JP4932436B2 - Material information acquisition apparatus and material information acquisition method - Google Patents

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Description

本発明は、物体表面の質感を引き起こす原因となる物理的特性を計測する質感情報取得装置と、その物理的特性から得られる質感情報を取得する方法に関する。   The present invention relates to a texture information acquisition apparatus that measures physical characteristics that cause a texture on an object surface, and a method for acquiring texture information obtained from the physical characteristics.

従来、カメラやビデオ、フラットベッドスキャナなどにより、物体表面の色味やパターンなどをデジタイズして、質感の表現に利用している。光沢等は、視点や光源が動くことで見え方が変化する。その変化の度合いを質感として認識する物体表面に関しては、経験的に得られた手法で、人為的に情報量を付加して擬似的に質感を再現している。この質感に関する情報量を、不自然にならないように付加するには、レンダリングの理論の熟知と経験による巧みな技術が必要である。   Conventionally, the color and pattern of the surface of an object are digitized by a camera, video, flatbed scanner, etc., and used to express the texture. The appearance of gloss and the like changes as the viewpoint and light source move. For the object surface that recognizes the degree of change as a texture, the texture is artificially reproduced by artificially adding an amount of information by an empirically obtained method. In order to add this amount of information related to the texture so that it does not become unnatural, skillful technology based on familiarity and experience of rendering theory is required.

レンダリングする際に使用されるシェーディング情報を取得する装置が、例えば、特許文献1に提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes an apparatus that acquires shading information used when rendering.

特開2004−152015号公報JP 2004-152015 A

近年、コンピュータの処理能力の向上に伴って、コンピュータグラフィクスの技術も飛躍的に向上している。そして、さらにリアリスティックな画面を構成するには、質感表現の向上が必須である。   In recent years, with the improvement of computer processing capabilities, computer graphics techniques have also improved dramatically. In order to construct a more realistic screen, it is essential to improve the texture expression.

しかしながら、従来の物体表面の質感表現では、物体表面で本来生じている物理的現象を再現するために必要な情報量が圧倒的に不足している。これは、非平面の物体表面での質感情報に関係する物理的特性の計測が困難であること、及び膨大な量の質感情報を効率良く扱うための圧縮技術やレンダリング技術が確立されていないことが原因である。   However, the conventional representation of the texture of the object surface is overwhelmingly lacking in the amount of information necessary to reproduce the physical phenomenon that originally occurs on the object surface. This is because it is difficult to measure physical characteristics related to texture information on a non-planar object surface, and compression technology and rendering technology for efficiently handling a huge amount of texture information have not been established. Is the cause.

質感情報は、複雑な物理現象の総合的な結果として引き起こされるものである。このため、質感情報を計測するための技術が必要であるという認識が高まっている。さらに、その膨大な質感情報を効率良く取り扱うための圧縮技術、転送技術、検索技術も望まれている。   Texture information is caused as a comprehensive result of complex physical phenomena. For this reason, recognition that the technique for measuring texture information is required is increasing. Furthermore, a compression technique, a transfer technique, and a search technique for efficiently handling the enormous amount of texture information are also desired.

さらに、具体的に質感情報について説明する。現在、コンピュータグラフィクスなどにおける物体表面の質感表現は、テクスチャマッピングなどの擬似的な計算手法によって実現されている。これらのテクスチャ情報は、デジタルカメラ、デジタルビデオやフラットベッドスキャナなどで取得した物体表面情報を手作業で加工して利用している。   Furthermore, the texture information will be specifically described. Currently, the expression of the texture of an object surface in computer graphics or the like is realized by a pseudo calculation method such as texture mapping. The texture information is used by manually processing object surface information acquired by a digital camera, digital video, flatbed scanner, or the like.

本来、物体表面での質感とは、入射光や物体表面を見る方向などが変化したとき、色味や光沢が変化し、その“変化の度合い”として認識されるものである。これは表面の物理的微細構造、即ち、微細な凹凸、反射・屈折・透過・干渉などの光学応答特性などによって引き起こされる。   Originally, the texture on the object surface is recognized as the “degree of change” when the incident light, the direction of viewing the object surface, or the like changes in color or gloss. This is caused by the physical fine structure of the surface, that is, microscopic unevenness, optical response characteristics such as reflection, refraction, transmission and interference.

しかしながら、従来のカメラやスキャナなどの物体表面計測では、光源方向や検出方向が固定であるため、質感に関する情報量が圧倒的に不足している。また、コンピュータグラフィクスなどの製作では、この情報量不足を人為的・経験的な情報量付加によって補い、質感を擬似的に表現している。   However, in the conventional object surface measurement such as a camera or a scanner, the light source direction and the detection direction are fixed, and thus the amount of information regarding the texture is overwhelmingly insufficient. In the production of computer graphics and the like, this lack of information is compensated by adding artificial and empirical information, and the texture is expressed in a pseudo manner.

カメラ、ビデオでは3次元物体の表面計測が可能であるが、入射光や見る方向を任意に変化させることが困難である。また、フラットベッドスキャナでは高い解像度が得られるが、シート状の物体しか適用できず、大きさも限定される。また入射光や検出方向も固定である。   The camera and video can measure the surface of a three-dimensional object, but it is difficult to arbitrarily change the incident light and the viewing direction. Further, although a high resolution can be obtained with a flatbed scanner, only a sheet-like object can be applied, and the size is limited. Also, the incident light and the detection direction are fixed.

このように、従来技術では、物体の質感情報を的確に取得することが困難である。   As described above, it is difficult for the conventional technique to accurately acquire the texture information of the object.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、計測条件を組み合わせることで、詳細な物理的特性を得ることができ、リアルな質感を再現することができる質感情報取得装置及び質感情報取得方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and by combining measurement conditions, a detailed physical characteristic can be obtained, and a texture information acquisition apparatus and a texture information acquisition that can reproduce a realistic texture It aims to provide a method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光照射ステップと、
照明光を照明する照明条件を制御する照明条件制御ステップと、
計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出ステップと、
光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出条件制御ステップと、
照明条件と、光検出条件と、検出された光学応答特性と、に基づき、検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、物体の表面の質感情報を算出する演算制御ステップとを有し、
照明条件は、照明光の照射方向と、波長領域と、偏向との少なくとも一つであり、
検出条件は、光学応答特性の検出方向と、時間変化と、波長シフトとの少なくとも一つであり、
照明条件と検出条件との少なくとも一方に基づいて、算出された質感情報を圧縮する圧縮ステップをさらに有し、
圧縮ステップにおいて、
物体の表面における質感情報が、特定の計測条件の変化に対して依存性が所定値よりも小さいこと、連続的に変化すること、特定の物理法則に従って変化することのうちの少なくともいずれか一つのとき、
質感情報の変化の特徴に基づいて情報圧縮率を設定することを特徴とする質感情報取得方法を提供できる。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a light irradiation step of irradiating illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on an object;
An illumination condition control step for controlling the illumination condition for illuminating the illumination light;
A light detection step for detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
A light detection condition control step for controlling a light detection condition for detecting an optical response characteristic;
An arithmetic control step for calculating texture information on the surface of the object using a change in the optical response characteristics related to the plurality of detected wavelengths based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics. Yes, and
The illumination condition is at least one of the irradiation direction of the illumination light, the wavelength region, and the deflection,
The detection condition is at least one of a detection direction of the optical response characteristic, a time change, and a wavelength shift.
A compression step of compressing the calculated texture information based on at least one of the illumination condition and the detection condition;
In the compression step,
The texture information on the surface of the object is at least one of a dependency smaller than a predetermined value with respect to a change in a specific measurement condition, a continuous change, and a change according to a specific physical law. When
It is possible to provide a texture information acquisition method characterized in that the information compression rate is set based on the change feature of the texture information.

また、本発明の好ましい態様によれば、照明条件制御ステップは照明条件を変化させるように制御する、または/および、光検出条件制御ステップは光検出条件を変化させるように制御することを特徴とする。  According to a preferred aspect of the present invention, the illumination condition control step is controlled to change the illumination condition, and / or the light detection condition control step is controlled to change the light detection condition. To do.

また、本発明の好ましい態様によれば、演算制御ステップは、複数の波長に関する光学応答特性の変化からなる軌跡の形状または軌跡が変化する速度によって物体の表面の質感情報を算出することが望ましい。  Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the calculation control step calculates the texture information of the surface of the object based on the shape of the trajectory composed of changes in optical response characteristics related to a plurality of wavelengths or the speed at which the trajectory changes.

また、本発明の好ましい態様によれば、演算制御ステップは、色度図における複数の波長に関する光学応答特性の変化を求めることを特徴とすることが望ましい。  According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the calculation control step obtains a change in optical response characteristics regarding a plurality of wavelengths in the chromaticity diagram.

また、本発明の好ましい態様によれば、光検出条件は光学応答特性を検出するときの受光角を含み、  Further, according to a preferred aspect of the present invention, the light detection condition includes a light receiving angle when detecting an optical response characteristic,
演算制御ステップは、さらに受光角を用いて物体の表面の状態を算出することが望ましい。  It is desirable that the calculation control step further calculates the state of the surface of the object using the light receiving angle.

