(57)【要約】【課題】反射光の変化度合いとしてメタリック感を測定し、特に正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を評価する。【解決手段】Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ１の発散もしくは湧き出しとして定義される量であるメタリック感指標ＭＶ１の計算は、まず制御部１２から転送される計測値を入力する（ステップＳ１０１）。計測値が入力された後は、各受光部における明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊を計算する（ステップＳ１０２）。次に、受光部から得られる明度Ｌ＊と彩度Ｃ＊を軸として、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ１を計算する（ステップＳ１０３、ステップＳ１０４）。さらに、計算したベクトルＶ１ＡＢとベクトルＶ１ＢＣを用いて、メタリック感指標ＭＶ１を計算する（ステップ１０５）。【選択図】図４
2010175497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料のメタリック感を評価するメタリック感評価装置であって、
前記試料からの光源部の反射光を複数の角度で受光する受光部と、
複数の前記反射光からメタリック感を計算するメタリック感計算部と、を有し、
前記メタリック感計算部は、前記複数の反射光の明度および彩度の少なくとも一つの変化率を計算する変化率計算手段と、前記変化率の正反射方向への変化量を計算する変化量計算手段と、を備えることを特徴とするメタリック感評価装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記試料の法線方向を０度としてマイナスの位置に設定され、前記受光部は、前記正反射方向から前記光源部側に向かって３箇所にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１に記載のメタリック感評価装置。
【請求項３】
前記光源部は、前記試料の法線方向を０度として−４５度に設定され、前記受光部は、３０度、０度、−６５度の３箇所にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のメタリック感評価装置。
【請求項４】
前記メタリック感計算部は、複数の前記変化量の最大値として前記メタリック感を計算することを特徴とする請求項１に記載のメタリック感評価装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記試料の法線方向を０度としてマイナスの位置に設定され、前記受光部は、前記正反射方向から前記光源部側に向かって４箇所にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項４に記載のメタリック感評価装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記試料の法線方向を０度として−４５度に設定され、前記受光部は、２０度、０度、−３０度、−６５度の４箇所にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項４または５に記載のメタリック感評価装置。
【請求項７】
試料のメタリック感を評価するメタリック感評価方法であって、
前記試料からの光源部の反射光を複数の角度で受光する受光工程と、
複数の前記反射光の明度および彩度の少なくとも一つの変化率を計算する変化率計算工程と、
前記変化率の正反射方向への変化量を計算する変化量計算工程と、を備えることを特徴とするメタリック感評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタリック感評価装置およびメタリック感評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、塗装や印刷分野において、高級感や付加価値の演出のためにメタリック感を付与する技術が用いられている。メタリック感の付与に際し、塗装や印刷における材料開発や形成技術開発、また製造時の生産工程管理のために、メタリック感を定量的に評価できる装置が要望されている。
一方、メタリック感は、光の入射角度や観察角度によって明るさや色調が変化する現象であるため、メタリック感特性を評価することを目的として、通常の色彩値のＸＹＺやＬ＊ａ＊ｂ＊などをそのまま用いることは適切でない。その理由は、通常の色彩値の計算の際には、入射・受光の幾何学的配置が固定されているためである。このため、従来、塗装業界を中心として明るさの変化度合いを計算式とするフロップインデックスと呼ばれる評価指標が用いられている。また、フロップインデックスの計算式を拡張して、メタリックの色調も評価可能とした方法も提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フロップインデックスの計算式および上記した特許文献１に記載された技術ではいずれも、光源部からの正反射方向に近い位置の反射光と、光源部側に戻ってくる反射光との差をもとに、メタリック感を評価している。すなわち、反射光の変化度合いを評価しないため、緩やかに上昇しているのか、急激に上昇しているのか区別がつかず、メタリック感の詳細な評価としては十分でない。特に、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を評価できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、係る課題に鑑み、課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例のメタリック感評価装置は、試料のメタリック感を評価するメタリック感評価装置であって、前記試料からの光源部の反射光を複数の角度で受光する受光部と、前記複数の反射光からメタリック感を計算するメタリック感計算部と、を有し、前記メタリック感計算部は、前記複数の反射光の明度および彩度の少なくとも一つの変化率を計算する変化率計算手段と、前記変化率の正反射方向への変化量を計算する変化量計算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記メタリック感評価装置は、試料からの光源部の反射光を複数の角度で受光する受光部と、受光部で得られた複数の反射光からメタリック感を計算するメタリック感計算部を備え、メタリック計算部は、複数の反射光の明度および彩度の少なくとも一つの変化率を計算し、変化率の正反射方向への変化の傾向としての変化量を計算する。