JP5796924B2 - 周囲の色と調和する多彩模様形成用塗料の配合の決定方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、塗装によって対象物に形成された多彩模様塗膜が周囲の色と調和するように多彩模様形成塗料の配合を決定する方法、即ち、周囲の色に基づいて、多彩模様形成用塗料に配合せしめる着色粒子の種類及び量を決定する方法に関する。

建築物の内装壁面や外装壁面等に、特徴をもたせることを目的として、多彩模様意匠を付与する場合がある。対象物に多彩模様意匠を付与するには、多彩模様形成用塗料を用いて塗装し、対象物の表面に多彩模様塗膜を形成する。壁面に多彩模様意匠を付与する場合、壁面全面を多彩模様にするのでなく、その壁面の一部に多彩模様を付与することが多い。その場合、多彩模様を付与した部位と周囲の色とを調和させることが重要である。多彩模様塗膜と周囲との調和を図る方法として、多彩模様の細かい模様が認識できない程度の距離から多彩模様を観察した際の色と周囲の色とが近似するように多彩模様を設計する方法がある。

上記の方法を行なうために、例えば、実際に多彩模様意匠を付与する個所に配合が異なる複数の多彩模様形成用塗料の塗り見本を持ち込んで、周囲の色と比較検討していずれかの配合の多彩模様形成用塗料を適用するか選択したり、周囲の色に対応した色見本と前述の複数の多彩模様形成用塗料の塗り見本とを比較検討したりすることが行なわれている。多彩模様形成用塗料の塗り見本を使用して実際に適用する部位の模様を決定する場合、比較的小さい塗り見本からは大面積に塗装した場合を想起することが難しく、実際には周囲の色と調和しない多彩模様となってしまう可能性がある。さらに、多彩模様形成用塗料の塗り見本のカラーバリエーションは少なく、周囲の色と調和する塗り見本を選択できない場合もある。

一方、下記特許文献１には、多彩模様形成用塗料（以下、多彩模様塗料とも記す）の原料塗料を、容易にかつ短時間で決定する方法が開示されている。即ち、下記特許文献１では、多彩模様塗膜のイメージ画像を準備し、このイメージ画像を構成する色の種類を解析し、解析された多彩模様塗膜のイメージ画像を構成する色と、各々の色が多彩模様塗膜の画像に占める面積比率とを決定し、決定された面積比率に基づいて各着色塗料粒子の配合比率を決定する。
特開平９−２２０５０８号公報

しかし、これまで、周囲の色に調和する多彩模様塗膜を形成しうる多彩模様形成用塗料の配合を決定する技術は知られていない。

例えば、上記の特許文献１には、多彩模様塗膜のイメージ画像から、多彩模様を形成しうる多彩模様形成用塗料の配合を決定する方法が開示されているのに過ぎず、多彩模様塗膜と周囲の色との調和に関しては何ら記載も示唆もされてない。

本発明の目的は、着色された基材に、透明な塗膜形成成分及び不定形な着色粒子を含む多彩模様塗料を塗装して多彩模様塗膜を形成する場合に、周囲の色と調和する多彩模様塗膜を形成するための多彩模様塗料の配合及び基材の視覚的特徴を決定することができる多彩模様形成用塗料の決定方法およびプログラムを提供することにある。

本発明では、周囲の色と同一の色または近似する色の基材の上に形成された多彩模様塗膜を、多彩模様の細かい模様が認識できない程度の距離（例えば５〜１０ｍ程度）だけ離れて目視した場合に、周囲の色と同一の色または近似する色であるとの印象を与えるように、多彩模様形成用塗料に含まれる着色粒子の配合を決定する。

即ち、本発明に係る多彩模様形成用塗料の配合の決定方法は、多彩模様形成用塗料を有色の基材に塗装して形成される多彩模様が該多彩模様の周囲の色と調和するように、前記多彩模様形成用塗料の配合を決定する方法であって、前記多彩模様形成用塗料が、透明な塗膜形成成分及び３種類の着色粒子を含み、前記周囲の色との三刺激値又は該三刺激値に近似する三刺激値を、目標色の三刺激値として決定する第１ステップと、３種類の前記着色粒子の各々の色を指定する第２ステップと、前記目標色の三刺激値を定数とし、３種類の前記着色粒子の三刺激値を係数とし、且つ前記着色粒子の配合量を変数とする連立方程式の３つの解を、３種類の前記着色粒子の各々の配合量として決定する第３ステップとを含むことを特徴としている。

