JPH116798A - 反射測定方法および反射測定装置 - Google Patents

反射測定方法および反射測定装置

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JPH116798A
JPH116798A JP16144597A JP16144597A JPH116798A JP H116798 A JPH116798 A JP H116798A JP 16144597 A JP16144597 A JP 16144597A JP 16144597 A JP16144597 A JP 16144597A JP H116798 A JPH116798 A JP H116798A
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JP16144597A
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Mitsuo Hirano
美津夫 平野
Minoru Takeuchi
実 竹内
Takashi Yamaguchi
隆司 山口
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定対象の性状を精度よく極めて正確に測定
することができ、構成も簡単であり、汎用性の高い反射
測定方法および反射測定装置を提供すること。 【解決手段】 測定対象領域に対して当該領域の性状に
応じたほぼ法線方向から電磁波を照射し、前記測定対象
領域から前記法線方向以外に反射する反射放射線を測定
して測定対象領域の性状を測定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体、液体、気体
等の測定対象に光等の電磁波を照射し、その反射光等の
反射放射線を測定することにより測定対象の性状を測定
する反射測定方法および反射測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、測定対象の性状を正確に検出す
るために、光源から測定用の光を測定対象に照射して、
検出器によってその反射光を測定することは各種の産業
分野において広く行なわれている。
【0003】この種の測定の対象となる部材としては、
例えば画像処理をするための読取り対象となる原稿画
像、写真、用紙等の固体や、色の付いた液体、あるいは
透明部材に収納された気体等が挙げられる。
【0004】従来のこの種の測定方法を、画像処理用に
測定対象となる原稿画像をイメージスキャナによって読
取る場合について説明する。
【0005】従来においては、図6に示すように、写真
等の原稿画像からなる平坦な測定試料1を測定試料台2
上に載置し、測定試料1の測定しようとする箇所即ち測
定対象領域A(測定スポット)の法線方向に検出器3を
設置し、この法線方向に対して45度あるいは60度の
角度(図6は45度の場合を示す)をもって検出器3の
両側に配置された光源4から絞り込んだ光を当てて、法
線方向に反射された反射光の強度を検出器3によって測
定することで、測定対象領域A部分の濃度等を測定して
いる。図6において測定対象領域Aは表現上誇張してあ
り、実際には極めて微小領域である(以後、同じ)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者ら
の研究により、図7から図10に示すように、前記従来
の方法によっては、測定対象領域Aの性状を正確に検出
できないことが判明した。
【0007】図7は前記従来方法の評価試験の原理を示
すものであり、測定試料1に対して1個の光源4を前記
法線方向から所定の入射角度θだけ傾斜させて固定設置
し、検出器3を前記法線方向から光源4側および光源4
と反対側に検出角度αを変化させた場合の反射光強度を
測定した。
【0008】図8から図10は、それぞれ入射角度θを
45度、60度、75度と変化させ、測定試料1を厚さ
が薄い場合と厚い場合とについて、検出角度αをcos
で横軸に、反射光強度を縦軸にリニアスケールで表わし
たものである。
【0009】これらの図8から図10に示すように、測
定対象領域Aからの反射光強度は、前記法線より光源4
側の入射光側に検出器3を配置した場合にはほぼ直線的
に変化するものの、光源4と反対側の反射光側に配置し
た場合は一部しか直線的に変化せず、しかも反射光の強
度は入射光側と反射光側とにおいて前記法線を中心とし
て対称ではなく大きく相違していることが分かる。
【0010】従って、検出器3が前記法線方向に対して
角度がずれることなく正確に配置されている場合は、精
度の良い測定値が得られるが、少しでも角度がずれると
入射角側と反射角側とで反射光強度の測定値の値が大き
く変わるために、測定精度が悪くなったり、また光源4
の照射範囲が広いと測定しようとする範囲の周辺からの
反射光の影響を受けて測定性度が悪くなるといった不具
合があった。このような従来方式を採用しているイメー
ジスキャナにおいては、測定制度の信頼性が悪く、検出
器の設置位置の精度出しや、補正が必要であり、コスト
の高揚を招くという不都合があった。
【0011】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、測定対象の性状を精度よく極めて正確に測定す
