特開 2023-121331 反射光分布測定装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023121331

(43)【公開日】2023-08-31

(54)【発明の名称】反射光分布測定装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/57 20060101AFI20230824BHJP

【ＦＩ】

G01N21/57

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022024612

(22)【出願日】2022-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】304021831

【氏名又は名称】国立大学法人千葉大学

(71)【出願人】

【識別番号】592004404

【氏名又は名称】中央精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080090

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 邦男

(72)【発明者】

【氏名】井上 信一

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 美範

(72)【発明者】

【氏名】星 武幸

(72)【発明者】

【氏名】津村 徳道

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059AA05

2G059BB08

2G059EE02

2G059FF01

2G059KK04

(57)【要約】

【課題】被測定面が曲面である場合にも高精度にＢＲＤＦ等を測定できる反射光分布測定装置及び方法を提供する。
【解決手段】反射光分布測定装置１０は、曲面状の被測定面１２に光２１を照射する円環状の線光源２０と、光２１が照射されている被測定面１２を撮像する撮像部３０と、を備えている。撮像部３０の光軸３１と線光源２０の円環の中心軸２２とが、一致しているとしてもよい。更に、撮像部３０によって撮像された画像３２に写り込んだ線光源２０の反射像の大きさに基づき、被測定面１２の曲率半径Ｒを演算する演算部４０を、備えてもよい。演算部４０は、曲率半径Ｒから被測定面１２の傾斜を求め、その傾斜を用いて反射光の角度を補正する、としてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲面状の被測定面に光を照射する円環状の線光源と、
前記光が照射されている前記被測定面を撮像する撮像部と、
を備えた反射光分布測定装置。

【請求項2】

前記撮像部の光軸と前記線光源の前記円環の中心軸とが一致している、
請求項１記載の反射光分布測定装置。

【請求項3】

前記撮像部によって撮像された画像に写り込んだ前記線光源の反射像の大きさに基づき前記被測定面の曲率半径を演算する演算部を、
更に備えた請求項１又は２記載の反射光分布測定装置。

【請求項4】

前記演算部は、前記曲率半径から前記被測定面の傾斜を求め、前記傾斜を用いて反射光の角度を補正する、
請求項３記載の反射光分布測定装置。

【請求項5】

曲面状の被測定面に円環状の線光源によって光を照射し、
前記光が照射されている前記被測定面を撮像部によって撮像する、
反射光分布測定方法。

【請求項6】

前記撮像部の光軸と前記線光源の前記円環の中心軸とが一致している、
請求項５記載の反射光分布測定方法。

【請求項7】

前記撮像部によって撮像された画像に写り込んだ前記線光源の反射像の大きさに基づき前記被測定面の曲率半径を演算する、
請求項５又は６記載の反射光分布測定方法。

【請求項8】

前記曲率半径から前記被測定面の傾斜を求め、前記傾斜を用いて反射光の角度を補正する、
請求項７記載の反射光分布測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被測定面から戻ってきた反射光について光量分布などを測定する反射光分布測定装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

物体の反射光の角度分布であるＢＲＤＦ（Bidirectional Reflectance Distribution Function）を測定する技術のうち、線光源の反射像を用いたＢＲＤＦ測定技術は本発明者らにより報告されている（非特許文献１参照）。

【0003】

このＢＲＤＦとは、双方向反射率分布関数とも呼ばれる反射モデルの一つであり、反射表面において、光がある方向から入射したとき他の方向へどれだけ反射されるか、を表す関数である。コンピュータグラフィックスの生成にもＢＲＤＦは用いられている。実際の物体表面の質感をよりリアルに再現するために、物体表面のＢＲＤＦの測定が重要視されている。

【0004】

非特許文献１に開示された反射光分布測定装置７０を、図８［Ａ］に示す。反射光分布測定装置７０は、試料７１の被測定面７２を照射する直線状の線光源８０と、線光源８０によって照射されている被測定面７２を撮像する撮像部９０と、を備えている。線光源８０は、図８［Ａ］において図面に垂直な方向に延びた直線状である。線光源８０の線幅は０．４ｍｍである。線光源８０と撮像部９０は、入射角θｉ及び反射角θｒが試料７１に対して正反射の関係になるように、ここではそれぞれ４５°に被測定面７２の法線７５を挟んで配置されている。

【0005】

本発明でいう線光源とは、線状の点光源である。物理用語の点光源とは、ある点から全方向に放射状に光を発する光源である。光軸が平行な平行光、例えば太陽光、と区別される。また、本発明でいう円環状の線光源とは、同心円環状に成形した線状の点光源である。

