JP2006258503A - 光沢評価装置、光沢評価方法及び光沢評価プログラム - Google Patents

Abstract

【解決課題】 被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる光沢評価装置、光沢評価方法及び光沢評価プログラムを提供する。
【解決手段】 表面凹凸測定器２０により、被評価物１２の表面形状を示す表面形状データを取得し、補正部３２により、取得した表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、光沢評価値算出部３４により、補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出している。
【選択図】図２

Description

この発明は、被評価物の表面形状に基づいて当該被評価物の光沢度を示す評価値を算出する光沢評価装置、光沢評価方法及び光沢評価プログラムに関するものである。

カラープリンタ等の画像形成装置により形成された画像や、文字、画像形成装置によって画像が形成される記録媒体の光沢度は、ドキュメントの高級感や文字の読みやすさなどに強く影響する重要な画質因子であり、品質管理項目の一つとして用いられている。

従来、物体表面の光沢度を測定する方法としては、光を表面に投射し正反射方向で反射光量を測定して光沢度を求める鏡面光沢度測定方法（ＪＩＳ−Ｚ８７４１）が広く知られている。この鏡面光沢度測定方法は、被評価物に規定された入射角θで平行光を入射し、被評価物からの正反射方向に反射した光束を受光器で検出し、検出した反射光束を標準面（可視波長全域にわたって屈折率が１．５６７のガラス表面）において同様の条件で検出された反射光束によって規準化したものを鏡面光沢度とする測定方法である。この鏡面光沢度測定方法では、入射角θとして２０°、４５°、６０°、７５°、８５°を適用した測定方法が規定されており、一般的には鏡面光沢度の大きい被評価物の測定には入射角が小さい測定方法を、鏡面光沢度の小さい被評価物の測定には入射角が大きい測定方法を用いることが好ましいといわれている。

しかし、鏡面光沢度は正反射方向の反射光束の大きさを示す指標であるため、上述した鏡面光沢度測定方法によって測定された鏡面光沢度と人間の視覚による主観的な評価による光沢度（以下、「主観的光沢度」という。）とが対応していない場合があり、この場合、鏡面光沢度から主観的光沢度を定量的に求めることができなかった。このため、主観的光沢度を定量的に管理することができず、品質を管理する上で問題を生じる場合があった。

そこで、主観的光沢度と対応した光沢度の評価値を測定する技術として、特許文献１には、金型に樹脂等を流し込んで形成された成形部品（被評価物）にレーザー光とスポット光を照射し、成形部品に対して受光器を１次元的に平行移動させて正反射光から表面粗さとシボ深さを求め、両者のデータから基準マップを参照して光沢度の評価値を算出する技術が開示されている。

さらに、特許文献２には、所定領域毎に被評価物の表面の波形解析を行って平均傾斜角度等の特性データから目視による光沢度（主観的光沢度に相当）と一致する光沢度の評価値を算出する技術が開示されている。
特開平５−３２２７６４号公報 特開平６−２１３８０９号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の技術では、被評価物の表面にうねりがある場合に主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を算出することができない、という問題点があった。なお、ここでいう「うねり」とは、被評価物の表面に周期的に生じている、視覚的に判断できる程度（約５０μｍ以上）のマクロな表面凹凸のことであり、被評価物の表面にうねりがあると、当該表面に光沢むらが発生して、光沢度の評価値と主観的光沢度との相関性が低くなるのである。

すなわち、本発明者の検討に依れば、人間は被評価物の表面の微小領域の反射光を見て光沢度を判断しているため、光沢むらがある場合には、当該光沢むらによる光沢分布の周波数特性を考慮して評価値を算出する必要があるものとの知見が得られているが、特許文献１及び特許文献２の技術では、被測定領域の表面のうねりを考慮していないため、主観的光沢度と対応が取れた評価値を算出することができないと考えられる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる光沢評価装置、光沢評価方法及び光沢評価プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う補正手段と、前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する算出手段と、を備えている。