前記第１ステップは、前記周囲の色の三刺激値と同一の色および前記周囲の色の三刺激値と近似する色を、複数の前記目標色として決定するステップであり、前記第２ステップは、着色粒子を特定する情報と該着色粒子の三刺激値とを対応させて要素とした集合の中から３種類の着色粒子を選択して着色粒子セットとするステップであり、前記第３ステップの前に、複数の前記目標色の中から１つの目標色を選択する第４ステップをさらに含み、前記第３ステップは、前記第４ステップで選択された目標色と、前記第２ステップで前記集合の中から選択された前記着色粒子セットを構成する３種類の着色粒子の三刺激値とを用いて実行されることができる。

また、前記第３ステップは、前記連立方程式の３つの前記解に負の値が含まれているか否かを判断する第５ステップと、３つの前記解に負の値が含まれている場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第６ステップとを含むことができる。

また、前記第３ステップは、前記連立方程式の３つの解を前記連立方程式に代入して得られる三刺激値で表される色と前記周囲の色とのＬ^*ａ^*ｂ^*空間における色差が、５以上である否かを判断する第７ステップと、前記色差が５以上である場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第８ステップとを含むことができる。

また、前記第３ステップは、前記連立方程式の３つの解を百分率で表した場合に、９０％以上となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第９ステップを含むことができる。

また、前記第３ステップは、前記連立方程式の３つの解を百分率で表した場合に、５％以下となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第１０ステップを含むことができる。

また、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において前記周囲の色との色差が１０以下の色を、前記基材の色として決定する第１１ステップをさらに含むことができる。

また、前記第１ステップ〜第４ステップを繰り返し実行し、前記配合量が決定された前記着色粒子セットの中から１つの着色粒子セットを決定し、該着色粒子セットを構成する３種類の着色粒子の三刺激値および３種類の前記着色粒子に対応する３つの前記配合量を用いて得られる加法混合色と同一又は近似する色を、前記基材の色として決定する第１２ステップをさらに含んでもよい。

本発明に係る多彩模様形成用塗料の配合の決定プログラムは、記録手段を備えたコンピュータによって実行され、多彩模様形成用塗料を有色の基材に塗装して形成される多彩模様が該多彩模様の周囲の色と調和するように、前記多彩模様形成用塗料の配合を決定するプログラムであって、前記多彩模様形成用塗料が、透明な塗膜形成成分及び３種類の着色粒子を含み、前記コンピュータに、前記周囲の色の三刺激値及び該三刺激値に近似する三刺激値を、複数の目標色の三刺激値として決定する第１の機能と、着色粒子を特定する情報と該着色粒子の三刺激値とを対応させて前記記録手段に記録したデータベースの中から３種類の着色粒子を選択して対象着色粒子とする第２の機能と、前記第１の機能によって決定された複数の前記目標色の中から１つの目標色を選択する第３の機能と、選択された前記目標色の三刺激値を定数とし、３種類の前記対象着色粒子の三刺激値を係数とし、且つ３種類の前記対象着色粒子の配合量を変数とする連立方程式を解き、得られた解を前記対象着色粒子の配合量として決定し、前記対象着色粒子を特定する情報と対応させて前記記録手段に記録する第４の機能とを実現させることを特徴としている。

本発明によれば、周囲の色に調和する多彩模様塗膜を形成する多彩模様形成用塗料の配合及び基材の色を、精度よく且つ効率的に決定することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る周囲の色に調和する多彩模様塗膜を形成する多彩模様形成用塗料の配合の決定方法を実施するために用いられるコンピュータシステムの概略構成を示す図である。本システムは、操作手段を有する処理装置１０１と、処理装置１０１に接続されたフルカラー画像の表示が可能な画像表示装置（以下、表示装置と略記する）１０２と、多彩模様を付与する対象物１０４の色情報を取得して所定のインタフェースを介して処理装置１０１に転送する測定装置１０３とを備えて構成されている。

処理装置１０１は、例えばコンピュータであり、操作手段としてキーボードおよびマウスを備えている。表示装置１０２は、例えばＣＲＴ表示装置、液晶表示装置などである。また、測定装置１０３は、例えば色彩計、分光測色計、分光光度計、輝度計、ビデオカメラ（ＣＣＤカメラ）などである。なお、測定装置１０３と処理装置１０１との間でデータを転送するインタフェースは、有線のインタフェースに限定されず、無線のインタフェースであってもよく、記録媒体（フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＩＣメモリなど）及びその読み取り手段であってもよい。

まず、多彩模様塗膜を形成するための多彩模様形成用塗料に関して説明する。多彩模様形成用塗料は、透明な塗膜を形成するビヒクル成分と微小な不定形の着色粒子とを含んでいる。着色粒子の平均粒子径は、０．１〜５ｍｍの範囲で任意に決定することができ、粒子径の分布は対数正規分布に近い。多彩模様形成用塗料が塗装された場合、同色の着色粒子が接触し、重なり合うことによって、連続した同一色の不定形領域（斑）が形成される。異なる色の着色粒子を組み合わせて配合することによって、様々な多彩模様塗膜を形成可能な塗料を製造することができる。

