| 研究課題/領域番号 |
17K01201
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| 研究機関 | 吉備国際大学 |
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研究代表者 |
大下 浩司 吉備国際大学, 外国語学部, 准教授 (40412241)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 色材同定 / 多変量解析 / 反射スペクトル / 非破壊測定 / 顔料 / 染料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、紫外線・可視光線・近赤外線の広範な波長域の光に対する顔料や染料等の色材の反射スペクトルを非破壊測定し、反射スペクトルから得られる各波長の光に対する反射率のデータ群を多変量解析して、色材を同定しようとしている。この目的を達成するために、平成29年度は、紫外線・可視光線・近赤外線の光に対する色材の反射スペクトルを非破壊測定できる光ファイバー分光光度計を構築した。
光ファイバー分光光度計は、光源・分光検出器・光ファイバーのデバイスから構成される。光源には、紫外線・可視光線・近赤外線の光を発光するものを用い、分光検出器は、紫外線・可視光線用と近赤外線用の2台を用いた。そして、これらの光源1台と分光検出器2台に三分岐光ファイバーを取り付け、分光検出器2台とコンピュータをUSBケーブルで繋ぎ、反射スペクトルを測定できるようにした。このようにして構築した光ファイバー分光光度計は、小型・軽量なデバイスからなり、持ち運びにも適している。
本研究は、絵画や染織品に使用された顔料や染料等の色材の反射スペクトルを非破壊測定し、これを多変量解析することによって、色材を同定しようとしている。本研究の目的を達成できれば、美術館・博物館の現場へ小型・軽量な光ファイバー分光光度計を持ち運び、現場で絵画や染織品に使用された色材を科学調査できるようになる。そして、従来、顔料や染料の同定には、それぞれに適した分析装置を使用していたが、本研究で構築した光ファイバー分光光度計を使用し、次年度から検討する反射スペクトルの多変量解析の手法を確立できれば、1台の分析装置で顔料と染料を同定できるようになる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究は、紫外線・可視光線・近赤外線の光に対する顔料や染料等の色材の反射スペクトルを非破壊測定するための光ファイバー分光光度計を構築し、これを用いて測定した反射スペクトルを多変量解析して色材を同定する方法を開発しようとしている。平成29年度には、当初、光ファイバー分光光度計の構築と、種々の色材の反射スペクトルの測定およびデータの蓄積をしようとした。
まず、研究実績の概要に記したように、紫外線・可視光線・近赤外線の光に対する色材の反射スペクトルを非破壊測定できる小型・軽量な光ファイバー分光光度計を構築した。一般的な光ファイバー分光光度計では、光源1台・分光検出器1台・二分岐光ファイバー1本からなるが、本研究で構築した光ファイバー分光光度計では、紫外線・可視光線・近赤外線の広範な波長域の光の反射スペクトルを測定するため、光源1台と分光検出器2台、三分岐光ファイバー1本からなる。光源は、紫外線・可視光線・近赤外線のなるべく広範な波長域の光を発光し、この広範な波長域において滑らかなスペクトルを発光するものを選定した。分光検出器は、紫外線・可視光線・近赤外線の光を1台で分光・検出可能なものはなく、紫外線・可視光線用と近赤外線用の2台を用いた。そして、2台の分光検出器から得られた反射スペクトルを結合するため、各分光検出器の感度を調整する必要があり、この調整に手間取った。このため、進捗がやや遅れ、種々の色材の反射スペクトル測定とデータの蓄積は次年度に行なうこととした。
さらには、本研究の目的である色材の非破壊同定法開発のため、蛍光波長や紫外線の光に対する反射率の簡易推定法についても検討した。デジタル一眼レフカメラを用いた蛍光写真撮影による蛍光波長の推定や紫外線写真撮影による紫外線反射率の推定を試み、概ね良好な結果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度に構築した光ファイバー分光光度計を用いて、種々の色材の反射スペクトルを測定し標準データを蓄積して、これをもとに単一色材を同定するための反射スペクトルの多変量解析法を検討する。
光ファイバー分光光度計を用いて、紫外線・可視光線・近赤外線の光に対する顔料や染料等の色材の反射スペクトルを測定するために、顔料および染料の標準試料を調製する。標準試料として、油絵具・アクリル絵具・水彩絵具等から調製した顔料試料と、布や糸などを染め調製した染料試料を測定に供する。測定した反射スペクトルは多変量解析のための標準データとして扱うため、これに適した試料調製法を検討する。
反射スペクトルの測定には、平成29年度に構築した光ファイバー分光光度計を用いる。この測定は非破壊で行ない、顔料や染料などの標準試料に対し光ファイバー先端部を向け固定して行なう。紫外線・可視光線・近赤外線の広範な波長域の光に対する色材の反射スペクトルを測定するため、光ファイバー先端部の固定方法、標準試料に照射する光の強度、標準試料が反射する光の検出等の諸条件の検討も要する。
さらには、光ファイバー分光光度計を用いて、顔料試料と染料試料の反射スペクトルを測定し、標準データを蓄積する。そして、この標準データを用いて顔料や染料を同定するための多変量解析法を検討する。多変量解析では、解析に用いる波長範囲、解析手法や解析条件を検討する。
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