CN103492844A - 多角度测色计 - Google Patents

Abstract

多角度测色计在光检测部（40）中具备被配置在主几何形状面的规定位置的主受光窗（41W）、和被配置在副几何形状面上的第一及第二辅助光学窗（42W、43W），并具备将来自测定点的反射光中由主受光窗（41W）接收到的主分量光（V0）变换成电的主信号（SG0）的主光电变换元件（V1）、和将该反射光中由第一和第二辅助受光窗（42W、43W）分别接收到的第一和第二辅助分量光（V1、V2）变换成电的第一和第二辅助信号（SG1、SG2）的第一和第二辅助光电变换元件（42T、43T）。在运算部（72）中，基于第一和第二辅助信号（SG1、SG2）来进行主信号（SG0）的修正，获得该测定点的色信息。由此，能够省力省时间地维持内部机构的可靠性、耐用性，并且降低因测定面的相对倾斜引起的姿势误差。

Description

多角度测色计

技术领域

本发明涉及多角度测色计，尤其涉及用于修正测色计相对测定面的姿势误差的光学配置改进技术。

背景技术

由于汽车的涂饰等中使用的金属色涂饰、珍珠色涂饰等在内部的光泽材料的影响下，其色彩因观察者的方向不同会看起来不同，所以在其涂饰评价（涂饰色的评价）中使用以多个角度进行照明或受光的多角度测色计。

即，汽车的涂饰等所使用的金属色涂饰、珍珠色涂饰在涂饰涂膜内包含被称为光泽材料的鳞片状的铝片或云母片，呈现所谓的金属色效果或珍珠色效果。这是因为光泽材料对反射特性的贡献因照明以及观察方向而不同。在这样的金属色涂饰、珍珠色涂饰的评价（色彩测定）中，使用具备从多个方向对被测定物的试样面照明并从一个方向受光（多方向照明单向受光）或者从一个方向对被测定物的试样面照明并从多个方向受光（单向照明多方向受光）的多角度几何形状（光学配置）的多角度测色计。

可是，如果测定对象是汽车的减震器等具有曲率的试样，则在测定时产生试样法线与测色计的基准轴不一致的姿势误差的可能性较高。其中，由于对接近于镜面反射光的角度方向而言，反射特性的角度依存性较大，所以可以忽略该误差的影响。

鉴于此，出于降低该姿势误差的目的，例如在专利文献1所公开的方法中，提出了一种利用弹簧等弹性体将内置测定光学系统的光学基础单元保持于框体，通过不依赖于试样与框体的接触角度地将照明/受光几何形状保持恒定，来降低测定误差的技术。

另外，作为其他的公知技术，还有一种通过采用在试样接触面配置多个接触销，并如果全部被均衡地按压则发生测定触发的构成，来抑制测色计的姿势误差的技术。

专利文献1:日本特开2002－5830号公报

此外，作为多角度测色计的代表性用途，可举出汽车的外装评价，当在生产线等中使用时，尤其在对减震器等车体侧面进行测定的情况下，容易想到将测色计倾斜使用。

然而，在上述专利文献1的技术中，通过在机构上下工夫来达到降低姿势误差的目的，但需要利用弹性体保持内部机构这一在构造上复杂的机械结构，使得装置大型。另外，由于是内部机构移动的构造，所以担心在汽车的生产线中测定对象运动的情况等苛刻的条件下使用时欠缺可靠性、耐用性。

另外，在上述公知技术中，需要测定者通过手动来进行姿势调整，存在到测定开始为止需要劳力和时间这一缺点。

发明内容

本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于，提供一种在将测色计相对测定面倾斜使用的情况下，也能维持内部机构的可靠性、耐用性，不需要劳力和时间便能进行姿势误差的修正的多角度测色计。

本发明的一个方式涉及的多角度测色计具备：（a）照明部，其被配置在包含规定的基准线的虚拟基准平面上，朝向规定于上述基准线上的规定的测定点进行光照射；（b）光检测部，其具备：主受光窗，被配置于上述基准平面的规定位置；多个辅助受光窗，其配置包含上述规定位置以及上述规定的测定点且相对于上述基准平面正交的平面上，并且各种与上述测定点对置；主光电变换元件，接受来自配置于上述测定点的测定面的反射光中由上述主受光窗接收到的主分量光并变换成电的主信号；和多个辅助光电变换元件，接受上述反射光中由上述多个辅助受光窗分别接收到的多个辅助分量光并变换成电的多个辅助信号；以及（c）运算部，基于上述多个辅助信号来进行上述主信号的修正，获得存在于上述测定点的测定面的色信息。

根据上述构成，由于从被配置在包含规定位置和测定点且相对于基准平面正交的平面上的多个辅助光学窗获得的光分量的信息来进行主信号的修正，所以即使基准面从测定面的法线倾斜也能进行恰当的测色。

