JP2010249735A - Reflection characteristics measuring device, method therefor, and spectral characteristic measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料の反射特性を測定する反射特性測定装置および反射特性測定方法に関する。そして、本発明は、この反射特性測定装置を備え、反射特性に基づいて試料の分光特性を測定する分光特性測定装置に関する。 The present invention relates to a reflection characteristic measuring apparatus and a reflection characteristic measuring method for measuring a reflection characteristic of a sample. The present invention relates to a spectral characteristic measuring apparatus that includes this reflective characteristic measuring apparatus and measures spectral characteristics of a sample based on the reflective characteristics.
色は、人の目に入ってきた光に対し、目の網膜が刺激を受け、この刺激に人の脳が反応することによって知覚される。この人の知覚によって認識される色は、主観的なものであるが、国際照明委員会(Commission International de l’Eclairage,CIE)によって規格化され、XYZ表色系、L*a*b*表色系(CIE Lab表色系)あるいはL*C*h表色系で数値化可能とされている。 The color is perceived when the retina of the eye is stimulated by the light entering the human eye and the human brain reacts to the stimulus. The color perceived by this person's perception is subjective, but is standardized by the Commission International de l'Eclairage (CIE), XYZ color system, L * a * b * table It is possible to quantify the color system (CIE Lab color system) or L * C * h color system.
このような表色系で数値化される色は、一般に、測色計と呼ばれる計測機器によって測定される。この測色計の色測定方法には、大別すると、刺激値直読法と分光測色法とがある。この刺激値直読法は、人の目に対応する分光応答度と略同一の応答度を持つ3つのX、Y、Zの各センサで試料(サンプル)からの反射光を測定することによって、X、Y、Zの各値を前記各センサから直接的に得る測定方法である。分光測色法は、試料からの反射光を回折格子等で分光してこの分光を複数のセンサで受光することによって各波長の反射率(分光反射率係数)を測定し、この分光反射率係数に基づいて表色系での数値を演算する方法である。なお、各表色系間は、所定の関数式によって相互に結び付けられており、1つの表色系での数値を得ることによって他の表色系での数値を求めることが可能である。 Colors that are digitized in such a color system are generally measured by a measuring device called a colorimeter. The color measurement methods of this colorimeter are roughly classified into a stimulus value direct reading method and a spectral colorimetry method. This stimulus value direct reading method measures reflected light from a sample (sample) with three X, Y, and Z sensors each having a response level substantially equal to the spectral response level corresponding to the human eye. , Y, Z values are obtained directly from the sensors. Spectral colorimetry measures the reflectance (spectral reflectance coefficient) of each wavelength by dispersing the reflected light from the sample with a diffraction grating and receiving the spectrum with a plurality of sensors, and this spectral reflectance coefficient. This is a method of calculating numerical values in the color system based on the above. Each color system is linked to each other by a predetermined function expression, and it is possible to obtain numerical values in other color systems by obtaining numerical values in one color system.
また、物体(試料)は、光源からの照明光における一部を吸収および散乱し、残余を反射する。前記人の目に入る光は、物体色の場合、この物体で反射された反射光であるから、色の見え方は、光源(照明光の分光分布)、照明位置、試料の表面状態、観察方向および観察者の個人差等の種々の観察条件によって左右される。このため、分光反射率係数は、測定中における所定の観察条件の相違によって、すなわち、試料からの正反射光(正反射成分、鏡面反射光、鏡面反射成分)を含む拡散照明条件(Specular Component Included、SCI)で測定される分光反射率係数(SCI分光反射率係数)と、試料からの正反射光を含まない拡散照明条件(Specular Component Excluded、SCE)で測定される分光反射率係数(SCE分光反射率係数)とがあり、これらは、例えば、試料の表面状態や測色計の使用用途等に応じて適宜に使い分けられている。SCI拡散照明条件では、素材そのものの色評価となり、SCE拡散照明条件では、目視に近い色評価となると言われている。 The object (sample) absorbs and scatters part of the illumination light from the light source and reflects the remainder. In the case of an object color, the light that enters the human eye is reflected light reflected by the object, so that the color appearance depends on the light source (the spectral distribution of the illumination light), the illumination position, the surface condition of the sample, and the observation. It depends on various observation conditions such as direction and individual differences among observers. For this reason, the spectral reflectance coefficient depends on the difference in predetermined observation conditions during measurement, that is, diffuse illumination conditions (Specular Component Included) including specular reflection light (specular reflection component, specular reflection component, specular reflection component) from the sample. , SCI) spectral reflectance coefficient (SCI spectral reflectance coefficient) and spectral reflectance coefficient (SCE spectroscopy) measured under diffuse illumination conditions (Specular Component Excluded, SCE) that do not include specularly reflected light from the sample. These are appropriately used depending on, for example, the surface state of the sample and the usage of the colorimeter. It is said that under the SCI diffuse illumination condition, the color of the material itself is evaluated, and under the SCE diffuse illumination condition, the color evaluation is close to visual observation.
このようなSCI分光反射率係数やSCE分光反射率係数の測定には、例えば、8゜受光のd/8光学系(拡散照明/8゜方向受光)の場合では、試料面の法線に対して−8゜方向に相当する積分球内壁の部分領域を開閉可能なトラップ機構を備えた積分球が用いられ、前記トラップ機構を閉状態とすることによってSCI分光反射率係数が測定され、SCI分光反射率係数が出力され、前記トラップ機構を開状態とすることによってSCE分光反射率係数が測定され、SCE分光反射率係数が出力される(例えば、特許文献1参照)。 For the measurement of the SCI spectral reflectance coefficient and the SCE spectral reflectance coefficient, for example, in the case of an 8 ° light receiving d / 8 optical system (diffuse illumination / 8 ° direction light receiving), the normal to the sample surface is used. An integrating sphere having a trap mechanism capable of opening and closing a partial region of the inner wall of the integrating sphere corresponding to the -8 ° direction is used, and the SCI spectral reflectance coefficient is measured by closing the trap mechanism, and the SCI spectral reflectance coefficient is measured. A reflectance coefficient is output, the SCE spectral reflectance coefficient is measured by opening the trap mechanism, and the SCE spectral reflectance coefficient is output (for example, see Patent Document 1).
ところで、上述したように、見え方は、種々の観察条件によって左右され、試料の表面状態も正反射成分が大きい艶有りと完全拡散面である艶無しとに一律に弁別することができない。また、ユーザ(人)は、試料を目視で色評価する場合、無意識に照明光の影響を無くして試料本来の色を観察すべく、一般に、試料表面で反射する照明光の正反射光をやや外して観察する。このため、SCI分光反射率係数とSCE分光反射率係数とだけでは、見え方をより正確に表現することが難しい。前記特許文献1では、SCI分光反射率係数およびSCE分光反射率係数のいずれか一方しか出力されておらず、これに対処することができていなかった。
By the way, as described above, the appearance depends on various observation conditions, and the surface state of the sample cannot be uniformly discriminated between glossy having a large specular reflection component and glossless which is a complete diffusion surface. In addition, when a user (person) visually evaluates a sample, in order to unintentionally eliminate the influence of illumination light and observe the original color of the sample, generally, the specularly reflected light of the illumination light reflected on the sample surface is somewhat Remove and observe. For this reason, it is difficult to express the appearance more accurately only with the SCI spectral reflectance coefficient and the SCE spectral reflectance coefficient. In
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、見え方により近い分光反射率係数を測定し、この分光反射率係数に基づいて試料の反射特性を測定することができる反射特性測定装置および反射特性測定方法を提供することである。そして、本発明は、この反射特性に基づいて、すなわち、この分光反射率係数に基づいて試料の分光特性を測定することができる分光特性測定装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to measure a spectral reflectance coefficient closer to the appearance and to measure the reflection characteristics of a sample based on the spectral reflectance coefficient. It is to provide a reflection characteristic measuring apparatus and a reflection characteristic measuring method that can be performed. And this invention is providing the spectral characteristic measuring apparatus which can measure the spectral characteristic of a sample based on this reflection characteristic, ie, based on this spectral reflectance coefficient.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる反射特性測定装置は、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料の第1分光反射率係数を測定するとともに、前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記試料の第2分光反射率係数を測定する測定部と、前記測定部で測定された第1分光反射率係数と第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める演算部とを備えることを特徴とする。そして、発明の他の一態様にかかる反射特性測定方法は、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料の第1分光反射率係数を測定するSCI測定工程と、前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記試料の第2分光反射率係数を測定するSCE測定工程と、前記SCI測定工程で測定された第1分光反射率係数と前記SCE測定工程で測定された第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める演算工程とを備えることを特徴とする。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, the reflection characteristic measuring apparatus according to one aspect of the present invention measures the first spectral reflectance coefficient of the sample under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light, and the second diffused illumination not including the specularly reflected light. A spectral reflectance coefficient is obtained by weighted averaging a measurement unit that measures the second spectral reflectance coefficient of the sample under conditions, and the first spectral reflectance coefficient and the second spectral reflectance coefficient measured by the measurement unit. And an operation unit to be obtained. According to another aspect of the invention, there is provided a reflection characteristic measurement method that includes an SCI measurement step of measuring a first spectral reflectance coefficient of a sample under first diffuse illumination conditions including specular reflection light, and does not include the specular reflection light. An SCE measurement step of measuring a second spectral reflectance coefficient of the sample under a second diffuse illumination condition, a first spectral reflectance coefficient measured in the SCI measurement step, and a second spectral reflection measured in the SCE measurement step. And a calculation step of obtaining a spectral reflectance coefficient by performing weighted averaging of the rate coefficient.
