JP2005188978A - 真珠識別方法及び色識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の波長成分毎の光強度が識別作業を行うごとに相違していても、真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを正確に識別することができる真珠識別方法及び色識別方法を提供する。
【解決手段】 白色板及び補正用真珠にそれぞれ可視光を照射し、その反射光の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎを測定する。光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づいて、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを求める。区分の基準となる色合いを有する基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎを測定する。再び白色板における光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定する。被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎを測定する。光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ及び光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎに基づいて補正した上で互いに比較する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、真珠の色合いによって該真珠を識別する真珠識別方法、及び色によって識別対象物を識別する色識別方法に関するものである。

近年、色彩検査などにおいて対象物の色を自動的に識別する方法としては、例えばＣＣＤカメラ等により画像処理を行う方法が多く用いられている。しかし、識別対象物のなかには、例えば真珠のように、その色をＣＩＥに準拠した表色系において分類すると、全て白色系に含まれるものがある。また、真珠を見た目の色によって区分する場合には、表面近傍の多層膜構造に起因する色合いを見分ける必要がある。従って、画像処理による方法では、真珠のように、区分することが困難な識別対象物が存在する。

真珠は、その色合いによって白色に近い「上がり」、赤色に近い「赤球」、黄色に近い「クリーム」といった区分に分類することができる。真珠をネックレス等の２次製品に加工する際には、同じ区分の真珠同士を集めると該２次製品の印象が良くなるため、真珠をその色合いによって効率よく区分できる方法が望まれている。しかし、上記した理由から、自動的に識別することは困難であり、真珠を色合いによって区分する際には多くの人手を使い、人の目によって識別する方法がとられており、非効率的であった。

このような問題点に対し、真珠の色を自動的に識別する方法として、例えば特許文献１に開示された真珠の色分類装置が提案されている。この装置では、真珠を照明して得られる反射光をＣＣＤなどの撮像手段により撮像し、画像処理によって色相データを求めている。そして、この色相データを基に色相に関するヒストグラムを算出し、該ヒストグラムにおいて補色関係にある色相同士の度数比を演算し、この度数比に基づいて真珠色を分類している。

また、特許文献２に開示された真珠の色分類法では、真珠のハイライト部（光源の像が投影されて輝いて見える部分）の中心からの反射光の色が人間が感知する真珠の色と補色の関係にあるという理論に従って、該反射光を検出することにより、白色系真珠を白真珠、ピンク真珠、グリーン真珠といった区分に分類している。

また、特許文献３に開示された真珠の色分類法では、内面を白色に塗装したドーム内に真珠を置き、真珠に光を照射することによって生じた拡散反射光を所定波長毎に検出している。そして、この拡散反射光の光量に基づいて色抽出量なる値を算出し、該色抽出量に基づいて真珠の色を分類している。
特許第３４１０３３２号公報 特開昭６１−２３０７７８号公報 特開昭５６−０６１６３５号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された装置では、ＣＣＤ等を用いて画像処理を行っているため、前述したように真珠の多層膜に起因する色合いを見分けることが困難である。また、特許文献２に開示された方法では、真珠のハイライト部の中心からの反射光に基づいて真珠の色を識別している。しかし、特許文献３に記載されているとおり、真珠の色合いは、中心部分からの反射光ではなく、むしろ外周部分（すなわち多層膜部分）における拡散光によって特徴付けられる。従って、ハイライト部の中心からの反射光に基づいて真珠の色を識別する方法では、真珠の色合いを識別することは困難である。

一方、特許文献３に開示された方法では、真珠の外周部分における拡散光をドーム内において集めた上で検出し、該拡散光に基づいて真珠の色を識別している。しかし、光源の波長成分毎の光強度は周囲温度や経時変化などにより変動するため、真珠識別作業を行うごとに微妙に異なる。従って、拡散光の波長成分毎の光強度は識別作業を行う度に相違することとなる。特許文献３の第３図（ｂ）に示されているとおり、真珠の区分同士の特徴の相違はわずかなので、拡散光の波長成分毎の光強度が識別作業の度に相違していると、識別対象の真珠の色が何れの区分に属するかを正確に識別することができない。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、光源の波長成分毎の光強度が識別作業を行うごとに相違していても、真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを正確に識別することができる真珠識別方法及び色識別方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による真珠識別方法は、真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを識別する真珠識別方法であって、白色板に可視光を照射し、白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎ（ｎは２以上の整数）における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定するとともに、予め用意された補正用真珠に可視光を照射し、補正用真珠からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎを測定して、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び補正用真珠における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づく補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを求める補正値算出ステップと、所定の区分の基準となる色合いを有する基準真珠に可視光を照射し、基準真珠からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎを測定する基準データ測定ステップと、白色板に再び可視光を照射し、白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定する白色板測定ステップと、被識別真珠に可視光を照射し、被識別真珠からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａ_１…Ａ_ｎを測定する対象データ測定ステップと、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ及び白色板における第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎに基づいて補正したうえで互いに比較することにより、被識別真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを識別する識別ステップとを備えることを特徴とする。