請求項１に記載の発明は、取得手段によって、被評価物の表面形状を示す表面形状データが取得される。なお、上記取得手段による表面形状データの取得には、被評価物の表面形状を測定することによる表面形状データの取得の他、撮像によるすることによる表面形状データの取得、記憶媒体に記憶された表面形状データを読み込むことによる取得や、ＬＡＮ、インターネット、イントラネット等の通信回線を介した外部装置からの取得（入力）が含まれる。

そして、本発明では、補正手段によって、前記取得手段により取得された表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正が行われ、算出手段によって、前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値が算出される。

このように請求項１記載の発明によれば、被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得し、前記取得した表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、前記補正した表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出しているので、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる。

なお、請求項１記載の発明は、請求項２記載の発明のように、前記補正手段に、前記表面形状データに対して離散フーリエ変換を行う離散フーリエ変換手段と、前記離散フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データから所定値以上の空間周波数の表面形状データを抽出することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う抽出手段と、前記抽出手段により抽出された空間周波数領域の表面形状データに対して逆離散フーリエ変換を行う逆離散フーリエ変換手段と、を含め、前記算出手段は、前記逆離散フーリエ変換手段により逆離散フーリエ変換された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出するものとしてもよい。

また、請求項２記載の発明の算出手段は、請求項３記載の発明のように、前記表面形状データにより示される表面形状の算術平均粗さを算出し、当該算術平均粗さを用いて前記光沢度を示す評価値を算出するようにしてもよい。

また、請求項１記載の発明は、請求項４記載の発明のように、前記補正手段に、前記表面形状データに対して離散フーリエ変換を行う離散フーリエ変換手段と、前記離散フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データに基づいてパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出手段と、前記パワースペクトル算出手段により算出されたパワースペクトルから所定値以上の空間周波数のパワースペクトル値を合算することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う合算手段と、を含め、前記算出手段は、前記合算手段による合算によって得られた値に基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出するものとしてもよい。

また、請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の発明は、請求項５記載の発明のように、前記所定値を、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍとすることが好ましい。

一方、上記目的を達成するため、請求項６記載の発明は、被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得し、前記取得した表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、前記補正した表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する。

よって、請求項６に記載の発明は、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる。

一方、上記目的を達成するため、請求項７記載の発明は、被評価物の表面形状を示す表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う補正ステップと、前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する算出ステップと、を含んでいる。

よって、請求項７に記載の発明は、コンピュータに対して請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１記載の発明と同様に、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得し、前記取得した表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、前記補正した表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出しているので、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を導出することができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係る光沢評価装置１０の概略構成が示されている。

同図に示されるように、光沢評価装置１０は、被評価物１２の表面の凹凸形状を示す表面形状データを取得する形状データ取得部１４と、形状データ取得部１４により取得された表面形状データに基づいて被評価物１２の光沢度を示す光沢評価値ＶＧを算出する演算処理制御部１８と、演算処理制御部１８により算出された光沢評価値ＶＧを表示する液晶ディスプレイ等の表示部１９と、を備えている。

形状データ取得部１４は、被評価物１２の表面形状を測定する表面凹凸測定器２０と、被評価物１２が載置されるステージ２２と、表面凹凸測定器２０及びステージ２２の動作を制御する測定系制御部２４と、を備えている。

なお、本実施の形態に係るステージ２２は、図示しないモータ等の駆動源が設けられており、測定系制御部２４からの駆動信号に応じてステージ面を表面凹凸測定器２０に対して平行にＸ方向（図１の紙面左右方向）及び、Ｙ方向（図１の紙面垂直方向）へ２次元的に移動させることが可能となっている。