附图说明

图1针对本发明的各实施方式涉及的多角度测色计，（a）是表示外观的立体图，（b）是表示测定器主体的中心轴与测定试样的测定面的角度关系的示意图。

图2是表示本发明的各实施方式涉及的多角度测色计的基本功能构成例的图。

图3是对通过光学系统的配置实现的主几何形状面与副几何形状面进行说明的图。

图4针对表示反射光强度的曲线图，（a）是对不处于倾斜环境的情况进行说明的图，（b）是对处于倾斜环境的情况进行说明的图。

图5是表示副几何形状面中的光检测部的一个构成例的图。

图6是表示光检测部以及运算部的功能的构成的图。

图7是表示不处于倾斜环境的情况的副几何形状面中的光检测部的构成与反射光强度的曲线图之间的关系的图。

图8是表示处于倾斜环境的情况的副几何形状面中的光检测部的构成与反射光强度的曲线图之间的关系的图。

图9是例示反射光强度的近似函数的图。

图10是表示第一实施方式涉及的多角度测色计的动作流程的流程图。

图11是例示姿势误差θ、输出比R以及修正系数C的表的图。

图12是表示第二实施方式涉及的多角度测色计的动作流程的流程图。

图13是表示第三实施方式涉及的多角度测色计的动作流程的流程图。

图14是例示修正近似函数的图。

具体实施方式

＜1.各实施方式的概要＞

＜1－1.外观与使用方式＞

图1是表示本发明的各实施方式涉及的多角度测色计中共用的外观的立体图、以及对测定器主体与被测定物的测定面的位置关系进行说明的示意图。

图1（a）是表示多角度测色计的外观的立体图。如图1（a）所示，该多角度测色计100（100a、100b）由收容了后述的各构成构件（参照图2）的箱形状的测定器主体2构成。该测定器主体2具备在底壁贯穿设置的测定用开口3、和被配置在表面的恰当位置并具有显示测定结果的显示器、操作开关等的操作显示面板4，构成了可以携带的便携式测色计。

而且，图1（b）是对该多角度测色计（100a、100b）的测定器主体的中心轴与测定试样的测定面的角度进行说明的示意图。如图1（b）所示，将多角度测色计100的测定用开口3朝向被测定物5来进行测定，与测定用开口3对置的被测定物5的区域为测定区域5a。在测定时，按照测定器主体2的中心轴2n（测定用开口3的法线）与测定区域5a的法线5n一致的方式，将测定器主体2配置成与被测定物5的表面对置。

在被测定物5是汽车的减震器那样的曲面的情况下，由于难以使测定器主体2的中心轴2n与测定面的法线5n准确地一致，所以一般中心轴2n与测定面的法线不一致的情况较多，成为相对于测定面的法线倾斜的状态。以下将这样的测定环境称为“倾斜环境”。

＜1－2.多角度测色计的基本功能构成＞

以多方向照明单向受光类型的多角度测色计为例，对本发明的各实施方式涉及的多角度测色计100（100a、100b）的功能构成进行说明。图2是表示多方向照明单向受光类型的多角度测色计的基本功能构成例的图。

如图2所示，多角度测色计100（100a、100b）的主要构成具备：多个照明部1A～5A，被配置在包括规定的基准线（测定器主体2的中心轴2n）的虚拟基准平面上，朝向在基准线上规定的规定的测定点P以不同的角度进行光照射；和光检测部40，接受来自配设于测定点P的测定面的反射光并变换成电信号。另外，在控制部70中，具备基于该信号求出光的检测值，并基于该检测值获得存在于测定点P的测定面的色信息的运算部72。并且，除了上述部件以外，还设有操作显示面板4、测定开关65、显示部66、存储器部60、测定控制部71。

上述的基准平面是在中心轴2n与测定面垂直那样的情况下，包括中心轴2n并且与测定面垂直的平面。以下，将该面称为“主几何形状面”。另外，将与该基准平面（主几何形状面）正交的虚拟平面称为“副几何形状面”。

下面，参照图2对多角度测色计100（100a、100b）具有的构成以及功能进行说明。

照明部1A～5A分别由例如通过氙气闪光灯形成的光源、对来自光源的光线进行限制的限制板、和准直透镜构成（未图示）。使该光源发光的发光电路11～15分别被设在照明部1A～5A的附近。

发光电路11～15例如具有用于对光源的电极施加数百V的直流高电压的主电容器、用于对该主电容器进行充电的充电电路、和用于对与光源密接卷绕的由金属线构成的触发电极施加数万V的交流高电压的触发产生电路，并且还具有例如由IGBT构成的半导体开关元件、以及用于对该半导体开关元件施加驱动电压的驱动电路。

而且，在将半导体开关元件接通，由主电容器对光源的两端电极施加了直流高电压的状态下，如果由触发产生电路的触发电容器经由触发变压器对触发电极瞬间施加了交流高电压，则光源被触发，从主电容器流过直流电流而发光。然后，通过在所希望的定时将半导体开关断开，可使发光停止。

限制板被配置成限制板的开口与准直透镜的焦点一致，从限制板的开口通过的来自光源的光线被准直透镜校准而成为平行光线，对被测定物5的测定点P进行照明。

光检测部40具备接受来自被测定物5的测定点P的反射光并将其变换成电信号的功能，关于功能构成的详细内容将后述。

操作显示面板4具备用于指示测定开始的测定开关65、用于显示测定结果的例如由液晶显示面板构成的显示部66等。

存储器部60由RAM、EEPROM等构成，暂时保管测定结果等，并且存储有用于使控制部70动作的控制程序。

控制部70具备CPU、A／D变换器等电子电路，作为功能模块，具备测定控制部71和运算部72，根据存储器部60中储存的控制程序，来控制多角度测色计100（100a、100b）的各部的动作。

