JPH067069B2 - 光沢を伴う色の判定装置 - Google Patents
光沢を伴う色の判定装置Info
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- JPH067069B2 JPH067069B2 JP60068082A JP6808285A JPH067069B2 JP H067069 B2 JPH067069 B2 JP H067069B2 JP 60068082 A JP60068082 A JP 60068082A JP 6808285 A JP6808285 A JP 6808285A JP H067069 B2 JPH067069 B2 JP H067069B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
- G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
- G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 一般に、光沢とは物体表面へ入射される光の正反射量の
大小および正反射像の鮮明さをいうが、本発明は、この
うち、正反射量の大小についてのみ考慮した色判定装置
に関するものである。
大小および正反射像の鮮明さをいうが、本発明は、この
うち、正反射量の大小についてのみ考慮した色判定装置
に関するものである。
［従来の技術］ 一般に光沢のある物体は全反射を起す。第８図Ａはその
態様を示すもので、通常は鏡面反射といわれ、入射され
た光束φ1が映像をつくるような反射を呈する。
態様を示すもので、通常は鏡面反射といわれ、入射され
た光束φ1が映像をつくるような反射を呈する。
一方、物体に光沢がなくなると、第８図Ｂに示すよう
に、拡散反射を起すようになり、反射光束φSすなわち
受光側の受光面での光量が減少する。この拡散反射反射
の場合には、法線ＮＰからの角度θ1′（＝θ1）にある
反射中心線ＡＰの方向では映像をつくならい。また、金
属を始め各種の対象物体では、入射光源の波長によって
分光反射率がかわる。
に、拡散反射を起すようになり、反射光束φSすなわち
受光側の受光面での光量が減少する。この拡散反射反射
の場合には、法線ＮＰからの角度θ1′（＝θ1）にある
反射中心線ＡＰの方向では映像をつくならい。また、金
属を始め各種の対象物体では、入射光源の波長によって
分光反射率がかわる。
従って、第８図の場合における入射光束φI、反射光束
φSは、実際には波長によって変化する値φＩλ，φ
Ｓλとして表わされ、光沢度の一般的評価法である鏡面
反射率ρSも正確には、下式のようになる。
φSは、実際には波長によって変化する値φＩλ，φ
Ｓλとして表わされ、光沢度の一般的評価法である鏡面
反射率ρSも正確には、下式のようになる。
さらに、(1)式において、実際に計測される受光素子に
はスペクトル感度が存在するため、その項を代入する
と、 が成立する。ここで、Ｓ(λ)は受光素子の持つスペクト
ル感度である。λ1，λ2は受光素子の波長域を示す。
はスペクトル感度が存在するため、その項を代入する
と、 が成立する。ここで、Ｓ(λ)は受光素子の持つスペクト
ル感度である。λ1，λ2は受光素子の波長域を示す。
また、光沢度の計測の定義について説明すると、光沢度
の計測手法には、鏡面光沢度Gsと対比光沢度Gcがあり、
ここで考慮する鏡面光沢度Gsは、屈折率１．５６７のガ
ラス表面（完全反射面）からの鏡面反射率をρOSとする
と下式で求められる。
の計測手法には、鏡面光沢度Gsと対比光沢度Gcがあり、
ここで考慮する鏡面光沢度Gsは、屈折率１．５６７のガ
ラス表面（完全反射面）からの鏡面反射率をρOSとする
と下式で求められる。
さらに、(2)式との関係でＧｓ（θ）を求めると、 となる。(4)式において、φＯＳλは屈折率１．５６７
のガラス表面からの反射光束を、θは入射角、反射角を
示す。
のガラス表面からの反射光束を、θは入射角、反射角を
示す。
このような光沢面についての色の検出を行う場合、その
光沢の影響によって受光素子に入る光量が変化するた
め、正確な色の判定を行うことができない。
光沢の影響によって受光素子に入る光量が変化するた
め、正確な色の判定を行うことができない。
例えば、パン工場におけるパンの焼成工程での焼け具合
は、一般に色により判定されるが、この色をみるとき
に、パンにオイル等を塗って焼くこと等から生じるつや
があり、正確な色が判定できない。これに対処するに
は、摺りガラスを介して色をみる等の方法が考えられる
が、この方法ではこまかい焼け具合を判定できない。
は、一般に色により判定されるが、この色をみるとき
に、パンにオイル等を塗って焼くこと等から生じるつや
