(57)【要約】      （修正有）【課題】複屈折ファイバの外観を測定する。【解決手段】偏光された光で複屈折ファイバを照射し、偏光された光のＩＲｉ内部反射光成分、ＥＲｉ外部反射光成分、及び、Ｄｉ拡散光成分を生み出し、前記照らされた複屈折ファイバからの光を観測するステップと、前記観測された光のＯｉ個の偏光状態を生成するステップと、前記観測された偏光のＸｉ個の画像を形成するステップと、ここで、各画像は情報（Ｎｉ、Ｏｉ、ＩＲｉ、ＥＲｉ、Ｄｉ）を備えており、ｉ＝１、２・・・ｎ、且つ、ｎ≧４であり、前記Ｘｉ個の画像の各画素における明暗度（intensity）Ｉｉを測定するステップと、Ｘｉ個の画像のｉ番目の画像から、ｉ番目の内部反射光成分、ｉ番目の外部反射光成分、及び、ｉ番目の拡散光成分を抽出するステップとを備えている。【選択図】図２
2011069805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折ファイバの外観を測定する方法であって、
（１）光を放出させるステップと、
（２）前記放出される光のＮｉ個の偏光状態を生成するステップと、
（３）前記放出される光で前記複屈折ファイバを照らすステップと、
（４）前記複屈折ファイバにおいて、偏光された光のＩＲｉ内部反射光成分、ＥＲｉ外部反射光成分、及び、Ｄｉ拡散光成分を生み出すステップと、
（５）前記照らされた複屈折ファイバからの光を観測するステップと、
（６）前記観測された光のＯｉ個の偏光状態を生成するステップと、
（７）前記観測された偏光のＸｉ個の画像を形成するステップと、
ここで、各画像は情報（Ｎi、Ｏｉ、ＩＲｉ、ＥＲｉ、Ｄｉ）を備えており、ｉ＝１、２・・・ｎ、且つ、ｎ≧４であり、
（８）前記Ｘｉ個の画像の各画素における明暗度（intensity）Ｉｉを測定するステップと、
（９）Ｘｉ個の画像のｉ番目の画像から、ｉ番目の内部反射光成分、ｉ番目の外部反射光成分、及び、ｉ番目の拡散光成分を抽出するステップとを備えた方法。
【請求項２】
前記複屈折ファイバが織物繊維及び毛髪のうちの少なくとも１つを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放出される光の波長が赤外領域付近にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記放出される光の波長が可視領域にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記放出される光のｉ番目の偏光状態と前記観測される光のｉ番目の偏光状態とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記放出される光のｉ番目の偏光状態が、前記観測される光のｉ番目の偏光状態と異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記抽出するステップが、前記Ｘｉ個の画像において、測定される前記明暗度Ｉｉの方程式系を各画素に対して解析的に解くステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複屈折ファイバが不規則的に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複屈折ファイバが規則的に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複屈折ファイバが不規則的及び規則的に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複屈折ファイバの外観を測定する装置であって、
（１）光源と、
（２）前記光源から放出される光のＮi個の偏光状態を生成する第１の可変偏光子と、
ここで、前記放出される光は、前記複屈折ファイバを照らす目的で偏光され、それにより、前記複屈折ファイバにおいて、光のＩＲｉ内部反射光成分、ＥＲｉ外部反射光成分、及び、Ｄｉ拡散光成分を生み出し、
（３）前記照らされる複屈折ファイバからの光を観測する検出器と、
（４）前記観測される光のＯｉ個の偏光状態を生成する第２の可変偏光子と、
ここで、前記検出器は前記観測される偏光のＩｉ個の画像を形成し、各画像は情報（Ｎi、Ｏｉ、ＩＲｉ、ＥＲｉ、Ｄｉ）を備えており、ｉ＝１、２・・・ｎ、且つ、ｎ≧４であり、
