(57)【要約】【課題】ケプラーの惑星運動の法則を使用するコーティングされた表面のテクスチャ分析の提供。【解決手段】方法は、プロセッサを使用して、標的コーティングから反射率および／または測色データを得ることと、プロセッサを使用して、得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することとを含む。本方法はまた、プロセッサおよび仮想色応答データを使用して、標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することも含む。【選択図】図１
2018112563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに実装された方法であって、前記方法は、
分光光度計の発光光源が、標的コーティングを照明するために入射光を第１の角度で提供することと、
プロセッサを使用して、前記照明された標的コーティングからスペクトル反射率を第２の角度で得ることと、
前記プロセッサを使用して、前記得られたスペクトル反射率から、ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して、仮想色応答データを計算することであって、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、
【数８】
2018112563.tif 000010
であり、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、半通径（ｐ）、離心率（ε）、第１の座標（ｒ）、第２の座標（θ）という変数を含み、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して前記仮想色応答を計算することは、
前記入射光と平面との交点を楕円の第１の焦点とみなし、かつ、前記得られたスペクトル反射率と前記平面との交点を前記楕円の第２の焦点とみなすことであって、前記平面は、前記標的コーティングの上方に中心を置く半球の面法線に沿った俯瞰投影を表す、ことと、
前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式の前記変数を置き換えることにより、前記半通径（ｐ）を計算することであって、前記離心率（ε）、前記第１の座標（ｒ）、前記第２の座標（θ）の各々は、
ｉ）前記得られたスペクトル反射率、
ｉｉ）前記第１の角度と前記第２の角度との差異、
ｉｉｉ）所定の定数値
のうちの１つ以上のものに置き換えられる、ことと、
前記計算された半通径と前記第１の焦点と前記第２の焦点とに基づいて、楕円を生成することと、
前記生成された楕円から、前記仮想色応答データを計算することと
を含む、ことと、
前記プロセッサおよび前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングに外観が同一であるコーティング顔料着色、または、前記標的コーティングに外観が実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記コーティング顔料着色を生成することは、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付けることと、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付けることは、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと経験的に関連付けることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することは、少なくとも１つの経験的計算を使用して、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することを含む、請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
システムであって、前記システムは、
データベースと、
プロセッサと通信する分光光度計であって、前記分光光度計は、発光光源を含み、前記発光光源は、標的コーティングを照明するために入射光を第１の角度で提供するように構成されている、分光光度計と、
前記データベースと通信するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
前記照明された標的コーティングからスペクトル反射率を第２の角度で得ることと、
前記得られたスペクトル反射率から、ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して、仮想色応答データを計算することであって、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、
【数９】
2018112563.tif 000011
であり、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、半通径（ｐ）、離心率（ε）、第１の座標（ｒ）、第２の座標（θ）という変数を含み、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して前記仮想色応答を計算することは、
前記入射光と平面との交点を楕円の第１の焦点とみなし、かつ、前記得られたスペクトル反射率と前記平面との交点を前記楕円の第２の焦点とみなすことであって、前記平面は、前記標的コーティングの上方に中心を置く半球の面法線に沿った俯瞰投影を表す、ことと、
前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式の前記変数を置き換えることにより、前記半通径（ｐ）を計算することであって、前記離心率（ε）、前記第１の座標（ｒ）、前記第２の座標（θ）の各々は、