ここで、着色粒子の色は、着色粒子に含まれる着色材の種類や量によって決定される。着色粒子全体のビヒクル成分に対する比率は、塗料の貯蔵性、塗膜形成時の作業性、塗膜の性能等から制限される。また、多彩模様形成用塗料においては、通常着色粒子の種類は、形成される多彩模様塗膜の意匠や多彩模様形成の安定性の点から、１〜３種類が使用される。本発明では、後述するように、３種類の着色粒子を使用する。

多彩模様塗膜を形成する場合、通常、有色の基材に多彩模様形成用塗料を塗装して形成する。基材の色は、多彩模様塗膜の意匠に応じて決定される。通常は、多彩模様形成用塗料によって完全に隠蔽されない場合においても違和感のないような色に決定される。

図２は、目標とする塗装状態を概念的に示す図である。図２の左側は平面図であり、（Ａ）は基材、（Ｂ）は後述する方法で決定された配合量の多彩模様形成用塗料を用いて形成された多彩模様である。図２の（Ｃ）は断面図であり、最上位層が多彩模様塗膜であり、その下の下塗りが基材である。最上位層内の小さい図形が各着色粒子を表し、着色粒子の間がバインダー（ビヒクル）である。

次に、本発明の実施の形態に係る多彩模様形成用塗料の配合の決定方法に関して、詳細に説明する。図３は、図１に示したシステムを用いた多彩模様形成用塗料の配合の決定方法を説明するためのフローチャートである。以下の説明において、処理装置１０１が、操作者（デザイナーなど）による操作を受けて行う処理は、内部の演算素子（以下、ＣＰＵと記す）が、内部の記録手段（ハードディスクドライブなど）から所定のデータを、内部の一時記憶手段（以下、メモリと記す）に読み出し、メモリをワーク領域として使用して行う処理であり、ＣＰＵは適宜処理結果を記録手段に記録することとする。

また、処理装置１０１の内部の記録手段には、着色粒子を特定する情報（色名やコードなど）と着色粒子の色情報として三刺激値とが対応させてデータベース化されているとする。三刺激値とは、色を人間の感覚と合う形式で数値として表現する心理物理量を意味する。具体的には、ＸＹＺ値、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊値、ＲＧＢ値等を挙げることができる。着色粒子の色の三刺激値を求める方法には種々の方法がある。例えば、実際の着色粒子を測色して得られた分光反射率や三刺激値から、所望の表色系の三刺激値を求めることができる。あるいは、実際の着色粒子に配合される着色材（着色顔料や染料など）の組成から、公知のＣＣＭ（コンピューターカラーマッチング）を行なって、三刺激値を計算することができる。

ステップＳ１において、観察者によって測定装置１０３が操作され、調和させたい周囲の色の三刺激値、または三刺激値を求めるためのデータが測定される。測定されたデータは、処理装置１０１に伝送されて記録手段に記録される。表色系は特に制限されず、色を数値として表示可能であって、互いに相関がない３つの刺激値であればよい。周囲の色の三刺激値を取得する方法としては種々の方法があるが、例えば次に示す方法をあげることができる。

多彩模様を壁面等の一部に適用する場合には、周囲の壁面の色が、多彩模様塗膜の周囲の色となるので、周囲の壁面を直接測色することができる。測色方法は特に限定されない。通常の色彩計、分光測色計、分光光度計を使用することができる。輝度計を使用する場合、処理装置１０１が、測定により得られたデータとして分光反射率を取得し、上記三刺激値を計算によって求めればよい。色彩計として三刺激値直読計を使用する場合には、測定値をそのまま三刺激値とすることができる。あるいは、所望の表色系の三刺激値を直接求めることができない色彩計を使用する場合には、処理装置１０１が、得られた表色系の三刺激値から所望の表色系の三刺激値に公知の関数を使用して変換すればよい。

多彩模様を適用する部位の周囲を直接測色できない場合には、輝度計を使用して、周囲の色の三刺激値を求めることができる。または、ビデオカメラを使用して、多彩模様を適用する部位の周囲の撮像を行なって、処理装置１０１が、撮像して得られた画像データから三刺激値を求めることができる。

以下では、周囲の色のｓＲＧＢ（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ）値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）が、直接測定された、または転送されたデータから処理装置１０１によって計算されたとする。