があり、正確な色が判定できない。これに対処するに
は、摺りガラスを介して色をみる等の方法が考えられる
が、この方法ではこまかい焼け具合を判定できない。
また、つやのある塗料の検定等にも同様な問題がある。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、対象物体の光沢を計測し、かつ光沢の影響に
よる受光素子の受光面での光量を、検知して、この検知
量から物体色を判定できるようにした簡易型の色判定装
置を提供しようとするものである。
よる受光素子の受光面での光量を、検知して、この検知
量から物体色を判定できるようにした簡易型の色判定装
置を提供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため、本発明の色判定装置
は、被測定物体上に配置する光源部と、上記光源部から
スリットを通して投射した光を波測定物体に照射する照
射部と、被測定物体からの反射光を受光する受光部と
を、光学的に隔離すると同時に、被測定物体の測定点に
外乱光が入射しない覆いによって被覆し、上記光源部及
び照射部においては、光源部からの光をスリット及びレ
ンズを通して平行光にした後に被測定物体上に投射可能
にすると共に、受光部においては、上記平行光の正反射
方向にそれぞれ受光するセンサを配設し、上記センサに
は、カラーセンサと可視光センサとを並設し、これらの
センサに、その出力に基づいて被測定物体の色波長を演
算する演算装置を接続することによって構成される。
は、被測定物体上に配置する光源部と、上記光源部から
スリットを通して投射した光を波測定物体に照射する照
射部と、被測定物体からの反射光を受光する受光部と
を、光学的に隔離すると同時に、被測定物体の測定点に
外乱光が入射しない覆いによって被覆し、上記光源部及
び照射部においては、光源部からの光をスリット及びレ
ンズを通して平行光にした後に被測定物体上に投射可能
にすると共に、受光部においては、上記平行光の正反射
方向にそれぞれ受光するセンサを配設し、上記センサに
は、カラーセンサと可視光センサとを並設し、これらの
センサに、その出力に基づいて被測定物体の色波長を演
算する演算装置を接続することによって構成される。
［作 用］ 光源部から被測定物体上に光を照射し、可視光センサ及
びカラーセンサによってその反射光の受光を行うと、予
めそれらの校正を行っておくことにより、各センサ出力
に基づく演算装置での演算によって、被測定物体の色判
定を行うことが可能である。この場合に、覆いによって
被測定物体上の測定点に外乱光が入射しないようにして
いるので、特に明るい光源を用いることなく、簡単で安
価な装置により色判定を行うことができる。
びカラーセンサによってその反射光の受光を行うと、予
めそれらの校正を行っておくことにより、各センサ出力
に基づく演算装置での演算によって、被測定物体の色判
定を行うことが可能である。この場合に、覆いによって
被測定物体上の測定点に外乱光が入射しないようにして
いるので、特に明るい光源を用いることなく、簡単で安
価な装置により色判定を行うことができる。
［実施例］ 第１図は本発明の色判定装置の実施例を示している。こ
の色判定装置においては、被測定物体１上に光源部２、
照射部３、受光部４が配設され、それらの各部間の光が
それぞれある一定の角度をもって投射するように設置さ
れ、被測定物体１の測定点に外乱光が入射しないように
覆い５が設けられている。
の色判定装置においては、被測定物体１上に光源部２、
照射部３、受光部４が配設され、それらの各部間の光が
それぞれある一定の角度をもって投射するように設置さ
れ、被測定物体１の測定点に外乱光が入射しないように
覆い５が設けられている。
上記各部2,3,4はそれぞれスリット７、シェルタ８によ
って光学的に隔離されている。スリット７の位置は、照
射部３に設けたレンズ９の焦点にくるように設定されて
おり、スリット自体は縦長のスリット形状をしている。
また、レンズ９は物体１への入射光線を平行光線にする
役目があるが、さらに偏光を防止するための偏光防止フ
ィルタ10を設けている。一方、受光部４においては、セ
ンサ12を設け、これを外部の演算装置13に接続してい
る。
って光学的に隔離されている。スリット７の位置は、照
射部３に設けたレンズ９の焦点にくるように設定されて
おり、スリット自体は縦長のスリット形状をしている。
また、レンズ９は物体１への入射光線を平行光線にする
役目があるが、さらに偏光を防止するための偏光防止フ
ィルタ10を設けている。一方、受光部４においては、セ
ンサ12を設け、これを外部の演算装置13に接続してい
る。
なお、レンズ径は、センサ12の大きさに合わせて可能な
限り小さく設計することにより、センサ12の精度が向上
できる。偏光防止フィルタ10は、必ずしも必要ではない