ｉ）前記得られたスペクトル反射率、
ｉｉ）前記第１の角度と前記第２の角度との差異、
ｉｉｉ）所定の定数値
のうちの１つ以上のものに置き換えられる、ことと、
前記計算された半通径と前記第１の焦点と前記第２の焦点とに基づいて、楕円を生成することと、
前記生成された楕円から、前記仮想色応答データを計算することと
を含む、ことと、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングに外観が同一であるコーティング顔料着色、または、前記標的コーティングに外観が実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
を行うようにプログラムされている、システム。
【請求項６】
装置であって、前記装置は、
標的コーティングを照明するために入射光を第１の角度で提供する手段と、
前記照明された標的コーティングからスペクトル反射率を第２の角度で得る手段と、
前記得られたスペクトル反射率から、ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して、仮想色応答データを計算する手段であって、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、
【数１０】
2018112563.tif 000012
であり、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、半通径（ｐ）、離心率（ε）、第１の座標（ｒ）、第２の座標（θ）という変数を含み、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して前記仮想色応答を計算することは、
前記入射光と平面との交点を楕円の第１の焦点とみなし、かつ、前記得られたスペクトル反射率と前記平面との交点を前記楕円の第２の焦点とみなすことであって、前記平面は、前記標的コーティングの上方に中心を置く半球の面法線に沿った俯瞰投影を表す、ことと、
前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式の前記変数を置き換えることにより、前記半通径（ｐ）を計算することであって、前記離心率（ε）、前記第１の座標（ｒ）、前記第２の座標（θ）の各々は、
ｉ）前記得られたスペクトル反射率、
ｉｉ）前記第１の角度と前記第２の角度との差異、
ｉｉｉ）所定の定数値
のうちの１つ以上のものに置き換えられる、ことと、
前記計算された半通径と前記第１の焦点と前記第２の焦点とに基づいて、楕円を生成することと、
前記生成された楕円から、前記仮想色応答データを計算することと
を含む、手段と、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングに外観が同一であるコーティング顔料着色、または、前記標的コーティングに外観が実質的に類似するコーティング顔料着色を生成する手段と
を備えている、装置。
【請求項７】
前記コーティング顔料着色を生成する手段は、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付ける手段と、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段とを備えている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付ける手段は、前記仮想色応答データを複数の既知のデータと経験的に関連付ける手段を備えている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段は、少なくとも１つの経験的計算を使用して、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段を備えている、請求項７または請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ソフトウェアを含む非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記ソフトウェアは、
照明された標的コーティングからスペクトル反射率を得ることであって、前記照明された標的コーティングは、第１の角度で発光光源によって提供された入射光によって照射されており、前記スペクトル反射率は、第２の角度で得られる、ことと、
前記得られたスペクトル反射率から、ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式を使用して、仮想色応答データを計算することであって、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、
【数１１】
2018112563.tif 000013
であり、前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式は、半通径（ｐ）、離心率（ε）、第１の座標（ｒ）、第２の座標（θ）という変数を含み、
前記仮想色応答を計算することは、
前記入射光と平面との交点を楕円の第１の焦点とみなし、かつ、前記得られたスペクトル反射率と前記平面との交点を前記楕円の第２の焦点とみなすことであって、前記平面は、前記標的コーティングの上方に中心を置く半球の面法線に沿った俯瞰投影を表す、ことと、
前記ケプラーの第１の惑星運動の法則の方程式の前記変数を置き換えることにより、前記半通径（ｐ）を計算することであって、前記離心率（ε）、前記第１の座標（ｒ）、前記第２の座標（θ）の各々は、
ｉ）前記得られたスペクトル反射率、
ｉｉ）前記第１の角度と前記第２の角度との差異、
ｉｉｉ）所定の定数値