ステップＳ２において、処理装置１０１は、周囲の色と調和する多彩模様を形成するための基材の色を決定する。基材の色は、ステップＳ１で決定した周囲の色の三刺激値に基づいて決定される。周囲の色の三刺激値から基材の色を決定する方法は、後述するように種々の方法がある。ここでは説明を簡単にするために、基材の色を、周囲の色と同一の三刺激値を持つ色（Ｒt，Ｇt，Ｂt）に決定したとする。

基材の色を着色塗料の塗装によって行なう場合、三刺激値が決まれば、公知の方法で、基材を形成するための塗料を決定することができる。例えば、決定した三刺激値を目標として、公知のＣＣＭを行なって塗料の配合を決定することができる。

ステップＳ３において、操作者は、処理装置１０１を操作して、記録手段のデータベースの中から多彩模様形成用塗料に配合する候補の着色粒子を（少なくとも３つ）指定する。ここでは、コード番号が１〜ＮのＮ種類の着色粒子が指定されたとする。

ステップＳ４において、処理装置１０１は、ステップＳ１で決定した周囲の色の三刺激値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）に近似する三刺激値（Ｒs，Ｇs，Ｂs）を求めて、周囲の色の三刺激値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）と共に「目標色の三刺激値」として記録する。例えば、ｓＲＧＢ空間において、周囲の色のｓＲＧＢ値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）との幾何学距離が１以下になるように、三刺激値（Ｒs，Ｇs，Ｂs）を決定する。ｓＲＧＢ空間における色差を１以下とすれば、実際には同じような色に見える。なお、ここでは、ｓＲＧＢ値をディジタル値（例えば、８ビットであれば、０〜２５５の整数）として表すので、有限個の目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）が求められる。また、目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）の集合は、周囲の色の三刺激値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）及びそれに近似する三刺激値（Ｒs，Ｇs，Ｂs）の両方を含む。

ステップＳ５において、処理装置１０１は、記録手段から、ステップＳ４で決定された目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）を１つ読み出す。

ステップＳ６において、処理装置１０１は、ステップＳ３で指定された着色粒子の中から３種類の着色粒子を重複することなく選択し、配合量を求める対象である着色粒子（以下「対象着色粒子」とも記す）とし、対象着色粒子の三刺激値を記録手段から読み出す。選択された３種類の対象着色粒子を着色粒子１、着色粒子２、着色粒子３とし、これらに対応する三刺激値を（Ｒj，Ｇj，Ｂj）（ｊは１、２又は３）とする。

ステップＳ７において、処理装置１０１は、ステップＳ６で読み出された３種類の対象着色粒子の三刺激値を用いて、目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）を再現するための対象着色粒子の配合量（着色粒子の総重量に占める各種類の着色粒子の重量の割合（重量％））を求めて記録する。着色模様形成用塗料に着色粒子１、着色粒子２、着色粒子３の３種類の着色粒子が配合されている場合において、各々の着色粒子の配合量が、着色粒子１がｘ質量％、着色粒子２がｙ質量％、着色粒子３がｚ質量％であるとする。ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。また、着色粒子の大きさは、平均粒子径として０．５〜１ｍｍであるとする。この粒径は可視光の波長よりも大きいので、着色粒子３種類を混ぜ合わせて得られる色は、着色粒子により形成される斑の面積に比例する。３つの着色粒子の比重をほとんど同じと仮定すると、加法混色性があると考えられるので、次の式１〜３が成立する。
Ｒi＝ｘＲ1＋ｙＲ2＋ｚＲ3 ・・・（式１）
Ｇi＝ｘＧ1＋ｙＧ2＋ｚＧ3 ・・・（式２）
Ｂi＝ｘＢ1＋ｙＢ2＋ｚＢ3 ・・・（式３）
これらは、Ｒi、Ｇi、Ｂiが定数、Ｒj、Ｇj、Ｂj（ｊは１、２又は３）が係数、ｘ、ｙ、ｚが変数である連立方程式である。従って、処理装置１０１は、上記の連立方程式からｘ、ｙ、ｚを求めることによって、着色粒子１、着色粒子２、着色粒子３の配合量を決定することができる。なお、線形連立方程式の解を数値計算によって求める方法は公知であるので、説明を省略する。

ステップＳ８において、処理装置１０１は、ステップＳ７で求めた３種類の対象着色粒子の配合量（ｘ，ｙ，ｚ）が、多彩模様形成用塗料の製造に適用可能か否かを判断する。例えば、求められた配合量が負の値であった場合、実際には多彩模様形成用塗料を製造することはできない。そこで、処理装置１０１は、ステップＳ７の結果が次の条件に該当するか否かを判断し、全ての条件を満たさない場合にのみステップＳ９に移行し、それ以外の場合にはステップＳ１０に移行する。
第１条件：ｘ、ｙ、ｚの何れかが負である。
第２条件：Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において、周囲の色との色差が５より大きい。
第３条件：１種類の着色粒子の配合量が９０％以上である。
第４条件：１種類の着色粒子の配合量が５％以下である。

