JP2007225384A - 反射特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定試料の光沢を正確に測定することのできる反射特性測定装置を提供する。
【解決手段】制御部は、光源部に発光動作を行わせ（♯１）、撮像素子に撮像動作を行わせる（♯２）。次に、制御部は、撮像素子における各画素の出力値のうちピーク値の有無を検出し、前記トリミング範囲を決定するための基準位置を導出する（♯３）。なお、この基準位置は、ピーク値が存在する場合には、該ピーク値を出力した画素の位置に設定される一方、ピーク値が存在しない場合には、撮像素子の受光面の中心Ｏに位置する画素の位置に設定される。そして、♯３で決定した基準位置を中心とする所定領域をトリミング範囲として決定する（♯４）。その後、制御部は、このトリミング範囲に属する各画素の出力値の総和に基づいて反射特性（光沢度）を算出し（♯５）、この算出した反射特性を表示部に表示させる（♯６）。
【選択図】図７

Description

本発明は、試料表面の光沢度を測定する反射特性測定装置に関する。

従来、試料表面の光沢度を測定する反射特性測定装置が知られている。図１０は、従来の反射特性測定装置の構成例を示す図である。

図１０に示すように、反射特性測定装置１００は、入射側光学系１０１と反射側光学系１０２とを備えており、入射側光学系１０１により試料表面Ｓの或る点を通る法線Ｇに対して所定の角度をなす位置から前記試料表面Ｓに向けて光を出射し、前記法線Ｇに対して所定の角度をなす位置において試料表面Ｓからの反射光が反射側光学系１０２に入射されるように構成されている。

入射側光学系１０１及び反射側光学系１０２にはそれぞれ絞り１０３，１０４が備えられており、入射側光学系１０１の絞り１０３は、光源１０５からの光を所定の開き角に制限して試料表面Ｓの表面に導く一方、反射側光学系１０２の絞り１０４は、試料表面Ｓの表面からの反射光を所定の範囲の受光角に制限して受光素子１０６の受光面に導くようになっており、この制限された反射光が到達した受光素子１０６の出力を用いて、試料表面Ｓの光沢度を測定する。

一方、下記特許文献１には、この種の反射特性測定装置において、測定試料からの反射光を受光する受光部としてラインセンサを設置するとともに、測定試料の表面からの正反射光が前記ラインセンサ上に集光点を形成するように構成し、ラインセンサへ入射する反射光の光量分布を検知して、測定試料の表面の光沢性を検出する技術が開示されている。
特許３１８５０３１号公報

図１０に示す反射特性測定装置において、図１１に示すように例えば測定試料Ｓが角度θ傾いた場合、元の系に対して反射光の反射方向が角度２θだけ傾くこととなる。なお、この図１１では、絞り１０４及び受光素子１０６の図示を省略している。このとき、図１２に示すように、結像位置Ｍ’は、受光素子１０６に反射光を導く反射側光学系１０２のレンズ部１０７の焦点距離ｆとすると、測定試料Ｓに傾きが生じていない場合における光の結像位置Ｍに対してｆ×tan２θだけずれることになる。

このように測定試料Ｓが傾くと、従来の反射特性測定装置１００では、反射側光学系１０２に備えられる絞り１０４の開口の大きさが固定であるため、受光素子１０６に導かれる反射光の光量が、測定試料Ｓの姿勢が反射特性測定装置１００に対して適正な場合（傾いていない場合）に対して変化し、その結果、試料表面Ｓの光沢度を正確に検出することができない。

また、光沢度の測定対象となる試料表面には、受光素子１０６に導かれる反射光の光量（総和）が同一であっても、図１３（ａ）に示すように正反射光成分の拡散光成分に対する比率が比較的小さい試料表面と、図１３（ｂ）に示すように比較的大きい試料表面とがある。なお、図１３（ａ），（ｂ）における曲線（１），（２）は、反射光の強さを反射点Ｚからの距離の大きさで表した図であり、曲線（１），（２）上の点と反射点Ｚとの距離が長いほど、その点を通る反射光が強いことを示している。