のうちの１つ以上のものに置き換えられる、ことと、
前記計算された半通径と前記第１の焦点と前記第２の焦点とに基づいて、楕円を生成することと、
前記生成された楕円から、前記仮想色応答データを計算することと
を含む、ことと、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングに外観が同一であるコーティング顔料着色、または、前記標的コーティングに外観が実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
をプロセッサに行わせる、非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／９０１，５０３号（２０１３年１１月８日出願）に対する優先権を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、未知の標的コーティング内で生じるテクスチャおよび／またはゴニオアパレント効果の両方に合致する適切な顔料を識別するために、分光光度角度および／または入射光源からのスペクトル反射率または測色情報を関連させるためのケプラーの惑星運動の法則の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
調合または検索エンジン（または視覚プロセス）によって適切な色マッチングを提供するために、サンプルの正確な顔料着色を決定することが、理想的である。オリジナルサンプルに、同一の顔料またはそれらの顔料の適切なオフセットを利用することで、調合または検索プロセスが、見掛け上の最適な解決策に到達することを可能にするであろうことが、明確に理解可能である。同様に、意図の有無を問わず、それらの顔料を利用から除外することは、準最適色マッチングをもたらすであろうことも明白である。
【０００４】
いくつかの調合エンジンおよび方法論は、種々のアルゴリズムによって顔料選択および調合を同時に包含することを試みる。歴史的には、顔料識別パッケージおよび調合エンジンは、それらのユーザに調合および顔料情報を提供するために、「総当たり」的である推測およびチェックタイプの方法を主として講じている。組み合わせアプローチ、すなわち、総当たり方法は、頻繁に使用される方法であり、ほぼ全ての利用可能な顔料が、最終マッチングにおいて所望される顔料の最終数が与えられると、利用可能な種々の組み合わせの全てにおいて組み合わせられる。組み合わせアプローチは、種々の調合を生成するために、クベルカ−ムンク方程式またはその導関数を利用し得る。エンジンの速度を最適化するためのある条件を与えられると、いくつかの顔料の使用を制限するいくつかの方法が存在するが、最終結果では、これらの調合組み合わせは、次いで、サンプルに対して確認され、サンプルに最も近く合致する一連（または単一）の調合が、ユーザに提供される。サンプルと比較されるマッチングの正確性を決定するために使用される、Ｄｅｌｔａ  Ｅまたは他の測色評価アルゴリズムの種々の形態が、存在する。
【０００５】
より簡潔な解決策は、ユーザが、調合エンジンにトナーのサンプルセットを投入することを要求する一方、あまり簡潔ではない方法は、多くの場合、使用するトナーの事前決定されたサブセットを選択する。いずれのアプローチも、段階的方法を利用せず、したがって、多くの場合、非最適解決策をもたらす。これらの方法は、典型的には、ユーザにとって煩雑であり、ユーザに良好な解決策のための簡単な方法を提供するための適切な「直感性」が不足している。加えて、本方法論の性質上、サンプルに合致させるために必要である、適切な顔料が、除外され得る。
【０００６】
標準ポータブル分光光度計では、入射光は、概して、法線から４５度の角度に設定される。収集され得る、結果として生じるスペクトル反射率は、概して、入射光と同一平面内にあり、入射光源自体により近いものだけではなく、鏡面反射角（入射光と同じ、かつ反対の角度）の両側のものである。
【０００７】
新しいポータブル分光光度デバイスは、膨大な数の角度色応答（スペクトル反射率）データを提供する。方位角、すなわち、平面外の角度を含む、いくつかの新しい角度の追加の他に、多くの機器はまた、標準とは異なる幾何学形状を伴う、追加の光源も提供する。例として、第２の照明器の入射光源は、法線から１５度に位置し得る。入射光および角度応答の複数の組み合わせは、大量の分光光度データを生じさせる。しかしながら、意図的方法においてこれらのデータの全てを効率的に取り扱い、分析するための効率的な方法が、不足している。一方、新しい分光光度デバイスはまた、選択された照明条件に対して、分析されるサンプルのスペクトル応答の一部のみを捕捉する。
【０００８】
種々のテクスチャを表現する、塗装された、または仮想サンプルを使用して、それらを未知のサンプルと比較する方策が、近年開発されている。これらの技法は、実質的なユーザの介入を要求し、有意に主観的であり、個人の技能に応じて、一貫性のない結果を生成する。
【０００９】
限定された多角度、利用可能なときは多平面、カメラの有無を問わないスペクトルデータ、色、またはその他を使用し、顔料特徴付けおよびサンプル特性に関して改良および簡略化された結果を生成し得る、簡略化されたアプローチが、速度および使用の容易さのために好ましい。調合エンジンまたは視覚色マッチングプロセスに供給されるべきサンプルの顔料着色を正確に決定し得る、簡略化されたシステムを提供することは、速度および正確度を大きく改善させる。その同一の柔軟性のあるシステム内に調合エンジンを含むことは、性能、正確度、および簡易性をさらに改善させる。
【００１０】
したがって、分光光度計からのデータの全ておよびデータの特定の組み合わせを効率的に評価するために使用され得、特に、分析される未知の標的コーティングのテクスチャおよび／またはゴニオアパレント効果に関して、有意義な推定を可能にする、システムおよび方法の必要性がある。