上記した真珠識別方法では、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを比較する際に、白色板における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを含む補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎと、その後に再び測定した白色板における第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎ及び光強度Ａ_１…Ａ_ｎを補正している。このように、予め白色板について光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定しておき、被識別真珠を識別する際に再度白色板について第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定することによって、基準データ測定ステップの際の可視光の波長成分毎の光強度と、対象データ測定ステップの際の可視光の波長成分毎の光強度とが異なっていても、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを正確に比較することができる。これにより、被識別真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを正確に識別することができる。

なお、本発明において、色合いには、真珠の多層膜における光の干渉や拡散によって人間の目に感じられる色をも含む。また、可視光を受けて真珠が発する拡散光とは、可視光が真珠の多層膜に入射することによって該多層膜内で生じる干渉や拡散を経て、真珠表面から出射される光をいう。また、白色板とは、例えばＣＩＥ表色系において白色系に属する範囲の色をいう。

また、真珠識別方法は、補正値算出ステップの際に、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを次の計算式
Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ＝Ａｈ_１／Ｗｈ_１…Ａｈ_ｎ／Ｗｈ_ｎ
によって求め、識別ステップの際に、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、次式で表される２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎ
Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎ＝Ｗｓ_１・Ｗ_１…Ｗｓ_ｎ・Ｗ_ｎ
によってそれぞれ除することにより補正することを特徴としてもよい。これにより、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを好適に補正することができる。

また、真珠識別方法は、白色板の表色が、ＣＩＥ表色系における基準白色であることが好ましい。

また、真珠識別方法は、複数の波長λ_１…λ_ｎが、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にわたっていることを特徴としてもよい。真珠の色合いを区分する際には、可視光の波長の全域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）にわたって白色板及び真珠に関する光強度を取得することが望ましい。従って、この真珠識別方法によれば、被識別真珠の色合いが所定の区分に属するか否かをさらに正確に識別することができる。

また、真珠識別方法は、識別ステップの際に、基準真珠における補正後の光強度と被識別真珠における補正後の光強度との差の二乗値を複数の波長λ_１…λ_ｎについて加算することにより識別値を求め、識別値の大きさに基づいて被識別真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを識別することを特徴としてもよい。これによって、被識別真珠の区分を容易に識別することができる。

また、本発明による色識別方法は、識別対象物の色が所定の色区分に属するか否かを識別する色識別方法であって、白色板に可視光を照射し、白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎ（ｎは２以上の整数）における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定するとともに、予め用意された補正用対象物に可視光を照射し、補正用対象物からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎを測定して、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び補正用対象物における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づく補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを求める補正値算出ステップと、所定の色区分の基準となる色を有する基準対象物に可視光を照射し、基準対象物からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎを測定する基準データ測定ステップと、白色板に再び可視光を照射し、白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定する白色板測定ステップと、識別対象物に可視光を照射し、識別対象物からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａ_１…Ａ_ｎを測定する対象データ測定ステップと、基準対象物における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと識別対象物における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、その少なくとも一方を補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ及び白色板における第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて補正したうえで互いに比較することにより、識別対象物の色が所定の色区分に属するか否かを識別する識別ステップとを備えることを特徴とする。

上記した色識別方法では、基準対象物における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと識別対象物における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを比較する際に、白色板における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを含む補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎと、その後に再び測定した白色板における第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎ及び光強度Ａ_１…Ａ_ｎを補正している。このように、予め白色板について光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定しておき、識別対象物を識別する際に再度白色板について第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定することによって、基準データ測定ステップの際の可視光の波長成分毎の光強度と対象データ測定ステップの際の可視光の波長成分毎の光強度とが異なっていても、基準対象物における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと識別対象物における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを正確に比較することができる。これにより、識別対象物の色が所定の色区分に属するか否かを正確に識別することができる。

本発明による真珠識別方法及び色識別方法によれば、光源の波長成分毎の光強度が識別作業を行うごとに相違していても、真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを正確に識別することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による真珠識別方法及び色識別方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
本実施形態に係る真珠識別方法及び色識別方法を説明する前に、まず本実施形態において用いられる真珠識別装置について説明する。図１は、真珠識別装置の構成を示す図である。図１を参照すると、真珠識別装置１は、ホッパー３、真珠投下弁５、回転板７ａ及び７ｂ、ＰＭＴ（Photo Multiplier Tube：光電子増倍管）モジュール１３、色識別値演算部１５、タイミング制御部１７、光源１９、判定処理部２１、判別弁２３ａ〜２３ｃ、ゾーンアパーチャ３３、及びハーフミラー３７を備えている。