ここで、従来の反射特性測定装置１００では、反射側光学系１０２に備えられる絞り１０４の開口の大きさが固定されており、この絞りを通過した光の総和に基づいて光沢度が導出されるようになっているため、受光素子１０６に導かれる反射光の光量（総和）が同一であると、いずれの試料表面も同一の光沢度を有するものと判断され、両者の区別をすることはできなかった。なお、前記特許文献１においても、この問題が解消されることはない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、測定試料の光沢を正確に測定することのできる反射特性測定装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、測定試料に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段の光照射による前記測定試料からの反射光を受光し、２次元の受光データを出力する受光手段と、前記受光手段の出力により得られる２次元の受光データのうち所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出する導出手段とを備えることを特徴とする反射特性測定装置である。

この発明によれば、受光手段の出力により得られる２次元の受光データのうち所定範囲（所定の大きさの領域）の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出するようにしたので、前記測定試料における表面の特性の導出に際して用いる受光データを、測定試料の姿勢に応じて変更することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の反射特性測定装置において、前記受光手段は、画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサであることを特徴とするものである。

この発明によれば、前記受光手段を、画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサで構成したので、点状の受光領域を有するポイントセンサを２次元方向に走査することで２次元の受光データを得る構成や、画素が直線上に配置されたラインセンサを前記画素配列方向と直交する方向に走査することで２次元の受光データを得る構成に比して、前記走査を行う構成が不要となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の反射特性測定装置において、前記導出手段は、前記所定範囲を前記受光データに基づいて決定することを特徴とするものである。

この発明によれば、前記所定範囲を前記受光データに基づいて決定するようにしたので、前記測定試料における表面の特性の導出に際して用いる受光データを、前記受光データの分布の態様に応じて変更することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の反射特性測定装置において、前記導出手段は、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出したとき、このピーク値の位置を基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出することを特徴とするものである。

この発明によれば、通常、正反射光に対応して受光データにピーク値が発生することから、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出したとき、このピーク値の位置を基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出するようにしたので、測定試料に傾きが生じた場合でも、できる限り、測定試料における表面の特性を導出するに際して用いる受光データに正反射光に対応する受光データが含まれるようにすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の反射特性測定装置において、前記導出手段は、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出しなかったとき、前記受光手段の受光面における中心位置に対応する受光データを基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出することを特徴とするものである。

この発明によれば、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、ピーク値を検出しなかったとき、前記受光手段の受光面における中心位置に対応する受光データを基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出するようにしたので、ピーク値が検出されなかった場合の測定試料における表面の特性の導出処理が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれかに記載の反射特性測定装置において、前記導出手段は、画素が水平方向に並んでなる各水平画素列における受光データの総和をそれぞれ算出し、これらの総和の中で最大の総和に対応する水平画素列を導出するとともに、画素が垂直方向に並んでなる各垂直画素列における受光データの総和をそれぞれ算出し、これらの総和の中で最大の総和に対応する垂直画素列を導出し、導出された水平画素列と垂直画素列との両方に属する画素を前記ピーク値の位置として設定することを特徴とするものである。

この発明によれば、受光手段における各画素の出力値を比較して最大のものを検出する方法に比して、簡単にピーク値の位置を検出することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の反射特性測定装置において、前記測定試料の表面の特性は、該表面の光沢に係る特性であることを特徴とするものである。

この発明によれば、測定試料の表面の光沢に係る特性を測定する反射特性測定装置において、前記請求項１ないし６のいずれかに記載の発明による作用が得られる。

請求項１に記載の発明によれば、前記測定試料における表面の特性の導出に際して用いる受光データを、測定試料の姿勢に応じて変更することが可能となるため、該測定試料の姿勢が傾いた場合であっても、該測定試料の光沢を正確に測定することができるとともに正反射光成分と拡散光成分との比が比較的大きい試料表面と比較的小さい試料表面との反射特性を明確に区別することもできる。

請求項２に記載の発明によれば、前記走査を行う構成が不要となるため、装置のコストアップや大型化を回避することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、前記測定試料における表面の特性の導出に際して用いる受光データを、前記受光データの分布の態様に応じて変更することができるため、該受光データを電気的に決定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、測定試料に傾きが生じた場合でも、できる限り、測定試料における表面の特性を導出するに際して用いる受光データに正反射光に対応する受光データが含まれるようにすることができるため、特に正反射光成分を多く含む高い光沢を有する測定試料の表面の特性を正確に測定することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ピーク値が検出されない低光沢度の測定試料でも表面の特性を測定することが可能になる。