これらの何れかに該当する場合には、選択した３種類の着色粒子を使用して、目標とする多彩模様を形成することはできない。即ち、第１条件を満たす場合、上記したように、多彩模様形成用塗料を製造することができない。

また、第２条件を満たす場合、周囲の色と同一の色に見えない。ＸＹＺ空間やｓＲＧＢ空間では、空間内の場所によって幾何学的距離と人間が感じる色差との関係が異なるので、人間の感覚に合ったＬ^＊ａ^＊ｂ^＊空間における距離で判断することが必要である。そこで、周囲の色と同一の色に見えない場合を除外するために、目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）と、周囲の色の三刺激値（Ｒt，Ｇt，Ｂt）とを、それぞれＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値に変換して求めた色差が５より大きいことを、第２条件とした。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において色差が５以下である２色は、同じ色に見えるので、本明細書においては、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において、周囲の色との色差が５以下である色を「周囲の色と同一の色」という。

また、第３条件を満たす場合、多彩模様が単調となって意匠的に好ましくない。さらに、第４条件を満たす場合、多彩模様の中で斑を認識できない。

ステップＳ９において、処理装置１０１は、ステップＳ７で決定されたｘ、ｙ、ｚを、着色粒子の情報（３種類の着色粒子を特定する情報）と対応させて記録する。

ステップＳ１０において、処理装置１０１は、ステップＳ３で指定されたＮ種類の着色粒子の中から重複することなく３種類の着色粒子を選択する組み合わせの全てについて、ステップＳ７〜Ｓ９の処理を行なったか否かを判断する。処理を行っていない組み合わせが残っていれば、ステップＳ６に戻り、既に処理を行った組み合わせ以外の組み合わせを決定して、ステップＳ７〜Ｓ９の処理を行なう。処理を行っていない組み合わせが残っていなければ、ステップＳ１１に移行する。以上によって、１つの目標色の三刺激値（Ｒi，Ｇi，Ｂi）を再現することができる着色粒子の組み合わせ、及びその組み合わせにおける配合量を決定することができる。

ステップＳ１１において、処理装置１０１は、ステップＳ４で決定した目標色の全てについて、ステップＳ６〜Ｓ９の処理を行なったか否かを判断する。処理を行っていない目標色が残っていれば、ステップＳ５に戻り、既に処理を行った目標色以外の目標色を選択して、ステップＳ６〜Ｓ９の処理を行なう。処理を行っていない目標色が残っていなければ、終了する。

以上によって、基材の色、３種類の着色粒子、および着色粒子の配合量を決定することができる。そして、基材の色を再現できる塗料を塗装し、その上に、決定された着色粒子を、決定された配合量でビヒクル成分と混合して製造された多彩模様形成用塗料を、さらに塗装すれば、周囲の色に調和する多彩模様塗膜を形成することができる。なお、ビヒクル成分と着色粒子全体との質量比率は、ビヒクル／着色粒子＝６０／４０〜７０／３０の範囲で指定され、通常６５／３５である。また、上記では基材の色を、周囲の色と同一の三刺激値の色に決定したが（ステップＳ２参照）、基材の色は、後述するように種々の方法で決定することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されない。

例えば、ステップＳ１における色情報を取得する方法に関して、多彩模様を適用する構造物等が計画段階、設計段階である場合には、設計図面やＣＡＤデータから、周囲の色の三刺激値を取得することができる。設計図面やＣＡＤデータから直接には周囲の色の三刺激値がわからない場合には、例えば周囲の色の色見本番号がわかればその色見本番号と同一の色見本を測色して、上記と同様に三刺激値を取得することができる。ＣＡＤデータに色に関するデータが含まれている場合には、演算処理を行なって三刺激値を計算することができる。また、上記よりも精度の点では劣るが、多彩模様を適用する部位の色と複数の色見本とを比較して、即ち目視で観察して近似する色見本を選択することによって、周囲の色を決定してもよい。

また、ステップＳ２における基材の色の決定に関して、周囲の色と同一の色または近似する色に見える色を、基材の色とすることができる。「周囲の色と同一の色」とは、上記したように、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において周囲の色との色差が５以下の色を意味する。また、「周囲の色と近似する色」とは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において周囲の色との色差が５より大きく１０以下の色を意味する。その場合、基材を形成する塗料の材料費や塗装作業性を考慮して、周囲の色と近似する色を基材の色として決定することができる。例えば、周囲の色よりも彩度や明度を少し変化させた色とすることにより、多彩模様塗膜を形成する部位が識別し易くなる効果がある。