ホッパー３は、複数の真珠１１を収容するための容器である。ホッパー３の下部には真珠の直径に応じた径の円筒が設けられており、該円筒に真珠投下弁５が取り付けられている。真珠投下弁５がタイミング制御部１７からの指示に基づいて弁を開くと、１つの真珠１１が落下する仕組みとなっている。回転板７ａ及び７ｂは、円盤状の部材であり、回転板７ａが上方に位置するように互いに対向配置されている。回転板７ａ及び７ｂは、互いに逆方向に回転するように所定の回転軸に取り付けられている。回転板７ａは真珠１１を保持するための開口９を有しており、ホッパー３から落下した真珠１１は開口９に収まる。開口９は、回転板７ａの円周方向に並んで設けられており、また、回転板７ａが回転することによって該開口９がホッパー３の円筒の先端の下方を通過するように配置されている。回転板７ａは、タイミング制御部１７からの指示に従って、開口９同士の間隔分だけステップ状に回転する。また、回転板７ｂは、タイミング制御部１７からの指示に従って回転し、測定中の真珠１１を開口９内において自転させる。

光源１９は、真珠１１に照射される可視光Ｌ１を発光するための可視光源である。光源１９は、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にわたってスペクトルを有する可視光を発光する。光源１９としては、例えばハロゲンランプを用いるとよい。光源１９には光ファイバ２７の一端が光学的に結合されており、光ファイバ２７の他端はレンズ２９を介してハーフミラー３７と光学的に結合されている。ハーフミラー３７は、回転板７ａの開口９の上方（すなわち真珠１１の上方）に配置されている。光源１９から出射された可視光Ｌ１は、ハーフミラー３７において反射し、ハーフミラー３７の下方にある真珠１１に照射される。なお、ハーフミラー３７は、真珠１１に照射される可視光Ｌ１の光軸と、可視光Ｌ１を受けて真珠１１が発する光Ｌ２の光軸とが一致するように設けられている。

ＰＭＴモジュール１３は、真珠１１に可視光Ｌ１が照射されることによって該真珠１１が発した光Ｌ２のうち、多層膜に起因する拡散光の波長λ_１…λ_ｎ（ｎは２以上の整数）毎の光強度を測定するための手段である。ＰＭＴモジュール１３は、いわゆるフィルタ付マルチアノードＰＭＴモジュールである。すなわち、ＰＭＴモジュール１３は、入射した光のうち所定の波長成分のみ透過するフィルタを波長λ_１…λ_ｎに対応して備えている。また、ＰＭＴモジュール１３は、フィルタを透過した光を光電子に変換する光電面を備えている。また、ＰＭＴモジュール１３は、光電面からの光電子、または該光電子が増倍されて発生した２次電子を検出するアノード電極を備えている。アノード電極は、フィルタが透過する各波長λ_１…λ_ｎに応じて複数設けられている。ＰＭＴモジュール１３は、以上の構成により、入射した光の強度を波長成分毎に測定することができる。

ＰＭＴモジュール１３には光ファイバ３１の一端が取り付けられており、光ファイバ３１の他端にはゾーンアパーチャ３３が設けられている。ゾーンアパーチャ３３は、ハーフミラー３７を透過した真珠１１からの光Ｌ２を受けるようにハーフミラー３７の上方に配置されている。ゾーンアパーチャ３３は、真珠１１からの光Ｌ２のうち真珠１１の多層膜に起因する拡散光を選択的にＰＭＴモジュール１３へ送る。なお、ゾーンアパーチャ３３については後述する。

色識別値演算部１５は、真珠１１の区分を識別するための識別値を算出する手段である。色識別値演算部１５は、タイミング制御部１７から指示を受けると、真珠１１からの拡散光の各波長成分毎の光強度を示す信号をＰＭＴモジュール１３から入力する。色識別値演算部１５は、ＰＭＴモジュール１３からの信号に基づいて識別値を算出する。なお、識別値の算出方法については後述する。色識別値演算部１５は、算出した識別値を判定処理部２１へ送る。

判定処理部２１は、色識別値演算部１５からの識別値に基づいて、真珠１１の区分を判定する手段である。本実施形態では、真珠１１の色合いを、「上がり」、「赤玉」、及び「クリーム」の３種類に区分する。判定処理部２１は、タイミング制御部１７から指示を受けると、色識別値演算部１５からの識別値の大きさに基づいて、真珠１１がこの３つの区分のうちいずれに属するかを判定する。そして、判定処理部２１は、その判定結果に基づいて判別弁２３ａ〜２３ｃのうちいずれか１つの弁を開く。