【0006】

線光源８０から照射された光７３は、被測定面７２で反射して、撮像部９０で光沢として撮像される。このとき、撮像部９０で得られた被測定面７２の画像には、線光源８０の反射像が直線状の光沢として写り込む。この反射像の光量分布から被測定面７２のＢＲＤＦが測定される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】S. Inoue and N. Tsumura, “Measuring Method for Line Spread Function of Specular Reflection,” OSA Continuum 3(4), 864-877 (2020).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、反射光分布測定装置７０を用いて物体のＢＲＤＦを測定する技術では、平面に対しては高精度な測定結果が得られるものの、曲面に対しては測定精度が落ちるという問題があった。その理由は、図８［Ｂ］に示すように、曲面の被測定面７４の反射像が形成される領域では、線光源８０からの光７３が当たる位置毎に、光７３の反射角度が変わるためである。その結果、被測定面７４の画像に写し込まれる線光源８０の反射像から求める反射角度が平面の場合に対して歪んだ値になってしまうので、反射光分布の測定が不正確になる。換言すると、光７３の反射角度が被測定面７４の光沢によるのか被測定面７４の傾斜によるのかわからない反射光を測定することになる。

【0009】

特にコンピュータグラフィックスで表示したい対象（例えば工業製品や美術品等）は曲面で構成されている場合が多いため、曲面でも高精度にＢＲＤＦを測定できる技術が待望されている。

【0010】

そこで、本発明の目的は、被測定面が曲面である場合にも高精度にＢＲＤＦ等を測定できる反射光分布測定装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明者は、上記課題を解決すべく実験及び考察を繰り返したところ、物体表面の複雑な曲面でも部分的に見れば球面として扱えることに気がついた。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

【0012】

すなわち、本発明に係る反射光分布測定装置は、
曲面状の被測定面に光を照射する円環状の線光源と、
前記光が照射されている前記被測定面を撮像する撮像部と、
を備えた装置である。

【0013】

そして、本発明に係る反射光分布測定方法は、
曲面状の被測定面に円環状の線光源によって光を照射し、
前記光が照射されている前記被測定面を撮像部によって撮像する、
方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、曲面状の被測定面に円環状の線光源によって光を照射し、その被測定面を撮像することにより、線光源全体の円環状の反射像が被測定面の画像に写り込む。この円環状の反射像から被測定面の曲率半径を推定し、この曲率半径から被測定面の測定位置の傾斜を算出できることから、被測定面の傾斜による反射角度の増減を補正した反射光分布を正確に測定できるので、被測定面が曲面である場合にも高精度にＢＲＤＦ等を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１の反射光分布測定装置を示す構成図である。

【図2】図２［Ａ］は図１において円環状の線光源を被測定面側から見た平面図であり、図２［Ｂ］は図２［Ａ］におけるIIｂ－IIｂ線断面図である。

【図3】円環状の線光源の他の例を示す平面図である。

【図4】撮像部で撮像された画像を示す図であり、図４［Ａ］は第一例、図４［Ｂ］は第二例を、図４［Ｃ］は第三例である。

【図5】曲率半径を測定する場合の第一例を示す説明図であり、図５［Ａ］は平面状の被測定面を撮像する場合、図５［Ｂ］は球面状の被測定面を撮像する場合である。

【図6】曲率半径を測定する場合の第一例を示す説明図であり、図６［Ａ］は平面状の被測定面を撮像する場合の他の例、図６［Ｂ］は球面状の被測定面を撮像する場合の他の例である。

【図7】図７［Ａ］は曲率半径を測定する場合の第二例を示す説明図、図７［Ｂ］は反射角を補正する場合の一例を示す説明図、図７［Ｃ］は撮像部で撮像された画像を示す説明図である。

【図8】図８［Ａ］は従来技術における反射光分布測定装置を示す構成図、図８［Ｂ］は図８［Ａ］において被測定面が曲面である場合の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。

【0017】

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１の反射光分布測定装置を示す構成図である。図２［Ａ］は図１において円環状の線光源を被測定面側から見た平面図であり、図２［Ｂ］は図２［Ａ］におけるIIｂ－IIｂ線断面図である。図３は、円環状の線光源の他の例を示す平面図である。以下、図１乃至図３に基づき説明する。

【0018】

本実施形態１の反射光分布測定装置１０は、曲面状の被測定面１２に光２１を照射する円環状の線光源２０と、光２１が照射されている被測定面１２を撮像する撮像部３０と、を備えている。撮像部３０の光軸３１と線光源２０の円環の中心軸２２とが、一致しているとしてもよい。更に、撮像部３０によって撮像された画像３２に写り込んだ線光源２０の反射像の大きさに基づき、被測定面１２の曲率半径Ｒを演算する演算部４０を、備えてもよい。演算部４０は、曲率半径Ｒから被測定面１２の傾斜を求め、その傾斜を用いて反射光の角度を補正する、としてもよい。曲面はその多くが部分的に見れば球面とみなせる。曲率半径Ｒは、球面の中心Ｏから被測定面１２までの長さである。