また、本実施の形態では、表面凹凸測定器２０としてレーザーフォーカス変位計を用いている。このレーザーフォーカス変位計は、被評価物１２にレーザー光を集光し、集光点からの反射光の強度変化に基づいて、集光点における被評価物の表面の高さ（Ｚ方向（図１紙面上下方向）。）を測定するもので、固定配置された表面凹凸測定器２０に対してステージ２２をＸ方向乃至Ｙ方向に移動させることで被評価物１２の表面の凹凸などの表面形状を測定することが可能となっている。

本実施の形態に係る表面凹凸測定器２０は、測定系制御部２４からの制御信号により動作して被評価物１２の表面形状を示す表面形状データを取得する。なお、表面凹凸測定器２０として用いているレーザーフォーカス変位計の測定ピッチは１μｍ、高さ方向（Ｚ方向）の分解能は０．１μｍである。

さらに、演算処理制御部１８は、形状データ取得部１４により得られた表面形状データに基づき、主観的な光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを算出する。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係る演算処理制御部１８の構成を詳細に説明する。

同図に示すように、演算処理制御部１８は、形状データ取得部１４で取得した表面形状データを記憶するデータ記憶部３０と、データ記憶部３０に記憶された表面形状データの空間周波数特性を補正する補正部３２と、補正部３２により補正された表面形状データから主観的な光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを算出する光沢評価値算出部３４と、を備えている。

なお、本実施の形態に係るデータ記憶部３０は、ハードディスクにより構成されているが、これに限らず、フラッシュメモリ等の他の不揮発性のメモリによって構成することもできる。

また、本実施の形態に係る補正部３２は、データ記憶部３０から表面形状データを読み込み、フィルタ処理を行って所定値ａ以上の空間周波数に対応する表面形状データを抽出する。

さらに、本実施の形態に係る光沢評価値算出部３４は、フィルタ処理された表面形状データに基づいて算術平均粗さＲａを求め、算術平均粗さＲａを以下の（１）式に代入することにより主観的な光沢度を示す光沢評価値ＶＧを算出して、表示部１９（図１参照。）へ出力する。

なお、（１）式の係数ｐ１〜ｐ３については、本光沢評価装置１０により所定の被評価物１２の表面形状の測定を行って算術平均粗さＲａを算出し、当該算出した算術平均粗さＲａと、同一の所定の被評価物１２に対して複数の人間の目視による官能評価実験から得られた主観的光沢度とを用いた（１）式に対する回帰分析から最適な係数ｐ１〜ｐ３の値を予め求めて適用する。ここで、係数ｐ３は、（１）式にて求められる光沢評価値ＶＧが負の値とならようにするための補正値である。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る補正部３２の構成について詳細に説明する。

同図に示すように、補正部３２は、データ記憶部３０から読み込んだ表面形状データに対して離散フーリエ変換を行って空間周波数領域の表面形状データを算出する離散フーリエ変換部４０と、離散フーリエ変換部４０で得られた空間周波数領域の表面形状データに対してフィルタ処理を行うフィルタ処理部４２と、フィルタ処理部４２によってフィルタ処理された空間周波数領域の表面形状データに対して逆離散フーリエ変換を行って実空間の表面形状データに変換する逆離散フーリエ変換部４４と、を備えている。

なお、本実施の形態に係るフィルタ処理部４２では、空間周波数領域の表面形状データに対してハイパスフィルタを用いて所定値ａ（本実施の形態では、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）以上の高周波数成分を抽出するフィルタ処理を行う。このように、空間周波数領域の表面形状データに対して高周波数成分を抽出する処理を行うことで、視覚の感度が高い周波数の表面形状データを抽出し、主観的な光沢度との対応をより取りやすくしている。

次に、被評価物１２の表面形状を測定して光沢評価値ＶＧの算出を行う際の光沢評価装置１０の全体的な動作の流れを説明する。

ユーザによりステージ２２の所定の位置に被評価物１２が載置され、光沢評価値ＶＧの測定開始を指示する所定操作が行われると、光沢評価装置１０は、表面凹凸測定器２０からレーザー光を被評価物１２の表面に集光し、ステージ２２をＸ方向へ移動させることによりレーザー光によって被評価物１２の表面をＸ方向へ走査して表面の凹凸を測定し、これによって得られる表面形状データを演算処理制御部１８へ出力する。