在测定控制部71中，若测定开关65被操作，则使照明部1A～5A各自的光源按时间依次发光来进行测色。另外，测定控制部71将运算部72的计算结果作为测定结果显示到显示部66。

在运算部72中，基于由光检测部40变换后的电信号来分别求出光的检测值（分光反射特性），并基于该检测值来获得存在于测定点P的测定面的色信息（例如三刺激值）。

＜1－3.倾斜环境下的反射光特性的一般性质与前提事情＞

作为对本发明的各实施方式涉及的多角度测色计100（100a、100b）的详细情况进行说明的准备，预先说明成为各实施方式的前提的反射光特性的一般性质、和与之相伴产生的事情、即现有技术中产生的事情。

图3是对从多个照明部1A～5A照射的光L1～L5在测定面5S的测定点P被反射并由受光器41受光的情况进行说明的图。图3（a）是从图2所示的主几何形状面观察的图，图3（b）是从副几何形状面观察的图。

以下，对在图3（b）所示那样的副几何形状面发生的事情进行说明。

图4是对因测定器主体的中心轴2n与测定面5S的法线5n的偏移而产生的情况进行说明的图。其中，以下将向纸面右方向的角度定义为正，将向纸面左方向的角度定义为负。

在图4（a）中，是表示不处于倾斜环境（测定器主体2的中心轴2n与测定面5S的法线5n一致）的情况下的反射光强度的曲线图。另外，在图4（b）中，是表示处于倾斜环境（法线5n从中心轴2n倾斜了角度－θ）的情况的反射光强度的曲线图。其中，该曲线图的纵轴为反射光强度，横轴为从中心轴2n起的角度偏移（以下称为“角度A”）。

如图4（a）以及（b）所示，从位于中心轴2n上的照明部1A～5A照射照明光L1～L5，照明光L1～L5在测定面5S的测定点P被反射而由受光器41受光。与来自照明部1A～5A的照明光L1～L5对应的镜面反射光，相对法线5n，分别向与照明光L1～L5对称的方向射出。即，对镜面反射光而言，在图4（a）中，由于中心轴2n与法线5n一致，所以相对于照明光L1～L5的镜面反射光向照明部1A～5A所处的方向射出，与之相对，在图4（b）中，由于法线5n从中心轴2n倾斜到角度－θ方向，所以相对于照明光L1～L5的镜面反射光从照明部1A～5A所处的方向倾斜了角度－2θ的方向射出。

另外，虽然除了镜面反射光以外，还向各个方向都射出反射光，但若观察反射光强度与角度A的关系，则如图4（a）以及（b）的曲线图所示，以将该镜面反射光的角度作为中心而处于对称的位置关系的两侧的角度具有对称衰减的特性。因此，在图4（a）中，作为近似函数F，在比较接近于镜面反射的0°附近，反射光强度与角度A的关系可通过单纯的高斯函数G（A）近似，与之相对，图4（b）的高斯函数能够以一律移位了角度－2θ的G（A＋2θ）的分布来近似。其中，镜面反射光强度GP在图4（a）以及图4（b）中都几乎为G（0）。

另一方面，受光器41在图4（a）中位于与镜面反射光方向一致的方向，与之相对，在图4（b）中位于从镜面反射光方向倾斜了角度＋2θ的方向。

因此，在图4（a）中由受光器41检测的反射光量S为[数1]

$S={\∫}_{-d}^{+d}G\left(A\right)\mathrm{dA}.$

这里，±d用从中心轴2n起的角度表示了距离受光器41的中心的宽度。另一方面，在图4（b）中，成为[数2]

$S^{\′}={\∫}_{-d}^{+d}G(A+2\mathrm{\θ})\mathrm{dA}.$

因此，在测定面5S的法线5n相对测定器主体2的中心轴2n倾斜到角度－θ方向的情况（参照图4（b））下，与中心轴2n和法线5n一致的情况（参照图4（a））相比，具有受光器41接收到的光量减少（S－S’）这一性质。

这样，在测定器主体2的中心轴2n与测定面5S的法线5n不一致的姿势下进行了测定的情况下，产生无法准确地获得存在于测定点P的测定面的色信息这一课题。

在这样的背景下，本发明的各实施方式通过与现有技术相比改进了光检测部40（40a、40b）以及运算部72（72a、72b），来减少上述那样的姿势误差，准确地进行存在于测定点P的测定面的测色。