【0019】

線光源２０及び撮像部３０は、試料１１の被測定面１２と対向するように、例えば架台等に設置される。試料１１は、例えばＸ－Ｙステージ１４等に載置される。又は、線光源２０、撮像部３０及び演算部４０を一体化して携帯可能とし、これを移動が難しい物体の測定に用いてもよい。例えば、撮像部３０としてカメラを用いた場合、そのレンズを線光源２０の円環内に嵌め込んで、コンパクトにしてもよい。なお、図１では、わかりやすくするために、線光源２０及び試料１１を断面で示している。

【0020】

図２は線光源２０の具体的な一例を示す。線光源２０は絞り板２３及び筐体２５を有する。絞り板２３及び筐体２５は、被測定面１２側から見て同じ円環状になっており、互いに接合されている。絞り板２３には、円環状にスリット２４が幅０．４ｍｍで形成されている。筐体２５には、ＬＥＤなどの発光素子２６が多数収容されている。これにより、発光素子２６からの光２１は、スリット２４のみから射出されるようになっている。つまり、円環状の線光源２０の「円環」とは、スリット２４の形状のことである。

【0021】

また、撮像部３０としてのカメラのシャッターボタンを押すと瞬間的に強く発光するストロボ（又はフラッシュとも呼ばれる。）を、発光素子２６として用いてもよい。この場合は、撮像時の外光の影響を低減できる。なお、図２では、わかりやすくするために、スリット２４の幅を他の部分に比べて拡大して描いている。

【0022】

円環状の線光源における「円環」は、必ずしも完全な円である必要はなく、例えば図３に示すように、円全体を推測可能であれば一部が欠けた円であってもよい。図３に示す線光源５０では、絞り板５３に形成されたスリット５４の一部が欠けている。この場合は、絞り板５３がスリット５４で二つに分離されないので、スリット５４の形成が容易である。なお、線光源５０の断面構造は線光源２０と同じである。

【0023】

撮像部３０は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサなどの二次元イメージセンサ及び撮像用の光学系を有する一般的なカメラを用いている。その二次元イメージセンサの受光面で捉えた画像３２は、二次元座標上のフォトセルごとの光量（すなわち光量分布）として電気信号に変換され、演算部４０へ出力されるとともに、ディスプレイなどに拡大表示される。撮像部３０は、光軸３１を中心とする画角φで、被測定面１２を撮像する。通常、撮像部３０の光軸３１は、撮像部３０で得られる画像３２の中心に位置する。また、撮像部３０の光軸３１と被測定面１２の法線１３とが一致するように、撮像部３０及び被測定面１２の位置が調整されている。つまり、図１に示すように、光軸３１、中心軸２２及び法線１３は、全て一致している。

【0024】

演算部４０は、例えばパーソナルコンピュータ内に画像処理及び数値計算のコンピュータプログラムによって実現されている。パーソナルコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＨＤＤ等からなる一般的なものでよい。コンピュータプログラムは、ＨＤＤに格納されており、ＨＤＤからＲＡＭにロードされ、ＣＰＵにて実行される。ＨＤＤの代わりにＳＳＤ等を用いてもよい。

【0025】

次に、反射光分布測定装置１０の動作について説明する。

【0026】

まず、線光源２０及び撮像部３０を被測定面１２に対向させ、線光源２０から被測定面１２に光２１を照射する。すると、被測定面１２には、線光源２０の円環状の反射像が生ずる。この状態において撮像部３０によって被測定面１２を撮像することにより、線光源２０の円環状の反射像が写り込んだ画像３２が得られる。

【0027】

画像３２について、第一例を図４［Ａ］、第二例を図４［Ｂ］、第三例を図４［Ｃ］に示す。図４［Ａ］の画像３２ａは、被測定面が平面状（曲率半径Ｒ無限大）の場合である。図４［Ｂ］の画像３２ｂは、被測定面が球面状（凸面かつ曲率半径Ｒ大）の場合である。図４［Ｃ］の画像３２ｃは、被測定面が球面状（凸面かつ曲率半径Ｒ小）の場合である。これらの図から明らかなように、画像３２に写り込んだ線光源２０の反射像の大きさが小さくなるほど、被測定面１２の曲率半径Ｒも小さくなる。つまり、線光源２０の反射像の大きさと曲率半径Ｒとは一対一の関係にあるので、線光源２０の反射像の大きさを測ることによって曲率半径Ｒを求めることができる。これらの関係は、実測又は計算よって得られる。

【0028】

次に、線光源２０の反射像の大きさと曲率半径Ｒとの関係を、計算によって得る方法の第一例を説明する。

【0029】

図５［Ａ］は平面状の被測定面１５を撮像する場合、図５［Ｂ］は球面状の被測定面１２を撮像する場合である。図５［Ａ］において、被測定面１５の法線１６は、撮像部３０の光軸３１及び線光源２０の中心軸２２と一致している。図５［Ｂ］においても、被測定面１２の法線１３は、撮像部３０の光軸３１及び線光源２０の中心軸２２と一致している。つまり、どちらの場合も、被測定面以外は同じ条件である。このとき、図５［Ａ］では線光源２０の円環状の反射像２０１が生じ、図５［Ｂ］では反射像２０１よりも小さい円環状の反射像２０２が生じている。図５において、図１と同じ部分には同じ符号を付すことにより、重複説明を省略する。

【0030】

ここで、
被測定面１５，１２から線光源２０までの距離をａ、
被測定面１５から反射像２０１までの距離をｂ１、
被測定面１２から反射像２０２までの距離をｂ２、
被測定面１２から球面の焦点Ｆまでの焦点距離をｆ、
被測定面１２から球面の中心Ｏまでの曲率半径をＲ、
反射像２０１の大きさをｄ１、
反射像２０２の大きさをｄ２、
とする。ａ，ｂ１は既知であり、ｄ１／ｄ２は画像３２から測定可能であり、ｂ２，ｆ，Ｒが未知である。

【0031】

このとき、図５［Ｂ］において凸面鏡の写像公式及び倍率ｍは次式で表すことができる。
（１／ａ）－（１／ｂ２）＝－１／ｆ
＝－２／Ｒ （∵２×ｆ＝Ｒ） ・・・（１）
ｍ＝ｂ２／ａ＝ｄ２／ｄ１ ・・・（２）
式（２）から未知のｂ２について次式が得られる。
ｂ２＝（ａ×ｄ２）／ｄ１ ・・・（３）
式（１）、（３）から未知のＲについて次式が得られる。
Ｒ＝２／｛（１／ｂ２）－（１／ａ）｝
＝２×ａ／｛（ｄ１／ｄ２）－１｝ ・・・（４）

【0032】

したがって、既知のａと測定されたｄ１／ｄ２とを式（４）に代入することによって、Ｒを求めることができる。例えば、ａとｄ１との多数の組み合わせからなるデータベースを予め作成しておき、球面状の被測定面１２を測定する度にｄ２を得て、ａ，ｄ１／ｄ２を式（４）に代入することによって、Ｒを求めるようにしてもよい。

【0033】

また、測定したｄ２がｄ１に等しければ、式（４）右辺の分母が０になるので、Ｒが無限大となる。つまり、被測定面が平面であるか否かの検出にも有効である。なお、本実施形態１では球面状の被測定面１２が凸面である場合について説明したが、被測定面１２が凹面である場合も凹面鏡の写像公式を用いて凸面の場合と同様に曲率半径Ｒを求めることができる。また、円環状の反射像２０１，２０２の大きさｄ１，ｄ２として、その直径を対象としたが、例えば半径など、どの部分を対象にしてもよい。

【0034】

次に、曲率半径Ｒの求め方について、図７［Ａ］に基づき第二例を説明する。図７［Ａ］において、図５［Ｂ］と同じ部分には同じ符号を付すことにより、重複説明を省略する。

【0035】

光軸１３を通る撮像部３０の中心及び線光源２０のスリット２４の部分を、それぞれ点で表す。ここで、
被測定面１２における光軸１３と交わる点をＰ、
入射光２１１と反射光２２２とが被測定面１２上で正反射する位置を点Ｑ、
撮像部３０と線光源２０との中間の位置を点Ｓ、
被測定面１２から撮像部３０までの距離を、被測定面１２から線光源２０までの距離と同じくａ、
撮像部３０と線光源２０との距離をｃ、撮像部３０と点Ｓとの距離をｃ／２、
点Ｐと点Ｑとの距離をｅ、
とする。
また、中心Ｏと点Ｓとを結ぶ直線１３１が点Ｑを通るものとする。

