(57)【要約】  光学特性測定装置は、測定対象物に対し、個別に発光を制御でき、かつ、異なる分光特性を有する複数の光のうちいずれかの色の光を発光する単位光源を複数含む光源と、光毎に、測定対象物からの反射光を受光する光検出器と、光検出器で検出された複数の反射光の受光量から測定対象物の光学特性を測定する測定部と、光源の発光を制御して、測定部により測定された結果に関する情報を該光源に出力させる光源制御部とを備える。
2012160680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に対し、個別に発光を制御でき、かつ、異なる分光特性を有する複数の光のうちいずれかの色の光を発光する単位光源を複数含む光源と、
前記光毎に、前記測定対象物からの反射光を受光する光検出器と、
前記光検出器で検出された複数の反射光の受光量から前記測定対象物の光学特性を測定する測定部と、
前記光源の発光を制御して、前記測定部により測定された結果に関する情報を該光源に出力させる光源制御部と
を備える光学特性測定装置。
【請求項２】
前記光源制御部はさらに、前記光検出器で検出された前記反射光の前記受光量に基づいて、各前記単位光源を発光させるか否かを制御する請求項１記載の光源特定測定装置。
【請求項３】
前記受光量から正反射光であるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記光源制御部は、
前記受光量が正反射光であると判定された場合、該正反射光となる光を発光する単位光源の発光を停止させる請求項２記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、
前記複数の単位光源の一部の単位光源を、縦方向又は横方向に順に発光させていき、
前記判定部は、
前記一部の単位光源毎に、正反射光であるか否かの判定を順に行う請求項３記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
前記光源及び前記光検出器は、同一の筐体に設けられる請求項１乃至４いずれか一項に記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
前記光源及び前記光検出器は、前記同一の筐体の同一面上に設けられる請求項５に記載の光学特性測定装置。
【請求項７】
複数の単位光源を含む光源から、測定対象物に対し、異なる分光特性を有する複数の光を発光させ、
前記光毎に、前記測定対象物からの反射光を受光する光検出器から該反射光の受光量を取得し、
取得した複数の前記受光量に関する情報をネットワークを介して他のコンピュータへ出力し、
前記他のコンピュータから返信された情報を、前記光源を介して出力する
処理をコンピュータに実行させる測定制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物が有する光学特性の測定に関する処理を行う光学特性測定装置及び測定制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物に対して光を発光し、その反射光や透過光に基づいて分光分析を行っていた。【０００３】
図１は、従来の分光分析の例を説明する図である。例えば、測定対象物１から反射してきた照明光に対して、切り替え型のカラーフィルタ２等を用いて特定のスペクトルを持つ光に調節し、この反射光をデジタルカメラ３等で撮影することにより分光反射率分布を求める技術がある。【０００４】
物体の分光特性を測定する装置には、いわゆるモノクロメータと呼ばれる計測装置がある。図２は、モノクロメータの一例を示す図である。図２に示す第１モノクロメータ４と第２モノクロメータ５は、測定に用いる波長の純度を高める。また、図３は、従来の測色装置の一例を示す図である。図３に示す測色装置は、多色多数個の発光ダイオード６を近接させて配置し、投光部７からの反射光を受光する受光素子８を備える。【０００５】
図４は、従来の分光測色計の一例を示す図である。図４に示すように、各光源の出力光束を集光して被測定物のほぼ同一点を照明する集光光学系９を具備する技術がある。【０００６】
また、テストサンプル（対象物）を通過するカラー光を提供するディスプレイと、テストサンプルから出力された光を検出する検出器とを有する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９２２５９号公報
【特許文献２】特表２００５−５１７１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、カラーフィルタやモノクロメータを用いる従来技術の場合、装置全体が大型になり携帯性に優れず、さらに、システム価格が高価である。また、集光用レンズを有する従来技術の場合も、一般の消費者が日常的に家庭内で使用するには、集光用レンズを有するため高価であり、また、手軽に光学特性を測定するには携帯性がよくない。【０００９】
また、ディスプレイを光源として用いる従来技術では、対象物を通過する光を検出する検出器を、対象物を挟んでディスプレイと対向する位置に設ける必要があるため、携帯性がよくない。よって、従来技術では、携帯性に優れず、手軽に光学特性を測定することができないという問題点があった。【００１０】