在以上的准备下，下面对各实施方式的具体功能构成和动作进行说明。

＜2.第一实施方式＞

说明第一实施方式涉及的多角度测色计100的光检测部40以及运算部72的功能构成，并且针对本发明涉及的姿势误差的修正方法也一并说明。

＜2－1.光检测部的功能构成＞

这里，特别对多角度测色计100的光检测部40的功能的构成进行说明（参照图2）。

图5是表示本实施方式涉及的多角度测色计100的副几何形状面中的光检测部40的一个构成例的图，图6是表示光检测部40以及运算部72的功能的构成的图。

其中，作为本发明的实施例，能够实施

（I）对主几何形状面在单侧配置多个辅助受光窗、

（II）隔着主几何形状面在两侧配置多个辅助受光窗、

（III）在（II）中特别在两侧对称配置等，但在本发明的各实施方式中对（III）的情况进行说明。

如图5所示，在光检测部40中，配置有在主几何形状面的规定位置配置的主受光窗41W；和与测定点P对置，并且在包含测定点P和规定位置且与主几何形状面正交的平面（即，包含测定点P和规定位置的副几何形状面）上配置的第一和第二辅助受光窗42W、43W。另外，在光检测部40中，具备：接受来自配置于测定点P的测定面5S的反射光中、由主受光窗41W受光的主分量光V0并将其变换成电主信号SG0的主光电变换元件41T；和接受该反射光中由第一和第二辅助受光窗42W、43W分别受光的第一和第二辅助分量光V1、V2并将其变换成电的第一和第二辅助信号SG1、SG2的第一和第二辅助光电变换元件42T、43T（参照图5、6）。其中，在本申请中，受光窗的表现并不由其本身确定特别的构造，可包括来自测定面的反射光能够入射的全部构成。

另外，作为具有主光电变换元件41T的受光器41，例如可使用多色仪等，作为具有第一和第二辅助光电变换元件42T、43T的辅助受光器42、43，例如可使用SPD（Silicon Photodiode）等（参照图5）。

即，多色仪41是按波长将入射光线分离并输出与光强度对应的分光数据的光检测单元，具备凹面衍射光栅51和线传感器（主光电变换元件）41T，从入射狭缝50入射的主分量光V0被凹面衍射光栅51分光，由线传感器41T受光，将主分量光V0变换成电主信号SG0。另外，在SPD42、43中，也由第一和第二辅助光电变换元件42T、43T受光第一和第二辅助分量光V1、V2，将其变换成电的第一和第二辅助信号SG1、SG2。

图7以及图8是表示副几何形状面中的光检测部40的构成与反射光强度的曲线图，图7是与图4（a）对应的不处于倾斜环境的情况，图8表示与图4（b）对应的处于倾斜环境的情况。

如图7所示，相对于中心轴2n被配置为角度±δ的辅助受光器42、43经由第一和第二辅助受光窗42W、43W，获得与高斯函数G（A）的斜线的区域SA、SB相当的反射光量。具体而言，有辅助受光器42检测的第一辅助分量光V1的反射光量SA为[数3]

$\mathrm{SA}={\∫}_{\mathrm{\δ}-d}^{\mathrm{\δ}+d}G\left(A\right)\mathrm{dA}.$

由辅助受光器43检测的第二辅助分量光V2的反射光量SB为[数4]

$\mathrm{SB}={\∫}_{-\mathrm{\δ}-d}^{-\mathrm{\δ}+d}G\left(A\right)\mathrm{dA}.$

其中，距离辅助受光器42（或者43）的中心的受光范围的宽度可以与距离受光器41的中心的宽度不同，这里为了简化说明，将距离辅助受光器42（或者43）的中心的受光范围的宽度与受光器41同样设为从中心轴2n起的角度±d的宽度。

根据上述数式3以及数式4，在不处于倾斜环境的情况下，SA＝SB的关系成立。另一方面，在图8中，当测定面5S的法线5n相对测定器主体2的中心轴2n倾斜到角度－θ方向时，由于高斯函数成为一律移位了角度－2θ的G（A＋2θ）的分布，所以由辅助受光器42检测的第一辅助分量光V1的反射光量SA’为[数5]

$S{A}^{\′}={\∫}_{\mathrm{\δ}-d}^{\mathrm{\δ}+d}G(A+2\mathrm{\θ})\mathrm{dA}$

，如图7以及图8所示，由于具有SA＞SA’的关系，所以可知在产生了姿势误差时，与没有姿势误差的情况相比，辅助受光器42少受光。与此相对，由辅助受光器43检测的第二辅助分量光V2的反射光量SB’为[数6]

$S{B}^{\′}={\∫}_{-\mathrm{\δ}-d}^{-\mathrm{\δ}+d}G(A+2\mathrm{\θ})\mathrm{dA}$

，如图7以及图8所示，由于具有SB＜SB’的关系，所以可知在产生了姿势误差时，与没有姿势误差的情况相比，辅助受光器43多受光。

这样，在产生了姿势误差的情况下，关于其倾斜量与辅助受光器42、43的受光量的关系，在本实施方式中，辅助受光器42、43各自的受光量中的一方为倾斜量的增加函数，而另一方为倾斜量的减少函数。因此，辅助受光器42、43各自的受光量与倾斜量处于几乎一对一的关系。

鉴于此，在本发明的实施方式涉及的姿势误差的修正中，通过利用这样的倾斜量与反射光的受光量之间的关系对主分量光V0的测定值进行修正，来减少姿势误差的影响。

＜2－2.运算部的功能构成＞

接着，多角度测色计100的运算部72的功能的构成进行说明（参照图2）。

如图6所示，在运算部72中，基于第一和第二辅助信号SG1、SG2进行主信号SG0的修正，获得存在于测定点P的测定面的色信息。运算部72具备近似函数推断部73、修正系数运算部74、修正部75。