【００１１】
したがって、本発明は、従来技術の前述の欠陥の全てまたは少なくともいくつかを克服するか、または少なくとも修正する手段を提供し、特に、テクスチャおよび／またはゴニオアパレント効果を有する標的コーティングの信頼性があり、かつより精密な色マッチングのために、最新技術の分光光度計から得られたデータの効率的な使用を可能にし、好ましくは、少なくとも完全スペクトル応答の近似値を提供することを目標としている。これらの目的は、以下に説明されるようなコンピュータ実装方法、システム、装置、およびソフトウェアを含む非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体によって達成される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の側面では、本発明は、コンピュータ実装方法を提供する。本方法は、プロセッサを使用して、標的コーティングから反射率データを得ることと、プロセッサを使用して、得られた反射率データから、ケプラーの惑星運動の法則の方程式のうちの少なくとも１つおよび／または少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分を使用して、仮想色応答データを計算することとを含む。本方法はまた、プロセッサおよび仮想色応答データを使用して、標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することも含む。
【００１３】
別の側面では、本発明は、システムを対象とする。本システムは、データベースと、データベースと通信するプロセッサとを含む。本プロセッサは、標的コーティングから反射率および／または測色データを得ることと、得られたデータから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することと、仮想色応答データを使用して、標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することとを行うようにプログラムされている。
【００１４】
別の側面では、本発明は、装置を提供する。本装置は、標的コーティングから反射率および／または測色データを得る手段と、得られたデータから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算する手段とを含む。本装置はまた、仮想色応答データを使用して、標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成する手段も含む。
【００１５】
さらなる側面では、本発明は、プロセッサに、標的コーティングから反射率および／または測色データを得ることと、得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することと、仮想色応答データを使用して、標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することとを行わせるためのソフトウェアを含む非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
例えば、本願明細書は、以下の項目を提供する。
（項目１）
コンピュータ実装方法であって、
プロセッサを使用して、標的コーティングから反射率および／または測色データを得ることと、
前記プロセッサを使用して、前記得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することと、
前記プロセッサおよび前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
を含む、方法。
（項目２）
前記計算は、少なくとも１つの得られた角度反射率または発光光源を太陽とみなすことと、少なくとも１つの楕円軌道を計算することとを含み、前記少なくとも１つの楕円軌道は、前記角度依存性仮想色応答を決定する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記仮想応答データの計算は、以下の方程式：
（数７）
2018112563.tif 000003
のうちの少なくとも１つを使用することを含む、項目１〜２のうちのいずれか１つに記載の方法。
（項目４）
前記コーティング顔料着色を生成することは、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付けることと、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することとを含む、項目１〜３のうちのいずれか１つに記載の方法。
（項目５）
前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付けることは、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと経験的に関連付けることを含む、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することは、少なくとも１つの経験的計算を使用して、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測することを含む、項目４または５に記載の方法。
（項目７）
システムであって、
データベースと、
前記データベースと通信しているプロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
標的コーティングから反射率および／または測色データを得ることと、