演算処理制御部１８では、出力された表面形状データをデータ記憶部３０に記憶し、記憶した表面形状データに基づいて後述する光沢評価値算出処理を補正部３２及び光沢評価値算出部３４より行って光沢評価値ＶＧを算出し、算出した光沢評価値ＶＧを表示部１９へ出力する。

これにより、表示部１９には、算出した光沢評価値ＶＧが表示される。

次に、図４を参照して、上述した光沢評価値算出処理を実行する際の光沢評価装置１０の作用を説明する。なお、図４は、当該光沢評価値算出処理の流れを示すフローチャ−トである。

同図のステップ１００では、データ記憶部３０に記憶された表面形状データを読み込み、当該表面形状データに対して離散フーリエ変換を行って空間周波数領域の表面形状データを算出する。

次のステップ１０２では、空間周波数領域の表面形状データに対してハイパスフィルタを用いて、上述した所定値ａ以上の高周波数成分を抽出するフィルタ処理を行う。

次のステップ１０４では、フィルタ処理された空間周波数領域の表面形状データに対して逆離散フーリエ変換を行って実空間の表面形状データへの変換を行う。

図５（Ａ）には、表面凹凸測定器２０から出力された表面形状データの一例が、図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の表面形状データに対して本光沢評価値算出処理のステップ１０４までの処理を行った結果得られた表面形状データの一例が各々示されている。

図５（Ｂ）から明らかなように、上記ステップ１０４までの処理により表面凹凸測定器２０から出力された表面形状データから低周波成分が除去され、高周波数成分の凹凸のみを示すデータが抽出される。

次のステップ１０６では、以上の処理によって得られた実空間の表面形状データにより示される表面形状の算術平均粗さＲａを求め、上述した（１）式から光沢評価値ＶＧを算出して表示部１９へ出力し、その後、本光沢評価値算出処理を終了する。

ここで、図６には、所定の被評価物１２（以下、「測定対象物」という。）の入射角θ＝２０度での鏡面光沢度を鏡面光沢度測定方法（ＪＩＳ−Ｚ８７４１）により測定した測定結果が示されている。なお、図６の横軸は、鏡面光沢度を１００倍して対数変換した値であり、図６の縦軸は、測定対象物に対して人間の目視による官能評価実験を行って得られた人間の視覚による主観的光沢度であり、数値が大きいほど主観的光沢度が高いことを示している。

なお、本実施の形態では、測定対象物を複数個用意して測定を行っており、各々の測定対象物に電子写真方式又はインクジェット方式の画像形成装置によって１次色（黒（Ｋ）のみ。）、３次色（シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色全てを組み合わせて得られる黒色（所謂、プロセス黒）。）の画像が各々形成されており、各々の測定対象物の鏡面光沢度測定方法による入射角θ＝２０度での鏡面光沢度が０．２〜２９．０の光沢範囲内となっている。

図６に示すように、入射角θ＝２０度での鏡面光沢度を１００倍して対数変換した値と主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、０．８５２となっている。

本発明者の鋭意検討に依れば、この鏡面光沢度測定方法による鏡面光沢度を１００倍して対数変換した値と主観的光沢度との間の寄与率を低くする要因は、被評価物１２に生じているうねりにより光沢むらが生じているためであると考えられる。すなわち、図６に示されるように、うねりがある場合には、主観的光沢度が同じでも鏡面光沢度が低くなる傾向、もしくは鏡面光沢度が同じでも主観的光沢度が高くなる傾向があり、この原因は人間が被評価物の微小領域の光沢を見て光沢度を判断しているためであると考えられる。