これにより、上記メタリック感評価装置が、変化率の変化量としてメタリック感を計算するため、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を、変化率の傾向として、精度よく適切に評価することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載のメタリック感評価装置において、前記光源部は、前記試料の法線方向を０度としてマイナスの位置に設定され、前記受光部は、前記正反射方向から光源部側に向かって３箇所にそれぞれ設定されることが好ましい。
【０００９】
これにより、正反射方向に近い反射光と正反射方向から離れた反射光を用いて、精度よく適切にメタリック感を評価することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載のメタリック感評価装置において、前記光源部は、前記試料の法線方向を０度として−４５度に設定され、前記受光部は、３０度、０度、−６５度の３箇所にそれぞれ設定されることが好ましい。
【００１１】
［適用例４］上記適用例に記載のメタリック感評価装置において、前記メタリック感計算部は、複数の前記変化量の最大値として前記メタリック感を計算することが好ましい。
これにより、複数の変化量を用いるため、変化率の正反射方向への変化の傾向を適切に計算でき、メタリック感を精度よく評価することができる。
【００１２】
［適用例５］上記適用例に記載のメタリック感評価装置において、前記光源部は、前記試料の法線方向を０度としてマイナスの位置に設定され、前記受光部は、前記正反射方向から光源部側に向かって４箇所にそれぞれ設定されることが好ましい。
【００１３】
［適用例６］上記適用例に記載のメタリック感評価装置において、前記光源部は、前記試料の法線方向を０度として−４５度に設定され、前記受光部は、２０度、０度、−３０度、−６５度の４箇所にそれぞれ設定されることが好ましい。
【００１４】
これらによれば、メタリック感評価装置は、複数の変化量を用いることにより、変化率の正反射方向への変化の傾向を適切に計算でき、メタリック感を精度よく評価することができる。
【００１５】
［適用例７］本適用例のメタリック感評価方法は、試料のメタリック感を評価するメタリック感評価方法であって、前記試料からの光源部の反射光を複数の角度で受光する受光工程と、複数の前記反射光の明度および彩度の少なくとも一つの変化率を計算する変化率計算工程と、前記変化率の正反射方向への変化量を計算する変化量計算工程と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記適用例に記載したメタリック感評価方法によれば、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を、変化率の変化の傾向として、精度よく適切に評価することができる。さらに、本適用例のメタリック感評価方法は、コンピュータープログラム、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤといったコンピューター読み取り可能媒体に記録されたコンピュータープログラムとしても実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】メタリック感を有する試料の断面図である。
【図２】メタリック感を有する別の試料の断面図である。
【図３】メタリック感に特有な反射特性を表した図である。
【図４】メタリック感評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態におけるメタリック感計算手順のフローチャートである。
【図６】第１実施形態における計測の幾何学的条件を表した図である。
【図７】分光立体角反射率の定義を表した図である。
【図８】第１実施形態における計測の具体例を表した図である。
【図９】第１実施形態における具体例の数値を示した表である。
【図１０】第１実施形態におけるベクトルＶ１をＬ＊−Ｃ＊平面でプロットした図である。
【図１１】第１実施形態におけるメタリック感指標とフロップインデックスを棒グラフとして示した図である。
【図１２】第２実施形態におけるメタリック感計算手順のフローチャートである。
【図１３】第２実施形態における計測の幾何学的条件を表した図である。
【図１４】第２実施形態における計測の具体例を表した図である。
【図１５】第２実施形態における具体例の数値を示した表である。
【図１６】第２実施形態におけるベクトルＶ２をＬ＊−Ｃ＊平面でプロットした図である。
【図１７】第２実施形態におけるメタリック感指標を棒グラフとして示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
［第１実施形態］
【００１９】
本発明の第１実施形態について説明する。
【００２０】
（メタリック感評価概要）
まず、図１から図３を用いて、メタリック感評価の概要について説明する。
図１は、メタリック感を有する試料の断面を表した図である。この試料は、鋼板、プラスチック、紙などの下地に、メタリック感を発生させる塗料やインク（インキ）を重ねて構成している。塗料やインクには、メタリック感の元となるアルミ片顔料とともに、色材成分が含まれる。
一方、図２は、別形態として作成した試料の断面を表した図である。この試料では、主として紙などの下地上に、はじめにメタリック感の元となるアルミ片顔料層を形成し、その上に色材を含むインク層を形成する。
図１、２のいずれも、試料表面層にアルミ片が存在するため、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなる。これが、メタリック感に特有な反射特性である。
