(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイン波透過像を基材に密着する工程と；
基材に密着した像の反射光量分布を測定する工程と；
測定した反射光量分布からコントラストを求める工程と；
空間周波数が０のときのコントラストとのコントラスト比を求める工程と；
該コントラスト比の値を２倍して１を引くことによりＭＴＦを求める工程と；
を含むＭＴＦを測定する方法。
【請求項２】
人間の皮膚のＭＴＦを測定することを特徴とする請求項１に記載したＭＴＦを測定する方法。
【請求項３】
サイン波透過像を基材に密着する手段と；
基材に密着した像の反射光量分布を測定する手段と；
測定した反射光量分布からコントラストを求める手段と；
空間周波数が０のときのコントラストとのコントラスト比を求める手段と；
該コントラスト比の値を２倍して１を引くことによりＭＴＦを求める手段と；
を備えるＭＴＦを測定する装置。
【請求項４】
前記基材に密着した像の反射光量分布を測定する手段が、ＣＣＤセンサまたは撮像管を用いた手段である請求項３に記載したＭＴＦを測定する装置。
【請求項５】
人間の皮膚のＭＴＦを測定することを特徴とする請求項３に記載したＭＴＦを測定する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙やプラスチック等の質感や特にその上に画像を形成した際の画質に影響を与える基材の反射のＭＴＦを測定する方法および装置に関するものである。また、人間の皮膚のＭＴＦの測定にも適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ここでいう基材とは、紙、ＰＥＴ、ＲＣ紙（写真用支持体）、木、プラスチック、コンクリート、布、皮、等の反射画像を形成できる支持体を総称する。さらにこの技術は人間の皮膚の測定も可能である。ここでは基材として紙を例に説明する。
【０００３】
また、ここでいうサイン波透過像とは、位置をＸとするとその位置の透過率がサイン関数で表される分布となるテストチャート像をいう。ここで用いる透過チャートではサイン波透過像とは、位置をＸとするとその位置の透過率がサイン関数で表される分布となるテストチャート像をいう。このとき位置Ｘ（mm）で表される波長の逆数、すなわち周波数を空間周波数（Cycles/mm）と呼ぶ。同様に矩形波透過像とはサイン波像に対してその分布が矩形となる透過チャート像をいう。
【０００４】
紙に入射した光は内部で散乱され、反射され、また、入射光の一部は吸収される。このような光の内部散乱は半透明の媒質、ここでいう基材、に必ず発生する現象である。光の内部散乱特性は網点印刷では光学的ドットゲインと呼ばれる現象、すなわち反射濃度が高くなる現象、を引き起こすことが知られている。さらに、内部散乱特性は質感や見た目にも影響を与える。
【０００５】
一方、光の伝達特性を評価する方法として光学や画像工学では、点拡がり関数、線拡がり関数、ＭＴＦ（Modulation  Transfer  Function）、ＣＴＦ（Contrast  Transfer  Function）が一般的に用いられる。これら光の伝達特性の測定方法および装置はレンズやフィルムといった透過物についてはよく知られている。
【０００６】
例えば、(株)コロナ社出版の「画像工学の基礎−銀塩写真編−（日本写真学会編）」４１６頁には、ＭＴＦの定義や測定方法が詳しく述べられている。
【０００７】
ＭＴＦとＣＴＦは厳密には異なる定義であるが、ＭＴＦの代用にＣＴＦが用いられることも多い。本発明でいうＭＴＦの測定方法および装置もＣＴＦの測定方法および装置を含むものである。
【０００８】
印画紙や印刷用紙の様な反射で観察される画像の基材そのもののＭＴＦの測定方法および装置に関しての報告は少ないが、以下いくつか報告されている。
【０００９】
Yule らは「Tappi」誌、第５０巻、1967年７号、３３７ページにおいて、紙サンプルにエッジ像を投影し、投影されたエッジ像の反射光量分布をマイクロフォトメータで測定し、紙の線拡がり関数を測定する方法を提案した。線拡がり関数は微分することで点拡がり関数を求めることが可能であり、さらに、求めた点拡がり関数をフーリエ変換することで、ＭＴＦを求めることが可能である。しかし、この方法はノイズが大きく精度の高い測定は難しいことが知られている。
【００１０】
筆者らは「Imaging Science & Technology」誌、第４１巻、1997年６号、６５７ページにおいて、基材サンプルにサイン波像を投影し、投影されたサイン波像の反射光量分布を測定し、基材のＭＴＦを求める方法及び装置について報告した。この方法は精度良く基材のＭＴＦを測定することができる。しかし、基材サンプルにサイン波像を投影するこの方法は、特殊な投影装置が必要であり、測定に際しては光軸の微妙な調整が必要であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、基材の反射のＭＴＦを直接求めるための実用的な測定方法および装置は簡易なものではなかった。
【００１２】