また、本発明の好ましい態様によれば、光検出ステップにおいて、計測領域の少なくとも一部が重複するように複数の計測位置において計測し、  Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the light detection step, measurement is performed at a plurality of measurement positions so that at least a part of the measurement region overlaps,
演算制御ステップにおいて、重複して測定した領域における複数の計測位置の相対関係を算出して合成し、より広い面積の物体の表面の質感情報を算出することが望ましい。  In the calculation control step, it is desirable to calculate and combine the relative relationship between a plurality of measurement positions in the overlappingly measured region, and calculate the texture information of the surface of the object having a larger area.

また、本発明の好ましい態様によれば、物体の少なくとも計測位置を含む計測条件を設定する計測条件制御ステップをさらに有することが望ましい。  According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable to further include a measurement condition control step for setting a measurement condition including at least a measurement position of the object.

また、本発明の好ましい態様によれば、計測条件制御ステップは、照明条件制御ステップと、光検出条件制御ステップと同期制御することが望ましい。  According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the measurement condition control step is synchronously controlled with the illumination condition control step and the light detection condition control step.

また、本発明の好ましい態様によれば、圧縮ステップにおいて、  According to a preferred aspect of the present invention, in the compression step,
物体の表面における質感情報の方向依存性が所定値よりも小さいとき、照明光の照射方向の経度方向と、光学応答特性の検出方向の経度方向とに関して、所定の情報圧縮率を設定することが望ましい。  When the direction dependency of the texture information on the surface of the object is smaller than a predetermined value, a predetermined information compression rate can be set for the longitude direction of the illumination light irradiation direction and the longitude direction of the optical response characteristic detection direction. desirable.

また、本発明の好ましい態様によれば、圧縮ステップにおいて、  According to a preferred aspect of the present invention, in the compression step,
物体の表面における質感情報が連続的に変化するとき、照明光の照射方向の緯度方向と、光学応答特性の検出方向の緯度方向とに関して、所定の情報圧縮率を設定することが望ましい。  When the texture information on the surface of the object changes continuously, it is desirable to set a predetermined information compression rate for the latitude direction of the illumination light irradiation direction and the latitude direction of the optical response characteristic detection direction.

また、本発明の好ましい態様によれば、圧縮ステップにおいて、  According to a preferred aspect of the present invention, in the compression step,
物体の表面における質感情報の時間依存性が所定値よりも小さいとき、質感情報の時間変化に関して所定の情報圧縮率を設定することが望ましい。  When the time dependency of the texture information on the surface of the object is smaller than a predetermined value, it is desirable to set a predetermined information compression rate with respect to the temporal change of the texture information.

また、本発明の好ましい態様によれば、
物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光照射ステップと、
照明光を照明する照明条件を制御する照明条件制御ステップと、
計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出ステップと、
光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出条件制御ステップと、
照明条件と、光検出条件と、検出された光学応答特性と、に基づき、検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、物体の表面の質感情報を算出する演算制御ステップとを有し、
予め典型的な物体の表面の質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、
算出された質感情報と、テンプレート内の質感情報とを比較する比較ステップと、
比較ステップの結果、計測中の物体の表面の質感情報を予測し、各々のテンプレートに応じて最適な情報圧縮手法を適用することが望ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention,
A light irradiation step of irradiating illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on the object;
An illumination condition control step for controlling the illumination condition for illuminating the illumination light;
A light detection step for detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
A light detection condition control step for controlling a light detection condition for detecting an optical response characteristic;
An arithmetic control step for calculating texture information on the surface of the object using a change in the optical response characteristics related to the plurality of detected wavelengths based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics. Have
A template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of a typical object in advance;
A comparison step for comparing the calculated texture information with the texture information in the template;
As a result of the comparison step, it is desirable to predict the texture information of the surface of the object being measured, and to apply an optimum information compression method according to each template.

また、本発明の好ましい態様によれば、予め典型的な物体の表面の質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、  Further, according to a preferred aspect of the present invention, a template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of a typical object in advance,
算出された質感情報と、テンプレート内の質感情報とを比較する比較ステップと、  A comparison step for comparing the calculated texture information with the texture information in the template;
比較ステップの結果、計測中の物体の表面の質感情報を予測し、計測領域において全ての計測位置の計測を実施することなく、必要最低限の計測位置の計測で、物体表面の質感情報を取得することが望ましい。  As a result of the comparison step, the texture information on the surface of the object being measured is predicted, and the texture information on the object surface is obtained with the measurement of the minimum necessary measurement position, without measuring all measurement positions in the measurement area. It is desirable to do.

また、本発明によれば、物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光源と、
照明光を照明する照明条件を制御する光源制御部と、
計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出器と、
光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出器制御部と、
照明条件と、光検出条件と、検出された光学応答特性と、に基づき、検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、物体の表面の質感情報を算出する演算制御部とを有し、
演算制御部は、複数の波長に関する光学応答特性の変化からなる軌跡の形状または軌跡が変化する速度によって物体の表面の質感情報を算出し、
照明条件は、照明光の照射方向と、波長領域と、偏向との少なくとも一つであり、
検出条件は、光学応答特性の検出方向と、時間変化と、波長シフトとの少なくとも一つであり、
演算制御部は、照明条件と検出条件との少なくとも一方に基づいて、算出された質感情報を圧縮し、
圧縮において、
物体の表面における質感情報が、特定の計測条件の変化に対して依存性が所定値よりも小さいこと、連続的に変化すること、特定の物理法則に従って変化することのうちの少なくともいずれか一つのとき、
質感情報の変化の特徴に基づいて情報圧縮率を設定することを特徴とする質感情報取得装置を提供できる。
Further, according to the present invention, a light source that irradiates illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on an object;
A light source control unit for controlling the illumination conditions for illuminating the illumination light;
A photodetector for detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
A photodetector control unit for controlling a light detection condition for detecting an optical response characteristic;
An arithmetic control unit that calculates the texture information of the surface of the object using the change in the optical response characteristics related to the plurality of detected wavelengths based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics. Yes, and
The arithmetic control unit calculates the texture information of the surface of the object by the shape of the trajectory consisting of changes in the optical response characteristics for a plurality of wavelengths or the speed at which the trajectory changes,
The illumination condition is at least one of the irradiation direction of the illumination light, the wavelength region, and the deflection,
The detection condition is at least one of a detection direction of the optical response characteristic, a time change, and a wavelength shift.
The arithmetic control unit compresses the calculated texture information based on at least one of the illumination condition and the detection condition,
In compression,
The texture information on the surface of the object is at least one of a dependency smaller than a predetermined value with respect to a change in a specific measurement condition, a continuous change, and a change according to a specific physical law. When
It is possible to provide a texture information acquisition apparatus characterized in that an information compression rate is set based on a feature of change in texture information.

た、本発明の好ましい態様によれば、さらに計測条件制御部を有し、
計測条件制御部は、光源制御部と、光検出器制御部と同期制御することが望ましい。
Also, according to a preferred embodiment of the present invention further includes a measurement condition control unit,
The measurement condition control unit is desirably controlled synchronously with the light source control unit and the photodetector control unit.

本発明によれば、計測条件を組み合わせることで、詳細な物理的特性を得ることができ、リアルな質感を再現することができる質感情報取得装置及び質感情報取得方法を提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to provide a texture information acquisition apparatus and a texture information acquisition method capable of obtaining detailed physical characteristics by combining measurement conditions and reproducing a realistic texture. Play.

以下に、本発明に係る質感情報取得装置及び質感情報取得方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a texture information acquisition apparatus and a texture information acquisition method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図1は、本発明の質感情報取得装置の原理を示している。計測対象である物体OBの物体表面Sの一点である計測点Pに対して、非常に細く絞った細い平行光を入射光Linとして照射する。   FIG. 1 shows the principle of the texture information acquisition apparatus of the present invention. Thin parallel light that is very narrowly focused is irradiated as incident light Lin to a measurement point P that is one point of the object surface S of the object OB that is the measurement target.

光源入射角αは光源制御部102によって任意の方向に設定できる。計測点Pからは、その微細な凹凸や反射・屈折・透過・干渉・回折・吸収などの様々な物理的原因により、質感を特徴づける光学応答特性(以下、適宜、「光応答」という。)Loutが得られる。光検出器104は、光応答Loutを検出する。   The light source incident angle α can be set in an arbitrary direction by the light source control unit 102. From the measurement point P, the optical response characteristics characterizing the texture due to various physical causes such as fine unevenness and reflection / refraction / transmission / interference / diffraction / absorption (hereinafter referred to as “light response” as appropriate). Lout is obtained. The photodetector 104 detects the optical response Lout.

光検出器制御部105により、光応答検出角βを任意に設定することで、詳細な光応答Loutの時空間的構造を得ることができる。このとき、光源入射角αと光応答検出角βは、必ずしも同一平面上になくても良い。   By setting the optical response detection angle β arbitrarily by the photodetector control unit 105, a detailed spatiotemporal structure of the optical response Lout can be obtained. At this time, the light source incident angle α and the light response detection angle β are not necessarily on the same plane.

