(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面の三次元形状を表わす形状データを生成する形状測定部と、
前記対象物に光を照射する第１光照射部と、前記光が前記対象物から反射された反射光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素の各出力信号に基づいて前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する測色部と、
前記測色部が測定した色情報の測定値を補正するための補正係数と、前記対象物における当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、前記複数の画素のそれぞれについて表わした係数データを記憶する記憶部と、
予め生成されて前記記憶部に記憶された前記係数データと、前記形状測定部が生成した前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて前記測色部が測定した前記各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算部と、
を備え、
前記撮像素子は二次元撮像素子であり、
前記形状測定部は、
前記対象物にスリット光である形状測定用の光を照射して前記対象物上で走査する第２光照射部を備え、前記撮像素子を前記測色部と共用し、前記形状測定用の光が前記対象物から反射された反射光を、前記撮像素子の前記複数の画素により受光し、受光した光量に応じて前記複数の画素がそれぞれ出力する各出力信号に基づいて前記形状測定用の光の反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各時点を特定し、特定した各時点において前記形状測定用の光を示す各平面と、当該反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各光路を表現する各画素の視線とに基づいて、前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所について前記形状データを生成する、測色装置。
【請求項２】
対象物の表面の三次元形状を表わす形状データを生成する形状測定部と、
前記対象物に光を照射する第１光照射部と、前記光が前記対象物から反射された反射光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素の各出力信号に基づいて前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する測色部と、
前記測色部が測定した色情報の測定値を補正するための補正係数と、前記対象物における当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、前記複数の画素のそれぞれについて表わした係数データを記憶する記憶部と、
予め生成されて前記記憶部に記憶された前記係数データと、前記形状測定部が生成した前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて前記測色部が測定した前記各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算部と、
を備え、
前記撮像素子は二次元撮像素子であり、
前記形状測定部は、
前記対象物にスリット光である形状測定用の光を照射して前記対象物上で走査する第２光照射部を備え、前記撮像素子を前記測色部と共用し、前記形状測定用の光が前記対象物から反射された反射光を、前記撮像素子の前記複数の画素により受光し、受光した光量に応じて前記複数の画素がそれぞれ出力する各出力信号に基づいて前記形状測定用の光の反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各時点を特定し、特定した前記各時点から、当該各時点が前記形状測定用の光の走査方向に沿って一定の増加率で増加する場合の第２の各時点を減算した各減算値に基づいて前記対象物の凹凸を表現する画像の各画素値を前記複数の画素について取得することによって、前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所について前記形状データを生成する、測色装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測色装置と、
校正基準板と、
前記校正基準板と前記測色装置との距離が変動する方向に沿って、前記校正基準板を前記測色装置に対して相対的に移動させて複数の位置に配置する移動機構と、
を備える測色システム。
【請求項４】
請求項３に記載の測色システムであって、
前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板の各距離と、前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板を前記測色部が測定した各色情報とに基づいて、前記係数データを生成する係数データ生成部をさらに備える、測色システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の測色システムであって、
前記移動機構が前記校正基準板を前記複数の位置にそれぞれ配置した状態で、前記測色部が前記校正基準板の色情報を測定するように、前記移動機構と前記測色装置とのそれぞれの動作を制御する測定制御部をさらに備える、測色システム。
【請求項６】
請求項３から請求項５の何れか１つの請求項に記載の測色システムであって、
前記複数の位置のそれぞれに配置された前記校正基準板について前記形状測定部が生成した各形状データと、前記複数の位置の各距離とに基づいて、前記形状測定部が形状データを生成するためのパラメータを校正する校正部をさらに備える、測色システム。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の測色装置を用いる測色方法であって、
前記測色装置に対して距離が異なる複数の位置に順次に配置される校正基準板の各位置における各色情報を前記測色装置の前記測色部によって順次に測定する係数データ生成用の測定工程と、
前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板の各距離と、前記係数データ生成用の測定工程において測定された各色情報とに基づいて、前記係数データを生成する係数データ生成工程と、
前記測色装置の前記形状測定部によって対象物の前記形状データを生成する形状データ生成工程と、
前記測色装置の前記測色部によって前記測色部の撮像素子の複数の画素に対応した前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する色情報測定工程と、
前記係数データと前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて、前記色情報測定工程で測定された各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算工程と、