このような構成の反射特性測定装置および反射特性測定方法では、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料の第1分光反射率係数(SCI分光反射率係数)が測定され、前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記試料の第2分光反射率係数(SCE分光反射率係数)が測定され、これら第1分光反射率係数と第2分光反射率係数とが加重平均され、分光反射率係数が求められる。このため、前記構成の反射特性測定装置および反射特性測定方法は、見え方により近い分光反射率係数を測定することができ、この分光反射率係数に基づいて試料の反射特性を測定することができる。したがって、見え方により近い反射特性が得られる。 In the reflection characteristic measuring apparatus and the reflection characteristic measuring method having such a configuration, the first spectral reflectance coefficient (SCI spectral reflectance coefficient) of the sample is measured under the first diffuse illumination condition including the regular reflected light, and the regular reflected light is measured. The second spectral reflectance coefficient (SCE spectral reflectance coefficient) of the sample is measured under a second diffuse illumination condition that does not include the above, and the first spectral reflectance coefficient and the second spectral reflectance coefficient are weighted and averaged. A reflectance coefficient is determined. For this reason, the reflection characteristic measuring apparatus and the reflection characteristic measuring method having the above-described configuration can measure the spectral reflectance coefficient closer to the appearance, and can measure the reflection characteristics of the sample based on the spectral reflectance coefficient. . Therefore, a reflection characteristic closer to the appearance can be obtained.
また、他の一態様では、上述の反射特性測定装置において、前記加重平均の重みを入力するための入力部をさらに備えることを特徴とする。 In another aspect, the reflection characteristic measuring apparatus further includes an input unit for inputting the weighted average weight.
この構成によれば、前記加重平均の重みを入力部から入力することができるので、例えば、前記加重平均の重みを微調整することができ、見え方により近い分光反射率係数を測定することが可能となる。 According to this configuration, since the weighted average weight can be input from the input unit, for example, the weighted average weight can be finely adjusted, and the spectral reflectance coefficient closer to the appearance can be measured. It becomes possible.
また、他の一態様では、これら上述の反射特性測定装置において、前記試料の観察条件名と前記加重平均の重みとの対応関係を示す重みテーブルを記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする。 According to another aspect, the above-described reflection characteristic measurement device further includes a storage unit that stores a weight table indicating a correspondence relationship between the observation condition name of the sample and the weight of the weighted average. .
この構成によれば、前記試料の観察条件名と前記加重平均の重みとの対応関係を示す重みテーブルが記憶部に記憶されているので、試料の観察条件名を選択することで、適切な前記加重平均の重みを設定することができ、見え方により近い分光反射率係数を測定することが可能となる。前記重みテーブルは、例えば、メーカ等によって予め反射特性測定装置に組み込まれてもよく、また例えば、ユーザによって所定の入力部から入力されることで反射特性測定装置に組み込まれてもよい。 According to this configuration, since the weight table indicating the correspondence between the observation condition name of the sample and the weighted average weight is stored in the storage unit, the appropriate observation condition name of the sample can be selected by selecting the observation condition name of the sample. A weighted average weight can be set, and a spectral reflectance coefficient closer to the appearance can be measured. For example, the weight table may be incorporated in the reflection characteristic measuring apparatus in advance by a manufacturer or the like, or may be incorporated in the reflection characteristic measuring apparatus by being input from a predetermined input unit by the user, for example.
そして、本発明の他の一態様では、正反射光を含む第1拡散照明条件で測定される第1分光反射率係数と前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で測定される第2分光反射率係数とを加重平均する場合に用いられる前記加重平均の重みを決定するための光源ボックスであって、所定の筐体と、前記筐体内の所定位置に固定可能に設けられた所定の光源と、前記筐体内に設けられ、試料を配置するための配置部材と、前記筐体に設けられ、前記試料からの反射光を観察するための観察窓とを備えることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the first spectral reflectance coefficient measured under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light and the second measured under the second diffuse illumination condition not including the specularly reflected light. A light source box for determining a weight of the weighted average used when weighted average of spectral reflectance coefficients, and a predetermined casing and a predetermined fixed position provided in a predetermined position in the casing It is provided with the light source, the arrangement | positioning member for arrange | positioning a sample provided in the said housing | casing, and the observation window provided in the said housing | casing for observing the reflected light from the said sample.
このような構成の光源ボックスでは、光源が筐体内の所定位置に固定可能に設けられ、前記配置部材によって試料の配置場所も固定され、さらに前記観察窓によって試料の観察方向も固定されるので、光源(照明光の分光分布)、照明位置および観察方向の諸条件が特定され、より安定的に試料を観察することができ、より安定的に前記加重平均の重みを決定することが可能となる。 In the light source box having such a configuration, the light source is provided so as to be fixed at a predetermined position in the casing, the arrangement position of the sample is fixed by the arrangement member, and the observation direction of the sample is also fixed by the observation window. Various conditions of the light source (spectral distribution of illumination light), illumination position, and observation direction are specified, the sample can be observed more stably, and the weighted average weight can be determined more stably. .
そして、本発明の他の一態様では、試料の分光反射率係数を求める反射率測定部と、前記分光反射率係数に基づいて前記試料の分光特性を求める分光特性測定部とを備える分光特性測定装置において、前記反射率測定部は、それら上述のいずれかに記載の反射特性測定装置であることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, the spectral characteristic measurement includes a reflectance measuring unit that obtains a spectral reflectance coefficient of the sample, and a spectral characteristic measuring unit that obtains the spectral characteristic of the sample based on the spectral reflectance coefficient. In the apparatus, the reflectance measuring unit is any of the above-described reflection characteristic measuring apparatuses.
このような構成の分光特性測定装置は、見え方により近い分光反射率係数を反射率測定部で測定することができ、この分光反射率係数に基づいて試料の分光特性を測定することができる。したがって、見え方により近い分光特性が得られる。 The spectral characteristic measuring apparatus having such a configuration can measure the spectral reflectance coefficient closer to the appearance with the reflectance measuring unit, and can measure the spectral characteristics of the sample based on the spectral reflectance coefficient. Therefore, spectral characteristics closer to the appearance can be obtained.
本発明にかかる反射特性測定装置および反射特性測定方法は、見え方により近い分光反射率係数を測定することができ、この分光反射率係数に基づいて試料の反射特性を測定することができる。 The reflection characteristic measuring apparatus and the reflection characteristic measuring method according to the present invention can measure the spectral reflectance coefficient closer to the appearance, and can measure the reflection characteristic of the sample based on the spectral reflectance coefficient.
また、本発明にかかる分光特性測定装置は、見え方により近い分光反射率係数を測定することができ、この分光反射率係数に基づいて試料の分光特性を測定することができる。 Further, the spectral characteristic measuring apparatus according to the present invention can measure a spectral reflectance coefficient closer to the appearance, and can measure the spectral characteristics of the sample based on the spectral reflectance coefficient.
また、本発明にかかる光源ボックスは、光源(照明光の分光分布)、照明位置および観察方向の諸条件が特定され、より安定的に試料を観察することができ、より安定的に前記加重平均の重みを決定することが可能となる。 In the light source box according to the present invention, the conditions of the light source (spectral distribution of illumination light), illumination position, and observation direction are specified, and the sample can be observed more stably, and the weighted average can be more stably performed. Can be determined.
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably.
図1は、実施形態における分光特性測定装置の概略構成を示す断面図である。図2は、実施形態の分光特性測定装置における積分球およびその周辺部材の構成を示す断面図である。図3は、実施形態の分光特性測定装置における分光計の構成を示す断面図である。図4は、実施形態における分光特性測定装置の電気的な構成を示すブロック図である。図5は、正反射光を含むSCI拡散照明と正反射光を含まないSCE拡散照明とを説明するための図である。図5(A)は、SCI拡散照明を示し、図5(B)は、SCE拡散照明を示す。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a spectral characteristic measuring apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the integrating sphere and its peripheral members in the spectral characteristic measuring apparatus of the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a spectrometer in the spectral characteristic measuring apparatus according to the embodiment. FIG. 4 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the spectral characteristic measuring apparatus according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining SCI diffused illumination including regular reflected light and SCE diffused illumination not including regular reflected light. FIG. 5A shows SCI diffuse illumination, and FIG. 5B shows SCE diffuse illumination.