また、周囲の色と同一よりも明度を少し高くしたり、彩度を低くしたりして、基材の色を決定し、基材を形成する着色塗料に配合せしめる着色顔料の量を低減してもよい。基材の明度や彩度の調整は適宜行なうことができるが、例えば明度についてはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系におけるＬ^＊を５〜１０だけ高くすることができる。または、高くするＬ^＊値を一定値とせずに、周囲のＬ^＊値に応じて変化させてもよい。彩度については、Ｌ^＊Ｃ^＊ｈ表色系におけるＣ^＊値を、Ｌ^＊を周囲の色よりも高くしたのとは逆に、５〜１０だけ低くすることができる。周囲のＣ^＊値に応じて、基材の彩度を変化させてもよい。

また、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系やＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の三刺激値を使用すると、目視の感覚に近いため好ましい。ここでＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系やＬ^＊Ｃ^＊ｈ表色系の三刺激値は、ｓＲＧＢ空間におけるデータ形式であるｓＲＧＢ値に変換することができる。

また、着色粒子の配合量を求める連立方程式は、ｓＲＧＢ値を用いた式１〜３に限定されず、ｓＲＧＢ値を変換したＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値を用いた連立方程式を用いることができる。その場合には、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊空間において、周囲の色との色差が１以下である色を目標色として連立方程式を決定してもよい。目視の感覚にはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊空間が合うので、このようにＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値を使用することがより望ましい。

また、上記の第２〜第４条件における数値は、上記の数値に限定されず、適宜設定され得る。例えば、第２条件を「Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊空間において、周囲の色との色差が４以上になる。」とし、第３条件を「１種類の着色粒子の配合量が８０％以上である。」とし、第４条件を「１種類の着色粒子の配合量が１０％以下である。」としてもよい。また、第３条件及び第４条件の少なくとも一方を考慮しなくてもよい。

また、上記の第２条件は、周囲の色と同一の色に限定する条件であり、望ましいが、これに限定されない。例えば、上記の第２条件を、周囲の色と近似する色までを許容する条件、即ち「Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において、周囲の色との色差が１０より大きい。」としてもよい。

また、図３のフローチャートは種々変更して実行することができる。例えば、先ず１つの目標色を指定し、複数の着色粒子の組み合わせに関して配合量を求める代わりに、先ず１つの着色粒子の組み合わせを指定し、複数の目標値に関して配合量を求めてもよい。

また、着色粒子の配合量を決定する処理（ステップＳ３〜Ｓ１１）を行った後に、基材の色を決定する処理（ステップＳ２）を行ってもよい。その場合、ステップＳ３〜Ｓ１１で決定された複数の組み合わせ（３種類の着色粒子）の中から、多彩模様形成用塗料に使用する１つの組み合わせを決定し、その組み合わせの着色粒子の加法混合色（Ｒi，Ｇi，Ｂi）と同一の色を、基材の色とすることができる。このように、上記の加法混合色と同一の色を基材の色とすることが好ましいが、上記の加法混合色と近似する色を基材の色としてもよい。ここで、「加法混合色と同一の色」とは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において加法混合色との色差が５以下の色であり、「加法混合色と近似する色」とはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において加法混合色との色差が５より大きく１０以下の色である。

また、コンピュータなどの処理装置を用いて着色粒子の配合量を計算する場合を説明したが、これに限定されず、測定データを取得した後は、人が測定データを用いて着色粒子の配合量を計算してもよい。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確に示す。

まず、多彩模様形成用塗料に配合する着色粒子として、表１に示した１８種類（ステップＳ３においてＮ＝１８）を用意し、各三刺激値を測定した。

表１において着色粒子の粒子名をＺ１０〜Ｚ２８とした。各着色粒子の色は、社団法人日本塗料工業会発行の２００７年Ｄ版塗料用標準色（以下、日塗工色見本という）から選択した。各着色粒子の色は、日塗工色見本と同一であるので、社団法人日本塗料工業会発行の２００７年Ｄ版塗料用標準色（ポケット版）のサンプルを測色した。測色には、照明光としてＤ６５光源、４５度照射、０度受光の条件で分光光度計を使用した。得られた分光反射率から、Ｄ６５光源、１０度視野の三刺激値ＸＹＺに変換した後に、さらにＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値に変換した。ＸＹＺ値からｓＲＧＢ値への変換には、http://www005.upp.so-net.ne.jp/fumoto/linkp25.htpに記載の変換行列を使用した。