【００２１】
ここで、メタリック感に関して、“光沢”や“つや”との違いについて補足する。“光沢”や“つや”も、正反射方向に近くなるに従って急激に反射成分が強くなる点では、メタリック感の表す反射特性と近い。一方、“光沢”や“つや”は色味成分のないほぼ白色であるのに対して、メタリック感の表す反射特性では、試料が持つもともとの色味成分も反射光として観察できる。
図３は、光源（光源部）および試料の設置角度を固定したとき、上記のメタリック感に特有な反射特性を、観察者の観察角の移動として表現した図である。具体的には、観察者が、正反射方向に近くなるに従って、反射光を強く感じることになる。このため、図３に示す現象を評価装置により捉えることにより、メタリック感を定量的に評価することができる。
【００２２】
（メタリック感評価）
次に、図４から図７を用いて、本発明の第１実施形態に係るメタリック感評価装置について具体的に説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係るメタリック感評価装置１００の概略構成を示すブロック図である。メタリック感評価装置１００は、計測部１１、制御部１２、メタリック感計算部１３、入出力部１４から構成されている。
【００２３】
入出力部１４は、メタリック感評価にあたってのユーザーからの測定指示を受け付け、開始や中断などの測定制御信号ＤＴ５として、制御部１２に転送する。
制御部１２は、測定制御信号ＤＴ５に基づき、計測制御信号ＤＴ１を用いて計測部１１を制御する。計測制御信号ＤＴ１は、具体的には、計測部１１内の光源の発光指示、受光部での反射光の取得指示、などである。
計測部１１は、光源を発光させ、試料からの反射光を受光する。光源、試料、受光部の幾何学的条件は、図６において説明する。受光した反射光については、計測値ＤＴ２として、制御部１２へ転送する。計測値ＤＴ２としてほかに、計測状態のステータス信号（ビジー、レディー）も転送する。
【００２４】
制御部１２は、計測値ＤＴ２を受け取り、計測値ＤＴ３として、メタリック感計算部１３へ転送する。メタリック感計算部１３は、計測値ＤＴ３からメタリック感を計算し、計算結果ＤＴ４として、制御部１２へ転送する。メタリック感の計算に関しては、図５のフローチャートの説明として後述する。計算結果ＤＴ４としてほかに、計算状態のステータス信号（ビジー、レディー）も転送する。
制御部１２は、メタリック感計算部１３から計算結果ＤＴ４を受け取り、計算結果ＤＴ６として入出力部１４に転送する。最後に、入出力部１４は、受け取った計算結果ＤＴ６を表示やプリントアウトしてユーザーに示す。
【００２５】
図５は、第１実施形態としてメタリック感計算部１３が実行するメタリック感計算の手順を表したフローチャートである。図５に示したフローチャートに基づき、第１実施形態では最終的にメタリック感指標ＭＶ１を計算する。
メタリック感指標ＭＶ１の計算では、まず制御部１２から転送される計測値ＤＴ３を入力する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の計測値ＤＴ３の形態として、本実施形態では可視光波長範囲の波長別の反射強度とする。ここで計測値ＤＴ３（計測部１１からの出力としてはＤＴ２）に関して、光源、試料、受光部の幾何学的条件を説明する。
【００２６】
図６は、第１実施形態における計測の幾何学的条件を表した図である。計測を構成するのは、メタリック感を評価される試料、試料への入射光を発する光源、試料からの反射光を受光する受光部となる。図１から図３において説明したとおり、メタリック感に特有な反射特性は、“正反射方向に近くなるに従って反射成分が強くなる現象”であることから、試料から複数の反射特性を計測するため、受光部を複数設ける。第１実施形態では、受光部１Ａ、受光部１Ｂ、受光部１Ｃの３箇所とする。
【００２７】
図６における光源は、試料の法線方向から反時計回りの位置に配置される。受光部１Ａは、光源からの入射光の正反射方向（図６中点線で図示）から、反時計回りの光源側にずれた位置に配置される。また、受光部１Ｂは、試料の法線方向に配置され、受光部１Ｃは、試料の法線方向から反時計回りに、光源をさらに超えた位置に配置される。受光部から計測される反射光は、それぞれ、反射光１Ａｘ、反射光１Ｂｘ、反射光１Ｃｘとする。すなわち、図５のステップＳ１０１で入力される計測値ＤＴ３は、反射光１Ａｘ、反射光１Ｂｘ、反射光１Ｃｘに関する可視光波長範囲の波長別の反射光強度となる。このステップＳ１０１は、受光工程を含んでいる。
【００２８】
図５に戻って、ステップＳ１０１で計測値ＤＴ３が入力された後は、各受光部における明度および彩度を計算する（ステップＳ１０２）。ここで計算される明度および彩度は、国際照明委員会ＣＩＥが規定したＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度Ｌ＊および彩度（クロマ）Ｃ＊である。このＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊表色系は、ＣＩＥが定めたＸＹＺ表色系から計算され、さらにＸＹＺ表色系は、分光立体角反射率から計算される。分光立体角反射率からＸＹＺ表色系を計算する計算式については、ＪＩＳＺ８７０１に記載される方法を用いる。また、ＸＹＺ表色系からＬ＊ａ＊ｂ＊表色系を計算する計算式については、ＪＩＳＺ８７２９に記載される方法を用いる。
【００２９】
図７は、ＸＹＺ表色系およびＬ＊ａ＊ｂ＊表色系を計算するための分光立体角反射率の定義を表した図である。分光立体角反射率は、試料表面からの立体角を定め、その立体角内へ完全拡散面から反射する光に対して、試料から反射する光の比を求めたものである。図５のステップＳ１０１では、受光部１Ａ、受光部１Ｂ、受光部１Ｃの３箇所の受光部における反射光強度が入力されるため、完全拡散面に関する同一の３箇所の反射光強度を参照することにより、３箇所それぞれに関して分光立体角反射率を求めることができる。その結果、ステップＳ１０２において各受光部における明度および彩度を計算することができる。受光部１Ａにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊１ＡとＣ＊１Ａ、受光部１Ｂにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊１ＢとＣ＊１Ｂ、受光部１Ｃにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊１ＣとＣ＊１Ｃとする。