ることができ、構成も簡単であり、汎用性の高い反射測
定方法および反射測定装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明者等は鋭意研究することにより、測定試料の測
定対象領域に対してその法線方向より電磁波を照射する
と、当該法線方向以外の反射放射線の強度が、当該法線
から傾斜してゆく検出角度の変化に応じてほぼ直線的に
変化することを見出し、本発明をするに至った。
【0013】従って、請求項1に記載の本発明の反射測
定方法は、測定対象領域に対して当該領域の性状に応じ
たほぼ法線方向から電磁波を照射し、前記測定対象領域
から前記法線方向以外に反射する反射放射線を測定して
測定対象領域の性状を測定することを特徴とする。
【0014】請求項2に記載の本発明の反射測定方法
は、請求項1に記載の反射測定方法において、前記反射
放射線の測定を、前記測定対象領域を中心とした半球状
の全方向より行なうことを特徴とする。
【0015】請求項3に記載の本発明の反射測定方法
は、請求項1に記載の反射測定方法において、前記反射
放射線の測定を、前記法線方向に対する複数の異なる角
度方向より行ない、前記法線方向への反射放射線の状態
を予測することを特徴とする。
【0016】請求項4に記載の本発明の反射測定方法
は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の反射
測定方法において、測定対象領域の電磁波の透過側に可
変吸収スペクトルの測定試料台を配置して測定を行なう
ことを特徴とする。
【0017】請求項5に記載の本発明の反射測定装置
は、測定対象領域に対して当該領域の性状に応じたほぼ
法線方向から電磁波を照射する電磁波放射源と、前記測
定対象領域から前記法線方向以外に反射する反射放射線
を測定して測定対象領域の性状を測定する検出器とを有
することを特徴とする。
【0018】請求項6に記載の本発明の反射測定装置
は、請求項5に記載の反射測定装置において、前記検出
器は、反射放射線の測定を前記測定対象領域を中心とし
た半球状の全方向より行なうように形成されていること
を特徴とする。
【0019】請求項7に記載の本発明の反射測定装置
は、請求項5に記載の反射測定装置において、前記検出
器は、反射放射線の測定を前記法線方向に対する複数の
異なる角度方向より行なうように形成されていることを
特徴とする。
【0020】請求項8に記載の本発明の反射測定装置
は、請求項5から請求項7のいずれか1項に記載の反射
測定装置において、前記測定対象領域の電磁波の透過側
には、可変吸収スペクトルの測定試料台を配置したこと
を特徴とする。
【0021】本発明によれば、請求項5に記載の装置を
請求項1に記載の方法に従って操作することにより、測
定試料の測定対象領域に対してその性状に応じた法線方
向から電磁波を照射すると、反射放射線強度が安定して
いるので、測定精度の高い測定ができる。
【0022】また、請求項6に記載の装置を請求項2に
記載の方法に従って操作することにより、電磁波放射源
からの電磁波による測定対象領域の照射範囲(スポット
径)を変化させることによって、測定対象領域の面積
(解像度)を変えることができる。また、測定対象領域
の周辺の影響を受けずに、適性な精度の良い測定をする
ことができる。更に、測定対象領域からの反射放射線の
ほぼ全体を半球状の検出器により検出するものであるか
ら、検出器側の光学系(レンズなど)が不要になる。
【0023】また、請求項7に記載の装置を請求項3に
記載の方法に従って操作することにより、検出角度の異
なる2点以上の反射放射線強度を測定して、法線方向位
置における反射放射線強度即ち反射放射線強度の絶対値
を計算により求めることができる。また、検出器の数を
増やすことにより、より高精度の測定を行なうことがで
きる。
【0024】また、請求項8に記載の装置を請求項4に
記載の方法に従って操作することにより、即ち測定試料
台の色を変えることにより、測定試料の測定対象領域を
透過した電磁波の影響度合いを調整しながら、測定する
ことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図1
から図5について説明する。
【0026】図1は本発明の1実施形態を示している。
【0027】本実施形態においては、光を用いて測定す
るように形成されている。即ち、平板状の測定試料台1
2上に測定対象となる写真等の平面的な測定試料11を
載せて測定する場合を示している。本実施形態において
は、電磁波放射源としてランプ、LED発光素子、蛍光
管等からなる光源14を用い、その光源14を測定試料
11の測定対象領域Aに対して当該領域Aの性状に応じ
たほぼ法線方向上方の位置に設置し、フォトダイオー
ド、フォトトランジスタ、光電管、CCD等からなる検
出器13を光源14からの入射光に対して所定角度の検
出角度αを持たせて配置したものである。
【0028】そして、実際の計測を行なう場合には、前
記測定対象領域Aに対して光源14より当該領域Aの性
状に応じたほぼ法線方向から電磁波の1種である光を照
射し、当該測定対象領域Aから前記法線方向以外に反射
する反射光からなる反射放射線を検出器13によって測
定して、測定対象領域の性状を測定する。本実施形態に