計測条件制御部101は、光源制御部102と光検出器制御部105と同期制御する。これにより、計測点Pの位置、計測時問などを制御する。   The measurement condition control unit 101 performs synchronous control with the light source control unit 102 and the photodetector control unit 105. Thereby, the position of the measurement point P, the measurement time, etc. are controlled.

光源入射角αと光応答検出角βを特定の条件にすることで、計測点Pの凹凸情報を得ることができる。得られた凹凸条件から、計測条件や光応答を補正することも可能である。計測条件制御部101は、用途に応じて必要な解像度や計測精度、計測時間を調整し、計測領域における計測点Pのプランニング(設定)を行う。   By setting the light source incident angle α and the light response detection angle β to specific conditions, the unevenness information of the measurement point P can be obtained. It is also possible to correct measurement conditions and optical responses from the obtained uneven conditions. The measurement condition control unit 101 adjusts necessary resolution, measurement accuracy, and measurement time according to the application, and performs planning (setting) of the measurement point P in the measurement region.

また、光源103としてレーザなどの励起光を用いることもできる。このとき、蛍光色素を負荷した生体組織を計測対象とすれば、計測領域における牛体活性の活動分布などを計測することも可能である。   Further, excitation light such as a laser can be used as the light source 103. At this time, if a biological tissue loaded with a fluorescent dye is a measurement target, it is also possible to measure the activity distribution of bovine body activity in the measurement region.

ここで、計測条件制御部101が制御するパラメータとして以下のものがある。
(1−1)計測点Pの位置(測定領域における効率の良い計測点走査の設定)
(1−2)計測時間(SN比とのトレードオフの解決)
(1−3)凹凸計測と表面の光学応答特性計測との切換え
Here, the parameters controlled by the measurement condition control unit 101 include the following.
(1-1) Position of the measurement point P (Efficient measurement point scan setting in the measurement region)
(1-2) Measurement time (solution of trade-off with SN ratio)
(1-3) Switching between unevenness measurement and surface optical response characteristic measurement

また、光源制御部102は、光源103が物体OBの計測点Pを照明する照明条件を変化させる。照明条件の例を以下に掲げる。
(2−1)照射方向、照射時間(ON−OFF時間)
(2−2)照射強度、波長、偏光状態
(2−3)NA(照射角度)、照射パターン(空間的なパターン、時間的なパターン等)
(2−4)レーザ光(励起光)、拡散光の切換え
Further, the light source control unit 102 changes the illumination condition for the light source 103 to illuminate the measurement point P of the object OB. Examples of lighting conditions are listed below.
(2-1) Irradiation direction, irradiation time (ON-OFF time)
(2-2) Irradiation intensity, wavelength, polarization state (2-3) NA (irradiation angle), irradiation pattern (spatial pattern, temporal pattern, etc.)
(2-4) Switching between laser light (excitation light) and diffused light

また、光検出器制御部105は、光検出器104が光学応答特性を検出する光検出条件を変化させる。光検出条件の例を以下に掲げる。
(3−1)検出方法、検出時間(ON−OFF時間)
(3−2)波長フィルタによる波長選択、偏光フィルタによる偏光選択
(3−3)NA(検出角)、絞りの径(検出強度)
(3−4)検出パターン(空間的なパターン、時間的なパターン等)
(3−5)蛍光、蓄光(波長、時間等のエネルギーのシフト)
Further, the photodetector control unit 105 changes the light detection condition under which the photodetector 104 detects the optical response characteristic. Examples of light detection conditions are listed below.
(3-1) Detection method, detection time (ON-OFF time)
(3-2) Wavelength selection by wavelength filter, polarization selection by polarization filter (3-3) NA (detection angle), aperture diameter (detection intensity)
(3-4) Detection pattern (spatial pattern, temporal pattern, etc.)
(3-5) Fluorescence, phosphorescence (shift of energy such as wavelength and time)

さらに、計測要求の例を以下に掲げる。
(4−1)計測解像度(計測点の大きさ)
(4−2)計測精度(計測点の時空間的なズレ、色味や光強度などの許容誤差等)
(4−3)計測時間(計測する物体の特定の状態を維持する等の制限等)
Examples of measurement requests are listed below.
(4-1) Measurement resolution (size of measurement points)
(4-2) Measurement accuracy (temporal and spatial deviation of measurement points, tolerances such as color and light intensity)
(4-3) Measurement time (restrictions such as maintaining a specific state of the object to be measured)

図2は、本発明の実施例2に係る質感情報取得装置200の概略構成を示している。光源103から射出された光は、レンズL1により平行光に変換される。平行光は、ハーフミラーHMを透過し、集光レンズL2により集光される。レンズL2は、第1のレンズに対応する。   FIG. 2 shows a schematic configuration of the texture information acquisition apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. The light emitted from the light source 103 is converted into parallel light by the lens L1. The parallel light passes through the half mirror HM and is collected by the condenser lens L2. The lens L2 corresponds to the first lens.

物体OBは、ステージ201上に載置されている。ステージ201は、直交する3軸方向に微小移動可能な精密3軸ステージである。ステージ201は、ステージ制御部202により駆動制御される。   The object OB is placed on the stage 201. The stage 201 is a precision three-axis stage that can move minutely in three orthogonal directions. The stage 201 is driven and controlled by the stage control unit 202.

ステージ201の位置を微調整することにより、集光レンズL2の焦点と、物体OBの表面S上の計測点Pとを一致させる。本実施例は、計測点Pへの任意の方向への入射光の照射を可能にする光源制御部を実現する例である。なお、ステージ制御部202が光源制御部の機能を有している。   By finely adjusting the position of the stage 201, the focal point of the condenser lens L2 and the measurement point P on the surface S of the object OB are matched. The present embodiment is an example of realizing a light source control unit that enables irradiation of incident light in an arbitrary direction to the measurement point P. The stage control unit 202 has a function of a light source control unit.

計測点Pからの光は、ハーフミラーHMで反射される。反射された光は、レンズL3により集光される。レンズL3は、第2の集光レンズに対応する。レンズL3は、集光レンズL2と同一の焦点距離を有する。   Light from the measurement point P is reflected by the half mirror HM. The reflected light is collected by the lens L3. The lens L3 corresponds to the second condenser lens. The lens L3 has the same focal length as the condenser lens L2.

レンズL3の焦点位置にピンホールPHを設置する。ピンホールPHは、集光レンズL2の所定位置、即ち焦点位置と略共役な位置に設けられていることになる。これにより、物体OBからのピンホールPHのある平面での光のスポット径が最も小さくなったときに光検出器104は最大応答を得ることができる。   A pinhole PH is installed at the focal position of the lens L3. The pinhole PH is provided at a predetermined position of the condenser lens L2, that is, a position substantially conjugate with the focal position. As a result, the photodetector 104 can obtain the maximum response when the spot diameter of light on the plane with the pinhole PH from the object OB becomes the smallest.

計測対象である物体OBを載置したステージ201の紙面上下方向の調整により、スポット径が最も小さくなったときが集光レンズL2の焦点と、測定対象の表面Sとが一致したときである。このとき、ステージ201の上下方向の移動量から凹凸情報を得ることができる。   When the spot diameter becomes the smallest by adjusting the stage 201 on which the object OB to be measured is placed in the vertical direction on the paper surface, the focal point of the condenser lens L2 and the surface S of the measurement object coincide. At this time, unevenness information can be obtained from the amount of movement of the stage 201 in the vertical direction.

次に、図3に基づいて、本発明の実施例2に係る質感情報取得装置300について説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Next, the texture information acquisition apparatus 300 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

光源103からの光は、レンズL1により平行光に変換される。平行光は、スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2とを通過する。   Light from the light source 103 is converted into parallel light by the lens L1. The parallel light passes through the slit disk DSK1 and the Nipou disk DSK2.

図4の(a)は、スリットディスクDSK1の構成を示している。円板状のスリットディスクDSK1には、一つのスリットSLTが形成されている。   FIG. 4A shows the configuration of the slit disk DSK1. One slit SLT is formed in the disk-shaped slit disk DSK1.

また、図4の(b)は、ニポウディスクDSK2の構成を示している。円板状のニポウディスクDSK2には、複数の開口部HLがらせん状に配列されて形成されている。   FIG. 4B shows the structure of the Niipou disc DSK2. A plurality of openings HL are spirally arranged in the disc-shaped Nipkow disc DSK2.

図3に戻って説明を続ける。スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2とは、集光レンズL2の光軸と同軸となるように配置されている。スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2とは、それぞれ光軸を中心として回転可能に構成されている。スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2との2つのディスクの組合せにより、平行光が通過する位置を任意に決定できる。   Returning to FIG. 3, the description will be continued. The slit disk DSK1 and the tip disk DSK2 are arranged so as to be coaxial with the optical axis of the condenser lens L2. The slit disk DSK1 and the tip disk DSK2 are each configured to be rotatable about the optical axis. The position through which the parallel light passes can be arbitrarily determined by the combination of the two discs, the slit disc DSK1 and the tip disc DSK2.

スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2とは、光源制御部、特に、集光レンズL2へ入射する光の位置を変化させる偏向部に対応する。偏光部は、集光レンズL2を透過した照明光が物体OBの計測点Pを照明する上述の照明条件を変化させる。   The slit disk DSK1 and the Nipkow disk DSK2 correspond to a light source control unit, in particular, a deflection unit that changes the position of light incident on the condenser lens L2. The polarization unit changes the above-described illumination condition in which the illumination light transmitted through the condenser lens L2 illuminates the measurement point P of the object OB.

平行光は、スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2とのいずれの位置を通過しても、集光レンズL2によって、集光レンズL2の焦点位置に集光する。集光レンズL2の焦点位置と、計測対象である物体OBの表面Sの計測点Pとを実施例1と同様のステージ駆動により、一致させる。   The parallel light is condensed at the focal position of the condenser lens L2 by the condenser lens L2, regardless of which position of the slit disk DSK1 and the tip disk DSK2. The focal position of the condenser lens L2 and the measurement point P on the surface S of the object OB to be measured are made to coincide with each other by the same stage drive as in the first embodiment.

これにより、スリットディスクDSK1とニポウディスクDSK2との2つのディスクの組合せで決まる平行光が通過する位置によって光源入射角α(図1参照)を制御できる。入射光が照射されると、計測点Pからは、その物理的特性によって光応答Lout(反射・屈折・透過・干渉・回折など)が発生する。   Accordingly, the light source incident angle α (see FIG. 1) can be controlled by the position through which the parallel light determined by the combination of the two disks, the slit disk DSK1 and the Nipkow disk DSK2, passes. When incident light is irradiated, an optical response Lout (reflection, refraction, transmission, interference, diffraction, etc.) is generated from the measurement point P due to its physical characteristics.

光応答Loutは、再度、集光レンズL2を透過することで平行光へ変換される。平行光へ変換された光は、ハーフミラーHMによって反射される。   The light response Lout is again converted into parallel light by passing through the condenser lens L2. The light converted into parallel light is reflected by the half mirror HM.

反射された光は、CCD301へ入射する。CCD301は、2次元的に光応答分布を検出できる。CCD301によって得られる光分布は、計測点Pにおける光応答の方向特性を示すことになる。   The reflected light is incident on the CCD 301. The CCD 301 can detect the light response distribution two-dimensionally. The light distribution obtained by the CCD 301 indicates the direction characteristic of the light response at the measurement point P.

ステージ201(精密3軸ステージ)の水平方向の直交する2軸(x軸、y軸)方向に移動によって、計測点Pを計測領域全域において任意に設定することができる。そして、計測領域全域で、同様の計測を繰り返して行う。これにより、物体OBの表面S全体の光応答特性宙、即ち質感情報を得ることができる。   The measurement point P can be arbitrarily set in the entire measurement region by moving the stage 201 (precision three-axis stage) in two horizontal (x-axis, y-axis) directions perpendicular to the horizontal direction. Then, the same measurement is repeated over the entire measurement region. Thereby, the light response characteristic space of the entire surface S of the object OB, that is, texture information can be obtained.

次に、本発明の実施例3に係る質感情報取得装置500について説明する。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例では、微小回転光源アレイと微小回転フォトダイオードアレイとを用いている。図5は、質感情報取得装置500の概略構成を示している。   Next, a texture information acquisition apparatus 500 according to Embodiment 3 of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In this embodiment, a micro-rotation light source array and a micro-rotation photodiode array are used. FIG. 5 shows a schematic configuration of the texture information acquisition apparatus 500.

本実施例の質感取得情報装置500は、本体部503とヘッドユニット515とから構成されている。本体部503は、計測条件制御部101と、演算制御部505とを有している。ヘッドユニット515は、少なくとも、後述する微小回転光源アレイと、光源制御部102と、後述する微小回転フォトダイオードアレイと、光検出器制御部105とを有し、一体的に構成されている。   The texture acquisition information apparatus 500 according to the present embodiment includes a main body 503 and a head unit 515. The main body unit 503 includes a measurement condition control unit 101 and an arithmetic control unit 505. The head unit 515 includes at least a minute rotation light source array, which will be described later, a light source control unit 102, a minute rotation photodiode array, which will be described later, and a photodetector control unit 105, and is configured integrally.

ヘッドユニット515は、可搬可能に構成されている。測定者(不図示)は、ヘッドユニット515を物体OBに近接、接触させることで、後述する手順により表面Sの質感情報を取得できる。また、ヘッドユニット515と本体部503とは、有線または無線(ワイヤレス)で通信可能に構成されている。   The head unit 515 is configured to be portable. A measurer (not shown) can acquire the texture information of the surface S by the procedure described later by bringing the head unit 515 close to and in contact with the object OB. In addition, the head unit 515 and the main body 503 are configured to be communicable by wire or wireless.

演算制御部505は、上述したような照明条件と、光検出条件と、計測条件と、検出された光学応答特性とに基づいて物体OBの表面Sの質感情報を算出する。   The arithmetic control unit 505 calculates the texture information of the surface S of the object OB based on the illumination condition, the light detection condition, the measurement condition, and the detected optical response characteristic as described above.

図6は、ヘッドユニット515の断面構成を示している。ヘッドユニット515は、複数の発光素子501a、501b・・・501eと、複数のフォトダイオード素子502a、502b・・・502eとを有している。   FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the head unit 515. The head unit 515 includes a plurality of light emitting elements 501a, 501b,... 501e and a plurality of photodiode elements 502a, 502b,.

各発光素子は、両持ちの細い梁(ヒンジ)で支えられ、所定方向に回転(傾斜)が可能な微小な構造体に、発光体や鏡などの光源を組み込んで構成されている。また、各フォトダイオード素子は、両持ちの細い梁(ヒンジ)で支えられ、所定方向に回転(傾斜)が可能な微小な構造体に、フォトダイオードなどの光検出器を組み込んで構成されている。   Each light emitting element is configured by incorporating a light source such as a light emitter or a mirror into a minute structure that is supported by thin beams (hinges) supported at both ends and can be rotated (tilted) in a predetermined direction. Each photodiode element is configured by incorporating a photodetector such as a photodiode into a minute structure that is supported by a thin beam (hinge) that is supported at both ends and that can rotate (tilt) in a predetermined direction. .

また、発光素子501a等とフォトダイオード素子502a等とは、それぞれMEMS技術により容易に製造することができる。   The light emitting element 501a and the like and the photodiode element 502a and the like can be easily manufactured by the MEMS technology.

以下、説明の便宜のため、適宜、発光素子501a等を「微小回転光源アレイ」と、フォトダイオード素子502a等を「微小回転フォトダイオードアレイ」と言う。   Hereinafter, for convenience of description, the light emitting elements 501a and the like are appropriately referred to as a “micro-rotation light source array”, and the photodiode elements 502a and the like are appropriately referred to as a “micro-rotation photodiode array”.

図7の(a)は、発光素子501aの断面構成を示している。発光素子501aは、発光部510と、レンズ520とを有している。また、図7の(b)に示すように、フォトダイオード素子502aは、3つのフォトダイオード530と、各フォトダイオード530に対応して配置されているカラーフィルタFB、FG、FRとを有している。カラーフィルタFBは、青色光を透過する。カラーフィルタFRは、赤色光を透過する。カラーフィルタFGは、緑色光を透過する。このように、フォトダイオードを複数に分割し、波長フィルタや偏光フィルタなどで検出する光応答から必要な情報(波長、偏光)だけを取り出すことも可能である。   FIG. 7A shows a cross-sectional configuration of the light-emitting element 501a. The light emitting element 501 a includes a light emitting unit 510 and a lens 520. Further, as shown in FIG. 7B, the photodiode element 502a includes three photodiodes 530 and color filters FB, FG, FR arranged corresponding to the photodiodes 530. Yes. The color filter FB transmits blue light. The color filter FR transmits red light. The color filter FG transmits green light. In this way, it is possible to divide the photodiode into a plurality of parts and to extract only necessary information (wavelength and polarization) from the optical response detected by the wavelength filter or the polarization filter.

ここで、微小回転光源アレイは、光源と光源制御部との機能を有している。即ち、微小回転光源アレイは、アレイ状に配置された複数の発光素子501a等の各々の照明条件、例えば方向、照射時間を変化させることができる。   Here, the micro-rotation light source array has functions of a light source and a light source control unit. That is, the micro-rotation light source array can change the illumination conditions, such as the direction and the irradiation time, of each of the plurality of light emitting elements 501a arranged in an array.

また、微小回転フォトダイオードアレイは、光検出器と光検出器制御部との機能を有している。即ち、光検出器制御部は、アレイ状に配置された複数のフォトダイオード素子502a等の各々の光検出条件、例えば、方向、検出時間を変化させることができる。   The micro-rotating photodiode array has functions of a photodetector and a photodetector control unit. That is, the photodetector control unit can change the light detection conditions, such as the direction and the detection time, of each of the plurality of photodiode elements 502a arranged in an array.

図8に示すように、発光素子501a等とフォトダイオード素子502a等とは、交互に2次元状に配置されている。そして、隣接する素子同士は、相互に垂直方向に回転するように構成されている。   As shown in FIG. 8, the light emitting elements 501a and the like and the photodiode elements 502a and the like are alternately arranged two-dimensionally. Adjacent elements are configured to rotate in the vertical direction.

