JP6869002B2 - 計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、面の反射特性を計測する計測装置に関する。

印刷面や塗装面、製品外面などの面の評価には、ＪＩＳやＩＳＯで規定される色や光沢、拡散、曇りなどの反射特性が指標として用いられる。このような反射特性の計測のために、被計測面に光を照射する光源と、当該被計測面で反射された光を検出するセンサとを有する計測装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−３０２０３号公報

上述のような反射特性の計測装置は、筐体によって外光を遮断した状態で計測を行うのが好ましい。しかし、計測装置は、そのような状態では、反射特性を計測する領域を視認することができないため、反射特性を計測すべき対象領域と計測装置との間の相対的な位置決めが困難である等、操作性の点で不利であった。

本発明は、操作性の点で有利な計測装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、開口部が形成された筐体を有し、前記筐体によって計測領域が覆われた状態で前記開口部を介して面の反射特性を計測する計測装置であって、前記筐体内に設けられ、前記面の撮像領域を照射して前記開口部を介して前記撮像領域を撮像する撮像部と、前記筐体内に設けられ、前記撮像領域の一部である計測領域を照射して前記計測領域からの反射光を前記開口部を介して検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて前記計測領域の反射特性を得る処理部と、を含み、前記処理部は、前記撮像領域における前記計測領域の位置を示す情報を含む前記撮像領域の画像を表示部に出力し、前記検出部により前記計測領域に光を照射しながら前記撮像部により前記撮像領域に光を照射することで、前記計測領域以外の前記撮像領域の光強度が前記計測領域の光強度より小さい状態を生成し、当該状態で前記撮像部が前記撮像領域を撮像することにより、前記情報を含む前記撮像領域の画像を得る、ことを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、操作性の点で有利な計測装置を提供することができる。

計測装置の外観図である。 計測装置の内部構成をＹ方向から見た図である。 計測装置の内部構成をＸ方向から見た図である。 第２部分領域の画像を示す図である。 被計測面の反射特性を計測する方法を示すフローチャートである。 第２部分領域の画像を示す図である。 第２部分領域の画像を示す図である。 第２部分領域の画像を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本発明に係る本実施形態の計測装置１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の計測装置１０の外観図であり、図２は、計測装置１０の内部構成をＹ方向から見た図であり、図３は、計測装置１０の内部構成をＸ方向から見た図である。計測装置１０は、例えば、筐体１１、検出部１２、撮像部１３、表示部１４、操作部１５（入力部）および制御部１６を含み、筐体１１により外光を遮断した状態で筐体１１の開口部１７を介して被計測面２０の反射特性を計測する。ここで、反射特性は、鏡面光沢度、ヘイズ、ＤＯＩ（Distinctness of Image）および写像性のうち少なくとも１つを含みうる。また、制御部１６は、例えばＣＰＵやメモリ（記憶部）などを有するＭＣＵ（Micro Controller Unit）を含み、計測装置１０の各部を制御する。ここで、本実施形態の計測装置１０では、制御部１６が、検出部１２での検出結果に基づいて被計測面２０（第１部分領域２１）の反射特性を求める処理部としての機能を有するが、それに限られず、当該処理部が制御部１６とは別に設けられてもよい。また、制御部１６は、ＭＣＵの代わりに（もしくはＭＣＵに加えて）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを含んでもよい。

筐体１１は、例えば、開口部１７が形成された第１面１１ａと、第１面１１ａの反対側の第２面１１ｂと、側面１１ｃとを有し、第１面１１ａが被計測面側になるように（第１面１１ａが被計測面に対向するように）被計測面上に載置される。筐体内には、検出部１２、撮像部１３および制御部１６が設けられ、筐体１１の第２面１１ｂには、表示部１４（ディスプレイ１４ａ）および操作部１５（ボタン群）が設けられる。表示部１４と操作部１５とは、筐体上（第２面１１ｂ）において互いに隣接して設けられていることが操作性の点で好ましい。また、筐体１１の側面１１ｃには、ユーザの指を引っ掛けて握り易くするための凹部１１ｄ（把持部）が形成されている。ここで、凹部１１ｄ（把持部）および操作部１５は、ユーザが筐体１１の側面１１ｃ（凹部１１ｄ）を把持しながら操作部１５（ボタン群）を操作することができるように筐体１１に設けられる（配置される）とよい。このように配置された凹部１１ｄおよび操作部１５は、筐体上において互いに隣接して設けられていると言える。