を備える、測色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の色を測定する測色技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、色差計と、レーザ距離計や超音波距離計などの距離計とを有するセンサヘッドを備えた測色装置が開示されている。当該測色装置は、センサヘッドを移動させることにより物体表面上の一点（測色ポイント）の色値を色差計によって測定するとともに、センサヘッドから測色ポイントまでの距離を距離計によって測定する。当該測色装置は、物体表面までの距離が基準距離と異なる場合でも精度よく物体表面の色を測定するために、色差計の計測値が基準距離における計測値になるように色差計の計測値を距離計の計測値に基づいて補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６６９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の測色装置は、センサヘッドから物体表面上の一点、すなわち測色ポイントまでの距離のみを距離計によって測定するとともに、色差計によって測色ポイントの色を測定する。当該測色装置によって、表面に凹凸のある物体、若しくは表面が曲面の物体を測色して測定値を補正するためには、センサヘッドを各測定箇所に移動させて距離の測定と測色とを行う必要が有り、測定時間が増大するといった問題がある。
【０００５】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、凹凸面の表面や曲面の表面を有する対象物の各部を、短時間で精度良く測色できる技術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】
【０００６】
上記の課題を解決するために第１の態様に係る測色装置は、対象物の表面の三次元形状を表わす形状データを生成する形状測定部と、前記対象物に光を照射する第１光照射部と、前記光が前記対象物から反射された反射光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素の各出力信号に基づいて前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する測色部と、前記測色部が測定した色情報の測定値を補正するための補正係数と、前記対象物における当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、前記複数の画素のそれぞれについて表わした係数データを記憶する記憶部と、予め生成されて前記記憶部に記憶された前記係数データと、前記形状測定部が生成した前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて前記測色部が測定した前記各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算部と、を備え、前記撮像素子は二次元撮像素子であり、前記形状測定部は、前記対象物にスリット光である形状測定用の光を照射して前記対象物上で走査する第２光照射部を備え、前記撮像素子を前記測色部と共用し、前記形状測定用の光が前記対象物から反射された反射光を、前記撮像素子の前記複数の画素により受光し、受光した光量に応じて前記複数の画素がそれぞれ出力する各出力信号に基づいて前記形状測定用の光の反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各時点を特定し、特定した各時点において前記形状測定用の光を示す各平面と、当該反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各光路を表現する各画素の視線とに基づいて、前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所について前記形状データを生成する。
第２の態様に係る測色装置は、対象物の表面の三次元形状を表わす形状データを生成する形状測定部と、前記対象物に光を照射する第１光照射部と、前記光が前記対象物から反射された反射光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子とを備え、前記複数の画素の各出力信号に基づいて前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する測色部と、前記測色部が測定した色情報の測定値を補正するための補正係数と、前記対象物における当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、前記複数の画素のそれぞれについて表わした係数データを記憶する記憶部と、予め生成されて前記記憶部に記憶された前記係数データと、前記形状測定部が生成した前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて前記測色部が測定した前記各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算部と、を備え、前記撮像素子は二次元撮像素子であり、前記形状測定部は、前記対象物にスリット光である形状測定用の光を照射して前記対象物上で走査する第２光照射部を備え、前記撮像素子を前記測色部と共用し、前記形状測定用の光が前記対象物から反射された反射光を、前記撮像素子の前記複数の画素により受光し、受光した光量に応じて前記複数の画素がそれぞれ出力する各出力信号に基づいて前記形状測定用の光の反射光が前記複数の画素の各画素に入射する各時点を特定し、特定した前記各時点から、当該各時点が前記形状測定用の光の走査方向に沿って一定の増加率で増加する場合の第２の各時点を減算した各減算値に基づいて前記対象物の凹凸を表現する画像の各画素値を前記複数の画素について取得することによって、前記複数の画素に対応する前記対象物の複数の箇所について前記形状データを生成する。
【００１０】
第３の態様に係る測色システムは、第１または第２の態様に係る測色装置と、校正基準板と、前記校正基準板と前記測色装置との距離が変動する方向に沿って、前記校正基準板を前記測色装置に対して相対的に移動させて複数の位置に配置する移動機構と、を備える。
【００１１】
第４の態様に係る測色システムは、第３の態様に係る測色システムであって、前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板の各距離と、前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板を前記測色部が測定した各色情報とに基づいて、前記係数データを生成する係数データ生成部をさらに備える。
【００１２】
第５の態様に係る測色システムは、第３または第４の態様に係る測色システムであって、前記移動機構が前記校正基準板を前記複数の位置にそれぞれ配置した状態で、前記測色部が前記校正基準板の色情報を測定するように、前記移動機構と前記測色装置とのそれぞれの動作を制御する測定制御部をさらに備える。
【００１３】
第６の態様に係る測色システムは、第３から第５の何れか１つの態様に係る測色システムであって、前記複数の位置のそれぞれに配置された前記校正基準板について前記形状測定部が生成した各形状データと、前記複数の位置の各距離とに基づいて、前記形状測定部が形状データを生成するためのパラメータを校正する校正部をさらに備える。
【００１４】
第７の態様に係る測色方法は、第１または第２の態様に係る測色装置を用いる測色方法であって、前記測色装置に対して距離が異なる複数の位置に順次に配置される校正基準板の各位置における各色情報を前記測色装置の前記測色部によって順次に測定する係数データ生成用の測定工程と、前記複数の位置にそれぞれに配置された前記校正基準板の各距離と、前記係数データ生成用の測定工程において測定された各色情報とに基づいて、前記係数データを生成する係数データ生成工程と、前記測色装置の前記形状測定部によって対象物の前記形状データを生成する形状データ生成工程と、前記測色装置の前記測色部によって前記測色部の撮像素子の複数の画素に対応した前記対象物の複数の箇所の各色情報を測定する色情報測定工程と、前記係数データと前記形状データとに基づいて、前記複数の画素のそれぞれについて前記対象物の対応箇所の距離に応じた前記補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて、前記色情報測定工程で測定された各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う補正演算工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