が、光エネルギを物体の照射面に直線上に照射させる働
きを持つ。さらに、覆い５と物体１の間にはクッション
14を設け、物体を傷つけないようにすると同時に、外来
光を遮断するための措置がとられている。
限り小さく設計することにより、センサ12の精度が向上
できる。偏光防止フィルタ10は、必ずしも必要ではない
が、光エネルギを物体の照射面に直線上に照射させる働
きを持つ。さらに、覆い５と物体１の間にはクッション
14を設け、物体を傷つけないようにすると同時に、外来
光を遮断するための措置がとられている。
この状態で物体１に光源15からの光を照射した場合、物
体１上にはスリット形状に比例して光が縦長形状に照射
される。仮に、シェルタ８が照射部３と受光部４との間
において物体表面に垂直に設置されているとすると、物
体が完全反射面であるときには、その光路はθ1＝θ1′
になり、θ1′の方向に放射エネルギが集中する。
体１上にはスリット形状に比例して光が縦長形状に照射
される。仮に、シェルタ８が照射部３と受光部４との間
において物体表面に垂直に設置されているとすると、物
体が完全反射面であるときには、その光路はθ1＝θ1′
になり、θ1′の方向に放射エネルギが集中する。
次に、上記センサ12の構成について説明する。
第２図Ａに示すセンサ12は直線上に三つの受光センサ2
1,22,23を配置することにより構成されている。この三
つのセンサのうち、中心部にあるセンサ21がカラーセン
サであり、両端のセンサ22,23は可視光に感度を有する
可視光センサである。
1,22,23を配置することにより構成されている。この三
つのセンサのうち、中心部にあるセンサ21がカラーセン
サであり、両端のセンサ22,23は可視光に感度を有する
可視光センサである。
もし、カラーセンサ21がＲ，Ｂ，Ｇ分解形カラーセンサ
の場合は、このように直線上に配置するよりも、第２図
Ｂのように中心に可視光センサ24のまわりに赤、青、緑
のカラーセンサ25,26,27を配置するのがよい。当然それ
に伴って第１図のスリット形状も変わることになる。
の場合は、このように直線上に配置するよりも、第２図
Ｂのように中心に可視光センサ24のまわりに赤、青、緑
のカラーセンサ25,26,27を配置するのがよい。当然それ
に伴って第１図のスリット形状も変わることになる。
第２図Ａ，Ｂに示すセンサの大きな違いは、可視光セン
サが１つか２つの違いである。双方とも光量を計測する
のであるが、第２図Ａでは１対の可視光センサ出力の平
均値を光量とする。もし、ラフな計測でよいのなら、第
２図Ａの可視光センサは同図Ｂのように１個でも当然計
測できる。以下、ここでは第２図Ａのセンサを用いる場
合についてのみ説明を進める。
サが１つか２つの違いである。双方とも光量を計測する
のであるが、第２図Ａでは１対の可視光センサ出力の平
均値を光量とする。もし、ラフな計測でよいのなら、第
２図Ａの可視光センサは同図Ｂのように１個でも当然計
測できる。以下、ここでは第２図Ａのセンサを用いる場
合についてのみ説明を進める。
計測に際しては、センサの校正を行うため、物体に屈折
率１．５６７のガラスを用いる。一般にはこのようなガ
ラスを常備しておくのがメンテナンス等の問題から困難
であるので、分光反射率が既知である白色面で代用する
のがよい。以下、それを漂準白色面と記す。第１図の装
置で標準白色面をみせた場合、センサ12の出力のうち可
視光センサ22,23の出力には、 に関与するエネルギが出力される。この可視光センサの
分光特性が、第３図に示す如く、矩形状を呈する理想的
な特性を持つものと仮定すると、二つの可視光センサ出
力がほほカラーセンサ上の光量であるとみなすことがで
きる。さらに、カラーセンサ21は白色となるように基準
電圧値を定める。第２図Ｂの場合には、Ｒ，Ｂ，Ｇの全
てのカラーセンサ出力を等しくするように調整を行うこ
とになる。これらの校正を行ったのち、以下に説明する
計測に入る。
率１．５６７のガラスを用いる。一般にはこのようなガ
ラスを常備しておくのがメンテナンス等の問題から困難
であるので、分光反射率が既知である白色面で代用する
のがよい。以下、それを漂準白色面と記す。第１図の装
置で標準白色面をみせた場合、センサ12の出力のうち可
視光センサ22,23の出力には、 に関与するエネルギが出力される。この可視光センサの
分光特性が、第３図に示す如く、矩形状を呈する理想的
な特性を持つものと仮定すると、二つの可視光センサ出
力がほほカラーセンサ上の光量であるとみなすことがで
きる。さらに、カラーセンサ21は白色となるように基準
電圧値を定める。第２図Ｂの場合には、Ｒ，Ｂ，Ｇの全
てのカラーセンサ出力を等しくするように調整を行うこ
とになる。これらの校正を行ったのち、以下に説明する
計測に入る。