在近似函数推断部73中，求出对反射光的方向依存性进行近似的近似函数。具体而言，从多个照明部1A～5A照射的光L1～L5在测定面5S的测定点P除了中心峰值位置之外，还以其它的角度反射，将该反射光中的副几何形状面中的反射光的强度分布推断为近似函数F。这里，以受光器41对来自多个照明部1A～5A中的、在相对于测定点P与受光器41接近于镜面反射的位置之处配置的照明部的反射光进行受光的情况为例，更具体地进行说明。在副几何形状面的角度分布中，由于关于接近于镜面反射的0°附近认为来自光泽材料的镜面反射光占主导地位，所以可以图9所示那样的高斯分布进行近似。即，由于近似函数F如上所述，在测定面5S的法线5n相对测定器主体2的中心轴2n倾斜到角度－θ方向的情况下，可推断为成为一律移位了角度＋2θ的高斯分布，所以通过作为未知数，求出高斯峰值GP、高斯半值宽度FWHM、移位量2θ这3个，来推断近似函数F。

这里，在求取近似函数F时，由于存在3个上述未知数，在测定时无法完全使姿势误差θ＝0，所以设θ为有限而带入式中，根据由受光器41以及辅助受光器42、43取得的3个测定值生成不同的3个联立方程式。而且，通过对这些联立方程式进行求解，来求出近似函数F的具体形式。

在图14（a）中例示了该过程，通过以由测定值S0、S1、S2、与此时的受光器41的姿势误差θt和辅助受光器42、43的姿势角（θt±δ）对应的位置来决定的3个点对近似函数F进行拟合，来确定近似函数F的具体形式。

当对该联立方程式进行求解时，可以通过数式严谨地算出解，也可以将近似函数F与实测值的差量的平方和作为评价值，近似求出评价值最小那样的数值解。

而且，将近似函数F的峰值Sp与当前的测定值S0的比率Sp／S0设为修正系数C。

在修正部75中，使用由修正系数运算部74如此求出的修正系数C，来进行用于对修正前的主信号SG0的测定值加以修正的运算。

其中，当受光器41对来自多个照明部1A～5A中的、在相对测定点P与受光器41远离镜面反射的位置之处配置的照明部的反射光进行受光时，通过预先设定与该位置对应的近似函数，可使用该函数求出修正系数C，来进行修正用的运算。

＜2－3.多角度测色计的控制例＞

接着，对多角度测色计100的测定动作进行说明。这些动作由控制部70按照存储器部60内存储的程序自动执行。

图10是例示在多角度测色计100中实现的动作的流程的流程图。由于已经对各部的个别功能进行了说明，所以这里仅说明整体的流程。首先，例如对应于用户对测定开关65的操作而开始本动作流程，进入到图10的步骤S1。

在步骤S1中，从多个照明部1A～5A照射光L1～L5。而且，被测定面5S的测定点P反射后的光经由主受光窗41W由受光器41检测为主分量光V0，并且，经由第一和第二辅助受光窗42W、43W由辅助受光器42、43检测为第一和第二辅助分量光V1、V2。进而，主分量光V0被主光电变换元件41T变换成电主信号SG0，第一和第二辅助分量光V1、V2被第一和第二辅助光电变换元件42T、43T变换成电的第一和第二辅助信号SG1、SG2，由此取得3个测定值。

在步骤S2中，近似函数推断部73使用所取得的主信号SG0以及第一和第二辅助信号SG1、SG2这3个测定值来推断对近似函数F的具体形式加以表现的参数值。而且，按照图14（a）中说明的原理来决定近似函数F的具体形式并存储到存储器部60。

在步骤S3中，修正系数运算部74基于近似函数F的具体形式，取得用于对主信号SG0进行修正的修正系数C的具体值。

在步骤S4中，修正部75使用修正系数C来进行对修正前的主信号SG0的测定值加以修正的运算。具体而言，通过对主信号SG0的值乘以修正系数C，来获得作为主信号SG0修正后的值的修正结束信号Sp的值。

在步骤S5中，通过测定控制部71使用由修正部75获得的修正结束主信号Sp的值计算存在于测定点P的测定面的色信息，并作为测定结果显示于显示部66，由此本动作流程结束。

综上所述，由于基于从第一和第二辅助光学窗42W、43W获得的光分量的信息来进行主信号SG0的修正，所以即便在处于倾斜环境的情况下也能进行恰当的测色。

＜3.第二实施方式＞

＜3－1.多角度测色计的功能构成＞

如图2所示，本发明的第二实施方式中的多角度测色计100a的基本功能构成与第一实施方式几乎相同，但运算部72a的功能与第一实施方式不同。其中，由于其余的构成与第一实施方式的装置相同，所以这里仅说明不同点。

如图6所示，作为运算部72a的功能，与第一实施方式同样地具备近似函数推断部73，但修正系数运算部74a以及修正部75a的功能不同。

在修正系数运算部74a中，利用由近似函数推断部73求出的近似函数F，来计算产生了姿势误差时的第一和第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R，将该测定值之比R的具体的多个值R1、R2、…与和它们分别对应的修正系数C的值C1、C2、…的关系如图11那样表格化，以检查表形式存储于存储器部60。其中，在图11中，为了易于理解，在表中还记载了与它们对应的姿势误差θ的值θ1、θ2、…，但在主分量光V0的修正时不需要使用姿势误差θ的值自身，所以也能够省略表中的姿势误差θ的值的登记。

在修正部75a中，计算出通过各测定获得的第一与第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R，参照存储器部60中存储的修正表（参照图11），读出相对于各测定的测定值之比R的姿势误差θ以及修正系数C，并且使用该修正系数C，进行用于对修正前的主分量光V0的测定值加以修正的运算。