本実施形態における分光特性測定装置は、試料(サンプル、測定対象)の分光反射率係数を求める反射率測定部と、この分光反射率係数に基づいて試料の分光特性を求める分光特性測定部とを備えて構成される。そして、前記反射率測定部は、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料の第1分光反射率係数(SCI分光反射率係数)を測定するとともに、前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記試料の第2分光反射率係数(SCE分光反射率係数)を測定する測定部と、この測定部で測定された第1分光反射率係数と第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める演算部とを備えて構成される。 The spectral characteristic measurement apparatus according to the present embodiment includes a reflectance measurement unit that obtains a spectral reflectance coefficient of a sample (sample, measurement target), and a spectral characteristic measurement unit that obtains a spectral characteristic of the sample based on the spectral reflectance coefficient. It is prepared for. The reflectance measuring unit measures the first spectral reflectance coefficient (SCI spectral reflectance coefficient) of the sample under the first diffuse illumination condition including the specularly reflected light, and the second diffused light not including the specularly reflected light. A measurement unit that measures a second spectral reflectance coefficient (SCE spectral reflectance coefficient) of the sample under illumination conditions, and a weighted average of the first spectral reflectance coefficient and the second spectral reflectance coefficient measured by the measurement unit By doing so, it is configured to include a calculation unit that obtains the spectral reflectance coefficient.
図1ないし図4に示す例では、分光特性として、分光反射率係数に基づいて試料の色が測定され、図1ないし図4に示す分光特性測定装置Sは、本実施形態では、測色計を構成している。 In the example shown in FIGS. 1 to 4, the color of the sample is measured as the spectral characteristic based on the spectral reflectance coefficient. The spectral characteristic measuring apparatus S shown in FIGS. 1 to 4 is a colorimeter in this embodiment. Is configured.
図1ないし図4において、このような分光特性測定装置Sは、例えば、積分球2と、第1分光部3と、演算制御部4と、第2分光部5と、入力部6と、出力部7とを備えて構成されている。
1 to 4, such a spectral characteristic measuring apparatus S includes, for example, an integrating
積分球2は、正反射光を含む第1拡散照明条件において、拡散照明光で試料1を照明して試料1からの第1反射光(SCI反射光)を得るとともに、前記正反射光を含まない第2拡散照明条件において、拡散照明光で試料1を照明して試料1からの第2反射光(SCE反射光)を得るための部材である。より具体的には、積分球2は、図2に示すように、例えば、積分球本体21と、光源部22と、トラップ機構23とを備えて構成されている。
The integrating
積分球本体21は、高拡散および高反射率の内面を備えた中空の球体部材である。積分球本体21の内壁には、前記高拡散および高反射率を実現するために、例えば、酸化マグネシウム(MgO)や硫酸バリウム(BaSO2)等の白色拡散反射塗料が塗布されている。そして、積分球本体(球体部材)21には、試料用開口部211と、光源用開口部212と、測定用開口部213と、トラップ用開口部214とがそれぞれ所定の大きさ(面積)で開口(穿孔)されている。
The integrating
光源用開口部212には光源部22が臨まれており、光源用開口部212は、光源部22から放射された光(光束)を積分球本体(球体部材)21内に導くために、積分球本体21の所定箇所に形成された開口(孔)である。試料用開口部211には、試料1を測定する場合に、試料1が臨まれており、試料用開口部211は、積分球本体21内に導かれた光源部22からの光が積分球本体21内で拡散反射することによって得られた拡散照明光を試料1へ照射するために、積分球本体21の所定箇所に形成された開口(孔)である。測定用開口部213には、第1分光部3が臨まれており、試料1からの反射光を第1分光部3へ導くために、積分球本体21の所定箇所に形成された開口(孔)である。測定用開口部213は、8゜受光のd/8光学系の場合では、試料1における試料面の法線に対して+8゜方向に相当する積分球本体21の部分領域に形成されている。この試料面は、より具体的には、試料用開口部211に試料1が配設された場合に、試料1の試料面と仮想される面であり、通常、試料用開口部211の開口面に略一致するものである。トラップ用開口部214には、トラップ機構23が臨まれており、試料1の正反射光を積分球本体21の外部へ導くために、積分球本体21の所定箇所に形成された開口(孔)である。本実施形態では、8゜受光のd/8光学系であって、測定用開口部213が試料1における試料面の法線に対して+8゜方向に相当する積分球本体21の部分領域に形成されていることに応じて、試料1における試料面の法線に対して−8゜方向に相当する積分球本体21の部分領域に形成されている。
The
光源部22は、積分球本体21の光源用開口部212に臨むように配置され、積分球本体21内に光(光束)を供給する装置である。光源部22は、例えば、ランプ221と、反射部材222とを備えて構成される。ランプ221は、例えばキセノンランプ等の、連続スペクトルの分光分布を持つ光を発光することができる発光素子である。反射部材222は、ランプ221で発光した光のうち、ランプ221から光源用開口部212へ向かう方向と反対方向に放射される光を光源用開口部212へ向かうように反射する反射傘である。この反射部材222によって、ランプ221で発光した光のうちの積分球本体21へ入射される光量が増大される。また、より効率よく反射すべく、反射部材222は、放物面を持つ反射鏡であって、ランプ221が前記放物面の略焦点位置に配設されることが好ましい。光源部22のランプ221で発光した光は、光源用開口部212を介して積分球本体21内に入射され、積分球本体21内で多重に拡散反射することで白色の拡散照明光が生成され、試料用開口部211を介して試料1を照明する。
The
トラップ機構23は、試料1の反射光における第1分光部3に導光される成分に対する正反射光を、演算制御部4の制御に応じて、積分球本体21の外部に放射させるとともに積分球本体21内へ拡散反射させるための部材である。このトラップ機構23の動作に応じて、正反射光を含む第1拡散照明条件(SCI拡散照明条件)および前記正反射光を含まない第2拡散照明条件(SCE拡散照明条件)のいずれか一方の条件(状態)が実現される。
The
トラップ機構23は、例えば、図2に示すように、開閉部材231と、アクチュエータ232と、アーム233とを備えて構成される。開閉部材231は、積分球本体21のトラップ用開口部214を閉状態または開状態とするための部材である。開閉部材231は、例えば、トラップ用開口部214を閉塞可能な形状の板状部材であり、その内側面は、例えば、前記白色拡散反射塗料が塗布され、積分球本体21の内壁面と光学的に略同様な性状とされている。アクチュエータ232は、開閉部材231を開閉動作させるべく、演算制御部の制御に応じて駆動し、駆動力を生じる例えばモータ等の装置である。アーム233は、開閉部材231を開閉動作させるべく、アクチュエータ232で生じた駆動力を開閉部材231に伝達するための例えばロッド状の部材である。アーム233の一方端部は、アクチュエータ232の回転軸に固定されるとともに、その他方端は、開閉部材231の背面に固定されており、アーム233によってアクチュエータ232と開閉部材231とが相互に連結される。
For example, as shown in FIG. 2, the
演算制御部4の制御によってアクチュエータ232が駆動され、アーム233を介して開閉部材231が移動し、これによって開閉部材231でトラップ用開口部214が閉塞されてトラップ用開口部214が閉状態とされると、図5(A)に示すように、前記正反射光は、開閉部材231の内面で拡散反射し、正反射光を含む第1拡散照明条件(SCI拡散照明条件)が実現される。一方、演算制御部4の制御によってアクチュエータ232が駆動され、アーム233を介して開閉部材231が移動し、これによってトラップ用開口部214から開閉部材231が待避され、トラップ用開口部214が開状態とされると、図5(B)に示すように、前記正反射光は、トラップ用開口部214を介して積分球本体21内から外部へ放射され、正反射光を含まない第2拡散照明条件(SCE拡散照明条件)が実現される。なお、このトラップ用開口部214の開状態では、トラップ用開口部214を介して積分球本体21内から外部へ放射される光が開閉部材231によって再び積分球本体21内へ導光されない位置に、開閉部材231は、待避される。
The
第1分光部3は、試料1からの反射光を積分球本体21の測定用開口部213を介して受光し、この反射光を分光測定する分光計である。分光測定は、測定対象光の光強度を所定の波長間隔で波長ごとに測定するものである。本実施形態では、8゜受光のd/8光学系であることから、第1分光部3は、その光軸が試料1における試料面の法線に対して+8゜方向に一致するように配設される。
The first
第1分光部3は、より具体的には、例えば、図3に示すように、受光光学系31と分光ユニット32とを備えて構成される。
More specifically, the first
受光光学系31は、例えば1または複数枚のレンズ等から構成され、積分球本体21の測定用開口部213を介して入射される試料1からの反射光(試料面の法線に対して+8゜方向の光成分)を分光ユニット32へ導く光学素子である。分光ユニット32は、受光光学系31によって導光された試料1からの反射光を分光測定する測定装置であり、例えば、スリット板321と、反射鏡323と、回折格子324と、測定用アレイセンサ325とを備えて構成されている。スリット板321は、測定用アレイセンサ325に入射される反射光を規制するスリット3211が形成された板状部材である。反射鏡323は、スリット板321のスリット3211を介して入射された反射光を回折格子324へ反射する凹面鏡である。回折格子324は、反射鏡323で反射された反射光を回折することによって該反射光を所定の波長間隔で波長ごとに分光し、測定用アレイセンサ325へ導く光学素子である。測定用アレイセンサ325は、回折格子324により分光される波長方向に一列に配列された複数の光電変換素子を備えて構成され、各光電変換素子がそれぞれ互いに異なる波長の光を受光し、これら受光した各光の光強度に応じた各電気信号を出力する素子である。
The light receiving