請求項６に記載の発明によれば、受光手段の各画素の出力値を互いに比較して最大のものを検出する方法に比して、簡単にピーク値の位置を検出することができるため、ピーク値の位置検出を実現するためのプログラムや回路が簡単化することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明による効果を有する、測定試料の表面の光沢に係る特性を測定する反射特性測定装置が得られる。

本発明に係る反射特性測定装置の実施形態について説明する。図１は、反射特性測定装置の第１の実施形態を示す構成図である。

図１に示すように、反射特性測定装置１は、測定試料Ｓの表面の所定領域（以下、照射領域という）に光を出射する入射側光学系２ａと、その照射領域からの反射光が入射する反射側光学系２ｂとを有して構成されている。

入射側光学系２ａ及び反射側光学系２ｂは、両光学系２ａ，２ｂの光軸Ｌ１，Ｌ２の交差点Ｐを通る測定試料Ｓの表面の法線Ｇに対して互いに反対側の領域に設置されており、入射側光学系２ａは、測定試料Ｓが適正な姿勢にあるとき（傾いていないとき）に、その光軸Ｌ１が前記法線Ｇに対して角度θ（θは例えば６０°；以下、入射角θという）をなす位置に、また、反射側光学系２ｂは、その光軸Ｌ２が前記法線Ｇに対して角度θ（θは例えば６０°）をなす位置にそれぞれ配置されている。なお、前記入射角θは、ＩＳＯ２８１３、ＩＳＯ７６６８、ＪＩＳ Ｚ８７４１等で規定されており、２０°や８０°に設定してもよい。

反射光には、前記法線Ｇとのなす角度（以下、反射角という）が前記入射角θと同一角度近傍の正反射光と拡散光とが含まれており、光沢がある表面ほど正反射光成分の割合が多くなる（拡散光成分の割合が少なくなる）一方、光沢のない表面ほど拡散光成分の割合が多くなる（正反射光成分の割合が少なくなる）。反射特性測定装置１は、前記正反射光成分と拡散光成分とからなる反射光の光量に基づいて、前記測定試料Ｓの表面の光沢度（試料表面に光を照射したときの反射の程度）を測定するものである。

入射側光学系２ａは、前記光軸Ｌ１上において、前記交差点Ｐから遠い順に、光源部３、第１レンズ部４、絞り５及び第２レンズ部６が配置されてなる。

光源部３は、例えばＬＥＤからなり、測定試料Ｓの表面に向けて光を出力するものである。第１レンズ部４は、光源部３から出力された光を集光するためのものである。絞り５は、前記第１レンズ部４を透過した光を所定の角度に制限するものであり、第２レンズ部６の焦点位置に設置されている。

第２レンズ部６は、前記絞り５を通過した光を略平行光として測定試料Ｓの表面に導くものである。

一方、反射側光学系２ｂは、前記光軸Ｌ２上において、前記交差点Ｐから近い順に、第３レンズ部７及び撮像素子８が配置されてなる。第３レンズ部７は、測定試料Ｓからの反射光を集光して撮像素子８に導くものである。

図２に示すように、本実施形態の入射側光学系２ａと反射側光学系２ｂとにおいて、絞り５の位置と撮像素子８の撮像面の位置とは、共役な位置関係になるように設定されている。なお、測定試料Ｓの姿勢変化が所定角度までの傾きならば、正反射光が撮像素子８の受光面に入射するように、第３レンズ部７の焦点距離が設定されている。

撮像素子８は、前記第３レンズ部７の焦点位置に設置されており、例えばフォトダイオードで構成される複数の光電変換素子（以下、画素という）がマトリックス状に２次元配列されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）エリアセンサである。撮像素子８は、撮像面に結像された被写体の光像をアナログの電気信号に変換し画素信号として出力する。なお、撮像素子８としては、ＣＣＤイメージセンサの他に、ＣＭＯＳイメージセンサ等も採用可能である。