発光素子501a等とフォトダイオード素子502a等共に、上述したようにヒンジにより支持されている。また、各素子には、駆動コイル801が形成されている。そして、例えば、静電引力により、各素子を回転(傾斜)駆動させることができる。   Both the light emitting element 501a and the photodiode element 502a and the like are supported by the hinge as described above. Each element is formed with a drive coil 801. For example, each element can be rotated (tilted) by electrostatic attraction.

この構成により、隣接する構造体と垂直方向に回転することによって、物体OBの表面Sを2方向へ走査できる。   With this configuration, the surface S of the object OB can be scanned in two directions by rotating in the direction perpendicular to the adjacent structure.

本実施例において、質感を取得する手順を説明する。まず、図9に示すように、1箇所の発光素子501cから計測点Pに方向を固定して光を照射する。この状態において、微小回転フォトダイオードアレイを回転方向に1回走査する。このとき、各々のフォトダイオード素子502a、502b・・・502eで、最大の検出強度を得た方向を最大検出方向とする。そして、演算制御部505は、微小回転フォトダイオードアレイ中の配置位置と最大検出方向とに基づいて計測点Pの凹凸情報を算出する。   In this embodiment, a procedure for acquiring a texture will be described. First, as shown in FIG. 9, light is irradiated from a single light emitting element 501c with the direction fixed to the measurement point P. In this state, the micro-rotation photodiode array is scanned once in the rotation direction. At this time, the direction in which the maximum detection intensity is obtained in each of the photodiode elements 502a, 502b,. Then, the arithmetic control unit 505 calculates the unevenness information of the measurement point P based on the arrangement position in the minute rotation photodiode array and the maximum detection direction.

次に、図10に示すように、算出された凹凸情報を考慮して、計測点Pに対して発光素子501a、501b・・・501eを切り換えながら、光を照射する。これにより、計測点Pへさまざまな角度で入射光を照射することができる。   Next, as shown in FIG. 10, light is irradiated while switching the light emitting elements 501a, 501b,... 501e with respect to the measurement point P in consideration of the calculated unevenness information. Thereby, incident light can be irradiated to the measurement point P at various angles.

それぞれの発光素子501a、501b・・・501eからの光の照射に対して、フォトダイオードアレイを1回走査して、その光応答の方向特性を得る。この手順による計測を計測領域全域について繰り返し行う。これにより、物体OBの表面S全体の凹凸情報と、光応答特性(質感情報)を得ることができる。   The photodiode array is scanned once in response to light irradiation from each of the light emitting elements 501a, 501b,... 501e, and the directional characteristics of the optical response are obtained. Measurement according to this procedure is repeated for the entire measurement region. Thereby, the unevenness information of the entire surface S of the object OB and the light response characteristics (texture information) can be obtained.

次に、演算制御部505が、質感情報を算出するに際して、得られた光学応答特性を効率よく圧縮する手順について説明する。物体OBの表面Sの計測点Pに対して、入射光をあらゆる方向から照射し、その光応答をあらゆる方向から検出する計測を実施すると、その情報量は膨大なものになってしまう。   Next, a procedure for efficiently compressing the obtained optical response characteristic when the arithmetic control unit 505 calculates the texture information will be described. If the measurement point P on the surface S of the object OB is irradiated with incident light from all directions and the optical response is detected from all directions, the amount of information becomes enormous.

ここで、例えば、計測対象である物体OBの表面Sが均一な面である場合、図11に示すように入射光の経度方向の変化に対して、光応答はあまり変化しない。このことを利用して、経度方向に高い圧縮率を設定することが可能になる。   Here, for example, when the surface S of the object OB to be measured is a uniform surface, the optical response does not change much with respect to the change in the longitude direction of the incident light as shown in FIG. Using this fact, it becomes possible to set a high compression rate in the longitude direction.

また、図12に示すように、入射光の緯度方向の変化に対しては、光応答は連続的に変化し、不連続に変化することは希である。このように、光応答が連続的に変化することが判明している場合、これに適した情報圧縮手法を利用することができる。   In addition, as shown in FIG. 12, the optical response changes continuously and rarely changes discontinuously with respect to the change of the incident light in the latitudinal direction. Thus, when it is found that the optical response changes continuously, an information compression method suitable for this can be used.

この他にも、隣接した計測点Pでは光応答も連続的に変化し易いこと、及び蓄光など時間的変化を持つ物体表面に関しても、その光応答の時間変化には連続性が期待できること等も情報圧縮に利用できる。   In addition to this, the optical response is likely to change continuously at adjacent measurement points P, and the continuity of the temporal change of the optical response can be expected for an object surface having temporal changes such as phosphorescence. Can be used for information compression.

このように、物体表面における物理的要因を考慮し、その性質として変化が少ない要因や連続的に変化する要因などに適した情報圧縮手法を用いることが望ましい。これにより、光応答に関する情報を高効率で圧縮できる。この結果、飛躍的にコンパクトで扱いやすい情報モデルにすることが可能になる。   As described above, it is desirable to use an information compression method suitable for a factor with little change or a continuously changing factor in consideration of physical factors on the object surface. Thereby, the information regarding an optical response can be compressed with high efficiency. As a result, it becomes possible to make the information model remarkably compact and easy to handle.

また、物体OBの表面Sにおける光学応答特性(質感情報)の典型的なテンプレートを用いることもできる。この場合、逐次、取得された光学応答特性とテンプレートとを比較することで、計測対象の物体OBの表面Sの材質、凹凸情報などを推定することができる。   Also, a typical template of optical response characteristics (texture information) on the surface S of the object OB can be used. In this case, by sequentially comparing the acquired optical response characteristics with the template, the material of the surface S of the object OB to be measured, unevenness information, and the like can be estimated.

テンプレートを用いるとき、まず、粗い解像度で計測する。次に、テンプレートとの比較に基づく推定結果に応じて、必要な計測点を再設定する。これにより、効率よく計測することができる。   When using a template, measurement is first made with a coarse resolution. Next, necessary measurement points are reset according to the estimation result based on the comparison with the template. Thereby, it can measure efficiently.

また、方向特性・解像度・量子化・符号化などの圧縮に関するパラメータ選定に関して、その推定が適正であると判断できるだけの計測結果が得られれば、そのテンプレートに従って、最も効率の良い圧縮パラメータセットを計測結果に適用することができる。   In addition, regarding the selection of parameters related to compression such as directional characteristics, resolution, quantization, and encoding, if the measurement results are sufficient to determine that the estimation is appropriate, the most efficient compression parameter set is measured according to the template. Can be applied to the results.

このように、光学応答特性(質感情報)の方向依存性とそれを利用した情報の高効率圧縮を行うことができる。   As described above, the direction dependency of the optical response characteristic (texture information) and high-efficiency compression of information using the same can be performed.

また、テンプレートを用いる質感情報圧縮方法では、以下のステップを有することが望ましい。
予め典型的な物体の表面の質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、算出された質感情報と、テンプレート内の質感情報とを比較する比較ステップと、比較ステップの結果、計測中の物体の表面の質感情報を予測し、各々のテンプレートに応じて最適な情報圧縮手法を適用するステップである。これにより、効率的に質感情報を圧縮できる。
Moreover, in the texture information compression method using a template, it is desirable to have the following steps.
A template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of a typical object in advance, a comparison step for comparing the calculated texture information with the texture information in the template, and a result of the comparison step, This is a step of predicting the texture information of the surface of the object and applying an optimal information compression method according to each template. Thereby, the texture information can be efficiently compressed.

さらに好ましくは、以下のステップを有することが望ましい。
予め典型的な物体の表面の質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、算出された質感情報と、テンプレート内の質感情報とを比較する比較ステップと、比較ステップの結果、計測中の物体の表面の質感情報を予測し、計測領域において全ての計測位置の計測を実施することなく、必要最低限の計測位置の計測で、物体表面の質感情報を取得するステップである。これにより、さらに、効率的に質感情報を圧縮できる。
More preferably, it is desirable to have the following steps.
A template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of a typical object in advance, a comparison step for comparing the calculated texture information with the texture information in the template, and a result of the comparison step, In this step, the texture information on the surface of the object is predicted, and the texture information on the surface of the object is acquired by measuring the minimum necessary measurement position without measuring all the measurement positions in the measurement region. As a result, the texture information can be more efficiently compressed.

ここで、質感情報の処理についての他の例をさらに説明する。
図13の(a)に示すように、表面のざらざら(凹凸のある状態、texturedな状態)した赤い色紙について、受光角φを様々に変えて計測する。図13の(b)は、このときの測定結果を示している。
Here, another example of the texture information processing will be further described.
As shown in (a) of FIG. 13, the measurement is performed by changing the light receiving angle φ in various ways with respect to the red colored paper having a rough surface (an uneven state or a textured state). FIG. 13B shows the measurement result at this time.