受光光学系31によって導光された試料1からの反射光は、スリット板321のスリット3211で規制されて反射鏡323に入射され、反射鏡323で反射されて回折格子324に入射され、回折されて分光され、測定用アレイセンサ325に入射される。測定用アレイセンサ325の受光面には、スリット3211の分散像が結像される。測定用アレイセンサ325では、各光電変換素子が反射光の分散光を光電変換し、試料1からの反射光の分光強度に応じた電気信号を出力する。なお、反射鏡323および回折格子324は、反射型凹面回折格子に代えてもよい。
The reflected light from the
演算制御部4は、分光特性測定装置S全体の動作を司る回路である。演算制御部4は、例えば、図4に示すように、アナログ/ディジタル変換部(A/D部)41と、インプット/アウトプット部(I/O部)42と、制御部43と、発光駆動部44と、照明条件切替駆動部45とを備えて構成される。
The arithmetic control unit 4 is a circuit that controls the operation of the entire spectral characteristic measuring apparatus S. For example, as shown in FIG. 4, the arithmetic control unit 4 includes an analog / digital conversion unit (A / D unit) 41, an input / output unit (I / O unit) 42, a
A/D部41は、アナログ信号を所定ビット数のディジタル信号に変換する回路である。A/D部41は、第1分光部3の測定用アレイセンサ325と第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525とI/O部42とに接続され、第1分光部3の測定用アレイセンサ325から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換してI/O部42へ出力するとともに、第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換してI/O部42へ出力する。
The A /
I/O部42は、インタフェース回路であり、A/D部41と、発光駆動部44と、照明条件切替駆動部45と、制御部43とに接続される。I/O部42は、測定用アレイセンサ325の出力信号に起因してA/D部41から出力された信号(測定分光出力信号)を制御部43で処理可能な形式に変換して制御部43へ出力するとともに、光源モニタ用アレイセンサ525の出力信号に起因してA/D部41から出力された信号(モニタ分光出力信号)を制御部43で処理可能な形式に変換して制御部43へ出力する。I/O部42は、光源部22におけるランプ221の発光動作を制御すべく、制御部43から出力された制御信号(発光制御信号)を発光駆動部44で処理可能な形式に変換して発光駆動部44へ出力する。そして、I/O部42は、トラップ機構23における開閉部材231の開閉動作を制御すべく、制御部43から出力された制御信号(開閉制御信号)を照明条件切替駆動部45で処理可能な形式に変換して照明条件切替駆動部45へ出力する。
The I /
発光駆動部44は、I/O部42を介して制御部43から入力された発光制御信号に従って光源部22のランプ221に駆動電力を供給し、光源部22のランプ221に発光制御信号に従った発光を行わせる駆動回路である。
The light
照明条件切替駆動部45は、I/O部42を介して制御部43から入力された開閉制御信号に従ってトラップ機構23のアクチュエータ232に駆動電力を供給し、アーム233を介してトラップ機構23の開閉部材231に開閉制御信号に従った開閉動作を行わせる駆動回路である。
The illumination condition switching
制御部33は、分光特性測定装置S全体の動作を制御すべく、例えば制御プログラムに従って発光制御信号や開閉制御信号等の制御信号を生成するとともに、反射特性や分光特性を得るべく、例えば信号処理プログラムに従って測定用アレイセンサ325の出力信号や光源モニタ用アレイセンサ525の出力信号等の信号を所定の処理手順に従って演算処理し、反射特性や分光特性を得る回路である。制御部33は、例えば、図4に示すように、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置)431と、ROM(Read Only Memory)432と、RAM(Random Access Memory)433とそれらの周辺回路とを備えて構成される。ROM432は、不揮発性の記憶素子であり、前記制御プログラムや前記信号処理プログラム等の所定の各種プログラムや、後述する加重平均の重みw等の前記各種プログラムを実行するために必要な各種データを格納(記憶)するものである。ROM432には、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の書き換え可能な不揮発性の記憶素子が含まれてよい。CPU431は、制御プログラムに従って動作し、発光制御信号や開閉制御信号等の制御信号を生成するとともに、信号処理プログラムに従って動作し、測定用アレイセンサ325の出力信号や光源モニタ用アレイセンサ525の出力信号等の信号に基づいて反射特性や分光特性等を求めるものである。RAM433は、前記各種プログラムの実行中に生じるデータ等を記憶する、いわゆるCPU431のワーキングメモリである。
The control unit 33 generates control signals such as a light emission control signal and an open / close control signal in accordance with a control program, for example, in order to control the overall operation of the spectral characteristic measuring apparatus S, and in order to obtain reflection characteristics and spectral characteristics, for example, signal processing. This is a circuit that obtains reflection characteristics and spectral characteristics by calculating and processing signals such as the output signal of the
そして、積分球本体21の所定箇所には、例えば光ファイバ等のライトガイドの受光部が臨まれており(図略)、拡散照明光の一部が前記ライトガイドによって第2分光部5へ導かれるように構成されている。第2分光部5は、第1分光部3と同様に構成されており、前記ライトガイドによって導かれた前記拡散照明光の一部をその光源モニタ用アレイセンサ525で受光して分光測定することによって、前記拡散照明光をモニタする分光計である。第1分光部3の分光測定中に第2分光部5によって前記拡散照明光を略同時にモニタすることで、測定中における光源部22の光強度変動を補正することができる。
A light guide light receiving portion such as an optical fiber is faced at a predetermined position of the integrating sphere main body 21 (not shown), and a part of the diffuse illumination light is guided to the
入力部6は、外部からコマンド(命令)やデータ等を入力するための装置であり、例えばタッチパネルやキーボード等である。出力部7は、入力部6から入力されたコマンドやデータおよび制御部43の演算結果等を出力するための装置であり、例えばLCD(液晶ディスプレイ)や有機ELディスプレイ等である。
The input unit 6 is a device for inputting commands (commands), data, and the like from the outside, and is, for example, a touch panel or a keyboard. The
次に、実施形態における分光特性測定装置Sの動作について説明する。分光特性測定装置Sは、例えば、ユーザの操作によって入力部6から起動コマンドを受け付けると、制御プログラムや信号処理プログラム等の各種プログラムを実行する。分光反射率係数の演算に関し、信号処理プログラムの実行によって、CPU431には、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料1を測定した場合に、第1分光部3の出力信号および第2分光部5の出力信号に基づいて第1分光反射率係数を演算する図略の第1分光反射率係数演算部と、正反射光を含まない第2拡散照明条件で試料1を測定した場合に、第1分光部3の出力信号および第2分光部5の出力信号に基づいて第2分光反射率係数を演算する図略の第2分光反射率係数演算部と、これら第1分光反射率係数と第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める図略の分光反射率係数演算部とが機能的に構成される。そして、分光特性測定装置Sは、以下の動作によって、分光反射率係数を求め、この分光反射率係数に基づいて所定の分光特性を求める。
Next, the operation of the spectral characteristic measuring apparatus S in the embodiment will be described. For example, when the start-up command is received from the input unit 6 by a user operation, the spectral characteristic measurement apparatus S executes various programs such as a control program and a signal processing program. Regarding the calculation of the spectral reflectance coefficient, when the
図6は、実施形態における分光特性測定装置の動作を示すフローチャートである。図6において、ステップS11では、前記加重平均の重みwが設定される。このように分光特性測定装置Sが構成されることによって、ユーザは、測定に合った観察条件に応じた前記加重平均の重みwを設定することができ、見え方により近い測定を行うことが可能となる。より具体的には、分光特性測定装置Sの制御部43は、前記加重平均の重みwの設定を促す旨のメッセージを出力部7に出力し、入力部6からオペレータ等のユーザによって入力された前記加重平均の重みwの設定するための指示を受付け、この受け付けた指示に応じて前記加重平均の重みwを設定する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the spectral characteristic measuring apparatus according to the embodiment. In FIG. 6, in step S11, the weighted average weight w is set. By configuring the spectral characteristic measuring apparatus S in this way, the user can set the weighted average weight w according to the observation conditions suitable for the measurement, and can perform a measurement closer to the appearance. It becomes. More specifically, the
このユーザの指示は、例えば、次の各指示のいずれかであってよい。 This user instruction may be any of the following instructions, for example.
