
ント27にて固定されたコリメータ28を介して被測定
物体29を透過してコンデンサ30へ入力される。コン
デンサ30へ入力した透過光は受光用ファイバ束26b
を介して分光器5へ導かれる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、色度算出過程に対
して影響を及ぼず度合いが少ない波長領域においては規
格より広いハンド幅で光スペク1ヘル値を測定するよう
にしている。したがって、測定精度を低下させることな
く、増幅器等の構成電子部材数を減少でき、小型で安価
な分光測色計を提供できる。
して影響を及ぼず度合いが少ない波長領域においては規
格より広いハンド幅で光スペク1ヘル値を測定するよう
にしている。したがって、測定精度を低下させることな
く、増幅器等の構成電子部材数を減少でき、小型で安価
な分光測色計を提供できる。
さらに測定される色の校正が自動的に実施されるので、
測定作業が簡素化されかつ短時間に行なうことが可能で
ある。
測定作業が簡素化されかつ短時間に行なうことが可能で
ある。
第1図は本発明の一実施例に係わる分光測色計の概略構
成を示す模式図、第2図は同実施例の要部を取出して示
す回路図、第3図は本発明の他の実施例の分光測色計の
校正キャップおよび光検出プローブを示す部分断面図、
第4図はさらに別の実施例の透過型光検出器を示す部分
断面図、第5図は分光立体角反射率特性図、第6図は市
価係数と反射率との積の特性図である。 1・・・標準光源、2a・・・照射用ファイバ束、2b
・・・受光用ファイバ束、3・・・光検出プローブ、3
a・・・先端部、4・・・被測定物体、5・・・分光器
、6・・・入口スリット、7・・・シャッター、8・・
・コリメータ、9・・・回折格子、10・・・凹面鏡、
11・・・スペクトル結像面、12・・・フォトダイオ
ードアレイ、13・・・光電変換素子、14・・・増幅
器、15・・・マルチプレクサ、16・・・A/D変換
器、17・・・マイクロコンピュータ、18・・・出力
端子、19・・・測定スイッチ、20・・・黒色校正ス
イッチ、21・・・白色校正スイツチ、22.24・・
・常用標準白色試料、23・・・校正キャップ、25・
・・透過型光検出器。
成を示す模式図、第2図は同実施例の要部を取出して示
す回路図、第3図は本発明の他の実施例の分光測色計の
校正キャップおよび光検出プローブを示す部分断面図、
第4図はさらに別の実施例の透過型光検出器を示す部分
断面図、第5図は分光立体角反射率特性図、第6図は市
価係数と反射率との積の特性図である。 1・・・標準光源、2a・・・照射用ファイバ束、2b
・・・受光用ファイバ束、3・・・光検出プローブ、3
a・・・先端部、4・・・被測定物体、5・・・分光器
、6・・・入口スリット、7・・・シャッター、8・・
・コリメータ、9・・・回折格子、10・・・凹面鏡、
11・・・スペクトル結像面、12・・・フォトダイオ
ードアレイ、13・・・光電変換素子、14・・・増幅
器、15・・・マルチプレクサ、16・・・A/D変換
器、17・・・マイクロコンピュータ、18・・・出力
端子、19・・・測定スイッチ、20・・・黒色校正ス
イッチ、21・・・白色校正スイツチ、22.24・・
・常用標準白色試料、23・・・校正キャップ、25・
・・透過型光検出器。
Claims (2)
- (1)標準光を発射する標準光源と;該標準光源から発
射された標準光を被測定物体に照射させて該被測定物体
からの反射光または透過光を得る光検出部と;該光検出
部にて得られた反射光または透過光を回折格子を用いて
光スペクトルに分光する分光器と;測定波長領域のうち
所定の測定波長単位に対応して前記分光器の光スペクト
ル結像面上に配置され、前記光スペクトルを受光する複
数の光電変換素子と;該光電変換素子から得られた前記
所定の測定波長単位ごとの光スペクトル値から前記標準
光の分光分布特性および等色関数で定まる重価係数を用
いて前記被測定物体の三刺激値および色度を算出する演
算処理部とからなる分光測色計において: 前記測定波長領域のうち少なくとも560nmないし5
90nm波長領域に対応する前記各光電変換素子から出
力される前記所定の測定波長単位ごとの光スペクトル値
を個別に増幅する複数の個別増幅手段と; 前記測定波長領域のうち560nmないし590nm波
長領域以外の波長領域に対応する前記各光電変換素子の
うち隣接する複数個を組として複合接続し、該複合接続
された複数の各光電変換素子から出力される複合光スペ
クトル値を共通に増幅する複数の共通増幅手段と; 前記各個別増幅手段にて得られた前記各所定の測定波長
単位ごとの光スペクトル値に対しては前記所定の測定波
長単位ごとに対応して定められた重価係数を用い、前記
各共通増幅手段にて得られた前記各複合光スペクトル値
に対しては前記復号接続された複数の光電変換素子の組
に対応する波長領域ごとにそれぞれ定められた複合重価
係数を用いて前記三刺激値および色度を算出する算出手
段とを備えたことを特徴とする分光測色計。 - (2)標準光を発射する標準光源と;該標準光源から発
射された標準光を被測定物体に照射させて該被測定物体
からの反射光または透過光を得る光検出部と;該光検出
部にて得られた反射光または透過光を回折格子を用いて