判別弁２３ａ〜２３ｃは、筒２５の長手方向に並んで設けられている。筒２５の一端は、回転板７ｂの下方であって真珠１１が移動する経路下に配置されている。回転板７ｂの、筒２５の一端に対応する部分には開口（図示せず）が設けられており、真珠１１がこの開口に達すると落下する仕組みとなっている。真珠１１がこの開口から落下すると、真珠１１は筒２５内を通過する。ここで、判定処理部２１によって判別弁２３ａ〜２３ｃのうちいずれか１つの弁が開くと、真珠１１は、判別弁２３ａ〜２３ｃに対応する筒２５ａ〜２５ｃのうちいずれかの筒を通過し、区分毎に集められる。

なお、上記した色識別値演算部１５、タイミング制御部１７、及び判定処理部２１は、それぞれ電気回路によって実現されてもよく、また、ＣＰＵやメモリを有し、所定のプログラムによって動作するコンピュータ内部において実現されてもよい。

ここで、図２は、図１に示した真珠識別装置１のうち、ハーフミラー３７周辺の光学系を具体的に示す図である。図２を参照すると、真珠識別装置１は、ハーフミラー３７周辺の光学系を固定するための容器３９を備えている。容器３９は円筒状を呈しており、その一端にはゾーンアパーチャ３３が取り付けられている。また、容器３９の他端は真珠１１へ向けて開口している。容器３９の長手方向の略中央部分には、ハーフミラー３７が斜めに設けられている。ハーフミラー３７とゾーンアパーチャ３３との間にはレンズ３５が設けられており、レンズ３５は真珠１１からハーフミラー３７を介して到達した光Ｌ２を集光してゾーンアパーチャ３３へ提供する。また、容器３９は、ハーフミラー３７が設けられた位置に対応する側面に設けられた別の円筒を有している。この別の円筒には、光源１９から延びる光ファイバ２７の先端が取り付けられており、光源１９からの可視光Ｌ１がハーフミラー３７において反射して真珠１１へ照射される。また、ハーフミラー３７と光ファイバ２７の先端との間にはレンズ２９が設けられており、レンズ２９は光ファイバ２７の先端から出射した可視光Ｌ１を集光してハーフミラー３７へ提供する。

また、図３（ａ）は、ＰＭＴモジュール１３、光ファイバ３１、及びゾーンアパーチャ３３を示す図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したゾーンアパーチャ３３のＡ部分を示す拡大図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照すると、ＰＭＴモジュール１３に光学的に結合されたゾーンアパーチャ３３は、第１の領域３３ａ及び第２の領域３３ｂを有する。第１の領域３３ａはゾーンアパーチャ３３の光入射面の中心から一定半径内に設けられており、第２の領域３３ｂは第１の領域３３ａの周囲に設けられている。第１の領域３３ａは黒く塗りつぶされており、第１の領域３３ａに入射した光Ｌ２は遮蔽される。第２の領域３３ｂに入射した光Ｌ２は、光ファイバ３１を通過してＰＭＴモジュール１３に達する。ゾーンアパーチャ３３はこのような構成により、真珠１１からの光Ｌ２のうち真珠１１の表面及びその近傍に存在する多層膜によって生じた拡散光のみを選択的に通過させることができる。

続いて、以上に説明した真珠識別装置の動作について説明する。まず、ホッパー３に被識別真珠である真珠１１を入れる。そして、タイミング制御部１７からの指示によって真珠投下弁５が開き、１つの真珠１１が回転板７ａの開口９へ落下する。回転板７ａはタイミング制御部１７からの指示によってステップ状に回転し、真珠１１はハーフミラー３７の下方に達する。光源１９から真珠１１へ可視光Ｌ１が照射され、真珠１１からの光Ｌ２がゾーンアパーチャ３３へ達する。ゾーンアパーチャ３３では光Ｌ２のうち真珠１１の多層膜に起因する拡散光のみが選択的に通過し、該拡散光がＰＭＴモジュール１３に取り込まれる。ＰＭＴモジュール１３では拡散光の波長成分毎の光強度が測定され、測定結果が色識別値演算部１５へ送られる。このとき、回転板７ｂを回転させることにより真珠１１をハーフミラー３７の下方において自転させ、ＰＭＴモジュール１３において同一の真珠１１からの拡散光を複数回測定すれば、より正確に光強度を測定することができる。