まず第1に、例えば、制御部43のROM432には、1または複数の観察条件ごとに観察条件名と前記加重平均の重みwとを相互に対応付けた重みテーブルが予め記憶されており、制御部43は、このROM432の重みテーブルを参照することによって出力部7に観察条件を出力する。この出力には、観察条件ごとに前記加重平均の重みwも出力されてもよい。そして、前記指示は、ユーザによって指定された、この出力部7に出力された観察条件のうちのいずれか1つの選択である。ユーザによる選択指示を入力部6から受け付けることによって、制御部43は、この受け付けた選択指示の観察条件に対応する前記加重平均の重みwをROM432の重みテーブルから検索して読み出し、この読み出された値で前記加重平均の重みwを設定する。
First, for example, the
前記重みテーブルは、例えば、分光特性測定装置Sのメーカによって例えば製造段階や販売段階等に制御部43のROM432に予め記憶されてよい。このように分光特性測定装置Sが構成されることによって、ユーザは、測定に合った観察条件(観察条件名)を選択するだけで、適切な前記加重平均の重みwを設定することができ、見え方により近い測定を簡易に行うことができる。また例えば、前記重みテーブルは、分光特性測定装置Sで測定(最初使用開始時の測定あるいは使用開始後の測定)を開始する以前に、ユーザによって作成され、このユーザによって作成された前記加重平均の重みwが入力部6から分光特性測定装置Sに入力されることによって、制御部43のROM432に予め記憶されてもよい。このように分光特性測定装置Sが構成されることによって、ユーザは、測定に合った観察条件(観察条件名)を選択するだけで、適切な前記加重平均の重みwを設定することができるだけでなく、さらに、分光特性測定装置Sをユーザの使用用途に合うようにカスタマイズすることができ、見え方にさらにより近い測定を行うことが可能となる。
The weight table may be stored in advance in the
また例えば、第2に、制御部43のROM432には、1または複数の観察条件ごとに前記加重平均の重みwを対応付けた重みテーブルが予め記憶されており、制御部43は、このROM432の重みテーブルを参照することによって出力部7に観察条件ごとに前記加重平均の重みwを出力する。そして、前記指示は、ユーザによって指定された、この出力部7に出力された観察条件のうちのいずれか1つの選択であって、かつ、この選択された観察条件に対応する前記加重平均の重みwの補正量である。ユーザによる選択指示および補正量を入力部6から受け付けることによって、制御部43は、この受け付けた選択指示の観察条件に対応する前記加重平均の重みwをROM432の重みテーブルから検索して読み出し、この読み出された値を前記補正量で補正して前記加重平均の重みwを設定する。このように分光特性測定装置Sが構成されることによって、ユーザは、測定に合った観察条件に応じた前記加重平均の重みwを微調整しつつ設定することができ、見え方にさらにより近い測定を行うことが可能となる。
For example, secondly, the
また例えば、第3に、前記指示は、ユーザによって指定された前記加重平均の重みwの値そのものであってもよい。ユーザによる前記加重平均の重みwを入力部6から受け付けることによって、制御部43は、この受け付けた値で前記加重平均の重みwを設定する。このように分光特性測定装置Sが構成されることによって、ユーザは、測定に合った観察条件に応じた前記加重平均の重みwを設定あるいは微調整することができ、ユーザの見え方により近い測定を行うことが可能となる。
Also, for example, thirdly, the instruction may be the value of the weighted average weight w specified by the user. By receiving the weighted average weight w by the user from the input unit 6, the
この前記加重平均の重みwは、例えば、次の手法によって測定されて決定される。図7は、加重平均の重みの測定方法を説明するための図である。図8は、加重平均の重みの測定に使用される重み測定用チャートを示す図である。図9は、加重平均の重みの測定に使用される光源ボックスの構成を示す斜視図である。図10は、光源ボックスにおける光源位置と観察窓から放射される正反射成分強度との関係を説明するための図である。 The weight w of the weighted average is measured and determined by the following method, for example. FIG. 7 is a diagram for explaining a weighted average weight measurement method. FIG. 8 is a diagram showing a weight measurement chart used for measurement of the weighted average weight. FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a light source box used for measuring a weighted average weight. FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the light source position in the light source box and the intensity of the specular reflection component emitted from the observation window.
この前記加重平均の重みwの測定は、例えば、図7に示すように、メーカにおける測定室等によって形成される所定の空間SP内やユーザが実際に色評価を行う測定室(ブース)等において行われる。この所定の空間SP内には、所定の分光分布を持つ光源LTが配設され、この光源LTによる拡散反射光が重み測定用チャートCTを照射可能な位置に、この重み測定用チャートCTが配設され、分光特性測定装置Sによって測定したい測定対象物(試料1)を観察者OVが観察する場合にこの観察者OVが前記測定対象物を観察すると推定する観察方向DRに光軸が一致するように、図略の輝度計LMが配設される。 For example, as shown in FIG. 7, the weighted average weight w is measured in a predetermined space SP formed by a measurement room or the like in a manufacturer or in a measurement room (booth) where a user actually performs color evaluation. Done. A light source LT having a predetermined spectral distribution is disposed in the predetermined space SP, and the weight measurement chart CT is arranged at a position where the diffuse reflection light from the light source LT can irradiate the weight measurement chart CT. When the observer OV observes the measurement object (sample 1) to be measured by the spectral characteristic measuring apparatus S, the optical axis coincides with the observation direction DR that the observer OV estimates to observe the measurement object. As shown, a luminance meter LM (not shown) is provided.
光源LTは、任意の光源でよく、例えば、CIEによって規格化されている、A光源、C光源およびD光源(D55、D65、D75)等の標準光源であってよく、また例えば、蛍光灯や電球等の照明器具であってもよい。所定の空間SPや光源LTを適宜に設定することによって、屋外太陽光下における観察条件の前記加重平均の重みwを測定することができ、また室内、例えばショールームにおける観察条件の前記加重平均の重みwを測定することができる。 The light source LT may be an arbitrary light source, for example, a standard light source such as an A light source, a C light source, and a D light source (D55, D65, D75) standardized by the CIE. A lighting device such as a light bulb may be used. By appropriately setting the predetermined space SP and the light source LT, the weighted average weight w of the observation condition under outdoor sunlight can be measured, and the weighted average weight of the observation condition in a room, for example, a showroom w can be measured.
重み測定用チャートCTは、無彩色のペアであり、例えば、図8に示すように、艶有りサンプルを模した、所定の明度(例えば無彩色の黒L*=30相当)を備える第1明度見本(艶サンプル)BKと、艶消しサンプルを模した、互いに異なる複数の明度を備える第2明度見本(艶消しサンプル、グレースケール)GRとを備え、これら第1明度見本BKと第2明度見本GRとは、所定の間隔を空けて並置されている。第2明度見本GRの各明度には、前記加重平均の重みwが対応付けられており、白色から黒色へ順に前記重みwが0から1まで順に割り当てられている。図8に示す例では、第2明度見本GRは、11段階で互いに異なる11個の明度を備えており、白色から黒色へ順に前記重みwが0から1まで順に0.1刻みで割り当てられている。より具体的には、第1明度見本BKを基準に、分光測色計によって第1拡散照明光および第2拡散照明光でそれぞれ測定された各分光反射率係数Ri、Reから、前記重みwを0〜1の間で段階的に変化させた各分光反射率係数Rmが求められ、前記重みwの各値に対応した測色値(例えばL*a*b*)が求められ、この測色値が基準に一番近い色になるように第2明度見本GRにおける各明度が設定される。このように重み測定用チャートCTは、正反射光の影響が最も出やすい黒色が好ましい。 The weight measurement chart CT is a pair of achromatic colors. For example, as shown in FIG. 8, the first lightness having a predetermined lightness (equivalent to achromatic black L * = 30) imitating a glossy sample. A sample (glossy sample) BK and a second lightness sample (matte sample, gray scale) GR having a plurality of different brightness values imitating a matte sample, these first lightness sample BK and second lightness sample The GR is juxtaposed with a predetermined interval. Each lightness of the second lightness sample GR is associated with the weighted average weight w, and the weights w are sequentially assigned from 0 to 1 from white to black. In the example shown in FIG. 8, the second lightness sample GR has 11 lightness values different from each other in 11 stages, and the weight w is assigned in order of 0.1 from 0 to 1 in order from white to black. Yes. More specifically, based on the first brightness sample BK, the weight w is calculated from the spectral reflectance coefficients Ri and Re respectively measured with the first diffused illumination light and the second diffused illumination light by the spectrocolorimeter. Each spectral reflectance coefficient Rm changed stepwise between 0 and 1 is obtained, and a colorimetric value (for example, L * a * b * ) corresponding to each value of the weight w is obtained. Each lightness in the second lightness sample GR is set so that the value is the color closest to the reference. Thus, the weight measurement chart CT is preferably black, which is most susceptible to regular reflection light.