【００３０】
メタリック感指標の計算として、次に、受光部から得られる明度Ｌ＊と彩度Ｃ＊を軸として、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ１を計算する（以下の式（１））。
【００３１】
【数１】
2010175497.tif 000003
このベクトルとは、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関して１度あたりの変化率をベクトルの成分とするものであり、メタリック感計算部１３の変化率計算手段により計算される。
【００３２】
図５に示すフローチャートでは、受光部１Ｂ（Ｌ＊１Ｂ，Ｃ＊１Ｂ）から受光部１Ａ（Ｌ＊１Ａ，Ｃ＊１Ａ）へのベクトルとして、以下の式（２）のベクトルＶ１ＡＢを計算する（ステップＳ１０３）。ここでｄ１ＡＢは、受光部１Ａと受光部１Ｂの角度差の絶対値とする。
【００３３】
【数２】
2010175497.tif 000004
【００３４】
また、受光部１Ｃ（Ｌ＊１Ｃ，Ｃ＊１Ｃ）から受光部１Ｂ（Ｌ＊１Ｂ，Ｃ＊１Ｂ）へのベクトルとして、以下の式（３）のベクトルＶ１ＢＣを計算する（ステップＳ１０４）。ここでｄ１ＢＣは、受光部１Ｂと受光部１Ｃの角度差の絶対値とする。これらステップＳ１０３およびステップＳ１０４は、変化率計算工程に該当する。
【００３５】
【数３】
2010175497.tif 000005
【００３６】
第１実施形態におけるメタリック感指標の計算として最後に、計算したベクトルＶ１ＡＢとベクトルＶ１ＢＣを用いて、以下の式（４）のとおりメタリック感指標ＭＶ１を計算する（ステップ１０５）。
【００３７】
【数４】
2010175497.tif 000006
ここで、式（４）として計算されるメタリック感指標ＭＶ１は、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ１の発散もしくは湧き出しとして定義される量である。発散とは、Ｌ＊−Ｃ＊平面の各点におけるベクトルの変化の傾向を表し、いわば、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関して１度あたりの変化率の変化量を表すものであり、メタリック感計算部１３の変化量計算手段により計算される。このステップＳ１０５は、変化量計算工程に該当する。そして、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの発散としてメタリック感を評価することが有用な理由については、以下の評価例において説明する。
【００３８】
（評価例１）
図８から図１０を用いて、第１実施形態におけるメタリック感評価の具体例を説明する。具体例としては、色としてＹｅｌｌｏｗとＢｌａｃｋを取り上げる。また、それぞれメタリック成分を付加した試料としない試料を準備し、その計４種類の試料に関して、メタリック感の評価を行う。メタリック成分を付加する際には、図２の形態により、インク層（色材）の下にアルミ片顔料層を形成した。
【００３９】
計４種類の試料に関して、目視観察でメタリック感を最も強く感じるのは、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありの試料である。メタリック成分があっても、Ｂｌａｃｋは明度・彩度とも小さいため、メタリック感をそれほど強く感じない。当然ながら、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｌａｃｋともメタリック成分がない試料ではメタリック感を感じない。
【００４０】
また、この具体例における計測の幾何学的条件は、試料の法線方向を０度として、時計回りを正として最大９０度、反時計回りを負として最小−９０度としたとき、光源を−４５度、受光部１Ａを３０度、受光部１Ｂを０度、受光部１Ｃを−６５度に、それぞれ設定したものである。
光源が−４５度であるため、正反射方向は４５度となる。また、受光部１Ａと受光部１Ｂの角度差の絶対値ｄ１ＡＢは３０度、受光部１Ｂと受光部１Ｃの角度差の絶対値ｄ１ＢＣは６５度となる。
【００４１】
図８（ａ）は、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分あり／なしに関して、受光部の角度を横軸に、それぞれの受光部における明度Ｌ＊を縦軸にしてプロットした結果である。同様にして、図８（ｂ）は、Ｙｅｌｌｏｗの彩度Ｃ＊のプロット結果、図８（ｃ）は、Ｂｌａｃｋの明度Ｌ＊のプロット結果、図８（ｄ）は、Ｂｌａｃｋの彩度Ｃ＊のプロット結果となる。
【００４２】
図１から図３において説明したメタリック感に特有な反射特性（正反射方向に近くなるに従って反射成分が強くなる現象）は、図８から読み取れる。すなわち、Ｙｅｌｌｏｗに関する図８（ａ）、図８（ｂ）において、メタリック成分なしの場合は、正反射４５度に近づいても明度・彩度とも大きく増加しないのに対して、メタリック成分ありの場合は、正反射に近い受光部１Ａの３０度では、正反射から離れた受光部１Ｂ、受光部１Ｃと比べて明度・彩度とも大きく増加する。受光部間の変化としてみた場合、受光部１Ｃから受光部１Ｂへの変化に比べ、受光部１Ｂから受光部１Ａへの変化の方が大きい。
【００４３】
Ｂｌａｃｋに関する図８（ｃ）においても、メタリック成分ありの場合は、明度は正反射方向に近くなるに従って増加する。ただし、図８（ａ）のＹｅｌｌｏｗと比べ、明度の増加幅は小さい。一方彩度は、Ｂｌａｃｋということで、もともと小さいため、メタリック成分ありでも変化が少ない。なお、図８（ｃ）においてメタリック成分なしの場合でも、受光部１Ａにおける明度が受光部１Ｂや受光部１Ｃより大きいのは、試料表面の“光沢”や“つや”を計測しているためである。
【００４４】