図14は、計測したスペクトル情報をxy色度図上に示したものである。xy色度図上においては、計測したスペクトル情報は直線状または曲線状の軌跡Lとなる。そして、軌跡Lの形状や、軌跡を描く速度を質感情報として用いることができる。   FIG. 14 shows the measured spectrum information on the xy chromaticity diagram. On the xy chromaticity diagram, the measured spectral information is a linear or curved locus L. And the shape of the locus | trajectory L and the speed which draws a locus | trajectory can be used as texture information.

例えば、滑らかな赤い色の表面を計測した場合、図15に示すように、軌跡Lはxy色度図の真ん中の領域(白色に対応)まで到達し、ハイライトが生じている。ハイライトになるのは、図13における受光角(計測条件)Eの前後の僅かな角度領域である。そして、受光角をさらにスキャンすると、軌跡Lは、xy色度図において急激に白色の領域に行き、すぐに赤色の領域に戻るように移動する。   For example, when a smooth red color surface is measured, as shown in FIG. 15, the locus L reaches the middle region (corresponding to white color) of the xy chromaticity diagram, and a highlight is generated. What is highlighted is a slight angle region before and after the light receiving angle (measurement condition) E in FIG. When the light receiving angle is further scanned, the locus L moves so as to suddenly go to the white region and immediately return to the red region in the xy chromaticity diagram.

また、ざらざらな赤い表面を計測した場合、図16に示すように、軌跡Lはxy色度図において、ハイライトは生じないで赤色の領域を移動(推移)する。図15、図16のいずれの場合も、軌跡Lは、xy色度図において直線状となる。そして、表面の滑らかさ、ざらざらの相違は、直線状の軌跡Lの点の動きで評価できる。   Further, when a rough red surface is measured, as shown in FIG. 16, the locus L moves (changes) in the red region without highlighting in the xy chromaticity diagram. In both cases of FIGS. 15 and 16, the locus L is linear in the xy chromaticity diagram. The difference between the smoothness of the surface and the roughness can be evaluated by the movement of the points on the linear locus L.

例えば、軌跡Lが直線状の場合、点の移動状態を、受光角φを媒介変数とし、φ=0°のときの計測したスペクトルの値がxy色度図上で(x、y)=(x0、y0)であったとすると、以下のように表すことができる。ただし、γは定数であり、xy色度図のx軸と軌跡Lとのなす角である。
x=cosγ・f(φ)+x0
y=sinγ・f(φ)+y0
For example, when the trajectory L is a straight line, the movement state of the point is set with the light receiving angle φ as a parameter, and the measured spectrum value when φ = 0 ° is (x, y) = (x x0, y0), it can be expressed as follows. However, γ is a constant and is an angle formed by the x axis of the xy chromaticity diagram and the locus L.
x = cosγ · f (φ) + x0
y = sinγ · f (φ) + y0

そして、ある受光角φ0を用いた軌跡L上の点(x、y)=(cosγ・f(φ0)+x0、sinγ・f(φ0)+y0)またはγを「色」を代表する値とすることができる。また、f(φ)を表面の「滑らかさ」を示す関数とすることができる。このように、「色」と「滑らかさ」とで色素の質感情報とすることができる。   Then, a point (x, y) = (cosγ · f (φ0) + x0, sinγ · f (φ0) + y0) or γ on a locus L using a certain light receiving angle φ0 is set to a value representing “color”. Can do. Further, f (φ) can be a function indicating the “smoothness” of the surface. In this way, the texture information of the pigment can be obtained by “color” and “smoothness”.

次に、xy色度図上で軌跡Lが直線とみなせない場合(質感情報を圧縮できない場合)について説明する。これは、色素を用いた発色ではない表面の場合、例えば薄膜干渉を生じている表面の場合である。表面の計測条件を図17に示す。図13の計測条件と異なり、照明角も受光角と同時に変化させている。   Next, a case where the locus L cannot be regarded as a straight line on the xy chromaticity diagram (when the texture information cannot be compressed) will be described. This is the case of a surface that is not colored using a dye, for example, a surface that causes thin film interference. The surface measurement conditions are shown in FIG. Unlike the measurement conditions of FIG. 13, the illumination angle is also changed simultaneously with the light reception angle.

この場合、図18に示すように、xy色度図では、軌跡Lは、連続した曲線形状となる。このため、受光角φを媒介変数とし、φ=0°のときの計測したスペクトルの値がxy色度図上で(x、y)=(x0、y0)であったとすると、以下のように表すことができる。
x=f(φ)+x0
y=g(φ)+y0
In this case, as shown in FIG. 18, in the xy chromaticity diagram, the locus L has a continuous curved shape. Therefore, assuming that the light reception angle φ is a parameter and the measured spectrum value when φ = 0 ° is (x, y) = (x0, y0) on the xy chromaticity diagram, Can be represented.
x = f (φ) + x0
y = g (φ) + y0

このため、媒介変数φの、例えば2次多項式で軌跡Lをフィッティングすることで、質感情報の代表量を抽出すること、及び/又は圧縮することができる。上述した質感情報の処理は主に受光角φのみ変えて計測した場合を例に挙げたが、照明角のみを変えて計測した場合や、照明角・受光角を共に変えて計測した場合にも同様の方法で質感情報の処理を行うことができる。   For this reason, by fitting the locus L with, for example, a quadratic polynomial of the parametric variable φ, the representative amount of the texture information can be extracted and / or compressed. The above-mentioned texture information processing is mainly given as an example when measuring only by changing the light receiving angle φ, but also when measuring by changing only the illumination angle or when measuring by changing both the illumination angle and the light receiving angle. The texture information can be processed in the same way.

このように、受光角、照明角ごとに取得(計測)したデータを圧縮するのではなく、xy色度図をテンプレートとして、xy色度図上において、受光角、照明角ごとにデータが移動する軌跡を記録することで、「質感情報」を評価することができる。   Thus, instead of compressing the data acquired (measured) for each light reception angle and illumination angle, the data moves for each light reception angle and illumination angle on the xy chromaticity diagram using the xy chromaticity diagram as a template. By recording the trajectory, the “texture information” can be evaluated.

以上説明したように、本発明では、計測対象の物体表面の一点に、任意の方向から入射光を照射し、その計測点からの光応答を任意の方向から検出する。これにより、その計測点の物理的微細構造を計測する。そして、計測領域全域で、これを行うことで物体表面の質感情報を得ることができる。   As described above, in the present invention, a point on the surface of an object to be measured is irradiated with incident light from an arbitrary direction, and an optical response from the measurement point is detected from an arbitrary direction. Thereby, the physical fine structure of the measurement point is measured. Then, by performing this in the entire measurement region, it is possible to obtain texture information on the object surface.

さらに好ましくは、計測面が平面とは限らないので、予め表面の凹凸情報を計測し、その凹凸情報によって計測条件と光応答を補正することが望ましい。そして、計測条件を組み合わせることで、より詳細な物理的特性を得ることができる、この結果、よりリアルな質感を再現することが可能になる。   More preferably, since the measurement surface is not necessarily a flat surface, it is desirable to measure unevenness information on the surface in advance and correct the measurement conditions and optical response based on the unevenness information. Further, by combining measurement conditions, more detailed physical characteristics can be obtained. As a result, a more realistic texture can be reproduced.

また、質感情報を得るには、幾つかの計測条件をパラメータとして非常に多くの計測が必要になり、情報量も膨大な量になる。しかし、本発明では、上述したように、計測条件に対する物体表面の物理的性質を考慮することで、特定のパラメータに対して非常に高い圧縮をかけることが可能になる。これにより、コンパクトで扱いやすい質感情報モデルが構築される。   In addition, in order to obtain the texture information, a very large amount of measurement is required using several measurement conditions as parameters, and the amount of information is enormous. However, in the present invention, as described above, it is possible to apply a very high compression to a specific parameter by considering the physical properties of the object surface with respect to the measurement conditions. Thereby, a compact and easy-to-handle texture information model is constructed.

このように、本発明では、物体表面における物理的微細構造そのものを詳細に計測し、質感情報を取得している。また、物体表面のある一点において、入射光方向と検出方向を独立に、全ての方向に走査し、その計測点における物理的特性を計測している。また、入射光の波長・偏光・時空間的パターンなど、検出方向の波長シフト・偏光シフト・時空間的変化などの計測条件を組み合わせることで、様々な物理特性を計測できる。   As described above, in the present invention, the physical fine structure itself on the object surface is measured in detail to obtain the texture information. Further, at one point on the object surface, the incident light direction and the detection direction are scanned independently in all directions, and the physical characteristics at the measurement point are measured. In addition, various physical characteristics can be measured by combining measurement conditions such as wavelength shift, polarization shift, and spatiotemporal change in the detection direction, such as the wavelength, polarization, and spatiotemporal pattern of incident light.

この計測を物体表面の計測領域の全ての点で実施して質感情報を取得することが本発明の特徴である。計測条件を組み合わせることで、物体表面の凹凸が計測できるため、凹凸による影響を補正しながら計測することが可能である。また、複数回繰り返して計測することで、より広い計測領域にも適用できる。   It is a feature of the present invention that the texture information is obtained by performing this measurement at all points on the measurement area of the object surface. By combining the measurement conditions, the unevenness of the object surface can be measured, so that it is possible to measure while correcting the influence of the unevenness. Moreover, it can apply also to a wider measurement area | region by measuring repeatedly several times.