輝度計LMは、前記所定の観察方向において、この重み測定用チャートCTの第1明度見本BKを測定し、次に、第2明度見本GRの各明度を測定する。そして、第2明度見本GRの各明度における各測定値の中から、第1明度見本BKの測定値と最も一致する(近い)第2明度見本GRの明度を選択し、この選択した第2明度見本GRの明度に割り当てられている値を取得する。この取得した値で前記加重平均の重みwが設定される。 The luminance meter LM measures the first brightness sample BK of the weight measurement chart CT in the predetermined observation direction, and then measures each brightness of the second brightness sample GR. Then, the lightness of the second lightness sample GR that most closely matches (is close to) the measurement value of the first lightness sample BK is selected from the measurement values at each lightness of the second lightness sample GR, and this selected second lightness is selected. The value assigned to the brightness of the sample GR is acquired. The weighted average weight w is set with the acquired value.
この前記加重平均の重みwの測定では、(艶サンプルBKの正反射光を除いた色)+(目視観察の際の正反射光量)=(艶消しサンプルGRの色)が成立すると仮定されている。見え方の相違は、艶がある場合に、正反射光の強度が反射方向(観察方向)に依存することによって生じているが、前記仮定によって、この重み測定用チャートCTを用い、艶消しサンプルGRの各明度における各測定値の中から、艶サンプルBKの測定値と最も一致する(近い)艶消しサンプルGRの明度を選択することで、この観察方向における正反射光の強度が特定可能となり、前記加重平均の重みwを適切に設定することが可能となる。 In the measurement of the weight w of the weighted average, it is assumed that (color excluding specular reflection light of gloss sample BK) + (regular reflection light amount in visual observation) = (color of mat sample GR). Yes. The difference in appearance is caused by the fact that the intensity of the specularly reflected light depends on the reflection direction (observation direction) when it is glossy. By selecting the brightness of the matte sample GR that most closely matches (close to) the measurement value of the gloss sample BK from the measurement values of each brightness of the GR, the intensity of specular reflection light in this observation direction can be specified. The weighted average weight w can be set appropriately.
このように所定の空間SP内における所定の位置に配設された重み測定用チャートCTを輝度計LMで計測することによって、客観的に前記加重平均の重みwを測定することができる。 Thus, by measuring the weight measurement chart CT arranged at a predetermined position in the predetermined space SP with the luminance meter LM, the weighted average weight w can be objectively measured.
ここで、前記輝度計LMに代えて、実際に観察者OVがこの重み測定用チャートCTを観察し、この観察者が第1明度見本BKの見え方と最も一致する(近い)第2明度見本GRの明度を選択し、この選択した第2明度見本GRの明度に割り当てられている値で前記加重平均の重みwを設定してもよい。このように観察者OVが前記加重平均の重みwを設定することで、実際の見え方に則した前記加重平均の重みwを測定することができ、また前記輝度計LMの測定と合わせることで、前記輝度計LMの測定による前記加重平均の重みwを観察者OVの観察結果で微調整することができる。 Here, in place of the luminance meter LM, the observer OV actually observes the weight measurement chart CT, and this observer most closely matches (closes) the second lightness sample with the appearance of the first lightness sample BK. The lightness of the GR may be selected, and the weighted average weight w may be set with a value assigned to the lightness of the selected second lightness sample GR. Thus, by setting the weighted average weight w by the observer OV, the weighted average weight w in accordance with the actual appearance can be measured, and combined with the measurement of the luminance meter LM. The weighted average weight w measured by the luminance meter LM can be finely adjusted based on the observation result of the observer OV.
このように測定される前記加重平均の重みwは、例えば、互いに異なる複数の観察条件で測定され、上述の前記重みテーブルの形式で例えばEEPROM等の記憶部に記憶される。例えば、観察条件名がA光源とされ、この観察条件で測定された前記加重平均の各重みwが前記重みテーブルに登録され、また例えば、観察条件名がA車種用シュールームとされ、この観察条件で測定された前記加重平均の各重みwが前記重みテーブルに登録される。 The weighted average weight w thus measured is measured under a plurality of different observation conditions, for example, and stored in a storage unit such as an EEPROM in the above-described weight table format. For example, the observation condition name is A light source, each weight w of the weighted average measured under this observation condition is registered in the weight table, and for example, the observation condition name is A vehicle type shoe room. Each weight w of the weighted average measured under the condition is registered in the weight table.
この前記加重平均の重みwの測定では、上述したように、色の見え方が光源(照明光の分光分布)、照明位置、試料の表面状態、観察方向および観察者の個人差等の種々の観察条件によって左右されるため、この観察条件が安定していることが好ましい。すなわち、この観察条件の経時変化が無いことが好ましい。特に、この観察条件において、照明位置(光源位置)、試料の位置および観察方向の相対位置関係は、重要であり、これらの相対位置関係は、時間的に固定されていることが好ましい。このような安定した観察条件を実現すべく、光源ボックスを用いて前記加重平均の重みwが測定されてもよい。 In the measurement of the weighted average weight w, as described above, the color appearance varies depending on various factors such as the light source (spectral distribution of illumination light), illumination position, sample surface condition, observation direction, and individual differences among observers. Since it depends on the observation conditions, it is preferable that the observation conditions are stable. That is, it is preferable that this observation condition does not change with time. In particular, in this observation condition, the relative position relationship between the illumination position (light source position), the position of the sample, and the observation direction is important, and it is preferable that these relative position relationships are fixed in time. In order to realize such a stable observation condition, the weighted average weight w may be measured using a light source box.
この光源ボックス(色見ブース)BXは、正反射光を含む第1拡散照明条件で測定される第1分光反射率係数と前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で測定される第2分光反射率係数とを加重平均する場合に用いられる前記加重平均の重みwを決定するための装置であって、例えば、図9に示すように、例えば直方体形状の所定の筐体51と、筐体51内の所定位置に固定可能に設けられた所定の光源52と、筐体51内に設けられ、試料を配置するための配置部材53と、筐体51に設けられ、試料からの反射光を観察するための観察窓54とを備えている。
This light source box (color booth) BX has a first spectral reflectance coefficient measured under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light and a second diffused illumination condition that does not include the specularly reflected light. An apparatus for determining a weight w of the weighted average used when performing a weighted average of spectral reflectance coefficients, for example, as shown in FIG. A predetermined