おいては反射放射線の強度となる反射光強度を測定し
て、反射光の濃度を測定する。
【0029】図2は、本実施形態において、測定試料1
を厚さが薄い場合と厚い場合とについて、検出角度αを
cosで横軸に、反射光強度を縦軸にリニアスケールで
表わしたものである。
【0030】この図2に示すように、本実施形態によれ
ば、測定試料11の測定対象領域Aに対して入射光角度
を0度即ちほぼ法線方向から光を照射すると、得られる
反射光の測定強度は検出角度αをcosで表わすと、ほ
ぼ直線状に変化することが分かる。
【0031】従って、本実施形態によれば、検出角度α
がずれても、ずれ量によって一定の反射光強度が得られ
るために、精度の高い測定ができる。
【0032】また、光源14による照射範囲が広くなっ
ても、反射光強度は安定しているために、周囲の影響分
を補正して演算することができ、精度の良い測定結果が
得られる。
【0033】更に、検出器13において、測定する反射
光をレンズ13aによって絞ることにより、測定したい
範囲だけに絞った測定を行なうことができる。
【0034】なお、検出器13の設置位置は光源14の
全反射を避けた位置であれば、どこに設置してもよい。
【0035】次に、図3により本発明の第2の実施形態
について説明する。
【0036】本実施形態においては、図示したように、
検出器13として、半球状の面状検出器を使用したもの
である。この検出器13は、半球面の内壁に太陽電池の
角片を複数個並設して、それぞれの角片の出力和を求め
ることにより反射光の強度を測定するように形成されて
いる。また、内面が半球面状の1個の太陽電池を用いて
もよい。また、前記太陽電池に代えて、フォトダイオー
ド、フォトトランジスタ、光電管、CCD等の電気的受
光体や、電気的以外の受光体を多数個配置して、それぞ
れの素子の出力和を求めて反射光強度を測定するように
形成されている。
【0037】本実施形態においては、半球状即ちドーム
状の検出器13によって、測定対象領域Aからの反射光
を、測定対象領域Aを中心とした半球状の全方向より行
なうものである。
【0038】本実施形態によれば、測定対象領域Aから
の反射光のほぼ全体の総和を測定するものであるため
に、レンズ13aを用いて反射光を絞る必要がなく、光
源14の照射範囲(スポット径)を変化させることによ
り、測定対象領域Aの大きさ(解像度)を自由に変える
ことができる。更に、すべての反射光を検出できるため
に、測定箇所周辺の影響を受けることがなく、精度の良
い測定結果が得られる。
【0039】次に、図4により本発明の第3の実施形態
について説明する。
【0040】本実施形態においては、測定試料11の測
定対象領域Aを中心とする同心円上の異なる検出角度α
1、α2位置に複数個の検出器13、13を配置したも
のである。
【0041】そして、本実施形態においては、各検出器
13により測定対象領域Aからの反射光について前記法
線方向に対する複数の異なる角度方向α1、α2より測
定し、前記法線方向への反射光の状態を演算して予測す
るようにしたものである。
【0042】即ち、図2からも明らかなように、反射光
の測定強度の演算値は、検出角度αの変化に応じて直線
状に変化するものであるために、反射光強度(濃度)の
絶対値となる法線位置における反射光強度を演算により
求めることができる。この反射光強度は、検出器13の
数を増やすことによって、より高精度に演算により求め
ることができる。
【0043】次に、図5により本発明の第4の実施形態
について説明する。
【0044】本実施形態においては、測定対象領域Aの
光の透過側に配置される測定試料台12を可変色に形成
したものである。実際には、測定試料台12として、白
色板、黒色板、灰色板、その他の着色板等を切り換えら
れるように形成したり、可変色の液晶パネル等により形
成するとよい。
【0045】本実施形態においては、試料載置台12の
色を選択することにより、測定試料11の測定対象領域
A部分を透過した光の影響度合いを調整しながら、濃度
測定等を行なうことができる。
【0046】なぜならば、測定試料11に照射された光
は、その測定対象領域Aの表面から反射されるだけでな
く、測定試料11を透過した光が、測定試料11の光の
透過側にある試料載置台12の表面から反射される光の
影響も受けるためである。
【0047】そして、試料載置台12として白色板を用
いる場合は、測定試料11を透過した光が、この白色板
の表面からすべて反射されるため、透過した光の影響を
測定することになる。
【0048】また、試料載置台12として黒色板を使用
する場合は、測定試料11を透過した光は反射されない
ために、透過した光の影響を受けることなく、測定する
ことになる。
【0049】また、試料載置台12として灰色板を使用
する場合は、決まった割合の反射率が得られるため、透
過した光の決まった割合の反射光を測定に利用すること
になる。
【0050】また、試料載置台12として着色板を使用
する場合は、特定波長領域の光だけが反射されるため
に、その特定領域の波長の色の光だけを測定に利用する
ことができる。
【0051】また、複数枚の測定試料11を重ねた場合
には、光の透過側にある測定試料の影響も受けるもので
ある。
【0052】なお、前記各実施形態においては、平面状
の写真等の固体を測定試料11として説明したが、液体