そこで、第１の実施の形態に係る光沢評価装置１０では、被評価物の微小領域の光沢に相当する表面形状データの高周波数成分を抽出し、抽出したデータの算術平均粗さＲａを求め、上述した（１）式から光沢評価値ＶＧを算出することとした。なお、（１）式の重み係数として、それぞれ、ｐ１＝３．９３８、ｐ２＝１００、ｐ３＝−５．２２５を用いた。

図７（Ａ）には、本実施の形態に係る光沢評価装置１０により上述した測定対象物の光沢評価値ＶＧを算出した結果が示されている。なお、図７（Ａ）の横軸は、光沢評価値ＶＧであり、図７（Ａ）の縦軸は、上述した主観的光沢度である。

図７（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る光沢評価装置１０による測定結果の光沢評価値ＶＧと主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、相関は非常に高く、０．９４３となっている。

これに対し、図７（Ｂ）には、本実施の形態に係る光沢評価装置１０により測定対象物の光沢評価値ＶＧの算出を行ったが、上述した光沢評価値算出処理におけるステップ１０２のフィルタ処理において、空間周波数領域の表面形状データに対してローパスフィルタを用いることにより上述した所定値ａ（本実施の形態では、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）以下の低周波数成分の抽出を行って（１）式から光沢評価値ＶＧを算出した結果が示されている。

図７（Ｂ）に示すように、この場合、測定結果の光沢評価値ＶＧと主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、０．３７４となっている。

よって、光沢評価装置１０では、表面形状データにより示される表面形状の高周波成分に基づいて算出した光沢評価値ＶＧの方が、低周波成分に基づいて算出した光沢評価値ＶＧよりも、主観的光沢度との対応の取れた光沢度の評価値を算出することができることが判明した。

このように、第１の実施の形態に係る光沢評価装置１０によれば、表面形状データの空間周波数特性を補正し、補正したデータから光沢評価値ＶＧを求めるという非常に簡単な方法で、被評価物１２の表面にうねりがある場合でも、従来の手法よりも一層忠実な、主観的な光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを求めることが可能となった。

以上のように第１の実施の形態によれば、取得手段（ここでは、表面凹凸測定器２０）により、被評価物１２の表面形状を示す表面形状データを取得し、補正手段（ここでは、補正部３２）により、前記取得手段により取得された表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、算出手段（ここでは、光沢評価値算出部３４）により、前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出しているので、被評価物にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値（光沢評価値ＶＧ）を導出することができる。

また、第１の実施の形態によれば、前記補正手段に、前記表面形状データに対してフーリエ変換を行うフーリエ変換手段（ここでは、離散フーリエ変換部４０）と、前記フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データから所定値以上の空間周波数の表面形状データを抽出することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う抽出手段（ここでは、フィルタ処理部４２）と、前記抽出手段により抽出された空間周波数領域の表面形状データに対して逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換手段（ここでは、逆離散フーリエ変換部４４）と、を含め、前記算出手段は、前記逆フーリエ変換手段により逆フーリエ変換された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出しているので、表面形状データにより示される表面形状からうねりによる低周波を除いた高周波成分の光沢評価値ＶＧを算出できるため、被評価物１２にうねりがある場合であっても主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を算出することができる。

また、第１の実施の形態によれば、前記算出手段は、前記表面形状データにより示される表面形状の算術平均粗さを算出し、当該算術平均粗さを用いて前記光沢度を示す評価値を算出しているので、算術平均粗Ｒａと光沢評価値ＶＧとして示される値との関係を（１）式の演算式から経験的にも理解でき、算術平均粗Ｒａと光沢評価値ＶＧとの対応関係がわかりやすい。

さらに、第１の実施の形態によれば、前記所定値を、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍとしたので、主観的光沢度との対応の取れた光沢度の評価値を算出することができる。