撮像素子８の受光面は、光沢度を計算する対象の角度領域より大きく構成されている。すなわち、図３に示すように、第３レンズ部７から導かれる光が撮像素子８の光沢度を計算する対象の領域を領域Ｗ１とすると、撮像素子８の受光面の受光領域Ｗ２（受光面の大きさ）はＷ２＞Ｗ１に設定されている。また、測定試料Ｓが適正な姿勢にあり且つ反射光が平行光であるとした場合、第３レンズ部７から導かれる光は、撮像素子８の受光面の中央位置で受光される。領域Ｗ３は、測定試料Ｓの表面が正反射面（ミラー面）と仮定したときに、前述の第２レンズ部６から測定試料Ｓの表面に導かれる光の大きさを示している。

図４は、反射特性測定装置１の電気的な構成を示すブロック図である。

図４に示すように、反射特性測定装置１は、光源部３と、撮像素子８と、発光回路９と、駆動回路１０と、Ａ／Ｄ変換部１１と、メモリ１２と、表示部１３と、入力操作部１４と、制御部１５とを有する。

光源部３及び撮像素子８は、図１に示す光源部３及び撮像素子８に相当するものである。発光回路９は、制御部１５からの指示に従って光源部３に発光動作を行わせるものである。駆動回路１０は、制御部１５からの指示に従って撮像素子８の撮像動作を行わせるものである。

Ａ／Ｄ変換部１１は、撮像素子８から出力された画素信号を、複数のビット（例えば１０ビット）からなるデジタルの画素信号（以下、画素データという）に変換するものである。メモリ１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力される画素データを一時的に記憶するとともに、この画素データに対し制御部１５により各種処理を行うための作業領域として用いられるものである。

表示部１３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなり、制御部１５により導出された測定試料Ｓ表面の光沢度を表示するものである。入力操作部１４は、反射特性測定装置１の主電源のオンオフを切り替えるための電源ボタンや、測定試料Ｓにおける表面の光沢度の測定開始を指示する入力を行うためのスイッチ等を含むものである。

制御部１５は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、上述した各部材の駆動を関連付けて制御するべく、発光制御部１６と、撮像制御部１７と、ピーク位置検出部１８と、トリミング範囲決定部１９と、反射特性演算部２０と、表示制御部２１とを機能的に備える。

発光制御部１６は、発光回路９の動作を制御するものであり、入力操作部１４による測定試料Ｓ表面の光沢度測定開始の指示が入力されると、光源部３に所定時間の発光動作を行わせる。

撮像制御部１７は、駆動回路１０の動作を制御するものであり、入力操作部１４による測定試料Ｓ表面の光沢度測定開始の指示が入力されると、撮像素子８に撮像動作を行わせる。

ピーク位置検出部１８は、撮像素子８における各画素の出力値のうち最大の出力値を出力した画素（以下、この画素の位置をピーク位置という）を検出するものである。光沢がある表面ほど正反射光が拡散光に比して多くなる旨前述したが、光沢度が比較的高い測定試料Ｓの場合には、正反射光を受光した画素の出力値は、他の画素の出力値に比して相対的に大きな値（以下、ピーク値という）となる。図５は、測定試料Ｓに姿勢変化が生じていない場合における、前記ピーク値を有する場合の反射光の強度分布を示す図であり、図５に示すように、前記ピーク値を有する場合には、或る１点で出力値が大きくなるピーク値となる（ピーク位置ＰＫ）。また、このピーク位置ＰＫからの離間距離に応じて画素の出力値が小さくなり、略同等の出力値の画素を線で結んだときには、前記ピーク位置ＰＫを中心とする略同心円状の出力分布が得られる。

一方、光沢度が比較的低い測定試料Ｓの場合、撮像素子８により受光される光には拡散光成分が相対的に多く含まれており、撮像素子８の受光面上での入射光の強度分布は緩やかな傾斜を有するものとなって、撮像素子８の各画素の出力値に前述のようなピーク値が存在しない。