ＰＭＴモジュール１３における測定結果に基づき、色識別値演算部１５において識別値が算出される。色識別値演算部１５によって算出された識別値は、判定処理部２１へ送られる。判定処理部２１では、識別値の大きさに基づいて真珠１１の色合いによる区分を識別する。そして、判定処理部２１は、真珠１１が筒２５の上方に到達するタイミングにあわせて、判別弁２３ａ〜２３ｃのうちいずれかの判別弁を開く。真珠１１は、開いた判別弁を通過して区分毎に集められる。なお、本装置では複数の真珠１１を連続的に識別するため、色識別値演算部１５及び判定処理部２１における演算時間に応じた間隔を、回転板７ａにおけるハーフミラー３７下方の測定位置と筒２５に対応する位置との間に設けている。

次に、上記した真珠識別装置を用いた真珠識別方法について説明する。図４は、本実施形態による真珠識別方法を示すフローチャートである。図４を参照すると、本実施形態による真珠識別方法は、補正値算出ステップＳ１、基準データ測定ステップＳ２、白色板測定ステップＳ３、対象データ測定ステップＳ４、及び識別ステップＳ５を含んでいる。このうち、補正値算出ステップＳ１は、１度のみ実行される。基準データ測定ステップＳ２は、補正値算出ステップＳ１の直後に実行されるが、識別の基準となる基準真珠を変更するときなど、必要に応じて実行されてもよい。白色板測定ステップＳ３は、光源１９（図１参照）の波長成分毎の光強度の変動に応じて、例えば１日１回実行される。対象データ測定ステップＳ４及び識別ステップＳ５は、被識別真珠を識別する際に常に実行される。

補正値算出ステップＳ１では、まず白色板を測定する。すなわち、白色板を用意し、上記した真珠識別装置１の光源１９を用いて可視光Ｌ１を白色板に照射する。この白色板の表色は、例えばＣＩＥ表色系における基準白色であることが望ましいが、ＣＩＥ表色系における白色系であれば足りる。そして、白色板からの反射光の波長λ_１…λ_ｎでの光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ（第１の光強度）をＰＭＴモジュール１３によって測定し、光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎの値を色識別値演算部１５へ送る。図５に示すグラフＧ１は、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎの一例をグラフ化したものである。なお、図５に示すグラフは、いずれも波長λ_１…λ_ｎの間隔を２０ｎｍとして測定したものである。

続いて、補正用真珠を測定する。すなわち、補正用真珠を１つ用意し、上記した真珠識別装置１の光源１９を用いて可視光Ｌ１を補正用真珠に照射する。そして、可視光Ｌ１を受けて補正用真珠が発する光Ｌ２のうち、多層膜による拡散光の波長λ_１…λ_ｎでの光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎをＰＭＴモジュール１３によって測定し、光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎの値を色識別値演算部１５へ送る。図５に示すグラフＧ２は、補正用真珠における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎの一例をグラフ化したものである。補正用真珠における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎの値は、色識別値演算部１５において白色板に関する光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎの値を真珠の識別に適したデータに変換（値付け）するために用いられる。すなわち、色識別値演算部１５では、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び補正用真珠における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づいて、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎが算出される。例えば、本実施形態では、以下の計算式（１）により補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎが算出される。
Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ＝Ａｈ_１／Ｗｈ_１…Ａｈ_ｎ／Ｗｈ_ｎ ・・・（１）
なお、補正用真珠は１つに限られるものではなく、複数の補正用真珠を用意してその測定値の平均を用いてもよい。また、図６に示すグラフＧ３は、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎの一例をグラフ化したものである。

続いて、基準データ測定ステップＳ２では、基準真珠を測定する。「上がり」、「赤球」、「クリーム」といった３つの区分の典型的な色合いを有する真珠をそれぞれ用意し、これを基準真珠とする。そして、上記した真珠識別装置１の光源１９を用いて可視光Ｌ１を基準真珠に照射する。可視光Ｌ１を受けて基準真珠が発する光Ｌ２のうち、多層膜による拡散光の波長λ_１…λ_ｎでの光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎをＰＭＴモジュール１３によって測定し、光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎの値を色識別値演算部１５へ送る。なお、基準真珠は１つの区分について１つ用意してもよいし、１つの区分につき複数の基準真珠を用意して、この複数の基準真珠における拡散光の光強度の平均値をＡａ_１…Ａａ_ｎとしてもよい。

続いて、白色板測定ステップＳ３では、再び白色板を測定する。すなわち、補正値算出ステップＳ１において用いた白色板を用意し、上記した真珠識別装置１の光源１９を用いて可視光Ｌ１をこの白色板に照射する。そして、白色板からの反射光の波長λ_１…λ_ｎでの光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎ（第２の光強度）をＰＭＴモジュール１３によって測定し、光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎの値を色識別値演算部１５へ送る。