また、取得された質感情報は、計測点における物理的微細構造を詳細に計測するため、その情報量が膨大になる。しかし、計測条件と表面の物理的特徴から、質感情報が特定の計測条件に対してあまり変化しないことがあり、この計測条件をパラメータとすることで、質感情報を高効率で圧縮できる。   Moreover, since the acquired texture information measures the physical fine structure at the measurement point in detail, the amount of information becomes enormous. However, the texture information may not change much with respect to a specific measurement condition due to the measurement condition and the physical characteristics of the surface. By using this measurement condition as a parameter, the texture information can be compressed with high efficiency.

また、計測条件に対して質感情報が変化する場合でも、物理的意味を考察することで高い圧縮手法が適用できる。   Even when the texture information changes with respect to the measurement conditions, a high compression method can be applied by considering the physical meaning.

これらの物体表面における質感情報の取得・圧縮手法により、これまで人為的・経験的な情報負荷によって擬似的に実現されてきた質感表現が、より簡単に取得できて高品質なものが利用できるようになる。   By acquiring and compressing the texture information on the surface of these objects, it is possible to more easily acquire the texture expression that has been realized by artificial and empirical information loads so far and use high-quality ones. become.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記光検出ステップにおいて、計測領域の少なくとも一部が重複するように複数の前記計測位置において計測し、前記演算制御ステップにおいて、重複して測定した領域における複数の前記計測位置の相対関係を算出して合成し、より広い面積の前記物体の表面の質感情報を算出することが望ましい。これにより、効率的に質感情報を得ることができる。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the light detection step, measurement is performed at a plurality of measurement positions so that at least a part of the measurement region overlaps, and in the calculation control step It is desirable to calculate and combine the relative relationships of the plurality of measurement positions to calculate texture information on the surface of the object having a larger area. Thereby, texture information can be obtained efficiently.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記圧縮ステップにおいて、前記物体の表面における質感情報の時間依存性が所定値よりも小さいとき、前記質感情報の時問変化に関して所定の情報圧縮率を設定することが望ましい。これにより、さらに効率的に質感情報を圧縮できる。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the compression step, when the time dependency of the texture information on the surface of the object is smaller than a predetermined value, a predetermined information compression rate is set for the temporal change of the texture information. It is desirable to do. Thereby, texture information can be more efficiently compressed.

本発明は、これまでコンピュータグラフィクス関連技術において、経験的で巧みな技術によって再現されてきた質感表現において革新的な技術といえるものである。これまでコンピュータグラフィクス関連技術においては、実世界のもの(例えば、3次元形状や動きなど)をデジタイズすることで、より簡単で高品質な表現手法が確立されてきた。3次元形状スキャナやモーションキャプチャが、その代表的なものであり、すでに一般的な手法として受け入れられている。本発明は、質感表現に関して、実世界のもののデジタイズする技術であり、一般的な手法として世界的に受け入れられる可能性が高いといえる。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。   The present invention can be said to be an innovative technique in the expression of texture that has been reproduced by empirical and skillful techniques in computer graphics related techniques. Until now, in computer graphics-related technologies, simpler and higher-quality expression techniques have been established by digitizing real-world ones (for example, three-dimensional shapes and movements). Three-dimensional shape scanners and motion capture are typical examples, and are already accepted as general techniques. The present invention is a technique for digitizing real-world ones in terms of texture expression, and can be said to have a high possibility of being accepted worldwide as a general technique. The present invention can take various modifications without departing from the spirit of the present invention.

以上のように、本発明は、物体の質感情報を得る装置に有用である。   As described above, the present invention is useful for an apparatus that obtains texture information of an object.

本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention. 本発明の実施例1の質感情報取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the texture information acquisition apparatus of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の質感情報取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the texture information acquisition apparatus of Example 2 of this invention. ディスクの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a disk. 本発明の実施例3の質感情報取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the texture information acquisition apparatus of Example 3 of this invention. 実施例3のヘッドユニットの概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a head unit according to a third embodiment. 実施例3のヘッドユニットの概略構成を示す他の図である。FIG. 10 is another diagram illustrating a schematic configuration of the head unit according to the third embodiment. 実施例3のヘッドユニットの概略構成を示すさらに他の図である。FIG. 10 is still another diagram illustrating a schematic configuration of the head unit according to the third embodiment. 実施例3のヘッドユニットの概略構成を示す別の図である。FIG. 10 is another diagram illustrating a schematic configuration of a head unit according to Embodiment 3. 実施例3のヘッドユニットの概略構成を示すさらに別の図である。FIG. 10 is still another diagram illustrating a schematic configuration of the head unit according to the third embodiment. 質感情報の性質を示す図である。It is a figure which shows the property of texture information. 質感情報の性質を示す他の図である。It is another figure which shows the property of texture information. 表面反射の計測条件と測定結果とを示す図である。It is a figure which shows the measurement conditions and measurement result of surface reflection. xy色度図における軌跡を示す図である。It is a figure which shows the locus | trajectory in xy chromaticity diagram. xy色度図における軌跡を示す他の図である。It is another figure which shows the locus | trajectory in xy chromaticity diagram. xy色度図における軌跡を示すさらに他の図である。It is another figure which shows the locus | trajectory in xy chromaticity diagram. 表面反射の計測条件と測定結果とを示す他の図である。It is another figure which shows the measurement conditions and measurement result of surface reflection. xy色度図における軌跡を示す別の図である。It is another figure which shows the locus | trajectory in xy chromaticity diagram.

符号の説明Explanation of symbols

101 計測条件制御部
102 光源制御部
103 光源
104 光検出器
105 光検出器制御部
200 質感情報取得装置
201 ステージ
202 ステージ制御部
300 質感情報取得装置
301 CCD
500 質感情報取得装置
501a〜501e 光源素子
502a〜502e フォトダイオード素子
503 本体部
505 演算制御部
510 発光部
520 レンズ
530 フォトダイオード
515 ヘッドユニット
801 駆動コイル
FR、FG、FB カラーフィルタ
L1 レンズ
L2 レンズ
L3 レンズ
DSK1 スリットディスク
DSK2 ニポウディスク
HM ハーフミラー
P 計測点
OB 物体
S 表面
α 光源入射角
β 光応答検出角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Measurement condition control part 102 Light source control part 103 Light source 104 Photodetector 105 Photodetector control part 200 Texture information acquisition apparatus 201 Stage 202 Stage control part 300 Texture information acquisition apparatus 301 CCD
500 Texture information acquisition device 501a to 501e Light source element 502a to 502e Photodiode element 503 Main unit 505 Calculation control unit 510 Light emitting unit 520 Lens 530 Photodiode 515 Head unit 801 Driving coil FR, FG, FB Color filter L1 lens L2 lens L3 lens DSK1 Slit disk DSK2 Nipou disk HM Half mirror P Measurement point OB Object S Surface α Light source incident angle β Photoresponse detection angle

Claims (15)