例如，在图11的修正表中，当测定值之比R的具体值为R3时，作为与测定值之比R对应的姿势误差θ以及修正系数C，读出姿势误差值θ3以及修正系数值C3。

＜3－2.多角度测色计的控制例＞

接着，对多角度测色计100a的测定动作进行说明。由控制部70按照存储器部60内存储的程序自动地执行这些动作。

图12是例示在多角度测色计100a中实现的动作的流程的流程图。由于已经对各部的个别功能进行了说明，所以这里仅说明整体的流程。首先，例如对应于用户针对测定开关65的操作，本动作流程开始，进入图12的步骤ST1。

在步骤ST1中，从多个照明部1A～5A照射光L1～L5。而且，被测定面5S的测定点P反射的光经由主受光窗41W被受光器41检测为主分量光V0，并且，经由第一和第二辅助受光窗42W、43W被辅助受光器42、43检测为第一和第二辅助分量光V1、V2。进而，主分量光V0被主光电变换元件41T变换成电主信号SG0，第一和第二辅助分量光V1、V2被第一和第二辅助光电变换元件42T、43T变换成电的第一和第二辅助信号SG1、SG2，由此取得3个测定值。

在步骤ST2中，按照图14（a）中说明的原理，近似函数推断部73使用所取得的主信号SG0以及第一和第二辅助信号SG1、SG2这3个测定值来将近似函数F具体化，并将表现该近似函数F的参数存储于存储器部60。

在步骤ST3中，修正系数运算部74基于近似函数F来生成将主信号SG0的修正系数C以数值表现的修正表（图11）并存储到存储器部60。

如果更详细说明，则在修正系数运算部74中，根据近似函数F的具体形式，如图14（b）那样确定关于测定值S1、S2之比R＝S2／S1根据姿势误差角θ的值如何变化的关系，使用图14（a）以及图14（b）的关系，获得以比率R为参数时的、对近似函数F的峰值Sp与受光器41的测定值S0的比率进行规定的修正近似函数K（R）（参照图14（c））。近似函数F的峰值Sp相当于没有姿势误差（θ＝0）的情况的主信号SG0的输出值。而且，将该修正近似函数K（R）的关系作为数值表（参照图11）预先存储到存储器部60中。

在步骤ST4中，修正部75a计算出第一与第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R。

在步骤ST5中，修正部75a参照存储器部60中存储的修正表，来读出与该比R的值对应的修正系数C。

在步骤ST6中，修正部75a使用修正系数C，来进行用于对修正前的主信号SG0的测定值Si加以修正的运算。即，通过对测定值S0乘以从修正表的对应行读出的修正系数C的值，可求出与姿势误差θ＝0的状态相当的主信号SG0的值Sp。

在步骤ST7中，测定控制部71使用被修正部75a修正后的主信号SG0的测定值，计算出存在于测定点P的测定面的色信息，并作为测定结果显示于显示部66，由此本动作流程结束。

综上所述，由于基于从第一和第二辅助光学窗42W、43W获得的光分量的信息来进行主信号SG0的修正，所以即便在处于倾斜环境的情况下也能进行恰当的测色。

作为第一与第二实施方式的不同点，在要求高的修正精度的情况下，优选如第一实施方式那样按每次测定执行步骤ST1～步骤ST5的工序，来计算近似函数F。当在每次测定之际更新近似函数F时，由于只要知晓此时的近似函数的峰值Sp即可，所以可以不根据比率R的各种值来生成对修正系数C进行规定的修正表。另一方面，在要求缩短测定时间的情况下，虽修正精度以此为准，但优选如第二实施方式那样存储修正表，在每次测定时读出来进行修正。在第一次的测定中使存储器部60存储近似函数F，在第二次以后的测定中能够在具有相同种类的涂料的测定对象物的测定时读出修正表来加以修正。具体而言，在图12的流程中跳过步骤ST2和步骤ST3。因此，作为默认，优选按用户的要求变换采用“按每次测定计算近似函数F的模式”，或者“生成并存储修正表的模式”中任意一个。

＜4.第三实施方式＞

在产生了超过允许限度的姿势误差的情况下，还有可能因进行不合理的修正反而使得测定精度变差的可能性。鉴于此，在以下叙述的多角度测色计100b中，具备当推断为姿势误差超过一定值时显示错误，再次促使用户测定的功能。

＜4－1.多角度测色计的功能构成＞

如图2所示，本发明的第三实施方式中的多角度测色计100b的基本功能构成与第一实施方式几乎相同，而运算部72b的功能与第一实施方式不同。其中，由于其余的构成与第一实施方式的装置相同，所以这里仅说明不同点。

如图6所示，作为运算部72b的功能，与第一实施方式相同，具备近似函数推断部73，但修正系数运算部74b以及修正部75b的功能不同。

在修正系数运算部74b中，利用由近似函数推断部73求出的近似函数F，计算出产生了姿势误差时的第一与第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R，并将该输出值之比R与修正系数C如图11那样表格化，存储到存储器部60。同时，预先通过实验来决定对能够修正的姿势误差的范围进行规定的阈值，将该阈值作为已知的值存储到存储器部60。作为这样的阈值，如图14（c）所示那样，可以是修正系数C的上限阈值Cth，也可以是与该上限阈值Cth对应的比R的下限阈值Rth1以及上限阈值Rth2的组。这样的阈值作为已知的值存储到存储器部60（Rth1＜1＜Rth2）。