続いて、対象データ測定ステップＳ４では、被識別真珠を測定する。被識別真珠として識別対象である真珠を１つまたは複数用意し、上記した真珠識別装置１の光源１９を用いて可視光Ｌ１を被識別真珠に照射する。可視光Ｌ１を受けて被識別真珠が発する光Ｌ２のうち、多層膜による拡散光の波長λ_１…λ_ｎでの光強度Ａ_１…Ａ_ｎをＰＭＴモジュール１３によって測定し、光強度Ａ_１…Ａ_ｎの値を色識別値演算部１５へ送る。

続いて、識別ステップＳ５では、まず２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎを求める。２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎは、補正値算出ステップＳ１において得られた補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎと、白色板測定ステップＳ３において測定された白色板についての第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて算出される。本実施形態では、２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎを以下の計算式（２）により算出する。
Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎ＝Ｗｓ_１・Ｗ_１…Ｗｓ_ｎ・Ｗ_ｎ ・・・（２）
なお、図５に示すグラフＧ４は、２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎの一例をグラフ化したものである。

続いて、フィットパターンを求める。フィットパターンとは、基準データ測定ステップＳ２において測定した３区分の基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎの値を、２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎを用いて補正したものである。本実施形態では、まず、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎの値を２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎによって除する。次に、こうして求めた値Ａａ_１／Ｗｔ_１…Ａａ_ｎ／Ｗｔ_ｎを、平均値で規格化する。すなわち、各波長λ_１…λ_ｎにわたる平均値が１となるように、値Ａａ_１／Ｗｔ_１…Ａａ_ｎ／Ｗｔ_ｎのスケールを変更する。こうして、フィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎが得られる。図７に示すグラフＧ２１〜Ｇ２３は、図５及び図６に示したグラフをもとに、それぞれ「上がり」、「赤球」、「クリーム」の基準真珠に関して求めたフィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎの一例である。

続いて、被識別真珠のパターンを求める。被識別真珠のパターンとは、対象データ測定ステップＳ４において測定した被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎの値を、２次補正値を用いて補正したものである。被識別真珠のパターンは、基準真珠における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎの値に代えて被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎの値を用いることを除き、上記したフィットパターンと同様にして得られる。すなわち、被識別真珠における光強度Ａ_１…Ａ_ｎの値を２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎによって除し、この値を平均値で規格化することにより、被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎが得られる。図８に示すグラフＧ１１〜Ｇ１９は、被識別真珠として用意した９個の真珠（サンプル１〜９）に関するパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎの一例である。

続いて、フィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎと被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎとを比較することにより、被識別真珠が所定の区分に属するか否かを識別する。本実施形態では、フィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎと被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎとを比較する方法として、次の方法を用いる。すなわち、フィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎと被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎとの差を二乗した値を各波長λ_１…λ_ｎにわたって加算する。そして、加算した値（これが識別値となる）の大きさに基づいて、被識別真珠が所定の区分に属するか否かを識別する。一例として、図８に示したグラフＧ１１〜Ｇ１９に対応するサンプル１〜９のそれぞれを、「上がり」、「赤球」、「クリーム」の区分に識別する場合について以下に説明する。

まず、サンプル１について、被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎ（図８のグラフＧ１１）と、区分「上がり」、「赤球」、「クリーム」それぞれのフィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎ（図７のグラフＧ２１〜Ｇ２３）との差の二乗値の各波長λ_１…λ_ｎにわたる加算値（すなわち識別値）Ｈａ、Ｈｒ、Ｈｃをそれぞれ求める。図９は、サンプル１〜９のそれぞれについて識別値Ｈａ、Ｈｒ、Ｈｃを示す表である。図９を参照すると、サンプル１については、識別値Ｈａ、Ｈｒ、ＨｃのなかでＨｒが最も小さいことがわかる。つまり、サンプル１のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎは区分「赤球」に関するフィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎに最も近く、サンプル１は区分「赤球」に識別される。

サンプル２〜９についてもサンプル１と同様にして識別することができる。すなわち、サンプル２及び３の識別値Ｈａ、Ｈｒ、ＨｃのなかではＨａが最も小さいので、サンプル２及び３は区分「上がり」に属する。サンプル４〜６の識別値Ｈａ、Ｈｒ、ＨｃのなかではＨｒが最も小さいので、サンプル４〜６は区分「赤球」に属する。サンプル７〜９の識別値Ｈａ、Ｈｒ、ＨｃのなかではＨｃが最も小さいので、サンプル７〜９は区分「クリーム」に属する。このようにして、サンプル１〜９といった被識別真珠が色合いによって各区分に識別される。