そこで、開示の技術は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、携帯性を向上させ、手軽に光学特性を測定することができる光学特性測定装置及び測定制御プログラム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】
【００１１】
開示の一態様における光学特性測定装置は、測定対象物に対し、個別に発光を制御でき、かつ、異なる分光特性を有する複数の光のうちいずれかの色の光を発光する単位光源を複数含む光源と、前記光毎に、前記測定対象物からの反射光を受光する光検出器と、前記光検出器で検出された複数の反射光の受光量から前記測定対象物の光学特性を測定する測定部と、前記光源の発光を制御して、前記測定部により測定された結果に関する情報を該光源に出力させる光源制御部とを備える。【００１２】
開示の他の態様における測定制御プログラムは、複数の単位光源を含む光源から、測定対象物に対し、異なる分光特性を有する複数の光を発光させ、前記光毎に、前記測定対象物からの反射光を受光する光検出器から該反射光の受光量を取得し、取得した複数の前記受光量に関する情報をネットワークを介して他のコンピュータへ出力し、前記他のコンピュータから返信された情報を、前記光源を介して出力する処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
開示の技術によれば、携帯性を向上させ、手軽に光学特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の分光分析の例を説明する図。
【図２】モノクロメータの一例を示す図。
【図３】従来の測色装置の一例を示す図。
【図４】従来の分光測色計の一例を示す図。
【図５】光学特性測定装置のハードウェアの一例を示すブロック図。
【図６】光学特性測定装置の機能的構成の一例を示すブロック図。
【図７】正反射の影響を説明するための図。
【図８】光学特性測定装置と測定対象物との位置関係（その１）を示す図。
【図９】光学特性測定装置と測定対象物との位置関係（その２）を示す図。
【図１０】光学特性測定装置と測定対象物との位置関係（その３）を示す図。
【図１１Ａ】ディスプレイのＲ，Ｇ，Ｂの発光分光特性の一例を示す図。
【図１１Ｂ】カメラモジュールのＲ，Ｇ，Ｂの感度特性の一例を示す図。
【図１２】光学特性測定装置における測定制御処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】実施例２における光学特性測定システムの一例を示す図。
【図１４】実施例２における携帯端末装置及びサーバの機能的構成の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００１５】
１０  光学特性測定装置
１０４  制御部
１０５  カメラモジュール
１０６  ディスプレイ
２０１  光源
２０２  光源制御部
２０３  光検出器
２０４  受光量取得部
２０５  判定部
２０６、３０１  記憶部
２０７  測定部
３０２  出力部
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、実施例について説明する。
【００１７】
［実施例１］
実施例１における光学特性測定装置は、例えば、ディスプレイとカメラモジュールとを有する携帯装置であり、光源としてディスプレイを用い、光の検出器としてカメラモジュールを用いる。以下、携帯装置を例にして実施例を説明するが、これに限られず、ディスプレイから発光された光の反射光を受光可能な位置にカメラモジュールが設置されているような情報処理装置にも適用可能である。
【００１８】
＜ハードウェア＞
まず、光学特性測定装置のハードウェアについて説明する。図５は、光学特性測定装置（携帯装置）１０のハードウェアの一例を示すブロック図である。光学特性測定装置１０は、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３、制御部１０４、カメラモジュール１０５、ディスプレイ１０６、主記憶部１０７、補助記憶部１０８、端末インタフェース部１０９を有する。
【００１９】
アンテナ１０１は、送信アンプで増幅された無線信号を送信し、また、基地局から無線信号を受信する。無線部１０２は、ベースバンド処理部１０３で拡散された送信信号をＤ／Ａ変換し、直交変調により高周波信号に変換し、その信号を電力増幅器により増幅する。無線部１０２は、受信した無線信号を増幅し、その信号をＡ／Ｄ変換してベースバンド処理部１０３に伝送する。
【００２０】
ベースバンド処理部１０３は、送信データの誤り訂正符号の追加、データ変調、拡散変調、受信信号の逆拡散、受信環境の判定、各チャネル信号の閾値判定、誤り訂正復号などのベースバンド処理などを行う。
【００２１】
なお、光学特性測定装置１０が無線通信を行なわない場合には、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３は無くても構わない。
【００２２】
制御部１０４は、例えばプロセッサなどであり、制御信号の送受信などの無線制御を行う。また、制御部１０４は、補助記憶部１０８などに記憶されている、光学特性を測定する制御プログラムを実行し、以降で説明する光学特性の測定処理を行う。
