光沢度の測定方法及び測定装置
【課題】構造色を呈する物体表面にも適用可能な、新たな光沢度の測定方法及び測定装置を提供する。
【解決手段】サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、散乱光強度の角度分布関数を測定し、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
【解決手段】サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、散乱光強度の角度分布関数を測定し、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面の光沢度の測定方法及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、光学的な干渉による発色現象（構造色）を応用し、各種工業製品の表面に今までとは異なる外観を付与しようという研究が進んでいる。物品の外観に関する評価指標の一つとして、表面の光沢を定量的に表現する光沢度が挙げられる。
【０００３】
物体表面の光沢を定量的に表現する光沢度としては、ＪＩＳ規格で定義される鏡面光沢度が良く知られている（非特許文献１）。鏡面光沢度は、光源からサンプル表面に光を規定された入射角で入射させたときの正反射光の強度と、上記と同じ条件で標準面（透明又は黒色ガラスなど）に光を入射させたときの正反射光の強度との比を用いて表される。また、その他の光沢度の定義としては、同一サンプルにおける正反射光の強度と拡散反射光の比によって物体表面の光沢を表す対比光沢度が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ ８７４１ 「鏡面光沢度―測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、モルフォ蝶の翅に代表されるような、人間の知覚として特異な光沢を感じる表面構造の研究を進めてきた。その研究過程において、このような表面構造を有する物体においては、従来の方法で求められた光沢度の値と実際に感じられる光沢の強さとが必ずしも一致しないことを見出した。本発明は、構造色を呈する物体表面にも適用可能な、新たな光沢度の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の光沢度測定方法は、サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、散乱光強度の角度分布関数を測定し、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする。
【０００７】
前記態様の光沢度測定方法においては、（１）式により光沢度Ｇφを決定することができる。
【０００８】
ここで、（１）式におけるθは散乱角であり、Ｉφ（θ）は散乱光強度の角度分布関数である。
【０００９】
【数１】
【００１０】
また、前記態様の光沢度測定方法においては、（２）式により光沢度Ｇφを決定することができる。
【００１１】
ここで、（２）式における散乱角θxおよびθyは、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、それぞれ、散乱光のｘ−ｚ平面への射影がｚ軸となす角、散乱光のｙ−ｚ平面への射影がｚ軸となす角であり、Ｉφ（θx，θy）は散乱光強度の角度分布関数である。
【００１２】
【数２】
【００１３】
前記態様の光沢度測定方法においては、（３）式で光沢度Ｇφを決定することができる。
【００１４】
ここで、（３）式における散乱角θxは、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、ｘ−ｚ平面内の散乱光がｚ軸となす角であり、Ｉφ（θx）は散乱光強度の角度分布関数である。
【００１５】
【数３】
【００１６】
本発明の態様の光沢度測定装置は、サンプル表面に対して測定光を照射する光源と、前記サンプル表面からの散乱光を検出する検出器と、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいてサンプルの光沢度を決定する演算部と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の態様の光沢度の測定方法及び測定装置によれば、構造色を呈する物体表面に対しても、人間の知覚に対応して光沢を数値化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（２）式におけるθx及びθyの定義を示す図である。
【図２】本発明の態様の光沢度の測定装置の構成例を示す図である。
【図３】光沢度の測定手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の態様の光沢度の測定方法により測定された散乱光強度のデータ構造を概念的に図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の態様の光沢度測定方法においては、物体表面に角度φで測定光を入射させた際の散乱光強度の角度分布関数を測定し、散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する一次微分に基づいて、物体表面の光沢度Ｇφを決定する。ここで散乱光強度の角度分布関数とはある散乱角における散乱光強度を与える関数のことである。例えば、散乱角をθ、散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θ）とすると、散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する一次微分はｄＩφ（θ）／ｄθで表される。
【００２０】
人間が物体表面を目視する場合、その表面の光沢度は、物体表面からの散乱光（拡散反射光）が観測者の目に入射することによって知覚される。このとき物体表面のｄＩφ（θ）／ｄθの値が大きいほど、物体を目視する角度の微妙な変化によって観測者の目に入射する光の強度が大きく増減する。本発明者はこの現象が光沢度を知覚する上で重要な要素となることを発見し、光沢度の定義にｄＩφ（θ）／ｄθを導入することによって本発明に至ったのである。
【００２１】