物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光照射ステップと、
前記照明光を照明する照明条件を制御する照明条件制御ステップと、
前記計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出ステップと、
前記光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出条件制御ステップと、
前記照明条件と、前記光検出条件と、検出された前記光学応答特性と、に基づき、前記検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、前記物体の表面の質感情報を算出する演算制御ステップとを有し、
前記照明条件は、前記照明光の照射方向と、波長領域と、偏向との少なくとも一つであり、
前記検出条件は、前記光学応答特性の検出方向と、時間変化と、波長シフトとの少なくとも一つであり、
前記照明条件と前記検出条件との少なくとも一方に基づいて、算出された前記質感情報を圧縮する圧縮ステップをさらに有し、
前記圧縮ステップにおいて、
前記物体の表面における前記質感情報が、特定の計測条件の変化に対して依存性が所定値よりも小さいこと、連続的に変化すること、特定の物理法則に従って変化することのうちの少なくともいずれか一つのとき、
前記質感情報の変化の特徴に基づいて情報圧縮率を設定することを特徴とする質感情報取得方法。
A light irradiation step of irradiating illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on the object;
An illumination condition control step for controlling an illumination condition for illuminating the illumination light;
A light detection step of detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
A light detection condition control step for controlling a light detection condition for detecting the optical response characteristic;
Based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics, the texture information of the surface of the object is calculated using changes in the optical response characteristics related to the detected plurality of wavelengths. possess an arithmetic control step,
The illumination condition is at least one of an irradiation direction of the illumination light, a wavelength region, and deflection,
The detection condition is at least one of a detection direction of the optical response characteristic, a time change, and a wavelength shift.
A compression step of compressing the calculated texture information based on at least one of the illumination condition and the detection condition;
In the compression step,
The texture information on the surface of the object is at least one of a dependency smaller than a predetermined value with respect to a change in a specific measurement condition, a continuous change, and a change according to a specific physical law. At one time
A texture information acquisition method, wherein an information compression rate is set based on a change feature of the texture information.
前記照明条件制御ステップは前記照明条件を変化させるように制御する、または/および、前記光検出条件制御ステップは前記光検出条件を変化させるように制御することを特徴とする請求項1に記載の質感情報取得方法。   The said illumination condition control step is controlled to change the illumination condition, and / or the light detection condition control step is controlled to change the light detection condition. Material information acquisition method. 前記演算制御ステップは、前記複数の波長に関する光学応答特性の変化からなる軌跡の形状または前記軌跡が変化する速度によって前記物体の表面の前記質感情報を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の質感情報取得方法。   3. The calculation control step calculates the texture information of the surface of the object based on a shape of a trajectory formed by a change in optical response characteristics related to the plurality of wavelengths or a speed at which the trajectory changes. The material information acquisition method described in 1. 前記演算制御ステップは、色度図における前記複数の波長に関する光学応答特性の変化を求め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質感情報取得方法。   The texture information acquisition method according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation control step obtains a change in optical response characteristics related to the plurality of wavelengths in a chromaticity diagram. 前記光検出条件は前記光学応答特性を検出するときの受光角を含み、
前記演算制御ステップは、さらに前記受光角を用いて前記物体の表面の状態を算出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質感情報取得方法。
The light detection condition includes a light receiving angle when detecting the optical response characteristic,
5. The texture information acquisition method according to claim 1, wherein the calculation control step further calculates a state of the surface of the object using the light receiving angle.
前記光検出ステップにおいて、計測領域の少なくとも一部が重複するように複数の前記計測位置において計測し、In the light detection step, measurement is performed at the plurality of measurement positions so that at least a part of the measurement region overlaps,
前記演算制御ステップにおいて、重複して測定した領域における複数の前記計測位置の相対関係を算出して合成し、より広い面積の前記物体の表面の前記質感情報を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の質感情報取得方法。The calculation control step includes calculating and synthesizing a relative relationship between a plurality of the measurement positions in an overlapping measurement area, and calculating the texture information of the surface of the object having a larger area. The texture information acquisition method according to any one of 1 to 5.
前記物体の少なくとも計測位置を含む計測条件を設定する計測条件制御ステップをさらに有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の質感情報取得方法。The texture information acquisition method according to any one of claims 1 to 6, further comprising a measurement condition control step of setting a measurement condition including at least a measurement position of the object. 前記計測条件制御ステップは、前記照明条件制御ステップと、前記光検出条件制御ステップと同期制御することを特徴とする請求項7に記載の質感情報取得方法。The texture information acquisition method according to claim 7, wherein the measurement condition control step performs synchronous control with the illumination condition control step and the light detection condition control step. 前記圧縮ステップにおいて、In the compression step,
前記物体の表面における前記質感情報の方向依存性が所定値よりも小さいとき、前記照明光の照射方向の経度方向と、前記光学応答特性の検出方向の経度方向とに関して、所定の情報圧縮率を設定することを特徴とする請求項1に記載の質感情報取得方法。When the direction dependency of the texture information on the surface of the object is smaller than a predetermined value, a predetermined information compression rate is set for the longitude direction of the illumination light irradiation direction and the longitude direction of the optical response characteristic detection direction. The texture information acquisition method according to claim 1, wherein the texture information acquisition method is set.
前記圧縮ステップにおいて、In the compression step,
前記物体の表面における前記質感情報が連続的に変化するとき、前記照明光の照射方向の緯度方向と、前記光学応答特性の検出方向の緯度方向とに関して、所定の情報圧縮率を設定することを特徴とする請求項1に記載の質感情報取得方法。When the texture information on the surface of the object continuously changes, a predetermined information compression rate is set for the latitude direction of the illumination light irradiation direction and the latitude direction of the optical response characteristic detection direction. The texture information acquisition method according to claim 1, wherein:
前記圧縮ステップにおいて、In the compression step,
前記物体の表面における前記質感情報の時間依存性が所定値よりも小さいとき、前記質感情報の時間変化に関して所定の情報圧縮率を設定することを特徴とする請求項1に記載の質感情報取得手法。The texture information acquisition method according to claim 1, wherein when a time dependency of the texture information on the surface of the object is smaller than a predetermined value, a predetermined information compression rate is set with respect to a temporal change of the texture information. .
物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光照射ステップと、A light irradiation step of irradiating illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on the object;
前記照明光を照明する照明条件を制御する照明条件制御ステップと、An illumination condition control step for controlling an illumination condition for illuminating the illumination light;
前記計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出ステップと、A light detection step of detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
前記光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出条件制御ステップと、A light detection condition control step for controlling a light detection condition for detecting the optical response characteristic;
前記照明条件と、前記光検出条件と、検出された前記光学応答特性と、に基づき、前記検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、前記物体の表面の質感情報を算出する演算制御ステップとを有し、Based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics, the texture information of the surface of the object is calculated using changes in the optical response characteristics related to the detected plurality of wavelengths. An arithmetic control step,
予め典型的な前記物体の表面の前記質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、A template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of the typical object in advance;
算出された前記質感情報と、前記テンプレート内の前記質感情報とを比較する比較ステップと、A comparison step of comparing the calculated texture information with the texture information in the template;
前記比較ステップの結果、計測中の前記物体の表面の前記質感情報を予測し、各々のテンプレートに応じて最適な情報圧縮手法を適用することを特徴とする質感情報取得方法。A texture information acquisition method characterized by predicting the texture information of the surface of the object being measured as a result of the comparison step and applying an optimum information compression method according to each template.
予め典型的な前記物体の表面の前記質感情報に関する複数のテンプレートを格納するテンプレート格納ステップと、A template storing step for storing a plurality of templates related to the texture information of the surface of the typical object in advance;
算出された前記質感情報と、前記テンプレート内の前記質感情報とを比較する比較ステップと、A comparison step of comparing the calculated texture information with the texture information in the template;
前記比較ステップの結果、計測中の前記物体の表面の前記質感情報を予測し、計測領域において全ての計測位置の計測を実施することなく、必要最低限の計測位置の計測で、物体表面の前記質感情報を取得することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の質感情報取得方法。As a result of the comparison step, the texture information of the surface of the object being measured is predicted, and the measurement of the minimum measurement position is performed without performing measurement of all measurement positions in the measurement region. The texture information acquisition method according to any one of claims 1 to 11, wherein the texture information is acquired.
物体上の計測位置へ複数の波長を含む照明光を照射する光源と、A light source that emits illumination light including a plurality of wavelengths to a measurement position on an object;
前記照明光を照明する照明条件を制御する光源制御部と、A light source control unit for controlling an illumination condition for illuminating the illumination light;
前記計測位置からの任意の方向への光学応答特性を検出する光検出器と、A photodetector for detecting an optical response characteristic in an arbitrary direction from the measurement position;
前記光学応答特性を検出する光検出条件を制御する光検出器制御部と、A photodetector control unit for controlling a light detection condition for detecting the optical response characteristic;
前記照明条件と、前記光検出条件と、検出された前記光学応答特性と、に基づき、前記検出された複数の波長に関する光学応答特性の変化を用いて、前記物体の表面の質感情報を算出する演算制御部とを有し、Based on the illumination conditions, the light detection conditions, and the detected optical response characteristics, the texture information of the surface of the object is calculated using changes in the optical response characteristics related to the detected plurality of wavelengths. An arithmetic control unit,
前記演算制御部は、前記複数の波長に関する光学応答特性の変化からなる軌跡の形状または前記軌跡が変化する速度によって前記物体の表面の前記質感情報を算出し、The calculation control unit calculates the texture information of the surface of the object according to a shape of a trajectory composed of changes in optical response characteristics regarding the plurality of wavelengths or a speed at which the trajectory changes,
前記照明条件は、前記照明光の照射方向と、波長領域と、偏向との少なくとも一つであり、The illumination condition is at least one of an irradiation direction of the illumination light, a wavelength region, and deflection,
前記検出条件は、前記光学応答特性の検出方向と、時間変化と、波長シフトとの少なくとも一つであり、The detection condition is at least one of a detection direction of the optical response characteristic, a time change, and a wavelength shift.
前記演算制御部は、前記照明条件と前記検出条件との少なくとも一方に基づいて、算出された前記質感情報を圧縮し、The arithmetic control unit compresses the calculated texture information based on at least one of the illumination condition and the detection condition,
前記圧縮において、In the compression,
前記物体の表面における前記質感情報が、特定の計測条件の変化に対して依存性が所定値よりも小さいこと、連続的に変化すること、特定の物理法則に従って変化することのうちの少なくともいずれか一つのとき、  The texture information on the surface of the object is at least one of a dependency smaller than a predetermined value with respect to a change in a specific measurement condition, a continuous change, and a change according to a specific physical law. At one time
前記質感情報の変化の特徴に基づいて情報圧縮率を設定することを特徴とする質感情報取得装置。  A texture information acquisition apparatus characterized in that an information compression rate is set based on a change feature of the texture information.
さらに計測条件制御部を有し、Furthermore, it has a measurement condition control unit,
前記計測条件制御部は、前記光源制御部と、前記光検出器制御部と同期制御することを特徴とする請求項14に記載の質感情報取得装置。The texture information acquisition apparatus according to claim 14, wherein the measurement condition control unit performs synchronous control with the light source control unit and the photodetector control unit.
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