図９は、図８に示したメタリック感評価の具体例について、受光部１Ａにおける明度と彩度（Ｌ＊１ＡとＣ＊１Ａ）、受光部１Ｂにおける明度と彩度（Ｌ＊１ＢとＣ＊１Ｂ）、受光部１Ｃにおける明度と彩度（Ｌ＊１ＣとＣ＊１Ｃ）を４種類の試料別に表として示したものである（左から１、２、３番目の列）。また、これらの明度と彩度をもとに、図５のステップＳ１０３とステップＳ１０４においてそれぞれ計算するベクトルＶ１ＡＢとベクトルＶ１ＢＣについても示す（左から４、５番目の列）。
【００４５】
図１０は、ベクトルＶ１ＡＢとベクトルＶ１ＢＣをＬ＊−Ｃ＊平面でプロットした図となる。図１０（ａ）はＹｅｌｌｏｗ、図１０（ｂ）はＢｌａｃｋとなる。ここでベクトルの図示にあたっては、受光部１Ｂを原点として、受光部１Ｂから受光部１Ａへの変化（ベクトルＶ１ＡＢ）と、受光部１Ｃから受光部１Ｂへの変化（ベクトルＶ１ＢＣ）を同時にプロットした。
【００４６】
メタリック感が強い、すなわち、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなる場合、受光部１Ｃから受光部１Ｂへの変化（ベクトルＶ１ＢＣ）に比べ、受光部１Ｂから受光部１Ａへの変化（ベクトルＶ１ＡＢ）が、急激に大きくなる。また、メタリック感が強い場合は正反射付近での色味も強いため、受光部１Ａでの明度とともに彩度も大きくなり、ベクトルＶ１ＡＢが、Ｌ＊−Ｃ＊平面のグラフ右上方向に大きく伸びる。これは、Ｌ＊−Ｃ＊平面の各点でのベクトルの変化の傾向を如実に表したものであり、ベクトルの発散として計算するのが適当な量である。
【００４７】
図１０では、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありが、上記のメタリック感が強い際の特性を示している。一方、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありでは、ベクトルＶ１ＡＢが明度方向には変化するが、彩度方向への変化が少ない。これは、図８（ｄ）において考察したとおり、Ｂｌａｃｋの彩度がもともと小さいことによるものである。当然ながら、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｌａｃｋとも、メタリック成分なしの場合は、上記のメタリック感が強い際の特性を示さない。
【００４８】
図９の右から２、１番目の列には、それぞれ、図５のステップＳ１０５で計算されるメタリック感指標ＭＶ１と、装業界を中心にメタリック感評価として用いられるフロップインデックスＦを示した。フロップインデックスは、今回の評価例の幾何学的条件において、以下の式（５）のとおり計算できる。
【００４９】
【数５】
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【００５０】
図１１（ａ）は、４種類の試料に関するメタリック感指標ＭＶ１を棒グラフとして示したものである。また、図１１（ｂ）は、同じく４種類の試料に関してフロップインデックスＦを示したものである。
フロップインデックスＦは、光源からの正反射方向に近い位置の反射光の明度と、光源側に戻ってくる反射光の明度をもとに、その差を求めて、さらに、試料法線方向の明度で除算することによって計算する。このため、明度差が大きく、法線方向の明度が小さい場合に、値が大きくなる。このため、図１１（ｂ）に示すとおり、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありが、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありよりも、フロップインデックスＦとして大きな値をとってしまう。これは目視の観察と一致しない点であり、メタリック感の詳細な評価としては適切でない。
【００５１】
一方、図１１（ａ）に示すとおり、本発明の第１実施形態によるメタリック感指標ＭＶ１を用いれば、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありの値が、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありの値より大きく、目視の観察結果と一致する。これは、図１０に示したＹｅｌｌｏｗ、ＢｌａｃｋでのＬ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの変化の傾向を捉えるために、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの発散として、メタリック感指標ＭＶ１を計算した結果によるものである。
【００５２】
以上説明した第１実施形態に係るメタリック感評価装置１００によれば、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの発散としてメタリック感を計算する。別の表現をすれば、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関する１度あたりの変化率の変化量として、メタリック感を計算する。このため、試料の有するメタリック感特性をベクトルの変化の傾向として捉えることができる。従って、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を、ベクトルの変化の傾向として、精度よく適切に評価することができる。
［第２実施形態］
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、受光部を４箇所とし、４箇所の計測値からベクトルの発散を複数求めてからメタリック感指標を計算する点で、前述した第１実施形態とは異なる。
【００５４】
メタリック感評価装置１００の概略構成は、図４に示した内容と同一であるため、ここでの説明は省略する。図１２は、第２実施形態としてメタリック感計算部１３が実行するメタリック感計算の手順を表したフローチャートである。図１２に示したフローチャートに基づき、第２実施形態では最終的にメタリック感指標ＭＶ２を計算する。
【００５５】