上述のとおり、本発明の態様の光沢度測定方法はｄＩφ（θ）／ｄθに基づいて光沢度を決定する点に特徴を有するが、その効果は、いわゆる構造色を呈する物体表面の光沢度評価において特に顕著である。すなわち、通常の物体のＩφ（θ）は、正反射光のピークの周りに緩やかに強度が変化する拡散反射帯を伴う関数形を有するので、従来の鏡面光沢度あるいは対比光沢度によっても人間の知覚に対応した光沢度の測定値を得ることが可能である。これに対して構造色を呈する物体のＩφ（θ）は複雑な関数形を有し、特殊な光沢感を与えることが多いため、従来の測定方法によって得られた光沢度の値は、人間の感じる光沢の大小と対応しないことがあった。本発明の態様の光沢度測定方法は、単に反射光の強度に基づいて光沢度を決定するのではなく、光沢感の基本的な要素であるｄＩφ（θ）／ｄθに基づいて光沢度を決定するので、複雑なＩφ（θ）を有する物体表面であっても、その光沢度を適切に表現することができるのである。
【００２２】
このようなｄＩφ（θ）／ｄθに基づく光沢度の測定は、より具体的には下記（１）式に基づいて行うことができる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
式（１）において、光沢度Ｇφは、ｄＩφ（θ）／ｄθを測定範囲について積分し、さらに測定範囲のＩφ（θ）の積分値で規格化した値として算出される。式（１）により得られるＧφの値はｄＩφ（θ）／ｄθの積分値に比例するので、ｄＩφ（θ）／ｄθが大きい表面、すなわち角度変化によって散乱光の強度が急激に増減する表面ほど大きなＧφの値を与えることになる。また、一定の角度範囲内でＩφ（θ）が複数のピークを持つ場合は、そのピークの数が多いほどＧφの値が大きくなる傾向がある。このような特徴を有する表面は、観察角度を変えたときに明暗が数多く繰り返され、かつ明暗の変化が急峻であるため、観測者に強い光沢感を与える。したがって（１）式により得られる光沢度Ｇφの値は人間の知覚に対応したものとなる。また、（１）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。
【００２５】
上述の態様の光沢度測定方法において、光沢度の算出に用いる散乱角θの方向や範囲は特に制限されず、光沢度を適切に表現可能な範囲であれば、被測定物の表面形状や反射特性に応じて適宜設定することができる。その一例として、２次元の散乱光強度分布を用いて光沢度を算出する方法を以下に説明する。
【００２６】
この態様の光沢度測定方法では、２次元の散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx、θy）と表し、式（２）に基づいて光沢度Ｇφを決定する。
【００２７】
【数２】
【００２８】
ここでθx及びθyは図１に示すように定義される。すなわち、図１では、測定光２０１が入射角φでサンプル１０８の表面に入射し、サンプル１０８の表面から散乱光２０２が出射している。ここでは散乱光２０２として１本の光線を描写しているが、実際には散乱光２０２はサンプル１０８の表面から拡散して出射する。なお、図１に示すように、サンプル１０８の表面の法線方向をｚ軸とし、測定光２０１の入射面がｘ−ｚ平面となるようにｘｙｚ直交座標を定義する。
【００２９】
ここで、θxは散乱光２０２のｘ−ｚ平面への射影とｚ軸とがなす角であり、θyは散乱光２０２のｙ−ｚ平面への射影とｚ軸とがなす角である。
【００３０】
本実施形態における演算方法では、このようにして表されたθx、θy、Ｉφ（θx，θy）を用いて（２）式による演算を行い光沢度Ｇφを決定する。
【００３１】
この態様の光沢度測定方法では、式（２）に示すとおり、散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx，θy）をθx方向の散乱角およびθy方向の散乱角のそれぞれについて偏微分し、これらの値に基づいて光沢度Ｇφを決定する。より具体的には、Ｇφの値は、θx方向の偏微分とθy方向の偏微分の二乗和平方根の積分値を、散乱光強度の積分値で規格化した値として算出される。この態様においては、θx方向及びθy方向の双方に関して、角度変化による散乱光の強度変化が急峻であるほど大きなＧφの値を与える。また、θx方向及びθy方向の双方に関して、一定の角度範囲内に存在するピークの数が多いほどＧφの値が大きくなる傾向がある。このような特徴を有する表面は、観察角度を変えたときに明暗が数多く繰り返され、かつ明暗の変化が急峻であるため、観測者に強い光沢感を与える。したがって（２）式により得られる光沢度Ｇφの値は人間の知覚に対応したものとなる。また、（２）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。次に、本発明の態様により光沢度を測定するための測定装置について、図２を用いて説明する。
【００３２】
図２は光沢度の測定装置の構成例である。光沢度の測定装置１００は、測定部１００Ａと制御部１００Ｂとを含んで構成される。
【００３３】
まず、測定部１００Ａについて説明する。
【００３４】
測定部１００Ａは、光源１０１、検出器１０２、サンプルの載置台１０３、駆動装置１０４を含んで構成される。
【００３５】
光源１０１は、載置台１０３上にセットされたサンプル１０８の表面に対して測定光を照射することができる。そして、光源１０１は移動可能な支持部材（不図示）により支持されており、該支持部材が移動することにより測定点を中心とする円弧上の任意の位置に配置することができ、測定光の入射角を任意の値に設定することができる。このような光源１０１としては、レーザや発光ダイオードなどを発光源とし適宜コリメータや絞りなどの光学要素を配置して適切なビームの質が得られるように構成されたものを用いることができる。
【００３６】
検出器１０２は、サンプル１０８の表面から出射した散乱光の強度を測定することができる。検出器１０２も光源１０１と同様に不図示の移動可能な支持部材により支持されており、該支持部材が移動することにより測定点を中心とする球面上の任意の位置に検出器１０２を配置することができる。これにより任意の散乱角における散乱光を検出することができる。このような検出器としては、フォトダイオードなどを用いることができる。
【００３７】
駆動装置１０４は、前述の光源の支持部材および検出器の支持部材に接続されており、それぞれの支持部材を駆動することができる。
【００３８】
次に、制御部１００Ｂについて説明する。
【００３９】
制御部１００Ｂは、制御装置、入力装置、出力装置を含んで構成される。
【００４０】
制御装置１０５は、光源１０１、検出器１０２、駆動装置１０４、入力装置１０６、出力装置１０７に接続されている。制御装置１０５は、入力装置１０６からの入力信号に従って光源１０１のＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。また、制御部１０５は、駆動装置１０４を介して、光源１０１および検出器１０２をそれぞれ任意の位置に移動させることができる。また、制御装置１０５には不図示の演算部が備えられている。演算部は、上述したｄＩφ（θ）／ｄθの値に基づいた演算により光沢度Ｇφを算出する。このような演算部としてはＣＰＵなどを用いることができる。
