JPWO2012147488A1 - マルチアングル測色計 - Google Patents

Abstract

マルチアングル測色計１００では、光学配置としてマルチアングル方式かつ対称配置方式が採用されている。また対称配置におけるそれぞれの側の光検出を、単一の光検出ユニット４１を用いて行う。光検出ユニット４１が兼用されていることにより、装置が簡単になり、複数の光検出ユニットの特性の個体差による影響も生じない。逆に、照明のための要素を兼用することもできる。複数の光検出ユニットを用いる場合でも、一方で使用する光検出ユニットとして波長分解能が比較的低い光検出ユニットを用いることによって装置の小型化や低価格化が可能となる。これにより、装置の小型化や低価格化を達成しながら、測定面の相対的傾斜による姿勢誤差を低減することが可能となる。

Description

本発明は、マルチアングル測色計に関するもので、特に、測定面に対する測色計の姿勢誤差を補正するための光学配置の改良技術に関する。

自動車の塗装などに用いられるメタリック塗装やパールカラー塗装などは、内部の光輝材の影響で観察者の方向によって色彩が異なるように見えることがあるため、その塗装評価（塗装色の評価）には複数角度で照明もしくは受光をおこなうマルチアングル測色計が用いられる。

すなわち、自動車の塗装などに用いられるメタリック塗装やパールカラー塗装は、塗装塗膜内に光輝材と呼ばれるフレーク状のアルミ片やマイカ片が含まれてなり、いわゆるメタリック効果やパール効果を呈する。これは、反射特性に対する光輝材の寄与が照明および観察方向によって異なることに起因するものである。このようなメタリック塗装やパールカラー塗装の評価（色彩測定）には、被測定物の試料面に対して複数の方向から照明して一方向から受光する（多方向照明一方向受光）、あるいは、被測定物の試料面に対して一方向から照明して複数の方向から受光する（一方向照明多方向受光）、マルチアングルジオメトリー（光学配置）を備えたマルチアングル測色計が用いられる。

ところが、測定対象が自動車のバンパーなど曲率を持つ試料であると、測定時に試料法線と測色計の基準軸とが一致しない姿勢誤差が生じる可能性が高い。中でも正反射光に近い角度方向は反射特性の角度依存性が大きいため、この誤差の影響が無視できない。

そこで、この姿勢誤差を低減する目的で、例えば、特許文献１で開示する方法では、測定光学系を内蔵する光学ベースユニットが、筺体に対してばねなどの弾性体で保持され、試料と筺体との接触角度によらず照明・受光ジオメトリを一定に保つことで測定誤差を低減する技術が提案されている。

また、他の公知技術としては、試料接触面に複数の接触ピンを配置し、すべて均等に押圧されれば測定トリガーがかかる構成にすることで、測色計の姿勢誤差を抑えるという技術もある。

一方、特許文献２で開示する方法では、正反射光から試料の光沢を測定する光沢計において、光沢計の姿勢誤差を抑えるために、本来の照明系・受光系に対し試料法線と軸対称になるように追加の補正用光学系を配置し、両者の測定値を平均化するという手法が提案されている。

特開２００２−５８３０号公報 特開２００７−３１５７６１号公報

上記特許文献１の技術では、機構上に工夫を施すことによって姿勢誤差の低減を目指したものであるが、内部機構を弾性体で保持するという、構造上、複雑なメカ構成が必要となり、装置が大型になる。また、内部機構が移動する構造であるため、自動車の製造ラインにおいて測定対象が動いている場合などの厳しい条件で使用された場合の信頼性や耐久性に乏しいということが懸念される。

また、上記公知技術では、測定者が手動で姿勢調整をおこなう必要があり、測定開始までに手間と時間を要するという欠点がある。

さらに、特許文献２の技術は、特許文献１の技術や上記公知技術の欠点を解消しているものの、センサや周辺の回路系統など受光系の各構成要素が純粋に２組必要になるため、装置の複雑化やコストアップが懸念される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、姿勢誤差起因の誤差発生に対して、同一構成の光学系を単純に複数組だけ配置することによる構成要素の増加を防止して装置の小型化や低価格化を達成しながら姿勢誤差の補正を行うことが可能なマルチアングル測色計を提供することを目的とする。

本発明の１側面によるマルチアングル測色計は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、（b）前記基準平面上において、前記基準線に関して前記複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、（c）光検出部であって、前記基準平面上に配置され、それぞれが前記測定点に対向するとともに、前記基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、前記第１と第２の受光窓でそれぞれ受光した第１と第２の光を受けて電気的な信号に変換する光電変換素子を備えた単一の光検出ユニットと、を備える光検出部と、（d）前記信号に基づいて、前記第１と第２の光の検出値を求め、前記検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備えている。

本発明の他の側面によるマルチアングル測色計は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、（b）前記基準平面上において、前記基準線に関して前記複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、（c）光検出部であって、前記基準平面上に配置され、それぞれが前記測定点に対向するとともに、前記基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、前記第１の受光窓で受光した第１の光を受けて電気的な信号に変換する第１の光電変換素子を備えた第１の光検出ユニットと、前記第２の受光窓で受光した第２の光を受けて電気的な信号に変換する第２の光電変換素子を備えた第２の光検出ユニットと、を備える光検出部と、（d）前記信号に基づいて、前記第１と第２の光の検出値を求め、前記検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、前記第２の光検出ユニットとして、前記第１の光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットが用いられている。

本発明のさらに他の側面によるマルチアングル測色計は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、（b）前記基準平面上において、前記基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、前記測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、（c）前記基準平面上において前記基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が前記測定点に対向する複数対の光電変換素子を備えた光検出部と、（d）前記複数対の光電変換素子のそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、前記第１照明部と前記第２照明部とは、光源を共用している。

上記構成によれば、対称的な光学配置で得られる反射光の情報に基づいて測色を行うため、基準線が試料表面の法線から基準面内で傾いても、適切な測色を行うことができる。また、第１と第２の受光窓で受光した第１と第２の光の検出を単一の光検出ユニットで行う構成、第１照明部と第２照明部との光源を共用する構成、前記第２の光検出ユニットとして、前記第１の光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットを用いる構成等を採用することで、小型化や低コスト化を達成することができる。また、単一の光検出ユニットを共通的に用いることによって、その内部部品が共有化できるため、複数の光検出ユニットを用いる場合に生じる検出ユニット間の個体差を考慮せずにすむ。また、光源を共用することにより、複数の光源を用いる場合に生じる光源間の個体差を考慮せずに済む。

図１は本発明の実施形態に係るマルチアングル測色計について、（ａ）外観を示す斜視図および（ｂ）測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度関係を説明する模式図である。 図２は光学系と測定面との位置関係を示す図である。 図３は反射光強度を示すグラフである。 図４は光学系と測定面との位置関係を示す図である。 図５は反射光強度を示すグラフである。 図６は第１実施形態に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図７は光検出ユニットについて説明する図である。 図８は対称配置による姿勢誤差の補正処理を行った実験に基づく実測値を示すグラフである。 図９は第１実施形態の第１変形例に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図１０は第１実施形態の第２変形例に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図１１は第１実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。 図１２は第１実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。 図１３は第２実施形態に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図１４は対称配置による姿勢誤差の補正処理を行った実験に基づく実測値を示すグラフである。 図１５は第２実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。 図１６は第３実施形態に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図１７は第３実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。 図１８は第４実施形態に係るマルチアングル測色計の機能的な構成例を示す図である。 図１９は第４実施形態に係るマルチアングル測色計の動作フローを示すフローチャートである。

＜１．各実施形態の概要＞
＜１−１．外観と使用態様＞
図１は、本発明の各実施形態に係るマルチアングル測色計に共通する外観を示す斜視図および測定器本体と被測定物の測定面との位置関係を説明する模式図である。

図１（ａ）はマルチアングル測色計の外観を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、このマルチアングル測色計１００（１００Ａ〜１００Ｅ）は、後述する各構成要素（図７，９，１０，１３，１６，１８参照）が収容された箱形状の測定器本体２からなる。この測定器本体２は、底壁に穿設された測定用開口３と、表面適所に配設され、測定結果を示すディスプレイや操作スイッチなどを備えた操作表示パネル４とを備え、持ち運び可能なポータブル測色計を構成している。

そして、図１（ｂ）は同マルチアングル測色計の測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度を説明する模式図である。図１（ｂ）に示すように、マルチアングル測色計１００（１００Ａ〜１００Ｅ）の測定用開口３を被測定物５に向けて測定を行い、測定用開口３に対向する被測定物５の領域が測定域５ａとなる。測定の際には、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用開口３の法線）と測定域５ａの法線５ｎとが一致するように、測定器本体２を被測定物５の表面に対向するように配置する。