第１または第２の態様に係る発明によれば、測色装置は、形状測定部が対象物の形状データを生成するとともに、測色部がその撮像素子の複数の画素に対応する対象物の複数の箇所の各色情報を測定する。そして、補正演算部は、色情報の測定値を補正するための補正係数と、当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、当該複数の画素のそれぞれについて表わした係数データと、形状測定部が生成した対象物の形状データとに基づいて、当該複数の画素のそれぞれについて対象物の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて測色部が測定した各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う。従って、凹凸面の表面や曲面の表面を有する対象物の各部を、短時間で精度良く測色できる。
【００１６】
本願明細書に記載の発明によれば、測色装置の形状測定部は、対象物の表面からの光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子を備え、当該複数の画素の各出力信号に基づいて形状データを生成する。従って、対象物の三次元形状を詳細に表わす形状データを取得することができる。
【００１７】
本願明細書に記載の発明によれば、形状測定部が備える撮像素子と、測色部が備える撮像素子とは、同一の撮像素子である。これにより、対象物において、色情報が測定される箇所と、形状データが生成される箇所とを同じ箇所にすることができる。従って、色情報の測定箇所により適した補正係数を取得することができる。
【００１８】
本願明細書に記載の発明によれば、形状測定部は、対象物に形状測定用の光を照射する光照射部をさらに備え、形状測定用の光が対象物から反射された反射光を、撮像素子で受光することにより形状データを生成する。従って、対象物の表面のコントラストの低い場合でも対象物の形状データを生成できる。
【００１９】
第３の態様に係る発明によれば、測色システムは、校正基準板と、校正基準板を測色装置に対して相対的に移動させて複数の位置に配置する移動機構とを備える。従って、複数の位置に配置された校正基準板の色情報を測定することによって、係数データを生成するために用いられるデータを測定することができる。
【００２０】
第４の態様に係る発明によれば、測色システムは、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板の各距離と、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板を測色部が測定した各色情報とに基づいて、係数データを生成することができる。
【００２１】
第５の態様に係る発明によれば、測色システムは、移動機構が校正基準板を複数の位置にそれぞれ配置した状態で、測色部が校正基準板の色情報を測定するように、移動機構と測色装置とのそれぞれの動作を制御することができるので、係数データを生成するために用いられるデータをより短時間で測定することができる。
【００２２】
第６の態様に係る発明によれば、測色システムは、複数の位置のそれぞれに配置された校正基準板について形状測定部が生成した各形状データと、当該複数の位置の各距離とに基づいて、形状測定部が形状データを生成するためのパラメータを校正する。従って、形状測定部は、より正確な形状データを生成することができる。
【００２３】
第７の態様に係る発明によれば、測色装置による校正基準板の測定結果に基づいて予め生成された係数データと、形状測定部が生成した対象物の形状データとに基づいて、測色部の撮像素子の複数の画素のそれぞれについて対象物の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて測色部が測定した各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う。従って、凹凸面の表面や曲面の表面を有する対象物の各部を、短時間で精度良く測色できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る測定システムの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の測色装置の測定ヘッド部の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図１の測色装置の測定ヘッド部の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図４】図２のフィルター回転板の上面図である。
【図５】ＣＩＥのＸＹＺ表色系の等色関数を示す図である。
【図６】図１の測色システムで実行される動作の全体を例示するフローチャートである。
【図７】図１の測色システムの動作の一部を例示するフローチャートである。
【図８】図１の測色システムの動作の一部を例示するフローチャートである。
【図９】補正係数の距離依存性を近似する近似関数の一例を示す図である。
【図１０】図１の測色システムの動作の一部を例示するフローチャートである。
【図１１】図１の測色システムの動作の一部を例示するフローチャートである。
【図１２】図１の測色システムの動作の一部を例示するフローチャートである。
【図１３】図１の測色装置の他の実施形態に係る測定ヘッド部の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜１．測色システムの構成＞
図１は、実施形態に係る測定システム２００の機能構成の一例を示すブロック図である。図２、図３は、測色システム２００が備える測色装置１００の測定ヘッド部１０の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。図２は、測定ヘッド部１０の形状測定部１１が対象物１の三次元形状を表わす形状データを測定している状態を示し、図３は、測定ヘッド部１０の測色部１２が対象物１の各部の色情報を測定している状態を示している。
【００２６】
測色システム２００は、測色装置１００と、校正基準板１１０と、その移動機構１２０とを備える。測色装置１００は、測定ヘッド部１０とコントローラ２０とを備える。測定ヘッド部１０は、形状測定部１１と測色部１２とを備える。形状測定部１１は、対象物１の表面の三次元形状を表わす形状データを生成する。測色部１２は、対象物１の複数の箇所のそれぞれの色情報を測定する。測定ヘッド部１０の筐体には、開口部（「測定窓」）１５が設けられている。形状測定部１１（測色部１２）が対象物１に照射する光７５（光５５）は、開口部１５を通って対象物１に照射される。対象物１からの反射光７６（反射光５６）は、開口部１５を通って受光部６０に入射する。
【００２７】
移動機構１２０は、校正基準板１１０を載置した状態で、測定ヘッド部１０に対して移動可能なステージ１２１と、ステージ１２１を移動させるステージ移動機構１２２とを備えている。ステージ移動機構１２２は、例えば、ステッピングモータと、その出力軸に接続されたボールネジとを備えて構成される。移動機構１２０におけるステージ１２１の位置決め精度は、１０ｕｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
なお、図１の測定ヘッド部１０、校正基準板１１０、およびステージ１２１は、測色部１２が校正基準板１１０の測定を行っている状態における側面断面図として模式的に示されている。図１では、校正基準板１１０は、その主面が水平になるようにステージ１２１に支持されている。