【００４１】
また、制御装置１０５には不図示の記憶部が備えられており、光源１０１および検出器１０２の移動プログラム、演算部における光沢度Ｇφの算出プログラム、検出された散乱光の強度や演算部で行われた演算結果等の格納および読み出しが可能である。
【００４２】
出力装置１０７は演算部を用いて算出された光沢度の値を出力することができる。
【００４３】
なお、演算部および記憶部を含む制御装置１０５としては、パソコンやマイクロコンピュータ、プログラマブルコントローラなど、周知の制御装置を特に制限なく用いることができる。また、上述した入力装置１０６としては、キーボードやマウスなどを用いることができる。また、出力装置１０７としては、モニタやプリンタなどの表示手段および印刷手段などを用いることができる。なお、ノートパソコンのように、制御装置１０５、入力装置１０６、出力装置１０７が一体となった構成のものを制御部１００Ｂとして用いても良く、この場合は通信回線等を用いて測定部１００Ａと制御部１００Ｂを接続し、制御部１００Ｂから測定部１００Ａを遠隔的に制御する構成としても良い。また、測定部１００Ａと制御部１００Ｂは一体に構成されていても良い。
【００４４】
以上の構成を有する光沢度の測定装置を用いると、上述した演算に必要なデータを得ることができ、人間の知覚に対応した光沢度を算出することができる。
【００４５】
次に、上述の光沢度の測定装置１００により光沢度Ｇφを測定する方法について説明する。
【００４６】
本実施形態の光沢度の測定方法では、光源１０１は入射角φを維持し、検出器１０２が移動と停止を繰り返しながら散乱光強度を測定する。つまり、光源１０１は所定の位置に固定されたまま検出器１０２がある測定位置で散乱光強度を測定し、その測定位置での散乱光強度の測定が終了すると検出器１０２が次の測定位置に移動する。そして、再び散乱光強度を測定するという動作を検出器１０２が所定の測定終了位置に到達するまで繰り返す。
【００４７】
以下に図３を用いて上述の式（２）に基づいて光沢度を測定する具体的な手順を説明する。
【００４８】
図３は、光沢度の測定手順を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、サンプル１０８を載置台１０３にセットする。
【００５０】
次に、入力装置１０６から測定に必要な条件を入力する（Ｓ１）。ここで入力する条件は、光源１０１からサンプル１０８の表面に測定光を照射するときの入射角φ、検出器１０２の測定開始位置および測定終了位置、検出器１０２が散乱光強度の測定を行う回数、検出器１０２の移動経路などである。ここで、検出器１０２が散乱光強度の測定を行う回数は、例えば、散乱光強度Ｉφ（θx，θy）を異なるｎ個のθxと異なるｍ個のθyにおける全ての組み合わせについて測定するとすれば、ｎ×ｍ回とすることができる。
【００５１】
Ｓ１における測定条件の入力が終わると、制御装置１０５は、入力された測定条件に基づいて駆動装置１０４へ制御信号を送り、駆動装置１０４が光源１０１の支持部材および検出器１０２の支持部材を駆動する。これにより、光源１０１はＳ１で入力した入射角φで測定光を照射する位置に移動し、検出器１０２はＳ１で入力した測定開始位置に移動する（Ｓ２）。
【００５２】
そして、制御装置１０５により光源１０１の出力がＯＮに設定され、測定光がサンプル１０８に入射角φで照射される。サンプル１０８から出射した散乱光の強度は検出器１０２により測定される（Ｓ３）。測定された散乱光の強度は制御装置１０５に備えられた記憶部に記憶される。
【００５３】
測定開始位置での散乱光強度の測定が終わると検出器１０２はＳ１で入力した移動経路に従って次の検出位置に移動し、再度散乱光強度の測定を行う。この動作は検出器１０２がＳ１で入力した測定終了位置に到達するまで繰り返される。
【００５４】
ここで、検出器１０２の移動経路の一例について説明する。まず、検出器１０２が測定する散乱光強度をＩφ（θx,i，θy,j）と表す。θx,iは異なるｎ個のθxにおいてｉ番目のθxを表し、θy,jは異なるｍ個のθyにおいてｊ番目のθyを表す。例えば、測定開始位置で測定される散乱光の強度はＩφ（θx,1，θy,1）と表すことができる。
【００５５】
測定開始位置で検出器１０２が散乱光強度Ｉφ（θx,1，θy,1）を測定した後は、θy,1は固定したまま、散乱光強度Ｉφ（θx,2，θy,1）を測定できる位置に検出器１０２が移動し（Ｓ４）、散乱光強度の測定を行う（Ｓ３）。その後も同様にθy,1を固定したままθx,iを変化させて散乱光強度の測定を行い、ｉ＝ｎとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５６】
ｉ＝ｎとなった後は、θy,1をθy,2に変化させ、散乱光強度Ｉφ（θx,1，θy,2）を測定できる位置に検出器１０２が移動する（Ｓ５）。その後、上記と同様にθy,2を固定したままθx,1を変化させて散乱光強度の測定を行い、再度ｉ＝ｎとなるまでＳ３およびＳ４の動作を繰り返す。
【００５７】
再度ｉ＝ｎとなった後は、θy,2を変化させて散乱光強度の測定を行い、ｊ＝ｍとなるまで上記ステップと同様の動作を繰り返す。
【００５８】
以上のようにして検出器１０２はサンプル１０８の周辺を移動する。
【００５９】
検出器１０２が測定終了位置（ｉ＝ｎ、ｊ＝ｍ）に達し、散乱光の強度の測定が終了すると、記憶部に記憶された散乱光強度のデータを演算部が読み出し、光沢度Ｇφを算出するための演算が行われて光沢度Ｇφが決定される（Ｓ６）。Ｓ６で行われた演算の結果は出力部１０６に表示される（Ｓ７）。
【００６０】
以上のようにして光沢度の測定は終了する。
【００６１】
次に演算部で行われる具体的な演算について図４を用いて説明する。
【００６２】
図４は、上記の測定方法により測定された散乱光強度のデータ構造を概念的に図示したものである。
【００６３】
本実施形態の光沢度の測定方法によれば、図４に示すようなｎ×ｍのマトリクス状の散乱光強度のデータが得られる。 このような離散的なデータに基づいて光沢度を算出する場合は、式（２）における偏微分を差分に置き換えて計算しても良い。すなわち、図４に示したマトリクス状のデータにおいて、隣り合う散乱光強度の差分を計算し、この差分に基づいて光沢度Ｇφを算出することができる。具体的には下記（４）式を用いて光沢度Ｇφを算出する。
【００６４】
【数４】
【００６５】
（４）式では、（２）式中の偏微分による演算を差分による計算に置き換えている。そして、差分の二乗和平方根をもとめ、その全ての和を計算する。さらに、全ての散乱光強度の和で規格化を行う。
【００６６】
上記（４）式のように散乱光の強度の差分を用いることで、離散的なデータであっても演算を行うことができる。
【００６７】
なお、上述の実施態様では、θx及びθyの双方を変化させて２次元の散乱光強度の角度分布関数を測定する手順を説明したが、θxまたはθyの一方のみを変化させて１次元の散乱光強度の角度分布関数を測定し、その測定値に基づいて光沢度を算出しても良い。例えば、測定光の入射面（ｘ−ｚ平面）内における散乱光の散乱角をθxとして、下記（３）式により演算を行う。
【００６８】
【数３】
【００６９】
（３）式においても、散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）をθx方向の散乱角について微分し、この値に基づいて光沢度Ｇφを決定する。したがって、上述の（１）式および（２）式の説明と同様に、（３）式により得られる光沢度Ｇφの値も人間の知覚に対応したものとなる。また、（３）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。
【００７０】
以上のように、１次元の散乱光強度の角度分布関数を測定し（３）式による演算を行えば、上述の２次元の散乱光強度の角度分布関数を測定する場合に比べて測定時間を短縮することが可能である。
【００７１】
なお、θxとして離散的なデータを用いる場合、（３）式における微分を差分に置き換えて計算しても良く、ｉ番目のθxをθx,iとして下記（５）式により演算を行うことができる。
【００７２】
【数５】
【００７３】
なお、以上に説明した（１）〜（５）式において、さらに任意の定数を乗じることにより光沢度Ｇφを算出しても良い。例えば、任意の定数をａとして、下記（６）式により光沢度Ｇφを算出することができる。
【００７４】
【数６】
【００７５】
（６）式は（１）式に定数ａを乗じた式である。このように定数ａを乗じることにより、（１）式で算出された光沢度Ｇφを所望のオーダーで評価することが可能である。なお、ここでは（１）式に定数ａを乗じる場合について説明したが、（２）〜（５）式についても同様に定数ａを乗じて光沢度Ｇφを算出することができる。
【実施例】
【００７６】
モルフォ蝶の翅とサンドブラスト加工を施したアルミニウムとをサンプルとして用意して本実施形態の光沢度の測定方法により光沢度Ｇφを決定した。ここで、モルフォ蝶の翅とサンドブラスト加工を施したアルミニウムの光沢感は人間の見た目で同程度であった。
【００７７】
光沢度の測定条件は以下の通りである。
【００７８】
光源にはハロゲンランプを用いた。そして、光源から照射された光を回折格子で分光することにより４８０ｎｍの光を取り出し、この４８０ｎｍの光を測定光とした。測定光の入射角φは３０度となるように設定した。
【００７９】
検出器にはＣＣＤカメラを用い、測定光の入射面内における散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）の測定を行った。このときの検出器の測定開始位置は散乱角θxが＋９０度となる位置とし、測定終了位置は散乱角θxが−９０度となる位置とした。前述のθxの符号は、測定位置が測定点を基準として光源と反対側にあるときに＋とし、測定位置が測定点を基準として光源側にあるときに−としている。そして、散乱角θxが１度ごとの間隔となるように検出器を移動させた。
【００８０】
光沢度の決定は（５）式による演算で行い、θx,i−θx,i-1の値は１０度となるように設定した。
【００８１】
以上のようにして散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）を測定し光沢度を算出した結果、モルフォ蝶の翅の光沢度は０．０２８となり、サンドブラスト加工を施したアルミニウムの光沢度は０．０２２となった。両者の光沢度は同程度であり、人間の知覚による光沢と本実施形態の光沢度の測定方法により決定された光沢度の値とがほぼ一致した。
（比較例）
上記の実施例で得られた散乱光強度のデータを用い、モルフォ蝶の翅及びサンドブラスト加工を施したアルミニウムの対比光沢度を算出した。ここでいう対比光沢度とは、正反射光の強度と、サンプルの法線方向における散乱光の強度との比のことである。
【００８２】
このようにして対比光沢度を算出した結果、モルフォ蝶の翅の対比光沢度は０．４３となり、サンドブラスト加工を施したアルミニウムの対比光沢度は１．２１となった。両者の対比光沢度は大きく異なり、人間の知覚による光沢と対比光沢度の値とは一致しなかった。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 測定装置
１００Ａ 測定部
１００Ｂ 制御部
１０１ 光源
１０２ 検出器
１０３ 載置台
１０４ 駆動装置
１０５ 制御装置
１０６ 入力装置
１０７ 出力装置
１０８ サンプル
２０１ 測定光
２０２ 散乱光
２０３ 射影
２０４ 射影
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面の光沢度の測定方法及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、光学的な干渉による発色現象（構造色）を応用し、各種工業製品の表面に今までとは異なる外観を付与しようという研究が進んでいる。物品の外観に関する評価指標の一つとして、表面の光沢を定量的に表現する光沢度が挙げられる。
【０００３】
物体表面の光沢を定量的に表現する光沢度としては、ＪＩＳ規格で定義される鏡面光沢度が良く知られている（非特許文献１）。鏡面光沢度は、光源からサンプル表面に光を規定された入射角で入射させたときの正反射光の強度と、上記と同じ条件で標準面（透明又は黒色ガラスなど）に光を入射させたときの正反射光の強度との比を用いて表される。また、その他の光沢度の定義としては、同一サンプルにおける正反射光の強度と拡散反射光の比によって物体表面の光沢を表す対比光沢度が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ ８７４１ 「鏡面光沢度―測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、モルフォ蝶の翅に代表されるような、人間の知覚として特異な光沢を感じる表面構造の研究を進めてきた。その研究過程において、このような表面構造を有する物体においては、従来の方法で求められた光沢度の値と実際に感じられる光沢の強さとが必ずしも一致しないことを見出した。本発明は、構造色を呈する物体表面にも適用可能な、新たな光沢度の測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の光沢度測定方法は、サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、散乱光強度の角度分布関数を測定し、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする。
【０００７】
前記態様の光沢度測定方法においては、（１）式により光沢度Ｇφを決定することができる。
【０００８】
ここで、（１）式におけるθは散乱角であり、Ｉφ（θ）は散乱光強度の角度分布関数である。
【０００９】
【数１】
【００１０】
また、前記態様の光沢度測定方法においては、（２）式により光沢度Ｇφを決定することができる。
【００１１】
ここで、（２）式における散乱角θxおよびθyは、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、それぞれ、散乱光のｘ−ｚ平面への射影がｚ軸となす角、散乱光のｙ−ｚ平面への射影がｚ軸となす角であり、Ｉφ（θx，θy）は散乱光強度の角度分布関数である。
【００１２】
【数２】
【００１３】
前記態様の光沢度測定方法においては、（３）式で光沢度Ｇφを決定することができる。
【００１４】
ここで、（３）式における散乱角θxは、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、ｘ−ｚ平面内の散乱光がｚ軸となす角であり、Ｉφ（θx）は散乱光強度の角度分布関数である。
【００１５】
【数３】
【００１６】
本発明の態様の光沢度測定装置は、サンプル表面に対して測定光を照射する光源と、前記サンプル表面からの散乱光を検出する検出器と、前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいてサンプルの光沢度を決定する演算部と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の態様の光沢度の測定方法及び測定装置によれば、構造色を呈する物体表面に対しても、人間の知覚に対応して光沢を数値化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（２）式におけるθx及びθyの定義を示す図である。
【図２】本発明の態様の光沢度の測定装置の構成例を示す図である。
【図３】光沢度の測定手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の態様の光沢度の測定方法により測定された散乱光強度のデータ構造を概念的に図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の態様の光沢度測定方法においては、物体表面に角度φで測定光を入射させた際の散乱光強度の角度分布関数を測定し、散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する一次微分に基づいて、物体表面の光沢度Ｇφを決定する。ここで散乱光強度の角度分布関数とはある散乱角における散乱光強度を与える関数のことである。例えば、散乱角をθ、散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θ）とすると、散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する一次微分はｄＩφ（θ）／ｄθで表される。
【００２０】
人間が物体表面を目視する場合、その表面の光沢度は、物体表面からの散乱光（拡散反射光）が観測者の目に入射することによって知覚される。このとき物体表面のｄＩφ（θ）／ｄθの値が大きいほど、物体を目視する角度の微妙な変化によって観測者の目に入射する光の強度が大きく増減する。本発明者はこの現象が光沢度を知覚する上で重要な要素となることを発見し、光沢度の定義にｄＩφ（θ）／ｄθを導入することによって本発明に至ったのである。
【００２１】
上述のとおり、本発明の態様の光沢度測定方法はｄＩφ（θ）／ｄθに基づいて光沢度を決定する点に特徴を有するが、その効果は、いわゆる構造色を呈する物体表面の光沢度評価において特に顕著である。すなわち、通常の物体のＩφ（θ）は、正反射光のピークの周りに緩やかに強度が変化する拡散反射帯を伴う関数形を有するので、従来の鏡面光沢度あるいは対比光沢度によっても人間の知覚に対応した光沢度の測定値を得ることが可能である。これに対して構造色を呈する物体のＩφ（θ）は複雑な関数形を有し、特殊な光沢感を与えることが多いため、従来の測定方法によって得られた光沢度の値は、人間の感じる光沢の大小と対応しないことがあった。本発明の態様の光沢度測定方法は、単に反射光の強度に基づいて光沢度を決定するのではなく、光沢感の基本的な要素であるｄＩφ（θ）／ｄθに基づいて光沢度を決定するので、複雑なＩφ（θ）を有する物体表面であっても、その光沢度を適切に表現することができるのである。
【００２２】
このようなｄＩφ（θ）／ｄθに基づく光沢度の測定は、より具体的には下記（１）式に基づいて行うことができる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
式（１）において、光沢度Ｇφは、ｄＩφ（θ）／ｄθを測定範囲について積分し、さらに測定範囲のＩφ（θ）の積分値で規格化した値として算出される。式（１）により得られるＧφの値はｄＩφ（θ）／ｄθの積分値に比例するので、ｄＩφ（θ）／ｄθが大きい表面、すなわち角度変化によって散乱光の強度が急激に増減する表面ほど大きなＧφの値を与えることになる。また、一定の角度範囲内でＩφ（θ）が複数のピークを持つ場合は、そのピークの数が多いほどＧφの値が大きくなる傾向がある。このような特徴を有する表面は、観察角度を変えたときに明暗が数多く繰り返され、かつ明暗の変化が急峻であるため、観測者に強い光沢感を与える。したがって（１）式により得られる光沢度Ｇφの値は人間の知覚に対応したものとなる。また、（１）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。
【００２５】
上述の態様の光沢度測定方法において、光沢度の算出に用いる散乱角θの方向や範囲は特に制限されず、光沢度を適切に表現可能な範囲であれば、被測定物の表面形状や反射特性に応じて適宜設定することができる。その一例として、２次元の散乱光強度分布を用いて光沢度を算出する方法を以下に説明する。
【００２６】
この態様の光沢度測定方法では、２次元の散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx、θy）と表し、式（２）に基づいて光沢度Ｇφを決定する。
【００２７】
【数２】
【００２８】
ここでθx及びθyは図１に示すように定義される。すなわち、図１では、測定光２０１が入射角φでサンプル１０８の表面に入射し、サンプル１０８の表面から散乱光２０２が出射している。ここでは散乱光２０２として１本の光線を描写しているが、実際には散乱光２０２はサンプル１０８の表面から拡散して出射する。なお、図１に示すように、サンプル１０８の表面の法線方向をｚ軸とし、測定光２０１の入射面がｘ−ｚ平面となるようにｘｙｚ直交座標を定義する。
【００２９】
ここで、θxは散乱光２０２のｘ−ｚ平面への射影とｚ軸とがなす角であり、θyは散乱光２０２のｙ−ｚ平面への射影とｚ軸とがなす角である。
【００３０】
本実施形態における演算方法では、このようにして表されたθx、θy、Ｉφ（θx，θy）を用いて（２）式による演算を行い光沢度Ｇφを決定する。
【００３１】
この態様の光沢度測定方法では、式（２）に示すとおり、散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx，θy）をθx方向の散乱角およびθy方向の散乱角のそれぞれについて偏微分し、これらの値に基づいて光沢度Ｇφを決定する。より具体的には、Ｇφの値は、θx方向の偏微分とθy方向の偏微分の二乗和平方根の積分値を、散乱光強度の積分値で規格化した値として算出される。この態様においては、θx方向及びθy方向の双方に関して、角度変化による散乱光の強度変化が急峻であるほど大きなＧφの値を与える。また、θx方向及びθy方向の双方に関して、一定の角度範囲内に存在するピークの数が多いほどＧφの値が大きくなる傾向がある。このような特徴を有する表面は、観察角度を変えたときに明暗が数多く繰り返され、かつ明暗の変化が急峻であるため、観測者に強い光沢感を与える。したがって（２）式により得られる光沢度Ｇφの値は人間の知覚に対応したものとなる。また、（２）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。次に、本発明の態様により光沢度を測定するための測定装置について、図２を用いて説明する。
【００３２】
図２は光沢度の測定装置の構成例である。光沢度の測定装置１００は、測定部１００Ａと制御部１００Ｂとを含んで構成される。
【００３３】
まず、測定部１００Ａについて説明する。
【００３４】
測定部１００Ａは、光源１０１、検出器１０２、サンプルの載置台１０３、駆動装置１０４を含んで構成される。
【００３５】
光源１０１は、載置台１０３上にセットされたサンプル１０８の表面に対して測定光を照射することができる。そして、光源１０１は移動可能な支持部材（不図示）により支持されており、該支持部材が移動することにより測定点を中心とする円弧上の任意の位置に配置することができ、測定光の入射角を任意の値に設定することができる。このような光源１０１としては、レーザや発光ダイオードなどを発光源とし適宜コリメータや絞りなどの光学要素を配置して適切なビームの質が得られるように構成されたものを用いることができる。
【００３６】
検出器１０２は、サンプル１０８の表面から出射した散乱光の強度を測定することができる。検出器１０２も光源１０１と同様に不図示の移動可能な支持部材により支持されており、該支持部材が移動することにより測定点を中心とする球面上の任意の位置に検出器１０２を配置することができる。これにより任意の散乱角における散乱光を検出することができる。このような検出器としては、フォトダイオードなどを用いることができる。
【００３７】
駆動装置１０４は、前述の光源の支持部材および検出器の支持部材に接続されており、それぞれの支持部材を駆動することができる。
【００３８】
次に、制御部１００Ｂについて説明する。
【００３９】
制御部１００Ｂは、制御装置、入力装置、出力装置を含んで構成される。
【００４０】
制御装置１０５は、光源１０１、検出器１０２、駆動装置１０４、入力装置１０６、出力装置１０７に接続されている。制御装置１０５は、入力装置１０６からの入力信号に従って光源１０１のＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。また、制御部１０５は、駆動装置１０４を介して、光源１０１および検出器１０２をそれぞれ任意の位置に移動させることができる。また、制御装置１０５には不図示の演算部が備えられている。演算部は、上述したｄＩφ（θ）／ｄθの値に基づいた演算により光沢度Ｇφを算出する。このような演算部としてはＣＰＵなどを用いることができる。
【００４１】
また、制御装置１０５には不図示の記憶部が備えられており、光源１０１および検出器１０２の移動プログラム、演算部における光沢度Ｇφの算出プログラム、検出された散乱光の強度や演算部で行われた演算結果等の格納および読み出しが可能である。
【００４２】
出力装置１０７は演算部を用いて算出された光沢度の値を出力することができる。
【００４３】
なお、演算部および記憶部を含む制御装置１０５としては、パソコンやマイクロコンピュータ、プログラマブルコントローラなど、周知の制御装置を特に制限なく用いることができる。また、上述した入力装置１０６としては、キーボードやマウスなどを用いることができる。また、出力装置１０７としては、モニタやプリンタなどの表示手段および印刷手段などを用いることができる。なお、ノートパソコンのように、制御装置１０５、入力装置１０６、出力装置１０７が一体となった構成のものを制御部１００Ｂとして用いても良く、この場合は通信回線等を用いて測定部１００Ａと制御部１００Ｂを接続し、制御部１００Ｂから測定部１００Ａを遠隔的に制御する構成としても良い。また、測定部１００Ａと制御部１００Ｂは一体に構成されていても良い。
【００４４】
以上の構成を有する光沢度の測定装置を用いると、上述した演算に必要なデータを得ることができ、人間の知覚に対応した光沢度を算出することができる。
【００４５】
次に、上述の光沢度の測定装置１００により光沢度Ｇφを測定する方法について説明する。
【００４６】
本実施形態の光沢度の測定方法では、光源１０１は入射角φを維持し、検出器１０２が移動と停止を繰り返しながら散乱光強度を測定する。つまり、光源１０１は所定の位置に固定されたまま検出器１０２がある測定位置で散乱光強度を測定し、その測定位置での散乱光強度の測定が終了すると検出器１０２が次の測定位置に移動する。そして、再び散乱光強度を測定するという動作を検出器１０２が所定の測定終了位置に到達するまで繰り返す。
【００４７】
以下に図３を用いて上述の式（２）に基づいて光沢度を測定する具体的な手順を説明する。
【００４８】
図３は、光沢度の測定手順を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、サンプル１０８を載置台１０３にセットする。
【００５０】