ピーク位置検出部１８は、画素の出力分布からピーク値の有無を検出し、ピーク値が存在する場合には、このピーク値を出力した画素が正反射光を受光した画素であると判断し、この画素をピーク位置として設定する一方、ピーク値が存在しない場合には、ピーク位置が存在しないものと判断する。

ピーク値の有無の検出方法としては、画素出力の最大値をそのままピーク値とする方法の他に、例えば、まず各画素の出力値を比較して最大の出力値を検出してピーク位置ＰＫとし、ピーク位置ＰＫの画素出力値とこれに隣接する画素の出力値との差が所定値以上の場合に、ピーク値が存在すると判断し、それ以外の場合にはピーク値は存在しないものと判断する方法が一例として想定される。

トリミング範囲決定部１９は、撮像素子８の受光面における所定範囲（所定の大きさの領域）をトリミング範囲として決定するものである。

従来では、前記第３レンズ部７と撮像素子８との間の光路上に絞りが設置されており、撮像素子８の受光面に導く光（光沢度の算出に用いる出力値を出力する画素領域：図３に示すＷ１に相当）を機械的に限定し、且つ前記絞りの開口の大きさが固定であった。この場合には、測定試料Ｓに傾きが生じると、図６に示すように、前記撮像素子８の受光面に本来入射するべき光が入射しなくなり、光沢度の算出に用いる画素領域Ｅに導かれる光の光量が変化する。特に前記姿勢変化量が大きい場合には、正反射光が前記画素領域Ｅに入射されなくなり、撮像素子８の出力に前記ピーク位置に対応するピーク値が含まれなくなる。

そこで、本実施形態では、前記絞りを設置せずに、前記絞りの開口の大きさに相当する大きさの領域に属する画素の出力値をトリミング（抽出）するようにし、光沢度の算出に用いる出力値を出力する画素領域（以下、トリミング範囲という）を電気的に限定するように構成している。また、ピーク位置検出部１８によりピーク位置ＰＫが検出された場合には、このピーク位置に応じてトリミング範囲を変更するようにしている。

例えば、図５に示すピーク位置ＰＫに対し、図６に示すように、測定試料Ｓの姿勢変化によりピーク位置が位置ＰＫ’に位置ずれしたものとすると、トリミング範囲決定部１９は、このピーク位置ＰＫ’を中心とする、前記画素領域Ｅと同じ大きさの画素領域Ｆをトリミング範囲として決定する。

一方、ピーク位置検出部１８によりピーク値が存在しないものと判断された場合、すなわち光沢度が比較的低い測定試料Ｓの場合には、トリミング範囲決定部１９は、撮像素子８の受光面の中心Ｏ（図６参照）に位置する画素を基準とする所定領域Ｅをトリミング範囲として決定する。

反射特性演算部２０は、トリミング範囲決定部１９により決定されたトリミング範囲に属する画素の出力値の総和から所定の演算式を用いて光沢度を算出するものである。

表示制御部２１は、反射特性演算部２０により算出された光沢度を前記表示部１３に表示させるものである。

図７は、反射特性測定装置１の光沢測定動作を示すフローチャートである。

図７に示すように、制御部１５は、光源部３に発光動作を行わせ（ステップ♯１）、撮像素子８に撮像動作を行わせる（ステップ♯２）。次に、制御部１５は、撮像素子８における各画素の出力値のうちピーク値の有無を検出し、前記トリミング範囲を決定するための基準位置を導出する（ステップ♯３）。なお、この基準位置は、ピーク値が存在する場合には、該ピーク値を出力した画素の位置に設定される一方、ピーク値が存在しない場合には、撮像素子８の受光面の中心Ｏに位置する画素の位置に設定される。そして、制御部１５は、ステップ♯３で決定した基準位置を中心とする所定領域（例えば図６に示す領域Ｆ）をトリミング範囲として決定する（ステップ♯４）。

その後、制御部１５は、このトリミング範囲に属する各画素の出力値の総和に基づいて反射特性（光沢度）を算出し（ステップ♯５）、この算出した反射特性を表示部１３に表示させる（ステップ♯６）。