第４図に、標準白色面（実線）及び任意の被測定物体
（破線）についての二つの可視光センサ22,23の平均値
出力を示す。被測定物体に光沢があればある程、破線の
高さＢはＡに近づく。逆に、光沢がなくなると、物体照
射表面で拡散反射を起すようになり、受光面での光量が
減少し、破線の高さＢは小さくなる。この比が(4)式と
ほぼ同値となる。即ち、 したがって、可視光センサ出力値を使って第１図の演算
装置13において(6)式の演算をさせ、その結果から被測
定物体の大まかな光沢度を求めることができる。
（破線）についての二つの可視光センサ22,23の平均値
出力を示す。被測定物体に光沢があればある程、破線の
高さＢはＡに近づく。逆に、光沢がなくなると、物体照
射表面で拡散反射を起すようになり、受光面での光量が
減少し、破線の高さＢは小さくなる。この比が(4)式と
ほぼ同値となる。即ち、 したがって、可視光センサ出力値を使って第１図の演算
装置13において(6)式の演算をさせ、その結果から被測
定物体の大まかな光沢度を求めることができる。
次に、上記(6)式中の比を使用して、色の判別を行う方
法について説明する。
法について説明する。
色の判別に際しては、カラーセンサ21の出力があらかじ
め単色光の分光特性測定装置により分っている（第５
図）ものとし、その値からセンサの出力を補正すること
になる。また、同時に可視光センサ22,23の単色光の分
光特性測定装置による分光特性が算出できるので、その
値も演算装置13に記憶しておく。
め単色光の分光特性測定装置により分っている（第５
図）ものとし、その値からセンサの出力を補正すること
になる。また、同時に可視光センサ22,23の単色光の分
光特性測定装置による分光特性が算出できるので、その
値も演算装置13に記憶しておく。
第６図において、実線は単色光の分光特性測定装置によ
る分光特性（高さα(λ)）、破線は任意の被測定物体を
みせたときの計測値を示す。任意の物体をみせたときの
カラーセンサ21の出力をｘとし、この出力ｘに対し、第
６図のセンサ出力から(6)と同様にして算出された値 の逆数を乗じた値をXnとすると、第５図のグラフにおい
てそのときのXnに対応する波長λｎが求める色波長とな
る。
る分光特性（高さα(λ)）、破線は任意の被測定物体を
みせたときの計測値を示す。任意の物体をみせたときの
カラーセンサ21の出力をｘとし、この出力ｘに対し、第
６図のセンサ出力から(6)と同様にして算出された値 の逆数を乗じた値をXnとすると、第５図のグラフにおい
てそのときのXnに対応する波長λｎが求める色波長とな
る。
この色波長λｎは、センサ12の出力に基づき、演算装置
13における演算によって求められるものである。
13における演算によって求められるものである。
次に、第２図Ｂに示す三色分離形カラーセンサの場合に
ついて説明する。この場合は、単色光の分光特性測定装
置による校正は行わなくてもよい。
ついて説明する。この場合は、単色光の分光特性測定装
置による校正は行わなくてもよい。
それは、標準白色面を見せたときの出力比が、赤、青、
緑のセンサについてそれぞれＲ，Ｂ，Ｇであるとする
と、 を求めることにより、ｘｙ色度座標にＲ，Ｂ，Ｇ出力を
換算することができるからである。(6)式の演算を行う
際に、標準白色面により上記の値が等しくなる(０．３)
ようにセンサの出力調整を行うことによって、校正を完
了することができる。
緑のセンサについてそれぞれＲ，Ｂ，Ｇであるとする
と、 を求めることにより、ｘｙ色度座標にＲ，Ｂ，Ｇ出力を
換算することができるからである。(6)式の演算を行う
際に、標準白色面により上記の値が等しくなる(０．３)
ようにセンサの出力調整を行うことによって、校正を完
了することができる。
校正完了後、任意の物体を見せた場合の各カラーセンサ
の出力特性は、第７図の破線Ｒ，Ｂ，Ｇのようになる。
この出力に(6)方式で得られたGs(λ)の逆数を乗ずる
と、その値はＲ′，Ｂ′，Ｇ′となり、その値を下式に
代入すると、真のｘ，ｙ色度座標が求められる。
の出力特性は、第７図の破線Ｒ，Ｂ，Ｇのようになる。
この出力に(6)方式で得られたGs(λ)の逆数を乗ずる
と、その値はＲ′，Ｂ′，Ｇ′となり、その値を下式に
代入すると、真のｘ，ｙ色度座標が求められる。
以上の装置は、光束を正確に計るものではなく、あくま
でもつやのある物体の色を簡易に計測する目的で開発さ
れたものである。
でもつやのある物体の色を簡易に計測する目的で開発さ
れたものである。
［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の色判定装置によれば、簡易な装
置により、従来の方法では不可能であった光沢のある物
体の色判定を簡易に行うことができる。
置により、従来の方法では不可能であった光沢のある物