周囲の色は、日塗工色見本のＤ３５−９０Ａとした。上記着色粒子と同様にして、周囲の色について次のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値及びｓＲＧＢ値を取得した。
（Ｌ^＊，ａ^＊，ｂ^＊）＝（92.14，2.04，4.94）
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（231，233，220）
次に、表１中の着色粒子ｚ１２、ｚ１７、ｚ２６を使用して、周囲の色と調和する多彩模様形成用塗料の配合を決定した。ここで、数値の計算方法は「ＪＡＶＡによるアルゴリズム事典」（奥村晴彦ら、技術評論社、平成１５年５月）に記載された方法を用いた。着色粒子ｚ１２、ｚ１７、ｚ２６の三刺激値（ＲＧＢ値）は、次のようになった。
ｚ１２の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（234，190，154）
ｚ１７の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（158，211，178）
ｚ２６の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（246，247，243）
これらの値を、式１〜３の方程式に代入して、着色粒子ｚ１２、ｚ１７、ｚ２６の配合量ｘ、ｙ、ｚを求めた結果、ｘ＝１５（質量％）、ｙ＝１５（質量％）、ｚ＝７０（質量％）が得られた。

基材の色は、観察距離が５〜１０ｍ程度では、計算によって求めた配合の多彩模様形成用塗料を塗装して得られた塗膜と同一の色に見える日塗工色見本のＤ３５−９０Ａとした。

さらに、表１の１８種類の着色粒子全ての中から重複せずに３種類選択して多彩模様形成用塗料を製造する場合の配合を求めた。即ち、１８種類から３種類を選択する８１６通りの組み合わせについて、上記の処理を行った。その結果、表２に示す２０の組み合わせを得ることができた。なお、実際に製造することができない又は適さない多彩模様形成用塗料を除外するために、上記した第１〜第４条件を適用した。

表２では、着色粒子１〜３の配合量（重量％）を配合比率１〜３（０〜１の実数）で表している。表２には、例えば着色粒子ｚ１０、ｚ１１、ｚ１２の組み合わせが現れていないが、これは、着色粒子ｚ１０、ｚ１１、ｚ１２の組み合わせの場合、式１〜３の方程式から、ｚ１０、ｚ１１、ｚ２２の配合量が３．８質量％、−７．２質量％、４．５質量％となり、ｚ１１の配合量が負の値（−７．２質量％）であるので、この配合で塗料を製造することができないからである。

表２の各組み合わせの配合量で多彩模様形成用塗料を製造して塗装した結果、周囲の色に調和した多彩模様塗膜を得ることができた。表２において、「予測色差」及び「実測色差」は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系における周囲の色（92.14，2.04，4.94）と多彩模様との色差であり、具体的には、「予測色差」は、実施の形態として説明した方程式の解を用いて求めた色差であり、「実測色差」は、方程式の解を配合量として製造した多彩模様形成用塗料を用いて形成された多彩模様塗膜の色を実測した値を用いて求めた色差である。

一例として、表２のＮｏ．１、Ｎｏ．８の組み合わせの配合量で多彩模様形成用塗料を製造して塗装した結果の写真を図４に示す。図４の左側がＮｏ．１の着色粒子の組み合わせを使用した場合の多彩模様塗膜であり、右側がＮｏ．８の着色粒子の組み合わせを使用した場合の多彩模様塗膜である。

本発明の実施の形態に係る周囲の色に調和する多彩模様塗膜を形成する多彩模様形成用塗料の配合の決定方法の実施に用いられるシステムの概略構成を示す模式図である。 多彩模様塗膜を概念的に示す平面図および断面図である。 本発明の実施の形態に係る多彩模様形成用塗料の配合の決定方法を示すフローチャートである。 実際の多彩模様の写真である。

符号の説明

１０１ 処理装置
１０２ 画像表示装置
１０３ 測定装置
１０４ 測定対象物

Claims (5)