（５）画像処理部とを備えており、
ここで、前記画像処理部は、前記Ｘｉ個の画像の各画素における明暗度（intensities）を測定するため、且つ、前記Ｘｉ個の画像のｉ番目の画像から、ｉ番目の内部反射光成分、ｉ番目の外部反射光成分、及び、ｉ番目の拡散光成分を抽出するためのものであることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記光源がパルスレーザ光源を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光源がＣＷレーザ光源を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記光源が少なくとも１つの発光ダイオードを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記光源がストロボを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記検出器がビデオカメラを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２の可変偏光子のそれぞれは、能動的にまたは受動的に制御されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２の可変偏光子が、単一の偏光子に組み込まれていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
Ｎi個の第１及び第２の偏光子が１つの回転台に装着されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】
前記画像処理部及びプロセッサがコンピュータに組み込まれていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１及び第２の可変偏光子及び前記検出器を同期する同期部をさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】
前記複屈折ファイバが不規則的に配列されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２３】
前記複屈折ファイバが規則的に配列されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２４】
前記複屈折ファイバが不規則的及び規則的に配列されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、例えば織物繊維及び髪などの、不規則的及び規則的（即ち、不規則的でない）に配列された複屈折ファイバの外観を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光撮像は様々な用途に使用されている。照明が制御されない、即ち、積極的に偏光されない受動的撮像においては、例えば自然背景からの強い偏波シグネチャ(polarization signature)を有する人工の物体間におけるコントラストを上げるために偏光撮像を利用できる。また、偏光撮像によって、当該物体の形状情報も提供される。さらに、偏光撮像によると、水の強い偏波シグネチャによって、水やぬかるんだ面を検知できるのが便利である。
【０００３】
照明が制御され偏光される能動的撮像においては、光散乱を観察するために偏光撮像を利用できる。その上、２状態偏光(two-state polarization)によって、体積散乱から表面散乱を容易に抽出できる。これによって、物体の外観を決定する鏡面反射及び色情報を抽出することができ、従って、観察する物体の構造情報を提供できる。
【０００４】
偏光撮像は例えば、(肌や髪などの)外観の観察を目的として、化粧品業界において、利用される。偏光撮像は、例えば整髪剤などの、ヘアケア及びスキンケア製品が適用されたときの髪の構造及び外観の改善を視覚化することによって、当該製品の製剤を改善するための手段として使われる。
【０００５】
人毛などの複屈折ファイバに反射された光には、光とファイバとの様々な相互作用によって、複数の成分が含まれている。観測され得る３つの成分は以下の通りである。