被測定物５が自動車のバンパーのような曲面である場合には、測定器本体２の中心軸２ｎを測定面の法線５ｎと正確に一致させることが困難であるため、一般には、中心軸２ｎは測定面の法線とは一致しないことが多く、測定面の法線に対して傾斜した状態となる。以下このような測定環境を「傾斜環境」と呼ぶことにする。

＜１−２．傾斜環境における対称配置の意義＞
後述する各実施形態は、１つの照明要素に対応して受光要素を複数配置したマルチアングル測色計であるとともに、それらの組を軸対称に組み合わせた対称配置方式とされている。

このうち、測色計がマルチアングル方式であることの利点は、１つの照明要素からの光が測定面で反射して得られる反射光を異なる角度で受光することによって、反射光の検出機能を高めることである。また、対称配置方式の利点については、以下の通りであるが、そこでは、対称配置方式について着目する目的で、１照明１受光方式を軸対称に一対化した簡単なモデルとしている。マルチアングル方式においても以下の事情は同様である。

図２〜図５は、測定器本体の中心軸と測定対象物の測定面との角度のずれによって生じる事情を説明した図である。なお、以下では、法線５ｎから紙面右方向へ角度をプラスとし、法線５ｎから紙面左方向へ角度をマイナスとして定義する。

図２は、測定器本体２の中心軸２ｎと測定面５ｓの法線５ｎとが一致している場合の光学系と測定面との位置関係を示す図である。図２で示されるように、法線５ｎから角度＋θ傾いた方向の照明系Ｌ１から照明光ｌ１が照射された場合は、照明光ｌ１は、測定面５ｓの測定点Ｐにて反射され、法線５ｎから角度＋（θ＋α）傾いた方向の受光系Ｒ１、もしくは、法線５ｎから角度−（θ＋α）傾いた方向の受光系Ｒ２によって受光される。これに対し、法線５ｎから角度−θ傾いた方向の照明系Ｌ２から照明光ｌ２が照射された場合も同様に、照明光ｌ２は、測定面５ｓの測定点Ｐにて反射され、受光系Ｒ１、もしくは、受光系Ｒ２によって受光される。

図３は、光学系と測定面とが図２の位置関係にあるときの反射光強度を示すグラフである。なお、縦軸を反射光強度とし横軸を法線５ｎに対しての角度Ａとする。

図２および図３で示されるように、照明系Ｌ１，Ｌ２からの照明光ｌ１，ｌ２に対しての正反射光は、法線５ｎに対してそれぞれ照明光に軸対称となる方向に射出される。すなわち、照明光ｌ１に対する正反射光は照明系Ｌ２の位置する角度が−θの方向に射出され、照明光ｌ２に対する正反射光は照明系Ｌ１の位置する角度が＋θの方向に射出される。一方、正反射光の中心ピーク位置だけでなくそれ以外の角度にも反射光が生じるが、反射光強度と角度Ａとの関係を見ると、図３で示されるような分布を示す。具体的に、反射特性の構成要素としては以下の３種類があり、（i）〜（iii）の和によって反射特性が決まる。

（i）正反射光の角度において鋭いピークを持ち、
（ii）正反射光のピーク角度を中心として対称的な位置関係にある両側の角度で対称的に減衰特性をもつ、ガウス関数で近似でき、
（iii）拡散光として、測定面５ｓの法線５ｎをピークとし、コサイン関数で近似できる。なお、正反射光に比較的近い角度では（ii）の成分の割合が大きく、正反射光から比較的遠い角度では（iii）の成分の割合が大きい。

すなわち、照明系Ｌ１からの照明光ｌ１に対しての反射光強度は、反射特性Ｒ（Ａ＋θ）と近似することができ、照明系Ｌ２からの照明光ｌ２に対しての反射光強度は反射特性Ｒ（Ａ−θ）と近似することができる（図３参照）。したがって、受光系Ｒ１の角度（θ＋α）での反射光強度はＲ（＋α）となり、受光系Ｒ２の角度−（θ＋α）での反射光強度はＲ（−α）となるため、これらの光量を示す斜線で示された領域は、Ｒ（−α）＝Ｒ（＋α）の関係が成り立つ。

これに対して、図４は、測定器本体２の中心軸２ｎが測定面５ｓの法線５ｎに対して角度−φ方向に傾いた場合の光学系と測定面との位置関係を示す図である。図３および図４で示されるように、中心軸２ｎが法線５ｎに対して角度−φ方向に傾くと、照明系Ｌ１の位置は、法線５ｎに対して角度＋（θ）から角度＋（θ−φ）に傾き、照明系Ｌ２の位置は、法線５ｎに対して角度−（θ）から角度−（θ＋φ）傾くとともに、受光系Ｒ１の位置は、法線５ｎに対して角度＋（θ＋α）から角度＋（θ＋α−φ）に傾き、受光系Ｒ２の位置は、法線５ｎに対して角度−（θ＋α）から角度−（θ＋φ＋α）に傾く。

図５では、光学系と測定面とが図４の位置関係で光照射された場合の反射光強度を示すグラフである。図５で示されているように、照明系Ｌ１からの照明光ｌ１に対しての反射光強度は、反射特性Ｒ（Ａ＋（θ−φ））と近似でき、照明系Ｌ２からの照明光ｌ２に対しての反射光強度は反射特性Ｒ（Ａ−（θ＋φ））と近似できる。したがって、受光系Ｒ１の角度＋（θ＋α−φ）での反射光強度はＲ（α−２φ）となり、受光系Ｒ２の角度−（θ＋φ＋α）での反射光強度はＲ（−α−２φ）となるため、これらの光量を示す斜線で示された領域は、Ｒ（α−２φ）≠Ｒ（−α−２φ）の関係となる。

図３と図５とから示されるように、測定器本体２の中心軸２ｎが測定面５ｓの法線５ｎに対して角度−φ方向に傾いた場合には、中心軸２ｎと法線５ｎとが一致している場合（図４と図６参照）と比較して、受光系Ｒ１の受光した光量が多いのに対して、受光系Ｒ２の受光した光量は少なくなっている。しかしながら、全受光量で見ると、それぞれの場合でほぼ等しく、Ｒ（−α）＋Ｒ（＋α）＝Ｒ（α−２φ）＋Ｒ（−α−２φ）の関係が近似的に成立する。

このように、測定器本体２の中心軸２ｎと測定面５ｓの法線５ｎとが一致しない姿勢で測定した場合、受光系Ｒ１（あるいは受光系Ｒ２）のみの測定情報からは、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を正しく得ることができない。しかしながら、中心軸２ｎと法線５ｎとが一致しない場合であっても、受光系Ｒ１，Ｒ２のように対称的な光学配置で反射光の情報をそれぞれ独立して取得すると、上記のように全受光量は測定器の傾斜が比較的小さければほぼ等しいとみなせるため、平均化をおこなう補正処理により、この姿勢誤差を低減することが可能となる。

以上が、対称配置方式の利点であり、後記の各実施形態は、マルチアングル方式の利点とともにこのような対称配置方式の利点をも兼ね備えるものとなっている。

＜１−３．マルチアングル測色計への対称配置の適用上の事情＞
しかしながら、このような対称配置方式をマルチアングル方式と組み合わせる際に、多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計では、センサや周辺の回路系統など受光系の各構成要素が２組必要になり、一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計では、照明系の各構成要素が２組必要になるという課題が生じる。

このような背景の下、本発明では、対称的な光学配置で反射光の情報を得る際に、多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計では、受光系の共通化を図り、一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計では、照明系の共通化を図ることによって、部品点数を削減してコンパクト化し、かつ各部品の特性のばらつきの影響も減少させて、測定点Ｐに存在する測定面の測色を正確に行う。

以上の準備の下で、各実施形態の具体的構成と動作とを以下に説明する。

＜２．第１実施形態＞
＜２−１．多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計の機能構成＞
＜２−１−１．光学部品（光検出ユニット）の共通化＞
図６は、この発明の第１実施形態に係る多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計１００の基本的な機能構成を示す図であり、光ファイバのみを軸対称に配置して、光検出ユニット（ポリクロメータ）を共有した例であり、図７はその光検出ユニットの内部構成について模式的に説明する図である。

図６で示されるように、マルチアングル測色計１００は、光検出部４０と制御部７０とを備える。光検出部４０は、所定の基準線（測定器本体２の中心軸２ｎ）を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点Ｐに向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部１Ａ〜４Ａと、基準平面上において、中心軸２ｎに関して複数の第１照明部１Ａ〜４Ａのそれぞれと対称的に配置された複数の第２照明部１Ｂ〜４Ｂとを備えている。