本発明の目的は、基材の反射のＭＴＦを求めるための簡易な測定方法および装置を提供することである。また、人間の皮膚のＭＴＦを求めるための簡易な測定方法および装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、サイン波透過像を基材に密着する工程と、基材に密着した像の反射光量分布を測定する工程と、測定した反射光量分布からコントラストを求める工程と、空間周波数が０のときのコントラストとのコントラスト比を求める工程と、該コントラスト比の値を２倍して１を引くことによりＭＴＦを求める工程と、を含むＭＴＦを測定する方法が提供される。
【００１４】
また、本発明は人間の皮膚のＭＴＦを測定することが可能な方法が提供される。
【００１５】
また本発明によれば、サイン波透過像を基材に密着する手段と、基材に密着した像の反射光量分布を測定する手段と、測定した反射光量分布からコントラストを求める手段と、空間周波数が０のときのコントラストとのコントラスト比を求める手段と、該コントラスト比の値を２倍して１を引くことによりＭＴＦを求める手段と、を備えるＭＴＦを測定する装置が提供される。
【００１６】
また、基材に密着した像の反射光量分布を測定する手段は、ＣＣＤセンサまたは撮像管を用いた手段であるＭＴＦを測定する装置が提供される。
【００１７】
また本発明によれば、人間の皮膚のＭＴＦを測定することが可能なＭＴＦを測定する装置が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の基材の反射のＭＴＦを測定する装置は、例えば、図１の様に構成される。測定する基材２の面に対して垂直に反射光量測定装置３を設置し、図２に示す様なサイン波の透過率分布を持つ透過チャート４を基材２に重ねて密着し、斜め方向から照明装置１により照明するものである。基材２の面に対する垂線を０度、従って基材面を９０度と表すと、これら照明装置１と、基材２と、反射光量測定装置３の位置関係は、図１では照明装置１は４５度、基材２は９０度、反射光量測定装置３は０度である。これらの位置関係は任意に設定できるが、反射濃度測定方法に準拠するためには、照明装置１は４５度、基材２は９０度、反射光量測定装置３は０度の位置関係が好ましい。または、照明装置１が０度、基材２が９０度、反射光量測定装置３が４５度の位置関係も可能である。
【００１９】
基材２は、図１に示すようにサンプルベッド３１上にセットされる。サイン波透過像を持つ透過チャート４が基材２に密着して固定される。用いる透過チャート４のサイン波透過像の透過率の最大値、最小値は各空間周波数において各々等しいものを用いる。もし、用いる透過チャート４のサイン波透過像の透過率の最大値、最小値が空間周波数によって異なる場合は別途補正が必要である。
【００２０】
反射光量分布の測定にはマイクロフォトメータ（マイクロデンシトメータとも呼ばれる）が用いられる。マイクロフォトメータは光電管を用いた微少面積の点のデータを測定する装置で、反射光量分布を測定するために密着像を移動し、測定位置を変えながら測定する。
【００２１】
密着した像の異なる位置を測定する方法としては、反射光量測定装置３を密着像に対して移動させる方法もある。
【００２２】
また、反射光量測定装置３として、ＣＣＤセンサや撮像管の様なアレイ型のセンサを用いて密着像の反射光量分布を線または面のデータとして１度に測定する方法がある。
【００２３】
このように、透過チャート４のサイン波透過像を基材２の上に密着した密着像の反射光量分布が測定される。測定される反射光量分布の模式図を図３に示す。
【００２４】
測定された反射光量分布から各空間周波数のコントラストを求める。ここではコントラストを次の様に定義する。コントラストＣ（ｕ）とは空間周波数（cycles/mm）ｕの光量の最大値、Ｉｍａｘ（ｕ） 、と最小値、Ｉｍｉｎ（ｕ）、との差とする。これは（数式１）で表すことができる。
【００２５】
【数１】
Ｃ（ｕ）＝Ｉｍａｘ（ｕ）−Ｉｍｉｎ（ｕ）        （数式１）
【００２６】
次に、コントラストからコントラスト比を求める。ここではコントラスト比を次の様に定義する。コントラスト比、ＣＲ（ｕ）とは空間周波数ｕのコントラストの空間周波数０のコントラストの比とする。これは（数式２）で表すことができる。
【００２７】
【数２】
ＣＲ（ｕ）＝Ｃ（ｕ）／Ｃ（０）        （数式２）
【００２８】
我々はＭＴＦとコントラスト比に（数式３）の関係があることを見出した。（数式３）において＊は掛け算を表す。
【００２９】
【数３】
ＭＴＦ（ｕ）＝２＊ＣＲ（ｕ）−１        （数式３）
【００３０】
（数式３）の関係を用いれば、ＭＴＦはコントラスト比の値を２倍して１を引くことにより求まる。
【００３１】
測定結果の例を図４に示す。横軸が空間周波数、縦軸がＭＴＦである。
【００３２】
測定された反射光量分布からＣＴＦを得るまでの処理や補正については従来の方法を利用することができる。例えば、測定系のＭＴＦで補正することがある。
【００３３】