上記した真珠識別方法は、真珠以外の識別対象物（例えば口紅やファウンデーション）を識別する色識別方法として応用することができる。すなわち、補正用真珠、基準真珠、及び被識別真珠のかわりに補正用対象物、基準対象物、及び識別対象物を用意し、これらに対して上記した方法を適用することによって、識別対象物の色が所定の色区分に属するか否かを識別することが可能となる。

以上に説明した本実施形態による真珠識別方法（色識別方法）は、次の効果を有する。すなわち、本実施形態による真珠識別方法（色識別方法）では、識別ステップＳ５において基準真珠（基準対象物）における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠（識別対象物）における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを比較する際に、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを含む補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎと、その後の白色板測定ステップＳ３において再び測定した白色板における光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて、光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎ及び光強度Ａ_１…Ａ_ｎを補正している。このように、予め白色板について光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定しておき、時間をおいて被識別真珠（識別対象物）を識別する際に再度白色板について光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定することによって、基準データ測定ステップＳ２における光源１９からの可視光の波長成分毎の光強度と、対象データ測定ステップＳ４における光源１９からの可視光の波長成分毎の光強度とが異なっていても、基準真珠（基準対象物）における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠（識別対象物）における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを正確に比較することができる。また、基準データ測定ステップＳ２を行う際と、対象データ測定ステップＳ４を行う際とで周囲の明るさが異なる場合においても、基準真珠（基準対象物）における光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと被識別真珠（識別対象物）における光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを正確に比較することができる。これにより、被識別真珠（識別対象物）の色合い（色）が所定の区分に属するか否かを正確に識別することができる。

また、本実施形態による真珠識別方法では、例えば図５〜図８に示すように、ＰＭＴモジュール１３において光強度を測定する際の複数の波長λ_１…λ_ｎを、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にわたって設定することが好ましい。すなわち、真珠の色合いを区分する際には、可視光の波長の全域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）にわたって白色板及び真珠に関する光強度を取得すれば、被識別真珠の色合いが所定の区分に属するか否かをさらに正確に識別することができる。特に、区分が「赤球」の真珠は、比較的短い波長域において特徴が顕著に現れるので、４００ｎｍ付近の波長においても白色板及び真珠について光強度を取得することにより「赤球」を好適に識別することができる。

また、本実施形態による真珠識別方法では、識別ステップＳ５の際に、基準真珠における補正後の光強度（本実施形態ではフィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎ）と、被識別真珠における補正後の光強度（本実施形態では被識別真珠のパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎ）との差の二乗値を複数の波長λ_１…λ_ｎについて加算することにより識別値Ｈａ、Ｈｒ、Ｈｃを求め、識別値Ｈａ、Ｈｒ、Ｈｃそれぞれの大きさに基づいて被識別真珠の色合いが「上がり」、「赤球」、「クリーム」のうちいずれの区分に属するかを識別している。これによって、被識別真珠の区分を容易に識別することができ、識別作業を自動化することも可能となる。

本発明による真珠識別方法及び色識別方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態では真珠の区分を「上がり」、「赤球」、「クリーム」といった３つの区分としているが、これ以外の区分を設けてもよいし、これらの区分をさらに細かく区分してもよい。また、上記した実施形態では被識別真珠が３つの区分のうちいずれの区分に属するかを相対的に比較して識別しているが、識別値を所定の判定値と比較することにより、被識別真珠が所定の区分に属するか否かを単独の区分について識別することも可能である。

また、上記した実施形態では、補正値算出ステップＳ１の後に基準データ測定ステップＳ２を行っているが、基準データ測定ステップＳ２を補正値算出ステップＳ１の前に行ってもよい。また、白色板測定ステップＳ３の後に対象データ測定ステップＳ４を行っているが、対象データ測定ステップＳ４を白色板測定ステップＳ３の前に行ってもよい。

図１は、真珠識別装置の構成を示す図である。 図２は、図１に示した真珠識別装置のうち、ハーフミラー周辺の光学系を具体的に示す図である。 図３（ａ）は、ＰＭＴモジュール、光ファイバ、及びゾーンアパーチャを示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したゾーンアパーチャのＡ部分を示す拡大図である。 図４は、本実施形態による真珠識別方法を示すフローチャートである。 図５は、白色板における光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎの一例、補正用真珠における光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎの一例、及び２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎの一例をそれぞれグラフ化して示した図である。 図６は、補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎの一例をグラフ化して示した図である。 図７は、「上がり」、「赤球」、「クリーム」の基準真珠について求めたそれぞれのフィットパターンＦＰ_１…ＦＰ_ｎの一例を示す図である。 図８は、被識別真珠として用意した９個の真珠（サンプル１〜９）に関するそれぞれのパターンＳＰ_１…ＳＰ_ｎの一例を示す図である。 図９は、サンプル１〜９のそれぞれについて識別値Ｈａ、Ｈｒ、Ｈｃを示す表である。