筐体51の内面は、任意の光学特性を有する面であってよい。光源52は、光源LTと同様に、任意の光源でよく、例えば、CIEによる前記標準光源であってよく、また例えば、前記照明器具であってもよい。配置部材53は、試料が配置される板状部材であり、その試料配置面(上面)と筐体51の床面とが所定の角度となるように、筐体51の床面に対し所定の角度で配設される。なお、配置部材53の試料配置面には、試料の配置場所を規定すべく、試料の配置場所を指し示す配置マーカ53aを備えてもよい。また、光源52は、本実施形態では、観察窓54から放射される正反射成分の強度を変更すべく、筐体51内で所定の方向に移動可能に構成される。より具体的には、本実施形態では、例えば、光源52は、当該光源52における所定点(例えば中心点)と配置部材53の試料配置面における所定点(例えば中心点)とを結ぶ線分と、配置部材53の前記所定点(例えば中心点)と観察窓における所定点(例えば中心点)とを結ぶ線分との成す角を変更することができるように、図略の制御手段によって制御される図略の移動手段によって、観察窓54に対し離接する離接方向Drに移動可能に構成されている。前記制御手段は、例えば、マイクロコンピュータ等を備えて構成され、前記移動手段は、例えば、前記離接方向に光源52を案内するレールと、前記レールによって光源52を移動させる例えばアクチュエータやギア等を備えた移動機構とを備えて構成される。このように光源52を移動可能に構成することによって、例えば、図10(B)に示すように、光源52が配置部材53の略直上にある態様を基本態様とし、この場合における観察窓54から放射される正反射成分の強度を基準強度とした場合に、図10(A)に示すように、光源52が前記移動手段によって筐体51の天井面に沿って観察窓54に近くづく方向に移動させた場合(近接態様)には、観察窓54から放射される正反射成分の強度は、前記基準強度より強くなり、一方、図10(C)に示すように、光源52が前記移動手段によって筐体51の天井面に沿って観察窓54から離れる方向に移動させた場合(離間態様)には、観察窓54から放射される正反射成分の強度は、前記基準強度より小さくなる。このように光源52の配置位置を変更してその位置で固定することによって、観察窓54から放射される正反射成分の強度を変更することが可能となる。筐体51の内面の光学特性や光源52の配置位置を適宜に設定することによって、例えば、ユーザが実際に色評価を行うブース(測定室)における観察条件や、屋外太陽光下における観察条件や、ショールーム等の室内における観察条件を設定することができる。なお、本実施形態では、光源52は、図略の移動手段によって移動可能に構成されたが、前記離接方向に所定の間隔を空けて配設され、光源52と係合する複数の光源係合部材を備え、前記複数の光源係合部材のうちのいずれかの光源係合部材に光源52を係合することで、筐体51内で固定可能に所定の方向に移動することができるように構成されてもよい。
The inner surface of the
そして、所定の観察条件となるように光源52が前記移動手段で移動されて固定され、配置部材53上に重み測定用チャートCTが配置され、観察窓54を介して所定の観察方向から輝度計あるいは観察者OVによってこの重み測定用チャートCTが測定あるいは目視観察され、前記加重平均の重みwが測定される。
Then, the
このような光源ボックスBXでは、光源52が筐体51内の所定位置に固定可能に設けられ、配置部材53によって重み測定用チャートCTの配置場所も固定され、さらに観察窓54によって重み測定用チャートCTの観察方向も固定可能とされるので、光源(照明光の分光分布)、照明位置および観察方向の諸条件が特定され、より安定的に重み測定用チャートCTの測定あるいは観察することができ、より安定的に前記加重平均の重みwを決定することが可能となる。
In such a light source box BX, the
なお、このような光源ボックスBXにおいて、前記加重平均の重みwと光源52の配置位置との関係が予め実測され、この前記加重平均の重みwと光源52の配置位置との関係が前記図略の制御手段に例えばテーブル形式で格納され、図略の入力手段から前記加重平均の重みwの指定が例えばオペレータ等のユーザから受け付けられ、その受け付られた前記加重平均の重みwとなるように前記テーブルを参照して前記制御手段および前記移動手段によって光源52が移動されてもよい。前記テーブルは、例えば、観察窓54を介して輝度計LMによって測定された重み測定用チャートCTの第1明度見本BKの測定値が第2明度見本GRの各明度における各測定値となる光源52の各配置位置が探索されることで、作成される。これによって光源ボックスBXは、前記加重平均の所定の重みwを与える観察条件を前記入力手段から入力するだけで簡易に再現することが可能となる。
In such a light source box BX, the relationship between the weighted average weight w and the arrangement position of the
図6に戻って、ステップS12では、分光特性測定装置Sの白色校正を行うべく、分光特性測定装置Sの試料用開口部211に白色校正板がセット(配置)される。白色校正板は、分光放射輝度率が所定の標準特性となるように値付けされている。より具体的には、例えば、分光特性測定装置Sの制御部43は、白色校正板を試料用開口部211にセットするように促す旨のメッセージを出力部7に出力する。
Returning to FIG. 6, in step S <b> 12, a white calibration plate is set (arranged) in the sample opening 211 of the spectral characteristic measuring apparatus S in order to perform white calibration of the spectral characteristic measuring apparatus S. The white calibration plate is priced so that the spectral radiance factor has a predetermined standard characteristic. More specifically, for example, the
続いて、ステップS13では、分光特性測定装置Sの白色校正が行われる。この白色校正は、正反射光を含む第1拡散照明条件で前記白色校正板を測定した場合、および、正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記白色校正板を測定した場合の両ケースについてそれぞれ行われる。より具体的には、例えば、分光特性測定装置Sの制御部43は、前記ステップS12で前記メッセージを出力部7に出力した後に所定の時間だけ待機した場合に、あるいは、図略のセンサによって試料用開口部211に試料のセットを検知した場合に、白色校正が開始される。正反射光を含む第1拡散照明条件で前記白色校正板を測定する場合の白色校正(SCI白色校正)では、制御部43は、トラップ機構23を制御することによって開閉部材231でトラップ用開口部214を閉塞し、光源部22を制御することによってランプ221を発光させ、第1分光部3および第2分光部5からそれぞれ出力信号を取得し、これら第1分光部3および第2分光部5の各出力信号に基づいて例えば公知の常套手段によって白色校正を行う。ここで、第1分光部3には、試料1の表面からの反射光に正反射光を含んだ光が導光される。また、正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記白色校正板を測定する場合の白色校正(SCE白色校正)では、制御部43は、トラップ機構23を制御することによって開閉部材231を待避させてトラップ用開口部214を開口し、光源部22を制御することによってランプ221を発光させ、第1分光部3および第2分光部5からそれぞれ出力信号を取得し、これら第1分光部3および第2分光部5の各出力信号に基づいて例えば公知の常套手段によって白色校正を行う。ここで、第1分光部3には、試料1の表面からの反射光に正反射光を含まない光が導光される。
Subsequently, in step S13, white calibration of the spectral characteristic measuring apparatus S is performed. This white calibration is performed in both cases when the white calibration plate is measured under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light and when the white calibration plate is measured under the second diffuse illumination condition not including the specularly reflected light. Each is done. More specifically, for example, the
続いて、ステップS14では、分光特性測定装置Sで試料1の測定を行うべく、分光特性測定装置Sの試料用開口部211に試料1がセット(配置)される。より具体的には、例えば、分光特性測定装置Sの制御部43は、白色校正が終了した後に、白色校正板に代えて試料1を試料用開口部211にセットするように促す旨のメッセージを出力部7に出力する。
Subsequently, in step S14, the
続いて、ステップS15では、試料1の測定が行われる。この試料1の測定は、正反射光を含む第1拡散照明条件で試料1を測定する場合、および、正反射光を含まない第2拡散照明条件でこの試料1を測定する場合の両ケースについてそれぞれ行われる。より具体的には、例えば、分光特性測定装置Sの制御部43は、前記ステップS14で前記メッセージを出力部7に出力した後に所定の時間だけ待機した場合に、あるいは、図略のセンサによって試料用開口部211に試料のセットを不検知およびその後に検知した場合に、試料1の測定が開始される。正反射光を含む第1拡散照明条件で試料1を測定する場合(SCI測定)では、制御部43は、トラップ機構23を制御することによって開閉部材231でトラップ用開口部214を閉塞し、光源部22を制御することによってランプ221を発光させ、第1分光部3および第2分光部5からそれぞれ出力信号を取得する。第1分光部3には、試料1の表面からの反射光に正反射光を含んだ光が導光される。また、正反射光を含まない第2拡散照明条件でこの試料1を測定する場合(SCE測定)では、制御部43は、トラップ機構23を制御することによって開閉部材231を待避させてトラップ用開口部214を開口し、光源部22を制御することによってランプ221を発光させ、第1分光部3および第2分光部5からそれぞれ出力信号を取得する。第1分光部3には、試料1の表面からの反射光に正反射光を含まない光が導光される。
Subsequently, in step S15, the
続いて、ステップS16では、分光特性測定装置Sの制御部43における前記第1分光反射率係数演算部は、前記ステップS15でSCI測定によって取得された第1分光部3および第2分光部5の各出力信号に基づいて例えば式1によって第1分光反射率係数Riを求める。そして、分光特性測定装置Sの制御部43における前記第2分光反射率係数演算部は、前記ステップS15でSCE測定によって取得された第1分光部3および第2分光部5の各出力信号に基づいて例えば式2によって第2分光反射率係数Reを求める。
Ri(λ)=(Si(λ)/Sical(λ)・(Iical(λ)/Ii(λ)))・Wi(λ) ・・・(1)
ここで、SCI拡散照明条件において、Si(λ)は、波長λでの、第1分光部3の測定用アレイセンサ325で受光した分光光強度であり、Sical(λ)は、波長λでの、白色校正の際に第1分光部3の測定用アレイセンサ325で受光した分光光強度であり、Iical(λ)は、波長λでの、白色校正の際に第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525で受光した分光光強度であり、Ii(λ)は、波長λでの、第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525で受光した分光光強度であり、そして、Wi(λ)は、白色校正板の反射率である。
Re(λ)=(Se(λ)/Secal(λ)・(Iecal(λ)/Ie(λ)))・We(λ) ・・・(1)
ここで、SCE拡散照明条件において、Se(λ)は、波長λでの、第1分光部3の測定用アレイセンサ325で受光した分光光強度であり、Secal(λ)は、波長λでの、白色校正の際に第1分光部3の測定用アレイセンサ325で受光した分光光強度であり、Iecal(λ)は、波長λでの、白色校正の際に第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525で受光した分光光強度であり、Ie(λ)は、波長λでの、第2分光部5の光源モニタ用アレイセンサ525で受光した分光光強度であり、そして、We(λ)は、白色校正板の反射率である。
Subsequently, in step S16, the first spectral reflectance coefficient calculation unit in the
Ri (λ) = (Si (λ) / Sical (λ) · (Iical (λ) / Ii (λ))) · Wi (λ) (1)
Here, under the SCI diffuse illumination conditions, Si (λ) is the spectral light intensity received by the
Re (λ) = (Se (λ) / Secal (λ) · (Iecal (λ) / Ie (λ))) · We (λ) (1)
Here, in the SCE diffuse illumination condition, Se (λ) is the spectral light intensity received by the
続いて、ステップS17では、分光特性測定装置Sの制御部43における前記分光反射率係数演算部は、前記ステップS16で演算された第1分光反射率係数Riと第2分光反射率係数Reとを前記ステップS11で設定した重みwを用いて加重平均することによって分光反射率係数Rmを求める。すなわち、分光特性測定装置Sの制御部43における前記分光反射率係数演算部は、式3によって分光反射率係数Rmを求める。
Subsequently, in step S17, the spectral reflectance coefficient calculation unit in the
Rm(λ)=w・Ri(λ)+(1−w)・Re(λ) ・・・(3)
ここで、重みwは、0<w<1である。
Rm (λ) = w · Ri (λ) + (1−w) · Re (λ) (3)
Here, the weight w is 0 <w <1.