【００２９】
移動機構１２０は、コントローラ２０の制御に従ってステージ移動機構１２２がステージ１２１を移動させることによって、校正基準板１１０を測色装置１００に対して相対的に移動させて複数の位置に配置する。より詳細には、ステージ移動機構１２２は、校正基準板１１０が開口部１５に対向している状態で校正基準板１１０が開口部１５、すなわち測定ヘッド部１０に対して進退するように、ステージ１２１を移動させる。
【００３０】
校正基準板１１０は、例えば、セラミックからなる白色の板状部材である。校正基準板１１０の両主面は、互いに平行な平面である。校正基準板１１０は、測色装置１００の測色部１２が測定する色情報を補正するための補正係数を取得するために使用される。校正基準板１１０の各部の各色情報の値（「基準の色情報」）は、所定の認証を受けた機関の測定装置によって、予め、測定されている。当該基準の色情報は、記憶部４０に記憶されて、当該基準の色情報を測定対象であった校正基準板１１０と組み合わせて使用される。
【００３１】
測定ヘッド部１０の形状測定部１１は、対象物１に光７５を照射する光照射部７０と、光７５が対象物１の表面から反射された反射光７６を受光する受光部６０とを備える。
【００３２】
光照射部７０は、スリットレーザ光源７１と、走査ミラー７２とを備える。スリットレーザ光源７１は、半導体レーザー素子と、その発振回路と、半導体レーザー素子から照射されるビーム状のレーザ光を、断面が直線状（帯状）のスリット光である光７５に変換する光学系とを備えて構成される。走査ミラー７２は、ガルバノミラーなどにより構成される。走査ミラー７２は、不図示の駆動部に供給される電圧の値に応じて回転軸７３を中心に回転する。形状測定部１１の測定中は、走査ミラー７２は、一定の角速度で一の回転方向に回転する。スリットレーザ光源７１から走査ミラー７２に照射された光７５は、走査ミラー７２によって対象物１の表面に当たるように偏向され、走査ミラー７２の回転によって、対象物１上で走査される。光７５が対象物１の表面で反射された反射光７６は、受光部６０に向かう。反射光７６は、光７５が対象物１の表面から各方向に反射される光のうち、光照射部７０の受光レンズ６１に入射して受光レンズ６１によって集光されて受光部６０の撮像素子６８に結像する反射光である。
【００３３】
受光部６０は、受光レンズ６１とフィルター回転板６２と、撮像素子６８とを備えて構成される。受光部６０は、測色部１２の受光部でもある。形状測定部１１が測定しているときは、受光レンズ６１は、対象物１から受光レンズ６１に入射する反射光７６を集光して撮像素子６８上に結像させる。反射光７６は、光７５が対象物１に当たった各位置と、受光レンズ６１の主点とを結ぶ方向に存在する撮像素子６８の各画素に入射する。受光レンズ６１と撮像素子６８との間には、フィルター回転板６２が設けられている。フィルター回転板６２は、形状測定部１１の測定時には、反射光７６を最も透過させる光学フィルターが撮像素子６８に対向する回転位置に位置決めされている。反射光７６は、当該フィルターを透過して撮像素子６８に到達する。反射光７６が赤色のレーザ光である場合には、光学フィルター６３ｘが撮像素子６８に対向させられる。
【００３４】
撮像素子６８は、複数の画素を備える二次元撮像素子である。撮像素子６８の各画素のうち反射光７６が当たる各画素は、反射光７６、すなわち対象物１の表面からの光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する。走査ミラー７２によって光７５が走査されることにより、反射光７６は、撮像素子６８上で走査される。撮像素子６８の各画素に反射光７６が入射する時刻は、撮像素子６８が順次に出力する出力信号を不図示の処理回路で処理して各画素の出力信号が最も強い時刻を重心演算で特定することにより決定される。また、各時刻における光７５の平面の方程式は、各時刻における走査ミラー７２の回転角度により特定される。各画素に対応する対象物１上の各点の三次元座標は、各画素と受光レンズ６１の後側主点とを結ぶ各直線と平行であって、受光レンズ６１の前側主点をそれぞれ通る各直線（「画素の視線」）と、各画素に反射光７６が入射する時刻における光７５の平面との交点として精度良く求められる。
【００３５】
各画素に反射光７６が入射する各時刻は、対象物１の凹凸によって変動するが、撮像素子６８における反射光７６の走査方向に沿って、概ね単調に増加する。そこで当該走査方向に沿って一定の増加率で増加する各時刻を、各画素に対して求められた反射光７６の入射時刻から減算すれば、減算後の時刻の分布を概ね一様化できるので、対象物１の凹凸に起因する入射時刻の変動をある程度抽出することができる。このように求められた撮像素子６８の各画素における各時刻を、各時刻の値に応じた画素値で表現した画像は、「距離画像」とも称される。走査ミラー７２が等角速度で回転する場合でも、通常、対象物１における光７５の走査速度は、等速ではない。このため、距離画像により表現される対象物１の凹凸、すなわち距離画像が表現する三次元形状は、各画素の視線と、各画素に対応する反射光７６の平面との交点として求められる対象物１の三次元形状に比べると精度は低下するが、距離画像は、より高速に生成することができる。形状測定部１１が測定する対象物１の形状データとして距離画像を採用してもよい。
【００３６】
上記のように、形状測定部１１は、撮像素子６８の複数の画素の各出力信号に基づいて対象物１の三次元形状を表わす形状データを生成する。換言すれば、形状測定部１１は、対象物１に形状測定用の光７５を照射する光照射部７０を備え、形状測定用の光７５が対象物１から反射された反射光７６を、形状測定部１１の撮像素子６８で受光することにより形状データを生成する。また、形状測定部１１が備える撮像素子と、測色部１２が備える撮像素子とは、同一の撮像素子６８である。形状測定部１１が、測色部１２の撮像素子とは異なる撮像素子を備えてもよい。
【００３７】
測定ヘッド部１０の測色部１２は、対象物１の複数の箇所のそれぞれの色情報を測定する。色情報とは、例えば、三刺激値、若しくは分光強度分布などである。
【００３８】
測色部１２は、対象物１に光５５を照射する光照射部５０と、対象物１から反射された反射光５６を受光する受光部６０とを備える。
【００３９】
光照射部５０は、光５５を照射する光源５１と、バッフル５３、５４と、光源５１が照射した光５５を拡散反射して均一化する積分球５２とを備える。積分球５２は、球状の内部空間を有する球状の部材である。積分球５２の内面は、硫酸バリウム（BaSO4）が塗布されている。
【００４０】
光源５１は、キセノンランプなどの光源であり、積分球５２の外部から積分球５２の壁部を貫通して、積分球５２に取り付けられている。光源５１の先端は、積分球５２の内面から積分球５２の中心に向けて突出している。光源５１は、各方向に光５５を照射する。
【００４１】
積分球５２の対象物１に対向する部分には、丸孔状の開口が設けられている。当該開口は、測定ヘッド部１０の開口部１５を成している。積分球５２は、その中心に対して開口部１５と反対側にも丸孔状の開口を有している。受光部６０は、当該開口の中心の近傍に設けられている。受光部６０の受光レンズ６１と撮像素子６８とは、当該開口の中心と開口部１５の中心とを結ぶ線上に設けられている。受光レンズ６１の光軸は、当該線上に位置する。
【００４２】
光源５１が照射した光５５は、積分球５２の内面で拡散反射されて均一化される。均一化された光５５は、開口部１５から対象物１に照射される。バッフル５３は、積分球５２の内面のうち光源５１と開口部１５との間の部分に設けられている。バッフル５３は、光源５１の開口部１５側の部分を覆うように設けられている。バッフル５３は、光源５１が照射する光５５が積分球５２の内面で反射することなく直接、対象物１に照射されることを妨げる。これにより、バッフル５３は、光５５が均一にされないまま開口部１５から照射されることを抑制する。