・外部反射による光、即ち、ファイバの外面で反射される光。外部反射光は、入射光と同じ波長（色）を有する。
・ファイバの内面における内部反射による光。この成分はファイバ内を伝播するため、その波長が変化する。
・ファイバ内の体積散乱による拡散光。
これの一般的な様子が単一ファイバ３ａを用いて図１に描かれている。ファイバの外観はこれらの異なる３つの寄与に基づく。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、不規則及び規則的に（randomly and regularly）配列された複屈折ファイバにおいて、これら３つの成分を物理的に抽出できるシステムや方法はない。規則的に配列された複屈折ファイバにおいて、偏光撮像を利用し、内部反射情報（色）及び外部反射情報（光沢）成分を含む鏡面反射成分を拡散光から抽出する方法は知られている（化粧品科学ジャーナル、Bossa Nova Tech,60,153-169,２００９年３月〜４月）。照明及び観測チャネル(observation channel)の偏光に対応する２組の偏光状態に対応する２つの画像が得られる。アルゴリズムを使用し、照明光の入射角に応じて外部反射光成分から内部反射光成分を抽出するように、反射光の色及び光沢信号が分析される。しかしながら、画素単位の情報抽出は不可能であるため、この方法においては全てのファイバが同一の方向性を有している必要がある。さらに、この数学的方法は、内部反射光について推測する必要がある。
【０００７】
そのため、推測をする必要のないように、各画像画素において、測定された光を内部反射光、外部反射光、及び、拡散光に物理的に分解することによって、不規則及び規則的に配列された複屈折ファイバの外観を測定するための方法及び装置を改良し提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点において、本開示は不規則的及び規則的に配列された複屈折ファイバの外観を測定する方法に関する。前記方法は、（１）光を放出させるステップと、（２）前記放出される光のＮi個の偏光状態を生成するステップと、（３）前記放出される光であって偏光された光で前記複屈折ファイバを照らすステップと、それにより（４）前記複屈折ファイバにおいて、偏光された光のＩＲｉ内部反射光成分、ＥＲｉ外部反射光成分、及び、Ｄｉ拡散光成分を生み出すステップと、（５）前記照らされた複屈折ファイバからの光を観測するステップと、（６）前記観測された光のＯｉ個の偏光状態を生成するステップと、（７）前記観測された偏光のＸｉ個の画像を形成するステップと、ここで、各画像は情報（Ｎi、Ｏｉ、ＩＲｉ、ＥＲｉ、Ｄｉ）を備えており、ｉ＝１、２・・・ｎ、且つ、ｎ≧４であり、（８）前記Ｘｉ個の画像の各画素における明暗度（intensity）Ｉｉを測定するステップと、（９）Ｘｉ個の画像のｉ番目の画像から、ｉ番目の内部反射光成分、ｉ番目の外部反射光成分、及び、ｉ番目の拡散光成分を抽出するステップとを備えている。
【０００９】
前記複屈折ファイバは織物繊維及び毛髪のうちの少なくとも１つを備えていることが好ましい。
【００１０】
前記放出される光の波長が赤外領域付近にあることが好ましい。
【００１１】
他の好適な実施例によると、前記放出される光の波長が可視領域にある。
【００１２】
前記放出される光のｉ番目の偏光状態と前記観測される光のｉ番目の偏光状態とが同じであることが好ましい。
【００１３】
他の好適な実施形態によると、前記放出される光のｉ番目の偏光状態が、前記観測される光のｉ番目の偏光状態と異なる。
【００１４】
前記抽出するステップが、前記Ｘｉ個の画像において、測定される前記明暗度Ｉｉの方程式系を各画素に対して分析的に解くステップを備えていることが好ましい。
【００１５】
第２の観点において、本開示は不規則的及び規則的に配列された複屈折ファイバの外観を測定する装置に関する。
【００１６】