在修正部75b中，计算出通过各测定获得的第一与第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R，将该比R与阈值Rth1、Rth2进行比较，当比R处于阈值Rth1、Rth2之间时（比R接近于“1”时）或者修正系数C小于阈值Cth时，参照存储器部60中存储的修正表，读出与各测定的测定值之比R对应的修正系数C，使用该修正系数C来进行用于对修正前的主分量光V0的测定值加以修正的运算。当比R小于下限阈值Rth1或者超过上限阈值Rth2时、即比R远离“1”时，判断为姿势误差过大，在显示部66上显示错误，促使用户将测色计的姿势变更然后进行再测定。错误显示可以是视觉上的显示，也可以是警告音。

在使用修正系数C的阈值Cth时，暂时从修正表读出修正系数C，当该修正系数C大于阈值Cth时进行上述的错误显示。

即，在该实施方式中，预先存储了对主信号SG0的修正的有效范围进行规定的规定的阈值Rth1、Rth2（Cth），作为与通过各测定获得的第一与第二辅助信号SG1、SG2的测定值之比R对应的指标值，使用测定值之比R自身，或者与比R对应的修正系数C，将该指标值与阈值Rth1、Rth2（Cth）进行比较，在指标值脱离修正的有效范围的情况下进行错误处理。

＜4－2.多角度测色计的控制例＞

接着，对多角度测色计100b的测定动作进行说明。由控制部70按照存储器部60内存储的程序自动地执行这些动作。

图13是例示在多角度测色计100b中实现的动作的流程的流程图。由于已经对各部的个别功能进行了说明，所以这里仅说明整体的流程。

在事先的准备步骤SP0中，修正系数运算部74将对能够修正的姿势误差的范围进行规定的阈值Rth1、Rth2（或者阈值Cth）作为已知的值存储于存储器部60。在使用总是恒定的值作为这些阈值时，可以在测色计的制造或者出厂时预先存储阈值的值，也可以在按照测定面的种类可以改变阈值时，由用户使用操作显示面板4等来输入阈值的值而可变地存储。

以下，首先在具体的测定动作中，例如对应于用户针对测定开关65的操作而开始本动作流程，进入步骤SP1。

步骤SP1～SP4与图12的步骤ST1～ST4分别相同。

在步骤SP5中，修正部75b通过比R与阈值Rth1、Rth2的比较来判定读出的修正系数C是否能够利用、即判定是否是能够修正的范围，如果是能够修正的范围内，则进入步骤SP7。另一方面，如果是能够修正的范围外，则在步骤SP6中使显示部66显示错误，促使用户进行测，以便使定测色计的姿势变化而再次进行测定。在用户再次测定之后，返回到步骤SP4。

当通过步骤S5判断为是通过最初的测定或者再次的测定能够修正的范围时，进入步骤SP7。步骤SP7～步骤SP9与图12的ST5～ST7分别相同。

在使用修正系数C的阈值Cth时，只要使步骤SP7比步骤SP5先执行来从修正表读出修正系数C，并将其与阈值Cth进行比较，根据该比较结果来分支为步骤SP6或者步骤SP8即可。

综上所述，在该实施方式中，由于基于从第一和第二辅助光学窗42W、43W获得的光分量的信息来进行主信号SG0的修正，所以不仅在处于倾斜环境的情况下能够进行恰当的测色，而且还能够防止因误使用以难以进行恰当的修正的姿势测定出的结果而引起的误测定。

＜5.变形例＞

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，还能够进行各种变形。

在本实施方式涉及的多角度测色计中，以多方向照明单向受光类型进行了说明，但在单向照明多方向受光类型中也同样能够应用。

在本实施方式中，采用了隔着主几何形状面在主受光窗的两侧对称配置的方法，但也可以采用将副几何形状面的辅助受光器42、43相对中心轴2n非对称配置的方法、或相对中心轴在一侧配置多个传感器的方法。另外，辅助受光器也可以设置三个以上。辅助受光器只要在向主几何形状面射影时以与主受光窗相同的角度和测定点对置、即被设成向主几何形状面的射影分量是与主受光窗相同的角度即可。

在本实施方式中，使用了高斯函数作为近似函数F，但也可以是通过近似为更高精度的函数对试样的反射角度特性进行近似，设置该函数的未知数－1个辅助传感器的构成。

在以上说明的多角度测色计的一个构成中，具备：（a）照明部，其被配置在包含规定的基准线的虚拟基准平面上，朝向规定于基准线上的规定的测定点进行光照射；（b）光检测部，其具备：主受光窗，被配置于基准平面的规定位置；多个辅助受光窗，被配置在包含上述规定位置以及上述规定的测定点且相对于基准平面正交的平面上，并各自与测定点对置；主光电变换元件，接受来自配置于测定点的测定面的反射光中由主受光窗接收到的主分量光并变换成电的主信号；和多个辅助光电变换元件，接受上述反射光中由多个辅助受光窗分别接收到的多个辅助分量光并变换成电的多个辅助信号；以及（c）运算部，基于上述多个辅助信号来进行上述主信号的修正，获得存在于测定点的测定面的色信息。