や透明容器に入れた気体等についても同様にして測定す
ることができる。また、光源14の設置位置となる測定
対象領域Aの性状に応じた法線方向は、測定試料11が
写真、紙等の平面的なものであれば、測定試料11の全
体の平均した平面に対する法線方向とすればよく、ま
た、平均した平面が得られない場合には、測定対象領域
Aの表面に対する法線方向とすればよく、測定目的等に
応じて調節するとよい。
【0053】なお、本発明は前記の各実施形態に限定さ
れるものではなく、必要に応じて変更することができ
る。
【0054】
【発明の効果】このように本発明の反射測定方法および
反射測定装置は構成され作用するものであるから、測定
対象の性状を精度よく極めて正確に測定することがで
き、構成も簡単であり、汎用性も高いものとなるという
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の反射測定装置の第1の実施形態を示
す概略図
【図2】 本発明における反射光強度の検出角度との関
係を示す特性図
【図3】 本発明の反射測定装置の第2の実施形態を示
す概略図
【図4】 本発明の反射測定装置の第3の実施形態を示
す概略図
【図5】 本発明の反射測定装置の第4の実施形態を示
す概略図
【図6】 従来の反射測定装置を示す概略図
【図7】 従来の反射測定装置評価試験の原理を示す図
【図8】 従来の反射測定装置における図2と同様の図
【図9】 従来の反射測定装置における図2と同様の図
【図10】 従来の反射測定装置における図2と同様の
【符号の説明】
11 測定試料 12 測定試料台 13 検出器 13a レンズ 14 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 実 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 山口 隆司 神奈川県川崎市麻生区千代ヶ丘1丁目6番 45号

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象領域に対して当該領域の性状に
    応じたほぼ法線方向から電磁波を照射し、前記測定対象
    領域から前記法線方向以外に反射する反射放射線を測定
    して測定対象領域の性状を測定することを特徴とする反
    射測定方法。
  2. 【請求項2】 前記反射放射線の測定を、前記測定対象
    領域を中心とした半球状の全方向より行なうことを特徴
    とする請求項1に記載の反射測定方法。
  3. 【請求項3】 前記反射放射線の測定を、前記法線方向
    に対する複数の異なる角度方向より行ない、前記法線方
    向への反射放射線の状態を予測することを特徴とする請
    求項1に記載の反射測定方法。
  4. 【請求項4】 測定対象領域の電磁波の透過側に可変吸
    収スペクトルの測定試料台を配置して測定を行なうこと
    を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記
    載の反射測定方法。
  5. 【請求項5】 測定対象領域に対して当該領域の性状に
    応じたほぼ法線方向から電磁波を照射する電磁波放射源
    と、前記測定対象領域から前記法線方向以外に反射する
    反射放射線を測定して測定対象領域の性状を測定する検
    出器とを有することを特徴とする反射測定装置。
  6. 【請求項6】 前記検出器は、反射放射線の測定を前記
    測定対象領域を中心とした半球状の全方向より行なうよ
    うに形成されていることを特徴とする請求項5に記載の
    反射測定装置。
  7. 【請求項7】 前記検出器は、反射放射線の測定を前記
    法線方向に対する複数の異なる角度方向より行なうよう
    に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の反
    射測定装置。
  8. 【請求項8】 前記測定対象領域の電磁波の透過側に
    は、可変吸収スペクトルの測定試料台を配置したことを
    特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載
    の反射測定装置。
JP16144597A 1997-06-18 1997-06-18 反射測定方法および反射測定装置 Withdrawn JPH116798A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002533671A (ja) * 1998-12-21 2002-10-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ スキャッタメータ
JP2007524807A (ja) * 2003-02-26 2007-08-30 レイモンド, ジェイ. キャストンガイ, 球形光散乱及び遠視野位相の測定
JP2014211369A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 株式会社リコー 光学センサ、画像形成装置、及び対象物特定方法

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