次に、入力装置１０６から測定に必要な条件を入力する（Ｓ１）。ここで入力する条件は、光源１０１からサンプル１０８の表面に測定光を照射するときの入射角φ、検出器１０２の測定開始位置および測定終了位置、検出器１０２が散乱光強度の測定を行う回数、検出器１０２の移動経路などである。ここで、検出器１０２が散乱光強度の測定を行う回数は、例えば、散乱光強度Ｉφ（θx，θy）を異なるｎ個のθxと異なるｍ個のθyにおける全ての組み合わせについて測定するとすれば、ｎ×ｍ回とすることができる。
【００５１】
Ｓ１における測定条件の入力が終わると、制御装置１０５は、入力された測定条件に基づいて駆動装置１０４へ制御信号を送り、駆動装置１０４が光源１０１の支持部材および検出器１０２の支持部材を駆動する。これにより、光源１０１はＳ１で入力した入射角φで測定光を照射する位置に移動し、検出器１０２はＳ１で入力した測定開始位置に移動する（Ｓ２）。
【００５２】
そして、制御装置１０５により光源１０１の出力がＯＮに設定され、測定光がサンプル１０８に入射角φで照射される。サンプル１０８から出射した散乱光の強度は検出器１０２により測定される（Ｓ３）。測定された散乱光の強度は制御装置１０５に備えられた記憶部に記憶される。
【００５３】
測定開始位置での散乱光強度の測定が終わると検出器１０２はＳ１で入力した移動経路に従って次の検出位置に移動し、再度散乱光強度の測定を行う。この動作は検出器１０２がＳ１で入力した測定終了位置に到達するまで繰り返される。
【００５４】
ここで、検出器１０２の移動経路の一例について説明する。まず、検出器１０２が測定する散乱光強度をＩφ（θx,i，θy,j）と表す。θx,iは異なるｎ個のθxにおいてｉ番目のθxを表し、θy,jは異なるｍ個のθyにおいてｊ番目のθyを表す。例えば、測定開始位置で測定される散乱光の強度はＩφ（θx,1，θy,1）と表すことができる。
【００５５】
測定開始位置で検出器１０２が散乱光強度Ｉφ（θx,1，θy,1）を測定した後は、θy,1は固定したまま、散乱光強度Ｉφ（θx,2，θy,1）を測定できる位置に検出器１０２が移動し（Ｓ４）、散乱光強度の測定を行う（Ｓ３）。その後も同様にθy,1を固定したままθx,iを変化させて散乱光強度の測定を行い、ｉ＝ｎとなるまでこの動作を繰り返す。
【００５６】
ｉ＝ｎとなった後は、θy,1をθy,2に変化させ、散乱光強度Ｉφ（θx,1，θy,2）を測定できる位置に検出器１０２が移動する（Ｓ５）。その後、上記と同様にθy,2を固定したままθx,1を変化させて散乱光強度の測定を行い、再度ｉ＝ｎとなるまでＳ３およびＳ４の動作を繰り返す。
【００５７】
再度ｉ＝ｎとなった後は、θy,2を変化させて散乱光強度の測定を行い、ｊ＝ｍとなるまで上記ステップと同様の動作を繰り返す。
【００５８】
以上のようにして検出器１０２はサンプル１０８の周辺を移動する。
【００５９】
検出器１０２が測定終了位置（ｉ＝ｎ、ｊ＝ｍ）に達し、散乱光の強度の測定が終了すると、記憶部に記憶された散乱光強度のデータを演算部が読み出し、光沢度Ｇφを算出するための演算が行われて光沢度Ｇφが決定される（Ｓ６）。Ｓ６で行われた演算の結果は出力部１０６に表示される（Ｓ７）。
【００６０】
以上のようにして光沢度の測定は終了する。
【００６１】
次に演算部で行われる具体的な演算について図４を用いて説明する。
【００６２】
図４は、上記の測定方法により測定された散乱光強度のデータ構造を概念的に図示したものである。
【００６３】
本実施形態の光沢度の測定方法によれば、図４に示すようなｎ×ｍのマトリクス状の散乱光強度のデータが得られる。 このような離散的なデータに基づいて光沢度を算出する場合は、式（２）における偏微分を差分に置き換えて計算しても良い。すなわち、図４に示したマトリクス状のデータにおいて、隣り合う散乱光強度の差分を計算し、この差分に基づいて光沢度Ｇφを算出することができる。具体的には下記（４）式を用いて光沢度Ｇφを算出する。
【００６４】
【数４】
【００６５】
（４）式では、（２）式中の偏微分による演算を差分による計算に置き換えている。そして、差分の二乗和平方根をもとめ、その全ての和を計算する。さらに、全ての散乱光強度の和で規格化を行う。
【００６６】
上記（４）式のように散乱光の強度の差分を用いることで、離散的なデータであっても演算を行うことができる。
【００６７】
なお、上述の実施態様では、θx及びθyの双方を変化させて２次元の散乱光強度の角度分布関数を測定する手順を説明したが、θxまたはθyの一方のみを変化させて１次元の散乱光強度の角度分布関数を測定し、その測定値に基づいて光沢度を算出しても良い。例えば、測定光の入射面（ｘ−ｚ平面）内における散乱光の散乱角をθxとして、下記（３）式により演算を行う。
【００６８】
【数３】
【００６９】
（３）式においても、散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）をθx方向の散乱角について微分し、この値に基づいて光沢度Ｇφを決定する。したがって、上述の（１）式および（２）式の説明と同様に、（３）式により得られる光沢度Ｇφの値も人間の知覚に対応したものとなる。また、（３）式により得られる光沢度Ｇφの値は散乱光の全強度で規格化されているので、散乱率の絶対値が異なる表面同士を比較する場合でも、光沢度の大小を適切に対比することができる。
【００７０】
以上のように、１次元の散乱光強度の角度分布関数を測定し（３）式による演算を行えば、上述の２次元の散乱光強度の角度分布関数を測定する場合に比べて測定時間を短縮することが可能である。
【００７１】
なお、θxとして離散的なデータを用いる場合、（３）式における微分を差分に置き換えて計算しても良く、ｉ番目のθxをθx,iとして下記（５）式により演算を行うことができる。
【００７２】
【数５】
【００７３】
なお、以上に説明した（１）〜（５）式において、さらに任意の定数を乗じることにより光沢度Ｇφを算出しても良い。例えば、任意の定数をａとして、下記（６）式により光沢度Ｇφを算出することができる。
【００７４】
【数６】
【００７５】
（６）式は（１）式に定数ａを乗じた式である。このように定数ａを乗じることにより、（１）式で算出された光沢度Ｇφを所望のオーダーで評価することが可能である。なお、ここでは（１）式に定数ａを乗じる場合について説明したが、（２）〜（５）式についても同様に定数ａを乗じて光沢度Ｇφを算出することができる。
【実施例】
【００７６】
モルフォ蝶の翅とサンドブラスト加工を施したアルミニウムとをサンプルとして用意して本実施形態の光沢度の測定方法により光沢度Ｇφを決定した。ここで、モルフォ蝶の翅とサンドブラスト加工を施したアルミニウムの光沢感は人間の見た目で同程度であった。
【００７７】
光沢度の測定条件は以下の通りである。
【００７８】
光源にはハロゲンランプを用いた。そして、光源から照射された光を回折格子で分光することにより４８０ｎｍの光を取り出し、この４８０ｎｍの光を測定光とした。測定光の入射角φは３０度となるように設定した。