前記装置は、（１）光を放出する光源と、（２）前記放出される光のＮi個の偏光状態を生成する第１の可変偏光子と、ここで、前記放出される光は、前記複屈折ファイバを照らす目的で偏光され、それにより、前記複屈折ファイバにおいて、光のＩＲｉ内部反射光成分、ＥＲｉ外部反射光成分、及び、Ｄｉ拡散光成分を生み出し、（３）前記照らされる複屈折ファイバからの光を観測する検出器と、（４）前記観測される光のＯｉ個の偏光状態を生成する第２の可変偏光子と、ここで、前記検出器は前記観測される偏光のＩｉ個の画像を形成し、各画像は情報（Ｎi、Ｏｉ、ＩＲｉ、ＥＲｉ、Ｄｉ）を備えており、ｉ＝１、２・・・ｎ、且つ、ｎ≧４であり、（５）画像処理部とを備えており、ここで、前記画像処理部は、前記Ｘｉ個の画像の各画素における明暗度（intensities）を測定するため、且つ、前記Ｘｉ個の画像のｉ番目の画像から、ｉ番目の内部反射光成分、ｉ番目の外部反射光成分、及び、ｉ番目の拡散光成分を抽出するためのものである。
【００１７】
前記光源は、例えば、パルスレーザ光源、ＣＷレーザ光源、少なくとも１つの発光ダイオード、または、ストロボを備えている。
【００１８】
前記検出器がビデオカメラを備えていることが好ましい。
【００１９】
前記第１及び第２の可変偏光子のそれぞれは、能動的に制御されることが好ましい。しかしながら、受動的に制御される偏光子が使用されてもよい。能動的及び受動的に制御される偏光子の組み合わせが想定されてもよい。
【００２０】
前記第１及び第２の可変偏光子が一体的に形成されていることが好ましい。換言すると、前記第１及び第２の可変偏光子が、単一の部材に組み込まれていてもよい。
【００２１】
Ｎi個の第１及び第２の偏光子が１つの回転台に装着されていることが好ましい。
【００２２】
前記画像処理部及びプロセッサがコンピュータに組み込まれていることが好ましい。
【００２３】
前記装置が、前記第１及び第２の可変偏光子及び前記検出器を同期する同期部をさらに備えていることが好ましい。
【００２４】
本発明の他の観点、特性、及び、効果は、以下の詳細な記述から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光の単一半透明ファイバとの相互作用のモデルを示した図である。
【図２】本開示の好適な一実施形態による、複屈折ファイバの外観測定のための装置を概略的に示した図である。
【図３】本開示による装置の好適なさらなる一実施形態の概略図である。
【図３Ａ】本開示による装置の第１及び第２の偏光子を備えた回転台の一例を示した図である。
【図４】(A)単一ファイバにおける内部反射光のモデルの上面図及び側面図を概略的に示した図であって、入射光の偏光方向がファイバの中立軸に平行なものである。(B)単一ファイバにおける内部反射光のモデルの上面図及び側面図を概略的に示した図であって、入射光の偏光方向がファイバの中立軸に対して４５°のものである。
【図５】(A)本開示による装置を用いて測定された明暗度のグラフを示したものであって、それぞれ、照明及び観測が平行の偏光の場合、及び、照明及び観測が交差した偏光の場合である。(B)本開示による装置を用いて測定された明暗度のグラフを示したものであって、それぞれ、照明及び観測が平行の偏光の場合、及び、照明及び観測が交差した偏光の場合である。
【図６】(A)本開示による装置によって、得られたマネキン頭部の画像の例を示したものであり、全体の明暗度を示したものである。(B)本開示による装置によって、得られたマネキン頭部の画像の例を示したものであり、外部反射光成分を示したものである。(C)本開示による装置によって、得られたマネキン頭部の画像の例を示したものであり、内部反射光成分を示したものである。(D)本開示による装置によって、得られたマネキン頭部の画像の例を示したものであり、拡散光成分を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
ここで、添付の図面を参照し、本開示の具体的な実施形態をより詳細に説明する。それぞれの図面における要素は、整合性を保つため参照符号により示される。
【００２７】
概して、本開示の実施形態は、不規則的及び規則的に構成された複屈折ファイバの外観を測定するための装置及び方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、測定された複屈折ファイバからの光を、内部で反射された光、外部で反射された光、及び、拡散光の成分に分解する方法、及び、装置を提供する。
【００２８】