光検出部４０は、単一の光検出ユニット４１と、この光検出ユニット４１に光を導入するための要素群とを備えている。光ファイバ４２は２分岐しており、それらの分岐の下側端面が、中心軸２ｎに関して対称的に配置された第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂとなっている。受光窓５Ａ，５Ｂの前には、測定面からの反射光を受光窓５Ａ，５Ｂへ効率的に集光するための微小レンズが配置されている。第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂは基準平面上に配置され、それぞれが測定点Ｐに対向している。なお、本出願において、受光窓との表現はそれ自体で格別の構造を特定するものではなく、測定面からの反射光が入射できる構成全てを含み得るものである。

光ファイバ４２のそれぞれ分岐は上部において近接して平行とされ、それらの上部先端が光検出ユニット４１の入射スリット５０に向けて配置されている。ただし、光ファイバ４２のそれぞれ分岐からの光を混合するようにはなっていない。したがって、光ファイバ４２の各分岐を通る光は、空間的に互いに区別された状態で光検出ユニット４１に入る。

光検出ユニット４１は、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂでそれぞれ受光した第１と第２の光ｇ１，ｇ２を、上記の光ファイバ４２や後述する光学回折要素などの光路部品を介して受けることにより、これらの光ｇ１，ｇ２の分光成分を電気的な信号に変換する光電変換素子５２を備えてなる。

制御部７０においては、上記の電気信号に基づいて、第１と第２の光ｇ１，ｇ２の検出値を求め、該検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る演算部７２を備える。また、上記以外にも、操作表示パネル４と、測定スイッチ６５と、表示部６６と、メモリ部６０と、測定制御部７１とが設けられている。

上記の基準平面は、中心軸２ｎが測定面に対して垂直であるような場合には、中心軸２ｎを含み、かつ測定面に対して垂直な平面である。以下、この面を「主ジオメトリ面」と呼ぶ。また、この基準平面（主ジオメトリ面）に直交する仮想平面は「副ジオメトリ面」と呼ぶ。この発明のマルチアングル測色計が、照明および受光における対称配置を採用しているのは、主ジオメトリ面に平行な方向についての測定面の傾斜である。

以下、図６および図７を参照しながら、マルチアングル測色計１００が有する構成および機能を具体的に説明する。

第１照明部１Ａ〜４Ａおよび第２照明部１Ｂ〜４Ｂのそれぞれは、例えば、キセノンフラッシュランプからなる光源と、光源からの光線を規制する規制板と、コリメートレンズとから構成される（不図示）。この光源を発光させる発光回路１１Ａ〜１４Ａ，１１Ｂ〜１４Ｂは、第１照明部１Ａ〜４Ａおよび第２照明部１Ｂ〜４Ｂの近傍にそれぞれ設けられている。ここで、第１照明部１Ａ〜４Ａと第２照明部１Ｂ〜４Ｂとが中心軸２ｎに対して軸対称の位置に配置され、メタリック塗装及びパールカラー塗装の評価法における２つの主要な規格であるＡＳＴＭＥ２１９４と、ＤＩＮ６１７５−２，２００１が推奨する光学配置（ジオメトリー）の対正反射角である、１５度、４５度、１１０度の配置と、２５度、４５度、７５度の配置とが包含されている。具体的には、第１照明部２Ａと第２照明部２Ｂ、第１照明部３Ａと第２照明部３Ｂ、および、第１照明部４Ａと第２照明部４Ｂとのそれぞれの組み合わせが中心軸２ｎに対して対称の位置に配置されている。中心軸２ｎ上に配置された照明部４Ａ（４Ｂ）は、第１照明部４Ａと第２照明部４Ｂとを兼ねている。

発光回路１１Ａ〜１４Ａ，１１Ｂ〜１４Ｂは、例えば、数百Ｖの直流高電圧を光源の電極に印加するためのメインコンデンサ、このメインコンデンサを充電するための充電回路、光源に密着して巻かれた金属ワイヤからなるトリガ電極に数万Ｖの交流高電圧を印加するためのトリガ発生回路を有しており、さらに、例えばＩＧＢＴからなる半導体スイッチ素子、およびこの半導体スイッチ素子に駆動電圧を印加するための駆動回路を有している。

そして、半導体スイッチ素子をオンにしておき、メインコンデンサにより光源の両端電極に直流高電圧を印加した状態で、トリガ発生回路のトリガコンデンサによりトリガトランスを介してトリガ電極に交流高電圧を瞬間的に印加すると、光源がトリガされ、メインコンデンサから直流電流が流れて発光することとなる。その後、所望のタイミングで半導体スイッチをオフにすることにより、発光を停止させることができる。

規制板は、規制板の開口がコリメートレンズの焦点に一致するように配置されており、規制板の開口を通過した光源からの光線は、コリメートレンズによってコリメートされて平行光線となって、被測定物５の測定点Ｐを照明する。

光検出部４０は、被測定物５の測定点Ｐからの平行光線を集束する第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂと、この第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂの結像位置に光ファイバ４２−１、４２−２とを備え、入射光線をこの光ファイバ４２−１、４２−２を介して単一の光検出ユニット４１まで導く。そして、光検出ユニット４１では、入射光線を波長ごとに分離して光強度に応じた分光データを出力する。

単一の光検出ユニット４１は、凹面回折格子５１と２つのラインセンサ（１次元の光電変換素子）５２−１、５２−２とを備え、図７に示されるように、光検出ユニット４１の入射スリット５０−１、５０−２においては、凹面回折格子５１の分散方向に垂直な方向に配置される。各ファイバ４２−１、４２−２からの出射光は凹面回折格子５１の異なる領域に入射して互いに独立に回折反射される。それらの回折光は、それぞれが凹面回折格子５１の分散方向に沿って伸び、分散方向に垂直な方向に並んでいる２列のラインセンサ５２−１、５２−２で受光される。そして、２つのラインセンサ５２−１、５２−２によって、第１と第２の光ｇ１，ｇ２が電気的な信号にそれぞれ変換される。すなわち、凹面回折格子５１が第１と第２の光ｇ１，ｇ２に共用されている。なお、図６において、凹面回折格子５１の分散方向は図の面に沿った方向、分散方向に垂直な方向は図の面に対する奥行き方向である。

このため、光ファイバ４２は、各受光窓５Ａ，５Ｂから入射する第１と第２の光を、空間的に分離したままで並列的に受光窓５Ａ，５Ｂから光電変換素子５２−１、５２−２に与える導光部として機能する。すなわち、この実施形態の導光方式は、光を空間分割する方式である。

操作表示パネル４は、測定開始を指示するための測定スイッチ６５や、測定結果を表示するための例えば液晶表示パネルからなる表示部６６などを備えている。

メモリ部６０は、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭなどからなり、測定結果などを一時的に保管するとともに、制御部７０に対して後記の動作をさせるための制御プログラムを記憶している。

制御部７０は、ＣＰＵやＡ／Ｄ変換器などの電子回路を備え、機能ブロックとして、測定制御部７１と、演算部７２とを備え、メモリ部６０に格納されている制御プログラムに従って、マルチアングル測色計１００の各部の動作を制御する。

測定制御部７１では、測定スイッチ６５が操作されると、第１照明部１Ａ〜４Ａおよび第２照明部１Ｂ〜４Ｂのそれぞれの光源を時間順次に発光させて測色を行わせる。また、測定制御部７１は、演算部７２による算出結果を測定結果として表示部６６に表示する。

演算部７２では、光検出部４０にて変換された電気的な信号に基づいて、第１と第２の光の検出値（分光反射特性）をそれぞれ求め、該検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報（例えば、三刺激値）を得る。

このマルチアングル測色計１００においては、各照明部１Ａ〜４Ａ、１Ｂ〜４Ｂを時間順次に発光させ、それらによる測定面での反射光を受光窓５Ａ、５Ｂを介して受光して、それらの光を光検出ユニット４１に導いて回折分光することにより、マルチアングル方式かつ対称配置方式でありながら、単一の光検出ユニット４１によって、色評価のための分光や光検出を行うことができる。とりわけ、単一の凹面回折格子５１によって分光を行うことができる。単一の光検出ユニット４１が対称的な２つの測定系において共用（兼用）されていることにより、光検出ユニットを２つの測定系に個別に設ける場合と比較して、２つの光検出ユニットの特性の個体差による検出誤差も防止できる。

図８は、この第１実施形態のマルチアングル測色計１００に相当する装置と、対称配置をしない従来装置とについての実験結果を示したグラフである。図８（ａ）〜図８（ｃ）では、メタリック塗装及びパールカラー塗装の評価法における主要な規格であるＡＳＴＭＥ２１９４が推奨する光学配置（ジオメトリー）の対正反射角である、１５度（図８（ａ）参照）、４５度（図８（ｂ）参照）、１１０度（図８（ｃ）参照）の配置の場合の結果をそれぞれ示す。なお、縦軸はL*a*b*表色系での測定誤差としての色差ΔＥ、横軸は中心軸２ｎと法線５ｎとのずれた角度を示している。図８（ａ）〜図８（ｃ）で示されるように、対称配置をした場合（片側配置を比較対象としたとき、対称配置によって補正をしているという意味で「L*a*b*補正」と付記されている）は、対称配置をしなかった場合（同じく「補正なし」）と比べて、測定値誤差が小さく抑えられ、測定安定性が向上する効果が得られている。

このような測定安定性の向上とともに、光検出ユニット４１を共用化していることによる装置の小型化もまた実現される。

＜２−１−２．光検出ユニットの共通化および光路の切替え（１）＞
図９は、図６におけるマルチアングル測色計１００の第１の変形例として、受光側の２系統の光路を時間的に切替えるように構成したマルチアングル測色計１００ａの基本的な機能構成を示す図である。図６におけるマルチアングル測色計１００と異なる点は、光検出部４０ａにおいて、ラインセンサ（光電変換素子）５２ａを単一にし、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂの近傍にシャッタＳＡ，ＳＢをそれぞれ設けていることである。また、図６の光ファイバ４２は、入射スリット５０で空間的に分離された２つの独立したファイバであるのに対し、図９のバンドルファイバ４２ａは、入射スリット５０で光の合成を行うバンドルファイバである点で異なる。なお、残余の構成は図６のマルチアングル測色計１００と同様である（図９参照）。

具体的には、光検出部４０ａでは、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂでそれぞれ受光した測定光を導光系に時間順次に切り替える機構として、受光系に光を導く入射側２股、出射側１股のバンドルファイバ４２ａの入射口に、機構的もしくは光学的なシャッタＳＡ，ＳＢをそれぞれ第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂの前面側に設け、２系統の光の選択的な透過または遮断に相当するオン／オフ制御を可能にしている。

このように、ファイバ４２の入射口に開閉可能なシャッタＳＡ，ＳＢを設けることで、一方のシャッタを開口している間、もう一方は閉口とし、測定値に寄与しないようにすることが可能となり、光検出ユニット４１ａではラインセンサ５２ａを単一にする構成が実現できる。

シャッタＳＡ，ＳＢと、それらを選択的に駆動する駆動部（たとえば小型モータ）は、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂからの光を、時分割して選択的に光電変換素子に与える導光部として機能している。

＜２−１−３．光検出ユニットの共通化および光路の切替え（２）＞
図１０は、図６におけるマルチアングル測色計１００の第２の変形例として、受光側の２系統の光路を時間的に切替えるように構成したマルチアングル測色計１００ｂの基本的な機能構成を示す図である。図６におけるマルチアングル測色計１００と異なる点は、光検出部４０ｂにおいて、光検出ユニット４１ｂ内のラインセンサ５２ｂを単一にし、拡散板ＢＤを光検出ユニット４１ｂの外部側に面して入射スリット５０の位置に設け、さらに、可動ミラーＭＡ，ＭＢを第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂの近傍にそれぞれ設けるとともに、光検出ユニット４１の近傍に光トラップＴＡ，ＴＢを設ける。なお、残余の構成は図６のマルチアングル測色計１００と同様である（図１０参照）。

具体的には、光検出部４０ｂでは、可動ミラーＭＡ，ＭＢを、たとえばモータなどの駆動部によって選択的に回動させて、可動ミラーＭＡ，ＭＢを選択的に、光検出ユニット４１ｂへと光を反射させる角度とすることで、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂでそれぞれ受光した測定光の光路を時間順次で切り替えて分光する制御を可能にしている。すなわち、第１の受光窓５Ａを介した第１の光ｇ１が可動ミラーＭＡで反射され、光トラップＴＡで遮断されている間、第２の受光窓５Ｂを介した第２の光ｇ２が可動ミラーＭＢで反射され、拡散板ＢＤを介して入射スリット５０に入射する（図１０参照）。逆に、第２の受光窓５Ｂを介した第１の光ｇ２が可動ミラーＭＢで反射され、光トラップＴＢで遮断されている間、第１の受光窓５Ａを介した第１の光ｇ１が可動ミラーＭＡで反射され、拡散板ＢＤを介して入射スリット５０に入射する。

換言すれば、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂから入射するそれぞれ光の光路上にそれぞれ配置された可動ミラーＭＡ，ＭＢと、これらの可動ミラーＭＡ，ＭＢで反射したそれぞれの光の反射方向を選択的に光検出ユニット４１ｂへと向ける駆動部とが設けられていることによって、時分割受光が実現される。

このように、測定点Ｐからの反射光を可動ミラーＭＡ，ＭＢおよび拡散板ＢＤを用いて光検出ユニット４１ｂまで導光する構成、すなわち、可動ミラーＭＡ，ＭＢの角度調整をし、一方を光検出ユニット４１ｂに導光している間、もう一方は光トラップＴＡ，ＴＢなどに入射させ、測定値に寄与しない構成にすることで、光検出ユニット４１ｂではラインセンサ５２ｂを単一にする構成が実現できる。

＜２−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、マルチアングル測色計の制御例を、上記３つのマルチアングル測色計１００，１００ａ，１００ｂのうち、時間切替を行う方式として、図９で示されるマルチアングル測色計１００ａを例にして測定動作を説明する。これらの動作は、制御部７０が、メモリ部６０内に記憶されているプログラムに従って自動的に実行する。

図１１および図１２は、マルチアングル測色計１００ａにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。まず、測定開始状態では、全照明を消灯した上で、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１では、測定制御部７１により、第１の受光窓５Ａに対応したシャッタＳＡを開き、第２の受光窓５Ｂに対応したシャッタＳＢを閉じる。

ステップＳ２では、測定制御部７１により、第１照明部１Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ３では、測定制御部７１により、第１照明部１Ａを消灯し、第１照明部２Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ２Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ４では、測定制御部７１により、第１照明部２Ａを消灯し、第１照明部３Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ３Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ５では、測定制御部７１により、第１照明部３Ａを消灯し、第１照明部４Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ４Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ６では、測定制御部７１により、第１照明部４Ａを消灯し、第２照明部４Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ４Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ７では、測定制御部７１により、第２照明部４Ｂを消灯し、第２照明部３Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ８では、測定制御部７１により、第２照明部３Ｂを消灯し、第２照明部２Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ２Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ９では、測定制御部７１により、第２照明部２Ｂを消灯し、第２照明部１Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、第２照明部１Ｂを消灯する。

ステップＳ１０では、測定制御部７１により、第１の受光窓５Ａに対応したシャッタＳＡを閉じ、第２の受光窓５Ｂに対応したシャッタＳＢを開く。

ステップＳ１１では、測定制御部７１により、第２照明部１Ｂを消灯し、第１照明部１Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１２では、測定制御部７１により、第１照明部１Ａを消灯し、第１照明部２Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ２Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１３では、測定制御部７１により、第１照明部２Ａを消灯し、第１照明部３Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ３Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１４では、測定制御部７１により、第１照明部３Ａを消灯し、第１照明部４Ａを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ４Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１５では、測定制御部７１により、第１照明部４Ａを消灯し、第２照明部４Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ４Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１６では、測定制御部７１により、第２照明部４Ｂを消灯し、第２照明部３Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１７では、測定制御部７１により、第２照明部３Ｂを消灯し、第２照明部２Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ２Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳ１８では、測定制御部７１により、第２照明部２Ｂを消灯し、第２照明部１Ｂを点灯し、光検出部４０ａにより、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、第２照明部１Ｂを消灯するとともに、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳ１９では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ４Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

ここで、ステップＳ１９では、第１および第２照明部の７照明（第１照明部４Ａと第２照明部４Ｂとは同じ要素を指すため）と、第１および第２の受光窓の２受光とを乗じた計１４個の測定値に基づいて測定点Ｐの色情報を得る。具体的には、
・ステップＳ２の第１の光検出値Ｄ１ＡとステップＳ１８の第２の光検出値Ｖ１Ｂ、
・ステップＳ３の第１の光検出値Ｄ２ＡとステップＳ１７の第２の光検出値Ｖ２Ｂ、
・ステップＳ４の第１の光検出値Ｄ３ＡとステップＳ１６の第２の光検出値Ｖ３Ｂ、
・ステップＳ５の第１の光検出値Ｄ４ＡとステップＳ１５の第２の光検出値Ｖ４Ｂ、
・ステップＳ６の第１の光検出値Ｄ４ＢとステップＳ１４の第２の光検出値Ｖ４Ａ、
・ステップＳ７の第１の光検出値Ｄ３ＢとステップＳ１３の第２の光検出値Ｖ３Ａ、
・ステップＳ８の第１の光検出値Ｄ２ＢとステップＳ１２の第２の光検出値Ｖ２Ａ、
・ステップＳ９の第１の光検出値Ｄ１ＢとステップＳ１１の第２の光検出値Ｖ１Ａ、
の各ペアの第１と第２の光の検出値に基づいて、演算部７２がそれぞれ平均化し、補正後の各角度の測定値として出力することで、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る。ただし、ステップＳ６およびステップＳ１５に関しては、ステップＳ５およびステップＳ１４でそれぞれ第１の光検出値Ｄ４Ａおよび第２の光検出値Ｖ４Ａが取得されているので、行わなくてもよい。

ステップＳ２０では、測定制御部７１が、演算部７２によって算出された測定点Ｐに存在する測定面の色情報を測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。

以上のように、多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計を、図６で示される光検出ユニットの共通化や、図９および図１０で示される光検出ユニットの共通化および光路の切替えのような構成をとることで、対称的な光学配置で得られる反射光の情報に基づいて測色を行うことができ、測定器本体２の中心軸２ｎが試料表面の法線５ｎから基準面内で傾いても、適切な測色を行うことができる。また、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂで受光した第１と第２の光ｇ１，ｇ２の検出を単一の光検出ユニット４１（４１ａ，４１ｂ）で行うため、測色計の小型化や低コスト化を達成することができる。また、単一の光検出ユニット４１（４１ａ，４１ｂ）を共通的に用いることによって、その内部部品が共有化できるため、複数の光検出ユニットを用いる場合に生じる光検出ユニット間の個体差を考慮せずにすむ。

＜３．第２実施形態＞
＜３−１．多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計の機能構成＞
製造ラインにおける品質管理用途では、分光データは不要で色彩値のみの評価で十分である場合も多い。そこで、以下に述べるマルチアングル測色計１００ｃでは、色彩値のみ出力可能とする構成を採る。図１３は、本発明の第２実施形態における多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｃの基本的な機能構成を示す図である。第１実施形態と異なる点は、光検出ユニットを共通化するのではなく、２つの光検出ユニットを備え、一方の光検出ユニットを簡素化する構成を採る。なお、残余の構成は第１実施形態の装置と同様であるため、ここでは異なる点のみ説明する（図１３参照）。

図１３で示されるように、マルチアングル測色計１００ｃの構成では、光検出部４０ｃにおいて、第１の受光窓５Ａで受光した第１の光ｇ１を受けて電気的な信号に変換する第１の光電変換素子（リニアセンサ）５２Ａを備えた第１の光検出ユニット４１ｃと、第２の受光窓５Ｂで受光した第２の光ｇ２を受けて電気的な信号に変換する第２の光電変換素子５２Ｂを備えた第２の光検出ユニット４１ｐとを備え、該信号に基づいて、第１と第２の光ｇ１，ｇ２の検出値を求め、検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る演算部７２とを備える。ここで、第２の光検出ユニット４１ｐとして、第１の光検出ユニット４１ｃよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットが用いられている。

第１の光検出ユニット４１ｃよりも低い波長分解能を持つ第２の光検出ユニット４１ｐの例としては、
・第１の光検出ユニットの各セルの分光感度特性に比べて、バンド幅が広い分光感度を持つセンサ構成、
・特定波長のみをモニタリングできるような単一の波長にピークを持つセンサ構成、
・例えば、等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）に相当する感度を持つような３センサ構成、
などが可能である。

ここでは、一例として、第１の光電変換素子５２Ａを備えた第１の光検出ユニット４１ｃとして、例えば、図７の光検出ユニット４１で使用されているものと同様のリニアセンサ５２が用いられ、また、第２の光電変換素子５２Ｂを備えた第２の光検出ユニット４１ｐとして、例えば、ＳＰＤ（Silicon Photodiode）が用いられる。

例えば、比視感度Ｖ（λ）に相当する感度特性を持たせた第２の光電変換素子５２Ｂを配置することで、第１の光電変換素子５２Ａと第２の光電変換素子５２Ｂとでそれぞれ明度パラメータL*の値が取得可能となり、両者の平均値を算出して補正係数を求めることで、姿勢誤差が低減できる。

図１４は、図８と同様に、L*a*b*表色系を例に挙げ、図８の実験結果とともに、この第２実施形態のように姿勢差に対し誤差感度のもっとも高い明るさを表す明度パラメータL*の値のみで、対称配置による補正をした場合の実験結果を加えたグラフである。図１４（ａ）〜図１４（ｆ）では、図８と同様にＡＳＴＭＥ２１９４が推奨する光学配置（ジオメトリー）の対正反射角である、１５度（図１４（ａ），（ｄ）参照）、４５度（図１４（ｂ），（ｅ）参照）、１１０度（図１４（ｃ），（ｆ）参照）の配置の場合の結果をそれぞれ示す。図１４（ｄ）〜図１４（ｆ）で示されるように、L*のみの補正でも、明度L*および色度a*、b*のすべてを補正した場合（図１４（ａ）〜図１４（ｃ）参照）とほぼ同等の効果が得られた。

＜３−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、図１３で示されるマルチアングル測色計１００ｃについての測定動作を説明する。図１５は、マルチアングル測色計１００ｃにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。まず、測定開始状態では、全照明を消灯した上で、ステップＳＴ１に移行する。

ステップＳＴ１では、測定制御部７１により、第１照明部１Ａを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ａを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｖ１Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ２では、測定制御部７１により、第１照明部１Ａを消灯し、第１照明部２Ａを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ２Ａを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｖ２Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ３では、測定制御部７１により、第１照明部２Ａを消灯し、第１照明部３Ａを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ３Ａを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｖ３Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ４では、測定制御部７１により、第１照明部３Ａを消灯し、第１照明部４Ａを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ４Ａを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｖ４Ａを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ５では、測定制御部７１により、第１照明部４Ａを消灯し、第２照明部４Ｂを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｄ４Ｂを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ４Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ６では、測定制御部７１により、第２照明部４Ｂを消灯し、第２照明部３Ｂを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｄ３Ｂを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ７では、測定制御部７１により、第２照明部３Ｂを消灯し、第２照明部２Ｂを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｄ２Ｂを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ２Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＴ８では、測定制御部７１により、第２照明部２Ｂを消灯し、第２照明部１Ｂを点灯し、光検出部４０ｃにより、第１の受光窓５Ａを介して第１の光電変換素子５２Ａで第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｄ１Ｂを取得するとともに、第２の受光窓５Ｂを介して第２の光電変換素子５２Ｂで第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、第２照明部１Ｂを消灯する。

ステップＳＴ９では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ４Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

ここで、ステップＳＴ９では、第１および第２照明部の７照明（第１照明部４Ａと第２照明部４Ｂとは同じ対象を指すため）と、第１および第２の受光窓の２受光とを乗じた計１４個の測定値に基づいて測定点Ｐの色情報を得る。具体的には、
・ステップＳＴ１の第１の光検出値Ｄ１ＡとステップＳＴ８の第２の光検出値Ｖ１Ｂ、
・ステップＳＴ２の第１の光検出値Ｄ２ＡとステップＳＴ７の第２の光検出値Ｖ２Ｂ、
・ステップＳＴ３の第１の光検出値Ｄ３ＡとステップＳＴ６の第２の光検出値Ｖ３Ｂ、
・ステップＳＴ４の第１の光検出値Ｄ４ＡとステップＳＴ５の第２の光検出値Ｖ４Ｂ、
・ステップＳＴ５の第１の光検出値Ｄ４ＢとステップＳＴ４の第２の光検出値Ｖ４Ａ、
・ステップＳＴ６の第１の光検出値Ｄ３ＢとステップＳＴ３の第２の光検出値Ｖ３Ａ、
・ステップＳＴ７の第１の光検出値Ｄ２ＢとステップＳＴ２の第２の光検出値Ｖ２Ａ、
・ステップＳＴ８の第１の光検出値Ｄ１ＢとステップＳＴ１の第２の光検出値Ｖ１Ａ、
の各ペアの第１と第２の光の検出値に基づいて、演算部７２がそれぞれ平均化し、補正後の各角度の測定値として出力することで、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る。ただし、ステップＳＴ５に関しては、ステップＳＴ４が取得されているので、行わなくてもよい。

ステップＳＴ１０では、測定制御部７１が、演算部７２によって算出された測定点Ｐに存在する試料面の色情報を測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。

以上のように、第２実施形態における多方向照明一方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｃでは、第２の光検出ユニット４１ｐとして、第１の光検出ユニット４１ｃよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットを用いることで、不要な分光データの出力をせずにすみ、低コスト化が図れ、コンパクトな構成の測色計を実現できる。

＜４．第３実施形態＞
＜４−１．一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計の機能構成＞
図１６は、本発明の第３実施形態における一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｄの基本的な機能構成を示す図である。第１実施形態と異なる点は、光検出ユニットと照明部との配置位置を逆にした構成を採る。なお、残余の構成は第１実施形態の装置と同様であるため、ここでは異なる点のみ説明する（図１６参照）。

図１６（ａ）で示されるように、一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｄは、主な構成要素として：
測定器本体２の中心軸２ｎを含む仮想的な基準平面上に配置され、中心軸２ｎ上に規定された所定の測定点Ｐに向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部２５Ａと；
基準平面上において、中心軸２ｎに関して第１照明部２５Ａと対称的に配置され、測定点Ｐに向かって光照射を行う第２照明部２５Ｂと、基準平面上において中心軸２ｎに関して対称的に配置され、それぞれの対が測定点Ｐに対向する複数対の受光器（光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂ）を備えた光検出部４０ｄと；
複数対の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂのそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る演算部７２と；
を備える。ここで、第１照明部２５Ａと第２照明部２５Ｂとは、光源２５および発光回路２５０を共用している。また、入射側（下端側）２股、出射側（上端側）１股のバンドルファイバとしての光ファイバ４２が設けられている。光ファイバ４２の２つの分岐は、光源２５からの光の第１部分を受けて、当該第１部分を測定点に向けて導光する第１導光部と、同じ光源２５からの光の第２部分を受けて、当該第２部分を測定点に向けて導光する第２導光部としてそれぞれ機能する。さらに、第１導光部と第２導光部で導光される上記の光の第１部分と第２部分の光の出射を選択的に開閉する開閉部としてシャッタＳＡ，ＳＢが、それぞれのファイバ分岐の下端側に対向して配置されており、それらのシャッタＳＡ，ＳＢを駆動するモータなど（図示せず）も設けられている。

光検出部４０ｄでは、光電変換素子２１Ａ〜２４Ａと光電変換素子２１Ｂ〜２４Ｂとが中心軸２ｎに対して対称の位置に配置され、メタリック塗装及びパールカラー塗装の評価法における２つの主要な規格であるＡＳＴＭＥ２１９４と、ＤＩＮ６１７５−２，２００１が推奨する光学配置（ジオメトリー）の対正反射角である、１５度、４５度、１１０度の配置と、２５度、４５度、７５度の配置とが包含されている。具体的には、光電変換素子２１Ａと２１Ｂ、光電変換素子２２Ａと２２Ｂ、光電変換素子２３Ａと２３Ｂ、および、光電変換素子２４Ａと２４Ｂとのそれぞれの組み合わせが中心軸２ｎに対して対象の位置に配置されている。このため、光電変換素子２４Ａと２４Ｂとは同じ要素で兼用されている。

図１６（ｂ）で示されるように、光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂは、被測定物５の測定点Ｐからの反射光線を、拡散板ＢＤを介して、受光器ＲＶに入射させ、等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）にそれぞれ相当する分光感度を有するＸセンサＳＸ、ＹセンサＳＹ、ＺセンサＳＺから構成されている。このＸセンサＳＸ、ＹセンサＳＹ、ＺセンサＳＺでは、入射光線ＥＬ（ここでは、第１および第２の光ｇ１，ｇ２）を、ＸＹＺ表色系でのＸＹＺ成分値に対応する電気的な信号にそれぞれ変換する。

＜４−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、図１６で示されるマルチアングル測色計１００ｄについての測定動作を説明する。図１７は、マルチアングル測色計１００ｄにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。以下では、測定器本体２の中心軸２ｎと一致する方向に位置づけられた光電変換素子を、光電変換素子２４Ａと称して用いる。まず、測定開始状態では、光源２５を消灯した上で、ステップＳＰ１に移行する。

ステップＳＰ１では、測定制御部７１により、シャッタＳＡを開き、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＰ２では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を発光させることで、第１照明部２５Ａが点灯し、光検出部４０ｄにより、光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２３Ｂを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＰ３では、測定制御部７１が、発光回路２５を介して、光源２５を消灯させ、シャッタＳＡを閉じ、シャッタＳＢを開く。

ステップＳＰ４では、測定制御部７１が、発光回路２５を介して、光源２５を発光させることで、第２照明部２５Ｂが点灯し、光検出部４０ｄにより、光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２３Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＰ５では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ４Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

ここで、ステップＳＰ５では、第１および第２照明部２５Ａ，２５Ｂの２照明と、光電変換素子による７受光とを乗じた計１４個の測定値に基づいて、測定点Ｐの色情報を得る。具体的には、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ１ＡとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ１Ｂ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ２ＡとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ２Ｂ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ３ＡとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ３Ｂ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ４ＡとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ４Ａ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ３ＢとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ３Ａ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ２ＢとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ２Ａ、
・ステップＳＰ２の第１の光検出値Ｄ１ＢとステップＳＰ４の第２の光検出値Ｖ１Ａ、
の各ペアの第１と第２の光の検出値に基づいて、演算部７２がそれぞれ平均化し、補正後の各角度の測定値として出力することで、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る。

ステップＳＰ６では、測定制御部７１が、演算部７２によって算出された測定点Ｐに存在する測定面の色情報を測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。

以上のように、第３実施形態における一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｄでは、対称的な光学配置で得られる反射光の情報に基づいて測色を行うため、測定器本体２の中心軸２ｎが試料表面の法線５ｎから基準面内で傾いても、適切な測色を行うことができる。また、第１照明部２５Ａと第２照明部２５Ｂとの光源２５を共用しているため、測色計の小型化や低コスト化を達成することができる。また、光源２５を共用していることによって、複数の光源を用いる場合に生じる光源間の個体差を考慮せずにすむ。

＜５．第４実施形態＞
＜５−１．一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計の機能構成＞
図１８は、本発明の第４実施形態における一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｅの基本的な機能構成を示す図である。第３実施形態と異なる点は、図１６のマルチアングル測色計１００ｄにおいて、複数対の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂのそれぞれを構成する対のうち一方の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ（あるいは２１Ｂ〜２４Ｂ）は、第１の光電変換素子を用いて構成され、複数対の光電変換素子のそれぞれを構成する対のうち他方の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂ（あるいは２１Ａ〜２３Ａ）は、第２の光電変換素子を用いて構成されている。ここで、第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットは、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ。なお、残余の構成は第３実施形態の装置と同様であるため、ここでは異なる点のみ説明する（図１８参照）。

ここでは、一例として、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットとして、図６の光検出ユニット（ポリクロメータ）４１が用いられ、第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットとして、図１３のＳＰＤを用いている。

＜５−２．マルチアングル測色計の制御例＞
続いて、マルチアングル測色計１００ｅについての測定動作を説明する。図１９は、マルチアングル測色計１００ｅにおいて実現される動作のフローを例示するフローチャートである。既に各部の個別機能の説明は行ったため、ここでは全体の流れのみ説明する。まず、測定開始状態では、全照明を消灯した上で、ステップＳＥ１に移行する。

ステップＳＥ１では、測定制御部７１により、シャッタＳＡを開き、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＥ２では、測定制御部７１が、発光回路２５を介して、光源２５を発光させることで、第１照明部２５Ａが点灯し、光検出部４０ｅにより、第１の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａを取得するとともに、第２の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ｂ〜Ｄ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＥ３では、測定制御部７１が、発光回路２５を介して、光源２５を消灯させ、シャッタＳＡを閉じ、シャッタＳＢを開く。

ステップＳＥ４では、測定制御部７１が、発光回路２５を介して、光源２５を発光させることで、第２照明部２５Ｂが点灯し、光検出部４０ｅにより、第１の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａを取得するとともに、第２の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、光源２５を消灯するとともに、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＥ５では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ４Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ４Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

ここで、ステップＳＥ５では、第１および第２照明部２５Ａ，２５Ｂの２照明と、第１の光電変換素子および第２の光電変換素子による７受光とを乗じた計１４個の測定値に基づいて、測定点Ｐの色情報を得る。具体的には、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ１ＡとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ１Ｂ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ２ＡとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ２Ｂ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ３ＡとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ３Ｂ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ４ＡとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ４Ａ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ３ＢとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ３Ａ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ２ＢとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ２Ａ、
・ステップＳＥ２の第１の光検出値Ｄ１ＢとステップＳＥ４の第２の光検出値Ｖ１Ａ、
の各ペアの第１と第２の光の検出値に基づいて、演算部７２がそれぞれ平均化し、補正後の各角度の測定値として出力することで、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る。

ステップＳＥ６では、測定制御部７１が、演算部７２によって算出された測定点Ｐに存在する測定面の色情報を測定結果として表示部６６に表示することで、本動作フローが終了される。

以上のように、マルチアングル測色計１００ｅでは、第２の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂを備えた光検出ユニットとして、第１の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａを備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットを用いることで、不要な分光データの出力をせずにすみ、低コスト化が図れ、コンパクトな構成の測色計を実現できる。

＜６．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

第２実施形態では、光感度特性として、比視感度Ｖ（λ）の場合を述べたが、他の感度特性でもよい。例えば、特定波長に鋭いピークを持つバンドパスフィルタを用いて、ある単波長の出力だけを第２の光電変換素子５２Ｂでモニタリングし、その出力をもって測定値を補正しても良い。

第４実施形態では、測定器本体２の中心軸２ｎと一致する方向に位置づけられた光検出ユニットを、第１の光電変換素子３４Ａを備えた光検出ユニットとしたが、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットとして用いても良い。

以上説明したマルチアングル測色計の一構成は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、（b）基準平面上において、基準線に関して複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、（c）光検出部であって、基準平面上に配置され、それぞれが測定点に対向するとともに、基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、第１と第２の受光窓でそれぞれ受光した第１と第２の光を受けて電気的な信号に変換する光電変換素子を備えた単一の光検出ユニットと、を備える光検出部と、（d）前記信号に基づいて、第１と第２の光の検出値を求め、前記検出値に基づいて、測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備えたものである。

また、光検出ユニットは、単一の分光素子と、第１と第２の光電変換素子とを備え、マルチアングル測色計は、前記第１と第２の光を、空間的に分離して前記第１と第２の受光窓から前記分光素子を介して前記第１と第２の光電変換素子にそれぞれ与える導光部、を備えている。

また、マルチアングル測色計の他の構成では、前記第１と第２の光を、時分割して光電変換素子に与える導光部、を備えている。導光部は、第１と第２の受光窓がそれぞれの一端に規定される第１と第２の導光要素と第１と第２の受光窓への第１と第２の光の光路の開閉を選択的に行う開閉部と、を備えている。あるいは、導光部が、第１と第２の受光窓から入射した前記第１と第２の光を選択的に光検出ユニットに与える光路切替部、を備えている。光路切替部が、第１と第２の受光窓からのそれぞれの光路上にそれぞれ配置された第１と第２のミラーと、第１と第２のミラーからの前記第１と第２の光の反射方向を選択的に光検出ユニットへと向ける駆動部と、を備えている。

以上説明したマルチアングル測色計の他の構成は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、（b）基準平面上において、基準線に関して複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、（c）光検出部であって、基準平面上に配置され、それぞれが測定点に対向するとともに、基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、第１の受光窓で受光した第１の光を受けて電気的な信号に変換する第１の光電変換素子を備えた第１の光検出ユニットと、第２の受光窓で受光した第２の光を受けて電気的な信号に変換する第２の光電変換素子を備えた第２の光検出ユニットと、を備える光検出部と、（d）前記信号に基づいて、前記第１と第２の光の検出値を求め、検出値に基づいて、測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、第２の光検出ユニットとして、第１の光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットが用いられている。

また、以上説明したマルチアングル測色計のさらなる他の構成は、（a）所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、（b）基準平面上において、基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、（c）基準平面上において基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が測定点に対向する複数対の光電変換素子を備えた光検出部と、（d）複数対の光電変換素子のそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、第１照明部と前記第２照明部とは、光源を共用している。

また、マルチアングル測色計は、第１照明部が、光源からの光の第１部分を受けて、当該第１部分を測定点に向けて導光する第１導光部と、光源からの光の第２部分を受けて、当該第２部分を前記測定点に向けて導光する第２導光部と、第１導光部と第２導光部によって導光される前記第１部分と前記第２部分の光の出射を選択的に開閉する開閉部と、を備えている。複数対の光電変換素子のそれぞれを構成する対のうち一方の光電変換素子は、第１の光電変換素子を用いて構成され、複数対の光電変換素子のそれぞれを構成する対のうち他方の光電変換素子は、第２の光電変換素子を用いて構成されており、第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットは、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つものである。

以上述べたマルチアングル測色計では、対称的な光学配置で得られる反射光の情報に基づいて測色を行うため、基準線が試料表面の法線から基準面内で傾いても、適切な測色を行うことができる。

また、第１と第２の受光窓で受光した第１と第２の光の検出を単一の光検出ユニットで行うことにより、測色計の小型化や低コスト化を達成することができる。また、単一の光検出ユニットを共通的に用いることによって、その内部部品が共有化できるため、複数の光検出ユニットを用いる場合に生じる光検出ユニット間の個体差を考慮せずにすむ。

また、第２の光検出ユニットとして、第１の光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットを用いることで、低コスト化が図れ、コンパクトな構成の測色計を実現できる。

あるいは、対称的な光学配置で得られる反射光の情報に基づいて測色を行うことにより、基準線が試料表面の法線から基準面内で傾いても、適切な測色を行うことができる。また、第１照明部と第２照明部との光源を共用することにより、測色計の小型化や低コスト化を達成することができる。また、光源を共用していることによって、複数の光源を用いる場合に生じる光源間の個体差を考慮せずにすむ。

あるいは、第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットとして、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットを用いることで、低コスト化が図れ、コンパクトな構成の測色計を実現できる。

１００，１００ａ〜１００ｅ マルチアングル測色計
２ 測定器本体
２ｎ 中心軸
３ 測定用開口
５ 被測定物
５ｎ 法線
１Ａ〜４Ａ，２５Ａ 第１照明部
１Ｂ〜４Ｂ，２５Ｂ 第２照明部
４０，４０Ａ〜４０Ｅ 光検出部
６０ メモリ部
７０ 制御部
７１ 測定制御部
７２ 演算部

本発明のさらに他の側面によるマルチアングル測色計は、(a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、(b)前記基準平面上において、前記基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、前記測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、(c)前記基準平面上において前記基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が前記測定点に対向する複数対の光電変換素子を備えた光検出部と、(d)前記複数対の光電変換素子のそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、前記第１照明部と前記第２照明部とは、光源を共用しており、前記演算部は、前記検出値に基づいて、前記測定点を含む試料面の傾きによる測定値の誤差を補正する。

図１（ａ）はマルチアングル測色計の外観を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、このマルチアングル測色計１００（１００ａ〜１００ｅ）は、後述する各構成要素（図７，９，１０，１３，１６，１８参照）が収容された箱形状の測定器本体２からなる。この測定器本体２は、底壁に穿設された測定用開口３と、表面適所に配設され、測定結果を示すディスプレイや操作スイッチなどを備えた操作表示パネル４とを備え、持ち運び可能なポータブル測色計を構成している。

そして、図１（ｂ）は同マルチアングル測色計の測定器本体の中心軸と測定試料の測定面との角度を説明する模式図である。図１（ｂ）に示すように、マルチアングル測色計１００（１００ａ〜１００ｅ）の測定用開口３を被測定物５に向けて測定を行い、測定用開口３に対向する被測定物５の領域が測定域５ａとなる。測定の際には、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用開口３の法線）と測定域５ａの法線５ｎとが一致するように、測定器本体２を被測定物５の表面に対向するように配置する。

図３と図５とから示されるように、測定器本体２の中心軸２ｎが測定面５ｓの法線５ｎに対して角度−φ方向に傾いた場合には、中心軸２ｎと法線５ｎとが一致している場合と比較して、受光系Ｒ１の受光した光量が多いのに対して、受光系Ｒ２の受光した光量は少なくなっている。しかしながら、全受光量で見ると、それぞれの場合でほぼ等しく、Ｒ（−α）＋Ｒ（＋α）＝Ｒ（α−２φ）＋Ｒ（−α−２φ）の関係が近似的に成立する。

演算部７２では、光検出部４０にて変換された電気的な信号に基づいて、第１と第２の光ｇ１、ｇ２の検出値（分光反射特性）をそれぞれ求め、該検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報（例えば、三刺激値）を得る。

具体的には、光検出部４０ｂでは、可動ミラーＭＡ，ＭＢを、たとえばモータなどの駆動部によって選択的に回動させて、可動ミラーＭＡ，ＭＢを選択的に、光検出ユニット４１ｂへと光を反射させる角度とすることで、第１と第２の受光窓５Ａ，５Ｂでそれぞれ受光した測定光の光路を時間順次で切り替えて分光する制御を可能にしている。すなわち、第１の受光窓５Ａを介した第１の光ｇ１が可動ミラーＭＡで反射され、光トラップＴＡで遮断されている間、第２の受光窓５Ｂを介した第２の光ｇ２が可動ミラーＭＢで反射され、拡散板ＢＤを介して入射スリット５０に入射する（図１０参照）。逆に、第２の受光窓５Ｂを介した第２の光ｇ２が可動ミラーＭＢで反射され、光トラップＴＢで遮断されている間、第１の受光窓５Ａを介した第１の光ｇ１が可動ミラーＭＡで反射され、拡散板ＢＤを介して入射スリット５０に入射する。

図１６（ａ）で示されるように、一方向照明多方向受光タイプのマルチアングル測色計１００ｄは、主な構成要素として：
測定器本体２の中心軸２ｎを含む仮想的な基準平面上に配置され、中心軸２ｎ上に規定された所定の測定点Ｐに向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部２５Ａと；
基準平面上において、中心軸２ｎに関して第１照明部２５Ａと対称的に配置され、測定点Ｐに向かって光照射を行う第２照明部２５Ｂと；
基準平面上において中心軸２ｎに関して対称的に配置され、それぞれの対が測定点Ｐに対向する複数対の受光器（光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂ）を備えた光検出部４０ｄと；
複数対の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂのそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を得る演算部７２と；
を備える。ここで、第１照明部２５Ａと第２照明部２５Ｂとは、光源２５および発光回路２５０を共用している。また、出射側（下端側）２股、入射側（上端側）１股のバンドルファイバとしての光ファイバ４２が設けられている。光ファイバ４２の２つの分岐は、光源２５からの光の第１部分を受けて、当該第１部分を測定点に向けて導光する第１導光部と、同じ光源２５からの光の第２部分を受けて、当該第２部分を測定点に向けて導光する第２導光部としてそれぞれ機能する。さらに、第１導光部と第２導光部で導光される上記の光の第１部分と第２部分の光の出射を選択的に開閉する開閉部としてシャッタＳＡ，ＳＢが、それぞれのファイバ分岐の下端側に対向して配置されており、それらのシャッタＳＡ，ＳＢを駆動するモータなど（図示せず）も設けられている。

ステップＳＰ３では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を消灯させ、シャッタＳＡを閉じ、シャッタＳＢを開く。

ステップＳＰ４では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を発光させることで、第２照明部２５Ｂが点灯し、光検出部４０ｄにより、光電変換素子２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２３Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＰ５では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ３Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

ステップＳＥ２では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を発光させることで、第１照明部２５Ａが点灯し、光検出部４０ｅにより、第１の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａを取得するとともに、第２の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂを介して第１の光ｇ１を検出し、演算部７２により、第１の光検出値Ｄ１Ｂ〜Ｄ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。

ステップＳＥ３では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を消灯させ、シャッタＳＡを閉じ、シャッタＳＢを開く。

ステップＳＥ４では、測定制御部７１が、発光回路２５０を介して、光源２５を発光させることで、第２照明部２５Ｂが点灯し、光検出部４０ｅにより、第１の光電変換素子２１Ａ〜２４Ａを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａを取得するとともに、第２の光電変換素子２１Ｂ〜２３Ｂを介して第２の光ｇ２を検出し、演算部７２により、第２の光検出値Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂを取得し、メモリ部６０にて記憶する。その後、光源２５を消灯するとともに、シャッタＳＢを閉じる。

ステップＳＥ５では、演算部７２により、メモリ部６０にて記憶された第１の光検出値Ｄ１Ａ〜Ｄ４Ａ，Ｄ１Ｂ〜Ｄ３Ｂおよび第２の光検出値Ｖ１Ａ〜Ｖ４Ａ，Ｖ１Ｂ〜Ｖ３Ｂに基づいて、測定点Ｐに存在する測定面の色情報を算出する。

第４実施形態では、測定器本体２の中心軸２ｎと一致する方向に位置づけられた光検出ユニットを、第１の光電変換素子２４Ａを備えた光検出ユニットとしたが、第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットとして用いても良い。

１００，１００ａ〜１００ｅ マルチアングル測色計
２ 測定器本体
２ｎ 中心軸
３ 測定用開口
５ 被測定物
５ｎ 法線
１Ａ〜４Ａ，２５Ａ 第１照明部
１Ｂ〜４Ｂ，２５Ｂ 第２照明部
４０，４０ａ〜４０ｅ 光検出部
６０ メモリ部
７０ 制御部
７１ 測定制御部
７２ 演算部

本発明のさらに他の側面によるマルチアングル測色計は、(a)所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、(b)前記基準平面上において、前記基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、前記測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、(c)前記基準平面上において前記基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が前記測定点に対向する複数対の光電変換素子を備えた光検出部と、(d)前記複数対の光電変換素子のそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、前記第１照明部と前記第２照明部とは、光源を共用しており、前記演算部は、前記検出値に基づいて、前記測定点を含む試料面の傾きによる測定値の誤差を補正する。
本発明のさらに他の側面によるマルチアングル測色計は、(a) 所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、(b) 前記基準平面上において、前記基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、前記測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、(c) 前記基準平面上において前記基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が前記測定点に対向する複数対の受光部と、(d) 前記複数対の受光部でそれぞれ受光された光についての光電変換信号から得られる検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、を備え、前記演算部は、前記複数対の受光部における各対の前記受光部について、第１の前記受光部と第２の前記受光部でそれぞれ受光された光についての光電変換信号から得られる第１の検出値と第２の検出値に基づいて、前記測定点を含む試料面の傾きによる測定値の誤差を補正する。

Claims (10)

1. （a） 所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、
   （b） 前記基準平面上において、前記基準線に関して前記複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、
   （c） 光検出部であって、
   前記基準平面上に配置され、それぞれが前記測定点に対向するとともに、前記基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、
   前記第１と第２の受光窓でそれぞれ受光した第１と第２の光を受けて電気的な信号に変換する光電変換素子を備えた単一の光検出ユニットと、
   を備える光検出部と、
   （d） 前記信号に基づいて、前記第１と第２の光の検出値を求め、前記検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、
   を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
2. 請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記光検出ユニットは、単一の分光素子と、第１と第２の光電変換素子とを備え、
   前記第１と第２の光を、空間的に分離して前記第１と第２の受光窓から前記分光素子を介して前記第１と第２の光電変換素子にそれぞれ与える導光部、
   をさらに備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
3. 請求項１に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記第１と第２の光を、時分割して前記光電変換素子に与える導光部、
   をさらに備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
4. 請求項３に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記導光部は、
   前記第１と第２の受光窓がそれぞれの一端に規定される第１と第２の導光要素と
   前記第１と第２の受光窓への前記第１と第２の光の光路の開閉を選択的に行う開閉部と、
   を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
5. 請求項３に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記導光部が、
   前記第１と第２の受光窓から入射した前記第１と第２の光を選択的に前記光検出ユニットに与える光路切替部、
   を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
6. 請求項５に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記光路切替部が、
   前記第１と第２の受光窓からのそれぞれの光路上にそれぞれ配置された第１と第２のミラーと、
   前記第１と第２のミラーからの前記第１と第２の光の反射方向を選択的に前記光検出ユニットへと向ける駆動部と、
   を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
7. （a） 所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって異なる角度で光照射を行う複数の第１照明部と、
   （b） 前記基準平面上において、前記基準線に関して前記複数の第１照明部のそれぞれと対称的に配置され、前記所定の測定点に向かって光照射を行う複数の第２照明部と、
   （c） 光検出部であって、
   前記基準平面上に配置され、それぞれが前記測定点に対向するとともに、前記基準線に関して対称的に配置された第１と第２の受光窓と、
   前記第１の受光窓で受光した第１の光を受けて電気的な信号に変換する第１の光電変換素子を備えた第１の光検出ユニットと、
   前記第２の受光窓で受光した第２の光を受けて電気的な信号に変換する第２の光電変換素子を備えた第２の光検出ユニットと、
   を備える光検出部と、
   （d） 前記信号に基づいて、前記第１と第２の光の検出値を求め、前記検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、
   を備え、
   前記第２の光検出ユニットとして、前記第１の光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つ光検出ユニットが用いられていることを特徴とするマルチアングル測色計。
8. （a） 所定の基準線を含む仮想的な基準平面上に配置され、前記基準線上に規定された所定の測定点に向かって所定の角度で光照射を行う第１照明部と、
   （b） 前記基準平面上において、前記基準線に関して前記第１照明部と対称的に配置され、前記測定点に向かって光照射を行う第２照明部と、
   （c） 前記基準平面上において前記基準線に関して対称的に配置され、それぞれの対が前記測定点に対向する複数対の光電変換素子を備えた光検出部と、
   （d） 前記複数対の光電変換素子のそれぞれからの光電変換信号から得られる検出値に基づいて、前記測定点に存在する測定面の色情報を得る演算部と、
   を備え、
   前記第１照明部と前記第２照明部とは、光源を共用していることを特徴とするマルチアングル測色計。
9. 請求項８に記載のマルチアングル測色計であって、
   前記第１照明部が、
   前記光源からの光の第１部分を受けて、当該第１部分を前記測定点に向けて導光する第１導光部と、
   前記光源からの光の第２部分を受けて、当該第２部分を前記測定点に向けて導光する第２導光部と、
   前記第１導光部と前記第２導光部によって導光される前記第１部分と前記第２部分の光の出射を選択的に開閉する開閉部と、
   を備えることを特徴とするマルチアングル測色計。
10. 請求項９に記載のマルチアングル測色計において、
    前記複数対の光電変換素子のそれぞれを構成する対のうち一方の光電変換素子は、第１の光電変換素子を用いて構成され、
    前記複数対の光電変換素子のそれぞれを構成する対のうち他方の光電変換素子は、第２の光電変換素子を用いて構成されており、
    前記第２の光電変換素子を備えた光検出ユニットは、前記第１の光電変換素子を備えた光検出ユニットよりも低い波長分解能を持つことを特徴とするマルチアングル測色計。

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