JP2001050817A - マルチアングル測色計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料面に対する測定器本体の傾斜角度に応じ
て測定結果を補正することにより、高精度の測色を可能
にする。 【解決手段】 測定制御手段６１は、発光回路１２，２
２，３２，４２に電気的に接続され、光源１１，２１，
３１，４１の発光を制御する。演算処理手段６２は、分
光手段５２からの分光データを用いて、各照明手段１０
〜４０に対応する測定試料５の反射特性測定値を求め
る。また、反射特性測定値を用いてメモリ部６３に格納
されたガウス関数の未定係数を決定し、このガウス関数
を用いて測定器本体の中心軸２ｎに対する測定試料５の
試料面５ａの法線の傾斜角度によって生じる誤差を補正
して反射特性補正値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタリック塗装や
パールカラー塗装などの測色に用いられるマルチアング
ル測色計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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では、図１３に示すように、
薄片状のアルミニウムやマイカなどからなる光輝材１０
１が塗膜１０２内に含まれている。同図に示すように、
光輝材１０１の向きがばらついているために、光輝材１
０１からの反射光強度が見る方向によって異なることに
なり、これによってメタリック効果やパール効果が得ら
れる。こうした特性を有するメタリック塗装やパールカ
ラー塗装の色彩を測定する測色計としては、一方向照明
多方向受光または多方向照明一方向受光の形式を有する
マルチアングル測色計が用いられる。

【０００３】従来、受光方向を機械的に切り換えるもの
では、一方向照明多方向受光形式を有するマルチアング
ル測色計も存在するが、作業現場で使われるポータブル
のマルチアングル測色計では、可動部がないため信頼性
が高く測定時間が短い多方向照明一方向受光形式が広く
採用されている。そこで、以下では、多方向照明一方向
受光形式を例として説明する。

【０００４】従来の多方向照明一方向受光形式を有する
マルチアングル測色計として、例えば図１４に示すよう
に、測定試料１０３の試料面の法線に対して45°方向の
反射光を受光する受光手段１０４を備え、３個の照明手
段１０５，１０６，１０７により３方向から照明するも
のが知られている。このようなマルチアングル測色計に
おいては、各照明手段による照明方向は、一般に、受光
方向の正反射方向、すなわち試料面の法線に関して受光
方向と対称な方向（図中、Ｓ方向）を基準とし、試料面
の法線のある側を正とする角度で表わされており、一つ
は例えば45°、すなわち試料面の法線方向（測定器本体
の中心軸）に設定され（照明手段１０６）、一つは例え
ば15°と受光方向の正反射方向に近い方向に設定され
（照明手段１０５）、一つは例えば110°と受光方向に
近い方向に設定されている（照明手段１０７）。そし
て、各照明方向から照明されたときに測定試料１０３か
ら反射される反射光を受光手段１０４で受光し、その受
光量に基づいて反射特性や色彩値を求め、各照明方向の
反射特性や色彩値によって測定試料の特性を表わすよう
になっている。一般に、受光方向の正反射方向に近い照
明方向をハイライト方向と称し、受光方向に近い照明方
向をシェード方向と称する。

【０００５】ところで、図１３に示す光輝材１０１は、
塗膜１０２内で塗膜表面に対してほぼ平行（すなわち、
光輝材１０１の薄片面の法線１０１ｎと塗膜１０２の表
面の法線１０２ｎとがほぼ平行）になるように配置して
おり、同図に示すように法線１０１ｎと法線１０２ｎと
の角度をｔとすると、その角度分布P(t)は、図１５に示
すように、ｔ＝０をピークとする正規分布に近い特性に
なっている。従って、メタリック塗装やパールカラー塗
装をある方向から照明したときの光輝材からの反射光の
角度分布も、塗膜表面による正反射の方向（すなわち、
塗膜表面の法線に関して照明方向と対称な方向）にピー
クを持つ正規分布に近いものになる。

【０００６】そして、種々の方向から測定試料を照明し
て反射特性の測定を行うと、図１６に示すように、反射
特性R(x)には、光輝材からの反射光によるものに加え
て、角度依存のない拡散反射光L_dによるものと、測定試
料の試料面からの正反射光L_gによるものとが含まれる。
受光方向の正反射方向から遠いシェード方向からの照明
では、光輝材からの反射光の寄与は殆どなく、照明方向
の角度変化に対する反射特性の変化も緩やかである。一
方、受光方向の正反射方向に近いハイライト方向からの
照明では、上記図１５に示すように光輝材の反射面の大
部分が試料面とほぼ平行になっているから、光輝材から
の反射光の寄与が著しく大きく、照明方向の角度変化に
対する反射特性の変化の傾斜も急になっている。受光方
向から45°方向の照明では、上記両者の中間的な特性を
示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ハイライト方向からの
照明による反射特性は、メタリック塗装やパールカラー
塗装の特徴を表わす光輝材の性質を知る上で特に重要で
あるので、この反射特性を高精度で得ることが望まれる
が、上記図１６に示したように、照明方向の角度変化が
微小であっても、反射特性の値が大きく変化してしま
う。そこで、高精度の測定を行うためには、測定試料の
試料面に対するマルチアングル測色計の姿勢を測定ごと
に正確に設定する、すなわち、測定器本体の中心軸と測
定試料の試料面の法線とを精度良く一致させる必要があ
る。

【０００８】ところが、例えば自動車のボディの塗装面
をポータブル測色計により測定する場合などには、塗装
面を傷つけないように測色計の接触面がゴムなどで形成
されているため、測定器本体の中心軸と測定試料の試料
面の法線とを精度良く一致させるのは容易ではなかっ
た。特に、自動車のボディのように測定試料の試料面が
曲面の場合には、より一層困難であった。

【０００９】これを解決するために、試料面に対する測
定器本体の角度を調整する機能を有するものが実用化さ
れているが、角度検出のためのセンサが必要であるため
に部品点数が増大して構成が複雑化するという問題や、
測定ごとに角度調整のために時間を要するため測定時間
が長引いてしまうという問題がある。

【００１０】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、試料面に対する測定器本体の傾斜角度に応じて測定
結果を補正することにより、高精度の測色を可能にする
マルチアングル測色計を提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明は、試料面に対して測定器本
体が多少傾斜していても、ハイライト方向の反射特性を
精度良く得る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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、測定
器本体に穿設された測定用開口を測定試料に対向させて
測色を行うマルチアングル測色計において、上記測定試
料の試料面を互いに異なる方向から照明する複数の照明
手段と、上記複数の照明手段によって照明された上記測
定試料からの反射光のうちで特定方向の反射光を受光し
て光強度に応じた受光信号を出力する受光手段と、上記
受光信号に基づいて上記測定試料の反射特性測定値を上
記複数の照明手段に対応してそれぞれ求める第１演算処
理手段と、上記測定用開口の法線に平行な上記測定器本
体の中心軸に関して上記特定方向と対称な方向を基準方
向とするときに、上記基準方向を基準とする上記照明方
向の角度を変数とし、上記測定試料の試料面の法線に対
する上記測定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数の未
定係数を有する近似関数を記憶する記憶手段と、上記各
反射特性測定値および上記照明方向の角度に基づいて上
記複数の未定係数を決定し、この未定係数が決定された
上記近似関数を用いて上記各反射特性測定値をそれぞれ
補正する第２演算処理手段とを備えたことを特徴として
いる。

【００１３】この構成によれば、測定試料の試料面が複
数の照明手段により互いに異なる方向から照明され、照
明された測定試料からの反射光のうちで特定方向の反射
光が受光手段により受光されて光強度に応じた受光信号
が出力され、第１演算処理手段により受光信号に基づい
て測定試料の反射特性測定値が複数の照明手段に対応し
てそれぞれ求められる。

【００１４】ここで、測定器本体に穿設された測定用開
口の法線に平行な測定器本体の中心軸に関して特定方向
と対称な方向を基準方向とするときに、基準方向を基準
とする照明方向の角度を変数とし、測定試料の試料面の
法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数
の未定係数を有する近似関数が記憶手段に記憶されてい
る。

【００１５】そして、第２演算処理手段により、各照明
手段の照明方向の角度を上記近似関数に代入したときの
値が各反射特性測定値にできるだけ等しくなるように、
複数の未定係数が決定され、この未定係数が決定された
近似関数を用いて、複数の照明手段に対応する反射特性
測定値がそれぞれ補正されることにより、測定試料の試
料面の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によ
って生じる誤差が低減され、測定精度が向上する。

【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
マルチアングル測色計において、上記近似関数は、上記
傾斜角度を最大値として対称な値をとるように設定され
たものであることを特徴としている。

【００１７】この構成によれば、測定試料が、薄片状の
アルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗膜内に含
まれているメタリック塗装やパールカラー塗装が施され
たものである場合には、各照明手段の照明方向の角度に
対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に対する測
定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所
定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載る。そこ
で、反射特性を近似する近似関数として、上記所定角度
を最大値として対称な値をとるように設定された近似関
数を用いることにより、反射特性がより精度良く近似さ
れることとなり、これによって上記傾斜角度によって生
じる誤差がより低減され、測定精度が一層向上する。

【００１８】また、請求項３の発明は、請求項２記載の
マルチアングル測色計において、上記近似関数は、ガウ
ス関数であることを特徴としている。

【００１９】この構成によれば、測定試料がメタリック
塗装やパールカラー塗装が施されたものである場合に
は、各照明手段の照明方向の角度に対する反射特性は、
上記所定角度をピークとする正規分布に近似したライン
上に載る。そこで、反射特性を表わす近似関数として、
上記所定角度を最大値とするガウス関数を用いることに
より、反射特性がより一層精度良く近似されることとな
り、これによって、上記傾斜角度によって生じる誤差が
更によく低減され、測定精度がさらに一層向上する。

【００２０】また、請求項４の発明は、請求項２または
３記載のマルチアングル測色計において、上記近似関数
は上記未定係数を所定個数有するもので、上記複数の照
明手段は少なくとも上記所定個数の照明手段からなるも
のであることを特徴としている。

【００２１】この構成によれば、近似関数は未定係数を
所定個数有し、少なくとも所定個数の照明手段が存在す
ることから、各照明手段の照明方向の角度を上記近似関
数に代入したときの値が各照明手段に対応する測定試料
の反射特性測定値にできるだけ等しくなるように、近似
関数の所定個数の未定係数を決定することが確実に可能
になり、これによって近似関数を用いて複数の照明手段
に対応する反射特性測定値の補正が可能になる。

【００２２】また、請求項５の発明は、請求項２〜４の
いずれかに記載のマルチアングル測色計において、上記
複数の照明手段は、上記基準方向に関して上記測定器本
体の中心軸側に配設された第１の照明手段と、その反対
側に配設された第２の照明手段とを含むものであること
を特徴としている。

【００２３】この構成によれば、測定試料が、薄片状の
アルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗膜内に含
まれているメタリック塗装やパールカラー塗装が施され
たものである場合には、各照明手段の照明方向の角度に
対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に対する測
定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所
定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載る。

【００２４】反射特性を表わす近似関数として、上記所
定角度を最大値として対称な値をとるように設定された
近似関数が用いられるが、基準方向に関して測定器本体
の中心軸側に配設された第１の照明手段と反対側に配設
された第２の照明手段とが含まれていることにより、上
記所定角度は、第１の照明手段の照明方向の角度と第２
の照明手段の照明方向の角度との間に配置されるという
条件を設定することが可能になる。

【００２５】従って、近似関数の上記傾斜角度に対応す
る未定係数が、より精度良く決定されることとなり、こ
れによって上記傾斜角度によって生じる誤差がより低減
され、測定精度が更に一層向上する。