光スペクトルに分光する分光器と;測定波長領域のうち
所定の測定波長単位に対応して前記分光器の光スペクト
ル結像面上に配置され、前記光スペクトルを受光する複
数の光電変換素子と;該光電変換素子から得られた前記
所定の測定波長単位ごとの光スペクトル値から前記標準
光の分光分布特性および等色関数で定まる重価係数を用
いて前記被測定物体の三刺激値および色度を算出する演
算処理部とからなる分光測色計において: 前記測定波長領域のうち少なくとも560nmないし5
90nm波長領域に対応する前記各光電変換素子から出
力される前記所定の測定波長単位ごとの光スペクトル値
を個別に増幅する複数の個別増幅手段と; 前記測定波長領域のうち560nmないし590nm波
長領域以外の波長領域に対応する前記各光電変換素子の
うち隣接する複数個を組として複合接続し、該複合接続
された複数の各光電変換素子から出力される複合光スペ
クトル値を共通に増幅する複数の共通増幅手段と; 前記各個別増幅手段にて得られた前記各所定の測定波長
単位ごとの光スペクトル値に対しては前記所定の測定波
長単位ごとに対応して定められた重価係数を用い、前記
各共通増幅手段にて得られた前記各複合光スペクトル値
に対しては前記復号接続された複数の光電変換素子の組
に対応する波長領域ごとにそれぞれ定められた複合重価
係数を用いて前記三刺激値および色度を算出する算出手
段と; 内部に前記光検出部からの標準光が照射される常用標準
白色試料が配設され、前記被測定物体に対する測色作業
期間中以外は常に前記光検出部の光入出力口に被せられ
る校正キャップと; 前記分光器の前記光検出部からの反射光が入射される入
口スリットに設けられたシャッターと;電源投入後前記
測色作業開始までの一定期間中前記シャッターを一定周
期で開閉動作させるシャッター開閉手段と; 前記シャッターが閉じている期間に前記演算処理部にて
得られた黒色色度および前記シャッターが開いている期
間に前記演算処理部にて得られた白色色度を用いて前記
測定作業期間中に前記演算処理部で得られる被測定物体
の測定値を自動校正する自動校正手段とを備えたことを
特徴とする分光測色計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60133429A JPS61292026A (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 分光測色計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60133429A JPS61292026A (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 分光測色計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61292026A true JPS61292026A (ja) | 1986-12-22 |
JPH0546885B2 JPH0546885B2 (ja) | 1993-07-15 |
Family
ID=15104563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60133429A Granted JPS61292026A (ja) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 分光測色計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61292026A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006200960A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Seiko Epson Corp | 異なる観察条件下で測色した測色値の補正 |
US8917394B2 (en) | 1997-08-25 | 2014-12-23 | Rah Color Technologies Llc | System for distributing and controlling color reproduction at multiple sites |
US9036209B2 (en) | 1996-02-26 | 2015-05-19 | Rah Color Technologies Llc | System for distributing and controlling color reproduction at multiple sites |
JP2016053549A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 株式会社セコニック | 測光装置 |
US9500527B2 (en) | 2000-04-11 | 2016-11-22 | Rah Color Technologies Llc | Methods and apparatus for calibrating a color display |
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