なお、第１の実施の形態では、表面凹凸測定器２０としてレーザーフォーカス変位計を用いている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被評価物１２の表面形状を測定できる機器であればよく、例えば、被評価物１２の表面に白色光を照射して表面形状データ取得する表面凹凸測定器２０でもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、表面形状データを離散フーリエ変換して空間周波数領域の表面形状データのパワースペクトルを求め、パワースペクトルの高周波数成分を合算した値に基づいて主観的光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを算出する例について説明する。なお、第２の実施の形態に係る光沢評価装置１０の構成は図１と同様であるので、ここでの説明は省略する。

次に、図８を参照して、第２の実施の形態に係る演算処理制御部１８の構成について詳細に説明する。なお、同図における図２と同一の構成要素には図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態に係る演算処理制御部１８は、表面形状データからパワースペクトルＰ（f）を算出し、うねりに相当する周波数のデータを除く補正を行ってパワースペクトルＰ（f）を合算する補正部５０と、合算された合算値に基づいて主観的な光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを算出する光沢評価値算出部５２と、を備えている。

次に、図９を参照して、第２の実施の形態に係る補正部５０の構成について詳細に説明する。なお、同図における図３と同一の構成要素には図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。

第２の実施形態に係る補正部５０は、離散フーリエ変換部４０により得られた空間周波数領域の表面形状データからパワースペクトルＰ（f）を算出するパワースペクトル算出部６０と、前記パワースペクトル算出部６０により算出されたパワースペクトから所定値ａ（本実施の形態では、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）以上の周波数のパワースペクトル値を合算する合算部６４と、を備えている。

図１０には、第２の実施の形態に係るデータ記憶部３０に記憶された表面形状データに対して離散フーリエ変換を行い、パワースペクトル算出部６０において空間周波数領域の表面形状データのパワースペクトルＰ（f）を算出した結果の一例が示されている。

本実施の形態に係る合算部６４は、以下の（２）式によりパワースペクトルＰ（f）の所定値ａ以上の周波数のパワースペクトル値を合算して合算値ＰＡを算出する。

そして、本実施の形態に係る光沢評価値算出部５２は、合算値ＰＡに基づいて以下の（３）式より光沢評価値ＶＧを算出する。

なお、（３）式の係数ｋ１〜ｋ３については、本光沢評価装置１０により所定の測定対象物１２の表面形状の測定を行って合算値ＰＡを算出し、当該算出した合算値ＰＡと、同一の所定の測定対象物１２に対して複数の人間の目視による官能評価実験から得られた主観的光沢度とを用いた（３）式に対する回帰分析から最適な係数ｋ１〜ｋ３の値を予め求めて適用する。

図１１には、第２の実施の形態に係る光沢評価値算出処理が示されている。なお、同図における図４と同一の処理には図４と同一の符号を付して、その説明を省略し、変更部分のみ説明する。

同図のステップ２００では、空間周波数領域の表面形状データのパワースペクトルＰ（f）を算出する。

次のステップ２０２では、パワースペクトルＰ（f）の上述した所定値ａ以上の高周波数成分を合算して合算値ＰＡを算出する。

次のステップ２０４では、合算値ＰＡに基づいて上述した（３）式から光沢評価値ＶＧを算出して表示部１９へ出力し、その後、本光沢評価値算出処理を終了する。

ここで、上述したように、図６には、測定対象物の入射角θ＝２０度での鏡面光沢度を鏡面光沢度測定方法（ＪＩＳ−Ｚ８７４１）により測定した測定結果が示されている。

図６に示されるように、入射角θ＝２０度での鏡面光沢度を１００倍して対数変換した値と主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、０．８５２となっており、上述したように、鏡面光沢度測定方法により測定した鏡面光沢度は、うねりがある場合、光沢むらが発生するため、主観的光沢度が同じでも鏡面光沢度が低くなる傾向、もしくは鏡面光沢度が同じでも主観的光沢度が高くなる傾向がある。