【００４３】
バッフル５４は、積分球５２の内面のうち、積分球５２の受光部６０側の開口と、光源５１との間の部分に設けられている。バッフル５４は、光源５１の受光部６０側の部分を覆うように設けられている。バッフル５４は、光５５が直接、受光レンズ６１に入射することを妨げる。
【００４４】
測色部１２の受光部６０は、上述した形状測定部１１の受光部でもある。測色部１２の測定動作中において、光源５１が光５５を照射し、積分球５２が光５５を均一化して、開口部１５から照射する。開口部１５から対象物１に照射された光５５は、対象物１から反射光５６として反射される。反射光５６は、光５５が対象物１から各方向に反射する光のうち、光照射部７０の受光レンズ６１に入射して受光レンズ６１によって集光されて受光部６０の撮像素子６８に結像する反射光である。
【００４５】
撮像素子６８は、光５５が対象物１から反射された反射光５６をその複数の画素でそれぞれ受光する。当該複数の画素は、受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する。
【００４６】
受光レンズ６１と撮像素子６８との間には、上述のように、フィルター回転板６２が設けられている。図４は、測定ヘッド部１０の受光部６０のフィルター回転板６２の上面図である。図５は、ＣＩＥのＸＹＺ表色系の等色関数を示す図である。
【００４７】
フィルター回転板６２は、撮像素子６８の法線と平行な回転軸６５を中心に回転可能に構成されている。フィルター回転板６２には、対象物１からの光を色分解するための光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚが固定されている。また、撮像素子６８に入射する光を遮断するためのシャッター６４もフィルター回転板６２に固定されている。
【００４８】
光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚ、およびシャッター６４は、回転軸６５を中心とする円周方向に略等間隔に設けられている。フィルター回転板６２は、図示省略の駆動モーターによって、光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚ、およびシャッター６４が撮像素子６８にそれぞれ対向する各回転位置に順次回転させられる。
【００４９】
光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚは、被測定物（１１）からの光を色分解する為の光学フィルターであり、求めたい表色系に応じて固有の分光透過率特性を持つフィルタで構成される。図４の例では、ＣＩＥ（国際照明委員会）のＸＹＺ表色系で色情報（「色度」）を求めるために、光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚはそれぞれ図５に示される等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に相当するか、あるいは類似する分光透過率を持つフィルターで構成されている。より厳密には、光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚの分光透過率は、撮像素子６８の受光特性と併せて上記等色関数に略一致するようにそれぞれ設定されている。光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚは、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚにそれぞれ対応する。
【００５０】
測色部１２は、光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚを透過した反射光５６を撮像素子６８の複数の画素で受光する。測色部１２は、当該複数の画素の各出力信号を図示省略の処理回路で処理し、当該複数の画素に対応する対象物１の複数の箇所の各色情報（フィルター回転板６２を用いる場合は、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ）を測定する。
【００５１】
また、シャッター６４は、いわゆるダーク補正に使用される。シャッター６４が撮像素子６８と対向している状態では、シャッター６４は、撮像素子６８への反射光５６の入射を妨げる。従って、この状態の撮像素子６８の各画素の出力値を、光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚを透過した各反射光５６に対応する各測定値から減算することによって、より正確な色情報を得ることができる。なお、このようなダーク補正が行われないとしても本発明の有用性が損なわれるものではない。
【００５２】
測色部１２によって、対象物１の色情報として分光強度分布を測定する場合には、フィルター回転板６２に代えて、液晶チューナブルフィルター等の素子を採用すればよい。液晶チューナブルフィルターは、印加される電圧に応じて、バンドパスの領域が変動するフィルターである。
【００５３】
コントローラ２０は、測定ヘッド部１０と移動機構１２０の各々を制御する。コントローラ２０のハードウエアとしての構成は、一般的なコンピュータと同様のものを採用できる。コントローラ２０は、例えば、ＣＰＵ３０と、記憶部４０と、それぞれ不図示の表示部および入力部とを備えて構成される。これらの要素は、バスラインを介して電気的に接続されている。表示部は、例えば液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、測定結果等の種々の情報を表示する。入力部は、例えばキーボードやマウス等を用いて構成されており、コマンドやパラメータ等の入力を受け付ける。
【００５４】
記憶部４０は、例えば、それぞれ不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびフラッシュメモリなどの読み書き自在な不揮発性メモリによって構成される。不揮発性メモリに代えて、ハードディスク装置などが採用されても良い。
【００５５】
該ＲＯＭは、読出し専用メモリであり、ＣＰＵ３０を動作させる基本プログラムなどを格納している。該ＲＡＭは、読み書き自在の揮発性メモリであり、形状測定部１１、測色部１２の出力信号を一時的に格納する格納部として機能する。また、該ＲＡＭは、ＣＰＵ３０の処理情報を一時的に記憶するワークメモリなどとしても機能する。なお、ＣＰＵ３０における後述する各要素の間での情報の授受は、該ＲＡＭを介して行なわれる。該不揮発性メモリは、測定ヘッド部１０の各種制御パラメータや形状測定部１１の形状測定に使用されるパラメータなどの情報を恒久的に記録する。また、予め生成された係数データ４２も該不揮発性メモリに記憶されている。係数データ４２は、測色部１２が測定した色情報の測定値を補正するための補正係数と、対象物１における当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、測色部１２の撮像素子６８の複数の画素のそれぞれについて表わすデータである。ＣＰＵ３０が各種制御や処理を行うために実行するプログラムも該不揮発性メモリに記憶されている。
【００５６】
ＣＰＵ３０は、記憶部４０の不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、補正演算部３１、係数データ生成部３２、測定制御部３３、校正部３４としても動作する。
【００５７】
補正演算部３１は、予め生成されて記憶部４０に記憶されている係数データ４２と、形状測定部１１が生成した対象物１の形状データとに基づいて、測色部１２の撮像素子６８の複数の画素のそれぞれについて、対象物１の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得する。補正演算部３１は、取得した各補正係数を用いて測色部１２が測定した各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う。