体の色判定を簡易に行うことができる。
第１図は本発明の色判定装置の実施例を示す断面図、第
２図Ａ，Ｂは上記色判定装置に用いるセンサの正面図、
第３図ないし第７図は本発明における演算装置の作用を
説明するための線図、第８図Ａ，Ｂは一般的な光反射に
ついての説明図である。 １・・被測定物体、 ２・・光源部、 ３・・照射部、 ４・・受光部、 ５・・覆い、 ７・・スリット、 12・・センサ、 13・・演算装置、 15・・光源、 21，25〜27・・カラーセンサ、 22,23,24・・可視光センサ。
２図Ａ，Ｂは上記色判定装置に用いるセンサの正面図、
第３図ないし第７図は本発明における演算装置の作用を
説明するための線図、第８図Ａ，Ｂは一般的な光反射に
ついての説明図である。 １・・被測定物体、 ２・・光源部、 ３・・照射部、 ４・・受光部、 ５・・覆い、 ７・・スリット、 12・・センサ、 13・・演算装置、 15・・光源、 21，25〜27・・カラーセンサ、 22,23,24・・可視光センサ。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定物体上に配置する光源部と、上記光
源部からスリットを通して投射した光を被測定物体に照
射する照射部と、被測定物体からの反射光を受光する受
光部とを、光学的に隔離すると同時に、被測定物体の測
定点に外乱光が入射しない覆いによって被覆し、上記光
源部及び照射部においては、光源部からの光をスリット
及びレンズを通して平行光にした後に被測定物体上に投
射可能にすると共に、受光部においては、上記平行光の
正反射方向にそれを受光するセンサを配設し、上記セン
サには、カラーセンサと可視光センサとを並設し、これ
らのセンサに、その出力に基づいて被測定物体の色波長
を演算する演算装置を接続したことを特徴とする光沢を
伴う色の判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068082A JPH067069B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 光沢を伴う色の判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60068082A JPH067069B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 光沢を伴う色の判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226622A JPS61226622A (ja) | 1986-10-08 |
| JPH067069B2 true JPH067069B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=13363469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60068082A Expired - Lifetime JPH067069B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 光沢を伴う色の判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067069B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0714834Y2 (ja) * | 1988-07-05 | 1995-04-10 | 川崎製鉄株式会社 | 着色鋼板の色彩計測装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57206836A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-18 | Omron Tateisi Electronics Co | Color discriminating element |
| JPS59180441A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Kansai Paint Co Ltd | メタリツク塗膜の色調判定方法およびその判定装置 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP60068082A patent/JPH067069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61226622A (ja) | 1986-10-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |