反射光ムラ測定方法および装置
【課題】本発明の目的は、試料面上の光沢ムラ特性を評価できる反射光ムラの測定方法および装置を提供することである。本発明により、反射光ムラの簡易で精度良い測定方法および装置を提供する。
【解決手段】平行光を試料に入射する入射工程と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と、その入射工程の光軸かつ／またはその受光工程の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と、その試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法である。
【解決手段】平行光を試料に入射する入射工程と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と、その入射工程の光軸かつ／またはその受光工程の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と、その試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙やプラスチック等の画質・質感に影響を与える、試料の反射光の特性を評価するための鏡面反射光ムラ測定方法および装置に関するものである。また、試料の鏡面反射光分布を簡易に短時間で測定、解析する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここでいう試料とは、紙、ＰＥＴ、ＲＣ紙（写真用支持体）、木、プラスチック、コンクリート、布、皮、金属等の面を形成できる支持体を総称する。また、この試料にインキを部分的に、または全面に塗布した印刷物にも適用できる。さらにこの技術は人間の皮膚や粘膜の測定にも適用可能である。ここでは試料として紙を、印刷物として紙のオフセット印刷物を例に説明する。
【０００３】
紙に入射した光は表面で反射され、内部で散乱・反射され、また、入射光の一部は吸収される。このような光の反射、散乱、吸収は紙で発生する光の物理的現象である。特にグロスコート紙や写真用インクジェット用紙のような光沢の高い紙において、紙の表面で起きる鏡面反射は、人間が感じる光沢として、画質や質感といった見た目に強い影響を与える。
【０００４】
鏡面反射とは、試料表面の法線から各々反対側に同じ角度で光の入射と、受光を行う反射を指し、正反射とも呼ばれる。
【０００５】
また、光沢とは、主として反射光の強さによって定められる視知覚の属性である。多くの場合、光沢ムラと反射光分布は同義語であるが、光沢ムラには主観的な評価が含まれている場合がある。
【０００６】
鏡面反射光や、光沢を定量的な測定で評価する試みが従来から行われてきた。鏡面光沢を測定する方法として、ＪＩＳ Ｚ８７４１鏡面光沢度−測定方法、ＪＩＳ Ｐ８１４２紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法、およびこのＰ８１４２（平行光方式）等が知られている（非特許文献１、２）。測定される値は、この入射光の総量として測定される。測定結果は１つの測定値、ここでは光沢度として算出される。一般にこれら鏡面光沢を測定する方法の受光器は、フォトセル、光電管等の光の強さを電気信号に変える光電変換を行うものが用いられる。これらは試料の広いエリアの表面の反射光量を総量として測定する方法であり、微小エリア毎の分布の違いである鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）は測定できない。
【０００７】
紙のような試料では、その表面が完全に平滑であるわけではなく、従って、その法線も面全体の平均的な法線という考え方に加えて、微小エリアで見ればその微小エリアの面毎に法線は多少異なる。反射光においても、鏡面反射角度をピークに鏡面反射角度前後の角度でも強い反射光が得られることが知られている。
【０００８】
このように入射角と受光角を各々変えて反射光量を測定する技術として、変角光度が知られている。変角光度を測定する装置として、ゴニオフォトメーターが知られている。測定される値は、設定した入射角度と設定した受光角度での反射光の総量として測定される。測定結果は１つの測定値、ここでは変角光度として算出される。一般にこれら鏡面光沢を測定する方法を任意の角度に拡張したものである。これらは試料の広いエリアの表面の反射光量を総量として測定する方法であり、微小エリア毎の分布の違いである反射光ムラ（光沢ムラ）は測定できない。
【０００９】
従来技術で測定できる光沢の指標としては上記以外にも、写像性（像鮮明度）などがある。また、対比光沢度のように、鏡面光と拡散光の比で表す指標などの複合的な評価値がある。
【００１０】
紙の光沢は、例えば上記の測定値で評価している。しかし、これら評価方法はある程度大きな範囲（例えば数ｍｍφ〜数十ｍｍφ）の反射光の総量を測定し評価している。一方、紙表面の光沢は決して完全に均一ではなく、ムラが存在する。特にグロスコート紙や写真用インクジェット用紙のような光沢の高い紙において、紙の表面で起きるこれら鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）は、人間が感じるムラとして、画質や質感といった見た目に強い影響を与える。
【００１１】
反射光ムラ（光沢ムラ）とは、試料の微小エリアの反射光量の分布である。ここで微小エリアとは、例えば１ｍｍφ以下である。ただし、後述するように、鏡面反射の測定では光を斜めから入射、受光するため、１ｍｍφの光束を入射、受光した場合でも試料面上でのエリアは広がってしまう。ここで示した微小エリアとは、例えば１ｍｍφ以下の光束を入射、受光することを意味する。
【００１２】
微小エリアの鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）を測定する従来技術として、特許文献１には、約０．４ｍｍφの光束（スポットサイズ）を紙試料の法線に対して７５度で入射し、鏡面反射光を７５度方向から測定する方法が報告されている。この測定装置または試料をＸＹステージ等で移動させることで鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）が測定できる。しかし、この方法では試料上の測定範囲すべてに移動しながら測定するため、測定が簡易とはいえない。また、光束（スポットサイズ）を小さくすることが難しい。例えば、０．１ｍｍφ以下の光束（スポットサイズ）での測定は装置製作上の問題から難しい。
【００１３】
一方、ＣＣＤカメラのような２次元の光量分布が測定できる撮像装置を用いれば、試料上の測定範囲すべてを微小エリアの光量分布として測定することは容易である。紙の汚れや印刷の濃度のムラは、試料表面をＣＣＤカメラのような２次元の光量分布が測定できる撮像装置で測定し解析できる。しかし、これは拡散反射の光を測定しており、例えば試料法線方向斜め４５度から照明し、法線方向（０度）からＣＣＤカメラで測定する方法が広く用いられてきた。簡単に説明すれば、試料をカメラで撮影（測定）し、各点の光量を読み出せばよい。
【００１４】
しかし、一般的な照明装置の光は、その光束は光源から拡がっていく。このため、測定する試料の各位置に入射する光束の向き（入射角度）は異なってしまう。
【００１５】
また、ＣＣＤカメラ、カメラとレンズシステムには画角があり、物体（試料）の各位置と撮像装置の受光センサ上の各位置を結ぶ光束の向き（受光角度）は異なってしまう。
【００１６】
このように、測定する試料上の入射と受光の関係が位置毎に異なり、目的とする反射の条件を満たすのは、装置を設定した試料の１点（中央）のみとなる。つまり、照明とカメラを鏡面反射角度に設置して測定する場合、鏡面反射の条件を満たすのは、厳密には、照明の光軸とカメラの光軸が試料上で交わる点のみとなる。
【００１７】
さらに、反射光ムラの測定目的には、反射光ムラのパターンの測定がある。紙の表面の光沢に見られるムラのパターンは、種々の紙により異なる。一般に、反射光ムラは鏡面反射角度（正反射角度）のみで測定されてきた。
【００１８】
このように、試料の反射光ムラを面として測定することは困難であった。また、より評価しやすい反射光ムラのパターンを測定する技術が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平４−２０８４５号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ８７４１鏡面光沢度−測定方法
【非特許文献２】ＪＩＳ Ｐ８１４２紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法（平行光方式）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、従来の測定方法では得られなかった反射光ムラ（光沢ムラ）を面として簡易に精度良く測定・評価できる測定方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者は上記に鑑み鋭意研究した結果、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を発明するに至った。
【００２３】
すなわち、（１）平行光を試料に入射する入射工程と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と、その入射工程の光軸かつ／またはその受光工程の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と、その試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法である。
【００２４】
（２）その入射工程の光軸とその受光工程の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする工程と、鏡面反射角度からその入射工程の光軸またはその受光工程の光軸の一方の角度を変化させてその試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする上記（１）記載の反射光ムラ測定方法である。
【００２５】
（３）平行光を試料に入射する入射手段と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光手段と、その入射手段の光軸かつ／またはその受光手段の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する手段と、その試料の反射光分布を測定する手段と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定装置である。
【００２６】
（４）その入射手段の光軸とその受光手段の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする手段と、鏡面反射角度からその入射手段の光軸またはその受光手段の光軸の一方の角度を変化させてその試料の反射光分布を測定する手段と、を含むことを特徴とする上記（３）記載の反射光ムラ測定装置である。
【００２７】
平行光とは、光が光軸に平行である光束である。平行光は光源とコリメータレンズ光学系を用いて得られる。
【００２８】
テレセントリック光学系とは、光軸と主光線が平行とみなせるようにした光学系である。テレセントリック光学系には、物体側テレセントリック光学系、像側テレセントリック光学系および両側テレセントリック光学系がある。本発明では、物体側テレセントリック光学系または両側テレセントリック光学系を用いる。
【００２９】
テレセントリック光学系では、画角が限り無く０度に近く、ディストーション（歪曲収差）が小さいので、被写体の寸法や位置を正確に捉えることが可能である。つまり、通常のレンズと異なり主光線が光軸に平行なので、物体の上下ブレが生じた場合でも撮影されるサイズが変動しない。このため、主に測量やゲージ用途に用いられている。
【００３０】
本発明では、入射光を平行光としたため、入射光の角度はすべて光軸と等しく、試料の測定面上のすべての位置で一定となる。さらに、受光をテレセントリック光学系としたことで、受光の角度もすべて光軸と等しく、試料の測定面上のすべての位置で一定となる。このため、この方法を用いた測定では試料の測定位置すべてで同じ条件の反射となる。この方法で測定された各位置の光量は一定角度条件の反射光を意味し、反射光分布が面として一度に測定でき、従来の測定方法では得られなかった反射光ムラ（光沢ムラ）を簡易に精度良く測定・評価できる測定方法および装置を提供できる。
【００３１】
さらに本発明では、受光センサとして２次元のＣＣＤ撮像装置等を用いることができ、これらはセンサとしてひとつひとつは微小な画素が多数配列しており、テレセントリック光学系の倍率等の設定で、試料上の各微小エリアとして数百μｍφから数μｍφ程度まで測定できる。このように、これまで難しかった微小エリア毎の反射光を簡易に精度良く測定できる。
【００３２】
テレセントリック光学系には同軸落射照明テレセントリック光学系が知られている。これは、撮影する方向（光軸）から（同軸落射）照明することで測定物に影をつくらないための方法である。ここで目的とする紙などの反射光ムラ測定は、その入射工程の光軸とその受光工程の光軸がその試料の法線に対して各々０度より大きい角度をとることが好ましい。
【００３３】
紙の光沢度測定に準拠するためには、入射角度は７５度、受光角度は７５度の位置関係が好ましい。また、プラスチックの光沢度測定に準拠するためには、入射角度は６０度、受光角度は６０度の位置関係が好ましい。
【００３４】
鏡面反射光ムラは鏡面反射光分布であり、これが測定できると、これらを処理することで人間が感じる主観的な光沢感を評価することができる。
【００３５】
さらに、鏡面反射光分布は試料の微小エリアの鏡面反射光の集まりであるため、これらをエリアで平均すれば試料の鏡面反射光平均値を導き出せる。これは光沢の指標となる。
【００３６】
反射光分布を測定する目的には、鏡面反射角度での鏡面反射光ムラ、鏡面反射光分布があるが、一方で、光沢ムラのパターンを得る目的がある。このように光沢ムラのパターンを評価する場合、入射の光軸と受光の光軸は、鏡面反射角度の条件よりも評価しやすい条件が存在する場合がある。
【００３７】
光沢ムラのパターンを評価しやすい条件は、鏡面反射角度の条件に近く、所望の鏡面反射角度において、その入射の光軸または受光の光軸の角度を調整することで得られる。
【００３８】
鏡面反射角度から入射の光軸または受光の光軸を変化させるが、これらは、紙であれば鏡面反射角度±１０度以内である。
【００３９】
入射工程の光軸または受光工程の光軸の一方を設定値に固定して、もう一方を鏡面反射角度から離れる方向に移動し、反射光ムラを測定できる。ここで、入射工程の光軸と受光工程の光軸を同時に動かすことはない。
【００４０】
紙の反射光平均値は、鏡面反射光平均値をピークにその前後の角度で減少する。この角度範囲は紙の種類の違いにより±数度から±１０度程度まであり、所望の紙サンプルの光沢ムラのパターンを評価したい場合の反射光分布測定の角度条件を決定することで、本発明は簡易で精度の高い測定方法、測定装置を提供することができる。
【００４１】
このように、本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、１回の測定で試料の広い面積の反射光ムラ（光沢ムラ）、特に鏡面反射光分布を測定でき、さらに光沢ムラパターンが判別しやすい反射光分布が測定できる。これにより測定の効率と精度を上げることができる。
【００４２】
反射光ムラから、人間が感じる主観的な光沢感を評価する指標を新たに導き出すこともできる。
【００４３】
本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、人間の皮膚や粘膜の反射光ムラを測定することも可能であり、医療や化粧品の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【００４４】
特に、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を用いることで、所望の反射光ムラを持つ材料の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【発明の効果】
【００４５】
本発明により、試料の反射光ムラを直接求めるための簡易で精度の高い測定方法を提供することができる。この測定方法により、反射光の試料面上でのムラが測定でき、印刷用紙や印刷方式の開発において有用な情報を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】反射光ムラ測定方法および装置の全体概略図。
【図２】入射装置の構成図。
【図３】受光装置の構成図。
【図４】ＲＣグロスＩＪ紙の反射光ムラの測定結果。
【図５】グロスコート紙の反射光ムラの測定結果。
【図６】上質紙の反射光ムラの測定結果。
【図７】反射光ムラの測定結果（データ合成の場合）。
【図８】角度に対する反射光平均値と反射光分布の標準偏差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を、図面を使って説明する。本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、例えば図１のように構成される。
【００４８】
図１は、測定する試料２の面の法線に対して、各々反対側に等しい角度で鏡面反射の関係となるように、入射装置１と受光装置３を設置するものである。試料２の法線方向を０度とし、入射装置１の光軸が試料法線と成す角を入射角、受光装置３の光軸が試料法線と成す角を受光角とする。
【００４９】
入射装置１と受光装置３は試料２の１点を軸に回転できる機構を有する。これにより、入射装置１と受光装置３は試料２の法線に対して任意に入射角と受光角を設定できる。
【００５０】
紙の鏡面反射光分布を測定する場合、ＪＩＳ光沢度測定に準拠するためには、入射装置１は７５度、受光装置３は７５度の位置関係が好ましい。また、プラスチックの光沢度測定に準拠するためには、入射装置１は６０度、受光装置３は６０度の位置関係が好ましい。
【００５１】
例えば、入射装置１を入射角７５度、受光装置３は法線の反対側に受光角７５度に設定する。
【００５２】
入射角と受光角は試料に対して鏡面反射の関係とするが、紙のように完全な鏡面ではない試料では、鏡面反射はその前後の角度に分布することが知られている。このため、入射角または受光角は鏡面反射角度前後に数度ずらして設定することが可能である。例えば、入射装置１を７５度、受光装置３は法線の反対側に７０度、７１度、７２度、７３度、７４度、７５度というように各々測定できる。
【００５３】
入射装置１は、例えば図２に示すように光源１１、点像チャート１２、そして点像を光源として平行光を生成するコリメータレンズ１３、およびその他複数のレンズで構成することができる。
【００５４】
点像チャート１２は、例えば金属板に穴を空けて作成することができる。ガラス板に金属蒸着し、点像のみ光を透過させるように作成することができる。
【００５５】
図２に示した入射装置１は、セットした点像チャート１２をコリメータレンズ１３で平行光とし、この平行光を試料２に入射させる。
【００５６】
試料２は、図１に示すようにサンプルベッド２１上にセットされる。サンプルベッド２１は、試料が透明であったり、薄いために透けたりする場合に光を反射しないように加工されていることが望ましく、黒塗装で製作したり、試料２に接する面にライトトラップや黒のビロード等を設けることが望ましい。
【００５７】
サンプルベッド２１は、精度良く移動できることが望ましい。これは、ＸＹステージで構成できる。特に、入射・受光の光軸方向（Ｙ軸と呼ぶ）には移動できることが望ましい。本発明では、試料の広いエリアの鏡面反射ムラが一度に測定できるが、これは試料面上で焦点が合っている範囲においてである。受光角７５度のような受光条件では、カメラ撮影をかなり斜めから撮影した場合に相当し、焦点の合うのは中央の一部となる。このため、試料を焦点の合う範囲に順次移動させることで、さらに広いエリアの鏡面反射光ムラが測定できる。
【００５８】
受光装置３は、例えば図３に示すように、試料２に入射した照明光の鏡面反射光を受光し、レンズ群３１で結像させる。結像した像の光量分布を受光センサ３３に結像させ光量分布を測定する。受光センサ３３はＣＣＤセンサや撮像管のようなアレイ型のセンサを用いてこの光量分布を２次元（面、画像）のデータとして取り込む。受光センサ３３は装置としてＣＣＤカメラを用いることができる。
【００５９】
また、受光センサ３３はフォトセルや光電管等を用いた微小面積の点のデータを測定する光量測定器を用いる場合には、光量分布を測定するために測定位置を変えて測定する。例えば、測定位置を変える方法としては、プログラムで自動的に可動させることができるＸＹステージを用いる。
【００６０】
受光装置３のレンズ群３１はテレセントリック光学系である。受光装置３の光軸は、試料２の法線と入射装置１に対して鏡面反射の条件とする。
【００６１】
この測定装置で測定した２次元（面、画像）の光量分布データは、試料面の各微小位置の反射光である。この反射光をエリアで平均すると反射光平均値が得られる。これら反射光、つまり光沢が試料の各微小位置でどのように分布しているか、つまりムラが測定できる。
【００６２】
この測定条件が鏡面反射角度であれば、測定した２次元（面、画像）の光量分布データは、試料面の各微小位置の鏡面反射光である。この鏡面反射光をエリアで平均すると鏡面反射光平均値が得られる。
【００６３】
測定された反射光分布からウィーナースペクトルを求めることができる。ウィーナースペクトルは自己相関関数のフーリエ変換対であり、画像工学ではノイズ（ムラ、バラツキ）の解析に利用されてきた。本発明の反射光ムラ測定方法および装置を用いて光沢を空間周波数解析できる。
【００６４】
ここまで試料として紙を例に発明の実施の形態を示したが、この他に、本発明の方法は印刷物や人間の皮膚や粘膜の測定に適用することが可能である。人間の皮膚や粘膜を測定することで、医療や診断、化粧品の開発に活用することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
（実施例）
入射装置１、サンプルベッド２１、受光装置３は光学部品を組み合わせて製作した。サンプルベッド２１はＸＹステージであり、かつ上下方向に移動可能である。この機構によりセットした紙サンプル、試料２の厚さに合わせて試料表面高さも調整できる。
【００６７】
試料をセットし、平行光を入射し、鏡面反射光をテレセントリック光学系の受光装置で測定し、試料の反射光ムラ、鏡面反射光ムラを測定した。
【００６８】
入射装置１の構成を図２を用いて説明する。光源１１はＬＥＤランプを用い、光ファイバーを経由して入射装置１の所定の位置に設置した。点像チャートは金属板に空けた１００μｍのピンホールである。コリメータレンズ１３で点光源を平行光として入射できる。光源１１の明るさは調整可能である。
【００６９】
受光装置３の構成を図３を用いて説明する。受光センサ３３はＣＣＤカメラであり、（有）三井オプトロニクス製ＣＣＤカメラＤｅｎｓｉｔｏＣａｍ（Ｓ２８５）を用いた。受光した鏡面反射光をレンズで結像させる。この結像をＣＣＤカメラで測定できるように作製した。ＣＣＤカメラは有効画素数１３９２×１０４０画素、画素サイズ６．４５×６．４５μｍ、１４ｂｉｔ階調である。測定した画像（光量分布）はコンピュータに転送される。検出信号は、事前に光学反射濃度が既知のチャート、今回はＫＯＤＡＫ社グレイスケールを使用し、検出信号と反射濃度の関係から光量に換算した。この結果、検出信号は光量とほぼ線形な比例関係が得られたため、以下、光量として検出信号値で表記する。最小値が０、最大値が６５５３６である（階調は１４ｂｉｔ）。
【００７０】
受光装置３のレンズ群はテレセントリック光学系である。ここではエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社製ＴＥＣＨＳＰＥＣ“ＳＩＬＶＥＲ”テレセントリックレンズ５８４３０−Ｌを用いた。
【００７１】
（測定実施例１）
代表的サンプルの鏡面反射光ムラの測定結果を以下に示す。
【００７２】
試料として３種類の紙の測定結果を示す。
【００７３】
試料ａは、写真用インクジェット用紙でグロス（光沢）タイプである。これはポリエチレンを紙にラミネートしたＲＣ紙をベースとしたインクジェット用紙であり、光沢の写真印画紙とほぼ同じ光沢感のある紙である。以下、ＲＣグロスＩＪ紙と表記し、ａで識別し、測定結果を図４に示す。
【００７４】
試料ｂは、印刷用コート紙でグロス（光沢）タイプである。これは顔料を塗布し光沢を上げるためにカレンダ処理した印刷用紙である。カレンダーや女性月刊誌の写真ページに使用される光沢のある紙である。以下、グロスコート紙と表記し、ｂで識別し、測定結果を図５に示す。
【００７５】
試料ｃは、印刷用上質紙である。これは顔料を塗布していない、光沢がない印刷用紙である。文字の多いページや光沢の少ない写真ページに使用される光沢の少ない紙である。以下、上質紙と表記し、ｃで識別し、測定結果を図６に示す。
【００７６】
本発明の反射光ムラ測定方法および装置に基づき製作した測定機で上記試料を測定した。各資料の鏡面反射光ムラを図４から図６に示す。
【００７７】
図４から図６は３次元グラフで表示した図である。ｘ軸（図の左右）は０〜６００で光軸方向に対して左右の位置である。ｙ軸（図の奥行）は０〜１０で光軸方向の位置である。ｚ軸（図の上下）は光量値（センサの検出信号値）であり、０〜６００００である。
【００７８】
各試料は、主観的な光沢感が明らかに異なる。主観的な光沢感の高い試料から順に、ＲＣグロスＩＪ紙＞グロスコート紙＞印刷用上質紙である。反射光ムラはグロスコート紙が大きい。
【００７９】
図７は上記グロスコート紙の連続した部分の測定結果を合成したものである。焦点の合う１０ラインのデータをその分だけサンプルベッドを移動させ２１回測定し合成し、３次元グラフで表示した図である。ｘ軸（図の左右）は０〜６００で光軸方向に対して左右の位置である。ｙ軸（図の奥行）は０〜２１０（１０ラインを２１回合成）で光軸方向の位置である。ｚ軸（図の上下）は光量値（センサの検出信号値）であり、０〜６００００である。
【００８０】
（測定実施例２）
サンプルの反射光ムラのパターンの測定結果を以下に示す。
【００８１】
試料は別の印刷用コート紙でグロス（光沢）タイプである。
【００８２】
試料を７５度の鏡面反射角度の条件で反射光ムラを測定し、同時に鏡面反射光平均値を算出した。受光角度を１度ずつ減らして同様に反射光ムラを測定し、同時に反射光平均値を算出した。
【００８３】
反射光ムラのパターン、光沢ムラのパターンはここでは７２度が評価しやすかった。ここでは光沢ムラのパターンの評価として、各角度で測定した反射光分布の標準偏差を算出した。
【００８４】
角度に対する反射光平均値と反射光分布の標準偏差を図８に示す。反射光分布の標準偏差は７２度付近で大きくなることがわかる。
【００８５】
鏡面反射角度付近の反射光分布を測定することで、反射光ムラのパターンがより解析しやすくなる。
【００８６】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、種々変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明により、試料の反射光ムラを直接求めるための簡易で精度の高い測定方法が提供される。この測定方法により、反射光の試料面上でのムラが測定でき、印刷用紙や印刷方式の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【符号の説明】
【００８８】
１ 入射装置
２ 試料
３ 受光装置
１１ 光源
１２ 点像チャート
１３ コリメータレンズ
２１ サンプルベッド
３１ テレセントリック光学系
３３ 受光センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙やプラスチック等の画質・質感に影響を与える、試料の反射光の特性を評価するための鏡面反射光ムラ測定方法および装置に関するものである。また、試料の鏡面反射光分布を簡易に短時間で測定、解析する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここでいう試料とは、紙、ＰＥＴ、ＲＣ紙（写真用支持体）、木、プラスチック、コンクリート、布、皮、金属等の面を形成できる支持体を総称する。また、この試料にインキを部分的に、または全面に塗布した印刷物にも適用できる。さらにこの技術は人間の皮膚や粘膜の測定にも適用可能である。ここでは試料として紙を、印刷物として紙のオフセット印刷物を例に説明する。
【０００３】
紙に入射した光は表面で反射され、内部で散乱・反射され、また、入射光の一部は吸収される。このような光の反射、散乱、吸収は紙で発生する光の物理的現象である。特にグロスコート紙や写真用インクジェット用紙のような光沢の高い紙において、紙の表面で起きる鏡面反射は、人間が感じる光沢として、画質や質感といった見た目に強い影響を与える。
【０００４】
鏡面反射とは、試料表面の法線から各々反対側に同じ角度で光の入射と、受光を行う反射を指し、正反射とも呼ばれる。
【０００５】
また、光沢とは、主として反射光の強さによって定められる視知覚の属性である。多くの場合、光沢ムラと反射光分布は同義語であるが、光沢ムラには主観的な評価が含まれている場合がある。
【０００６】
鏡面反射光や、光沢を定量的な測定で評価する試みが従来から行われてきた。鏡面光沢を測定する方法として、ＪＩＳ Ｚ８７４１鏡面光沢度−測定方法、ＪＩＳ Ｐ８１４２紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法、およびこのＰ８１４２（平行光方式）等が知られている（非特許文献１、２）。測定される値は、この入射光の総量として測定される。測定結果は１つの測定値、ここでは光沢度として算出される。一般にこれら鏡面光沢を測定する方法の受光器は、フォトセル、光電管等の光の強さを電気信号に変える光電変換を行うものが用いられる。これらは試料の広いエリアの表面の反射光量を総量として測定する方法であり、微小エリア毎の分布の違いである鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）は測定できない。
【０００７】
紙のような試料では、その表面が完全に平滑であるわけではなく、従って、その法線も面全体の平均的な法線という考え方に加えて、微小エリアで見ればその微小エリアの面毎に法線は多少異なる。反射光においても、鏡面反射角度をピークに鏡面反射角度前後の角度でも強い反射光が得られることが知られている。
【０００８】
このように入射角と受光角を各々変えて反射光量を測定する技術として、変角光度が知られている。変角光度を測定する装置として、ゴニオフォトメーターが知られている。測定される値は、設定した入射角度と設定した受光角度での反射光の総量として測定される。測定結果は１つの測定値、ここでは変角光度として算出される。一般にこれら鏡面光沢を測定する方法を任意の角度に拡張したものである。これらは試料の広いエリアの表面の反射光量を総量として測定する方法であり、微小エリア毎の分布の違いである反射光ムラ（光沢ムラ）は測定できない。
【０００９】
従来技術で測定できる光沢の指標としては上記以外にも、写像性（像鮮明度）などがある。また、対比光沢度のように、鏡面光と拡散光の比で表す指標などの複合的な評価値がある。
【００１０】
紙の光沢は、例えば上記の測定値で評価している。しかし、これら評価方法はある程度大きな範囲（例えば数ｍｍφ〜数十ｍｍφ）の反射光の総量を測定し評価している。一方、紙表面の光沢は決して完全に均一ではなく、ムラが存在する。特にグロスコート紙や写真用インクジェット用紙のような光沢の高い紙において、紙の表面で起きるこれら鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）は、人間が感じるムラとして、画質や質感といった見た目に強い影響を与える。
【００１１】
反射光ムラ（光沢ムラ）とは、試料の微小エリアの反射光量の分布である。ここで微小エリアとは、例えば１ｍｍφ以下である。ただし、後述するように、鏡面反射の測定では光を斜めから入射、受光するため、１ｍｍφの光束を入射、受光した場合でも試料面上でのエリアは広がってしまう。ここで示した微小エリアとは、例えば１ｍｍφ以下の光束を入射、受光することを意味する。
【００１２】
微小エリアの鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）を測定する従来技術として、特許文献１には、約０．４ｍｍφの光束（スポットサイズ）を紙試料の法線に対して７５度で入射し、鏡面反射光を７５度方向から測定する方法が報告されている。この測定装置または試料をＸＹステージ等で移動させることで鏡面反射光ムラ（光沢ムラ）が測定できる。しかし、この方法では試料上の測定範囲すべてに移動しながら測定するため、測定が簡易とはいえない。また、光束（スポットサイズ）を小さくすることが難しい。例えば、０．１ｍｍφ以下の光束（スポットサイズ）での測定は装置製作上の問題から難しい。
【００１３】
一方、ＣＣＤカメラのような２次元の光量分布が測定できる撮像装置を用いれば、試料上の測定範囲すべてを微小エリアの光量分布として測定することは容易である。紙の汚れや印刷の濃度のムラは、試料表面をＣＣＤカメラのような２次元の光量分布が測定できる撮像装置で測定し解析できる。しかし、これは拡散反射の光を測定しており、例えば試料法線方向斜め４５度から照明し、法線方向（０度）からＣＣＤカメラで測定する方法が広く用いられてきた。簡単に説明すれば、試料をカメラで撮影（測定）し、各点の光量を読み出せばよい。
【００１４】
しかし、一般的な照明装置の光は、その光束は光源から拡がっていく。このため、測定する試料の各位置に入射する光束の向き（入射角度）は異なってしまう。
【００１５】
また、ＣＣＤカメラ、カメラとレンズシステムには画角があり、物体（試料）の各位置と撮像装置の受光センサ上の各位置を結ぶ光束の向き（受光角度）は異なってしまう。
【００１６】
このように、測定する試料上の入射と受光の関係が位置毎に異なり、目的とする反射の条件を満たすのは、装置を設定した試料の１点（中央）のみとなる。つまり、照明とカメラを鏡面反射角度に設置して測定する場合、鏡面反射の条件を満たすのは、厳密には、照明の光軸とカメラの光軸が試料上で交わる点のみとなる。
【００１７】
さらに、反射光ムラの測定目的には、反射光ムラのパターンの測定がある。紙の表面の光沢に見られるムラのパターンは、種々の紙により異なる。一般に、反射光ムラは鏡面反射角度（正反射角度）のみで測定されてきた。
【００１８】
このように、試料の反射光ムラを面として測定することは困難であった。また、より評価しやすい反射光ムラのパターンを測定する技術が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平４−２０８４５号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】ＪＩＳ Ｚ８７４１鏡面光沢度−測定方法
【非特許文献２】ＪＩＳ Ｐ８１４２紙及び板紙−７５度鏡面光沢度の測定方法（平行光方式）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、従来の測定方法では得られなかった反射光ムラ（光沢ムラ）を面として簡易に精度良く測定・評価できる測定方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者は上記に鑑み鋭意研究した結果、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を発明するに至った。
【００２３】
すなわち、（１）平行光を試料に入射する入射工程と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と、その入射工程の光軸かつ／またはその受光工程の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と、その試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法である。
【００２４】
（２）その入射工程の光軸とその受光工程の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする工程と、鏡面反射角度からその入射工程の光軸またはその受光工程の光軸の一方の角度を変化させてその試料の反射光分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする上記（１）記載の反射光ムラ測定方法である。
【００２５】
（３）平行光を試料に入射する入射手段と、その試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光手段と、その入射手段の光軸かつ／またはその受光手段の光軸をその試料上の１点を中心として回転させその試料の法線に対して任意の角度に設定する手段と、その試料の反射光分布を測定する手段と、を含むことを特徴とする反射光ムラ測定装置である。
【００２６】
（４）その入射手段の光軸とその受光手段の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする手段と、鏡面反射角度からその入射手段の光軸またはその受光手段の光軸の一方の角度を変化させてその試料の反射光分布を測定する手段と、を含むことを特徴とする上記（３）記載の反射光ムラ測定装置である。
【００２７】
平行光とは、光が光軸に平行である光束である。平行光は光源とコリメータレンズ光学系を用いて得られる。
【００２８】
テレセントリック光学系とは、光軸と主光線が平行とみなせるようにした光学系である。テレセントリック光学系には、物体側テレセントリック光学系、像側テレセントリック光学系および両側テレセントリック光学系がある。本発明では、物体側テレセントリック光学系または両側テレセントリック光学系を用いる。
【００２９】
テレセントリック光学系では、画角が限り無く０度に近く、ディストーション（歪曲収差）が小さいので、被写体の寸法や位置を正確に捉えることが可能である。つまり、通常のレンズと異なり主光線が光軸に平行なので、物体の上下ブレが生じた場合でも撮影されるサイズが変動しない。このため、主に測量やゲージ用途に用いられている。
【００３０】
本発明では、入射光を平行光としたため、入射光の角度はすべて光軸と等しく、試料の測定面上のすべての位置で一定となる。さらに、受光をテレセントリック光学系としたことで、受光の角度もすべて光軸と等しく、試料の測定面上のすべての位置で一定となる。このため、この方法を用いた測定では試料の測定位置すべてで同じ条件の反射となる。この方法で測定された各位置の光量は一定角度条件の反射光を意味し、反射光分布が面として一度に測定でき、従来の測定方法では得られなかった反射光ムラ（光沢ムラ）を簡易に精度良く測定・評価できる測定方法および装置を提供できる。
【００３１】
さらに本発明では、受光センサとして２次元のＣＣＤ撮像装置等を用いることができ、これらはセンサとしてひとつひとつは微小な画素が多数配列しており、テレセントリック光学系の倍率等の設定で、試料上の各微小エリアとして数百μｍφから数μｍφ程度まで測定できる。このように、これまで難しかった微小エリア毎の反射光を簡易に精度良く測定できる。
【００３２】
テレセントリック光学系には同軸落射照明テレセントリック光学系が知られている。これは、撮影する方向（光軸）から（同軸落射）照明することで測定物に影をつくらないための方法である。ここで目的とする紙などの反射光ムラ測定は、その入射工程の光軸とその受光工程の光軸がその試料の法線に対して各々０度より大きい角度をとることが好ましい。
【００３３】
紙の光沢度測定に準拠するためには、入射角度は７５度、受光角度は７５度の位置関係が好ましい。また、プラスチックの光沢度測定に準拠するためには、入射角度は６０度、受光角度は６０度の位置関係が好ましい。
【００３４】
鏡面反射光ムラは鏡面反射光分布であり、これが測定できると、これらを処理することで人間が感じる主観的な光沢感を評価することができる。
【００３５】
さらに、鏡面反射光分布は試料の微小エリアの鏡面反射光の集まりであるため、これらをエリアで平均すれば試料の鏡面反射光平均値を導き出せる。これは光沢の指標となる。
【００３６】
反射光分布を測定する目的には、鏡面反射角度での鏡面反射光ムラ、鏡面反射光分布があるが、一方で、光沢ムラのパターンを得る目的がある。このように光沢ムラのパターンを評価する場合、入射の光軸と受光の光軸は、鏡面反射角度の条件よりも評価しやすい条件が存在する場合がある。
【００３７】
光沢ムラのパターンを評価しやすい条件は、鏡面反射角度の条件に近く、所望の鏡面反射角度において、その入射の光軸または受光の光軸の角度を調整することで得られる。
【００３８】
鏡面反射角度から入射の光軸または受光の光軸を変化させるが、これらは、紙であれば鏡面反射角度±１０度以内である。
【００３９】
入射工程の光軸または受光工程の光軸の一方を設定値に固定して、もう一方を鏡面反射角度から離れる方向に移動し、反射光ムラを測定できる。ここで、入射工程の光軸と受光工程の光軸を同時に動かすことはない。
【００４０】
紙の反射光平均値は、鏡面反射光平均値をピークにその前後の角度で減少する。この角度範囲は紙の種類の違いにより±数度から±１０度程度まであり、所望の紙サンプルの光沢ムラのパターンを評価したい場合の反射光分布測定の角度条件を決定することで、本発明は簡易で精度の高い測定方法、測定装置を提供することができる。
【００４１】
このように、本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、１回の測定で試料の広い面積の反射光ムラ（光沢ムラ）、特に鏡面反射光分布を測定でき、さらに光沢ムラパターンが判別しやすい反射光分布が測定できる。これにより測定の効率と精度を上げることができる。
【００４２】
反射光ムラから、人間が感じる主観的な光沢感を評価する指標を新たに導き出すこともできる。
【００４３】
本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、人間の皮膚や粘膜の反射光ムラを測定することも可能であり、医療や化粧品の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【００４４】
特に、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を用いることで、所望の反射光ムラを持つ材料の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【発明の効果】
【００４５】
本発明により、試料の反射光ムラを直接求めるための簡易で精度の高い測定方法を提供することができる。この測定方法により、反射光の試料面上でのムラが測定でき、印刷用紙や印刷方式の開発において有用な情報を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】反射光ムラ測定方法および装置の全体概略図。
【図２】入射装置の構成図。
【図３】受光装置の構成図。
【図４】ＲＣグロスＩＪ紙の反射光ムラの測定結果。
【図５】グロスコート紙の反射光ムラの測定結果。
【図６】上質紙の反射光ムラの測定結果。
【図７】反射光ムラの測定結果（データ合成の場合）。
【図８】角度に対する反射光平均値と反射光分布の標準偏差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、本発明の反射光ムラ測定方法および装置を、図面を使って説明する。本発明の反射光ムラ測定方法および装置は、例えば図１のように構成される。
【００４８】
図１は、測定する試料２の面の法線に対して、各々反対側に等しい角度で鏡面反射の関係となるように、入射装置１と受光装置３を設置するものである。試料２の法線方向を０度とし、入射装置１の光軸が試料法線と成す角を入射角、受光装置３の光軸が試料法線と成す角を受光角とする。
【００４９】
入射装置１と受光装置３は試料２の１点を軸に回転できる機構を有する。これにより、入射装置１と受光装置３は試料２の法線に対して任意に入射角と受光角を設定できる。
【００５０】
紙の鏡面反射光分布を測定する場合、ＪＩＳ光沢度測定に準拠するためには、入射装置１は７５度、受光装置３は７５度の位置関係が好ましい。また、プラスチックの光沢度測定に準拠するためには、入射装置１は６０度、受光装置３は６０度の位置関係が好ましい。
【００５１】
例えば、入射装置１を入射角７５度、受光装置３は法線の反対側に受光角７５度に設定する。
【００５２】
入射角と受光角は試料に対して鏡面反射の関係とするが、紙のように完全な鏡面ではない試料では、鏡面反射はその前後の角度に分布することが知られている。このため、入射角または受光角は鏡面反射角度前後に数度ずらして設定することが可能である。例えば、入射装置１を７５度、受光装置３は法線の反対側に７０度、７１度、７２度、７３度、７４度、７５度というように各々測定できる。
【００５３】
入射装置１は、例えば図２に示すように光源１１、点像チャート１２、そして点像を光源として平行光を生成するコリメータレンズ１３、およびその他複数のレンズで構成することができる。
【００５４】
点像チャート１２は、例えば金属板に穴を空けて作成することができる。ガラス板に金属蒸着し、点像のみ光を透過させるように作成することができる。
【００５５】
図２に示した入射装置１は、セットした点像チャート１２をコリメータレンズ１３で平行光とし、この平行光を試料２に入射させる。
【００５６】
試料２は、図１に示すようにサンプルベッド２１上にセットされる。サンプルベッド２１は、試料が透明であったり、薄いために透けたりする場合に光を反射しないように加工されていることが望ましく、黒塗装で製作したり、試料２に接する面にライトトラップや黒のビロード等を設けることが望ましい。
【００５７】
サンプルベッド２１は、精度良く移動できることが望ましい。これは、ＸＹステージで構成できる。特に、入射・受光の光軸方向（Ｙ軸と呼ぶ）には移動できることが望ましい。本発明では、試料の広いエリアの鏡面反射ムラが一度に測定できるが、これは試料面上で焦点が合っている範囲においてである。受光角７５度のような受光条件では、カメラ撮影をかなり斜めから撮影した場合に相当し、焦点の合うのは中央の一部となる。このため、試料を焦点の合う範囲に順次移動させることで、さらに広いエリアの鏡面反射光ムラが測定できる。
【００５８】
受光装置３は、例えば図３に示すように、試料２に入射した照明光の鏡面反射光を受光し、レンズ群３１で結像させる。結像した像の光量分布を受光センサ３３に結像させ光量分布を測定する。受光センサ３３はＣＣＤセンサや撮像管のようなアレイ型のセンサを用いてこの光量分布を２次元（面、画像）のデータとして取り込む。受光センサ３３は装置としてＣＣＤカメラを用いることができる。
【００５９】
また、受光センサ３３はフォトセルや光電管等を用いた微小面積の点のデータを測定する光量測定器を用いる場合には、光量分布を測定するために測定位置を変えて測定する。例えば、測定位置を変える方法としては、プログラムで自動的に可動させることができるＸＹステージを用いる。
【００６０】
受光装置３のレンズ群３１はテレセントリック光学系である。受光装置３の光軸は、試料２の法線と入射装置１に対して鏡面反射の条件とする。
【００６１】
この測定装置で測定した２次元（面、画像）の光量分布データは、試料面の各微小位置の反射光である。この反射光をエリアで平均すると反射光平均値が得られる。これら反射光、つまり光沢が試料の各微小位置でどのように分布しているか、つまりムラが測定できる。
【００６２】
この測定条件が鏡面反射角度であれば、測定した２次元（面、画像）の光量分布データは、試料面の各微小位置の鏡面反射光である。この鏡面反射光をエリアで平均すると鏡面反射光平均値が得られる。
【００６３】
測定された反射光分布からウィーナースペクトルを求めることができる。ウィーナースペクトルは自己相関関数のフーリエ変換対であり、画像工学ではノイズ（ムラ、バラツキ）の解析に利用されてきた。本発明の反射光ムラ測定方法および装置を用いて光沢を空間周波数解析できる。
【００６４】
ここまで試料として紙を例に発明の実施の形態を示したが、この他に、本発明の方法は印刷物や人間の皮膚や粘膜の測定に適用することが可能である。人間の皮膚や粘膜を測定することで、医療や診断、化粧品の開発に活用することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
（実施例）
入射装置１、サンプルベッド２１、受光装置３は光学部品を組み合わせて製作した。サンプルベッド２１はＸＹステージであり、かつ上下方向に移動可能である。この機構によりセットした紙サンプル、試料２の厚さに合わせて試料表面高さも調整できる。
【００６７】
試料をセットし、平行光を入射し、鏡面反射光をテレセントリック光学系の受光装置で測定し、試料の反射光ムラ、鏡面反射光ムラを測定した。
【００６８】
入射装置１の構成を図２を用いて説明する。光源１１はＬＥＤランプを用い、光ファイバーを経由して入射装置１の所定の位置に設置した。点像チャートは金属板に空けた１００μｍのピンホールである。コリメータレンズ１３で点光源を平行光として入射できる。光源１１の明るさは調整可能である。
【００６９】
受光装置３の構成を図３を用いて説明する。受光センサ３３はＣＣＤカメラであり、（有）三井オプトロニクス製ＣＣＤカメラＤｅｎｓｉｔｏＣａｍ（Ｓ２８５）を用いた。受光した鏡面反射光をレンズで結像させる。この結像をＣＣＤカメラで測定できるように作製した。ＣＣＤカメラは有効画素数１３９２×１０４０画素、画素サイズ６．４５×６．４５μｍ、１４ｂｉｔ階調である。測定した画像（光量分布）はコンピュータに転送される。検出信号は、事前に光学反射濃度が既知のチャート、今回はＫＯＤＡＫ社グレイスケールを使用し、検出信号と反射濃度の関係から光量に換算した。この結果、検出信号は光量とほぼ線形な比例関係が得られたため、以下、光量として検出信号値で表記する。最小値が０、最大値が６５５３６である（階調は１４ｂｉｔ）。
【００７０】
受光装置３のレンズ群はテレセントリック光学系である。ここではエドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社製ＴＥＣＨＳＰＥＣ“ＳＩＬＶＥＲ”テレセントリックレンズ５８４３０−Ｌを用いた。
【００７１】
（測定実施例１）
代表的サンプルの鏡面反射光ムラの測定結果を以下に示す。
【００７２】
試料として３種類の紙の測定結果を示す。
【００７３】
試料ａは、写真用インクジェット用紙でグロス（光沢）タイプである。これはポリエチレンを紙にラミネートしたＲＣ紙をベースとしたインクジェット用紙であり、光沢の写真印画紙とほぼ同じ光沢感のある紙である。以下、ＲＣグロスＩＪ紙と表記し、ａで識別し、測定結果を図４に示す。
【００７４】
試料ｂは、印刷用コート紙でグロス（光沢）タイプである。これは顔料を塗布し光沢を上げるためにカレンダ処理した印刷用紙である。カレンダーや女性月刊誌の写真ページに使用される光沢のある紙である。以下、グロスコート紙と表記し、ｂで識別し、測定結果を図５に示す。
【００７５】
試料ｃは、印刷用上質紙である。これは顔料を塗布していない、光沢がない印刷用紙である。文字の多いページや光沢の少ない写真ページに使用される光沢の少ない紙である。以下、上質紙と表記し、ｃで識別し、測定結果を図６に示す。
【００７６】
本発明の反射光ムラ測定方法および装置に基づき製作した測定機で上記試料を測定した。各資料の鏡面反射光ムラを図４から図６に示す。
【００７７】
図４から図６は３次元グラフで表示した図である。ｘ軸（図の左右）は０〜６００で光軸方向に対して左右の位置である。ｙ軸（図の奥行）は０〜１０で光軸方向の位置である。ｚ軸（図の上下）は光量値（センサの検出信号値）であり、０〜６００００である。
【００７８】
各試料は、主観的な光沢感が明らかに異なる。主観的な光沢感の高い試料から順に、ＲＣグロスＩＪ紙＞グロスコート紙＞印刷用上質紙である。反射光ムラはグロスコート紙が大きい。
【００７９】
図７は上記グロスコート紙の連続した部分の測定結果を合成したものである。焦点の合う１０ラインのデータをその分だけサンプルベッドを移動させ２１回測定し合成し、３次元グラフで表示した図である。ｘ軸（図の左右）は０〜６００で光軸方向に対して左右の位置である。ｙ軸（図の奥行）は０〜２１０（１０ラインを２１回合成）で光軸方向の位置である。ｚ軸（図の上下）は光量値（センサの検出信号値）であり、０〜６００００である。
【００８０】
（測定実施例２）
サンプルの反射光ムラのパターンの測定結果を以下に示す。
【００８１】
試料は別の印刷用コート紙でグロス（光沢）タイプである。
【００８２】
試料を７５度の鏡面反射角度の条件で反射光ムラを測定し、同時に鏡面反射光平均値を算出した。受光角度を１度ずつ減らして同様に反射光ムラを測定し、同時に反射光平均値を算出した。
【００８３】
反射光ムラのパターン、光沢ムラのパターンはここでは７２度が評価しやすかった。ここでは光沢ムラのパターンの評価として、各角度で測定した反射光分布の標準偏差を算出した。
【００８４】
角度に対する反射光平均値と反射光分布の標準偏差を図８に示す。反射光分布の標準偏差は７２度付近で大きくなることがわかる。
【００８５】
鏡面反射角度付近の反射光分布を測定することで、反射光ムラのパターンがより解析しやすくなる。
【００８６】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、種々変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明により、試料の反射光ムラを直接求めるための簡易で精度の高い測定方法が提供される。この測定方法により、反射光の試料面上でのムラが測定でき、印刷用紙や印刷方式の開発において有用な情報を得ることを可能とする。
【符号の説明】
【００８８】
１ 入射装置
２ 試料
３ 受光装置
１１ 光源
１２ 点像チャート
１３ コリメータレンズ
２１ サンプルベッド
３１ テレセントリック光学系
３３ 受光センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光を試料に入射する入射工程と；該試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と；該入射工程の光軸かつ／または該受光工程の光軸を該試料上の１点を中心として回転させ該試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と；該試料の反射光分布を測定する工程と；を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法。
【請求項２】
該入射工程の光軸と該受光工程の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする工程と；鏡面反射角度から該入射工程の光軸または該受光工程の光軸の一方の角度を変化させて該試料の反射光分布を測定する工程と；を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射光ムラ測定方法。
【請求項３】
平行光を試料に入射する入射手段と；該試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光手段と；該入射手段の光軸かつ／または該受光手段の光軸を該試料上の１点を中心として回転させ該試料の法線に対して任意の角度に設定する手段と；該試料の反射光分布を測定する手段と；を含むことを特徴とする反射光ムラ測定装置。
【請求項４】
該入射手段の光軸と該受光手段の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする手段と；鏡面反射角度から該入射手段の光軸または該受光手段の光軸の一方の角度を変化させて該試料の反射光分布を測定する手段と；を含むことを特徴とする請求項３に記載の反射光ムラ測定装置。
【請求項１】
平行光を試料に入射する入射工程と；該試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光工程と；該入射工程の光軸かつ／または該受光工程の光軸を該試料上の１点を中心として回転させ該試料の法線に対して任意の角度に設定する工程と；該試料の反射光分布を測定する工程と；を含むことを特徴とする反射光ムラ測定方法。
【請求項２】
該入射工程の光軸と該受光工程の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする工程と；鏡面反射角度から該入射工程の光軸または該受光工程の光軸の一方の角度を変化させて該試料の反射光分布を測定する工程と；を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射光ムラ測定方法。
【請求項３】
平行光を試料に入射する入射手段と；該試料の表面をテレセントリック光学系により測定する受光手段と；該入射手段の光軸かつ／または該受光手段の光軸を該試料上の１点を中心として回転させ該試料の法線に対して任意の角度に設定する手段と；該試料の反射光分布を測定する手段と；を含むことを特徴とする反射光ムラ測定装置。
【請求項４】
該入射手段の光軸と該受光手段の光軸を０度より大きい鏡面反射角度とする手段と；鏡面反射角度から該入射手段の光軸または該受光手段の光軸の一方の角度を変化させて該試料の反射光分布を測定する手段と；を含むことを特徴とする請求項３に記載の反射光ムラ測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図８】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図８】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２２０２２４（Ｐ２０１２−２２０２２４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３２４３（Ｐ２０１１−８３２４３）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００５９８０）三菱製紙株式会社 (1,550)
【Ｆターム（参考）】
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