メタリック感指標ＭＶ２の計算では、まず制御部１２から転送される計測値ＤＴ３を入力する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の計測値ＤＴ３の形態として、第１実施形態と同様に、本実施形態では可視光波長範囲の波長別の反射強度とする。ここで計測値ＤＴ３（計測部１１からの出力としてはＤＴ２）に関して、第２実施形態における光源、試料、受光部の幾何学的条件を説明する。
【００５６】
図１３は、第２実施形態における計測の幾何学的条件を表した図である。計測を構成するのは、メタリック感を評価される試料、試料への入射光を発する光源、試料からの反射光を受光する受光部となる。図１から図３において説明したとおり、メタリック感に特有な反射特性は、“正反射方向に近くなるに従って反射成分が強くなる現象”であることから、第２実施形態においても、試料から複数の反射特性を計測するため、受光部を複数設ける。ただし、第１実施形態の３箇所と異なり、第２実施形態では、受光部２Ａ、受光部２Ｂ、受光部２Ｃ、受光部２Ｄの４箇所とする。
【００５７】
図１３における光源は、試料の法線方向から反時計回りの位置に配置される。受光部２Ａは、光源からの入射光の正反射方向（図１３中点線で図示）から、反時計回りの光源側にずれた位置に配置される。また、受光部２Ｂは、試料の法線方向に配置される。受光部２Ｃは、試料の法線方向から反時計回りに、光源の手前に配置され、受光部２Ｄは、同じく反時計回りに、光源を超えた位置に配置される。第２実施形態では、受光部２Ｃと受光部２Ｄとして、光源側の前後に受光部が配置されることが特徴となる。受光部から計測される反射光については、それぞれ、反射光２Ａｘ、反射光２Ｂｘ、反射光２Ｃｘ、反射光２Ｄｘとする。すなわち、図１２のステップＳ２０１で入力される計測値ＤＴ３は、反射光２Ａｘ、反射光２Ｂｘ、反射光２Ｃｘ、反射光２Ｄｘに関する可視光波長範囲の波長別の反射光強度となる。
【００５８】
図１２に戻って、ステップＳ２０１で計測値ＤＴ３が入力された後は、各受光部における明度および彩度を計算する（ステップＳ２０２）。ここで計算される明度および彩度は、国際照明委員会ＣＩＥが規定したＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における明度Ｌ＊および彩度（クロマ）Ｃ＊とする。受光部での反射光強度から分光立体角反射率を求める方法、および分光立体角反射率から明度・彩度を求める方法は、第１実施形態と同様である。受光部２Ａにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊２ＡとＣ＊２Ａ、受光部２Ｂにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊２ＢとＣ＊２Ｂ、受光部２Ｃにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊２ＣとＣ＊２Ｃ、受光部２Ｄにおける明度と彩度をそれぞれＬ＊２ＤとＣ＊２Ｄとする。
【００５９】
次に、メタリック感指標の計算として、受光部から得られる明度Ｌ＊と彩度Ｃ＊を軸として、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ２を計算する（以下の式（６））。
【００６０】
【数６】
2010175497.tif 000008
ここでのベクトルも、第１実施形態と同様に、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関して１度あたりの変化率をベクトルの成分とするものである。
【００６１】
図１２に示すフローチャートでは、受光部２Ｂ（Ｌ＊２Ｂ，Ｃ＊２Ｂ）から受光部２Ａ（Ｌ＊２Ａ，Ｃ＊２Ａ）へのベクトルとして、以下の式（７）のベクトルＶ２ＡＢを計算する（ステップＳ２０３）。ここでｄ２ＡＢは、受光部２Ａと受光部２Ｂの角度差の絶対値とする。
【００６２】
【数７】
2010175497.tif 000009
【００６３】
また、受光部２Ｃ（Ｌ＊２Ｃ，Ｃ＊２Ｃ）から受光部２Ｂ（Ｌ＊２Ｂ，Ｃ＊２Ｂ）へのベクトルとして、以下の式（８）のベクトルＶ２ＢＣを計算する（ステップＳ２０４）。ここでｄ２ＢＣは、受光部２Ｂと受光部２Ｃの角度差の絶対値とする。
【００６４】
【数８】
2010175497.tif 000010
【００６５】
さらに第２実施形態では、受光部２Ｄ（Ｌ＊２Ｄ，Ｃ＊２Ｄ）から受光部２Ｃ（Ｌ＊２Ｃ，Ｃ＊２Ｃ）へのベクトルとして、以下の式（９）のベクトルＶ２ＣＤを計算する（ステップＳ２０５）。ここでｄ２ＣＤは、受光部２Ｃと受光部２Ｄの角度差の絶対値とする。
【００６６】
【数９】
2010175497.tif 000011
【００６７】
第２実施形態におけるメタリック感指標の計算として、計算したベクトルＶ２ＡＢ、ベクトルＶ２ＢＣ、ベクトルＶ２ＣＤ、用いて、以下の式（１０）のとおりメタリック感指標ＭＶ２を計算する（ステップ２０６）。
【００６８】
【数１０】
2010175497.tif 000012
【００６９】
式（１０）として計算されるメタリック感指標ＭＶ２は、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルＶ２の発散として定義される量であり、第１実施形態と同様に、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関して１度あたりの変化率の変化量を表すものである。第２実施形態では、受光部が４箇所であり、それぞれ４個の明度と彩度が得られる。その結果ベクトルが３個計算できるため、ベクトルの変化の傾向を表す発散が２個計算できる。第２実施形態では、２個の発散を求めた後、その最大値を求めることによりメタリック感指標を計算する。ここで、ステップＳ２０１は、受光工程を含み、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４およびステップＳ２０５は、変化率計算工程に該当し、ステップＳ２０６は、変化量計算工程に該当する。
【００７０】
（評価例２）
図１４から図１６を用いて、第２実施形態におけるメタリック感評価の具体例を説明する。試料は、第１実施形態の説明で用いたものと同一のＹｅｌｌｏｗとＢｌａｃｋとし、それぞれメタリック成分を付加した試料としない試料の計４種類とする。４種類の試料に関しては、第１実施形態の評価例において説明したとおり、目視観察でメタリック感を最も強く感じるのは、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありの試料である。メタリック成分があっても、Ｂｌａｃｋは明度・彩度とも小さいため、メタリック感をそれほど強く感じない。当然ながら、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｌａｃｋともメタリック成分がない試料ではメタリック感を感じない。
【００７１】
第２実施形態の具体例における計測の幾何学的条件は、試料の法線方向を０度として、時計回りを正として最大９０度、反時計回りを負として最小−９０度としたとき、光源を−４５度、受光部２Ａを２０度、受光部２Ｂを０度、受光部２Ｃを−３０度、受光部２Ｄを−６５度にそれぞれ設定したものである。このため、受光部２Ａと受光部２Ｂの角度差の絶対値ｄ２ＡＢは２０度、受光部２Ｂと受光部２Ｃの角度差の絶対値ｄ２ＢＣは３０度、受光部２Ｃと受光部２Ｄの角度差の絶対値ｄ２ＣＤは３５度となる。
【００７２】
図１４（ａ）は、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分あり／なしに関して、受光部の角度を横軸に、それぞれの受光部における明度Ｌ＊を縦軸にしてプロットした結果である。同様にして、図１４（ｂ）は、Ｙｅｌｌｏｗの彩度Ｃ＊のプロット結果、図１４（ｃ）は、Ｂｌａｃｋの明度Ｌ＊のプロット結果、図１４（ｄ）は、Ｂｌａｃｋの彩度Ｃ＊のプロット結果となる。試料としては第１実施形態と同じであるため、図１４における受光部２Ｂ（０度）の結果は、第１実施形態の図８における受光部１Ｂ（０度）の結果と同一であり、図１４における受光部２Ｄ（−６５度）の結果は、第１実施形態の図８における受光部１Ｃ（−６５度）の結果と同一となる。
【００７３】
図１から図３において説明したメタリック感に特有な反射特性（正反射方向に近くなるに従って反射成分が強くなる現象）は、第２実施形態の図１４からも読み取れる。すなわち、Ｙｅｌｌｏｗに関する図１４（ａ）、図１４（ｂ）において、メタリック成分なしの場合は、正反射４５度に近づいても明度・彩度とも大きく増加しないのに対して、メタリック成分ありの場合は、正反射に近い受光部２Ａの２０度では、正反射から離れた受光部２Ｂ、受光部２Ｃ、受光部２Ｄと比べて明度・彩度とも大きく増加する。受光部間の変化としてみた場合、受光部１Ｄから受光部１Ｃへの変化、および受光部１Ｃから受光部１Ｂへの変化に比べ、受光部１Ｂから受光部１Ａへの変化の方が大きい。
【００７４】
Ｂｌａｃｋに関する状況は、第１実施形態において説明した内容と同様である。すなわち、図１４（ｃ）においても、メタリック成分ありの場合は、明度は正反射に近くなるに従って増加する。ただし、図１４（ａ）のＹｅｌｌｏｗと比べ、明度の増加幅は小さい。一方彩度は、Ｂｌａｃｋということで、もともと小さいため、メタリック成分ありでも変化が少ない。
【００７５】
図１５は、図１４に示したメタリック感評価の具体例について、受光部２Ａにおける明度と彩度（Ｌ＊２ＡとＣ＊２Ａ）、受光部２Ｂにおける明度と彩度（Ｌ＊２ＢとＣ＊２Ｂ）、受光部２Ｃにおける明度と彩度（Ｌ＊２ＣとＣ＊２Ｃ）、受光部２Ｄにおける明度と彩度（Ｌ＊２ＤとＣ＊２Ｄ）を４種類の試料別に表として示したものである（左から１、２、３、４番目の列）。また、これらの明度と彩度をもとに、第２実施形態の図１２のステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５においてそれぞれ計算するベクトルＶ２ＡＢ、ベクトルＶ２ＢＣ、ベクトルＶ２ＣＤついても示す（左から５、６、７番目の列）。
【００７６】
図１６は、ベクトルＶ２ＡＢ、ベクトルＶ２ＢＣ、ベクトルＶ２ＣＤをＬ＊−Ｃ＊平面でプロットした図となる。図１６（ａ）はＹｅｌｌｏｗ、図１６（ｂ）はＢｌａｃｋとなる。ここでベクトルの図示にあたっては、受光部２Ｂを原点となるようにプロットした。すなわち、受光部２Ｂから受光部２Ａへの変化（ベクトルＶ２ＡＢ）は原点からスタートする。受光部２Ｃから受光部２Ｂへの変化（ベクトルＶ２ＢＣ）は、原点に至る。また、受光部２Ｄから受光部２Ｃへの変化（ベクトルＶ２ＣＤ）は、ベクトルＶ２ＢＣの始点に至る。
【００７７】
第２実施形態においても、メタリック感が強い、すなわち、正反射方向に近くなるに従って急激に反射成分が強くなる場合、受光部２Ｃから受光部２Ｂへの変化（ベクトルＶ２ＢＣ）および受光部２Ｄから受光部２Ｃへの変化（ベクトルＶ２ＣＤ）に比べ、受光部２Ｂから受光部２Ａへの変化（ベクトルＶ２ＡＢ）が、急激に大きくなる。また、メタリック感が強い場合は正反射付近での色味も強いため、受光部２Ａでの明度とともに彩度も大きくなり、ベクトルＶ２ＡＢが、Ｌ＊−Ｃ＊平面のグラフ右上方向に伸びる。これはＬ＊−Ｃ＊平面の各点でのベクトルの変化の傾向を如実に表したものであり、第２実施形態においてもベクトルの発散として計算するのが適当な量である。
【００７８】
第２実施形態の図１６では、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありが、上記のメタリック感が強い際の特性を示している。一方、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありでは、ベクトルＶ２ＡＢが明度方向には変化するが、彩度方向への変化が少ない。これは、図１４（ｄ）において考察したとおり、Ｂｌａｃｋの彩度がもともと小さいことによるものである。当然ながら、Ｙｅｌｌｏｗ、Ｂｌａｃｋとも、メタリック成分なしの場合は、上記のメタリック感が強い際の特性を示さない。
【００７９】
図１５の右から１番目の列は、図１２のステップＳ２０６で計算されるメタリック感指標ＭＶ２を、４種類の試料に関して計算したものである。図１２および式（１０）に示したとおり、第２実施形態では、受光部が４箇所であり、それぞれ４個の明度と彩度が得られる。その結果ベクトルが３個計算できるため、ベクトルの変化の傾向を表す発散が２個計算でき、メタリック感指標ＭＶ２は、２個の発散の最大値として計算している。図１７は、メタリック感指標ＭＶ２を棒グラフとして示したものである。
【００８０】
第１実施形態の図１１（ｂ）に示したとおり、この４種類の試料に関してフロップインデックスＦを計算すると、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありが、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありよりも大きな値をとる。これは、目視の観察と一致しない結果である。
一方、図１７に示すとおり、本発明の第２実施形態によるメタリック感指標ＭＶ２を用いれば、Ｙｅｌｌｏｗのメタリック成分ありの値が、Ｂｌａｃｋのメタリック成分ありの値より大きく、目視の観察結果と一致する。これは、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの発散として、メタリック感指標を計算した結果によるものである。特に第２実施形態では、３個のベクトルのうち、ベクトルＶ２ＡＢとベクトルＶ２ＢＣから受光部２Ｂでの発散を計算するとともに、ベクトルＶ２ＢＣとベクトルＶ２ＣＤから受光部２Ｃでの発散を計算し、その２個の発散の最大値としてメタリック感指標を計算する。計測点およびベクトルの数が多いことから、正反射方向への反射光の変化の傾向をより精密に捉えることが可能となり、その結果メタリック感を精度よく評価することができる。
【００８１】
以上説明した第２実施形態に係るメタリック感評価装置１００によれば、Ｌ＊−Ｃ＊平面でのベクトルの発散としてメタリック感を計算する。別の表現をすれば、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊に関する１度あたりの変化率の変化量として、メタリック感を計算する。このため、試料の有するメタリック感特性をベクトルの変化の傾向として捉えることができる。特に、複数のベクトルの発散をもとにメタリック感を計算するため、正反射方向に近くなるに従って、急激に反射成分が強くなるというメタリック感に特有な現象を、より精度よく適切に評価することができる。
【００８２】
［変形例］
メタリック感評価装置１００およびメタリック感評価方法は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態とほぼ同様な効果が得られる。
【００８３】
上記の第１実施形態では、計測点を３箇所、ベクトルを２個、発散を１個として計算し、第２実施形態では、計測点を４箇所、ベクトルを３個、発散を２個として計算したが、計測における個数はこれらに限定するものではない。すなわちより一般化して、計測点をＮ箇所、ベクトルをＮ−１個、発散をＮ−２個（Ｎ≧３）とし、Ｎ−２個の発散の最大値としてメタリック感指標を計算することが可能である。
【００８４】
また、第１および第２実施形態においては、明度Ｌ＊および彩度Ｃ＊の１度あたりの変化率を成分とするベクトルを計算したが、明度か彩度のどちらか一つを用いる構成としてもよい。例えば、シルバーインクのメタリック感を評価する場合は、明度Ｌ＊を用いてメタリック感指標を計算してもよい。
【００８５】
また、第１実施形態では、光源を−４５度、受光部１Ａを３０度、受光部１Ｂを０度、受光部１Ｃを−６５度にそれぞれ設定したものであり、これはＡＳＴＭＥ２１９４−３に記載される幾何学的条件を用いたものである。また、第２実施形態では、光源を−４５度、受光部２Ａを２０度、受光部２Ｂを０度、受光部２Ｃを−３０度、受光部２Ｄを−６５度にそれぞれ設定したものであり、これはＤＩＮ６１７５−２に記載される幾何学的条件を用いたものである。ただし、本発明は、これらの受光角度に限定するものではない。すなわち、正反射方向に近い受光部と正反射方向から離れた受光部により構成されれば、他の受光角度を設定することも可能である。
【００８６】
更に、第１および第２実施形態においては、光源および受光部を二次元平面上に配置したが、三次元の半球空間上に配置することも可能である。すなわち、三次元の半球空間上で、正反射方向に近い受光部と正反射方向から離れた受光部により構成されれば、他の受光角度を設定することも可能である。
【００８７】
更に、各受光部での分光立体角反射率から明度および彩度を計算する際に、ＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊色空間に限定せず、ＣＩＥＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間に基づき計算してもよい。また、他の表色系を用いて計算することもむろん可能である。
【００８８】
更に、上記したメタリック感評価において行う計算は、基本的には専用装置で行うことを想定しているが、ソフトウェア処理によって行っても良い。例えば、メタリック感計算部１３が有する機能は、ＣＰＵ（コンピューター）に実行させるメタリック感評価プログラムにより実現することができる。なお、メタリック感評価プログラムは、予めハードディスクやＲＯＭに格納されていることとしてもよいし、またはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピューターが読み取り可能な記録媒体によって外部から供給され、ＣＤ−ＲＯＭドライブが読み取ったメタリック感評価プログラムをハードディスクに格納するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１００…メタリック感評価装置、１１…計測部、１２…制御部、１３…メタリック感計算部、１４…入出力部。
【図１】
2010175497.tif 000013
【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】
2010175497.tif 000021
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010175497.tif 000025
【図１４】
2010175497.tif 000026
【図１５】
2010175497.tif 000027
【図１６】
2010175497.tif 000028
【図１７】
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