【００５８】
係数データ生成部３２は、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板１１０の各距離と、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板１１０を測色部１２が測定した各色情報とに基づいて、係数データ４２を生成する。係数データ生成部３２は、係数データ４２として、例えば、反射光の方向依存性を近似する近似関数を求める。
【００５９】
測定制御部３３は、移動機構１２０が校正基準板１１０を複数の位置にそれぞれ配置した状態で、測色部１２が校正基準板１１０の色情報を測定するように、移動機構１２０と測色装置１００とのそれぞれの動作を制御する。
【００６０】
校正部３４は、複数の位置のそれぞれに配置された校正基準板１１０について形状測定部１１が生成した各形状データと、複数の位置の各距離とに基づいて、形状測定部１１が形状データを生成するためのパラメータを校正する。当該パラメータの校正は、具体的には、例えば、各形状データの距離と、移動機構１２０におけるステージ１２１の移動量から特定されるステージ１２１の実際の距離とが一致するように最小二乗法などによって当該パラメータの値を調整することによって行われる。当該パラメータは、例えば、受光レンズ６１の焦点距離、主点位置、歪曲収差の補正係数、回転軸７３の位置、および走査ミラー７２の角速度などである。パラメータの各要素の初期値として、例えば、設計値などが採用される。
【００６１】
＜２．測色システムの動作＞
図６は、測色システム２００で実行される動作の全体を例示するフローチャートである。図７、図８、図１０〜図１２は、測色システム２００の動作の一部をそれぞれ例示するフローチャートである。
【００６２】
図６に示される測色システム２００の動作が開始されると、測色システム２００は、係数データ４２を生成するための測定を行う（ステップＳ１０）。この測定は、測色装置１００に対して複数の位置に順次に校正基準板１１０を配置し、各位置における校正基準板１１０の各色情報を測色装置１００の測色部１２によって順次に測定することによってなされる。
【００６３】
ステップＳ１０が終了すると、測色システム２００は、係数データ４２の生成を行う（ステップＳ２０）。測色システム２００の係数データ生成部３２は、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板１１０の各距離と、ステップＳ１０において測定された校正基準板１１０の各色情報とに基づいて、係数データ４２を生成する。
【００６４】
ステップＳ２０が終了すると、測色システム２００は、形状測定部１１によって、対象物１を測定し、対象物１の三次元形状を表す形状データを生成する（ステップＳ３０）。
【００６５】
ステップＳ３０が終了すると、測色システム２００は、測色部１２によって、撮像素子６８の複数の画素に対応した対象物１の複数の箇所の各色情報を測定する（ステップＳ４０）。
【００６６】
ステップＳ４０が終了すると、測色システム２００は、係数データ生成部３２によって、係数データ４２と対象物１の形状データとに基づいて、撮像素子６８の複数の画素のそれぞれについて対象物１の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得し、補正演算部３１が、取得した各補正係数を用いて、ステップＳ４０で測定された各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行い（ステップＳ５０）、図６の動作を終了する。
【００６７】
図７、図８は、図６のステップＳ１０と、ステップＳ２０について、より詳しい測色システム２００の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
図７の動作が開始されると、測定制御部３３は、測色部１２を制御して、光照射部５０の光源５１を点灯する（ステップＳ１００）。
【００６９】
測定制御部３３は、移動機構１２０のステージ移動機構１２２を制御して、ステージ１２１を移動させることにより、校正基準板１１０を所定の初期位置に移動させる（ステップＳ１１０）。
【００７０】
測定制御部３３は、フィルター回転板６２の図示省略の駆動モーターを制御して、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｘが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｘフィルター位置）に移動させる（ステップＳ１２０）。
【００７１】
測定制御部３３は、測色部１２の受光部６０を制御して校正基準板１１０の各箇所の色情報を測定し、係数データ生成部３２は、測定の結果に基づいて、刺激値Ｘ用の補正係数を算出して、記憶部４０に記憶する（ステップＳ１３０）。補正係数の算出は、係数データ生成部３２が、予め記憶部４０に格納されている校正基準板１１０の刺激値Ｘ用の基準の色情報を、撮像素子６８の各画素について測定した刺激値Ｘの各測定値で除算した結果を各画素に対する各補正係数として取得することによって行われる。
【００７２】
測定制御部３３は、フィルター回転板６２の図示省略の駆動モーターを制御して、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｙが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｙフィルター位置）に移動させる（ステップＳ１４０）。
【００７３】
測定制御部３３は、測色部１２の受光部６０を制御して校正基準板１１０の各箇所の色情報を測定し、係数データ生成部３２は、測定の結果に基づいて、刺激値Ｙ用の補正係数を算出して、記憶部４０に記憶する（ステップＳ１５０）。補正係数の算出は、係数データ生成部３２が、予め記憶部４０に格納されている校正基準板１１０の刺激値Ｙ用の基準の色情報を、撮像素子６８の各画素について測定した刺激値Ｙの各測定値で除算した結果を各画素に対する各補正係数として取得することによって行われる。
【００７４】
測定制御部３３は、フィルター回転板６２の図示省略の駆動モーターを制御して、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｚが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｚフィルター位置）に移動させる（ステップＳ１６０）。
【００７５】
測定制御部３３は、測色部１２の受光部６０を制御して校正基準板１１０の各箇所の色情報を測定し、係数データ生成部３２は、測定の結果に基づいて、刺激値Ｚ用の補正係数を算出して、記憶部４０に記憶する（ステップＳ１７０）。補正係数の算出は、係数データ生成部３２が、予め記憶部４０に格納されている校正基準板１１０の刺激値Ｚ用の基準の色情報を、撮像素子６８の各画素について測定した刺激値Ｚの各測定値で除算した結果を各画素に対する各補正係数として取得することによって行われる。
【００７６】
測定制御部３３は、校正基準板１１０の全ての位置について測定が終了したか否かを判定する（図８のステップＳ１８０）。
【００７７】
ステップＳ１８０の判定の結果、全ての位置について測定が終了していなければ、測定制御部３３は、ステージ移動機構１２２を制御して、ステージ１２１を移動することにより、校正基準板１１０を次の測定位置に移動し（ステップＳ１９０）、ステップＳ１２０以下の処理を繰り返す。
【００７８】