以上のように、従来の構成において搭載されていた、撮像素子８と第３レンズ部７との間の絞りを搭載せず、撮像素子８の出力から該絞りの開口径に相当する大きさの領域に属する画素の出力値をトリミングして、光沢度の算出に用いる出力値に対応する画素を電気的に限定するとともに、光沢度の算出に用いる画素領域をピーク位置に応じて変える（移動させる）ようにしたので、測定試料Ｓに姿勢変化が生じていない場合における前記ピーク位置を基準とした領域から得られる出力値と略同一の出力値に基づいて、光沢度の算出を行うことができることとなり、測定試料Ｓに傾きが生じても、正確な光沢度を導出することができる。

また、前記ピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出したときには、このピーク値の位置を基準とする前記所定範囲に属する画素の出力値に基づき、前測定試料Ｓの光沢度を導出するようにしたので、測定試料Ｓに傾きが生じた場合でも、できる限り、測定試料Ｓにおける表面の光沢度を導出するに際して用いる出力値に、正反射光に対応する出力値が含まれるようにすることができ、特に正反射光成分を多く含む高い光沢を有する測定試料の表面の特性を正確に測定することができる。

また、ピーク値が存在しない場合には、撮像素子８の受光面の中心Ｏ（図６参照）に位置する画素を基準とする所定領域をトリミング範囲として決定するようにしたので、ピーク値が検出されなかった場合の測定試料Ｓにおける表面の特性の導出処理が可能となる。

さらに、光沢度の算出に用いる画素領域の位置だけでなく大きさ（取得角度範囲）も変更することができる。正反射光成分と拡散光成分の比率が異なる（＝反射特性が異なる）が光沢度が同一である試料表面であっても、前記トリミングする画素領域の大きさを変更することで、その画素領域に属する画素の出力値の総和が異なることが確認できるため、異なる反射特性を有するものとして区別することができる。

本件は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の形態［１］〜［４］に説明する変形形態も含むものである。

［１］前記第１の実施形態では、ピーク位置の検出方法として、各画素の出力値の中から最大の出力値（ピーク値）を検出し、このピーク値を出力した画素をピーク位置とする方法を採用したが、これに限らず、次のような方法によりピーク位置を検出するようにしてもよい。

図８に示すように、撮像素子８が縦１２列×横１６列の画素で構成されているものとし、水平方向に並んでなる各水平画素列をｈ_１〜ｈ_１２、垂直方向に並んでなる垂直画素列をｄ_１〜ｄ_１６と表すものとする。

このとき、各水平画素列ｈ_１〜ｈ_１２にそれぞれ属する画素の出力値の総和をそれぞれ算出し、各総和の中から最大のものを検出する。今、図８の矢印Ａで示すように、水平画素列ｈ_５の総和が最大であったものとする。また、各垂直画素列ｄ_１〜ｄ_１６にそれぞれ属する画素の出力値の総和をそれぞれ算出し、各総和の中から最大のものを検出する。今、図８の矢印Ｂで示すように、垂直画素列ｄ_８の総和が最大であったものとする。

そして、各水平画素列の中で最大の総和を有すると判断された水平画素列と、各垂直画素列の中で最大の総和を有すると判断された垂直画素列との両方に属する画素の位置をピーク位置とする。例えば図８の例では、水平画素列ｈ_５と垂直画素列ｄ_８との両方に属する矢印Ｃで示す画素の位置がピーク位置として導出される。

この検出方法によれば、前記第１の実施形態に比して、多数の画素の出力値の大小を検出する必要がなくなるため、ピーク位置の導出に要する処理時間を短縮化することができる。

［２］前記第１の実施形態では、光沢度の算出に用いるトリミング範囲を上下方向に移動させる態様を説明したが、これに限らず、図９に示すように、前記上下方向だけでなく左右方向にもトリミング範囲を移動させるようにしてもよい。

図１における左右方向をＸ軸、紙面に直交する方向をＹ軸とするとき、測定試料ＳがＸ軸方向に角度αだけ傾いた場合、反射光は、測定試料Ｓに姿勢変化が生じていない場合に比して角度２αだけ変化する。したがって、この場合には、図９に示すように、撮像素子８の受光面上での光の結像位置がｆ×tan２αだけ上下方向に移動するため、トリミング範囲をｆ×tan２αだけ上下方向に移動させるとよい。