検出部１２は、筐体１１の開口部１７が位置する被計測面２０の領域のうち第１部分領域２１（後述する撮像部１３により撮像される被計測面２０の領域の一部）に光を照射して、第１部分領域２１で反射された光を検出する。検出部１２は、例えば、第１部分領域２１に光を照射する照射部と、第１部分領域２１で反射された光を受光する受光部とを含みうる。照射部は、光源１２ａとレンズ１２ｂとを含み、第１部分領域２１に光を照射する。光源１２ａは、光源制御回路１２ｃに接続されており、制御部１６から光源制御回路１２ｃに送られてきた信号に応じて発光強度が調整される。そして、光源１２ａから射出された光は、レンズ１２ｂにより平行光に（コリメート）されて第１部分領域２１に入射する。また、受光部は、センサ１２ｄとレンズ１２ｅとを含み、第１部分領域２１で反射された光を受光する（検出する）。センサ１２ｄは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成された光電変換素子が２次元的に配列されたエリアセンサを含み、第１部分領域２１で反射されてレンズ１２ｅにより集光された光を受光して、第１部分領域２１からの反射光の強度分布を検出する。これにより、制御部１６（処理部）は、センサ１２ｄから出力された反射光の強度分布データ（検出部１２での検出結果）に基づいて、第１部分領域２１の反射特性を求めることができる。

制御部１６（処理部）により求められた第１部分領域２１の反射特性を示す値（規格値）は、表示部１４によって表示される。表示部１４は、例えば、筐体１１の第２面１１ｂに設けられたＬＣＤなどのディスプレイ１４ａを含み、第１部分領域２１の反射特性を示す値を当該ディスプレイ１４ａに表示する。これにより、ユーザは、第１部分領域２１の反射特性を視認することができる。また、計測装置１０の動作条件などの各種設定は、ユーザが操作部１５を操作することによって行われる。操作部１５は、筐体１１の第２面１１ｂに設けられた複数のボタンを含む。例えば、制御部１６は、ユーザによって操作部１５の複数のボタンのうちボタン１５ａが押されたことで生成される信号（操作部１５により入力された信号）を検知することにより、被計測面２０の反射特性の計測を開始する。本実施形態の操作部１５は、複数のボタンを有するが、それに限られず、例えば、表示部１４のディスプレイ１４ａをタッチパネル式とし、当該ディスプレイ１４ａを操作部１５として用いてもよい。

ここで、被計測面２０の反射特性を計測する際に被計測面２０に入射させる光の入射角θ（被計測面２０で反射される光の反射角θ’）は、ＪＩＳやＩＳＯなどに従って、反射特性の規格ごとに規定される。例えば、反射特性として鏡面光沢度を計測する場合では、入射角θ（反射角θ’）は、２０度、４５度、６０度、７５度および８５度のいずれかに規定される。また、反射特性としてヘイズを計測する場合では、入射角θ（反射角θ’）は、２０度および３０度のいずれかに規定される。反射特性として写像性を計測する場合では、入射角θ（反射角θ’）は、４５度および６０度のいずれかに規定される。反射特性としてＤＯＩを計測する場合では、入射角θ（反射角θ’）は、２０度および３０度のいずれかに規定される。

本実施形態の計測装置１０（図２に示す例）では、１つの検出部１２が設けられており、１種類の入射角θ（反射角θ’）において被計測面２０の反射特性を計測している。しかしながら、前述のように入射角θ（反射角θ’）は反射特性の規格ごとに規定される。そのため、複数種類の入射角θ（反射角θ’）で被計測面２０の反射特性を計測することができるように、入射角θ（反射角θ’）が互いに異なる複数の検出部１２を計測装置１０に設けてもよい。例えば、入射角θ（反射角θ’）が２０度となる検出部１２と、入射角θ（反射角θ’）が６０度となる検出部１２とを計測装置１０に設けると、鏡面光沢度、ヘイズ、写像性およびＤＯＩの全てを計測することが可能となる。また、複数の検出部１２を設けることに限られず、１つの検出部１２における入射角θ（反射角θ’）を変更することができるように当該検出部１２を駆動する駆動部を計測装置１０に設けてもよい。

このように、反射特性の計測は、筐体１１によって外光を遮断した状態で行われるため、反射特性を計測している計測領域（検出部１２により反射光を検出する第１部分領域２１）を視認することができない。したがって、従来の計測装置では、反射特性を計測すべき対象領域に計測領域が配置されるように計測装置を正確に位置決めすること（対象領域と計測装置との相対的な位置決め）が困難であった。そこで、本実施形態の計測装置１０は、筐体１１の開口部１７を介して被計測面２０を撮像する撮像部１３を有する。具体的には、撮像部１３は、筐体１１の開口部１７が位置する被計測面２０の領域のうち第１部分領域２１を含む第２部分領域２２を撮像する。そして、撮像部１３により得られた第２部分領域２２の画像を表示部１４（ディスプレイ１４ａ）に表示する。また、表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像は、第２部分領域２２における第１部分領域２１（の位置）を示す情報を有する。これにより、ユーザは、計測領域だけでなく、その周辺も表示部１４で視認することができるため、対象領域に計測領域が配置されるように計測装置１０を容易に且つ正確に位置決めすることができる。ここで、第２部分領域２２は、第１部分領域２１を含み且つ第１部分領域２１より大きい（面積が大きい）領域であり、開口部１７より小さくてもよいし、開口部１７と同じ大きさであってもよい。また、以下では、第２部分領域２２における第１部分領域２１の位置を示す情報を「第１部分領域２１の位置情報」と称する。

以下に、本実施形態の撮像部１３の構成、および本実施形態の計測装置１０を用いて被計測面２０の反射特性を計測する方法について説明する。
まず、撮像部１３の構成について説明する。撮像部１３は、図３に示すように、例えば、第２部分領域２２に光を照射する光源１３ａと、光が照射された第２部分領域２２を撮像するカメラ１３ｂとを有する。本実施形態では、第２部分領域２２に斜めから光を照射し、第２部分領域２２を斜めから撮像するように光源１３ａおよびカメラ１３ｂが配置されている。具体的には、光源１３ａからの光の主光線を第２部分領域２２に入射させる角度（照明角α）が６０度となるように光源１３ａが配置され、第２部分領域２２を撮像する角度（撮像角β）が４５度となるようにカメラ１３ｂが配置される。つまり、照明角αより撮像角βの方が小さくなるように光源１３ａおよびカメラ１３ｂが配置される。照明角αおよび撮像角βは任意に設定することができるが、このような光源１３ａおよびカメラ１３ｂの配置は筐体内の空間が狭いときに有利である。筐体内の空間が広く、筐体１１と干渉しないのであれば、第２部分領域２２に上方から光を照射し、第２部分領域２２を上方から撮像するように光源１３ａおよびカメラ１３ｂを配置することもできる。

光源１３ａは、第２部分領域２２に光を照射する（第２部分領域２２を照明する）。光源１３ａは、光源制御回路１３ｃに接続されており、制御部１６から光源制御回路１３ｃに送られてきた信号に応じて発光強度が調整されうる。光源１３ａとしては、カメラ１３ｂの画角、および開口部１７に対するカメラ１３ｂの配置に応じて決定される第２部分領域２２の全体に光が照射されるように、角度γ以上の指向特性を有する光源（例えばＬＥＤなど）が用いられることが好ましい。本実施形態の光源１３ａは、検出部１２が第１部分領域２１に光を照射する方向（方位）に対して垂直な方向から第２部分領域２２に光を照射するように構成されているが、第２部分領域２２に光を照射する方向は任意に設定することができる。

また、カメラ１３ｂは、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどによって構成され、光源１３ａによって照明された第２部分領域２２を撮像し、それにより得られた第２部分領域２２の画像データ（映像データ）を出力する。そして、撮像部１３で得られた画像（映像）は、表示部１４（ディスプレイ１４ａ）に表示される。

表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像は、前述のように、第１部分領域２１の位置情報を有する。第１部分領域２１の位置情報を有する第２部分領域２２の画像を生成する１つの方法としては、例えば、検出部１２により第１部分領域２１に光を照射しながら、撮像部１３により第２部分領域２２に光を照射して当該第２部分領域２２を撮像する方法がある。この方法では、第２部分領域２２における第１部分領域２１以外の領域に撮像部１３からの光のみが照射され、第１部分領域２１に撮像部１３からの光と検出部１２からの光との双方が照射される。そのため、撮像部１３で得られて表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像では、図４に示すように、第１部分領域２１に対応する部分３１の明度が、それ以外（周辺）の部分３２の明度より大きくなる。つまり、第１部分領域２１に対応する部分３１とそれ以外の部分３２との明度の差を、第１部分領域２１の位置情報として生成することができる。

図４は、表示部１４に表示された第２部分領域２２の画像を示す図である。本実施形態では、撮像部１３によって第２部分領域２２を斜めから撮像しているため、表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像が台形形状となる。また、図４に示す第２部分領域２２の画像では、第１部分領域２１に対応する部分３１の明度が部分３１の周辺の部分３２より大きいため、当該画像における第１部分領域（計測領域）の位置を視認することができる。ここで、撮像部１３により第２部分領域２２に照射される光の強度は、検出部１２により第１部分領域２１に照射される光の強度より小さくするとよい。これにより、表示部１４で表示される第２部分領域２２の画像において部分３１と部分３２との明度の差を大きくし、当該画像における第１部分領域２１の位置を更に視認しやすくすることができる。

次に、計測装置１０を用いて被計測面２０の反射特性を計測する方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、被計測面２０の反射特性を計測する方法を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの各工程は、制御部１６によって制御されうる。

Ｓ１１では、制御部１６は、検出部１２からの光を第１部分領域２１に照射し、且つ撮像部からの光を第２部分領域２２に照射している状態で、第２部分領域２２を撮像部１３に撮像させる。そして、撮像部１３により得られた第２部分領域２２の画像（映像）を表示部１４に表示する。Ｓ１２では、制御部１６は、ユーザからの信号を検知したか否かを判断する。制御部１６がユーザからの信号を検知していない場合にはＳ１１に戻り、ユーザからの信号を検知した場合にはＳ１３に進む。

Ｓ１１およびＳ１２の工程では、ユーザが、表示部１４に表示された画像に基づいて、反射特性を計測すべき被計測面２０の対象領域に計測装置１０の計測領域（第１部分領域２１）が配置されるように計測装置１０の位置決めを行っている状態である。ユーザは、例えば、計測装置１０の位置決めを終了すると、反射特性の計測を計測装置１０に開始させるために操作部１５のセンサを操作する（本実施形態ではボタン１５ａを押す）。このとき、計測装置１０では、センサ（ボタン１５ａ）からの出力が制御部１６に送信され、制御部１６は、当該出力をユーザからの信号（操作部１５により入力された信号）として検知することができる。本実施形態では、センサとしてボタン１５ａを用いたが、それに限られず、ユーザの手（指）の接触を感知するための温度センサや光センサなどが用いられてもよい。また、本実施形態では、ユーザがセンサに触れたとき（ユーザがボタン１５ａを押したとき）のセンサの出力をユーザからの信号として用いた。しかしながら、それに限られず、例えば、ユーザがセンサから手を離したとき（押していたボタン１５ａを離したとき）のセンサの出力をユーザからの信号として用いてもよい。

Ｓ１３では、制御部１６は、ユーザによってセンサ（ボタン１５ａ）が操作されたとき（ユーザからの信号を検知したとき）に撮像部１３で撮像されて表示部１４に表示された第２部分領域２２の画像をメモリ（記憶部）に記憶する。Ｓ１４では、制御部１６は、検出部１２からの光以外の光が検出部１２のセンサに入射することを防ぐため、撮像部１３による第２部分領域２２への光の照射を終了（中断）し、検出部１２からの光のみを第１部分領域２１に照射する。そして、制御部１６は、第１部分領域２１で反射された光を検出部１２（センサ１２ｄ）に検出させる。図６は、検出部１２からの光のみを第１部分領域２１に照射している状態において撮像部１３により得られた第２部分領域２２の画像を示す図である。このように得られた第２部分領域２２の画像は、表示部１４に表示させてもよいし、表示させなくてもよい。ここで、計測装置１０に複数の検出部１２が設けられている場合には、制御部１６は、第１部分領域２１に光を照射して第１部分領域２１で反射した光を検出する工程を、各検出部１２に順番に行わせる。

Ｓ１５では、制御部１６は、検出部１２での検出結果（センサ１２ｄから出力された反射光の強度分布データ）に基づいて第１部分領域２１の反射特性を求める。このとき、制御部１６は、求めた反射特性を、Ｓ１３においてメモリに記憶された第２部分領域２２の画像と対応付けてメモリに記憶する。これにより、ユーザは、メモリに記憶された反射特性が被計測面上のどこの領域の反射特性なのかを容易に把握することができる。Ｓ１６では、制御部１６は、Ｓ１５で求めた反射特性を示す値を表示部１４に表示する。このとき、制御部１６は、Ｓ１３においてメモリに記憶された第２部分領域２２の画像と反射特性を示す値とを重ねて表示部１４に表示してもよいし、反射特性を示す値のみを表示部１４に表示してもよい。後者の場合、制御部１６は、ユーザからの信号を検知する前には、第２部分領域２２の画像を表示部１４に表示させ、ユーザからの信号を検知した後では、反射特性を示す値を表示部１４に表示させる。つまり、制御部１６は、ユーザからの信号に応じて、第２部分領域２２の画像と反射特性を示す値とを切り替えて（即ち、選択的に）表示部１４に表示させる。

このような工程により１回の反射特性の計測が終了するが、制御部１６は、所定の時間（例えば３秒間など）が経過した後、Ｓ１１に戻り、撮像部１３によって得られた第２部分領域２２の画像（映像）を表示部１４に表示させる。これにより、ユーザは、被計測面２０の反射特性の計測を引き続き行うことができる。

上述したように、本実施形態の計測装置１０は、開口部１７が位置する被計測面２０の領域のうち、反射特性の計測が行われる第１部分領域２１を含む第２部分領域２２を撮像し、それにより得られた第２部分領域２２の画像を表示部１４に表示する。また、表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像は、第１部分領域２１の位置情報を有する。これにより、ユーザは、表示部１４によって計測領域を容易に視認することができるため、反射特性を計測すべき被計測面２０の対象領域に第１部分領域２１（計測領域）が配置されるように計測装置１０を容易に位置決めすることができる。

ここで、本実施形態の計測装置１０は、操作部１５のボタン１５ａからの出力をユーザからの信号として検知したことに応じて、反射特性の計測を開始したが、それに限られるものではない。例えば、筐体１１の外部に配置された装置（例えば情報処理装置）からケーブルや無線などを介して送られてきた（受信した）ユーザからの信号を検知したことに応じて、反射特性の計測を開始してもよい。この場合、制御部１６は、当該装置の入力部（キーボードやマウスなど）により入力された信号を、ユーザからの信号として検知する。また、本実施形態の計測装置１０は、第２部分領域２２の画像と反射特性を示す値とを対応付けて制御部１６（メモリ）に記憶したが、それに限られるものではない。例えば、筐体１１の外部に配置された装置に、ケーブルや無線を介して、第２部分領域の画像と反射特性の値とを対応付けて送信し、当該装置に記憶してもよい。このように筐体１１の外部に配置された装置は、計測装置１０における構成要素の１つとしてもよい。

さらに、本実施形態では、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像を表示する表示部１４として、筐体１１に設けられたディスプレイ１４ａを用いたが、それに限られず、例えば筐体１１の外部に設けられた外部ディスプレイを表示部として用いてもよい。この場合には、制御部１６は、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像データを、ケーブルや無線を介して外部ディスプレイに送信し、当該外部ディスプレイに表示する。このように筐体１１の外部に設けられた外部ディスプレイは、計測装置１０における構成要素の１つとしてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の計測装置について説明する。第１実施形態の計測装置１０では、撮像部１３によって第２部分領域２２を斜めから撮像し、それによって得られた画像をそのまま表示部１４に表示しているため、図４に示すように、表示部１４に表示される第２部分領域２２の画像が台形形状となる。本実施形態では、撮像部１３によって第２部分領域２２を斜めから撮像することで得られた台形形状の画像に対して幾何学的な画像変換を行い、画像変換が行われた画像を表示部１４に表示する例について説明する。それ以外の構成は第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

以下に、撮像部１３により４５度の撮像角βで第２部分領域２２を撮像することで得られた画像を、あたかも０度の撮像角βで第２部分領域２２を撮像したような画像（例えば矩形形状の画像）に変換する画像変換方法について説明する。画像変換は、制御部１６（処理部）によって行われうる。

制御部１６は、撮像部１３で得られた画像データに射影変換を適用して座標変換を行う。射影変換とは、歪んだ四角形の画像を矩形形状（正方形または長方形）の画像に補正する際に適用される座標変換のうちの１つである。画像データにおいて、変換前の座標を（ｘ，ｙ）とし、変換後の座標を（ｘ’，ｙ’）とすると、変換後の座標を式（１）によって求めることができる。ここで、ｈ_１１〜ｈ_３３は、変換前の４点の座標と変換後の４点の座標から求められる変換係数である。

次に、制御部１６は、射影変換によって座標変換が行われた画像の画素補間を行う。画像を幾何学的に変換する場合、画素と画素との間の輝度値を参照する画像フィルタ処理を行って隙間に相当する画素のデータを補う、いわゆる画素補間を行う必要がある。ここでは、制御部１６において射影変換が行われた画像データに対し、さらに双一次補間を適用して画素補間を行う。双一次補間は、補うべき画素の座標（ｘ’，ｙ’）の周辺の２×２画素（４画素）を用いて直線的に補間し、輝度値を求める線形補間のうちの１つである。

このように、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像に対して幾何学的な画像変換（射影変換を用いた座標変換、および双一次補間を用いた画素補間）を行う。これにより、図４に示すような台形形状の画像を、図７に示すような矩形形状の画像に変換して表示部１４に表示することができる。図７は、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像に対して幾何学的な画像変換を行った後に、表示部１４に表示された第２部分領域２２の画像を示す図である。

ここで、本実施形態では、幾何学的な画像変換における座標変換として射影変換を用いたが、それに限られるものではない。例えば、平行移動と線形変換とにより座標変換を行う場合には、アフィン変換などを用いることができる。また、本実施形態では画素補間として双一次補間を用いたが、最近傍補間などを用いることもできる。最近傍補間は、補間する画素の位置に最も近い位置にある画素の輝度値を参照する方法であり、補間される画素のデータは双一次補間とは異なる輝度値になるものの、双一次補間と同様に画素補間を行うことができる。さらに、本実施形態では、撮像部１３により４５度の撮像角βで第２部分領域２２を撮像することで得られた画像に対して幾何学的な画像変換を行う例について説明した。しかしながら、それに限られず、４５度以外の撮像角βでの撮像により得られた画像についても、前述した幾何学的な画像変換を行うことで、図７に示す画像と同様の画像を得ることができる。

上述したように、本実施形態では、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像に対して幾何学的な画像変換を行い、それにより得られた画像を表示部１４に表示する。これにより、ユーザによる計測領域（第１部分領域２１）の視認性をさらに向上させることができる。

＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の計測装置について説明する。第１実施形態では、第１部分領域２１の位置情報を有する第２部分領域２２の画像を生成する１つの方法として、検出部１２により第１部分領域２１に光を照射しながら第２部分領域２２を撮像する方法を説明した。本実施形態では、図８に示すように、第１部分領域２１の位置を示すマーク３３を、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像に重ねて表示することにより、第１部分領域２１の位置情報を有する第２部分領域２２の画像を生成する方法を説明する。それ以外の構成は第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、第１部分領域２１の位置を示すマーク３３を表示する方法の１つの例について説明する。第２部分領域２２における第１部分領域２１の位置は、反射特性を計測すべき対象領域を変更したとしても通常変わらない。そのため、第１部分領域２１が表示されるべき表示部１４上の位置を事前に求めておき、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像を表示部１４に表示するとともに、事前に求めた表示部１４上の位置にマーク３３を重ねて表示してもよい。この場合、撮像部１３は、検出部１２により第１部分領域２１に光を照射しながら第２部分領域２２を撮像しなくてもよい。即ち、撮像部１３は、検出部１２による第１部分領域２１への光の照射を行わずに、撮像部１３による第２部分領域２２への光の照射のみを行って第２部分領域２２を撮像してもよい。

ここで、第１部分領域２１の位置を示すマーク３３は、例えば、第１部分領域２１の外形（輪郭）を示すマークを含むが、例えば、第１部分領域２１の四隅を示すマークなど他のマークを含んでもよい。また、第１部分領域２１の位置を示すマークを用いずに、例えば、第１部分領域２１の輝度値を周辺より大きくしたり、小さくしたりするなど、第１部分領域２１の位置を強調した手法を用いてもよい。以下の例についても同様である。

次に、第１部分領域２１の位置を示すマーク３３を表示する方法の他の例について説明する。ここでは、検出部１２により第１部分領域２１に光を照射しながら第２部分領域２２を撮像することにより得られた画像から、第２部分領域２２における第１部分領域２１の位置を求め、当該位置を示すマーク３３を表示部１４に表示する例を説明する。以下では、第１部分領域２１の位置として、第１部分領域２１の外形（輪郭）を制御部１６によって求める方法を説明する。

制御部１６は、撮像部１３で得られた画像データに輪郭抽出を適用して第１部分領域２１の抽出を行う。輪郭抽出とは、画像データにおける画素の輝度勾配を算出した結果に基づいて、画素の輝度が不連続に変化している箇所を抽出する際に適用される画像処理のうちの１つである。ここでは、画像データにおける画素のＸ方向とＹ方向の隣接画素同士の差分をとることにより１次微分を行って輪郭を抽出する方法について述べるが、輪郭抽出には様々な方法がある。例えば、輪郭抽出の対象画素に対して上下左右の４方向に２次微分を行うことにより、方向性に依存しない輪郭抽出を行うこともできる。

画像データにおいて、座標（ｘ，ｙ）の画素を輪郭抽出の対象画素とし、その画素の輝度値がｆ（ｘ，ｙ）で得られるとすると、Ｘ方向の微分値ｆｘとＹ方向の微分値ｆｙを式（２）によって求めることができる。また、式（２）によって得られた微分値ｆｘ、ｆｙから、式（３）を用いて座標（ｘ，ｙ）における輪郭の強さＩを算出することができる。これにより、制御部１６は、式（３）によって算出された輪郭の強さＩを用いて第１部分領域２１を抽出することができ、抽出した第１部分領域２１の位置を示すマーク３３を表示部１４に表示させることができる。

上述したように、本実施形態では、第２部分領域２２における第１部分領域２１の位置を示すマーク３３を、撮像部１３で得られた第２部分領域２２の画像に重ねて表示部１４に表示する。これにより、ユーザによる計測領域（第１部分領域２１）の視認性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０：計測装置、１１：筐体、１２：検出部、１３：撮像部、１４：表示部、１５：操作部、１６：制御部（処理部）、２０：被計測面、２１：第１部分領域、２２：第２部分領域

Claims (17)

1. 開口部が形成された筐体を有し、前記筐体によって計測領域が覆われた状態で前記開口部を介して面の反射特性を計測する計測装置であって、
   前記筐体内に設けられ、前記面の撮像領域を照射して前記開口部を介して前記撮像領域を撮像する撮像部と、
   前記筐体内に設けられ、前記撮像領域の一部である計測領域を照射して前記計測領域からの反射光を前記開口部を介して検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果に基づいて前記計測領域の反射特性を得る処理部と、
   を含み、
   前記処理部は、前記撮像領域における前記計測領域の位置を示す情報を含む前記撮像領域の画像を表示部に出力し、
   前記検出部により前記計測領域に光を照射しながら前記撮像部により前記撮像領域に光を照射することで、前記計測領域以外の前記撮像領域の光強度が前記計測領域の光強度より小さい状態を生成し、当該状態で前記撮像部が前記撮像領域を撮像することにより、前記情報を含む前記撮像領域の画像を得る、ことを特徴とする計測装置。
2. 前記処理部は、前記検出部に前記反射光を検出させた後、前記反射光に基づいて得られた前記反射特性を前記表示部に出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. ユーザにより操作される入力部を含み、
   前記処理部は、前記入力部により入力された信号に応じて前記検出部に前記反射光を検出させ、前記検出部で検出された前記反射光に基づいて前記反射特性を得る、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
4. ユーザにより操作される入力部を含み、
   前記処理部は、前記入力部により入力された信号に基づいて、前記反射特性と、前記撮像部により得られた前記撮像領域の画像とを選択的に前記表示部に表示させる、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
5. 前記処理部は、前記表示部に出力した前記撮像領域の画像と、前記反射特性とを対応付けて記憶する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の計測装置。
6. 前記検出部は、前記計測領域に光を照射して前記計測領域からの反射光を検出し、
   前記撮像部は、前記検出部により前記計測領域に光が照射されている状態で、前記撮像領域に光を照射しながら前記撮像領域を撮像することにより、前記情報を含む前記撮像領域の画像を得る、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
7. 前記処理部により前記表示部に出力される前記撮像領域の画像は、前記撮像領域における前記計測領域の位置を示すマークを前記情報として含む、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の計測装置。
8. 前記マークは、前記計測領域の外形を示すマークである、ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
9. 前記表示部と、ユーザにより操作される入力部と、を含み、
   前記表示部と前記入力部とは、前記筐体上において互いに隣接して設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の計測装置。
10. ユーザにより操作される入力部と、
    ユーザにより把持される把持部と、を含み、
    前記入力部と前記把持部とは、前記筐体上において互いに隣接して設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の計測装置。
11. 前記反射特性は、鏡面光沢度、ヘイズ、ＤＯＩおよび写像性のうち少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の計測装置。
12. 前記撮像部は、前記開口部を介して前記撮像領域に光を照射しながら前記撮像領域を撮像し、
    前記検出部は、前記開口部を介して、前記計測領域に光を照射しながら前記計測領域からの前記反射光を検出する、ことを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の計測装置。
13. 前記処理部は、前記筐体により前記計測領域が覆われた状態で前記反射光を前記検出部に検出させる、ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の計測装置。
14. 前記撮像領域は、前記計測領域を含み、前記計測領域より大きい、ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
15. 前記処理部により前記表示部に出力される前記撮像領域の画像は、前記撮像領域のうち前記計測領域とそれ以外の部分とが視覚的に区別されるように生成された前記情報を含む、ことを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載の計測装置。
16. 前記撮像部は、前記検出部が前記反射光を検出している間、前記撮像領域への光の照射を中断する、ことを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
17. 前記筐体は、ユーザにより把持され、前記面上に載置された状態で前記面上を移動可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至１６のうちいずれか１項に記載の計測装置。

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