前記得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することと、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
を行うようにプログラムされている、システム。
（項目８）
前記プロセッサと通信している分光光度計をさらに備えている、項目７に記載のシステム。
（項目９）
装置であって、
標的コーティングから反射率および／または測色データを得る手段と、
前記得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算する手段と、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成する手段と
を備えている、装置。
（項目１０）
前記コーティング顔料着色を生成する手段は、前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付ける手段と、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段とを備えている、項目９に記載の装置。
（項目１１）
前記仮想色応答データを複数の既知の色応答データと関連付ける手段は、前記仮想色応答データを複数の既知のデータと経験的に関連付ける手段を備えている、項目１０に記載の装置。
（項目１２）
前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段は、少なくとも１つの経験的計算を使用して、前記関連付けることに基づいて、前記標的コーティングの少なくとも１つのテクスチャ特徴を予測する手段を備えている、項目１０または１１に記載の装置。
（項目１３）
ソフトウェアを含む非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記ソフトウェアは、
標的コーティングから反射率データを得ることと、
前記得られた反射率および／または測色データから、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式と、少なくとも１つのケプラーの惑星運動の法則の方程式の少なくとも１つの微分とのうちの１つを使用して、仮想色応答データを計算することと、
前記仮想色応答データを使用して、前記標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を生成することと
をプロセッサに行わせる、非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明を利用して、標的複合コーティングのための顔料着色を計算するプロセスを例証する。
【００１７】
【図２】図２は、商業的に利用可能な携帯分光光度計における、平面内角度（実線矢印、鏡面反射に対して−１５°、１５°、２５°、４５°、７５°、および１１０°）および平面外角度（破線矢印）の「標準図」を例証する。
【００１８】
【図３】図３および４は、楕円軌道を使用してどのように複数の角度および光源が想定され得るかを示す、図２に描写される配列の「見下ろし図」の実施例を例証する。
【図４】図３および４は、楕円軌道を使用してどのように複数の角度および光源が想定され得るかを示す、図２に描写される配列の「見下ろし図」の実施例を例証する。
【００１９】
【図５】図５は、標的コーティングがゴニオアパレント効果を含むかどうかを予測するために、特定の組み合わせの角度を使用する、ケプラーの惑星運動の法則データの使用の実施例を例証する。
【００２０】
【図６】図６は、本発明による、標的サンプルのコーティング混合物の物理的性質属性を識別するために使用され得る、システムを例証する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書の説明は、概して、塗料および／またはコーティングについて言及するが、本デバイス、システム、および方法は、染色および工業コーティングを含む、他のタイプのコーティングにも適用されることを理解されたい。本発明の説明される実施形態は、限定として見なされるべきではない。本発明に準拠する方法は、アパレルおよびファッション製品のマッチングおよび／またはコーディネート等、種々の分野において実践され得る。
【００２２】
本発明は、独立型ユニットであるか、または、例えば、インターネットもしくはイントラネット等のネットワークを介して、中央コンピュータと通信する１つ以上の遠隔端末もしくはデバイスを含み得るコンピュータシステムと使用されるか、またはその中に組み込まれ得る。したがって、本明細書に説明されるコンピュータまたは「プロセッサ」および関連する構成要素は、ローカルコンピュータシステムまたはリモートコンピュータまたはオンラインシステムまたはそれらの組み合わせの一部であり得る。本明細書に説明されるデータベースおよびソフトウェアは、コンピュータ内部メモリ内または非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体内に記憶され得る。
【００２３】
本発明は、概して、コーティングのスペクトルおよび／または測色分析、より具体的には、限定ではないが、金属、真珠光沢、および／または特殊エフェクト顔料を含む、複合コーティング混合物を予測および顔料着色するための、デバイス、方法、およびシステムを対象とする。
【００２４】
本発明は、概して、分光光度計からのスペクトル反射率および／または測色応答もしくは値に基づいて、プロセッサを使用して、本明細書に説明されるようなケプラーの惑星運動の法則を使用して、硬化複合コーティング（例えば、塗料）混合物の物理的性質属性を識別するための方法および装置に関する。結果として生じるデータセットは、硬化複合コーティング（例えば、塗料）混合物の物理的性質属性を識別するために、および／または標的コーティングと外観が同一であるか、または実質的に類似するコーティング顔料着色を識別するために使用され得る。