符号の説明

１…真珠識別装置、３…ホッパー、５…真珠投下弁、７ａ、７ｂ…回転板、９…開口、１１…真珠、１３…ＰＭＴモジュール、１５…色識別値演算部、１７…タイミング制御部、１９…光源、２１…判定処理部、２３ａ〜２３ｃ…判別弁、２５、２５ａ〜２５ｃ…筒、２７、３１…光ファイバ、２９、３５…レンズ、３３…ゾーンアパーチャ、３３ａ…第１の領域、３３ｂ…第２の領域、３７…ハーフミラー、３９…容器。

Claims (6)

1. 真珠の色合いが所定の区分に属するか否かを識別する真珠識別方法であって、
   白色板に可視光を照射し、前記白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎ（ｎは２以上の整数）における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定するとともに、予め用意された補正用真珠に可視光を照射し、前記補正用真珠からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎを測定して、前記白色板における前記光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び前記補正用真珠における前記光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づく補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを求める補正値算出ステップと、
   前記所定の区分の基準となる色合いを有する基準真珠に可視光を照射し、前記基準真珠からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎを測定する基準データ測定ステップと、
   前記白色板に再び可視光を照射し、前記白色板からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定する白色板測定ステップと、
   被識別真珠に前記可視光を照射し、前記被識別真珠からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａ_１…Ａ_ｎを測定する対象データ測定ステップと、
   前記基準真珠における前記光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと前記被識別真珠における前記光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、前記補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ及び前記白色板における前記第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎに基づいて補正したうえで互いに比較することにより、前記被識別真珠の色合いが前記所定の区分に属するか否かを識別する識別ステップと
   を備えることを特徴とする真珠識別方法。
2. 前記補正値算出ステップの際に、前記補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを次の計算式
   Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ＝Ａｈ_１／Ｗｈ_１…Ａｈ_ｎ／Ｗｈ_ｎ
   によって求め、
   前記識別ステップの際に、前記基準真珠における前記光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと前記被識別真珠における前記光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、次式で表される２次補正値Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎ
   Ｗｔ_１…Ｗｔ_ｎ＝Ｗｓ_１・Ｗ_１…Ｗｓ_ｎ・Ｗ_ｎ
   によってそれぞれ除することにより補正することを特徴とする請求項１に記載の真珠識別方法。
3. 前記白色板の表色が、ＣＩＥ表色系における基準白色であることを特徴とする請求項１または２に記載の真珠識別方法。
4. 前記複数の波長λ_１…λ_ｎが、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にわたっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の真珠識別方法。
5. 前記識別ステップの際に、前記基準真珠における補正後の前記光強度と前記被識別真珠における補正後の前記光強度との差の二乗値を前記複数の波長λ_１…λ_ｎについて加算することにより識別値を求め、該識別値の大きさに基づいて前記被識別真珠の色合いが前記所定の区分に属するか否かを識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の真珠識別方法。
6. 識別対象物の色が所定の色区分に属するか否かを識別する色識別方法であって、
   白色板に可視光を照射し、前記白色板からの反射光の複数の波長λ_１…λ_ｎ（ｎは２以上の整数）における第１の光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎを測定するとともに、予め用意された補正用対象物に可視光を照射し、前記補正用対象物からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎを測定して、前記白色板における前記光強度Ｗｈ_１…Ｗｈ_ｎ及び前記補正用対象物における前記光強度Ａｈ_１…Ａｈ_ｎに基づく補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎを求める補正値算出ステップと、
   前記所定の色区分の基準となる色を有する基準対象物に可視光を照射し、前記基準対象物からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎを測定する基準データ測定ステップと、
   前記白色板に再び可視光を照射し、前記白色板からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎを測定する白色板測定ステップと、
   前記識別対象物に可視光を照射し、前記識別対象物からの反射光の前記複数の波長λ_１…λ_ｎにおける光強度Ａ_１…Ａ_ｎを測定する対象データ測定ステップと、
   前記基準対象物における前記光強度Ａａ_１…Ａａ_ｎと前記識別対象物における前記光強度Ａ_１…Ａ_ｎとを、その少なくとも一方を前記補正値Ｗｓ_１…Ｗｓ_ｎ及び前記白色板における前記第２の光強度Ｗ_１…Ｗ_ｎとに基づいて補正したうえで互いに比較することにより、前記識別対象物の色が前記所定の色区分に属するか否かを識別する識別ステップと
   を備えることを特徴とする色識別方法。

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