另外，多角度测色计具备：近似函数推断部，使用上述主信号以及多个辅助信号来求出对上述反射光的方向依存性进行近似的近似函数；修正系数运算部，基于由近似函数推断部求出的近似函数来运算修正系数；和修正部，使用由修正系数运算部求出的修正系数来进行用于对上述主信号加以修正的运算。修正系数运算部基于由近似函数推断部求出的上述近似函数来计算出多个辅助信号的测定值之比，将上述测定值之比与上述修正系数存储为表，修正部计算通过各测定而获得的多个辅助信号的测定值之比，参照上述表来读出相对于上述测定值之比的姿势误差以及修正系数，并且使用上述修正系数对修正前的主分量光的测定值进行修正。

另外，多角度测色计具备存储部，该存储部存储对修正部进行的上述主信号的修正的有效范围进行规定的规定的阈值，修正部具备错误处理部，该错误处理部将对应于上述多个辅助信号的测定值之比的指标值与上述规定的阈值进行比较，在上述指标值脱离上述有效范围的情况下进行错误处理。

另外，多角度测色计具备多个照明部，该多个照明部分别被配置在基准平面上，并且朝向测定点从相互不同的角度进行光照射。

并且，多角度测色计具备分别被配置在基准平面上并且接收从测定点以相互不同的角度反射的反射光的多个主受光窗，并与多个主受光窗分别对应地具备多个辅助受光窗。

根据具备上述构成的多角度测色计，由于基于从被配置在包含规定位置和测定点且相对于基准平面正交的平面上的多个辅助光学窗获得的光分量的信息来进行主信号的修正，所以即便基准面从测定面的法线倾斜，也能够进行恰当的测色。

或者，如果相对于通过各测定获得的多个辅助信号的测定值之比的指标值为修正有效范围外，则多角度测色计通过进行错误处理，可促使用户再测定。由此，在超过了允许限度的测定中，不需要不合理地进行修正。

附图标记说明：100、100a～100e－多角度测色计；2－测定器主体；2n－中心轴；3－测定用开口；5－被测定物；5n－法线；1A～5A－照明部；40－光检测部；60－存储器部；66－显示部；70－控制部；71－测定控制部；73－近似函数推断部；72、72a、72b－运算部；74、74a、74b－修正系数运算部；75、75a、75b－修正部；SG0－主信号；Sp－修正结束的主信号；C－修正系数；SG1－第一辅助信号；SG2－第二辅助信号；R－第一与第二辅助信号的测定值之比；V0－主分量光；V1－第一辅助分量光；V2－第二辅助分量光；F－以姿势误差θ为变量的受光信号的近似函数；K（R）－以辅助信号比R为变量的修正近似函数。

Claims (7)

1.一种多角度测色计，其特征在于，具备：

（a）照明部，其被配置在包含规定的基准线的虚拟基准平面上，朝向规定于上述基准线上的规定的测定点进行光照射；

（b）光检测部，其具备：

主受光窗，其配置于上述基准平面的规定位置；

多个辅助受光窗，其配置于包含上述规定位置以及上述规定的测定点且相对于上述基准平面正交的平面上，并且各自与上述测定点对置；

主光电变换元件，接受来自配置于上述测定点的测定面的反射光中由上述主受光窗接收到的主分量光并变换成电的主信号；和

多个辅助光电变换元件，接受上述反射光中由上述多个辅助受光窗分别接收到的多个辅助分量光并变换成电的多个辅助信号；以及

（c）运算部，基于上述多个辅助信号来进行上述主信号的修正，获得存在于上述测定点的测定面的色信息。

2.根据权利要求1所述的多角度测色计，其特征在于，

上述运算部还具备：

近似函数推断部，其使用上述主信号以及上述多个辅助信号来求出对上述反射光的方向依存性进行近似的近似函数；

修正系数运算部，基于由上述近似函数推断部求出的近似函数来运算修正系数；和

修正部，使用由上述修正系数运算部求出的修正系数来进行用于对上述主信号加以修正的运算。

3.根据权利要求2所述的多角度测色计，其特征在于，

上述修正系数运算部基于由上述近似函数推断部求出的上述近似函数来计算出多个辅助信号的测定值之比，将上述测定值之比与上述修正系数存储为表，

上述修正部计算通过各测定而获得的多个辅助信号的测定值之比，参照上述表来读出相对于上述测定值之比的姿势误差以及修正系数，并且使用上述修正系数对修正前的主分量光的测定值进行修正。

4.根据权利要求3所述的多角度测色计，其特征在于，

还具备存储部，该存储部存储对由修正部进行的上述主信号的修正的有效范围进行规定的规定的阈值，

上述修正部具备错误处理部，该错误处理部将对应于上述多个辅助信号的测定值之比的指标值与上述规定的阈值进行比较，在上述指标值脱离上述有效范围时进行错误处理。

5.根据权利要求1所述的多角度测色计，其特征在于，

上述照明部具备多个照明部，该多个照明部分别被配置在上述基准平面上，并且朝向上述规定的测定点从相互不同的角度进行光照射。

6.根据权利要求1所述的多角度测色计，其特征在于，

上述主受光窗具备分别被配置在上述基准平面上并接收从上述规定的测定点以相互不同的角度反射的反射光的多个主受光窗。

7.根据权利要求6所述的多角度测色计，其特征在于，

与上述多个主受光窗分别对应地具备多个辅助受光窗。

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