【００２５】
ケプラーの惑星運動の法則の方法論を使用する目的は、多面的である。第１に、所与のシステム内で全ての利用可能な角度を使用するために、ケプラーの惑星運動の法則は、代替双方向反射率分布関数（「ＢＲＤＦ」）タイプの分析を作成するために使用され得る。このタイプの分析は、ゴニオアパレントであるかどうかを問わず、特定のコーティング、テクスチャ、または顔料タイプの半球型「マップ」または「フィンガプリント」を作成するために、任意の角度を除外せず、むしろ全ての角度を使用する。本方法論は、手近な機器によって物理的に捕捉されない角度応答を疑似補間するために使用され得る。第２に、ケプラーの惑星運動の法則は、意図的操作を達成するため、特定の組み合わせの角度のみを評価するために使用され得る。同様に、これは、標的コーティング内に特定のテクスチャまたは効果が含まれるか、含まれないかが追求されている場合、特定の単一角度または角度の組み合わせの除外を含む。第３に、ケプラーの惑星運動の法則は、受信されたスペクトル反射率値が、ある意味では不正確であるという潜在的仮定に適応し、それを補正するために使用され得る。スペクトル反射率データの不規則性または異常性に対するいくつかの潜在的理由は、小規模であるとしても、入射光角度の場所、入射光変動、開口サイズ、標的コーティング表面の非均一性等を含み得る。
【００２６】
図１は、本発明を利用して、標的複合コーティングのための顔料着色を計算するプロセスを例証する。ステップ１０において、データが、例えば、分光光度計から収集され、ステップ１２において、データは、関連付けられた情報の二次アレイに基づいてソートされる。ステップ１４において、ケプラーの惑星運動の法則データが、計算される。ここでは、特定の物理的角度、および／または入射光角度における個々の測定される反射率または測色情報（例えば、ｌ、ｃ、ｈ、ｘ、ｙ、ｚ等）は、反射率データを得るために使用される配列、例えば、ポータブル分光光度計の物理的レイアウトに基づいて、楕円内の焦点として作用するであろう。
【００２７】
図２は、商業的に利用可能な分光光度計における、平面内および平面外角度の「標準図」を例証する。図３および４は、楕円軌道を使用してどのように複数の角度および光源が想定され得るかの「見下ろし図」の実施例を例証し、測定される角度応答（図３）および／または入射光源と組み合わせて測定される１つの角度応答（図４）は、楕円の焦点において作用する。ここでは、楕円は、反射するサンプルの上方に中心を置く半球の面法線に沿った俯瞰投影を表す平面内に作成されており、半球の表面との入射または反射光の各交点は、平面内の点に対応する。
【００２８】
図３および４では、四角形３０および４０は、経路が交差する点の例を示し、これは、「仮想」色応答であり得、仮想色応答は、いかなる物理的データもその特定の場所において捕捉されていないことを意味するが、仮想応答は、本明細書に説明されるように、ケプラーの惑星運動の法則に基づいてシミュレートまたは計算され得る。色データの楕円経路は、仮想色応答を作成するために、必ずしも交差する必要はない。加えて、色データの楕円軌道は、分光光度応答内の実際と仮想との両方の他のデータ点に関連する、実際の測定された角度色データの影響として概念化され得る。色データの仮想「半球」は、各測定に対して異なる。したがって、半球は、ケプラー計算に基づいて、仮想データ点を補間することによって仮想的にマッピングされ、すなわち、焦点は、測定された色データ点である。他の焦点は、別のスペクトル角度または入射光のいずれかである。２つの焦点に基づいて、楕円（軌道経路）は、任意の点において計算されることができる。したがって、決して実際に測定されない、軌道経路内の全てのそれらの点が、仮想的に作成される。それらは、２つの焦点間の比較平面を除いて、任意の表面内に精密に存在することは予期されない。この比較平面は、２つの点がいつ焦点として使用されているかに応じて変化するであろう。
【００２９】
図３および４は、例を図示するが、多数の組み合わせが、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用することが可能である。
【００３０】
ケプラーの第１の惑星運動の法則は、「全惑星の軌道は、太陽を２つの焦点のうちの１つとする楕円である」と提示する。類似の原則が、発光光源が１つの焦点にあり、角度色応答が別の焦点にあるか、または２つの異なる角度応答が関連する楕円の焦点に対して使用される、いくつかの角度応答の関係に対して「軌道」を作成することによって、分光光度計に基づくスペクトル反射率および／または測色データに適用される。発光光が焦点のうちの１つとして使用される場合では、それは、分光光度計内にあるその固有の場所に沿った単一（出力）値にあると仮定され得る。極座標を使用して、分光光度計内の角度応答が、定義され得る。値は、以下の方程式を使用して計算され得る。
【数１】
2018112563.tif 000004
式中、ｒおよびθは、楕円に対する極座標であり、ｐは、半通径であり、εは、楕円の離心率である。変数のいずれかを解くことによって、異なるケプラーの第１の惑星運動の法則値が、異なる入力データに基づいて計算され得る。波長依存性スペクトル反射率値の場合、計算は、各波長に対して個々に生じ、データの最終利用点において積分され得る。分光光度計ユニットから直接極座標を使用する場合、これらは、（１）入射光角度に依存し得る角度反射光のバージョン、（２）平面内または平面外の指示、およびその平面内の場所、（３）特定の波長におけるスペクトル反射率値または測色値のうちの少なくとも１つの関数であり得る。
【００３１】