そこで、第２の実施の形態に係る光沢評価装置１０では、この点を考慮して、表面形状データのパワースペクトルＰ（f）を算出し、算出したパワースペクトルＰ（f）の所定値ａ以上の高周波数成分を合算して合算値ＰＡを算出し、当該合算値ＰＡに基づいて上述した（３）式から光沢評価値ＶＧを算出することとした。なお、（３）式の重み係数として、それぞれ、ｋ１＝４．４３９、ｋ２＝１０⁵、ｋ３＝−１．１７３を用いた。

図１２（Ａ）には、第２の実施の形態に係る光沢評価装置１０により上述した測定対象物の光沢評価値ＶＧを算出した結果が示されている。なお、図１２（Ａ）の横軸は、光沢評価値ＶＧであり、図１２（Ａ）の縦軸は、上述した主観的光沢度である。

図１２（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る光沢評価装置１０による測定結果の光沢評価値ＶＧと主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、相関は非常に高く、０．９３６となっている。

これに対し、図１２（Ｂ）には、本実施の形態に係る光沢評価装置１０により測定対象物の光沢評価値ＶＧの算出を行ったが、上述した光沢評価値算出処理におけるステップ２０２において上述した所定値ａ以下の低周波数成分を合算した合算値ＰＡを算出し、算出した合算値ＰＡに基づいて上述した（３）式より光沢評価値ＶＧを算出した結果が示されている。

図１２（Ｂ）に示すように、測定結果の光沢評価値ＶＧと主観的光沢度との間の寄与率（Ｒ²）は、０．３５５となっている。

よって、光沢評価装置１０は、パワースペクトルＰ（f）の高周波成分を合算した値に基づいて光沢評価値ＶＧの算出を行う方が、パワースペクトルＰ（f）の低周波成分を合算した値に基づいて光沢評価値ＶＧの算出するよりも、主観的光沢度との対応の取れた光沢評価値ＶＧを算出することができることが判明した。

このように、第２の実施の形態に係る光沢評価装置１０によれば、表面形状データの空間周波数特性を算出し、算出したパワースペクトルＰ（f）の高周波成分を合算した合算値ＰＡから光沢評価値ＶＧを求めるという非常に簡単な方法で、被評価物１２の表面にうねりがある場合でも、従来の手法よりも一層忠実な、主観的な光沢度と対応の取れた光沢評価値ＶＧを求めることが可能となった。

以上のように第２の実施の形態によれば、前記補正手段（ここでは、補正部５０）に、前記表面形状データに対してフーリエ変換を行うフーリエ変換手段（ここでは、離散フーリエ変換部４０）と、前記フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データに基づいてパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出手段（ここでは、パワースペクトル算出部６０）と、前記パワースペクトル算出手段により算出されたパワースペクトルから所定値以上の空間周波数のパワースペクトル値を合算することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う合算手段（ここでは、合算部６４）と、を含め、前記算出手段（ここでは、光沢評価値算出部５２）は、前記合算手段による合算によって得られた値に基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出しているので、被評価物１２の表面にうねりがある場合でも、主観的光沢度と対応の取れた光沢度の評価値を算出することができる。

さらに、第２の実施の形態においても、前記所定値ａを、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍとしているので、主観的光沢度との対応の取れた光沢度の評価値を算出することができる。

なお、第２の実施の形態では、表面形状データに対して離散フーリエ変換を行ってパワースペクトルＰ（f）を算出し、算出したパワースペクトから所定値ａ以上の周波数のパワースペクトル値を合算して合算値ＰＡを算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、表面形状データに対してフーリエ変換を行ってパワースペクトルＰ（f）を算出し、パワースペクトルＰ（f）の所定値ａ以上の部分を積分した値を合算値ＰＡとしてもよい。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、第１及び第２の実施の形態に係る光沢評価装置１０は、光沢評価値算出部３４、補正部３２に備えられた離散フーリエ変換部４０、フィルタ処理部４２、逆離散フーリエ変換部４４、光沢評価値算出部５２、補正部５０に備えられたパワースペクトル算出部６０、合算部６４に示した各機能をソフトウェアにより実現してもよい。