【００２６】また、請求項６の発明は、請求項５記載の
マルチアングル測色計において、上記第１の照明手段と
上記第２の照明手段とは、上記基準方向に関して互いに
対称な位置に配設されていることを特徴としている。こ
の構成によれば、第１の照明手段と第２の照明手段と
は、基準方向に関して互いに対称な位置に配設されてい
ることにより、請求項５の発明と同様の作用が行われ、
近似関数の上記傾斜角度に対応する未定係数が、より精
度良く決定されることとなり、これによって上記傾斜角
度によって生じる誤差がより低減され、測定精度が更に
一層向上する。

【００２７】また、請求項７の発明は、測定器本体に穿
設された測定用開口を測定試料に対向させて測色を行う
マルチアングル測色計において、上記測定試料の試料面
を互いに異なる方向から照明する複数の照明手段と、上
記複数の照明手段によって照明された上記測定試料から
の反射光のうちで特定方向の反射光を受光して光強度に
応じた受光信号を出力する受光手段と、演算処理手段と
を備え、上記複数の照明手段は、上記測定用開口の法線
に平行な上記測定器本体の中心軸に関して上記特定方向
と対称な方向を基準方向とするときに、上記基準方向に
関して上記測定器本体の中心軸側に配設された第１の照
明手段と、その反対側に配設された第２の照明手段とを
含むもので、この第１、第２の照明手段は、上記基準方
向に関して互いに対称な位置に配設されており、上記演
算処理手段は、上記第１、第２の照明手段による受光信
号の和に基づいて、上記第１の照明手段に対応する上記
測定試料の反射特性を求めるものであることを特徴とし
ている。

【００２８】この構成によれば、測定試料の試料面が複
数の照明手段により互いに異なる方向から照明され、照
明された測定試料からの反射光のうちで特定方向の反射
光が受光手段により受光されて光強度に応じた受光信号
が出力される。

【００２９】ここで、第１、第２の照明手段は、基準方
向に関して互いに対称な位置に配設されていることか
ら、測定試料の試料面の法線に対して測定器本体の中心
軸が傾斜すると、測定試料からの反射光については、第
１、第２の照明手段のうちの一方の照明手段による反射
光の光強度が増大し、他方の照明手段による反射光の光
強度が減少する。

【００３０】従って、第１、第２の照明手段による受光
信号の和は、測定試料の試料面の法線に対する測定器本
体の中心軸の傾斜の有無やその大きさに関わりなくほぼ
一定になるので、第１、第２の照明手段による受光信号
の和に基づいて、第１の照明手段に対応する測定試料の
反射特性が求められることにより、第１の照明手段に対
応する測定試料の反射特性は、精度良く求められること
となる。

【００３１】なお、請求項７の構成において、第１の照
明手段による照明方向と上記基準方向との角度差が小さ
い場合には、測定試料の試料面の法線に対する測定器本
体の中心軸の傾斜が第１の照明手段による受光信号に大
きく影響するが、この場合でも第１、第２の照明手段に
よる受光信号の和の大きさはほぼ一定になるので、高精
度で反射特性の測定が行われることとなる。

【００３２】また、請求項８の発明は、請求項７記載の
マルチアングル測色計において、上記第１、第２の照明
手段は、上記測定試料の照明を同時に行うものであるこ
とを特徴としている。この構成によれば、第１、第２の
照明手段により測定試料の照明が同時に行われることか
ら、第１、第２の照明手段による反射光が受光手段によ
って同時に受光されるので、第１の照明手段に対応する
測定試料の反射特性がそのまま求められることとなり、
これによって測定時間が短縮される。

【００３３】また、請求項９の発明は、請求項１〜８の
いずれかに記載のマルチアングル測色計において、上記
複数の照明手段は、それぞれ、光源と、この光源からの
光束が通過する開口を有する光束規制板と、上記開口を
通過した光束を集光するコリメートレンズとからなり、
上記開口は、上記コリメートレンズの焦点位置近傍に配
置され、上記受光手段の光軸および上記複数の照明手段
の光軸を含む測定面に平行な辺が短く、上記測定面に垂
直な辺が長い矩形形状であることを特徴としている。

【００３４】この構成によれば、光束規制板の開口は、
受光手段の光軸および複数の照明手段の光軸を含む測定
面に平行な辺が短く、上記測定面に垂直な辺が長い矩形
形状であるので、測定試料の試料面の法線に対して測定
器本体の中心軸が測定面に直交する方向に傾斜しても、
開口の測定面に垂直な辺の範囲内において傾斜なしに相
当する光束が開口を通過することとなり、測定面に直交
する方向への傾斜による測定誤差が低減されることとな
る。

【００３５】なお、この場合において、開口の測定面に
平行な辺が短いほど、光束の平行性が良くなり、測定精
度が向上する。

【００３６】また、請求項１０の発明は、請求項１〜８
のいずれかに記載のマルチアングル測色計において、上
記複数の照明手段は、それぞれ、光源と、この光源から
の光束が通過する第１開口および第２開口を有する光束
規制板と、上記第１開口および第２開口を通過した光束
を集光するコリメートレンズとからなり、上記第１開口
および第２開口は、上記コリメートレンズの焦点位置近
傍に、上記受光手段の光軸および上記複数の照明手段の
光軸を含む測定面に関して互いに対称な位置に穿設され
ていることを特徴としている。

【００３７】この構成によれば、光束規制板の第１開口
および第２開口は、受光手段の光軸および複数の照明手
段の光軸を含む測定面に関して互いに対称な位置に穿設
されていることから、測定試料の試料面の法線に対して
測定器本体の中心軸が測定面に直交する方向に傾斜する
と、第１開口および第２開口のうちで一方の開口からの
光束が増大し、他方の開口からの光束がほぼ同一量だけ
減少することになり、第１、第２開口を通過する全光束
量は変化せず、これによって測定面に直交する方向への
傾斜による測定誤差が低減されることとなる。

【００３８】なお、請求項１０の構成において、受光手
段は、第１開口および第２開口の双方を含むような受光
視野角を有していることが好ましい。

【００３９】また、請求項１１の発明は、請求項８記載
のマルチアングル測色計において、上記第１、第２の照
明手段は、共通の光源を備えたものであることを特徴と
している。この構成によれば、共通の光源が駆動される
ことのみで、第１、第２の照明手段による測定試料の照
明が同時に行われることとなり、これによって光源およ
びその駆動に関する構成が簡素化される。

【００４０】また、請求項１２の発明は、測定器本体に
穿設された測定用開口を測定試料に対向させて測色を行
うマルチアングル測色計において、上記測定試料の試料
面を特定方向から照明する照明手段と、上記照明手段に
よって照明された上記測定試料からの反射光のうちでそ
れぞれ互いに異なる方向の反射光を受光して光強度に応
じた受光信号を出力する複数の受光手段と、上記受光信
号に基づいて上記測定試料の反射特性測定値を上記複数
の受光手段に対応してそれぞれ求める第１演算処理手段
と、上記測定用開口の法線に平行な上記測定器本体の中
心軸に関して上記特定方向と対称な方向を基準方向とす
るときに、上記基準方向を基準とする上記受光方向の角
度を変数とし、上記測定試料の試料面の法線に対する上
記測定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数の未定係数
を有する近似関数を記憶する記憶手段と、上記各反射特
性測定値および上記受光方向の角度に基づいて上記複数
の未定係数を決定し、この未定係数が決定された上記近
似関数を用いて上記各反射特性測定値をそれぞれ補正す
る第２演算処理手段とを備えたことを特徴としている。

【００４１】この構成によれば、測定試料の試料面が照
明手段により特定方向から照明され、照明された測定試
料からの反射光のうちでそれぞれ互いに異なる方向の反
射光が複数の受光手段により受光されて光強度に応じた
受光信号が出力され、第１演算処理手段により受光信号
に基づいて測定試料の反射特性測定値が複数の受光手段
に対応してそれぞれ求められる。

【００４２】ここで、測定器本体に穿設された測定用開
口の法線に平行な測定器本体の中心軸に関して特定方向
と対称な方向を基準方向とするときに、基準方向を基準
とする受光方向の角度を変数とし、測定試料の試料面の
法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数
の未定係数を有する近似関数が記憶手段に記憶されてい
る。

【００４３】そして、第２演算処理手段により、各受光
手段の受光方向の角度を上記近似関数に代入したときの
値が各反射特性測定値にできるだけ等しくなるように、
複数の未定係数が決定され、この未定係数が決定された
近似関数を用いて、複数の受光手段に対応する反射特性
測定値がそれぞれ補正されることにより、測定試料の試
料面の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によ
って生じる誤差が低減され、測定精度が向上する。

【００４４】また、請求項１３の発明は、請求項１２記
載のマルチアングル測色計において、上記近似関数は、
上記傾斜角度を最大値として対称な値をとるように設定
されたものである。

【００４５】この構成によれば、測定試料が、薄片状の
アルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗膜内に含
まれているメタリック塗装やパールカラー塗装が施され
たものである場合には、各受光手段の受光方向の角度に
対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に対する測
定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所
定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載る。そこ
で、反射特性を近似する近似関数として、上記所定角度
を最大値として対称な値をとるように設定された近似関
数を用いることにより、反射特性がより精度良く近似さ
れることとなり、これによって上記傾斜角度によって生
じる誤差がより低減され、測定精度が一層向上する。

【００４６】また、請求項１４の発明は、請求項１３記
載のマルチアングル測色計において、上記近似関数は、
ガウス関数である。

【００４７】この構成によれば、測定試料がメタリック
塗装やパールカラー塗装が施されたものである場合に
は、各受光手段の受光方向の角度に対する反射特性は、
上記所定角度をピークとする正規分布に近似したライン
上に載る。そこで、反射特性を表わす近似関数として、
上記所定角度を最大値とするガウス関数を用いることに
より、反射特性がより一層精度良く近似されることとな
り、これによって、上記傾斜角度によって生じる誤差が
更によく低減され、測定精度がさらに一層向上する。

【００４８】また、請求項１５の発明は、請求項１３ま
たは１４記載のマルチアングル測色計において、上記近
似関数は上記未定係数を所定個数有するもので、上記複
数の受光手段は少なくとも上記所定個数の受光手段から
なるものである。

【００４９】この構成によれば、近似関数は未定係数を
所定個数有し、少なくとも所定個数の受光手段が存在す
ることから、所定個数の受光手段の受光方向の角度を上
記近似関数に代入したときの値が所定個数の受光手段に
対応する測定試料の反射特性測定値にできるだけ等しく
なるように、近似関数の所定個数の未定係数が確実に決
定されることとなり、これによって近似関数を用いて複
数の受光手段に対応する反射特性測定値の補正が可能に
なる。

【００５０】また、請求項１６の発明は、請求項１３〜
１５のいずれかに記載のマルチアングル測色計におい
て、上記複数の受光手段は、上記基準方向に関して上記
測定器本体の中心軸側に配設された第１の受光手段と、
その反対側に配設された第２の受光手段とを含むもので
ある。

【００５１】この構成によれば、測定試料が、薄片状の
アルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗膜内に含
まれているメタリック塗装やパールカラー塗装が施され
たものである場合には、各受光手段の受光方向の角度に
対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に対する測
定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所
定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載る。

【００５２】反射特性を表わす近似関数として、上記所
定角度を最大値として対称な値をとるように設定された
近似関数が用いられるが、基準方向に関して測定器本体
の中心軸側に配設された第１の受光手段と反対側に配設
された第２の受光手段とが含まれていることにより、上
記所定角度は、第１の受光手段の受光方向の角度と第２
の受光手段の受光方向の角度との間に配置されるという
条件を設定することが可能になる。

【００５３】従って、近似関数の上記傾斜角度に対応す
る未定係数が、より精度良く決定されることとなり、こ
れによって上記傾斜角度によって生じる誤差がより低減
され、測定精度が更に一層向上する。