ここまで基材として紙を例に発明の実施の形態を示したが、この他に、本発明の方法と装置は人間の皮膚の反射のＭＴＦの測定に適用することが可能である。人間の皮膚の反射のＭＴＦを測定することで、人間の皮膚の内部散乱を評価することができる。
【００３４】
上記した本発明の方法と装置は全て人間の皮膚の測定にも適用可能であるが、例えば図７に示すような装置が人間の皮膚の測定用に用いられる。これは図６に示す構成においてサンプルベッドの測定部に穴が開いたものに相当する。穴、すなわち測定窓５２に測定したい人間の皮膚をあてて測定する。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。
【００３６】
実施例１
ユニオン光学（株）のマイクロフォトメータ、ＭＰＭ型、のサンプルベッドに図２に示すサイン波透過チャート４を基材２に密着して取り付けた。図５に構成図を示す。サンプルベッド３１は等速度で左右方向に移動可能である。この機構により、セットした紙サンプル、基材２はサンプルベッド３１とともに移動する。サンプルをセットし、透過チャート４を密着し、サンプルベッド３１を等速度で移動しながら周期的に反射光量測定を繰り返すことで、密着像の各位置の反射光量を測定でき、反射光量分布が得られる。
【００３７】
照明装置１にはハロゲンランプを用いた。光源は安定化電源に接続され、その明るさは調整可能である。ここではサイン波透過像（透過チャート４）として米国のSinePatterns社のＭ−５−８０を用いた。これは写真フィルム上にサイン波透過像を精密に作成したテストチャートである。
【００３８】
マイクロフォトメータ３５の検出信号は、事前に求めてあるマイクロフォトメータの検出信号と反射濃度の関係から濃度に換算した。濃度を光量に換算した。
【００３９】
測定された密着像の反射光量分布は図３に示す様に得られた。最大値、Ｉｍａｘ、と最小値、Ｉｍｉｎ、を求めコントラストを上記（数式１）に従って求めた。
【００４０】
同様に各空間周波数のサイン波についてコントラストを求めた。これら求めた各コントラストを空間周波数０の時のコントラストで割り、コントラスト比を得た。ＭＴＦは（数式３）に示す様に、コントラスト比を２倍して１をひいて求めた。図４に測定された紙の反射のＭＴＦの例を示す。
【００４１】
実施例２
図６に示す様に密着像を光学顕微鏡３６を経て撮像管で取り込む装置を作製した。ニレコ（株）製画像解析装置「ＬＵＺＥＸ５０００」を用いた。画像解析装置に含まれる日本光学工業（株）製光学顕微鏡、「Nikon  METAPHOT  Microphot  V  Series」のサンプルベッドが４５度方向から照明されるように照明装置１を固定した。また、光学顕微鏡３６には撮像管３３、モノクロＴＶカメラ、ＣＴＣ２６００、が接続されており、光学顕微鏡の像を電気信号として画像入力することができる。サンプルである基材２とサイン波透過チャート４を密着させてセットし、この密着像を画像入力することで、紙サンプルに密着した像の各位置の反射光量分布が得られる。
【００４２】
この反射光量分布から実施例１の方法および処理を同様に行いＭＴＦを得た。
【００４３】
実施例３
実施例２において、サンプルベッドの代わりに図７に示す様な当て板５１を用いた。当て板の裏側から測定したい人間の部位、皮膚、を透過チャート４のある測定窓５２に押し当てる。これにより、サイン波像の面に測定する人間の皮膚がおかれ、以後は紙等の基材と同様に実施例１、２に示す様に人間の皮膚のＭＴＦが得られる。
【００４４】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、種々変形可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明により、基材の反射のＭＴＦを簡易に求めるための測定方法および装置が提供される。また、この測定方法および装置により、人間の皮膚の反射のＭＴＦを簡易に測定することが可能となり、医療や化粧品の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射のＭＴＦの測定装置の構成図。
【図２】透過チャート４の模式図。
【図３】反射光量分布の測定結果の例。
【図４】ＭＴＦの測定結果の例。
【図５】マイクロフォトメータを用いた測定装置の構成図。
【図６】顕微鏡と撮像管を用いた測定装置の構成図。
【図７】人間の皮膚の反射のＭＴＦの測定装置の構成図。
【符号の説明】
１  照明装置
２  基材
３  反射光量測定装置
４  透過チャート
３１  サンプルベッド
３２  フォトマルチプライヤ
３３  撮像管
３４  測定スリット
３５  マイクロフォトメータ
３６  光学顕微鏡
５１  当て板
５２  測定窓
【図１】
0003710276.tif 000002
【図２】
0003710276.tif 000003
【図３】
0003710276.tif 000004
【図４】
0003710276.tif 000005
【図５】
0003710276.tif 000006
【図６】
0003710276.tif 000007
【図７】
0003710276.tif 000008