ケプラーの第２の惑星運動の法則は、「惑星と太陽とを結ぶ線は、等しい時間間隔中、等しい面積を描く」と提示する。種々の実施形態では、惑星および太陽は、角度応答および発光光源、または発光光源の有無を問わずそれらの任意の組み合わせとして色彩データに対して類推され得る。例えば、太陽＝焦点は、測定される角度応答（または入射光源）であり得、惑星は、楕円軌道上の点に対応し、すなわち、（測定されない）ある角度における仮想色応答を示す。ケプラーの第２の法則を使用して、計算は、色データを使用して達成され得る。第１の方程式は、面積速度に対するものであり、これは、発光光源または他の選定された焦点へのその近さに基づいて、色の変化の率を考慮する。面積速度は、以下のように定義される。
【数２】
2018112563.tif 000005
式中、Ａは、ｒの底辺およびｒｄθの高さを伴う三角形の面積であり、角度θにおける反射率または測色データ（ｒ）として色データに関連し得、ｔは、時間要素であり、実際と仮想との両方の色応答の他の点への物理的関係の要素として、色データに対して利用されることができる。ケプラーの第２の惑星運動の法則からの第２の方程式は、面積速度との関連で適用される角速度方程式である。角速度は、以下のように定義される。
【数３】
2018112563.tif 000006
式中、θａｎｇは、角速度であり、θおよびｔは、面積速度に説明されるように使用され得る。ケプラーの第２の法則内で議論されるであろう最後の式は、平均運動の式であり、それは、太陽の周囲の惑星の式である。色の場合、これは、分光光度色応答の半球の周囲の色の平均色または変化の平均率として類推されることができる。平均運動は、以下のように定義される。
【数４】
2018112563.tif 000007
式中、ｎは、平均運動であり、Ｐは、以下に記述されるような楕円軌道の周期である。
【数５】
2018112563.tif 000008
【００３２】
式中、ａおよびｂは、楕円軌道の面積に関連し（Ａ＝πａｂ）、ｒおよびθａｎｇは、前述されるように採用されることができる。変数のいずれかを解くことによって、異なるケプラーの第２の惑星運動の法則値が、異なる入力データに基づいて計算され得る。ケプラーの第２の惑星運動の法則は、コーティングを観察する場合、全視覚応答スペクトルにわたる色の変化の率を数学的に決定するために、色に対して使用され得る。波長依存性スペクトル反射率値の場合、計算は、各波長に対して個々に生じ、データの最終利用点において積分され得る。分光光度計ユニットから直接極座標を使用する場合、これらは、（１）入射光角度に依存することも、しないこともある、角度反射光のバージョン、（２）平面内または平面外の指示、およびその平面内の場所、（３）特定の波長におけるスペクトル反射率値または測色値のうちの少なくとも１つの関数であり得る。
【００３３】
ケプラーの第３の惑星運動の法則は、「惑星の軌道周期の二乗は、その軌道の長半径の三乗に正比例する」と提示する。色データに対して、惑星は、分光光度計からの色応答の実際の点に対して類推され得、その関連する軌道は、達成される仮想色応答（実際の物理的データは、分光光度計内で捕捉されない）に対して類推され得る。ケプラーの第３の法則は、以下のように表される。
【数６】
2018112563.tif 000009
式中、Ｐは、惑星の軌道周期であり、ａは、軌道の長半径であり、「軌道」は、１つまたは複数の実際の分光光度応答捕捉および／または発光光源に基づいて描かれる、特定の関連する楕円によって、色に対して定義され得る。関連する比例は、全ての色の場合に対するか、またはアルミニウム等、テクスチャサブグループの特定の識別に対する個々のシナリオならびにスペクトル反射率および／または測色データの組み合わせに対して定義され得る。任意の変数を解くことによって、異なるケプラーの第３の惑星運動の法則値が、異なる入力データに基づいて計算され得る。波長依存性スペクトル反射率値の場合、計算は、各波長に対して個々に生じ、データの最終利用点において積分され得る。分光光度計ユニットに基づいて、直接極座標を使用する場合、これらは、（１）入射光角度に依存することも、しないこともある、角度反射光のバージョン、（２）平面内または平面外の指示、およびその平面内の場所、（３）特定の波長におけるスペクトル反射率値または測色値のうちの少なくとも１つの関数であり得る。
【００３４】
図３および４は、ケプラーの惑星運動の法則に関する考察のために、角度および／または発光光源の特定の組み合わせの例を例証するが、種々の実施形態では、実際と仮想との両方の任意の単一または複数の組み合わせの角度データが、種々の形態のケプラーの法則とともに使用され得る。加えて、ケプラーの惑星運動の法則内の他の変数または全体的計算もしくはその変換が、本明細書に説明されるような第１、第２、および第３の法則の代わりに、またはそれらと併せて使用され得る。単数比較、対比較等が、テクスチャを理解するために使用されることができるかなりの量の情報を提供し得る。種々の実施形態では、法線からまたは平行線からを問わず、入射光角度は、他の角度データの座標定義内で使用され得る。これは、複数の入射光角度からのデータを使用する場合、または分光光度計上の同一の物理受光器から受信されるデータの比較を含むが、入射光が複数の角度から来る場合、有用であり得る。
【００３５】
スペクトル反射率データを使用する場合、計算は、各波長に対して個々に行われ得る。種々の実施形態では、例えば、平均、中間、および合計等の統計が、複数の波長が計算されたケプラーの惑星運動の法則値からの単一値を作成するために使用され得る。個々の特定の波長または複数の波長が、ケプラーの惑星運動の法則分析を使用して比較され得る。これは、色および／またはテクスチャの大部分が視覚的に感知され場合、最大反射率、および潜在的には準最大反射率の波長または複数の波長の学習を可能にする。波長によってシフトする最大反射率の分析もまた、ケプラーの惑星運動の法則分析を使用して達成され得る。