【００５４】また、請求項１７の発明は、請求項１６記
載のマルチアングル測色計において、上記第１の受光手
段と上記第２の受光手段とは、上記基準方向に関して互
いに対称な位置に配設されている。この構成によれば、
第１の受光手段と第２の受光手段とは、基準方向に関し
て互いに対称な位置に配設されていることにより、請求
項１６の発明と同様の作用が行われ、近似関数の上記傾
斜角度に対応する未定係数が、より精度良く決定される
こととなり、これによって上記傾斜角度によって生じる
誤差がより低減され、測定精度が更に一層向上する。

【００５５】また、請求項１８の発明は、測定器本体に
穿設された測定用開口を測定試料に対向させて測色を行
うマルチアングル測色計において、上記測定試料の試料
面を特定方向から照明する照明手段と、上記照明手段に
よって照明された上記測定試料からの反射光のうちでそ
れぞれ互いに異なる方向の反射光を受光して光強度に応
じた受光信号を出力する複数の受光手段と、演算処理手
段とを備え、上記複数の受光手段は、上記測定用開口の
法線に平行な上記測定器本体の中心軸に関して上記特定
方向と対称な方向を基準方向とするときに、上記基準方
向に関して上記測定器本体の中心軸側に配設された第１
の受光手段と、その反対側に配設された第２の受光手段
とを含むもので、この第１、第２の受光手段は、上記基
準方向に関して互いに対称な位置に配設されており、上
記演算処理手段は、上記第１、第２の受光手段による受
光信号の和に基づいて、上記第１の受光手段に対応する
上記測定試料の反射特性を求めるものであることを特徴
としている。

【００５６】この構成によれば、測定試料の試料面が照
明手段により特定方向から照明され、照明された測定試
料からの反射光のうちでそれぞれ互いに異なる方向の反
射光が複数の受光手段により受光されて光強度に応じた
受光信号が出力される。

【００５７】ここで、第１、第２の受光手段は、基準方
向に関して互いに対称な位置に配設されていることか
ら、測定試料の試料面の法線に対して測定器本体の中心
軸が傾斜すると、測定試料からの反射光については、第
１、第２の受光手段のうちの一方の受光手段における反
射光の光強度が増大し、他方の受光手段における反射光
の光強度が減少する。

【００５８】従って、第１、第２の受光手段における受
光信号の和は、測定試料の試料面の法線に対する測定器
本体の中心軸の傾斜の有無やその大きさに関わりなくほ
ぼ一定になるので、第１、第２の受光手段における受光
信号の和に基づいて、第１の受光手段に対応する測定試
料の反射特性が求められることにより、第１の受光手段
に対応する測定試料の反射特性は、精度良く求められる
こととなる。

【００５９】なお、請求項１８の構成において、第１の
受光手段による受光方向と上記基準方向との角度差が小
さい場合には、測定試料の試料面の法線に対する測定器
本体の中心軸の傾斜が第１の受光手段における受光信号
に大きく影響するが、この場合でも第１、第２の受光手
段における受光信号の和の大きさはほぼ一定になるの
で、高精度で反射特性の測定が行われることとなる。

【００６０】また、請求項１９の発明は、請求項１２〜
１８のいずれかに記載のマルチアングル測色計におい
て、上記照明手段は、光源と、この光源からの光束が通
過する開口を有する光束規制板と、上記開口を通過した
光束を集光するコリメートレンズとからなり、上記開口
は、上記コリメートレンズの焦点位置近傍に配置され、
上記複数の受光手段の光軸および上記照明手段の光軸を
含む測定面に平行な辺が短く、上記測定面に垂直な辺が
長い矩形形状であることを特徴としている。

【００６１】この構成によれば、光束規制板の開口は、
複数の受光手段の光軸および照明手段の光軸を含む測定
面に平行な辺が短く、上記測定面に垂直な辺が長い矩形
形状であるので、測定試料の試料面の法線に対して測定
器本体の中心軸が測定面に直交する方向に傾斜しても、
開口の測定面に垂直な辺の範囲内において傾斜なしに相
当する光束が開口を通過することとなり、測定面に直交
する方向への傾斜による測定誤差が低減されることとな
る。

【００６２】なお、この場合において、開口の測定面に
平行な辺が短いほど、光束の平行性が良くなり、測定精
度が向上する。

【００６３】また、請求項２０の発明は、請求項１２〜
１８のいずれかに記載のマルチアングル測色計におい
て、上記照明手段は、光源と、この光源からの光束が通
過する第１開口および第２開口を有する光束規制板と、
上記第１開口および第２開口を通過した光束を集光する
コリメートレンズとからなり、上記第１開口および第２
開口は、上記コリメートレンズの焦点位置近傍に、上記
複数の受光手段の光軸および上記照明手段の光軸を含む
測定面に関して互いに対称な位置に穿設されていること
を特徴としている。

【００６４】この構成によれば、光束規制板の第１開口
および第２開口は、複数の受光手段の光軸および照明手
段の光軸を含む測定面に関して互いに対称な位置に穿設
されていることから、測定試料の試料面の法線に対して
測定器本体の中心軸が測定面に直交する方向に傾斜する
と、第１開口および第２開口のうちで一方の開口からの
光束が増大し、他方の開口からの光束がほぼ同一量だけ
減少することになり、第１、第２開口を通過する全光束
量は変化せず、これによって測定面に直交する方向への
傾斜による測定誤差が低減されることとなる。

【００６５】なお、請求項２０の構成において、複数の
受光手段は、それぞれ第１開口および第２開口の双方を
含むような受光視野角を有していることが好ましい。

【００６６】また、請求項２１の発明は、請求項１〜２
０のいずれかに記載のマルチアングル測色計において、
上記反射特性は、波長に依存する分光反射特性であるこ
とを特徴としている。この構成によれば、測定試料の波
長ごとの分光反射特性が得られることによって、測定試
料の測色を行うことや種々の反射特性を得ること等が可
能になる。

【００６７】また、請求項５または７記載のマルチアン
グル測色計において、上記受光手段は、上記特定方向が
上記測定器本体の中心軸に対して＋45°となる位置に配
置されたもので、上記基準方向を０°とし、上記中心軸
のある側を正としたときに、上記第１の照明手段は光軸
の方向が＋15°で、上記第２の照明手段は光軸の方向が
−15°であり、上記複数の照明手段は、さらに、光軸の
方向が＋45°である第３の照明手段と、光軸の方向が＋
110°である第４の照明手段とを含むものであるとして
もよい。また、請求項５または７記載のマルチアングル
測色計において、上記受光手段は、上記特定方向が上記
測定器本体の中心軸に対して＋45°となる位置に配置さ
れたもので、上記基準方向を０°とし、上記中心軸のあ
る側を正としたときに、上記第１の照明手段は光軸の方
向が＋25°で、上記第２の照明手段は光軸の方向が−25
°であり、上記複数の照明手段は、さらに、光軸の方向
が＋45°である第３の照明手段と、光軸の方向が＋75°
である第４の照明手段とを含むものであるとしてもよ
い。

【００６８】これらの構成によれば、測定試料の試料面
の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によって
生じる誤差が低減された状態で、第１の照明手段により
いわゆるハイライト方向の反射特性が得られ、第４の照
明手段によりいわゆるシェード方向の反射特性が得ら
れ、第３の照明手段によりその中間の反射特性が得られ
ることとなり、測定試料が、薄片状のアルミニウムやマ
イカなどからなる光輝材が塗膜内に含まれているメタリ
ック塗装やパールカラー塗装が施されたものである場合
には、その測定試料の適正な反射特性が得られる。

【００６９】また、請求項１６または１８記載のマルチ
アングル測色計において、上記照明手段は、上記特定方
向が上記測定器本体の中心軸に対して＋45°となる位置
に配置されたもので、上記基準方向を０°とし、上記中
心軸のある側を正としたときに、上記第１の受光手段は
光軸の方向が＋15°で、上記第２の受光手段は光軸の方
向が−15°であり、上記複数の受光手段は、さらに、光
軸の方向が＋45°である第３の受光手段と、光軸の方向
が＋110°である第４の受光手段とを含むものであると
してもよい。また、請求項１６または１８記載のマルチ
アングル測色計において、上記照明手段は、上記特定方
向が上記測定器本体の中心軸に対して＋45°となる位置
に配置されたもので、上記基準方向を０°とし、上記中
心軸のある側を正としたときに、上記第１の受光手段は
光軸の方向が＋25°で、上記第２の受光手段は光軸の方
向が−25°であり、上記複数の受光手段は、さらに、光
軸の方向が＋45°である第３の受光手段と、光軸の方向
が＋75°である第４の受光手段とを含むものであるとし
てもよい。

【００７０】これらの構成によれば、測定試料の試料面
の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によって
生じる誤差が低減された状態で、第１の受光手段により
いわゆるハイライト方向の反射特性が得られ、第４の受
光手段によりいわゆるシェード方向の反射特性が得ら
れ、第３の受光手段によりその中間の反射特性が得られ
ることとなり、測定試料が、薄片状のアルミニウムやマ
イカなどからなる光輝材が塗膜内に含まれているメタリ
ック塗装やパールカラー塗装が施されたものである場合
には、その測定試料の適正な反射特性が得られる。

【００７１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態とし
てのマルチアングル測色計の内部構成を示す図、図２
(ａ)は同マルチアングル測色計の外観を示す斜視図、図
２(ｂ)は同マルチアングル測色計の測定器本体の中心軸
と測定試料の試料面との傾斜角度を説明する模式図であ
る。

【００７２】この第１実施形態のマルチアングル測色計
は、測定試料の試料面を互いに異なる方向から照明する
４つの照明手段を備えた多方向照明一方向受光形式で、
照明方向の角度を変数とし、４つの未定係数を有する近
似関数を記憶しておき、まず、各照明手段による反射特
性測定値を求め、近似関数に各照明方向の角度を代入し
た値が各反射特性測定値にできるだけ等しくなるように
４つの未定係数を決定し、未定係数が決定された近似関
数を用いて反射特性測定値を補正することによって、測
定器本体の中心軸と測定試料の試料面との傾斜角度によ
って生じる誤差を補正するようにしたものである。

【００７３】図２(ａ)に示すように、このマルチアング
ル測色計１は、図１の各構成要素（後述する）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
された測定結果を示すための表示部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。

【００７４】そして、図２(ｂ)に示すように、マルチア
ングル測色計１の測定用開口３を測定試料５に向けて測
定を行う。ここで、測定器本体２の中心軸２ｎ（測定用
開口３の法線）に対する測定試料５の試料面５ａの法線
５ｎの傾斜角度をx₀としたときに、この第１実施形態で
は、上記傾斜角度x₀によって生じる誤差を補正するよう
にしている。

【００７５】図１において、マルチアングル測色計１
は、第１〜第４の照明手段１０〜４０と、受光手段５０
と、制御部６０とを備えている。

【００７６】第１の照明手段１０は、キセノンフラッシ
ュランプ等からなる光源１１と、この光源１１を駆動す
る発光回路１２と、光源１１からの光束を規制する光束
規制板１３と、コリメートレンズ１４とから構成されて
いる。光束規制板１３は、その開口１３ａがコリメート
レンズ１４の焦点位置に一致するように配置されてお
り、光束規制板１３の開口１３ａを通過した光源１１か
らの光束は、コリメートレンズ１４によってコリメート
されて平行光束i₁となって、測定試料５を照明する。

【００７７】第２、第３、第４の照明手段２０，３０，
４０も、第１の照明手段１０と同様に、それぞれ、光源
２１，３１，４１と、発光回路２２，３２，４２と、光
束規制板２３，３３，４３と、コリメートレンズ２４，
３４，４４とから構成されており、光束規制板２３，３
３，４３の開口２３ａ，３３ａ，４３ａを通過した光源
２１，３１，４１からの光束は、コリメートレンズ２
４，３４，４４によってコリメートされて平行光束i₂，
i₃，i₄となって、測定試料５を照明する。

【００７８】受光手段５０は、測定試料５からの平行光
束を集束する受光光学系５１と、この受光光学系５１の
結像位置に配設され、入射光束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分光手段５２とから
構成されている。

【００７９】制御部６０は、ＣＰＵなどからなり、機能
ブロックとして、測定制御手段６１と、演算処理手段６
２と、メモリ部６３とを備え、後述する手順に従って、
マルチアングル測色計１の全体の動作を制御するもので
ある。測定制御手段６１は、発光回路１２，２２，３
２，４２に電気的に接続され、光源１１，２１，３１，
４１の発光を制御する機能を有する。

【００８０】演算処理手段６２は、以下の機能を有す
る。(1) 分光手段５２に電気的に接続され、分光手段５
２からの分光データを用いて、各照明手段１０〜４０に
対応する測定試料５の反射特性測定値を求める第１演算
処理手段としての機能。(2) 反射特性測定値を用いてガ
ウス関数の未定係数を決定し、このガウス関数を用いて
測定器本体２の中心軸２ｎに対する測定試料５の試料面
５ａの法線５ｎの傾斜角度x₀によって生じる誤差を補正
して反射特性補正値を求める第２演算処理手段としての
機能。この機能およびガウス関数については後述する。

【００８１】メモリ部６３は、ＲＡＭまたはＥＥＰＲＯ
Ｍ等や、ＲＯＭからなり、このメモリ部６３には、測定
結果などが一時的に保管されるとともに、測定制御手段
６１および演算処理手段６２を含む制御部６０の動作プ
ログラムや、後述する下記式(３)に示すガウス関数が格
納されている（記憶手段）。

【００８２】次に、第１〜第４の照明手段１０〜４０お
よび受光手段５０の配置について説明する。

【００８３】受光手段５０は、その光軸５０Ｌが測定器
本体２の中心軸２ｎに対して45°の方向（特定方向）に
一致するように配置されている。ここで、測定器本体２
の中心軸２ｎに関して受光手段５０の光軸５０Ｌと対称
な方向である基準方向５０Ｓを基準とし、中心軸２ｎの
ある側を正として、基準方向５０Ｓからの角度により第
１〜第４の照明手段１０〜４０の配置を表わすと、第１
〜第４の照明手段１０〜４０は、それぞれ、その光軸１
０Ｌ，２０Ｌ，３０Ｌ，４０Ｌが、＋15°，−15°，＋
45°，＋110°の方向に一致するように配置されてい
る。従って、中心軸２ｎと光軸３０Ｌとは一致してい
る。

【００８４】次に、この第１実施形態において行う光輝
材の角度分布および反射特性を関数で近似する点につい
て説明する。

【００８５】上記図１５を用いて説明したように、メタ
リック塗装やパールカラー塗装において、塗膜内の光輝
材の角度分布は、正規分布に近くなっている。従って、
この光輝材の角度分布P(t)は、対称な指数関数、例えば
下記式(１)に示すガウス関数で近似することができる。 P(t)＝P₀・exp[−(t／D)²] …(１) ただし、P₀はガウス関数の最大値を与える定数、Dはガ
ウス関数の幅を与える定数、tは、上記図１３に示すよ
うに、塗膜１０２の表面の法線１０２ｎに対する光輝材
１０１の表面の法線１０１ｎの角度である。

【００８６】光輝材の角度分布P(t)を上記式(１)に示す
ようにガウス関数で近似することにより、上記図１６に
示す反射特性R(x)は、正反射光L_gの近傍を除いて、下記
式(２)に示すように正反射方向にピークを持つガウス関
数R_g(x)で近似することができる。 R_g(x)＝R₀・exp[−(x／d)²]＋b …(２) ただし、R₀はガウス関数の最大値を与える定数、dはガ
ウス関数の幅を与える定数、bは拡散反射に対応するガ
ウス関数のオフセットを与える定数で、xは正反射方向
を０とし、試料面の法線のある側を正にとった角度であ
る。

【００８７】ここで、上記式(２)において、xを、本来
試料面５ａの法線５ｎ（図２(ｂ)参照）と一致するべき
測定器本体２の中心軸２ｎに関して、受光手段５０の光
軸５０Ｌと対称な方向である基準方向５０Ｓを基準（す
なわちx＝０）とする角度で、中心軸２ｎのある側を正
にとると、上記式(２)は下記式(３)になる。 R_g(x)＝R₀・exp[−[(x−x₀)／d]²]＋b …(３) ただし、x₀は、実際の光輝材からの反射光の角度分布の
中心に対応し、ガウス関数の中心の角度を与える定数
で、試料面５ａの法線５ｎ（図２(ｂ)参照）と測定器本
体２の中心軸２ｎとの角度差を示すものである。法線５
ｎと中心軸２ｎとが一致した状態であればx₀＝０である
が、一般には両者は一致せず、x₀≠０になる。

【００８８】なお、ここまで、光輝材からの反射光の角
度分布の中心と試料面５ａの法線５ｎが一致するものと
して説明してきたが、これが一致しない場合には、x
₀は、試料面５ａの法線５ｎではなく、光輝材からの反
射光の角度分布の中心と、測定器本体２の中心軸２ｎと
の角度差を示す。メタリック塗装やパールカラー塗装の
視覚的な評価は反射光によって行われるので、これに基
づく補正をすることで、視覚的な評価と測定値との相関
を高めることができる。

【００８９】上記式(３)に示すように、ガウス関数R
_g(x)は、４つの未定係数R₀，x₀，d，bが定まると決まる
が、４つ以上の照明方向から照明されたときの反射特性
測定値R(x)を求めることにより、これに最も近い計算値
R_g(x)を与える上記４つの未定係数を求めることができ
る。

【００９０】次に、図１、図３〜図５を用いて、このマ
ルチアングル測色計の動作について説明する。図３、図
４はガウス関数を用いる測定結果の補正を説明する図、
図５は動作手順を示すフローチャートである。

【００９１】図５の＃１１０〜＃１４０において、測定
制御手段６１により第１、第２、第３、第４の照明手段
１０，２０，３０，４０が順次発光する。これによっ
て、平行光束i₁，i₂，i₃，i₄により測定試料５が異なる
方向から順次照明され、受光光学系５１に入射した反射
光r₁，r₂，r₃，r₄の分光特性r₁(λ)，r₂(λ)，r₃(λ)，
r₄(λ)が、分光手段５２から演算処理手段６２に順次送
出される。そして、演算処理手段６２の第１演算処理手
段としての機能によって、分光特性r₁(λ)，r₂(λ)，r₃
(λ)，r₄(λ)に基づいて照明方向ごとの分光反射特性測
定値R₁(λ)，R₂(λ)，R₃(λ)，R₄(λ)が求められる。

【００９２】ここで、演算処理手段６２により、分光反
射特性測定値R(λ)が、照明方向を表わす角度xを変数と
する関数R(λ,x)として捉えられる。なお、以下におい
て、便宜上、R(λ,x)をR(x)と記述する。すなわち、分
光反射特性測定値R₁(λ)，R₂(λ)，R₃(λ)，R₄(λ)は、
R(x₁)，R(x₂)，R(x₃)，R(x₄)と記述され、図３において
○印で示される。

【００９３】図５に戻り、＃１５０において、これらの
測定結果R(x₁)，R(x₂)，R(x₃)，R(x ₄)と、上記式(３)に
示すガウス関数R_g(x)にx₁，x₂，x₃，x₄を代入したR
_g(x₁)，R _g(x₂)，R_g(x₃)，R_g(x₄)、すなわち R_g(x₁)＝R₀・exp[−[(x₁−x₀)／d]²]＋b R_g(x₂)＝R₀・exp[−[(x₂−x₀)／d]²]＋b R_g(x₃)＝R₀・exp[−[(x₃−x₀)／d]²]＋b R_g(x₄)＝R₀・exp[−[(x₄−x₀)／d]²]＋b とのそれぞれの差の二乗和Ｓ、すなわち S＝[R_g(x₁)−R(x₁)]²＋[R_g(x₂)−R(x₂)]² ＋[R_g(x₃)−R(x₃)]²＋[R_g(x₄)−R(x₄)]² が最小となるように、ガウス関数R_g(x)を決定する４つ
の未定係数R₀，x₀，d，bが、いわゆる最小二乗法によっ
て求められる。

【００９４】但し、x₁＝＋15°，x₂＝−15°，x₃＝＋45
°，x₄＝＋110°である。なお、ガウス関数R_g(x)の中心
角度x₀は、x₁＝＋15°とx₂＝−15°との間にあるという
条件を与える。

【００９５】次いで、演算処理手段６２により、決定し
たガウス関数を用いて測定値の補正が行われる。これ
は、決定したガウス関数R_g(x)と角度差x₀とから、ガウ
ス関数の中心を基準にした角度x₁＋x₀，x₂＋x₀，x₃＋
x₀，x₄＋x₀に対応する反射特性補正値R_g(x₁＋x₀)，R_g(x
₂＋x₀)，R_g(x₃＋x₀)，R_g(x₄＋x₀)を求めればよい。すな
わち図３の○印で示す測定値を用いてガウス関数を決定
し、このガウス関数に基づいて図３の×印で示す反射特
性補正値を求めることができる。通常、角度差x₀は十分
に小さいので、反射特性の角度分布を表わすガウス関数
に多少の誤差があっても、精度良く補正を行うことがで
きる。

【００９６】しかし、図４に示すように、○印で示すx
＝x₁，x₂，x₃，x₄での反射特性測定値R(x₁)，R(x₂)，R
(x₃)，R(x₄)と、決定した実線で示すガウス関数とが一
致しない場合もありうる。

【００９７】そこで、図５の＃１６０では、決定したガ
ウス関数R_g(x)に基づき、x＝x₁，x₂，x₃，x₄での反射特
性近似値R_g(x₁)，R_g(x₂)，R_g(x₃)，R_g(x₄)を求め、さら
にx＝x₁＋x₀，x₂＋x₀，x₃＋x₀，x₄＋x₀での反射特性近
似値R_g(x₁＋x₀)，R_g(x₂＋x₀)，R_g(x₃＋x₀)，R_g(x₄＋x₀)
を求めて、補正量として、それぞれの差、すなわち dR_g(x₁)＝R_g(x₁＋x₀)−R_g(x₁) dR_g(x₂)＝R_g(x₂＋x₀)−R_g(x₂) dR_g(x₃)＝R_g(x₃＋x₀)−R_g(x₃) dR_g(x₄)＝R_g(x₄＋x₀)−R_g(x₄) を求める。

【００９８】次いで、＃１７０において、この補正量
が、それぞれ反射特性測定値に加算される。すなわち、 R'(x₁)＝R(x₁)＋dR_g(x₁) R'(x₂)＝R(x₂)＋dR_g(x₂) R'(x₃)＝R(x₃)＋dR_g(x₃) R'(x₄)＝R(x₄)＋dR_g(x₄) によって、反射特性補正値R'(x₁)，R'(x₂)，R'(x₃)，R'
(x₄)が求められる。これによって反射特性測定値を精度
良く補正することができる。

【００９９】これは、図４に示すように、ガウス関数の
近似において、ガウス関数上の近似値と測定値との間に
誤差が含まれていても、x＝x₁，x₂，x₃，x₄での値と、x
＝x₁＋x₀，x₂＋x₀，x₃＋x₀，x₄＋x₀での値との差をとる
ことにより、その誤差が打ち消されると考えられるの
で、補正量としては高精度に求めることができるからで
ある。

【０１００】なお、上述したように、反射特性測定値R
(x)は、波長λに依存する分光反射特性R(λ,x)であるの
で、図５に示す各処理は波長ごとに行われる。

【０１０１】このように、第１実施形態によれば、測定
用開口３の法線に平行な測定器本体２の中心軸２ｎに関
して受光手段５０の光軸５０Ｌと対称な方向を基準方向
とするときに、この基準方向を基準とする第１〜第４の
照明手段１０〜４０の光軸１０Ｌ〜４０Ｌの角度を変数
とし、４つの未定係数を有する近似関数として、上記式
(３)に示すガウス関数をメモリ部６３に記憶しておき、
演算処理手段６２により、第１〜第４の照明手段１０〜
４０に対応する測定試料５の反射特性測定値および照明
方向の角度に基づいてガウス関数の４つの未定係数を決
定し、この決定したガウス関数を用いて各照明手段１０
〜４０に対応する反射特性測定値をそれぞれ補正するよ
うにしたので、測定器本体２の測定試料５に対する傾斜
によって生じる誤差を精度良く補正した反射特性補正値
を求めることができる。

【０１０２】図６は本発明の第２実施形態としてのマル
チアングル測色計の内部構成を示す図である。なお、外
観などについては図２に示す第１実施形態と同様で、図
６では図１と同一部材については同一符号を付し、上記
第１実施形態と異なる点について説明する。

【０１０３】この第２実施形態では、第１、第２の照明
手段１０，２０は、それぞれ反射鏡１５，２５を備える
とともに、共通の光源１１を備えている。そして、発光
回路１２により光源１１が発光すると、光束規制板１３
の開口１３ａを通過した光源１１からの光束は、反射鏡
１５により反射され、コリメートレンズ１４によってコ
リメートされて平行光束i₁となって、光軸１０Ｌに沿っ
て測定試料５を照明するとともに、光束規制板２３の開
口２３ａを通過した光源１１からの光束は、反射鏡２５
により反射され、コリメートレンズ２４によってコリメ
ートされて平行光束i₂となって、光軸２０Ｌに沿って測
定試料５を照明する。従って、測定試料５は、第１、第
２の照明手段１０，２０からの平行光束i₁，i₂により同
時に照明され、受光手段５０は、測定試料５からの反射
光r₁，r₂を同時に受光する。

【０１０４】第２実施形態の演算処理手段６２は、分光
手段５２からの分光データを用いて測定試料５の反射特
性を求める機能を有する。

【０１０５】次に、第２実施形態の作用について説明す
る。第２実施形態において、試料面５ａの法線５ｎ（図
２(ｂ)参照）と測定器本体２の中心軸２ｎとが一致せ
ず、角度x₀だけ傾斜している場合には、第１の照明手段
１０および第２の照明手段２０のうちで、一方の照明手
段からの平行光束による反射光が増加し、他方の照明手
段からの平行光束による反射光は減少することになるの
で、光源１１が発光したときに受光手段５０に入射する
反射光r₁，r₂の合計の光強度は、殆ど変化しない。

【０１０６】従って、上記図１６を用いて説明したよう
に、ハイライト方向の反射特性は試料面５ａと測定器本
体２との傾斜角度による影響を最も大きく受けるが、第
２実施形態によれば、第１実施形態のように近似関数に
よる演算を行うことなく、ハイライト方向の反射特性測
定値に対する傾斜角度の影響を低減して、精度良く測定
を行うことができる。

【０１０７】また、第１、第２の照明手段１０，２０を
共通の光源１１により構成しているので、消費電力およ
び測定時間を低減することができるとともに、部品点数
の削減により構成を簡素化することができる。

【０１０８】図７は本発明の第３実施形態としてのマル
チアングル測色計の内部構成を示す図である。なお、外
観などについては図２に示す第１実施形態と同様で、図
７では図１と同一部材については同一符号を付し、上記
第１実施形態と異なる点について説明する。

【０１０９】この第３実施形態のマルチアングル測色計
は、１つの照明手段により照明された測定試料の試料面
からの反射光のうちで互いに異なる方向の反射光をそれ
ぞれ受光する４つの受光手段を備えた一方向照明多方向
受光形式の測色計である。そして、第１実施形態では、
照明方向の角度を変数とし、４つの未定係数を有する近
似関数を記憶しているのに対して、第３実施形態では、
受光方向の角度を変数とし、４つの未定係数を有する近
似関数を記憶している点が異なるが、同様の作用を行
う。すなわち、第３実施形態では、各受光手段による反
射特性測定値を求め、近似関数に各受光方向の角度を代
入した値が各反射特性測定値にできるだけ等しくなるよ
うに４つの未定係数を決定し、未定係数が決定された近
似関数を用いて反射特性測定値を補正することによっ
て、測定器本体の中心軸と測定試料の試料面との傾斜角
度によって生じる誤差を補正するようにしている。

【０１１０】図７において、マルチアングル測色計１
は、第１〜第４の導光手段１１０〜１４０と、照明手段
１５０と、制御部１６０と、光束切替手段１７０と、分
光手段５２とを備えている。

【０１１１】照明手段１５０は、キセノンフラッシュラ
ンプ等からなる光源１５１と、この光源１５１を駆動す
る発光回路１５２と、光源１５１からの光束を規制する
光束規制板１５３と、コリメートレンズ１５４とから構
成されている。光束規制板１５３は、その開口１５３ａ
がコリメートレンズ１５４の焦点位置に一致するように
配置されており、光束規制板１５３の開口１５３ａを通
過した光源１５１からの光束は、コリメートレンズ１５
４によってコリメートされて平行光束iとなって、測定
試料５を照明する。

【０１１２】第１の導光手段１１０は、光ファイバ１１
１と、入射光束を規制する光束規制板１１３と、測定試
料５からの平行光束r₁を集束する受光光学系１１４とか
ら構成されている。光束規制板１１３は、その開口１１
３ａが受光光学系１１４の結像位置に一致するように配
置されており、光束規制板１１３の開口１１３ａを通過
した測定試料５からの平行光束r₁は、光ファイバ１１１
の入射端に入射して、その射出端１１１ａに導かれる。

【０１１３】第２、第３、第４の導光手段１２０，１３
０，１４０も、第１の導光手段１１０と同様に、それぞ
れ、光ファイバ１２１，１３１，１４１と、光束規制板
１２３，１３３，１４３と、受光光学系１２４，１３
４，１４４とから構成されており、光束規制板１２３，
１３３，１４３の開口１２３ａ，１３３ａ，１４３ａを
通過した測定試料５からの平行光束r₂，r₃，r₄は、光フ
ァイバ１２１，１３１，１４１の入射端に入射して、そ
の射出端１２１ａ，１３１ａ，１４１ａに導かれる。

【０１１４】光束切替手段１７０は、その入射端１７１
ａが、光ファイバ１１１，１２１，１３１，１４１の射
出端１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ，１４１ａの対向位
置に移動可能な可動ファイバ１７１と、この可動ファイ
バ１７０を移動させる駆動部１７２とから構成され、可
動ファイバ１７１の移動により、光ファイバ１１１，１
２１，１３１，１４１の射出端１１１ａ，１２１ａ，１
３１ａ，１４１ａからの光束を、順次、分光手段５２に
導くものである。

【０１１５】第１の導光手段１１０、光束切替手段１７
０および分光手段５２は第１の受光手段を構成し、第２
の導光手段１２０、光束切替手段１７０および分光手段
５２は第２の受光手段を構成し、第３の導光手段１３
０、光束切替手段１７０および分光手段５２は第３の受
光手段を構成し、第４の導光手段１４０、光束切替手段
１７０および分光手段５２は第４の受光手段を構成す
る。

【０１１６】制御部１６０は、ＣＰＵなどからなり、機
能ブロックとして、測定制御手段１６１と、演算処理手
段１６２と、メモリ部１６３とを備え、マルチアングル
測色計１の全体の動作を制御するものである。測定制御
手段１６１は、発光回路１５２に電気的に接続され、光
源１５１の発光を制御する機能を有するとともに、駆動
部１７２に電気的に接続され、可動ファイバ１７１の移
動を制御する機能を有する。

【０１１７】演算処理手段１６２は、第１実施形態の演
算処理手段６２と同様に以下の機能を有する。すなわ
ち、(1) 分光手段５２に電気的に接続され、分光手段５
２からの分光データを用いて、各導光手段１１０〜１４
０に対応する測定試料５の反射特性測定値を求める第１
演算処理手段としての機能。(2) 反射特性測定値を用い
てガウス関数の未定係数を決定し、このガウス関数を用
いて測定器本体２の中心軸２ｎに対する測定試料５の試
料面５ａの法線５ｎの傾斜角度x₀によって生じる誤差を
補正して反射特性補正値を求める第２演算処理手段とし
ての機能。

【０１１８】メモリ部１６３は、ＲＡＭまたはＥＥＰＲ
ＯＭ等や、ＲＯＭからなり、このメモリ部１６３には、
測定結果などが一時的に保管されるとともに、測定制御
手段１６１および演算処理手段１６２を含む制御部１６
０の動作プログラムや、上記式(３)に示すガウス関数が
格納されている（記憶手段）。

【０１１９】次に、第１〜第４の導光手段１１０〜１４
０および照明手段１５０の配置について説明する。

【０１２０】照明手段１５０は、その光軸１５０Ｌが測
定器本体２の中心軸２ｎに対して45°の方向（特定方
向）に一致するように配置されている。ここで、測定器
本体２の中心軸２ｎに関して照明手段１５０の光軸１５
０Ｌと対称な方向である基準方向１５０Ｓを基準とし、
中心軸２ｎのある側を正として、基準方向１５０Ｓから
の角度により第１〜第４の導光手段１１０〜１４０の配
置を表わすと、第１〜第４の導光手段１１０〜１４０
は、それぞれ、その光軸１１０Ｌ，１２０Ｌ，１３０
Ｌ，１４０Ｌが、＋15°，−15°，＋45°，＋110°の
方向に一致するように配置されている。従って、中心軸
２ｎと光軸１３０Ｌとは一致している。

【０１２１】このような構成により、光源１５１の点灯
中に光束切替手段１７０の可動ファイバ１７１を移動さ
せることで、各導光手段１１０，１２０，１３０，１４
０に入射する測定試料５からの反射光r₁，r₂，r₃，r
₄は、順次、分光手段５２に入射し、この測定結果とガ
ウス関数とを用いて、第１実施形態と同様に、測定結果
の補正が行われる。

【０１２２】このように、一方向照明多方向受光形式の
第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果を得
ることができる。

【０１２３】なお、本発明は、上記第１〜第３実施形態
に限られず、以下に示す変形形態を採用することができ
る。

【０１２４】（１）上記第１実施形態では第１〜第４の
照明手段１０〜４０の４個の照明手段を備え、上記第３
実施形態では第１〜第４の受光手段１１０〜１４０の４
個の受光手段を備えているが、これに限られず、４個以
上の照明手段または４個以上の受光手段を備え、その４
個以上の照明手段または４個以上の受光手段による反射
特性測定値を用いて上記式(３)に示すガウス関数R_g(x)
の４個の未定係数を決定するようにしてもよい。

【０１２５】（２）上記第１実施形態では、第２の照明
手段２０は、その光軸２０Ｌが、基準方向５０Ｓに関し
て第１の照明手段１０の光軸１０Ｌと対称な位置に配置
されているが、これに限られず、任意の位置に配置して
もよい。なお、この場合において、第２の照明手段２０
を基準方向５０Ｓに関して第１の照明手段１０と反対側
に配置することにより、ガウス関数の中心角度x₀を精度
良く求めることができる。

【０１２６】また、同様に、上記第３実施形態では、第
２の受光手段１２０は、その光軸１２０Ｌが、基準方向
１５０Ｓに関して第１の受光手段１１０の光軸１１０Ｌ
と対称な位置に配置されているが、これに限られず、任
意の位置に配置してもよい。なお、この場合において、
第２の受光手段１２０を基準方向１５０Ｓに関して第１
の受光手段１１０と反対側に配置することにより、ガウ
ス関数の中心角度x₀を精度良く求めることができる。

【０１２７】（３）上記図１６を用いて説明したよう
に、試料面５ａと測定器本体２との傾斜角度x₀に対し
て、ハイライト方向の反射特性測定値R(x₁)，R(x₂)が特
に大きい影響を受けて誤差を生じるが、角度x₁，x₂は、
角度分布の中心に対してほぼ対称に位置しているため、
誤差の方向は逆、すなわち図４に示す補正量dR_g(x₁)と
補正量dR_g(x₂)の符号は逆になる。

【０１２８】そこで、上記第１実施形態において、反射
特性補正値R(x₁)＋dR_g(x₁)と、R(x₂)＋dR_g(x₂)との平均
値である [R(x₁)＋dR_g(x₁)＋R(x₂)＋dR_g(x₂)]／２ を角度x₁、すなわちハイライト方向の反射特性補正値と
してもよい。これによって、傾斜角が小さい範囲では、
傾斜により生じる誤差を打ち消すことができ、さらに精
度を向上することができる。なお、第３実施形態につい
ても、同様のことが言える。

【０１２９】（４）上記第１実施形態では、光輝材の配
向の分布を表わす関数P(t)と、これに基づく反射特性R
(x)をガウス関数で近似しているが、これに限られず、
例えば下記式(８)に示すような他の対称な指数関数で近
似するようにしてもよい。 R_g(x)＝R₀・exp[−|(x−x₀)／d|ⁿ]＋b …(４) ただし、ｎはｎ＞０の定数である。

【０１３０】特に、干渉を伴うパールカラー塗装では、
光輝材の分光反射率が入射角度に依存するため、ガウス
分布から外れることがありうるが、適切なｎを与えるこ
とにより式(４)を良好な近似関数とすることができる。
なお、第３実施形態についても、同様のことが言える。

【０１３１】（５）上記第１実施形態では、測定器本体
２の傾斜は、図１の紙面、すなわち光軸１０Ｌ〜４０Ｌ
および光軸５０Ｌを含む測定面に沿っての傾斜について
考慮しているが、実際には、これと直交する方向への傾
斜も考えられる。

【０１３２】この方向に傾斜した場合には、傾斜角度y
に対する第１、第３、第４の照明手段１０，３０，４０
による反射特性測定値R(x₁)，R(x₃)，R(x₄)は、図８に
示すように分布する。すなわち、図８において、y＝０
の値が上記図４のx＝x₁，x₃，x₄での値に相当する。

【０１３３】図８から明らかなように、ガウス関数は、
中心付近では傾斜角度の変化に対する反射特性の変化が
小さいので、この方向での傾斜による誤差は、それほど
大きくない。しかし、反射特性を近似する関数がガウス
関数ではなく、例えば上記式(４)に示す関数の場合、特
にそのｎが小さい場合には、この方向での傾斜角度の変
化に対する反射特性の変化が中心付近でも無視できない
ものになる。そこで、本変形形態は、この方向での傾斜
により生じる誤差を低減するものである。

【０１３４】図９は第３の照明手段３０の変形形態を示
す構成図で、図１と同一物には同一符号を付しており、
光源３１の図示は省略している。図９において、測定面
３５は、図１における光軸３０Ｌおよび光軸５０Ｌを含
む測定面（図１の紙面に対応する面）で、光束規制板３
３と測定面３５とは互いに直交している。

【０１３５】この変形形態では、光束規制板３３の開口
３３ａは、測定面３５に平行な辺は短く、測定面３５に
垂直な辺は長い矩形、すなわち長手方向が測定面３５に
直交するスリット状に形成されている。このため、試料
面を照明する平行光束i₃は、図９に示すように、その方
向において、測定面３５に直交する面内で幅３６の広が
りを有している。この幅３６は、図８の幅D₁に相当し、
傾斜角度が小さければ、この範囲に反射特性のピークを
与える光束が存在すると考えられる。従って、受光手段
５０の測定試料５上における受光範囲３７が、幅３６の
範囲の平行照明光束の共通照明域３８内にあれば、図８
における幅D₁の範囲内での傾斜は、受光手段５０に入射
する光量に殆ど影響しない。

【０１３６】このように、本変形形態によれば、光束規
制板３３の開口３３ａを測定面３５に平行な辺は短く、
測定面３５に垂直な辺は長い矩形に形成することによ
り、測定器本体２が、図１の紙面、すなわち光軸１０Ｌ
〜４０Ｌおよび光軸５０Ｌを含む測定面に直交する方向
の傾斜によって生じる誤差を低減することができる。

【０１３７】なお、ここでは第３の照明手段３０につい
てのみ説明しているが、第１、第２、第４の照明手段１
０，２０，４０の光束規制板１３，２３，４３の開口１
３ａ，２３ａ，４３ａについても同様である。また、上
記第３実施形態の照明手段１５０の光束規制板１５３の
開口１５３ａについても同様で、これによって、測定器
本体２が、図７の紙面（すなわち光軸１１０Ｌ〜１４０
Ｌおよび光軸１５０Ｌを含む測定面）に直交する方向の
傾斜によって生じる誤差を低減することができる。

【０１３８】（６）本変形形態は、上記変形形態（５）
と同様に、測定器本体２が、図１の紙面、すなわち光軸
１０Ｌ〜４０Ｌおよび光軸５０Ｌを含む測定面に直交す
る方向の傾斜によって生じる誤差を低減するものであ
る。図１０は第３の照明手段３０の異なる変形形態を示
す構成図で、図９と同一物には同一符号を付しており、
光源３１の図示は省略している。

【０１３９】この変形形態では、光束規制板３３は、開
口３３ａとして、光軸３０Ｌ（測定面３５）に関して対
称な位置に穿設された２つの開口３３ａ１，３３ａ２を
有しており、測定試料には、開口３３ａ１，３３ａ２か
らの平行光束i₃₁，i₃₂が入射する。この平行光束i₃₁，i
₃₂による照明は、図８における角度y＝０のピークを外
した角度y₁，y₂に相当する。

【０１４０】ここで、測定器本体２が、図１の紙面、す
なわち光軸１０Ｌ〜４０Ｌおよび光軸５０Ｌを含む測定
面に直交する方向に微小角度だけ傾斜すると、受光手段
５０の受光範囲３７が、開口３３ａ１，３３ａ２双方に
共通の照明域３８内にある限り、開口３３ａ１，３３ａ
２のうちで、一方の開口からの平行光束による反射光が
増加し、他方の開口からの平行光束による反射光は減少
することになるので、受光手段５０に入射する反射光の
合計の光強度は殆ど変化しない。

【０１４１】従って、本変形形態によれば、光束規制板
３３の開口３３ａとして、光軸３０Ｌ（測定面３５）に
関して対称な位置に穿設された２つの開口３３ａ１，３
３ａ２を有し、開口３３ａ１，３３ａ２の間隔を、受光
手段５０の受光範囲３７が、開口３３ａ１，３３ａ２双
方に共通の照明域３８に含まれるようにすることによ
り、測定器本体２が、図１の紙面（すなわち光軸１０Ｌ
〜４０Ｌおよび光軸５０Ｌを含む測定面）に直交する方
向の傾斜によって生じる誤差を低減することができる。

【０１４２】なお、ここでは第３の照明手段３０につい
てのみ説明しているが、第１、第２、第４の照明手段１
０，２０，４０の光束規制板１３，２３，４３の開口１
３ａ，２３ａ，４３ａについても同様である。また、上
記第３実施形態の照明手段１５０の光束規制板１５３の
開口１５３ａについても同様で、これによって、測定器
本体２が、図７の紙面（すなわち光軸１１０Ｌ〜１４０
Ｌおよび光軸１５０Ｌを含む測定面）に直交する方向の
傾斜によって生じる誤差を低減することができる。

【０１４３】（７）上記第１実施形態で説明したよう
に、シェード方向に配置された第４の照明手段４０によ
る反射特性測定値R(x₄)への光輝材による反射光の寄与
は極めて小さいので、これを無視してR(x₄)＝ｂ（拡散
反射によるオフセット成分）とすることができる。この
場合には、残りの３つの未定係数を最小二乗法で求めれ
ばよい。この形態によれば、未定係数が３つに減少する
ので、上記実施形態の場合よりも未定係数を求めるため
の計算時間を短縮することができるとともに、関数の精
度を向上することができる。なお、第３実施形態におけ
る第４の受光手段１４０による反射特性測定値R(x₄)に
ついても同様である。

【０１４４】（８）第１〜第４の照明手段１０〜４０の
配置は、上記第１、第２実施形態に限られない。図１１
は多方向照明一方向受光形式で照明手段の配置が図１と
異なる形態を示す図である。図１１では、中心軸２ｎの
ある側を正として、基準方向５０Ｓからの角度により第
１〜第４の照明手段１０〜４０の配置を表わすと、第１
〜第４の照明手段１０〜４０は、それぞれ、その光軸１
０Ｌ，２０Ｌ，３０Ｌ，４０Ｌが、＋25°，−25°，＋
45°，＋75°の方向に一致するように配置されている。
この形態でも、上記第１、第２実施形態と同様の作用効
果を得ることができる。

【０１４５】（９）第１〜第４の導光手段１１０〜１４
０の配置は、上記第３実施形態に限られない。図１２は
一方向照明多方向受光形式で導光手段の配置が図７と異
なる形態を示す図である。図１２では、中心軸２ｎのあ
る側を正として、基準方向１５０Ｓからの角度により第
１〜第４の導光手段１１０〜１４０の配置を表わすと、
第１〜第４の導光手段１１０〜１４０は、それぞれ、そ
の光軸１１０Ｌ，１２０Ｌ，１３０Ｌ，１４０Ｌが、＋
25°，−25°，＋45°，＋75°の方向に一致するように
配置されている。この形態でも、上記第３実施形態と同
様の作用効果を得ることができる。

【０１４６】（１０）上記第１実施形態で求めたガウス
関数を用いて、照明手段の配置が図１と異なる上記変形
形態（８）のような配置での反射特性値を求めるように
してもよい。この場合には、演算処理手段６２により、
例えば図３に示すようなガウス関数R_g(x)を求めた上
で、R_g(x₁＋x₀)においてx₁＝25°とすればよい。また、
同様に、上記第３実施形態で求めたガウス関数を用い
て、受光手段の配置が図７と異なる上記変形形態（９）
のような配置での反射特性値を求めることができる。こ
の形態によれば、照明手段や受光手段の配置が異なる構
成での反射特性値を推定することができる。

【０１４７】（１１）上記第２実施形態では、第１、第
２の照明手段１０，２０を共通の光源１１により構成し
ているが、これに限られず、図１に示すように、光源１
１，２１をそれぞれ個別に備える第１実施形態と同一の
構成でもよい。この場合において、測定制御手段６１に
より発光回路１２，２２を同時に駆動すれば、上記第２
実施形態と同様の作用が行われる。また、発光回路１
２，２２を個別に駆動すれば、受光手段５０により反射
光r₁，r₂をそれぞれ受光し、演算処理手段６３により反
射特性測定値R₁，R₂を算出した後で、測定値R₁と測定値
R₂とを加算すればよい。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、測定器本体に穿設された測定用開口の法線に平
行な測定器本体の中心軸に関して受光手段が受光する特
定方向と対称な方向を基準方向とするときに、基準方向
を基準とする照明方向の角度を変数とする近似関数であ
って、測定試料の試料面の法線に対する測定器本体の中
心軸の傾斜角度を含む複数の未定係数を有する近似関数
を記憶手段に記憶しておき、測定試料の試料面を複数の
照明手段により互いに異なる方向から照明し、照明され
た測定試料からの反射光のうちで特定方向の反射光を受
光手段により受光して光強度に応じた受光信号を出力
し、受光信号に基づいて測定試料の反射特性測定値を複
数の照明手段に対応してそれぞれ求め、各照明手段の照
明方向の角度および各照明手段に対応する反射特性測定
値に基づいて複数の未定係数を決定し、この決定した近
似関数を用いて複数の照明手段に対応する反射特性測定
値をそれぞれ補正するようにしたので、測定試料の試料
面の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によっ
て生じる誤差を低減することができ、測定精度を向上す
ることができる。

【０１４９】また、請求項２の発明によれば、上記近似
関数は、上記傾斜角度を最大値として対称な値をとるよ
うに設定されたものであることにより、測定試料が、薄
片状のアルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗膜
内に含まれているメタリック塗装やパールカラー塗装が
施されたものである場合には、各照明手段の照明方向の
角度に対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に対
する測定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向からず
れた所定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載る
ことから、反射特性をより精度良く近似することがで
き、これによって上記傾斜角度によって生じる誤差をよ
り低減することができ、測定精度を一層向上することが
できる。

【０１５０】また、請求項３の発明によれば、上記近似
関数は、ガウス関数であることにより、測定試料がメタ
リック塗装やパールカラー塗装が施されたものである場
合には、各照明手段の照明方向の角度に対する反射特性
は、上記所定角度をピークとする正規分布に近似したラ
イン上に載ることから、反射特性をより一層精度良く近
似することができ、これによって上記傾斜角度によって
生じる誤差を更によく低減することができ、測定精度を
さらに一層向上することができる。

【０１５１】また、請求項４の発明によれば、上記近似
関数は未定係数を所定個数有するもので、上記複数の照
明手段は少なくとも上記所定個数の照明手段からなるも
のであることにより、各照明手段の照明方向の角度を上
記近似関数に代入したときの値が各照明手段に対応する
測定試料の反射特性測定値にできるだけ等しくなるよう
に、近似関数の所定個数の未定係数を決定することが確
実にでき、これによって近似関数を用いて複数の照明手
段に対応する反射特性測定値の補正を行うことができ
る。

【０１５２】また、請求項５の発明によれば、上記複数
の照明手段は、上記基準方向に関して上記測定器本体の
中心軸側に配設された第１の照明手段と、その反対側に
配設された第２の照明手段とを含むものであることによ
り、測定試料の試料面の法線に対する測定器本体の中心
軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所定角度は、第１
の照明手段の照明方向の角度と第２の照明手段の照明方
向の角度との間に配置されるという条件設定が可能にな
るので、近似関数の上記傾斜角度に対応する未定係数
を、より精度良く決定することができ、これによって、
上記傾斜角度によって生じる誤差をより低減することが
でき、測定精度を更に一層向上することができる。

【０１５３】また、請求項６の発明によれば、上記第１
の照明手段と上記第２の照明手段とは、上記基準方向に
関して互いに対称な位置に配設されていることにより、
近似関数の上記傾斜角度に対応する未定係数を、より精
度良く決定することができ、これによって、上記傾斜角
度によって生じる誤差をより低減することができ、測定
精度を更に一層向上することができる。

【０１５４】また、請求項７の発明によれば、測定試料
の試料面を複数の照明手段により互いに異なる方向から
照明し、照明された測定試料からの反射光のうちで特定
方向の反射光を受光手段により受光して光強度に応じた
受光信号を出力するようにしたものであって、測定器本
体に穿設された測定用開口の法線に平行な測定器本体の
中心軸に関して受光手段が受光する特定方向と対称な方
向を基準方向とするときに、第１、第２の照明手段は、
基準方向に関して互いに対称な位置に配設し、第１、第
２の照明手段による受光信号の和に基づいて、第１の照
明手段に対応する測定試料の反射特性を求めるようにし
たので、第１、第２の照明手段による受光信号の和は、
測定試料の試料面の法線に対する測定器本体の中心軸の
傾斜の有無やその大きさに関わりなくほぼ一定になるこ
とから、第１の照明手段に対応する測定試料の反射特性
を、精度良く求めることができる。

【０１５５】また、請求項８の発明によれば、上記第
１、第２の照明手段は、上記測定試料の照明を同時に行
うものであることにより、第１、第２の照明手段による
反射光が受光手段によって同時に受光されるので、第１
の照明手段に対応する測定試料の反射特性がそのまま求
められることとなり、これによって測定時間を短縮する
ことができる。

【０１５６】また、請求項９の発明によれば、光束規制
板の開口は、受光手段の光軸および複数の照明手段の光
軸を含む測定面に平行な辺が短く、上記測定面に垂直な
辺が長い矩形形状であるので、測定試料の試料面の法線
に対して測定器本体の中心軸が測定面に直交する方向に
傾斜しても、開口の測定面に垂直な辺の範囲内において
傾斜なしに相当する光束が開口を通過することとなり、
測定面に直交する方向への傾斜による測定誤差を低減す
ることができる。

【０１５７】また、請求項１０の発明によれば、光束規
制板の第１開口および第２開口は、受光手段の光軸およ
び複数の照明手段の光軸を含む測定面に関して互いに対
称な位置に穿設されていることにより、測定試料の試料
面の法線に対して測定器本体の中心軸が測定面に直交す
る方向に傾斜すると、第１開口および第２開口のうちで
一方の開口からの光束が増大し、他方の開口からの光束
がほぼ同一量だけ減少することになり、第１、第２開口
を通過する合計の光強度はほぼ変化しないので、測定面
に直交する方向への傾斜による測定誤差を低減すること
ができる。

【０１５８】また、請求項１１の発明によれば、第１、
第２の照明手段は、共通の光源を備えたものであること
により、共通の光源が駆動されることのみで、第１、第
２の照明手段による測定試料の照明が同時に行われるこ
ととなり、これによって光源およびその駆動に関する構
成を簡素化することができる。

【０１５９】また、請求項１２の発明によれば、測定器
本体に穿設された測定用開口の法線に平行な測定器本体
の中心軸に関して照明手段が照明する特定方向と対称な
方向を基準方向とするときに、基準方向を基準とする受
光方向の角度を変数とする近似関数であって、測定試料
の試料面の法線に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度
を含む複数の未定係数を有する近似関数を記憶手段に記
憶しておき、測定試料の試料面を照明手段により特定方
向から照明し、照明された測定試料からの反射光のうち
でそれぞれ互いに異なる方向の反射光を複数の受光手段
により受光して光強度に応じた受光信号を出力し、受光
信号に基づいて測定試料の反射特性測定値を複数の受光
手段に対応してそれぞれ求め、各受光手段の受光方向の
角度および各受光手段に対応する反射特性測定値に基づ
いて複数の未定係数を決定し、この決定した近似関数を
用いて複数の受光手段に対応する反射特性測定値をそれ
ぞれ補正するようにしたので、測定試料の試料面の法線
に対する測定器本体の中心軸の傾斜角度によって生じる
誤差を低減することができ、測定精度を向上することが
できる。

【０１６０】また、請求項１３の発明によれば、上記近
似関数は、上記傾斜角度を最大値として対称な値をとる
ように設定されたものであることにより、測定試料が、
薄片状のアルミニウムやマイカなどからなる光輝材が塗
膜内に含まれているメタリック塗装やパールカラー塗装
が施されたものである場合には、各受光手段の受光方向
の角度に対する反射特性は、測定試料の試料面の法線に
対する測定器本体の中心軸の傾斜角度だけ基準方向から
ずれた所定角度を最大値としてほぼ対称なライン上に載
ることから、反射特性をより精度良く近似することがで
き、これによって上記傾斜角度によって生じる誤差をよ
り低減することができ、測定精度を一層向上することが
できる。

【０１６１】また、請求項１４の発明によれば、上記近
似関数は、ガウス関数であることにより、測定試料がメ
タリック塗装やパールカラー塗装が施されたものである
場合には、各受光手段の受光方向の角度に対する反射特
性は、上記所定角度をピークとする正規分布に近似した
ライン上に載ることから、反射特性をより一層精度良く
近似することができ、これによって上記傾斜角度によっ
て生じる誤差を更によく低減することができ、測定精度
をさらに一層向上することができる。

【０１６２】また、請求項１５の発明によれば、上記近
似関数は未定係数を所定個数有するもので、上記複数の
受光手段は少なくとも上記所定個数の受光手段からなる
ものであることにより、所定個数の受光手段の受光方向
の角度を上記近似関数に代入したときの値が所定個数の
受光手段に対応する測定試料の反射特性測定値にできる
だけ等しくなるように、近似関数の所定個数の未定係数
を確実に決定することができ、これによって近似関数を
用いて複数の受光手段に対応する反射特性測定値の補正
を行うことができる。

【０１６３】また、請求項１６の発明によれば、上記複
数の受光手段は、上記基準方向に関して上記測定器本体
の中心軸側に配設された第１の受光手段と、その反対側
に配設された第２の受光手段とを含むものであることに
より、測定試料の試料面の法線に対する測定器本体の中
心軸の傾斜角度だけ基準方向からずれた所定角度は、第
１の受光手段の受光方向の角度と第２の受光手段の受光
方向の角度との間に配置されるという条件設定が可能に
なるので、近似関数の上記傾斜角度に対応する未定係数
を、より精度良く決定することができ、これによって、
上記傾斜角度によって生じる誤差をより低減することが
でき、測定精度を更に一層向上することができる。

【０１６４】また、請求項１７の発明によれば、上記第
１の受光手段と上記第２の受光手段とは、上記基準方向
に関して互いに対称な位置に配設されていることによ
り、近似関数の上記傾斜角度に対応する未定係数を、よ
り精度良く決定することができ、これによって、上記傾
斜角度によって生じる誤差をより低減することができ、
測定精度を更に一層向上することができる。

【０１６５】また、請求項１８の発明によれば、測定試
料の試料面を照明手段により特定方向から照明し、照明
された測定試料からの反射光のうちでそれぞれ互いに異
なる方向の反射光を複数の受光手段により受光して光強
度に応じた受光信号を出力するようにしたものであっ
て、測定器本体に穿設された測定用開口の法線に平行な
測定器本体の中心軸に関して照明手段が照明する特定方
向と対称な方向を基準方向とするときに、第１、第２の
受光手段は、基準方向に関して互いに対称な位置に配設
し、第１、第２の受光手段による受光信号の和に基づい
て、第１の受光手段に対応する測定試料の反射特性を求
めるようにしたので、第１、第２の受光手段による受光
信号の和は、測定試料の試料面の法線に対する測定器本
体の中心軸の傾斜の有無やその大きさに関わりなくほぼ
一定になることから、第１の受光手段に対応する測定試
料の反射特性を、精度良く求めることができる。

【０１６６】また、請求項１９の発明によれば、光束規
制板の開口は、複数の受光手段の光軸および照明手段の
光軸を含む測定面に平行な辺が短く、上記測定面に垂直
な辺が長い矩形形状であるので、測定試料の試料面の法
線に対して測定器本体の中心軸が測定面に直交する方向
に傾斜しても、開口の測定面に垂直な辺の範囲内におい
て傾斜なしに相当する光束が開口を通過することとな
り、測定面に直交する方向への傾斜による測定誤差を低
減することができる。

【０１６７】また、請求項２０の発明によれば、光束規
制板の第１開口および第２開口は、複数の受光手段の光
軸および照明手段の光軸を含む測定面に関して互いに対
称な位置に穿設されていることにより、測定試料の試料
面の法線に対して測定器本体の中心軸が測定面に直交す
る方向に傾斜すると、第１開口および第２開口のうちで
一方の開口からの光束が増大し、他方の開口からの光束
がほぼ同一量だけ減少することになり、第１、第２開口
を通過する合計の光強度はほぼ変化しないので、測定面
に直交する方向への傾斜による測定誤差を低減すること
ができる。

【０１６８】また、請求項２１の発明によれば、反射特
性は、波長に依存する分光反射特性であることにより、
測定試料の測色を行ったり種々の反射特性を得ること等
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としてのマルチアングル
測色計の内部構成を示す図である。

【図２】(ａ)は同マルチアングル測色計の外観を示す斜
視図、(ｂ)は同マルチアングル測色計の測定器本体の中
心軸と測定試料の試料面との傾斜角度を説明する模式図
である。

【図３】ガウス関数を用いる測定結果の補正を説明する
図である。

【図４】ガウス関数を用いる測定結果の補正を説明する
図である。

【図５】マルチアングル測色計の動作手順を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明の第２実施形態としてのマルチアングル
測色計の内部構成を示す図である。

【図７】本発明の第３実施形態としてのマルチアングル
測色計の内部構成を示す図である。

【図８】測定器本体が図１の紙面と直交する方向に傾斜
したときの傾斜角度yに対する第１、第３、第４の照明
手段による反射特性測定値R(x₁)，R(x₃)，R(x₄)の分布
を示す図である。

【図９】第３の照明手段の変形形態を示す構成図であ
る。

【図１０】第３の照明手段の異なる変形形態を示す構成
図である。

【図１１】多方向照明一方向受光形式で照明手段の配置
が図１と異なる形態を示す図である。

【図１２】一方向照明多方向受光形式で導光手段の配置
が図７と異なる形態を示す図である。

【図１３】メタリック塗装やパールカラー塗装における
薄片状のアルミニウムやマイカなどからなる光輝材を含
む塗膜を示す図である。

【図１４】従来のマルチアングル測色計の構成図であ
る。

【図１５】塗膜における光輝材の角度分布を示す図であ
る。

【図１６】種々の方向から測定試料を照明して反射特性
の測定を行ったときの測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１０ 第１の照明手段 ２０ 第２の照明手段 ３０ 第３の照明手段 ４０ 第４の照明手段 ５０ 受光手段 ６０ 制御部 ６１ 測定制御手段 ６２ 演算処理手段（第１演算処理手段、第２演算処理
手段） ６３ メモリ部（記憶手段）

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定器本体に穿設された測定用開口を測
   定試料に対向させて測色を行うマルチアングル測色計に
   おいて、 上記測定試料の試料面を互いに異なる方向から照明する
   複数の照明手段と、 上記複数の照明手段によって照明された上記測定試料か
   らの反射光のうちで特定方向の反射光を受光して光強度
   に応じた受光信号を出力する受光手段と、 上記受光信号に基づいて上記測定試料の反射特性測定値
   を上記複数の照明手段に対応してそれぞれ求める第１演
   算処理手段と、 上記測定用開口の法線に平行な上記測定器本体の中心軸
   に関して上記特定方向と対称な方向を基準方向とすると
   きに、上記基準方向を基準とする上記照明方向の角度を
   変数とし、上記測定試料の試料面の法線に対する上記測
   定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数の未定係数を有
   する近似関数を記憶する記憶手段と、 上記各反射特性測定値および上記照明方向の角度に基づ
   いて上記複数の未定係数を決定し、この未定係数が決定
   された上記近似関数を用いて上記各反射特性測定値をそ
   れぞれ補正する第２演算処理手段とを備えたことを特徴
   とするマルチアングル測色計。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマルチアングル測色計に
   おいて、上記近似関数は、上記傾斜角度を最大値として
   対称な値をとるように設定されたものであることを特徴
   とするマルチアングル測色計。
3. 【請求項３】 請求項２記載のマルチアングル測色計に
   おいて、上記近似関数は、ガウス関数であることを特徴
   とするマルチアングル測色計。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載のマルチアングル
   測色計において、上記近似関数は上記未定係数を所定個
   数有するもので、上記複数の照明手段は少なくとも上記
   所定個数の照明手段からなるものであることを特徴とす
   るマルチアングル測色計。
5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかに記載のマルチ
   アングル測色計において、上記複数の照明手段は、上記
   基準方向に関して上記測定器本体の中心軸側に配設され
   た第１の照明手段と、その反対側に配設された第２の照
   明手段とを含むものであることを特徴とするマルチアン
   グル測色計。
6. 【請求項６】 請求項５記載のマルチアングル測色計に
   おいて、上記第１の照明手段と上記第２の照明手段と
   は、上記基準方向に関して互いに対称な位置に配設され
   ていることを特徴とするマルチアングル測色計。
7. 【請求項７】 測定器本体に穿設された測定用開口を測
   定試料に対向させて測色を行うマルチアングル測色計に
   おいて、 上記測定試料の試料面を互いに異なる方向から照明する
   複数の照明手段と、 上記複数の照明手段によって照明された上記測定試料か
   らの反射光のうちで特定方向の反射光を受光して光強度
   に応じた受光信号を出力する受光手段と、 演算処理手段とを備え、 上記複数の照明手段は、上記測定用開口の法線に平行な
   上記測定器本体の中心軸に関して上記特定方向と対称な
   方向を基準方向とするときに、上記基準方向に関して上
   記測定器本体の中心軸側に配設された第１の照明手段
   と、その反対側に配設された第２の照明手段とを含むも
   ので、この第１、第２の照明手段は、上記基準方向に関
   して互いに対称な位置に配設されており、 上記演算処理手段は、上記第１、第２の照明手段による
   受光信号の和に基づいて、上記第１の照明手段に対応す
   る上記測定試料の反射特性を求めるものであることを特
   徴とするマルチアングル測色計。
8. 【請求項８】 請求項７記載のマルチアングル測色計に
   おいて、上記第１、第２の照明手段は、上記測定試料の
   照明を同時に行うものであることを特徴とするマルチア
   ングル測色計。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のマルチ
   アングル測色計において、上記複数の照明手段は、それ
   ぞれ、光源と、この光源からの光束が通過する開口を有
   する光束規制板と、上記開口を通過した光束を集光する
   コリメートレンズとからなり、上記開口は、上記コリメ
   ートレンズの焦点位置近傍に配置され、上記受光手段の
   光軸および上記複数の照明手段の光軸を含む測定面に平
   行な辺が短く、上記測定面に垂直な辺が長い矩形形状で
   あることを特徴とするマルチアングル測色計。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかに記載のマル
    チアングル測色計において、上記複数の照明手段は、そ
    れぞれ、光源と、この光源からの光束が通過する第１開
    口および第２開口を有する光束規制板と、上記第１開口
    および第２開口を通過した光束を集光するコリメートレ
    ンズとからなり、上記第１開口および第２開口は、上記
    コリメートレンズの焦点位置近傍に、上記受光手段の光
    軸および上記複数の照明手段の光軸を含む測定面に関し
    て互いに対称な位置に穿設されていることを特徴とする
    マルチアングル測色計。
11. 【請求項１１】 請求項８記載のマルチアングル測色計
    において、上記第１、第２の照明手段は、共通の光源を
    備えたものであることを特徴とするマルチアングル測色
    計。
12. 【請求項１２】 測定器本体に穿設された測定用開口を
    測定試料に対向させて測色を行うマルチアングル測色計
    において、 上記測定試料の試料面を特定方向から照明する照明手段
    と、 上記照明手段によって照明された上記測定試料からの反
    射光のうちでそれぞれ互いに異なる方向の反射光を受光
    して光強度に応じた受光信号を出力する複数の受光手段
    と、 上記受光信号に基づいて上記測定試料の反射特性測定値
    を上記複数の受光手段に対応してそれぞれ求める第１演
    算処理手段と、 上記測定用開口の法線に平行な上記測定器本体の中心軸
    に関して上記特定方向と対称な方向を基準方向とすると
    きに、上記基準方向を基準とする上記受光方向の角度を
    変数とし、上記測定試料の試料面の法線に対する上記測
    定器本体の中心軸の傾斜角度を含む複数の未定係数を有
    する近似関数を記憶する記憶手段と、 上記各反射特性測定値および上記受光方向の角度に基づ
    いて上記複数の未定係数を決定し、この未定係数が決定
    された上記近似関数を用いて上記各反射特性測定値をそ
    れぞれ補正する第２演算処理手段とを備えたことを特徴
    とするマルチアングル測色計。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のマルチアングル測色
    計において、上記近似関数は、上記傾斜角度を最大値と
    して対称な値をとるように設定されたものであることを
    特徴とするマルチアングル測色計。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載のマルチアングル測色
    計において、上記近似関数は、ガウス関数であることを
    特徴とするマルチアングル測色計。
15. 【請求項１５】 請求項１３または１４記載のマルチア
    ングル測色計において、上記近似関数は上記未定係数を
    所定個数有するもので、上記複数の受光手段は少なくと
    も上記所定個数の受光手段からなるものであることを特
    徴とするマルチアングル測色計。
16. 【請求項１６】 請求項１３〜１５のいずれかに記載の
    マルチアングル測色計において、上記複数の受光手段
    は、上記基準方向に関して上記測定器本体の中心軸側に
    配設された第１の受光手段と、その反対側に配設された
    第２の受光手段とを含むものであることを特徴とするマ
    ルチアングル測色計。
17. 【請求項１７】 請求項１６記載のマルチアングル測色
    計において、上記第１の受光手段と上記第２の受光手段
    とは、上記基準方向に関して互いに対称な位置に配設さ
    れていることを特徴とするマルチアングル測色計。
18. 【請求項１８】 測定器本体に穿設された測定用開口を
    測定試料に対向させて測色を行うマルチアングル測色計
    において、 上記測定試料の試料面を特定方向から照明する照明手段
    と、 上記照明手段によって照明された上記測定試料からの反
    射光のうちでそれぞれ互いに異なる方向の反射光を受光
    して光強度に応じた受光信号を出力する複数の受光手段
    と、 演算処理手段とを備え、 上記複数の受光手段は、上記測定用開口の法線に平行な
    上記測定器本体の中心軸に関して上記特定方向と対称な
    方向を基準方向とするときに、上記基準方向に関して上
    記測定器本体の中心軸側に配設された第１の受光手段
    と、その反対側に配設された第２の受光手段とを含むも
    ので、この第１、第２の受光手段は、上記基準方向に関
    して互いに対称な位置に配設されており、 上記演算処理手段は、上記第１、第２の受光手段による
    受光信号の和に基づいて、上記第１の受光手段に対応す
    る上記測定試料の反射特性を求めるものであることを特
    徴とするマルチアングル測色計。
19. 【請求項１９】 請求項１２〜１８のいずれかに記載の
    マルチアングル測色計において、上記照明手段は、光源
    と、この光源からの光束が通過する開口を有する光束規
    制板と、上記開口を通過した光束を集光するコリメート
    レンズとからなり、上記開口は、上記コリメートレンズ
    の焦点位置近傍に配置され、上記複数の受光手段の光軸
    および上記照明手段の光軸を含む測定面に平行な辺が短
    く、上記測定面に垂直な辺が長い矩形形状であることを
    特徴とするマルチアングル測色計。
20. 【請求項２０】 請求項１２〜１８のいずれかに記載の
    マルチアングル測色計において、上記照明手段は、光源
    と、この光源からの光束が通過する第１開口および第２
    開口を有する光束規制板と、上記第１開口および第２開
    口を通過した光束を集光するコリメートレンズとからな
    り、上記第１開口および第２開口は、上記コリメートレ
    ンズの焦点位置近傍に、上記複数の受光手段の光軸およ
    び上記照明手段の光軸を含む測定面に関して互いに対称
    な位置に穿設されていることを特徴とするマルチアング
    ル測色計。
21. 【請求項２１】 請求項１〜２０のいずれかに記載のマ
    ルチアングル測色計において、上記反射特性は、波長に
    依存する分光反射特性であることを特徴とするマルチア
    ングル測色計。