偏光解析法の技術を利用し、不規則的及び規則的に構成された複屈折ファイバの外観を測定するための好適な方法及び装置について説明する。この技術は、複屈折ファイバにおける、外部反射光成分、内部反射光成分、及び、拡散光成分それぞれによって伝わる偏波シグネチャに基づく。複屈折ファイバは例えば、人毛や、ナイロン繊維などの織物繊維、または、その他いかなる複屈折透明ファイバ(birefringent translucent fiber)であってもよい。
【００２９】
図２は、本開示の好適な一実施形態による、複屈折ファイバ３ａの外観測定のための装置１を概略的に示したものである。複屈折ファイバ３ａは、不規則的に配列されており、その構成に対して調整は一切行われていない。複屈折ファイバ３ａは、規則的に構成されていてもよく、または、規則的及び不規則的に構成されたものの組み合わせであってもよい。装置１は、光源１５、偏光状態発生器(ＰＳＧ)１７、偏光状態分析器(ＰＳＡ)１９、及び、検出器（要素２１及び２５として示される）を備えている。光源１５及び偏光状態発生器(ＰＳＧ)１７は、偏光照明システム５の一部であってもよく、偏光状態分析器(ＰＳＡ)１９及び検出器は、偏光撮像システム７の一部であってもよい。検出器は、ビデオカメラ２１であることが好ましい。ビデオカメラ２１は、対物レンズ２５を備えていることが好ましい。光源１５は、パルス波または連続波(ｃｗ)レーザー光源、１または複数の発光ダイオード(ＬＥＤ)、ストロボ、または、当技術分野で周知の他のいかなる光源であってもよい。光源１５の波長は、測定されるファイバの種類、即ち、色及び／または吸収係数により選択されることが好ましい。例えば、人毛に対しては、当該波長は可視スペクトルから赤外線付近までの範囲であることが好ましい。
【００３０】
装置１は、例えばパーソナルコンピュータなどの制御部９をさらに備えている。制御部９は、画像収集部１１、画像処理部１３、及び、プロセッサ(図示せず)を備えている。画像収集部１１は、制御部９から切り離されていてもよい。さらに、本装置は出力装置２３を備えている。出力装置２３は、例えば、パーソナルコンピュータまたはプリンタの画面を備えていてもよい。
【００３１】
ＰＳＧ１７及びＰＳＡ１９は、第１及び第２の可変偏光子をそれぞれ備えていることが好ましい。ＰＳＧ１７及びＰＳＡ１９は、能動的または受動的に制御される偏光素子を備えていてもよい。例えば、これらは、電子的に制御可能な液晶、または、機械的に回転する回転台に配置される従来の偏光素子を備えていてもよい。
【００３２】
さらに、装置１は、ファイバ３ａにおける任意のパラサイト反射光（parasite reflection）を除去するために適用されるブラックスクリーン２７を備えていてもよい。
【００３３】
図３は、好適な一実施形態による外観測定装置１の一構成例を示している。ユーザー特有の要望によって、示された一例と異なる他の構成をとることも可能である。光源１５は、白色ＬＥＤのマトリックス(matrix)で構成される。しかしながら、他の光源が使用されてもよい。ＬＥＤから放出されるＮＩＲ及びＵＶ光を除去するため、ＬＥＤマトリックスの前方にフィルタを配置してもよい。放出される光の偏光状態はＰＳＧ１７により設定される。ＰＳＧ１７及びＰＳＡ１９は共に、回転台２９に装着されてよい。複屈折ファイバ３ａとしての人毛を備えたマネキン頭部３には、偏光入射光によって、照明が当てられる。
【００３４】
回転台の一例として、図３ａには、４組のＰＳＧ／ＰＳＡ１７、１９を備えた回転台２９が示されている。画像収集毎に、光源の前方にＰＳＧが、カメラの前方にＰＳＡが位置するように、１組のＰＳＧ／ＰＳＡが選択されてよい。この例においては、偏光子は、高コントラスト比を有するガラスまたは膜により形成された直線偏光子である。
【００３５】
偏光入射光の場合においては、外部反射光は同じ偏光で偏光されたままであり、内部反射光は楕円偏光になり、拡散光は偏光しなくなる。
【００３６】
入射光が偏光されている場合、２つの場合に分けられる。
i)入射光の偏光状態は直線であって、ファイバの複屈折の中立軸に平行である。
ii）入射光の偏光状態は、中立軸及びそれに垂直な軸上への偏光成分の射影(projections)が互いに等しくなるようなものである。例えば、入射光は、円形偏光されていてもよく、ファイバの中立軸に関して４５°の方向で直線偏光されていてもよい。）
【００３７】