なお、校正基準板１１０の各位置は、例えば、測定距離の基準値に対して±１０ｍｍの範囲で、２ｍｍステップ若しくは、１ｍｍステップで校正基準板１１０を移動させた場合のそれぞれの位置のことである。
【００７９】
ステップＳ１８０の判定の結果、全ての位置について測定が終了していれば、係数データ生成部３２は、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ用の係数データ４２の生成と、生成した係数データ４２を記憶部４０に記憶し（ステップＳ１２０）、図７、図８の動作を終了する。当該動作、すなわち、係数データ４２の生成と記憶は、測色装置１００のパワーＯＮ時に一度行えばよい。ただし、周囲温度が著しく変化した場合には、再度、校正基準板１１０の測定と係数データ４２の生成および記録を行うことが好ましい。
【００８０】
図８のステップＳ１２０における係数データ４２の生成について、図９を参照して説明する。図９は、補正係数の距離依存性を近似する近似関数の一例として近似関数１３０を示す図である。
【００８１】
図９に示されるように、色情報の補正係数には、測定距離に対する依存性がある。図９の黒丸印は、撮像素子６８の１つの画素について、校正基準板１１０の５通りの各距離に対して求められた色情報の補正係数の値（例えば、刺激値Ｘの補正係数の値）である。
【００８２】
三刺激値ＸＹＺに対して、係数データ４２を生成する場合には、ステップＳ２００の開始直前の測定された測定値の総数は、校正基準板１１０の位置の数と、撮像素子６８の画素数と、Ｘ、Ｙ、Ｚの個数（すなわち、３個）との積により与えられる。
【００８３】
係数データ生成部３２は、撮像素子６８の各画素ごと、色情報の種類ごとに、補正係数を距離の関数に近似する。すなわち、補正係数の距離依存性を近似する近似関数１３０を演算する。近似関数１３０は、色情報の種類のうち着目する色情報（例えば、刺激値Ｘ）について撮像素子６８の各画素ごとに近似関数１３０を求めて、全ての近似関数１３０を係数データ４２として記憶部４０に記憶する。例えば、測定距離が５ｃｍである場合に、対象物１の凹凸により、距離が１ｍｍずれたとしても係数データ４２に基づいて補正係数を演算して使用しない場合は、測定値が許容範囲外となる。なお、校正基準板１１０の位置を２つのみにした場合には、近似関数１３０は、直線近似となるが、近似関数１３０を求めない場合に比べれば、良好な補正係数を取得できる。従って、校正基準板１１０の位置が２つのみであってもよい。
【００８４】
図１０は、図６のステップＳ３０について、より詳しい測色システム２００の動作を示すフローチャートである。
【００８５】
先ず、測定制御部３３は、フィルター回転板６２の図示省略の駆動モーターを制御して、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｘが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｘフィルター位置）に移動させる（ステップＳ３１０）。
【００８６】
測定制御部３３は、スリットレーザ光源７１を点灯させ、走査ミラー７２を回転させてスリット光、すなわち光７５の所定方向への走査を開始する（ステップＳ３２０）。
【００８７】
測定制御部３３は、形状測定部１１を制御して、対象物１を測定し、その形状データを生成して記憶部４０に記憶する（ステップＳ３３０）。
【００８８】
測定制御部３３は、スリット光の所定方向への走査が終了したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。当該判定の結果、走査が終了していなければ、測定制御部３３は、ステップＳ３３０以下の動作を繰り返し、終了していれば、スリットレーザ光源７１を消灯して（ステップＳ３５０）、図１０の動作を終了する。
【００８９】
図１１、図１２は、図６のステップＳ４０、Ｓ５０について、より詳しい測色システム２００の動作を示すフローチャートである。
【００９０】
測定制御部３３は、測色部１２の光源５１を点灯させ（ステップＳ４１０）、フィルター回転板６２の図示省略の駆動モーターを制御して、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｘが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｘフィルター位置）に移動させる（ステップＳ４２０）。
【００９１】
補正演算部３１は、記憶部４０に記憶された係数データ４２と、図１０の動作により生成された対象物１の形状データとに基づいて、刺激値Ｘ用の補正係数を算出する（ステップＳ４３０）。
【００９２】
測定制御部３３は、測色部１２を制御して対象物１を測定し、撮像素子６８の各画素について対象物１の色情報（刺激値Ｘ）を測定する（ステップＳ４４０）。
【００９３】
補正演算部３１は、ステップＳ４３０で取得した各画素に対する刺激値Ｘ用の補正係数を、ステップＳ４４０で測定した各画素についての刺激値Ｘの測定値に乗算することにより、測定値を補正し、補正後の測定値を記憶部４０に記憶する（ステップＳ４５０）。
【００９４】
測定制御部３３は、ステップＳ３１０と同様に、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｙが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｙフィルター位置）に移動させる（ステップＳ４６０）。
【００９５】
補正演算部３１は、ステップＳ４３０と同様に、刺激値Ｙ用の補正係数を算出し（ステップＳ４７０）、ステップＳ４４０と同様に、撮像素子６８の各画素について対象物１の色情報（刺激値Ｙ）を測定する（ステップＳ４８０）。
【００９６】
補正演算部３１は、ステップＳ４５０と同様に、テップＳ４７０で取得した各画素に対する刺激値Ｙ用の補正係数を、ステップＳ４８０で測定した各画素についての刺激値Ｙの測定値に乗算することにより、測定値を補正し、補正後の測定値を記憶部４０に記憶する（ステップＳ４９０）。
【００９７】
測定制御部３３は、ステップＳ３１０と同様に、フィルター回転板６２を光学フィルター６３ｚが撮像素子６８に対向する回転位置（Ｚフィルター位置）に移動させる（ステップＳ５００）。
【００９８】
補正演算部３１は、ステップＳ４３０と同様に、刺激値Ｚ用の補正係数を算出し（ステップＳ５１０）、ステップＳ４４０と同様に、撮像素子６８の各画素について対象物１の色情報（刺激値Ｚ）を測定する（ステップＳ５２０）。
【００９９】
補正演算部３１は、ステップＳ４５０と同様に、ステップＳ５１０で取得した各画素に対する刺激値Ｚ用の補正係数を、ステップＳ５２０で測定した各画素についての刺激値Ｚの測定値に乗算することにより、測定値を補正し、補正後の測定値を記憶部４０に記憶し（ステップＳ５３０）、図１１、図１２の動作を終了する。
【０１００】
＜３．他の実施形態＞
図１３は、測色システム２００の他の実施形態に係る測色装置１００Ａの測定ヘッド部１０Ａの要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
【０１０１】
測色装置１００Ａは、測色装置１００の測定ヘッド部１０に代えて測定ヘッド部１０Ａを備えることを除いて測色装置１００と同様に構成されている。測定ヘッド部１０Ａは、測定ヘッド部１０の形状測定部１１、測色部１２に代えて、形状測定部１１Ａ、測色部１２Ａを備えることを除いて測定ヘッド部１０と同様に構成されている。
【０１０２】
測色部１２Ａは、測色部１２の受光部６０に代えて受光部６０Ａを備えることを除いて、測色部１２と同様に構成されている。受光部６０Ａは、受光部６０の撮像素子６８に代えて、撮像素子６８ａを備えている。撮像素子６８ａは、それぞれ撮像素子６８と同様の構成を備える３つの撮像素子を備える３板式の撮像素子である。撮像素子６８ａに入射する光は、撮像素子６８ａに入射する前に、図示省略の色分解プリズムによって、例えば、フィルター回転板６２の光学フィルター６３ｘ、６３ｙ、６３ｚを透過した場合と同様の３つの光に分解される。分解された３つの光は、撮像素子６８ａの３つの撮像素子にそれぞれ入射する。これにより、撮像素子６８ａは、フィルター回転板６２と撮像素子６８との組合せと同様の信号を出力できる。従って、測色部１２Ａは、測色部１２と同様に測色を行うことができる。