【００７９】
検出器にはＣＣＤカメラを用い、測定光の入射面内における散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）の測定を行った。このときの検出器の測定開始位置は散乱角θxが＋９０度となる位置とし、測定終了位置は散乱角θxが−９０度となる位置とした。前述のθxの符号は、測定位置が測定点を基準として光源と反対側にあるときに＋とし、測定位置が測定点を基準として光源側にあるときに−としている。そして、散乱角θxが１度ごとの間隔となるように検出器を移動させた。
【００８０】
光沢度の決定は（５）式による演算で行い、θx,i−θx,i-1の値は１０度となるように設定した。
【００８１】
以上のようにして散乱光強度の角度分布関数Ｉφ（θx）を測定し光沢度を算出した結果、モルフォ蝶の翅の光沢度は０．０２８となり、サンドブラスト加工を施したアルミニウムの光沢度は０．０２２となった。両者の光沢度は同程度であり、人間の知覚による光沢と本実施形態の光沢度の測定方法により決定された光沢度の値とがほぼ一致した。
（比較例）
上記の実施例で得られた散乱光強度のデータを用い、モルフォ蝶の翅及びサンドブラスト加工を施したアルミニウムの対比光沢度を算出した。ここでいう対比光沢度とは、正反射光の強度と、サンプルの法線方向における散乱光の強度との比のことである。
【００８２】
このようにして対比光沢度を算出した結果、モルフォ蝶の翅の対比光沢度は０．４３となり、サンドブラスト加工を施したアルミニウムの対比光沢度は１．２１となった。両者の対比光沢度は大きく異なり、人間の知覚による光沢と対比光沢度の値とは一致しなかった。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 測定装置
１００Ａ 測定部
１００Ｂ 制御部
１０１ 光源
１０２ 検出器
１０３ 載置台
１０４ 駆動装置
１０５ 制御装置
１０６ 入力装置
１０７ 出力装置
１０８ サンプル
２０１ 測定光
２０２ 散乱光
２０３ 射影
２０４ 射影
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、
散乱光強度の角度分布関数を測定し、
前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（１）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記散乱角をθ、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θ）とする。
【数１】
【請求項３】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（２）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、散乱光の前記ｘ−ｚ平面への射影が前記ｚ軸となす角をθx、前記ｙ−ｚ平面への射影が前記ｚ軸となす角をθy、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx，θy）とする。
【数２】
【請求項４】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（３）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、ｘ−ｚ平面内の散乱光がｚ軸となす角をθx、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx）とする。
【数３】
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光沢度の測定方法に用いる光沢度の測定装置であって、
サンプル表面に対して測定光を照射する光源と、
前記サンプル表面からの散乱光を検出する検出器と、
前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいてサンプルの光沢度を決定する演算部と、
を有することを特徴とする光沢度の測定装置。
【請求項１】
サンプル表面に対して入射角φで測定光を照射し、
散乱光強度の角度分布関数を測定し、
前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいて光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（１）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記散乱角をθ、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θ）とする。
【数１】
【請求項３】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（２）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、散乱光の前記ｘ−ｚ平面への射影が前記ｚ軸となす角をθx、前記ｙ−ｚ平面への射影が前記ｚ軸となす角をθy、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx，θy）とする。
【数２】
【請求項４】
請求項１に記載の光沢度の測定方法において、（３）式で光沢度Ｇφを決定することを特徴とする光沢度の測定方法。
但し、前記サンプル表面の法線方向をｚ軸、前記測定光の入射面をｘ−ｚ平面とする直交座標系において、ｘ−ｚ平面内の散乱光がｚ軸となす角をθx、前記散乱光強度の角度分布関数をＩφ（θx）とする。
【数３】
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光沢度の測定方法に用いる光沢度の測定装置であって、
サンプル表面に対して測定光を照射する光源と、
前記サンプル表面からの散乱光を検出する検出器と、
前記散乱光強度の角度分布関数の散乱角に関する微分値に基づいてサンプルの光沢度を決定する演算部と、
を有することを特徴とする光沢度の測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−８８２６５（Ｐ２０１２−８８２６５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７１６７（Ｐ２０１０−２３７１６７）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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