ケースi)が図４(A)に概略的に示されている。光の偏光状態は、ファイバを通して伝播する間変更されない。従って、内部で反射された光成分は完全に偏光されており、その偏光状態は維持されている。
【００３８】
ケースii)が図４(B)に概略的に示されている。互いに混合された異なる偏光素子によって、得られる異なる量の複屈折により、内部反射からの光が円形偏光される。
【００３９】
入射光がケースi)及びii)以外の方法で偏光される場合、内部反射された光は楕円偏光される。
【００４０】
当該開示によると、不規則的及び規則的に配列された複屈折ファイバの方向性が、図２に示される装置を使用して測定される。図３の例に示されるように、上述した外部反射成分、内部反射成分、及び、拡散光成分の３つの成分を含む、マネキン頭部３の髪３ａから届く光が撮像システム７により検出される。観測される光は、ビデオカメラ２１の対物レンズ２５に入る前にＰＳＡ１９をまず通過する。このように測定される観測される光の明暗度は、偏光分析器１９の状態に依存する。マネキン頭部３から届く光の明暗度測定は、ビデオカメラ２１によって、所定のフレーム率でマネキンヘッド３の画像を撮像することにより実現される。ビデオカメラ２１は、例えば、可視スペクトル領域で有効なカラーカメラであってもよい。ビデオカメラ２１は、画像収集部１１により制御される。本開示による装置１は、カメラ２１の前に、不望の波長を受けつけないようにする１または複数のフィルタをさらに備えていてもよい
【００４１】
一例として、照明及び観測チャネル(channel)の偏光状態が２つの場合に分けられていてもよい。
(a)ＰＳＧ１７及びＰＳＡ１９が同じ状態である、即ち、入射光及び検知される光が平行な偏光を有する。または、
(b)ＰＳＧ１７及びＰＳＡ１９が交差した状態である、即ち、入射光の偏光が検知される光の偏光と直交する。
【００４２】
照明及び観測が平行な偏光の場合（場合(a)）において、撮像システム７により検知された明暗度信号I//は以下のように記述されてもよい。
2011069805.tif 000003
Ｓ、Ｃ、Ｄは外部反射光成分、内部反射光成分、及び、拡散光成分をそれぞれ示しており、βは内部反射光成分Ｃの振幅変調である。内部反射光は、入射光がファイバの表面で屈折し、次にファイバの内面で単一反射し、その後ファイバから出て行く光が屈折するものである。ファイバの中立軸に対して０°で偏光された入射光は、９０°で偏光された光の場合よりも低い屈折係数となり、０°で偏光された入射光は、９０°で偏光された光よりも多い割合で反射される。従って、入口及び出口における屈折には、９０°で偏光された光が好都合である一方、内部反射においては０°で偏光された光が好都合である。屈折及び内部反射の過程において、互いが正確には補償されない場合、内部反射は、入射光の２つの偏光状態のうちの１つに対してより強くなる。
【００４３】
内部反射振幅変調は下記の方程式によって、表現できる。
2011069805.tif 000004
Ｍは内部反射の入射光の偏光状態への依存を考慮しており、θは入射光の偏光角であって、θfはファイバの中立軸の方向性である。偏向角θは０°に関して設定され、任意に選択される。図５(A)は、I//対θ−θfの変化を示している。
【００４４】
照明及び観察が交差した偏光の場合（場合(b)）において、撮像システム７により検知された明暗度信号I///は以下のように記述されてもよい。
2011069805.tif 000005
図５(B)は、I///対θ−θfの変化を示している。
【００４５】
光変調の測定値は、
2011069805.tif 000006
を示す。
従って、内部反射振幅変調の方程式（２）は以下のように表現できる。
2011069805.tif 000007
【００４６】
本開示によると、Ｎ組の偏光状態（ＰＳＧＮ、ＰＳＡＮ）に対応してＮ個の画像が得られる。望ましくは、Ｎ≧４である。４つの未知数を伴うＮ個の方程式の組がその後、解析的に解かれる。
【００４７】
以下、Ｎ＝４として一例を説明する。ここで、１つの画像が平行の形態で撮像され（照明及び観測が平行且つ直線の偏光、ＰＳＧＮ＝ＰＳＡＮ、上述の場合(a)）、３つの画像が直交の形態で撮像される（照明及び観測が交差した偏光、ＰＳＧＮ///ＰＳＡＮ、上述の場合(b)）。これを達成するために、ＰＳＧの３つの任意の方向性（θ＝０°、３０°、６０°）、及び、ＰＳＡの３つの異なる方向性（０°、１２０°、１５０°）が選択されてよい。ここで、θ＝０°が任意に設定される。（ＰＳＧＮ、ＰＳＡＮ）の組の他のいかなる組及び組み合わせが用いられてもよく、よって、Ｎ個の画像を取得するために当該組は互いに異なっている必要がある。
