(57)【要約】  マルチアングル測色計は、光検出部４０において、主ジオメトリ面の所定位置に配置された主受光窓４１Ｗと、副ジオメトリ面上に配置された第１と第２の補助光学窓４２Ｗ，４３Ｗとを備え、測定点からの反射光のうち、主受光窓４１Ｗで受光した主成分光Ｖ０を電気的な主信号ＳＧ０に変換する主光電変換素子Ｖ１と、該反射光のうち第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗでそれぞれ受光した第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２を電気的な第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に変換する第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔとを備える。演算部７２では、第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行い、該測定点の色情報を得る。これにより、手間と時間を要することなく、内部機構の信頼性や耐久性を維持しながら、測定面の相対的傾斜による姿勢誤差を低減可能にする。
2012147504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、
(b)  光検出部であって、
前記基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、
前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、前記基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが前記測定点に対向する複数の補助受光窓と、
前記測定点に配置された測定面からの反射光のうち、前記主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、
前記反射光のうち前記複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、
を備える光検出部と、
(c)  前記複数の補助信号に基づいて前記主信号の補正を行って、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、
を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
前記演算部は、
前記主信号および前記複数の補助信号を用いて前記反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める近似関数推定部と、
前記近似関数推定部により求められた近似関数に基づいて、補正係数を演算する補正係数演算部と、
前記補正係数演算部により求められた補正係数を用いて、前記主信号を補正するための演算を行う補正部と、
をさらに備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチアングル測色計であって、
前記補正係数演算部は、
前記近似関数推定部により求められた前記近似関数に基づいて複数の補助信号の測定値の比を算出し、前記測定値の比と前記補正係数とをテーブルとして記憶させ、
前記補正部は、
各測定で得られた複数の補助信号の測定値の比を計算し、前記テーブルを参照して、前記測定値の比に対する姿勢誤差および補正係数を読み出すとともに、前記補正係数を用いて、補正前の主成分光の測定値を補正することを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチアングル測色計であって、
前記補正部による前記主信号の補正の有効範囲を規定する所定の閾値を記憶する記憶部、
をさらに備え、
前記補正部は、
前記複数の補助信号による測定値の比に対応する指標値と前記所定の閾値とを比較し、前記指標値が前記有効範囲を逸脱する場合にはエラー処理を行うエラー処理部を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項５】
請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
前記照明部は、
それぞれが前記基準平面上に配置され、かつ前記所定の測定点に向かって互いに異なる角度から光照射を行う複数の照明部を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項６】
請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
前記主受光窓は、
それぞれが前記基準平面上に配置され、かつ前記所定の測定点から互いに異なる角度で反射した反射光を受光する複数の主受光窓を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項７】
請求項６に記載のマルチアングル測色計であって、
前記複数の主受光窓のそれぞれに対して複数の補助受光窓を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチアングル測色計に関するもので、特に、測定面に対する測色計の姿勢誤差を補正するための光学配置の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の塗装などに用いられるメタリック塗装やパールカラー塗装などは、内部の光輝材の影響で観察者の方向によって色彩が異なるように見えることがあるため、その塗装評価（塗装色の評価）には複数角度で照明もしくは受光をおこなうマルチアングル測色計が用いられる。【０００３】
すなわち、自動車の塗装などに用いられるメタリック塗装やパールカラー塗装は、塗装塗膜内に光輝材と呼ばれるフレーク状のアルミ片やマイカ片が含まれてなり、いわゆるメタリック効果やパール効果を呈する。これは、反射特性に対する光輝材の寄与が照明および観察方向によって異なることに起因するものである。このようなメタリック塗装やパールカラー塗装の評価（色彩測定）には、被測定物の測定面に対して複数の方向から照明して一方向から受光する（多方向照明一方向受光）、あるいは、被測定物の測定面に対して一方向から照明して複数の方向から受光する（一方向照明多方向受光）、マルチアングルジオメトリー（光学配置）を備えたマルチアングル測色計が用いられる。【０００４】
ところが、測定対象が自動車のバンパーなど曲率を持つ試料であると、測定時に試料法線と測色計の基準軸とが一致しない姿勢誤差が生じる可能性が高い。中でも正反射光に近い角度方向は反射特性の角度依存性が大きいため、この誤差の影響が無視できない。【０００５】
そこで、この姿勢誤差を低減する目的で、例えば、特許文献１で開示する方法では、測定光学系を内蔵する光学ベースユニットが、筺体に対してばねなどの弾性体で保持され、試料と筺体との接触角度によらず照明・受光ジオメトリを一定に保つことで測定誤差を低減する技術が提案されている。【０００６】
また、他の公知技術としては、試料接触面に複数の接触ピンを配置し、すべて均等に押圧されれば測定トリガーがかかる構成にすることで、測色計の姿勢誤差を抑えるという技術もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、マルチアングル測色計の代表的な用途として、自動車の外装評価が挙げられるが、製造ライン等で用いられる場合、特にバンパーなどの車体側面を測定する場合には、測色計を傾けて使用することは容易に想像される。【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、機構上に工夫を施すことによって姿勢誤差の低減を目指したものであるが、内部機構を弾性体で保持するという、構造上、複雑なメカ構成が必要となり、装置が大型になる。また、内部機構が移動する構造であるため、自動車の製造ラインにおいて測定対象が動いている場合などの厳しい条件で使用された場合の信頼性や耐久性に乏しいということが懸念される。【００１０】
また、上記公知技術では、測定者が手動で姿勢調整をおこなう必要があり、測定開始までに手間と時間を要するという欠点がある。【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定面に対して測色計を傾けて使用する場合においても、内部機構の信頼性や耐久性を維持し、手間と時間を要することなく姿勢誤差の補正を行うことが可能なマルチアングル測色計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１側面によるマルチアングル測色計は、(a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、(b)光検出部であって、前記基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、前記基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが前記測定点に対向する複数の補助受光窓と、前記測定点に配置された測定面からの反射光のうち、前記主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、前記反射光のうち前記複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、を備える光検出部と、(c)前記複数の補助信号に基づいて前記主信号の補正を行って、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、所定位置と測定点とを含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置された複数の補助光学窓から得られた光成分の情報に基づいて主信号の補正を行うため、基準面が測定面の法線から傾いても適切な測色を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計について、（ａ）外観を示す斜視図および（ｂ）測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度関係を説明する模式図である。
【図２】図２は本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計の基本的な機能構成例を示す図である。
【図３】図３は光学系の配置による主ジオメトリ面と副ジオメトリ面とを説明する図である。
【図４】図４は反射光強度を示すグラフについて、（ａ）傾斜環境にない場合と（ｂ）傾斜環境にある場合とを説明する図である。
【図５】図５は副ジオメトリ面における光検出部の一構成例を示す図である。
【図６】図６は光検出部および演算部の機能的構成を示す図である。
【図７】図７は傾斜環境にない場合の副ジオメトリ面における光検出部の構成と反射光強度のグラフとの関係を示す図である。
【図８】図８は傾斜環境にある場合の副ジオメトリ面における光検出部の構成と反射光強度のグラフとの関係を示す図である。
【図９】図９は反射光強度の近似関数を例示する図である。
【図１０】図１０は第１実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は姿勢誤差θ、出力比Ｒおよび補正係数Ｃのテーブルを例示する図である。
【図１２】図１２は第２実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は第３実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は補正近似関数を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜１．各実施形態の概要＞
＜１−１．外観と使用態様＞
図１は、本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計に共通する外観を示す斜視図および測定器本体と被測定物の測定面との位置関係を説明する模式図である。
【００１６】
図１（ａ）はマルチアングル測色計の外観を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、このマルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）は、後述する各構成要素（図２参照）が収容された箱形状の測定器本体２からなる。この測定器本体２は、底壁に穿設された測定用開口３と、表面適所に配設され、測定結果を示すディスプレイや操作スイッチなどを備えた操作表示パネル４とを備え、持ち運び可能なポータブル測色計を構成している。
【００１７】
そして、図１（ｂ）は同マルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）の測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度を説明する模式図である。図１（ｂ）に示すように、マルチアングル測色計１００の測定用開口３を被測定物５に向けて測定を行い、測定用開口３に対向する被測定物５の領域が測定域５ａとなる。測定の際には、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用開口３の法線）と測定域５ａの法線５ｎとが一致するように、測定器本体２を被測定物５の表面に対向するように配置する。
【００１８】
被測定物５が自動車のバンパーのような曲面である場合には、測定器本体２の中心軸２ｎを測定面の法線５ｎと正確に一致させることが困難であるため、一般には、中心軸２ｎは測定面の法線５ｎとは一致しないことが多く、測定面の法線に対して傾斜した状態となる。以下このような測定環境を「傾斜環境」と呼ぶことにする。
【００１９】
＜１−２．マルチアングル測色計の基本的な機能構成＞
本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）の機能構成について、多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計を例として説明する。図２は、多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計の基本的な機能構成例を示す図である。
【００２０】
図２で示されるように、マルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）の主な構成は、所定の基準線（測定器本体２の中心軸２ｎ）を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点Ｐに向かって異なる角度で光照射を行う複数の照明部１Ａ〜５Ａと、測定点Ｐに配置された測定面からの反射光を受けて電気的な信号に変換する光検出部４０とを備える。また、制御部７０において、該信号に基づいて、光の検出値を求め、該検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る演算部７２を備える。さらに、上記以外にも、操作表示パネル４と、測定スイッチ６５と、表示部６６と、メモリ部６０と、測定制御部７１とが設けられている。
【００２１】
上記の基準平面は、中心軸２ｎが測定面に対して垂直であるような場合には、中心軸２ｎを含み、かつ測定面に対して垂直な平面である。以下、この面を「主ジオメトリ面」と呼ぶ。また、この基準平面（主ジオメトリ面）に直交する仮想平面を「副ジオメトリ面」と呼ぶ。
【００２２】
以下、図２を参照しながら、マルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）が有する構成および機能を説明する。
【００２３】
照明部１Ａ〜５Ａのそれぞれは、例えば、キセノンフラッシュランプからなる光源と、光源からの光線を規制する規制板と、コリメートレンズとから構成される（不図示）。この光源を発光させる発光回路１１〜１５は、照明部１Ａ〜５Ａの近傍にそれぞれ設けられている。
【００２４】
発光回路１１〜１５は、例えば、数百Ｖの直流高電圧を光源の電極に印加するためのメインコンデンサ、このメインコンデンサを充電するための充電回路、光源に密着して巻かれた金属ワイヤからなるトリガ電極に数万Ｖの交流高電圧を印加するためのトリガ発生回路を有しており、さらに、例えばＩＧＢＴからなる例えばＩＧＢＴからなる半導体スイッチ素子、およびこの半導体スイッチ素子に駆動電圧を印加するための駆動回路を有している。
【００２５】
そして、半導体スイッチ素子をオンにしておき、メインコンデンサにより光源の両端電極に直流高電圧を印加した状態で、トリガ発生回路のトリガコンデンサによりトリガトランスを介してトリガ電極に交流高電圧を瞬間的に印加すると、光源がトリガされ、メインコンデンサから直流電流が流れて発光することとなる。その後、所望のタイミングで半導体スイッチをオフにすることにより、発光を停止させることができる。
【００２６】
規制板は、規制板の開口がコリメートレンズの焦点に一致するように配置されており、規制板の開口を通過した光源からの光線は、コリメートレンズによってコリメートされて平行光線となって、被測定物５の測定点Ｐを照明する。
【００２７】
光検出部４０は、被測定物５の測定点Ｐからの反射光を受けて、電気的な信号に変換する機能を備えており、機能構成についての詳細は後述する。
【００２８】
操作表示パネル４は、測定開始を指示するための測定スイッチ６５や、測定結果を表示するための例えば液晶表示パネルからなる表示部６６などを備えている。
【００２９】
メモリ部６０は、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどからなり、測定結果などを一時的に保管するとともに、制御部７０を動作させるための制御プログラムを記憶している。
【００３０】
制御部７０は、ＣＰＵやＡ／Ｄ変換器などの電子回路を備え、機能ブロックとして、測定制御部７１と、演算部７２とを備え、メモリ部６０に格納されている制御プログラムに従って、マルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）の各部の動作を制御する。
【００３１】
測定制御部７１では、測定スイッチ６５が操作されると、照明部１Ａ〜５Ａのそれぞれの光源を時間順次に発光させて測色を行わせる。また、測定制御部７１は、演算部７２による算出結果を測定結果として表示部６６に表示する。
【００３２】
演算部７２では、光検出部４０にて変換された電気的な信号に基づいて、光の検出値（分光反射特性）をそれぞれ求め、該検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報（例えば、三刺激値）を得る。
【００３３】
＜１−３．傾斜環境における反射光特性の一般的性質と前提事情＞
本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計１００（１００ａ，１００ｂ）の詳細を説明する準備として、各実施形態の前提となる反射光特性の一般的性質と、それに伴って生じる事情、すなわち従来技術で生じていた事情を説明しておく。
【００３４】
図３は、複数の照明部１Ａ〜５Ａから照射された光Ｌ１〜Ｌ５が測定面５Ｓの測定点Ｐにて反射され、受光器４１にて受光されることを説明する図である。図３（ａ）は、図２で示された主ジオメトリ面から見た図であり、図３（ｂ）は、副ジオメトリ面から見た図である。
【００３５】
以下では、図３（ｂ）で示されるような副ジオメトリ面で生じる事情を説明する。
【００３６】
図４は、測定器本体の中心軸２ｎと測定面５Ｓの法線５ｎとのずれによって生じる事情を説明した図である。なお、以下では、紙面右方向への角度をプラスとし、紙面左方向への角度をマイナスとして定義する。
【００３７】
図４（ａ）では、傾斜環境にない（測定器本体２の中心軸２ｎと測定面５Ｓの法線５ｎとが一致する）場合における反射光強度を示すグラフである。また、図４（ｂ）では、傾斜環境にある（法線５ｎが中心軸２ｎから角度−θ傾いた）場合の反射光強度を示すグラフである。なお、このグラフの縦軸は反射光強度とし、横軸は中心軸２ｎからの角度のずれ（以下、「角度Ａ」と称する。）とする。
【００３８】
図４（ａ）および（ｂ）で示されるように、中心軸２ｎ上にある照明部１Ａ〜５Ａから照明光Ｌ１〜Ｌ５が照射され、照明光Ｌ１〜Ｌ５は測定面５Ｓの測定点Ｐにて反射され、受光器４１によって受光される。照明部１Ａ〜５Ａからの照明光Ｌ１〜Ｌ５に対しての正反射光は、法線５ｎに対して、それぞれ照明光Ｌ１〜Ｌ５に対称となる方向に射出される。すなわち、正反射光は、図４（ａ）では、中心軸２ｎと法線５ｎとが一致しているため、照明光Ｌ１〜Ｌ５に対する正反射光は照明部１Ａ〜５Ａの位置する方向に射出されるのに対して、図４（ｂ）では、法線５ｎが中心軸２ｎから角度−θ方向に傾いているため、照明光Ｌ１〜Ｌ５に対する正反射光は照明部１Ａ〜５Ａの位置する方向から角度−２θ傾いた方向に射出される。
【００３９】
また、正反射光以外にも様々な方向に反射光が射出されるが、反射光強度と角度Ａとの関係を見ると、図４（ａ）および（ｂ）のグラフで示されるように当該正反射光の角度を中心として対称的な位置関係にある両側の角度で対称的に減衰する特性をもつ。このため、図４（ａ）では、近似関数Ｆとして、正反射に比較的近い０°付近においては、反射光強度と角度Ａとの関係は単純なガウス関数Ｇ（Ａ）で近似することができるのに対して、図４（ｂ）のガウス関数は、角度−２θ一律にシフトしたＧ（Ａ＋２θ）の分布で近似できる。なお、正反射光強度ＧＰは、図４（ａ）および図４（ｂ）ともに、ほぼＧ（０）となる。
【００４０】
一方、受光器４１が、図４（ａ）では正反射光方向と一致する方向に位置するのに対して、図４（ｂ）では正反射光方向からの角度＋２θ傾いた方向に位置する。
【００４１】
このため、図４（ａ）では受光器４１にて検出される反射光量Ｓは、
【数１】
2012147504.tif 000003
である。ここで、±ｄは、受光器４１の中心からの幅を中心軸２ｎからの角度で示している。一方、図４（ｂ）では、
【数２】
2012147504.tif 000004
となる。したがって、測定面５Ｓの法線５ｎが測定器本体２の中心軸２ｎに対して角度−θ方向に傾いた場合（図４（ｂ）参照）には、中心軸２ｎと法線５ｎとが一致している場合（図４（ａ）参照）と比較して、受光器４１の受光した光量が（Ｓ−Ｓ’）だけ少なくなるという性質をもつ。
【００４２】
このように、測定器本体２の中心軸２ｎと測定面５Ｓの法線５ｎとが一致しない姿勢で測定した場合、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を正しく得ることができないという課題が生じている。
【００４３】
このような背景の下、本発明の各実施形態では、光検出部４０（４０ａ，４０ｂ）および演算部７２（７２ａ，７２ｂ）が従来技術と比較して改良されたことにより、上記のような姿勢誤差を低減し、測定点Ｐに存在する測定面の測色を正確に行う。
【００４４】
以上の準備の下で、各実施形態の具体的機能構成と動作とを以下に説明する。
【００４５】
＜２．第１実施形態＞
第１実施形態に係るマルチアングル測色計１００の光検出部４０および演算部７２の機能構成を説明するとともに、本発明による姿勢誤差の補正方法についても併せて説明する。
【００４６】
＜２−１．光検出部の機能構成＞
ここでは、とりわけ、マルチアングル測色計１００の光検出部４０の機能的構成を説明する（図２参照）。
【００４７】
図５は、本実施形態に係るマルチアングル測色計１００の副ジオメトリ面における光検出部４０の一構成例を示す図であり、図６は、光検出部４０および演算部７２の機能的構成を示す図である。
【００４８】
なお、本発明の実施例としては、
（I）主ジオメトリ面に対し片側に複数の補助受光窓を配置、
（II）主ジオメトリ面を挟んで両側に複数の補助受光窓を配置、
（III）（II）の中でも特に、両側に対称的に配置、
などが実施可能であるが、本発明の各実施形態では、（III）の場合について説明する。
【００４９】
図５で示されるように、光検出部４０では、主ジオメトリ面の所定位置に配置された主受光窓４１Ｗと、測定点Ｐに対向し、かつ、測定点Ｐと所定位置とを含み、且つ、主ジオメトリ面に対して直交する平面（即ち、測定点Ｐと所定位置とを含む副ジオメトリ面）上に第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗとが配置されている。また、光検出部４０では、測定点Ｐに配置された測定面５Ｓからの反射光のうち、主受光窓４１Ｗで受光した主成分光Ｖ０を受けて電気的な主信号ＳＧ０に変換する主光電変換素子４１Ｔと、当該反射光のうち第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗでそれぞれ受光した第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２を受けて電気的な第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に変換する第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔとを備える（図５，６参照）。なお、本出願において、受光窓との表現はそれ自体で格別の構造を特定するものではなく、測定面からの反射光が入射できる構成全てを含み得るものである。
【００５０】
また、主光電変換素子４１Ｔを有する受光器４１としては、例えば、ポリクロメータなどを用いることができ、第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔを有する補助受光器４２，４３としては、例えば、ＳＰＤ（Silicon Photodiode）などを用いることができる（図５参照）。
【００５１】
すなわち、ポリクロメータ４１は、入射光線を波長ごとに分離して光強度に応じた分光データを出力する光検出ユニットであり、凹面回折格子５１とラインセンサ（主光電変換素子）４１Ｔとを備え、入射スリット５０から入射した主成分光Ｖ０は、凹面回折格子５１で分光され、ラインセンサ４１Ｔで受光し、主成分光Ｖ０を電気的な主信号ＳＧ０に変換する。また、ＳＰＤ４２，４３においても、第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２を第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔで受光し、電気的な第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に変換する。
【００５２】
図７および図８は、副ジオメトリ面における光検出部４０の構成と反射光強度を示すグラフであり、図７は、図４（ａ）に対応する傾斜環境にない場合であり、図８は、図４（ｂ）に対応する傾斜環境にある場合を示す。
【００５３】
図７で示されるように、中心軸２ｎに対して角度±δに配置された補助受光器４２，４３は、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗを介して、ガウス関数Ｇ（Ａ）の斜線の領域ＳＡ，ＳＢに相当する反射光量を得る。具体的に、補助受光器４２にて検出される第１の補助成分光Ｖ１の反射光量ＳＡは、
【数３】
2012147504.tif 000005
であり、補助受光器４３にて検出される第２の補助成分光Ｖ２の反射光量ＳＢは、
【数４】
2012147504.tif 000006
である。なお、補助受光器４２（または４３）の中心からの受光範囲の幅は、受光器４１の中心からの幅と異なっても良く、ここでは説明の簡略化のため、補助受光器４２（または４３）の中心からの受光範囲の幅を、受光器４１と同様に、中心軸２ｎから角度±ｄの幅としている。
【００５４】
上記数式３および数式４より、傾斜環境にない場合は、ＳＡ＝ＳＢの関係が成り立つ。一方、図８では、測定面５Ｓの法線５ｎが測定器本体２の中心軸２ｎに対して角度−θ方向に傾いた場合には、ガウス関数は、角度−２θ一律にシフトしたＧ（Ａ＋２θ）の分布となるため、補助受光器４２にて検出される第１の補助成分光Ｖ１の反射光量ＳＡ’は、
【数５】
2012147504.tif 000007
となり、図７および図８で示されるように、ＳＡ＞ＳＡ’の関係があるため、姿勢誤差が生じたときには、姿勢誤差がない場合よりも補助受光器４２で少なく受光されることがわかる。これに対して、補助受光器４３にて検出される第２の補助成分光Ｖ２の反射光量ＳＢ’は、
【数６】
2012147504.tif 000008
となり、図７および図８で示されるように、ＳＢ＜ＳＢ’の関係があるため、姿勢誤差が生じたときには、姿勢誤差がない場合よりも補助受光器４３で多く受光されることがわかる。
【００５５】
このように、姿勢誤差が生じた場合、その傾き量と補助受光器４２，４３の受光量との関係は、本実施形態では、補助受光器４２，４３のそれぞれの受光量のうちの一方が傾き量の増加関数であるのに対して他方は傾き量の減少関数である。このため、補助受光器４２，４３のそれぞれの受光量は傾き量に対してほぼ一対一の関係にある。
【００５６】
そこで、本発明の実施形態による姿勢誤差の補正では、そのような傾き量と反射光の受光量との関係を利用して、主成分光Ｖ０の測定値を補正することで、姿勢誤差の影響を低減する。
【００５７】
＜２−２．演算部の機能構成＞
続いて、マルチアングル測色計１００の演算部７２の機能的構成について説明する（図２参照）。
【００５８】
図６で示されるように、演算部７２では、第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行って、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る。演算部７２は、近似関数推定部７３と、補正係数演算部７４と、補正部７５とを備える。
【００５９】
近似関数推定部７３では、反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める。具体的には、複数の照明部１Ａ〜５Ａから照射された光Ｌ１〜Ｌ５が測定面５Ｓの測定点Ｐにて中心ピーク位置だけでなくそれ以外の角度にも反射されるが、その反射光のうち、副ジオメトリ面における反射光の強度分布を近似関数Ｆとして推定する。ここで、複数の照明部１Ａ〜５Ａのうち、測定点Ｐに関して受光器４１と正反射の位置に近い位置に配置された照明部からの反射光を受光器４１が受光する場合を例に、より具体的に説明する。副ジオメトリ面の角度分布においては、正反射に近い０°付近については光輝材からの正反射光が支配的と考えられるため、図９で示されるようなガウス分布で近似することができる。すなわち、近似関数Ｆは、上記より、測定面５Ｓの法線５ｎが測定器本体２の中心軸２ｎに対して角度−θ方向に傾いた場合には、角度＋２θ一律にシフトしたガウス分布になることが推定できるため、未知数として、ガウスピークＧＰと、ガウス半値幅ＦＷＨＭと、シフト量２θとの３つを求めることにより近似関数Ｆを推定する。
【００６０】
ここで、近似関数Ｆを求める際、上記未知数が３つ存在し、測定時に完全に姿勢誤差θ＝０にすることはできないため、θが有限であるとして式に入れて、受光器４１および補助受光器４２，４３にて取得される３つの測定値から異なる３つの連立方程式を生成する。そして、これらの連立方程式を解くことで、近似関数Ｆの具体的な形を求める。
【００６１】
図１４（ａ）中にこの過程が例示されており、測定値Ｓ０、Ｓ１，Ｓ２と、そのときの受光器４１の姿勢誤差θtと補助受光器４２，４３の姿勢角（θt±δ）に対応する位置とで定まる３点で近似関数Ｆをフィッティングすることにより近似関数Ｆの具体的な形が定まる。
【００６２】
この連立方程式を解くにあたっては、数式によって解を厳密に算出しても良いし、近似関数Ｆと実測値との差分の２乗和を評価値とし、評価値が最小となるような数値解を近似的に求めても良い。
【００６３】
そして、近似関数Ｆのピーク値Ｓｐと、現在の測定値Ｓ０との比率Ｓｐ／Ｓ０を補正係数Ｃとする。
【００６４】
補正部７５では、このようにして補正係数演算部７４により求められた、補正係数Ｃを用いて、補正前の主信号ＳＧ０の測定値を補正するための演算を行う。
【００６５】
なお、複数の照明部１Ａ〜５Ａのうち、測定点Ｐに関して受光器４１と正反射の位置から遠い位置に配置された照明部からの反射光を受光器４１が受光する場合には、その位置に応じた近似関数を予め設定することにより、当該関数を用いて補正係数Ｃを求め、補正のための演算を行うことができる。
【００６６】
＜２−３．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、マルチアングル測色計１００の測定動作について説明する。これらの動作は、制御部７０が、メモリ部６０内に記憶されているプログラムに従って自動的に実行する。
【００６７】
図１０は、マルチアングル測色計１００において実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。まず、例えば、ユーザによる測定スイッチ６５に対する操作に応じて、本動作フローが開始されて、図１０のステップＳ１に進む。
【００６８】
ステップＳ１では、複数の照明部１Ａ〜５Ａから光Ｌ１〜Ｌ５が照射される。そして、測定面５Ｓの測定点Ｐにて反射された光が、主受光窓４１Ｗを介して受光器４１にて主成分光Ｖ０として検出されるとともに、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗを介して補助受光器４２，４３にて第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２として検出される。さらに、主成分光Ｖ０は主光電変換素子４１Ｔにより電気的な主信号ＳＧ０に変換され、第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２は第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔにより電気的な第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に変換されることで、３つの測定値が取得される。
【００６９】
ステップＳ２では、近似関数推定部７３が、取得した主信号ＳＧ０および第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の３つの測定値を用いて近似関数Ｆの具体的な形を表現するパラメータ値を推定する。そして、図１４（ａ）で説明した原理によって、近似関数Ｆの具体的な形を決定してメモリ部６０に記憶させる。
【００７０】
ステップＳ３では、補正係数演算部７４が、近似関数Ｆの具体的な形に基づいて、主信号ＳＧ０を補正するための補正係数Ｃの具体的な値を得る。
【００７１】
ステップＳ４では、補正部７５が、補正係数Ｃを用いて、補正前の主信号ＳＧ０の測定値を補正する演算を行う。具体的には、主信号ＳＧ０の値に補正係数Ｃを掛け合わせることにより、主信号ＳＧ０の補正した後の値としての補正済信号Ｓｐの値を得る。
【００７２】
ステップＳ５では、測定制御部７１が、補正部７５によって得た補正済主信号Ｓｐの値を用いて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出し、測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。
【００７３】
以上のように、第１と第２の補助光学窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができる。
【００７４】
＜３．第２実施形態＞
＜３−１．マルチアングル測色計の機能構成＞
図２で示されるように、本発明の第２実施形態におけるマルチアングル測色計１００ａの基本的な機能構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、演算部７２ａの機能が第１実施形態とは異なる。なお、残余の構成は第１実施形態の装置と同様であるため、ここでは異なる点のみ説明する。
【００７５】
図６で示されるように、演算部７２ａの機能として、第１実施形態と同様に、近似関数推定部７３を備えるが、補正係数演算部７４ａおよび補正部７５ａの機能が異なる。
【００７６】
補正係数演算部７４ａでは、近似関数推定部７３により求められた近似関数Ｆにより、姿勢誤差が生じた場合の第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒを算出し、当該測定値の比Ｒの具体的な複数の値Ｒ１，Ｒ２，…と、それらにそれぞれ対応する補正係数Ｃの値Ｃ１、Ｃ２、…との関係を、図１１のようにテーブル化して、メモリ部６０にルックアップテーブル形式で記憶させる。なお、図１１では、理解を容易とするために、それらに対応する姿勢誤差θの値θ１、θ２、…もテーブル中に記載しているが、主成分光Ｖ０の補正にあたっては姿勢誤差θの値そのものを用いる必要はないため、テーブル中における姿勢誤差θの値の登録は省略可能である。
【００７７】
補正部７５ａでは、各測定で得られた第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒを計算し、メモリ部６０に記憶された補正テーブル（図１１参照）を参照して、各測定の測定値の比Ｒに対する姿勢誤差θおよび補正係数Ｃを読み出すとともに、当該補正係数Ｃを用いて、補正前の主成分光Ｖ０の測定値を補正するための演算を行う。
【００７８】
例えば、図１１の補正テーブルにおいて、測定値の比Ｒの具体的な値がＲ３となっている場合には、測定値の比Ｒに対応する姿勢誤差θおよび補正係数Ｃとしては、姿勢誤差値θ３および補正係数値Ｃ３が読み出されることになる。
【００７９】
＜３−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、マルチアングル測色計１００ａの測定動作について説明する。これらの動作は、制御部７０が、メモリ部６０内に記憶されているプログラムに従って自動的に実行する。
【００８０】
図１２は、マルチアングル測色計１００ａにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。まず、例えば、ユーザによる測定スイッチ６５に対する操作に応じて、本動作フローが開始されて、図１２のステップＳＴ１に進む。
【００８１】
ステップＳＴ１では、複数の照明部１Ａ〜５Ａから光Ｌ１〜Ｌ５が照射される。そして、測定面５Ｓの測定点Ｐにて反射された光が、主受光窓４１Ｗを介して受光器４１にて主成分光Ｖ０として検出されるとともに、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗを介して補助受光器４２，４３にて第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２として検出される。さらに、主成分光Ｖ０は主光電変換素子４１Ｔにより電気的な主信号ＳＧ０に変換され、第１と第２の補助成分光Ｖ１，Ｖ２は第１と第２の補助光電変換素子４２Ｔ，４３Ｔにより電気的な第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２に変換されることで、３つの測定値が取得される。
【００８２】
ステップＳＴ２では、図１４（ａ）で説明した原理によって、近似関数推定部７３が、取得した主信号ＳＧ０および第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の３つの測定値を用いて近似関数Ｆを具体化し、その近似関数Ｆを表現するパラメータをメモリ部６０に記憶させる。
【００８３】
ステップＳＴ３では、補正係数演算部７４が、近似関数Ｆに基づいて、主信号ＳＧ０の補正係数Ｃを数値的に表現した補正テーブル（図１１）を作成してメモリ部６０に記憶させる。
【００８４】
より詳細に説明すれば、補正係数演算部７４では、近似関数Ｆの具体的な形から、測定値Ｓ１，Ｓ２の比Ｒ＝Ｓ２／Ｓ１が姿勢誤差角θの値によってどのように変化するかについての関係を図１４（ｂ）のように特定し、図１４（ａ）および図１４（ｂ）の関係を用いて、比率Ｒをパラメータとしたときの、近似関数Ｆのピーク値Ｓｐと受光器４１の測定値Ｓ０との比率を規定する補正近似関数Ｋ（Ｒ）を得る（図１４（ｃ）参照）。近似関数Ｆのピーク値Ｓｐは、姿勢誤差なし（θ＝０）の場合の主信号ＳＧ０の出力値に相当する。そして、この補正近似関数Ｋ（Ｒ）の関係を数値テーブル（図１１参照）としてメモリ部６０中に記憶しておく。
【００８５】
ステップＳＴ４では、補正部７５ａが、第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒを計算する。
【００８６】
ステップＳＴ５では、補正部７５ａが、メモリ部６０に記憶された補正テーブルを参照して、その比Ｒの値に対応する補正係数Ｃを読み出す。
【００８７】
ステップＳＴ６では、補正部７５ａが、補正係数Ｃを用いて、補正前の主信号ＳＧ０の測定値Ｓiを補正するための演算を行う。すなわち、補正テーブルの該当行から読出した補正係数Ｃの値を測定値Ｓ０に掛け合わせることにより、姿勢誤差θ＝０の状態に相当する主信号ＳＧ０の値Ｓｐを求めることができる。
【００８８】
ステップＳＴ７では、測定制御部７１が、補正部７５ａによって補正された主信号ＳＧ０の測定値を用いて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出し、測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。
【００８９】
以上のように、第１と第２の補助光学窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができる。
【００９０】
第１と第２の実施形態の違いとして、高い補正精度が要求される場合は、第１の実施形態のように測定毎にステップＳＴ１〜ステップＳＴ５のプロセスを踏むことで、近似関数Ｆを算出するのが望ましい。毎回の測定の都度、近似関数Ｆを更新するときには、そのときの近似関数のピーク値Ｓｐを知るだけでよいから、比率Ｒの種々の値に応じて補正係数Ｃを規定する補正テーブルを作成しなくても足りる。一方、測定時間の短縮が要求される場合は、補正精度はそれに準ずるが、第２の実施形態のように補正テーブルを記憶し、測定毎に読み出して補正することが望ましい。１度目の測定でメモリ部６０に近似関数Ｆを記憶させ、２度目以降の測定で同じ種類の塗料を持つ測定対象物の測定時には補正テーブルを読み出して補正することが可能となる。具体的には図１２のフローでステップＳＴ２とステップＳＴ３とをスキップする。このため、デフォルトとして、「測定毎に近似関数Ｆを算出するモード」、あるいは、「補正テーブルを作成して記憶するモード」のいずれが好ましいかは、ユーザの要求によって変わることになる。
【００９１】
＜４．第３実施形態＞
許容限度を超えた姿勢誤差が生じた場合には、無理に補正を行うことで、かえって測定精度が悪くなる可能性もある。そこで、以下に述べるマルチアングル測色計１００ｂでは、姿勢誤差が一定値を超えていると推定した場合にエラーを表示し、再度ユーザーに測定を促す機能を備える。
【００９２】
＜４−１．マルチアングル測色計の機能構成＞
図２で示されるように、本発明の第３実施形態におけるマルチアングル測色計１００ｂの基本的な機能構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、演算部７２ｂの機能が第１実施形態とは異なる。なお、残余の構成は第１実施形態の装置と同様であるため、ここでは異なる点のみ説明する。
【００９３】
図６で示されるように、演算部７２ｂの機能として、第１実施形態と同様に、近似関数推定部７３を備えるが、補正係数演算部７４ｂおよび補正部７５ｂの機能が異なる。
【００９４】
補正係数演算部７４ｂでは、近似関数推定部７３により求められた近似関数Ｆにより、姿勢誤差が生じた場合の第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒを算出し、当該出力値の比Ｒと補正係数Ｃとを図１１のようにテーブル化し、メモリ部６０に記憶させる。同時に、補正可能な姿勢誤差の範囲を規定する閾値をあらかじめ実験的に決定し、その閾値を既知の値としてメモリ部６０に記憶しておく。そのような閾値としては、図１４（ｃ）に示すように、補正係数Ｃの上限閾値Ｃthであってもよく、その上限閾値Ｃthに対応する比Ｒの下限閾値Ｒth1および上限閾値Ｒth2の組であってもよい。このような閾値は、既知の値としてメモリ部６０に記憶する（Ｒth1 ＜ １ ＜ Ｒth2）。
【００９５】
補正部７５ｂでは、各測定で得られた第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒを計算し、この比Ｒを閾値Ｒth1，Ｒth2と比較し、比Ｒが閾値Ｒth1，Ｒth2の間にあるとき（比Ｒが「１」に近いとき）あるいは補正係数Ｃが閾値Ｃthより小さいときにはメモリ部６０に記憶された補正テーブルを参照して、各測定の測定値の比Ｒに対する補正係数Ｃを読み出し、当該補正係数Ｃを用いて、補正前の主成分光Ｖ０の測定値を補正するための演算を行う。比Ｒが下限閾値Ｒth1未満であるか、あるいは上限閾値Ｒth2を超えるとき、すなわち比Ｒが「１」から遠いときには、姿勢誤差が大きすぎると判断し、表示部６６にてエラーを表示し、ユーザに対して、測色計の姿勢を変更してから再測定するように促す。エラー表示は視覚的な表示でもよく、警告音であってもよい。
【００９６】
補正係数Ｃの閾値Ｃthを用いるときには、いったん補正テーブルから補正係数Ｃを読出し、その補正係数Ｃが閾値Ｃthよりも大きいときには上記のエラー表示を行う。
【００９７】
すなわち、この実施形態では、主信号ＳＧ０の補正の有効範囲を規定する所定の閾値Ｒth1，Ｒth2（Ｃth）があらかじめ記憶されており、各測定で得られた第１と第２の補助信号ＳＧ１，ＳＧ２の測定値の比Ｒに対応する指標値として、測定値の比Ｒ自身、あるいは比Ｒに対応した補正係数Ｃを使用し、その指標値と閾値Ｒth1，Ｒth2（Ｃth）とを比較して、指標値が補正の有効範囲を逸脱する場合にはエラー処理を行うことになる。
【００９８】
＜４−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、マルチアングル測色計１００ｂの測定動作について説明する。これらの動作は、制御部７０が、メモリ部６０内に記憶されているプログラムに従って自動的に実行する。
【００９９】
図１３は、マルチアングル測色計１００ｂにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。
【０１００】
事前の準備ステップＳＰ０では、補正係数演算部７４が、補正可能な姿勢誤差の範囲を規定する閾値Ｒth1、Ｒth2（あるいは閾値Ｃth）を、既知の値としてメモリ部６０に記憶させる。これらの閾値として常に一定の値を用いるときには、測色計の製造あるいは出荷時に閾値の値を記憶させておいてもよく、測定面の種類によって閾値を可変とするときには、ユーザが操作表示パネル４などを用いて、閾値の値を入力して可変に記憶させるようにしてもよい。
【０１０１】
以下では、まず具体的な測定動作においては、まず、例えば、ユーザーによる測定スイッチ６５に対する操作に応じて、本動作フローが開始されて、ステップＳＰ１に進む。
【０１０２】
ステップＳＰ１〜ＳＰ４は、図１２のステップＳＴ１〜ＳＴ４とそれぞれ同様である。
【０１０３】
ステップＳＰ５では、補正部７５ｂが、比Ｒと閾値Ｒth1、Ｒth2との比較によって、読み出した補正係数Ｃが利用可能であるかどうか、つまり補正可能な範囲か否かを判定し、補正可能な範囲内であれば、ステップＳＰ７に進む。一方、補正可能な範囲外であれば、ステップＳＰ６において表示部６６にてエラーを表示し、測色計の姿勢を変化させて再度測定をするように、ユーザに測定を促す。再度ユーザが測定した後、ステップＳＰ４に戻る。
【０１０４】
最初の測定あるいは再度の測定で補正可能な範囲であるとステップＳ５で判断されたときには、ステップＳＰ７へ進む。ステップＳＰ７〜ステップＳＰ９は、図１２のＳＴ５〜ＳＴ７とそれぞれ同様である。
【０１０５】
補正係数Ｃの閾値Ｃthを用いるときには、ステップＳＰ７をステップＳＰ５よりも先に実行していったん補正係数Ｃを補正テーブルから読出し、それを閾値Ｃthと比較して、その比較結果によってステップＳＰ６またはステップＳＰ８に分岐すればよい。
【０１０６】
以上のように、この実施形態では、第１と第２の補助光学窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができるだけでなく、適切な補正が困難とされる姿勢で測定した結果を誤って使用することによる誤測定も防止できる。
【０１０７】
＜５．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１０８】
本実施形態に係るマルチアングル測色計では、多方向照明一方向受光タイプで説明されたが、一方向照明多方向受光タイプにおいても同様に適用可能である。
【０１０９】
本実施形態では、主ジオメトリ面を挟んで主受光窓の両側に対称的に配置する方法を採用したが、副ジオメトリ面の補助受光器４２，４３を中心軸２ｎに対して非対称に配置する方法や、中心軸に対し片側に複数のセンサを配置する方法を採用してもよい。また、補助受光器は３個以上設けてもかまわない。補助受光器は主ジオメトリ面に射影したときに主受光窓と同角度で測定点と対向する、即ち主ジオメトリ面への射影成分が主受光窓と同角度であるよう設けられれば、位置を問わない。
【０１１０】
本実施形態では、近似関数Ｆとして、ガウス関数を用いたが、試料の反射角度特性をより高精度に近似する関数で近似し、その関数の未定数−１だけ補助センサを設置する構成でも良い。
【０１１１】
以上説明したマルチアングル測色計の一構成は、 (a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、(b)光検出部であって、基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが測定点に対向する複数の補助受光窓と、測定点に配置された測定面からの反射光のうち、主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、前記反射光のうち複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、を備える光検出部と、(c)前記複数の補助信号に基づいて前記主信号の補正を行って、測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備えたものである。
【０１１２】
また、マルチアングル測色計は、前記主信号および複数の補助信号を用いて前記反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める近似関数推定部と、近似関数推定部により求められた近似関数に基づいて、補正係数を演算する補正係数演算部と、補正係数演算部により求められた補正係数を用いて、前記主信号を補正するための演算を行う補正部とを備えている。補正係数演算部は、近似関数推定部により求められた前記近似関数に基づいて複数の補助信号の測定値の比を算出し、前記測定値の比と前記補正係数とをテーブルとして記憶させ、補正部は、各測定で得られた複数の補助信号の測定値の比を計算し、前記テーブルを参照して、前記測定値の比に対する姿勢誤差および補正係数を読み出すとともに、前記補正係数を用いて、補正前の主成分光の測定値を補正するものである。
【０１１３】
また、マルチアングル測色計は、補正部による前記主信号の補正の有効範囲を規定する所定の閾値を記憶する記憶部を備え、補正部は、前記複数の補助信号による測定値の比に対応する指標値と前記所定の閾値とを比較し、前記指標値が前記有効範囲を逸脱する場合にはエラー処理を行うエラー処理部を備えている。
【０１１４】
また、マルチアングル測色計は、それぞれが基準平面上に配置され、かつ測定点に向かって互いに異なる角度から光照射を行う複数の照明部を備えている。
【０１１５】
さらに、マルチアングル測色計は、それぞれが基準平面上に配置され、かつ測定点から互いに異なる角度で反射した反射光を受光する複数の主受光窓を備え、複数の主受光窓のそれぞれに対して複数の補助受光窓を備えている。
【０１１６】
前記構成を備えたマルチアングル測色計によれば、所定位置と測定点とを含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置された複数の補助光学窓から得られた光成分の情報に基づいて主信号の補正を行うため、基準面が測定面の法線から傾いても適切な測色を行うことができる。
【０１１７】
あるいは、マルチアングル測色計は、各測定で得られた複数の補助信号の測定値の比に対応した指標値が、補正有効範囲外であれば、エラー処理を行うことにより、ユーザに再測定を促すことができる。これにより、許容限度を超えた測定において、無理に補正を行わなくてすむ。
【符号の説明】
【０１１８】
１００，１００ａ〜１００ｅ  マルチアングル測色計
２  測定器本体
２ｎ  中心軸
３  測定用開口
５  被測定物
５ｎ  法線
１Ａ〜５Ａ  照明部
４０  光検出部
６０  メモリ部
６６  表示部
７０  制御部
７１  測定制御部
７３  近似関数推定部
７２，７２ａ，７２ｂ  演算部
７４，７４ａ，７４ｂ  補正係数演算部
７５，７５ａ，７５ｂ  補正部
ＳＧ０  主信号
Ｓｐ  補正済の主信号
Ｃ  補正係数
ＳＧ１  第１の補助信号
ＳＧ２  第２の補助信号
Ｒ  第１と第２の補助信号の測定値の比
Ｖ０  主成分光
Ｖ１  第１の補助成分光
Ｖ２  第２の補助成分光
Ｆ  姿勢誤差θを変数とする受光信号の近似関数
Ｋ（Ｒ）  補助信号比Ｒを変数とする補正近似関数
【図１】
2012147504.tif 000009
【図２】
2012147504.tif 000010
【図３】
2012147504.tif 000011
【図４】
2012147504.tif 000012
【図５】
2012147504.tif 000013
【図６】
2012147504.tif 000014
【図７】
2012147504.tif 000015
【図８】
2012147504.tif 000016
【図９】
2012147504.tif 000017
【図１０】
2012147504.tif 000018
【図１１】
2012147504.tif 000019
【図１２】
2012147504.tif 000020
【図１３】
2012147504.tif 000021
【図１４】
2012147504.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月4日(2013.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、
(b)  光検出部であって、
前記基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、
前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、前記基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが前記測定点に対向する複数の補助受光窓と、
前記測定点に配置された測定面からの反射光のうち、前記主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、
前記反射光のうち前記複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、
を備える光検出部と、
(c)  前記複数の補助信号に基づいて前記主信号に対して姿勢誤差の補正を行って、前記測定点に存在する前記測定面の色情報を得る演算部と、
を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
前記演算部は、
前記主信号および前記複数の補助信号を用いて前記反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める近似関数推定部と、
前記近似関数推定部により求められた近似関数に基づいて、補正係数を演算する補正係数演算部と、
前記補正係数演算部により求められた補正係数を用いて、前記主信号を補正するための演算を行う補正部と、
をさらに備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチアングル測色計であって、
前記補正係数演算部は、
前記近似関数推定部により求められた前記近似関数に基づいて複数の補助信号の測定値の比を算出し、前記測定値の比と前記補正係数とをテーブルとして記憶させ、
前記補正部は、
各測定で得られた複数の補助信号の測定値の比を計算し、前記テーブルを参照して、前記測定値の比に対する前記姿勢誤差および補正係数を読み出すとともに、前記補正係数を用いて、補正前の前記主信号の測定値を補正することを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項４】
請求項３に記載のマルチアングル測色計であって、
前記補正部による前記主信号の補正の有効範囲を規定する所定の閾値を記憶する記憶部、
をさらに備え、
前記補正部は、
前記複数の補助信号による測定値の比に対応する指標値と前記所定の閾値とを比較し、前記指標値が前記有効範囲を逸脱する場合にはエラー処理を行うエラー処理部を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１つの請求項に記載のマルチアングル測色計であって、
前記照明部は、
それぞれが前記基準平面上に配置され、かつ前記所定の測定点に向かって互いに異なる角度から光照射を行う複数の照明部を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１つの請求項に記載のマルチアングル測色計であって、
前記主受光窓は、
それぞれが前記基準平面上に配置され、かつ前記所定の測定点から互いに異なる角度で反射した反射光を受光する複数の主受光窓を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【請求項７】
請求項６に記載のマルチアングル測色計であって、
前記複数の主受光窓のそれぞれに対して複数の補助受光窓を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の１側面によるマルチアングル測色計は、(a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、(b)光検出部であって、前記基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、前記基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが前記測定点に対向する複数の補助受光窓と、前記測定点に配置された測定面からの反射光のうち、前記主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、前記反射光のうち前記複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、を備える光検出部と、(c)前記複数の補助信号に基づいて前記主信号に対して姿勢誤差の補正を行って、前記測定点に存在する前記測定面の色情報を得る演算部と、を備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記構成によれば、所定位置と測定点とを含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置された複数の補助受光窓から得られた光成分の情報に基づいて主信号の補正を行うため、基準面が測定面の法線から傾いても適切な測色を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
そして、半導体スイッチ素子をオンにしておき、メインコンデンサにより光源の両端電極に直流高電圧を印加した状態で、トリガ発生回路のトリガコンデンサによりトリガトランスを介してトリガ電極に交流高電圧を瞬間的に印加すると、光源がトリガされ、メインコンデンサから直流電流が流れて発光することとなる。その後、所望のタイミングで半導体スイッチ素子をオフにすることにより、発光を停止させることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
このような背景の下、本発明の各実施形態では、光検出部４０および演算部７２（７２ａ，７２ｂ）が従来技術と比較して改良されたことにより、上記のような姿勢誤差を低減し、測定点Ｐに存在する測定面の測色を正確に行う。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
ステップＳ４では、補正部７５が、補正係数Ｃを用いて、補正前の主信号ＳＧ０の測定値を補正する演算を行う。具体的には、主信号ＳＧ０の値に補正係数Ｃを掛け合わせることにより、主信号ＳＧ０の補正した後の値としての補正済主信号Ｓｐの値を得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
以上のように、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
ステップＳＴ６では、補正部７５ａが、補正係数Ｃを用いて、補正前の主信号ＳＧ０の測定値Ｓ０を補正するための演算を行う。すなわち、補正テーブルの該当行から読出した補正係数Ｃの値を測定値Ｓ０に掛け合わせることにより、姿勢誤差θ＝０の状態に相当する主信号ＳＧ０の値Ｓｐを求めることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
以上のように、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
以上のように、この実施形態では、第１と第２の補助受光窓４２Ｗ，４３Ｗから得られた光成分の情報に基づいて主信号ＳＧ０の補正を行うため、傾斜環境にある場合においても適切な測色を行うことができるだけでなく、適切な補正が困難とされる姿勢で測定した結果を誤って使用することによる誤測定も防止できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
本実施形態では、主ジオメトリ面を挟んで主受光窓の両側に対称的に配置する方法を採用したが、副ジオメトリ面の補助受光器４２，４３を中心軸２ｎに対して非対称に配置する方法や、中心軸２ｎに対し片側に複数のセンサを配置する方法を採用してもよい。また、補助受光器は３個以上設けてもかまわない。補助受光器は主ジオメトリ面に射影したときに主受光窓と同角度で測定点と対向する、即ち主ジオメトリ面への射影成分が主受光窓と同角度であるよう設けられれば、位置を問わない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
以上説明したマルチアングル測色計の一構成は、 (a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点に向かって光照射を行う照明部と、(b)光検出部であって、基準平面の所定位置に配置された主受光窓と、前記所定位置及び前記所定の測定点を含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置されて、それぞれが測定点に対向する複数の補助受光窓と、測定点に配置された測定面からの反射光のうち、主受光窓で受光した主成分光を受けて電気的な主信号に変換する主光電変換素子と、前記反射光のうち複数の補助受光窓でそれぞれ受光した複数の補助成分光を受けて電気的な複数の補助信号に変換する複数の補助光電変換素子と、を備える光検出部と、(c)前記複数の補助信号に基づいて前記主信号に対して姿勢誤差の補正を行って、測定点に存在する前記測定面の色情報を得る演算部と、を備えたものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
また、マルチアングル測色計は、前記主信号および複数の補助信号を用いて前記反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める近似関数推定部と、近似関数推定部により求められた近似関数に基づいて、補正係数を演算する補正係数演算部と、補正係数演算部により求められた補正係数を用いて、前記主信号を補正するための演算を行う補正部とを備えている。補正係数演算部は、近似関数推定部により求められた前記近似関数に基づいて複数の補助信号の測定値の比を算出し、前記測定値の比と前記補正係数とをテーブルとして記憶させ、補正部は、各測定で得られた複数の補助信号の測定値の比を計算し、前記テーブルを参照して、前記測定値の比に対する前記姿勢誤差および補正係数を読み出すとともに、前記補正係数を用いて、補正前の前記主信号の測定値を補正するものである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
前記構成を備えたマルチアングル測色計によれば、所定位置と測定点とを含み、且つ、基準平面に対して直交する平面上に配置された複数の補助受光窓から得られた光成分の情報に基づいて主信号の補正を行うため、基準面が測定面の法線から傾いても適切な測色を行うことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2012147504.tif 000023
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2012147504.tif 000024
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2012147504.tif 000025
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2012147504.tif 000026
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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【国際調査報告】
2012147504.tif 000028
2012147504.tif 000029
2012147504.tif 000030
2012147504.tif 000031
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