【０１０３】
形状測定部１１Ａは、受光部６０Ａを測色部１２Ａと共有するとともに、形状測定部１１の光照射部７０に代えて受光部６０Ｂを備える。受光部６０Ｂは、受光レンズ６１と撮像素子６８ｂとを備える。撮像素子６８ｂは、撮像素子６８と同様の構成を備える単板式の撮像素子である。受光部６０Ａと受光部６０Ｂとは、ステレオカメラを構成し、対象物１の表面からの光をそれぞれ受光して撮像素子６８ａ、６８ｂによって対象物１の像をそれぞれ撮影する。各画像の画像信号は、形状測定部１１Ａが備える図示省略の処理回路に供給される。当該処理回路は、各画像間で対応点探索を行い、探索の結果と、形状測定部１１Ａに規定される形状計測用のパラメータとを用いて対象物１の形状データを生成する。
【０１０４】
また、形状測定部による形状データの測定方法は、形状測定部１１の光切断法に限られず、例えば、パターン投影法、アクティブステレオ法などの各種の手法が採用され得る。
【０１０５】
また、形状測定部１１では、フィルター回転板６２を用いて、撮像素子６８の各画素毎に色情報を得ていたが、通常のデジタルカメラのように、ベイヤ配列のフィルターを有する撮像素子によって、測色を行ってもよい。
【０１０６】
また、測色装置のジオメトリは、図２、図３に示される（ｄ／０）に限定されず、（４５／０）などの各種のジオメトリを採用することができる。
【０１０７】
以上のように構成された本実施形態に係る測色装置によれば、形状測定部１１（１１Ａ）が対象物１の形状データを生成するとともに、測色部１２（１２Ａ）がその撮像素子の複数の画素に対応する対象物１の複数の箇所の各色情報を測定する。そして、補正演算部３１は、色情報の測定値を補正するための補正係数と、当該色情報を測定された箇所までの距離との関係を、当該複数の画素のそれぞれについて表わした係数データ４２と、形状測定部１１（１１Ａ）が生成した対象物１の形状データとに基づいて、当該複数の画素のそれぞれについて対象物１の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて測色部１２（１２Ａ）が測定した各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う。従って、凹凸面の表面や曲面の表面を有する対象物１の各部を、短時間で精度良く測色できる。
【０１０８】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色装置によれば、形状測定部１１（１１Ａ）は、対象物１の表面からの光をそれぞれ受光して受光した光量に応じた信号をそれぞれ出力する複数の画素を有する撮像素子６８（６８ａ，６８ｂ）を備え、当該複数の画素の各出力信号に基づいて形状データを生成する。従って、対象物１の三次元形状を詳細に表わす形状データを取得することができる。
【０１０９】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色装置によれば、形状測定部１１（１１Ａ）が備える撮像素子と、測色部１２（１２Ａ）が備える撮像素子とは、同一の撮像素子６８（６８ａ）である。これにより、対象物１において、色情報が測定される箇所と、形状データが生成される箇所とを同じ箇所にすることができる。従って、色情報の測定箇所により適した補正係数を取得することができる。
【０１１０】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色装置によれば、形状測定部１１は、対象物１に形状測定用の光７５を照射する光照射部７０をさらに備え、形状測定用の光７５が対象物１から反射された反射光７６を、撮像素子６８で受光することにより形状データを生成する。従って、対象物１の表面のコントラストの低い場合でも対象物１の形状データを生成できる。
【０１１１】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色システムによれば、校正基準板１１０と、校正基準板１１０を測色装置１００（１００Ａ）に対して相対的に移動させて複数の位置に配置する移動機構１２０とを備える。従って、複数の位置に配置された校正基準板１１０の色情報を測定することによって、係数データ４２を生成するために用いられるデータを測定することができる。
【０１１２】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色システムによれば、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板１１０の各距離と、複数の位置にそれぞれに配置された校正基準板１１０を測色部１２（１２Ａ）が測定した各色情報とに基づいて、係数データ４２を生成することができる。
【０１１３】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色システムによれば、移動機構１２０が校正基準板１１０を複数の位置にそれぞれ配置した状態で、測色部１２（１２Ａ）が校正基準板１１０の色情報を測定するように、移動機構１２０と測色装置１００（１００Ａ）とのそれぞれの動作を制御することができるので、係数データ４２を生成するために用いられるデータをより短時間で測定することができる。
【０１１４】
また、以上のように構成された本実施形態に係る測色システムによれば、複数の位置のそれぞれに配置された校正基準板１１０について形状測定部１１（１１Ａ）が生成した各形状データと、当該複数の位置の各距離とに基づいて、形状測定部１１が形状データを生成するためのパラメータを校正する。従って、形状測定部１１は、より正確な形状データを生成することができる。
【０１１５】
また、以上のような本実施形態に係る測色方法によれば、本実施形態に係る測色装置による校正基準板１１０の測定結果に基づいて予め生成された係数データ４２と、形状測定部１１（１１Ａ）が生成した対象物１の形状データとに基づいて、測色部１２（１２Ａ）の撮像素子６８（６８ａ）の複数の画素のそれぞれについて対象物１の対応箇所の距離に応じた補正係数を取得し、取得した各補正係数を用いて測色部１２（１２Ａ）が測定した各色情報の測定値をそれぞれ補正する演算を行う。従って、凹凸面の表面や曲面の表面を有する対象物１の各部を、短時間で精度良く測色できる。
【０１１６】
本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての態様において例示であって限定的ではない。したがって、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  測色装置
２００  測色システム
１  対象物
１０，１０Ａ  測定ヘッド部
１１  形状測定部
１２  測色部
２０  コントローラ
３０  ＣＰＵ
３１  補正演算部
３２  係数データ生成部
３３  測定制御部
３４  校正部
４０  記憶部
４２  係数データ
５０  光照射部
５１  光源
５５  光
５６  反射光
６０，６０Ａ，６０Ｂ  受光部
６２  フィルター回転板
６８，６８ａ，６８ｂ  撮像素子
７５  光
７６  反射光
１１０  校正基準板
１２０  移動機構
１２１  ステージ
１２２  ステージ移動機構
１３０  近似関数
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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