【００４８】
４つの画像の各画素において、明暗度Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、及び、Ｉ４がそれぞれ測定される。取得された４つの画像の各画素に対応する方程式のセットは以下のように書かれてもよい。
2011069805.tif 000008
【００４９】
解析的手法によって以下の解のセットが得られる。
2011069805.tif 000009
ここで、ｋは整数である。角度θfは従って、π／４を法として決定されてもよい。
【００５０】
（ＰＳＧＮ、ＰＳＡＮ）の他の組からは、方程式（５）の他のセットに至る。しかしながら、同じ値のＣ、Ｄ、Ｓ、及び、θf（６）が得られる。さらに、円形または楕円形に偏光された光が照明及び観測に使用されることによって、同様の分解結果に至る。
【００５１】
本装置の部材の同期が同期部（図示せず）により実行される。同期部は制御部９内に備えられていてもよいし、別々であってもよい。ＰＳＧ１７、ＰＳＡ１９、ビデオカメラ２１、及び、ディスプレイが同期されてもよい。同期は電子的に実行されることが望ましい。
【００５２】
ここで図６(A)〜(D)を参照すると、マネキン頭部から届く抽出された光の成分を示したマネキン頭部の画像が示されている。図６(A)は、マネキン頭部で測定された全体の明暗度の画像である。図６(B)〜６(D)は、外部反射光成分、内部反射光成分、及び、拡散光成分をそれぞれ示している。毛髪繊維の場合、当該３つの成分のそれぞれの量、従ってそれらの外観は、毛髪の色に依存する。
【００５３】
光源の種類及びその特性によって、当該開示による装置の複数の異なる実現例が考えられる。例えば、ｃｗレーザー光源またはＬＥＤを使用した装置が、暗い環境で研究可能な実験所において、使用されてもよい。さらに、現場システムにおいては、得られる量が最小限でなくてはならない背景光が現れる通常の環境での作動により適切となるように、パルス光源または点滅した光源が使用される方がよい。実験所や現場システムの選択は、ＰＳＧ及びＰＳＡに備えられる偏光子、並びに、それらの切り替え回数にもよる。
【００５４】
本開示の装置及び方法は、以下の効果のうち少なくとも一つをもたらす。実験所システムは実施が容易であり、装置の全ての部材及び画像の取得が、例えばパーソナルコンピュータなどの制御部によって、制御可能である。現場システムによると、画像の取得及び出力を非常に素早く行うことができる。どちらの場合でも、ファイバの方向性についての知識や推測が必要なく、即ち、ファイバが相互に不規則的に且つ／または規則的に構成されていてよい。
【００５５】
本開示による方法及び装置は、いくつかの応用例と共に実施されてよい。例えば、毛髪の所望の外観を得るために、ヘアケアまたはヘアスタイリング製品の製剤が改良されてもよい。ヘアケア製品は、光と毛髪との相互作用に影響を与えるように、従って、毛髪の光沢が強調されたりその色が増幅または変化したりなどするように考案されていてもよい。異なる光の成分の情報や画像（光沢、色、及び、拡散光）が提供されるため、それぞれの寄与（contribution）量を予め調節することによって、毛髪の外観をシミュレートすることが可能である。ヘアケア製品は従って、例えば、顧客審査員と相談した後で開発されてもよい。
【００５６】
本発明は限られた数の実施形態を参照して記載されているが、この開示の利益を得る当業者は、本願明細書において、開示された発明の範囲内から離れることのない他の実施形態の考案が可能であることが理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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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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