【００３６】
図１のステップ１６において、測色またはスペクトル反射率データから計算されたケプラーの惑星運動の法則値は、複合コーティング混合物におけるテクスチャ、一次フレークタイプ、または他の外観情報を識別するために、既知の特性とさらに経験的に関連付けられ得る。経験的方法を採用するために、ケプラーの惑星運動の法則データ点（離心率、半通径、角速度、平均運動、面積速度、軌道周期、長半径等）は、日常的状況において取り扱われる必要があるか、またはそうすることが所望される予期される混合物および色を表す経験的データセットおよび全ての所望される角度の組み合わせに対して計算される。経験的データセットは、予測的相関ｙ＝ｆ（ｘ）を作成するために使用され得、式中、ｙは、標的コーティングに関する識別または定質的疑問に対する所望される特性を表し、ｆ（ｘ）は、ｘのある関数であり、式中、ｘは、角度考慮事項の特定のセットまたは複数のセットから計算されるケプラーの惑星運動の法則値を使用する１つまたは複数の変数である。種々の実施形態のある状況では、角度比較セットを、識別されている特定の特性に対して最も特徴を定義する特定のものに限定することが、所望され得る。結果として生じる関数は、経験的データセットによって定義されるような線形または非線形であり得る。
【００３７】
図５は、標的コーティングがゴニオアパレント効果を含むかどうかを予測するために、特定の組み合わせの角度を使用する、ケプラーの惑星運動の法則データの使用の実施例を例証する。明確な境界が存在し、ケプラーの惑星運動の法則データを使用する相関がおよそ０またはそれを上回る場合、ゴニオアパレント効果のないことを示す一方、０を下回る値は、ゴニオアパレント効果の使用を示す。
【００３８】
経験的相関が決定されると、図１のステップ１８において、これが、標的コーティングに対して予測された値を導出するために使用され得る。これは、ｘ（離心率、半通径、角速度、平均運動、面積速度、軌道周期、長半径等）に対する標的コーティングの値を使用し、ｙ（テクスチャ効果）に対する結果を計算することによって達成され得る。ここでは、実施例は、ゴニオアパレント顔料の含有に対して与えられているが、本方法論は、ケプラーの惑星運動の法則計算および経験的相関のために、最も重要な単一角度または角度の組み合わせを反復的に選定することによって、どのゴニオアパレント顔料がその顔料のどのサイズフレークに存在するかまで具体的であり得る。角度比較およびそれらが組み合わせられるレベルの選択肢が、最良の可能な経験的相関をもたらすために使用され得る。経験的相関はまた、他の「非ケプラー」情報、例えば、単一角度測色データを含むことによって、わずかに改良され得る。
【００３９】
種々の実施形態では、全体的「マップ」または「フィンガプリント」アプローチの品質および経験的相関アプローチの品質は、入力データの品質に依存し得る。入力データの品質は、機器の品質と、全体的マップまたは経験的相関のための既知のもののセットをもたらすために使用される、データセットの品質とに依存し得る。機器からのデータまたは経験的データの任意の品質は、回答をもたらすであろうが、回答は、高品質の機器と、広く変動させられる高品質の経験的データセットとの使用とともに改良され得る。
【００４０】
本明細書に説明される計算の全セットは、特定の角度組み合わせの選択を促進するためだけではなく、ケプラーの惑星運動の法則データを使用する経験的相関を導出し、次いで、使用するために要求される計算の量に適応するために、プロセッサと併せて使用され得る。
【００４１】
図６は、本発明による、標的サンプルのコーティング混合物の物理的性質属性を識別するために使用され得るシステム９０を例証する。ユーザ９２は、分光光度計９６を動作させ、標的サンプル９８の性質を測定するために、グラフィカルユーザインターフェース等のユーザインターフェース９４を利用し得る。分光光度計９６からのデータは、パーソナルコンピュータ、モバイルデバイス、または任意のタイプのプロセッサ等、コンピュータ１００に伝達され得る。コンピュータ１００は、ネットワーク１０２を介して、サーバ１０４と通信し得る。ネットワーク１０２は、インターネット、ローカルエリアネットワーク、イントラネット、または無線ネットワーク等、任意のタイプのネットワークであり得る。サーバ１０４は、比較をする目的で本発明の方法によって使用され得るデータおよび情報を記憶し得るデータベース１０６と通信する。データベース１０６は、例えば、クライアントサーバ環境内、または、例えば、クラウドコンピューティング環境等のウェブベースの環境内で利用され得る。本発明の方法の種々のステップが、コンピュータ１００および／またはサーバ１０４によって実施され得る。
【００４２】
別の側面では、本発明は、コンピュータまたはコンピュータシステムに、前述される方法を実施させるためのソフトウェアを含む、非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体として実装され得る。本ソフトウェアは、プロセッサおよびユーザインターフェースが、本
明細書に説明される方法を実施することを可能にするために使用される、種々のモジュールを含むことができる。
【００４３】
前述される説明において開示される概念から逸脱することなく、修正が、本発明に成され得ることが、当業者によって容易に理解されるであろう。故に、本明細書に詳細に説明される特定の実施形態は、例証にすぎず、本発明の範囲を限定しない。
【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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【外国語明細書】
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