【００２３】
カメラモジュール１０５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを有し、光の受光量を検出する。
【００２４】
ディスプレイ１０６は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬなどであり、複数のピクセル（画素）を有する。各ピクセルは、分光特性の異なる光を発光することができ、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する。
【００２５】
主記憶部１０７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御部１０４が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。例えば、主記憶部１０７は、カメラモジュール１０５で受光した光の受光量を記憶する。
【００２６】
補助記憶部１０８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。補助記憶部１０８は、例えば、光学特性を測定する制御プログラムや測定結果などを記憶する。
【００２７】
端末インタフェース部１０９は、データ用アダプタ処理、ハンドセットおよび外部データ端末とのインタフェース処理を行う。
【００２８】
カメラモジュール１０５は、ディスプレイ１０６から発光された光の反射光を受光できる位置に設けられ、例えば、ディスプレイ１０６と同一筐体の同一面上に設けられるのが好ましい。これは、ディスプレイ１０６から測定対象物に対して発光された光の反射光を受光できるようにするためである。測定対象物は、例えば、顔や腕などの肌を含む生体組織である。
【００２９】
＜構成＞
図６は、光学特性測定装置１０の機能的構成の一例を示すブロック図である。図６に示す光学特性測定装置１０は、光源２０１、光源制御部２０２、光検出器２０３、受光量取得部２０４、記憶部２０６、測定部２０７を有する。
【００３０】
光源２０１は、例えばディスプレイ１０６により実現され、光検出器２０３は、例えばカメラモジュール１０５により実現され、記憶部２０６は、例えば主記憶部１０７及び／又は補助記憶部１０８により実現されうる。また、光源制御部２０２、受光量取得部２０４、測定部２０７は、例えば制御部１０４、ワークメモリとしての主記憶部１０７などにより実現されうる。
【００３１】
光源２０１は、単位光源として微細な光源を複数有し、測定対象物に対し、分光特性の異なる複数の光を発光する。微細な光源は、例えばピクセルであるが、これに限られず、ＯＮ／ＯＦＦが制御可能な微細な光源であればよい。また微細な光源のそれぞれは、例えばＲ，Ｇ，Ｂのいずれかのように異なる色で発光することができる。少なくとも、第一の色で発光する微細な光源が複数、第二の色で発光する微細な光源が複数存在し、光源２０１として複数の色を発光できればよい。光源２０１は、微細な各光源に対して光源制御部２０２により発光（ＯＮ）、発光停止（ＯＦＦ）などを制御される。別の言い方をすれば、光源２０１は、個別にＯＮ／ＯＦＦが制御可能であり、かつ面積が光源全面積の１／１０００以下である単位光源の集合体からなる光源と言うこともできる。
【００３２】
光源制御部２０２は、各光源に対して発光、発行停止を制御したり、各光源のうち何色の光源を発光させるかを制御したりする。例えば、光源制御部２０２は、光学特性が測定される場合、どの位置の光源が測定対象物に対して正反射となるかを調べるため、まずは所定位置ずつ発光させる光源をずらしながら発光させる。次に、光源制御部２０２は、正反射となる光源以外の光源に対し、分光特性が異なる光を順に発光させる。
【００３３】
光検出器２０３は、光などの電磁気的エネルギーを検出する検出器である。光検出器２０３は、例えば、測定対象物に対する、光源２０１から発光された光の反射光を受光する。なお、反射光は、正反射光ではなく、散乱光であることが望ましい。
【００３４】
図７は、正反射の影響を説明するための図である。図７に示すように、光源２０１から発光された光は、測定対象物で反射する。このとき、測定対象物からの垂直方向Ｎに対して入射角θｉｎと反射角θｒｅｆとが同じである方向を正反射方向と呼び、入射角θｉｎと反射角θｒｅｆとが異なる方向を拡散反射方向と呼ぶ。また、正反射方向の反射光を正反射光と呼び、拡散反射方向の反射光を散乱光と呼ぶ。
【００３５】
正反射光は、光源色の色特性を大きく含み、散乱光は、物体色の色特性を大きく含む。したがって、測定対象物の光学特性を測定したい場合には、正反射の影響を除外して、散乱光により測定することが望ましい。
【００３６】
図６に戻り、受光量取得部２０４は、判定部２０５を有し、正反射の判定処理と、受光量の取得処理を行う。
【００３７】
判定部２０５は、光検出器２０３により受光された反射光が正反射光であるか否かを判定する。この判定処理は、光学特性を測定する前に行なわれる処理である。よって、受光量取得部２０４は、光検出器２０３から取得した反射光の受光量に対し、まずは判定部２０５による判定処理を行う。
【００３８】
判定部２０５は、例えば、所定位置ずつの光源の受光量を取得し、最大の受光量となる光源を判定する。判定部２０５は、最大の受光量となる光源を、測定対象物に対して正反射となる光源であると判定する。
【００３９】
また、判定部２０５は、所定位置ずつの光源の受光量に対し、閾値を超えるか否かを判定してもよい。この場合、閾値を超えた所定位置の光源が、測定対象物に対して正反射となる光源と判定される。この閾値は、実験などにより適切な値が設定されればよい。判定部２０５は、正反射となる光源又は光源の位置を光源制御部２０２に通知する。
【００４０】
次に、受光量取得部２０４は、正反射の判定処理後に光検出器２０３から反射光の受光量を順に取得し、取得した受光量を光（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）毎に記憶部２０６に書き込む（記録する）。例えば、Ｒの反射光の受光量をＡ１とし、Ｇの反射光の受光量をＡ２とし、Ｂの反射光の受光量をＡ３とする。
【００４１】
記憶部２０６は、光毎の受光量Ａ１〜Ａ３のデータを記憶する。受光量は、例えば、１０〜５００ｌｘ（ルクス）である。受光量は、光学特性測定装置（携帯装置）１０の機種、カメラと測定対象物（肌）との間隔、環境の影響（外乱光の影響）等により変化する。また、記憶部２０６は、正反射となる光源の位置を記憶しておいてもよい。
【００４２】
測定部２０７は、記憶部２０６に記憶された受光量データに基づいて、物体（測定対象物）の光学特性を測定する。光学特性は、例えば、分光反射率、分光測色などがある。
【００４３】
分光反射率は、物性そのものの特性（例えば色素の分光特性）を測定するのに対し、分光測色は、物体の見た目の色を測定する。以下、測定部２０７が、分光反射率又は分光測色を算出する場合について説明する。
【００４４】
（分光反射率）
測定部２０７は、受光量Ａ１、Ａ２、Ａ３のデータを用いて以下のようにして分光反射率を算出する。
【００４５】
まず、Ｃ（λ）を光検出器２０３の分光特性、Ｅ（λ）を光源２０１の分光特性、ｒ（λ）を物体（例えば人肌）の分光反射率とすると、光検出器２０３の出力ｖは、次の式（１）により算出される。
【００４６】
【数１】
2012160680.tif 000003
測定対象の波長域としては、例えば４００〜７００ｎｍとする。
【００４７】
ここで、ｒを物体の分光反射率を表すｌ個の要素で構成される行ベクトルを表すとした場合、式（１）は式（２）で表すことができる。
【００４８】
【数２】
2012160680.tif 000004
例えば、ｖは、光検出器２０３の測定値Ａ１、Ａ２、Ａ３を用いることで、
ｖ＝（Ａ１，Ａ２，Ａ３）
という行ベクトルとして表現できる。
【００４９】
行列Ｆは、式（３）である。
【００５０】
【数３】
2012160680.tif 000005
行列Ｆは、光源２０１と光検出器２０３の分光特性に対応するｌ×ｌの対角行列となる。ここで、分光反射率を主成分分析する。例えば、共分散表列の固有分解を行うことにより、主成分ベクトルｂｉを基底として、式（４）のように展開できる。
【００５１】
【数４】
2012160680.tif 000006
ｗｉは、主成分ベクトルに対する重み係数である。
【００５２】
また、低次元線形近似という手法を用いると、全ての基底を用いずに、小数の基底でベクトルを近似することが可能となる。
【００５３】
すなわち、式（５）が成り立つ。
【００５４】
【数５】
2012160680.tif 000007
式（５）を式（２）に代入すると、式（６）が得られる。
【００５５】
【数６】
2012160680.tif 000008
ここで、ＦＢは、正方行列であり、行列Ｆの基底が独立であるとすると、ＦＢは正則になり、逆行列を持つ。よって、式（６）をｗについて解くと、式（７）になる。
【００５６】
【数７】
2012160680.tif 000009
式（７）を式（５）に代入すると、分光反射率ｒが、次の式（８）により求められる。
【００５７】
【数８】
2012160680.tif 000010
測定部２０７は、上記アルゴリズムを用いることで、物体からの反射光量ベクトルｖ＝（Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・）から物体の分光反射率ｒを求めることができる。上記算出アルゴリズムの詳細は、"津村徳道共著  「重回帰分析によるマルチバンド画像からの分光反射率の推定」  応用物理学会分科会日本光学会  Japanese journal of optics 27(7), 384-391, 1998-07-10"を参照されたい。
【００５８】
（分光測色）
分光測色は、物体の色度を測定するものである。物体の色（色差）を表現するのに、一般的に「ＣＩＥ．Ｌａｂ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）」という考え方がある。
【００５９】
「Ｌ＊」は、物体からの明度（明るさの度合い）を表し、「ａ＊」は、緑から赤をカバーする色度を表し、「ｂ＊」は、青から緑をカバーする色度を表す。
【００６０】
測定部２０７は、受光量Ａ１、Ａ２、Ａ３のデータを用いて、国際照明委員会（ＣＩＥ：Commission internationale de l'eclairage）が定める変換式により、分光測色を算出する。
【００６１】
測定部２０７は、受光量Ａ１，Ａ２，Ａ３のデータに対して、三刺激値（Ｘ刺激値、Ｙ刺激値、Ｚ刺激値）と呼ばれる係数をそれぞれ掛け合わせて積分することで、「Ｘ値」、「Ｙ値」、「Ｚ値」を求める。刺激値は、人の目の色の光を感じるＬ，Ｍ，Ｓ垂体の知覚感度を表す。
【００６２】
測定部２０７は、この「Ｘ値」、「Ｙ値」、「Ｚ値」により、国際照明委員会の変換式により「Ｌ＊ａ＊ｂ＊」を求めることができる。
【００６３】
測定部２０７は、光学特性を測定するために、上述した分光反射率又は分光測色を算出すればよい。いずれを算出するかは、事前に設定されていてもよいし、ユーザにいずれかを選択させるようにしてもよい。
【００６４】
測定部２０７は、測定した物体（測定対象物）の光学特性をユーザに知らせるため、例えば、ディスプレイ１０６に出力してもよい。すなわち、測定部２０７は、測定した物体の光学特性に関する情報の出力を光源制御部２０２へ指示し、光源制御部２０２は、光源２０１を制御して、情報を光源２０１へ出力させてもよい。このとき、ディスプレイ１０６は、測定結果を表示する。
【００６５】
＜正反射判定処理＞
次に、正反射判定処理について、具体例を用いて説明する。図８は、光学特性測定装置１０と測定対象物との位置関係（その１）を示す図である。図８に示す光学特性測定装置１０は、携帯装置を例にすると、ディスプレイ１０６の長手方向をＸ方向とし、ディスプレイ１０６の上部にカメラモジュール（いわゆるインカメラ）１０５が設けられている。
【００６６】
また、筐体２０は、折畳み式の携帯装置のディスプレイ１０６側の筐体を示す。筐体２０は、ディスプレイ１０６とカメラモジュール１０５とを有する。なお、携帯装置は、必ずしも折畳み式である必要はない。
【００６７】
図８に示すＰ（ｘ，ｙ）は、ディスプレイ１０６のピクセル又はピクセルの集合体を表す。ピクセルは、ＲＧＢのそれぞれ分光特性が異なる光を発光する光源として機能する。各ピクセルは、それぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦの制御が可能である。
【００６８】
ここで、図８を用いて正反射判定処理を説明する。図８に示す例では、光源制御部２０２は、Ｐ（１，ｙ）から順にＰ（２，ｙ）、Ｐ（３，ｙ）・・・と発光させていく。このときの光は、ＲＧＢでの各光でもよいが、ここでは、光量を大きくするためＲＧＢを全部発光させて白色光とする。
【００６９】
また、この例では、Ｐ（１，ｙ）は、X方向の座標が１であるＹ方向（短手方向）の列全てのピクセルを表すことにするが、１列全てを表すのではなく、１又は複数のピクセルを表すようにしてもよい。１列全てにするか、所定数にするかは事前に設定されていればよい。
【００７０】
また、受光量が閾値より少ない場合には、Ｐ（１，ｙ）及びＰ（２，ｙ）、ｐ（３，ｙ）及びＰ（４，ｙ）・・・の順にＸ方向においても複数のピクセルを共に発光させてもよい。なお、この閾値は、実験などにより適切な値が設定される。
【００７１】
光検出器２０３は、測定対象物からの反射光を検出する。受光量取得部２０４は、検出された反射光の受光量を取得し、判定部２０５による正反射判定処理を行う。判定部２０５は、例えば、取得した受光量の大きさを比較し、最大の受光量とするピクセルの位置を判定する。
【００７２】
図８に示す例では、Ｐ（１，ｙ）と、Ｐ（２，ｙ）と、Ｐ（３，ｙ）とから発光された光が、測定対象物（例えば人肌）で正反射されるとする。例えば、Ｐ（１，ｙ）から発光された光について、測定対象物に対する鉛直方向の入射角θｉ１と反射角θｒ１とが同じになる。よって、これらの受光量が、判定部２０５により最大であると判定される。
【００７３】
判定部２０５は、正反射と判定したＰ（１，ｙ）〜Ｐ（３，ｙ）を光源制御部２０２に通知する。光源制御部２０２は、Ｐ（１，ｙ）〜Ｐ（３，ｙ）を発光停止にして、その他のピクセルを、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの順に発光させる。これにより、光検出器２０３は、正反射による強度過多の光を検出せずにすみ、測定対象物の色特性の影響を受けた反射光（散乱光）を入射することができる。
【００７４】
図９は、光学特性測定装置１０と測定対象物との位置関係（その２）を示す図である。図９に示す例では、Ｐ（ｎ，ｙ）と、Ｐ（ｎ＋１，ｙ）と、Ｐ（ｎ＋２，ｙ）とから発光された光が、測定対象物（例えば人肌）で正反射されるとする。例えば、Ｐ（ｎ，ｙ）から発光された光について、測定対象物に対する鉛直方向の入射角θｉｎと反射角θｒｎとが同じになる。よって、これらの受光量が、判定部２０５により最大であると判定される。
【００７５】
判定部２０５は、正反射と判定したＰ（ｎ，ｙ）〜Ｐ（ｎ＋２，ｙ）を光源制御部２０２に通知する。光源制御部２０２は、Ｐ（ｎ，ｙ）〜Ｐ（ｎ＋２，ｙ）を発光停止にして、その他のピクセルを、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの順に発光させる。これにより、光検出器２０３は、正反射による強度過多の光を検出せずにすみ、測定対象物の色特性の影響を受けた反射光を入射することができる。
【００７６】
また、測定対象物と光学特性測定装置１０との位置関係は、測定する度に異なるので、その都度正反射となる光源位置を特定し、特定された光源を発光停止とすることが可能となる。
【００７７】
図８及び図９は、ディスプレイ１０６の長手方向（Ｘ方向）において、正反射となるピクセルを判定するようにしたが、ディスプレイ１０６の短手方向（Ｙ方向）についても同様の判定を行ってもよい。
【００７８】
図１０は、光学特性測定装置１０と測定対象物との位置関係（その３）を示す図である。図１０は、光学特性測定装置１０をディスプレイ１０６の短手方向から見ている例を示す。
【００７９】
図１０に示す例では、Ｐ（ｘ，ｓ）と、Ｐ（ｘ，ｓ＋１）と、Ｐ（ｘ，ｓ＋２）とから発光された光が、測定対象物で正反射されるとする。例えば、Ｐ（ｘ，ｓ）から発光された光について、測定対象物に対する鉛直方向の入射角θｉｓと反射角θｒｓとが同じになる。よって、これらの受光量が、判定部２０５により最大であると判定される。
【００８０】
判定部２０５は、正反射と判定したＰ（ｘ，ｓ）〜Ｐ（ｘ，ｓ＋２）を光源制御部２０２に通知する。光源制御部２０２は、Ｐ（ｘ，ｓ）〜Ｐ（ｘ，ｓ＋２）を発光停止にして、その他のピクセルを、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの順に発光させる。これにより、光検出器２０３は、正反射による強度過多の光を検出せずにすみ、測定対象物の色特性の影響を受けた反射光を入射することができる。
【００８１】
また、図１０に示す例では、Ｐ（ｘ，ｓ）は、Ｙ方向の座標がｓであるＸ方向の列全てのピクセルを表すことにするが、１列全てを表すのではなく、１又は複数のピクセルを表すようにしてもよい。
【００８２】
光源制御部２０２は、Ｘ方向及びＹ方向で正反射判定処理が行われた場合、Ｘ方向及びＹ方向で正反射と判定されたピクセルを、光学特性の測定には用いないように、発行停止にしてもよい。
【００８３】
以上のように、正反射判定処理は、ディスプレイ１０６内のどの位置のピクセルから発光された光が、測定対象物と正反射になるかを判定する処理である。この正反射判定処理は、ディスプレイ１０６の長手方向（Ｘ方向）で少なくとも行うようにし、必要であれば短手方向（Ｙ方向）でも行なうようにすればよい。
【００８４】
正反射判定処理で、正反射する光を発光すると判定されたピクセル（光源）は、光学特性の測定処理時には、発光停止となるよう光源制御部２０２に制御される。
【００８５】
＜発光色＞
次に、光源２０１から発光される発光色について説明する。図１１Ａは、ディスプレイ１０６のＲ，Ｇ，Ｂの発光分光特性の一例を示す図である。図１１Ｂは、カメラモジュール１０５のＲ，Ｇ，Ｂの感度特性の一例を示す図である。
【００８６】
ＳＮ比に有利な分光計測を行うためには、発光する色の分光特性と、受光するカメラモジュール１０５の感度特性に関して、スペクトル分布図がなるべく重複していることが望ましい。
【００８７】
図１１Ａに示す実線は、青を発光した場合を表し、点線は、緑を発光した場合を表し、一点鎖線は、赤を発光した場合を表す。発光される赤、緑、青を、それぞれｒ１、ｇ１、ｂ１で表す。
【００８８】
図１１Ｂに示す実線は、青を受光した場合を表し、点線は、緑を受光した場合を表し、一点鎖線は、赤を受光した場合を表す。受光される赤、緑、青を、それぞれＲ１，Ｇ１，Ｂ１で表す。
【００８９】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、ｒ１−Ｒ１、ｇ１−Ｇ１、ｂ１−Ｂ１は、信号が多くなり、ＳＮ比が高い。しかし、それ以外の波長では、信号が低くなり、ＳＮ比が悪化する。
【００９０】
一方で、比較的多くの波長域でＳＮ比が高く取れそうなものは、ディスプレイ１０６の発光スペクトルと、カメラモジュール１０５の受光スペクトルとの重複する部分が大きくなりそうな領域である。この観点によれば、ｇ１−Ｂ１、ｇ１−Ｒ１、ｂ１−G１などの領域が、ＳＮ比が比較的高くなる。
【００９１】
よって、光学特性を測定するために、少なくとも青（Ｂ）と、緑（Ｇ）との２色を光源２０１が発光することが好ましい。なお、発光色としては、少なくとも２色以上であればよく、色についてもＲ，Ｇ，Ｂのいずれかだけに限られるものではない。
【００９２】
＜動作＞
次に、光学特性測定装置１０の動作について説明する。図１２は、光学特性測定装置１０における測定制御処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示すフローは、正反射判定処理と、受光量計測処理とを含む。また、図１２に示す処理では、Ｘ方向のピクセルを制御し、Ｘ方向の座標がｎであるＹ方向の全ピクセルをＰｎと表す。
【００９３】
ステップＳ１０１で、判定部２０５は、Ｘ１＝０とする。Ｘ１は、受光量の最大値を表すとする。
【００９４】
ステップＳ１０２で、判定部２０５は、ｎ≦Ｎであるかを判定する。Ｎは、ディスプレイ１０６のＸ方向の最大ピクセル数を表す。ｎ≦Ｎであれば（ステップＳ１０２−ＹＥＳ）ステップＳ１０３に進み、ｎ＞Ｎであれば（ステップＳ１０２−ＮＯ）ステップＳ１０７に進む。
【００９５】
ステップＳ１０３で、光源制御部２０２によるＰｎの発光制御後、判定部２０５は、ＳＰｎ≧Ｘ１であるかを判定する。ＳＰｎは、Ｐｎを発光させたときの、測定対象物による反射光の受光量を表す。ＳＰｎ≧Ｘ１であれば（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）ステップＳ１０４に進み、ＳＰｎ＜Ｘ１であれば（ステップＳ１０３−ＮＯ）ステップＳ１０６に進む。
【００９６】
ステップＳ１０４で、判定部２０５は、Ｘ１＝ＳＰｎとし、ＳＰｎをＸ１に代入（記録）する。
【００９７】
ステップＳ１０５で、判定部２０５は、ｍ＝ｎとし、ｎをｍに代入（記録）する。ステップＳ１０５の処理後、ステップＳ１０６に進む。
【００９８】
ステップＳ１０６で、光源制御部２０２は、ｎ＝ｎ＋１とする。ステップＳ１０６の処理後、ステップＳ１０２に戻る。
【００９９】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理は、正反射判定処理であり、これにより、ｍに記録された位置のピクセルが、正反射される光を発光するピクセルであると分かる。
【０１００】
なお、ここでは、ｍはＸ方向における１つの位置しか記憶しないが、受光量が最大値となる位置がＸ方向に複数あれば、複数の位置を記憶してもよい。また、上記処理では、受光量が最大値となる位置のみを記憶するが、計測誤差を含むため、最大値となる値を含む所定範囲内（例えば、最大値から下に数％以内）の受光量となるＰｎの位置を記憶するようにしてもよい。また、Ｙ方向における正反射判定処理が追加して行われるようにしてもよい。
【０１０１】
ステップＳ１０７で、光源制御部２０２は、判定部２０５から正反射となるピクセルの位置を取得すると、ｍ以外の位置のＰｎを、第１の照明光モードに設定して発光させる。第１の照明光は、例えばＲとする。
【０１０２】
ステップＳ１０８で、受光量取得部２０４は、光検出器２０３により検出された反射光の受光量を取得する。受光量取得部２０４は、取得したＲの受光量を記憶部２０６に記憶する。Ｒの受光量をＡ１とする。
【０１０３】
ステップＳ１０９で、光源制御部２０２は、ｍ以外の位置のＰｎを、第２の照明光モードに設定して発光させる。第２の照明光は、例えばＧとする。
【０１０４】
ステップＳ１１０で、受光量取得部２０４は、光検出器２０３により検出された反射光の受光量を取得する。受光量取得部２０４は、取得したＧの受光量を記憶部２０６に記憶する。Ｇの受光量をＡ２とする。
【０１０５】
ステップＳ１１１で、光源制御部２０２は、ｍ以外の位置のＰｎを、第３の照明光モードに設定して発光させる。第３の照明光は、例えばＢとする。
【０１０６】
ステップＳ１１２で、受光量取得部２０４は、光検出器２０３により検出された反射光の受光量を取得する。受光量取得部２０４は、取得したＢの受光量を記憶部２０６に記憶する。Ｂの受光量をＡ３とする。なお、ＲＧＢの照明（発光）順は、順不同である。また、ＲＧＢのうち、照明（発光）しない色があっても良い。例えばRの照明をしない場合は、ステップＳ１０７とＳ１０８との処理を実行しなければ良い。
【０１０７】
これにより、正反射の影響を除去して、測定対象物からの反射光の受光量を計測することができる。
【０１０８】
分光特性が異なる各光において、受光量の計測処理が終了した場合、測定部２０７により、光学特性の算出処理が行われる。測定部２０７は、受光量Ａ１，Ａ２，Ａ３のデータを用いて、前述した分光反射率、又は分光測色のいずれかの算出処理を行う。そして、算出処理の結果として得られた情報は、光源２０１に出力される。
【０１０９】
また、光源制御部２０２は、受光量取得部２０４において取得された受光量の大きさに応じて、発光するピクセルの面積を増減することができる。これにより、適度の受光量を計測することが可能となる。例えば、光源制御部２０２は、受光量取得部２０４において取得された受光量が閾値よりも大きい場合は、発光するピクセルの面積を小さくする。
【０１１０】
また、光学特性を測定する処理は、１つのアプリケーションとして実現されてもよい。この場合、このアプリケーションが実行された場合に、まず、正反射となる光源の位置が判定され、次に、正反射となる光源以外の光源が発光されて反射光の受光量が検出され、光学特性が算出される。
【０１１１】
以上、実施例１によれば、例えば携帯装置のような携帯性に優れた装置で光学特性を手軽に測定することができる。また、実施例１によれば、正反射判定処理を行うことで、複数の微細な光源に対して、正反射とならない光源を選択的に発光させることができ、測定結果の誤差を軽減することができる。
【０１１２】
また、ユーザが光学特性測定装置１０を手に持って測定することが想定されるため、測定対象物（人肌）に対してどのような角度で光があたるかは、測定毎に異なる場合が多い。そのため、実施例１では、正反射の原因となる光源の位置を毎回検出し、光学特性を測定する度に、発光させる光源の位置を決定することができる。
【０１１３】
また、測定対象物を人肌とした場合、実施例１によれば、分光特性を測定することで、容易に肌の色味などを測定し、日々の肌状態を管理することができるようになる。
【０１１４】
また、実施例１における光学特性測定装置１０は、携帯装置に実装することが可能であるため、集光レンズなどの高価な部品を使用せずにすみ、経済性にも優れ、さらなる小型化も可能である。
【０１１５】
［実施例２］
次に、実施例２における光学特性測定システムについて説明する。実施例２では、クラウドサービスを利用して、光学特性を測定する。実施例２では、光学特性測定装置として、携帯端末装置を例にして説明する。
【０１１６】
図１３は、実施例２における光学特性測定システムの一例を示す図である。図１３に示す例では、携帯端末装置３０で測定対象物の反射光を受光し、受光量のデータをクラウド側のサーバ５０にネットワーク４０を介して送信する。サーバ５０は、受光量のデータに基づいて、光学特性を算出し、測定結果を携帯端末装置３０に送信する。
【０１１７】
なお、実施例２における携帯端末装置３０のハードウェアは、実施例１における光学特性測定装置１０のハードウェアと同様であるため、その説明を省略する。なお、携帯端末装置３０では、アンテナ１０１、無線部１０２、ベースバンド処理部１０３を有する。
【０１１８】
＜構成＞
次に、携帯端末装置３０及びサーバ５０の構成について説明する。図１４は、実施例２における携帯端末装置３０及びサーバ５０の機能的構成の一例を示すブロック図である。図１４に示す携帯端末装置３０の構成において、図６に示す構成と同様の構成であれば同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１９】
記憶部３０１は、受光量取得部２０４により取得された受光量のデータを記憶する。また、記憶部３０１は、出力部３０２がネットワークから受信した光学特性の測定結果を記憶する。記憶部３０１に記憶された測定結果は、ディスプレイに表示されてもよい。記憶部３０１は、例えば、主記憶部及び／又は補助記憶部により実現されうる。
【０１２０】
出力部３０２は、異なる分光特性を有する各光に対応する受光量のデータが記憶部３０１に記憶された場合、各受光量のデータをサーバ５０に対して出力（送信）する。また、出力部３０２は、各受光量のデータを送信する際、ユーザＩＤなどのユーザを識別する識別情報を関連付けて出力するようにしてもよい。出力部３０２は、サーバ５０から分光特性の測定結果を受信する。出力部３０２は、例えばアンテナ１０１や無線部１０２により実現されうる。
【０１２１】
光源制御部２０２は、実施例１では、測定部２０７による測定結果を光源２０１へ出力させるが、実施例２では、サーバ５０から受信した測定結果を出力部３０２から受信し、光源２０１へ出力させる。
【０１２２】
次に、サーバ５０の機能的構成について説明する。図１４に示すサーバ５０は、通信部５０１、測定部５０２、記憶部５０３を有する。
【０１２３】
通信部５０１は、ネットワーク４０を介してデータの送受信を行い、例えば、携帯端末装置３０から受光量のデータを受信したり、携帯端末装置３０に分光特性の測定結果を送信したりする。
【０１２４】
測定部５０２は、実施例１における測定部２０７の機能と同様の機能を有する。測定部５０２は、通信部５０１から受光量のデータを取得し、分光反射率又は分光測色を算出する。測定部５０２は、算出した光学特性を記憶部５０３に書き込む。
【０１２５】
記憶部５０３は、測定部５０２が算出した光学特性を記憶する。この場合、記憶部５０３は、測定されたユーザ毎に複数の測定結果を記憶してもよい。記憶部５０３は、例えば、ユーザ毎に、測定された日付とその日の測定結果とを関連付けて記憶する。
【０１２６】
なお、通信部５０１は、例えばネットワークインタフェース部により実現され、測定部５０２は、例えばプロセッサにより実現され、記憶部５０３は、例えばＨＤＤにより実現されうる。
【０１２７】
＜動作＞
次に、実施例２における光学特性測定システムの動作について説明する。携帯端末装置３０は、正反射判定処理、受光量検出処理、受光量出力処理を実行する。サーバ５０は、光学特性の測定（算出）処理、測定結果の出力処理を実行する。
【０１２８】
なお、携帯端末装置３０で実行される各処理は、１つのアプリケーションにより実現されてもよい。例えば、このアプリケーションを実行することで、正反射判定処理、受光量計測処理、受光量出力処理が実行され、また、測定結果の受信処理及び表示処理が実行されてもよい。
【０１２９】
以上、実施例２によれば、クラウドサービスを利用して、携帯端末装置３０の処理負荷を軽減しつつも、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
また、実施例１及び２における光学特性測定装置は、携帯端末装置に限らず、他の機器にも実装することができる。例えば、ディスプレイとカメラとを備える電子機器にも適用することが可能である。
【０１３１】
また、上述した光学特性測定装置における処理を実行するプログラムをＲＯＭなどに記録することで、各実施例での各処理をコンピュータに実行させることができる。
【０１３２】
また、このプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムが記録された記録媒体を携帯端末装置や電子機器に読み取らせて、上述した各処理を携帯端末装置や電子機器で実現させることも可能である。
【０１３３】
なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【０１３４】
以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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