また、測定試料ＳがＹ軸方向に角度αだけ傾いた場合、反射光は、測定試料Ｓに姿勢変化が生じていない場合に比して角度αだけ変化する。したがって、この場合には、図９に示すように、撮像素子８の受光面上での光の結像位置がｆ×tanαだけ左右方向に移動するため、トリミング範囲をｆ×tanαだけ左右方向に移動させるとよい。

［３］ピーク位置を検出する処理の負荷が大きいときや該処理の時間の短縮化が要求されるときには、前記制御部１５とは別に、該処理を実行する専用のＩＣを備えるようにしてもよい。

［４］前記第１の実施形態では、撮像素子８としてエリアセンサを用いたが、これに限らず、ラインセンサも採用可能であり、この場合には、該ラインセンサをその画素配列方向と直交する方向に移動させつつ撮像動作を行わせるようにして、２次元の受光データを得るようにするとよい。また、微小な受光領域を有する点状のセンサも採用可能であり、この場合には、該センサを２次元の方向に移動させつつ撮像動作を行わせるようにして、２次元の受光データを得るようにするとよい。

反射特性測定装置の第１の実施形態を示す構成図である。 第２レンズ部から測定試料の表面に導かれる光及び第３レンズ部から撮像素子に導かれる光の態様を示す図である。 第３レンズ部から導かれる光が撮像素子の受光面に照射する領域Ｗ１と撮像素子８の受光領域Ｗ２との関係を示す図である。 反射特性測定装置の電気的な構成を示すブロック図である。 測定試料に姿勢変化が生じていない場合における、ピーク値を有する場合の反射光の強度分布を示す図である。 測定試料Ｓの姿勢変化が生じた場合における、ピーク値を有する場合の反射光の強度分布を示す図である。 反射特性測定装置の光沢測定動作を示すフローチャートである。 他のピーク位置の検出方法を説明するための図である。 変形形態［２］の説明図である。 従来技術の説明図である。 同じく従来技術における問題点の説明図である。 同じく従来技術における問題点の説明図である。 同じく従来技術における問題点の説明図である。

符号の説明

１ 反射特性測定装置
２ａ 入射側光学系
２ｂ 反射側光学系
３ 光源部
４ 第１レンズ部
６ 第２レンズ部
７ 第３レンズ部
８ 撮像素子
１３ 表示部
１５ 制御部
１６ 発光制御部
１７ 撮像制御部
１８ ピーク位置検出部
１９ トリミング範囲決定部
２０ 反射特性演算部
２１ 表示制御部

Claims (7)

1. 測定試料に光を照射する光照射手段と、
   前記光照射手段の光照射による前記測定試料からの反射光を受光し、２次元の受光データを出力する受光手段と、
   前記受光手段の出力により得られる２次元の受光データのうち所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出する導出手段と
   を備えることを特徴とする反射特性測定装置。
2. 前記受光手段は、画素がマトリックス状に配置されたエリアセンサであることを特徴とする請求項１に記載の反射特性測定装置。
3. 前記導出手段は、前記所定範囲を前記受光データに基づいて決定することを特徴とする請求項１または２に記載の反射特性測定装置。
4. 前記導出手段は、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出したとき、このピーク値の位置を基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の反射特性測定装置。
5. 前記導出手段は、前記受光データにおけるピーク値の有無を検出し、前記ピーク値を検出しなかったとき、前記受光手段の受光面における中心位置に対応する受光データを基準とする前記所定範囲の受光データに基づき、前記測定試料の表面の特性を導出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の反射特性測定装置。
6. 前記導出手段は、画素が水平方向に並んでなる各水平画素列における受光データの総和をそれぞれ算出し、これらの総和の中で最大の総和に対応する水平画素列を導出するとともに、画素が垂直方向に並んでなる各垂直画素列における受光データの総和をそれぞれ算出し、これらの総和の中で最大の総和に対応する垂直画素列を導出し、導出された水平画素列と垂直画素列との両方に属する画素を前記ピーク値の位置として設定することを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の反射特性測定装置。
7. 前記測定試料の表面の特性は、該表面の光沢に係る特性であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の反射特性測定装置。

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