1. 多彩模様形成用塗料を有色の基材に塗装して形成される多彩模様が該多彩模様の周囲の色と調和するように、前記多彩模様形成用塗料の配合を決定する方法であって、
   前記多彩模様形成用塗料が、透明な塗膜形成成分と、不定形の３種類の着色粒子とを含み、同色の前記着色粒子同士が重なり合うことによって斑を形成する塗料であり、
   前記周囲の色の三刺激値又は該三刺激値に近似する三刺激値を、目標色の三刺激値として決定する第１ステップと、
   ３種類の前記着色粒子の各々の色を指定する第２ステップと、
   前記目標色の三刺激値を定数とし、３種類の前記着色粒子の三刺激値を係数とし、且つ前記着色粒子の配合量を変数とする連立方程式の３つの解を、３種類の前記着色粒子の各々の配合量として決定する第３ステップとを含み、
   前記第３ステップが、
   前記連立方程式の３つの前記解に負の値が含まれているか否かを判断する第４ステップと、
   ３つの前記解のいずれかに負の値が含まれている場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第５ステップと、
   前記連立方程式の３つの前記解を前記連立方程式に代入して得られる三刺激値で表される色と前記周囲の色とのＬ ^* ａ ^* ｂ ^* 空間における色差が、５より大きい場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第６ステップと、
   前記連立方程式の３つの前記解を百分率で表した場合に、９０％以上となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第７ステップと、
   前記連立方程式の３つの前記解を百分率で表した場合に、５％以下となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第８ステップと、
   前記連立方程式の３つの前記解が除外された場合に、３種類の前記着色粒子の別のセットを選択して、再度３つの解を計算する第９ステップとを含み、
   前記三刺激値が、ｓＲＧＢ空間におけるｓＲＧＢ値であることを特徴とする多彩模様形成用塗料の配合の決定方法。
2. 前記第１ステップが、前記周囲の色の三刺激値と同一の色および前記周囲の色の三刺激値と近似する色を、複数の前記目標色として決定するステップであり、
   前記第２ステップが、着色粒子を特定する情報と該着色粒子の三刺激値とを対応させて要素とした集合の中から３種類の着色粒子を選択して着色粒子セットとするステップであり、
   前記第３ステップの前に、複数の前記目標色の中から１つの目標色を選択する第１０ステップをさらに含み、
   前記第３ステップが、前記第１０ステップで選択された目標色と、前記第２ステップで前記集合の中から選択された前記着色粒子セットを構成する３種類の着色粒子の三刺激値とを用いて実行されることを特徴とする請求項１に記載の多彩模様形成用塗料の配合の決定方法。
3. Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系において前記周囲の色との色差が１０以下の色を、前記基材の色として決定する第１１ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の多彩模様形成用塗料の配合の決定方法。
4. 前記第１ステップ〜第３ステップおよび第１０ステップを繰り返し実行し、
   前記配合量が決定された前記着色粒子セットの中から１つの着色粒子セットを決定し、該着色粒子セットを構成する３種類の着色粒子の三刺激値および３種類の前記着色粒子に対応する３つの前記配合量を用いて得られる加法混合色と同一又は近似する色を、前記基材の色として決定する第１２ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の多彩模様形成用塗料の配合の決定方法。
5. 記録手段を備えたコンピュータによって実行され、多彩模様形成用塗料を有色の基材に塗装して形成される多彩模様が該多彩模様の周囲の色と調和するように、前記多彩模様形成用塗料の配合を決定するプログラムであって、
   前記多彩模様形成用塗料が、透明な塗膜形成成分と、不定形の３種類の着色粒子とを含み、同色の前記着色粒子同士が重なり合うことによって斑を形成する塗料であり、
   前記コンピュータに、
   前記周囲の色の三刺激値又は該三刺激値に近似する三刺激値を、複数の目標色の三刺激値として決定する第１の機能と、
   着色粒子を特定する情報と該着色粒子の三刺激値とを対応させて前記記録手段に記録したデータベースの中から３種類の着色粒子を選択して対象着色粒子とする第２の機能と、
   前記第１の機能によって決定された複数の前記目標色の中から１つの目標色を選択する第３の機能と、
   選択された前記目標色の三刺激値を定数とし、３種類の前記対象着色粒子の三刺激値を係数とし、且つ３種類の前記対象着色粒子の配合量を変数とする連立方程式を解き、得られた解を前記対象着色粒子の配合量として決定し、前記対象着色粒子を特定する情報と対応させて前記記録手段に記録する第４の機能とを実現させ、
   前記第４の機能が、
   前記連立方程式の３つの前記解に負の値が含まれているか否かを判断する第５の機能と、
   ３つの前記解のいずれかに負の値が含まれている場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第６の機能と、
   前記連立方程式の３つの前記解を前記連立方程式に代入して得られる三刺激値で表される色と前記周囲の色とのＬ ^* ａ ^* ｂ ^* 空間における色差が、５より大きい場合に、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第７の機能と、
   前記連立方程式の３つの前記解を百分率で表した場合に、９０％以上となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第８の機能と、
   前記連立方程式の３つの前記解を百分率で表した場合に、５％以下となる解が含まれていれば、決定された前記配合量から３つの前記解を除外する第９の機能と、
   前記連立方程式の３つの前記解が除外された場合に、３種類の前記着色粒子の別のセットを選択して、再度３つの解を計算する第１０の機能とを含み、
   前記三刺激値が、ｓＲＧＢ空間におけるｓＲＧＢ値であることを特徴とする多彩模様形成用塗料の配合の決定プログラム。

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