その他、本実施の形態で説明した光沢評価装置１０の構成（図１〜図３、図８、図９参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した光沢評価値算出処理の流れ（図４、図１１参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

第１の実施の形態に係る光沢評価装置の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態に係る演算処理制御部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る光沢評価値算出処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は第１の実施の形態に係る光沢評価装置の表面凹凸測定器から出力された表面形状データにより示される表面形状を示すグラフであり、（Ｂ）はフィルタ処理した空間周波数領域の表面形状データにより示される表面形状を示すグラフである。 鏡面光沢度測定方法により所定の被評価物の光沢を測定した結果を示す図である。 （Ａ）は第１の実施の形態に係る光沢評価装置により所定の被評価物の光沢を測定した結果を示す図であり、（Ｂ）は光沢評価装置により所定の被評価物の光沢を測定し、フィルタ処理により所定値ａ以下の低周波数成分の抽出を行って光沢評価値ＶＧを算出した結果を示す図である。 第２の実施の形態に係る演算処理制御部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施の形態に係る補正部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施の形態に光沢評価装置により所定の被評価物を測定したパワースペクトルの一例を示すグラフである。 第２の実施の形態に光沢評価値算出処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は第２の実施の形態に係る光沢評価装置により所定の被評価物の光沢度を測定した結果を示す図であり、（Ｂ）は光沢評価装置により所定の被評価物の光沢を測定し、パワースペクトルＰ（f）の所定値ａ以下の低周波数成分の合算して光沢評価値ＶＧを算出した結果を示す図である。

符号の説明

１０ 光沢評価装置
２０ 表面凹凸測定器
３２ 補正部
３４ 光沢評価値算出部
４０ 離散フーリエ変換部
４２ フィルタ処理部
４４ 逆離散フーリエ変換部
５０ 補正部
５２ 光沢評価値算出部
６０ パワースペクトル算出部
６４ 合算部

Claims (7)

1. 被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う補正手段と、
   前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する算出手段と、
   を備えた光沢評価装置。
2. 前記補正手段に、
   前記表面形状データに対して離散フーリエ変換を行う離散フーリエ変換手段と、
   前記離散フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データから所定値以上の空間周波数の表面形状データを抽出することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された空間周波数領域の表面形状データに対して逆離散フーリエ変換を行う逆離散フーリエ変換手段と、を含め、
   前記算出手段は、前記逆離散フーリエ変換手段により逆離散フーリエ変換された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する
   請求項１記載の光沢評価装置。
3. 前記算出手段は、前記表面形状データにより示される表面形状の算術平均粗さを算出し、当該算術平均粗さを用いて前記光沢度を示す評価値を算出する
   請求項２記載の光沢評価装置。
4. 前記補正手段に、
   前記表面形状データに対して離散フーリエ変換を行う離散フーリエ変換手段と、
   前記離散フーリエ変換手段により空間周波数領域のものに変換された表面形状データに基づいてパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出手段と、
   前記パワースペクトル算出手段により算出されたパワースペクトルから所定値以上の空間周波数のパワースペクトル値を合算することにより前記表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う合算手段と、を含め、
   前記算出手段は、前記合算手段による合算によって得られた値に基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する
   請求項１記載の光沢評価装置。
5. 前記所定値を、２０ｃｙｃｌｅ／ｍｍとする
   請求項２乃至請求項４の何れか１項記載の光沢評価装置。
6. 被評価物の表面形状を示す表面形状データを取得し、
   前記取得した表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行い、
   前記補正した表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する、
   光沢評価方法。
7. 被評価物の表面形状を示す表面形状データから表面形状のうねりに相当する成分を除く補正を行う補正ステップと、
   前記補正手段により補正された表面形状データに基づいて前記被評価物の光沢度を示す評価値を算出する算出ステップと、
   をコンピュータに実行させる光沢評価プログラム。

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