そして、制御部43は、この求めた分光反射率係数Rmに基づいて試料1の所定の分光特性、例えば本実施形態では所定の表色系における色値を求める。この求めた試料1の分光特性は、制御部43によって出力部7に出力される。なお、この出力部7には、この試料1の分光特性を演算する際に用いられた前記加重平均の重みwや観察条件等も合わせて出力されてよい。
And the
本実施形態にかかる分光特性測定装置は、このように動作するので、見え方により近い分光反射率係数を測定することができ、この分光反射率係数に基づいて試料1の分光特性を測定することができる。したがって、見え方により近い試料1の分光特性が得られ、目標の色に試料1の色を合わせる試料1の色合わせがよくなる。
Since the spectral characteristic measuring apparatus according to the present embodiment operates in this way, it can measure the spectral reflectance coefficient closer to the appearance, and measure the spectral characteristics of the
次に、一測定結果について説明する。図11は、所定の試料における分光反射率係数を示す図である。図11において、比較的太い実線は、SCI分光反射率係数を示し、比較的細い実線は、SCE分光反射率係数を示し、破線は、前記加重平均の重みwが0.5である場合の分光反射率係数を示す。図12は、所定の試料におけるL*a*b*表色系の測色値を示す図である。 Next, one measurement result will be described. FIG. 11 is a diagram showing the spectral reflectance coefficient in a predetermined sample. In FIG. 11, the relatively thick solid line indicates the SCI spectral reflectance coefficient, the relatively thin solid line indicates the SCE spectral reflectance coefficient, and the broken line indicates the spectral when the weighted average weight w is 0.5. The reflectance coefficient is shown. FIG. 12 is a diagram showing colorimetric values of the L * a * b * color system in a predetermined sample.
所定の試料1をSCI拡散照明条件(第1拡散照明条件)で測定すると、そのSCI分光反射率係数(第1分光反射率係数)は、例えば、図11で太い実線で表すプロファイルとなり、その測色値は、例えば、図12に示すように、データ名がデータ1のL*=34.07、a*=8.61、b*=−34.80となる。一方、この所定の試料1(同一の試料1)をSCE拡散照明条件(第2拡散照明条件)で測定すると、そのSCE分光反射率係数(第2分光反射率係数)は、例えば、図11で細い実線で表すプロファイルとなり、その測色値は、例えば、図12に示すように、データ名がデータ2のL*=22.50、a*=10.28、b*=−46.95となる。なお、SCI拡散照明条件での測定値とSCE拡散照明条件での測定値との偏差は、△L*=11.57、△a*=−1.67、△b*=−12.15、△E*ab=16.85となる。すなわち、SCE分光反射率係数は、SCI分光反射率係数より全波長に亘って小さな値となり、鮮やかな見え方を示す。言い換えれば、SCI分光反射率係数は、SCE分光反射率係数より全波長に亘って大きな値となり、白っぽい見え方を示す。
When a
一方、上述したように、ユーザ(人)は、試料1を目視で色評価する場合、無意識に照明光の影響を無くして試料本来の色を観察すべく、一般に、試料表面で反射する照明光の正反射光をやや外して観察する。したがって、目視観察は、SCI拡散照明条件とSCE拡散照明条件との間における正反射光を中途半端に除去した拡散照明条件で試料1を観察していることになる。この結果、ユーザに不一致感を引き起こし、「目視では色があっても測色系の測色計では色が合わない」、逆に「目視では色が合わなくても測色計の測色値では合う」などの事象が起こる。
On the other hand, as described above, when the user (person) evaluates the color of the
本実施形態の分光特性測定装置Sでは、第1分光反射率係数Riと第2分光反射率係数Reとを加重平均することによって分光反射率係数Rmを求めているので、例えば、前記加重平均の重みwを0.5に設定した場合に、図11で破線で示すプロファイルとなり、その測色値は、例えば、図12に示すように、データ名がデータ3のL*=29.03、a*=9.10、b*=−39.72となる。このように本実施形態の分光特性測定装置Sでは、SCI拡散照明条件のSCI分光反射率係数とCSE拡散照明条件のSCE分光反射率係数との間の分光反射率係数が得られ、見え方により近い分光反射率係数を測定することができる。なお、SCI拡散照明条件での測定値と加重平均による測定値との偏差は、△L*=5.04、△a*=−0.49、△b*=−4.92、△E*ab=7.06となっている。
In the spectral characteristic measuring apparatus S of the present embodiment, the spectral reflectance coefficient Rm is obtained by weighted averaging of the first spectral reflectance coefficient Ri and the second spectral reflectance coefficient Re. If you set the weight w to 0.5, becomes a profile shown by the broken line in FIG. 11, the colorimetric values, for example, as shown in FIG. 12, the data name of the
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.
S 分光特性測定装置
CT 重み測定用チャート
BX 光源ボックス
2 積分球
3 第1分光部
4 演算制御部
5 第2分光部
6 入力部
7 出力部
23 トラップ機構
43 制御部
45 照明条件切替駆動部
S Spectral Characteristic Measuring Device CT Weight Measurement Chart BX
Claims (6)
前記測定部で測定された第1分光反射率係数と第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める演算部とを備えること
を特徴とする反射特性測定装置。 Measurement of measuring the first spectral reflectance coefficient of the sample under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light and measuring the second spectral reflectance coefficient of the sample under the second diffuse illumination condition not including the specularly reflected light And
A reflection characteristic measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains a spectral reflectance coefficient by weighted averaging of the first spectral reflectance coefficient and the second spectral reflectance coefficient measured by the measuring section.
を特徴とする請求項1に記載の反射特性測定装置。 The reflection characteristic measuring apparatus according to claim 1, further comprising an input unit for inputting a weight of the weighted average.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射特性測定装置。 The reflection characteristic measuring apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit that stores a weight table indicating a correspondence relationship between the observation condition name of the sample and the weighted average weight.
所定の筐体と、
前記筐体内の所定位置に固定可能に設けられた所定の光源と、
前記筐体内に設けられ、試料を配置するための配置部材と、
前記筐体に設けられ、前記試料からの反射光を観察するための観察窓とを備えること
を特徴とする光源ボックス。 When the first spectral reflectance coefficient measured under the first diffuse illumination condition including specularly reflected light and the second spectral reflectance coefficient measured under the second diffuse illumination condition not including the specularly reflected light are weighted averaged A light source box for determining the weight of the weighted average used,
A predetermined housing;
A predetermined light source provided so as to be fixed at a predetermined position in the housing;
An arrangement member provided in the housing for arranging the sample;
A light source box, comprising: an observation window provided in the housing for observing reflected light from the sample.
前記反射率測定部は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の反射特性測定装置であること
を特徴とする分光特性測定装置。 In a spectral characteristic measuring apparatus comprising a reflectance measuring unit for obtaining a spectral reflectance coefficient of a sample, and a spectral characteristic measuring unit for obtaining a spectral characteristic of the sample based on the spectral reflectance coefficient,
The spectral characteristic measuring device according to claim 1, wherein the reflectance measuring unit is the reflective characteristic measuring device according to claim 1.
前記正反射光を含まない第2拡散照明条件で前記試料の第2分光反射率係数を測定するSCE測定工程と、
前記SCI測定工程で測定された第1分光反射率係数と前記SCE測定工程で測定された第2分光反射率係数とを加重平均することによって分光反射率係数を求める演算工程とを備えること
を特徴とする反射特性測定方法。 An SCI measurement step of measuring a first spectral reflectance coefficient of the sample under a first diffuse illumination condition including specularly reflected light;
An SCE measurement step of measuring a second spectral reflectance coefficient of the sample under a second diffuse illumination condition not including the regular reflection light;
A calculation step of obtaining a spectral reflectance coefficient by weighted averaging of the first spectral reflectance coefficient measured in the SCI measurement step and the second spectral reflectance coefficient measured in the SCE measurement step. Reflective characteristic measurement method.
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JPH11228880A (en) * | 1998-02-16 | 1999-08-24 | Nisshinbo Ind Inc | Adjustment of gloss of coating material coinciding with visual appreciation in computer toning |
JP2003315154A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Minolta Co Ltd | Method and device for measuring color |
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