【0036】

このとき、図７［Ａ］から明らかなように、次式が成り立つ。
ｅ／Ｒ＝（ｃ／２）／（Ｒ＋ａ） ・・・（５）
∴Ｒ／ｅ＝（Ｒ＋ａ）／（ｃ／２）
この両辺にｅ×（ｃ／２）をかけると、
Ｒ（ｃ／２）＝（Ｒ＋ａ）×ｅ
となるので、Ｒは次式で与えられる。
Ｒ＝（ａ×ｅ）／（（ｃ／２）－ｅ） ・・・（６）

【0037】

したがって、既知のａ，ｃと測定されたｅとを式（６）に代入することによって、Ｒを求めることができる。また、測定したｅがｃ／２に等しければ、式（６）右辺の分母が０になるので、Ｒが無限大となる。つまり、第一例と同様、被測定面が平面であるか否かの検出にも有効である。

【0038】

図７［Ｃ］は撮像部３０で撮像された画像３２を示し、図７［Ｃ］において図７［Ａ］の各符号に対応する部分は同じ符号を用いる。画像３２において、撮像部３０の光軸３１は既知である。光軸３１は、一般に画像３２の中心になり、点Ｐに重なる。画像３２では、被測定面１２上を撮像した際の線光源２０の反射光のピークを、黒い円環（反射像２０２）で示している。曲率半径Ｒは、前述したように、画像３２の中心（点Ｐ）から正反射位置である点Ｑまでの距離ｅから算出可能である。例えば、画像３２の画素何個分が実際の何ｍｍに相当するというように、距離ｅは実際の長さに対応づけられている。また、線光源２０の反射光量分布は、中心（点Ｐ）から放射状に広がる線で切った反射像２０２の断面である。

【0039】

次に、曲率半径Ｒから被測定面１２の傾斜を求め、その傾斜を用いて反射光の角度を補正する方法について、その一例を図７［Ｂ］に基づき説明する。図７［Ｂ］において、図７［Ａ］と同じ部分には同じ符号を付すことにより、重複説明を省略する。

【0040】

ここで、
被測定面１２の傾斜角をβ、
補正前の反射光２１２の角度をα１、
補正後の反射光２１２の角度をα２、
点Ｑを通り光軸３１に平行な線を直線３１１、
とする。角度α１は撮像部３０が点Ｑを見る角度である。

【0041】

このとき、図７［Ｂ］から明らかなように、β，α１，α２は次式で与えられる。
β＝arcsin（ｅ／Ｒ） ・・・（７）
α１＝arctan（ｅ／ａ） ・・・（８）
α２＝α１＋β ・・・（９）

【0042】

したがって、式（７）及び曲率半径Ｒから傾斜角βを求め、式（８）、式（９）及び傾斜角βを用いて反射光２２２の角度α１を角度α２に補正することができる。これにより、正反射位置である点Ｑにおいて、反射光２２２の反射角（角度α２）は入射光２２１の入射角に等しくなり、正しく補正されたことがわかる。

【0043】

次に、反射光分布測定装置１０の作用及び効果について説明する。

【0044】

（１）反射光分布測定装置１０によれば、曲面状の被測定面１２に円環状の線光源２０によって光２１を照射し、被測定面１２を撮像することにより、線光源２０全体の円環状の反射像２０２が被測定面１２の画像３２に写り込む。したがって、測定したい反射像２０２に加えて、その位置の曲率半径Ｒ及びその位置の傾斜を算出可能な画像３２が得られることから、曲面の傾斜の影響を補正した反射光分布を正確に測定できるので、被測定面１２が曲面である場合にも高精度にＢＲＤＦ等を測定できる。

【0045】

従来技術において、図８［Ｂ］に示すように、曲面の被測定面７４の反射像が形成される領域では、直線状の線光源８０からの光７３が当たる位置毎に、光７３の反射角度が被測定面７４の傾斜によって変わる。そのため、曲面の被測定面７４の画像に写し込まれる線光源８０の反射像は、平面の場合の反射に比べ歪んだ分布になってしまう。これに対し、本実施形態１では、光量分布の測定と同時に被測定面７４のその位置の曲率半径Ｒを算出でき、曲率半径Ｒからその位置の傾斜が得られる。そのため、曲面状の被測定面１２の画像３２に写し込まれる線光源２０の反射像に基づき、被測定面１２が曲面である場合にも、傾斜による角度の増減を補正して高精度にＢＲＤＦ等を測定できる。

【0046】

（２）撮像部３０の光軸３１と線光源２０の円環の中心軸２２とが一致する場合は、被測定面１２の法線１３を精度よく測定できる。つまり、画像３２の中心に反射像２０２が来るように撮像部３０及び線光源２０（又は被測定面１２）の位置を調整すれば、光軸３１及び中心軸２２が被測定面１２の法線１３に一致したことになる。このとき、画像３２において反射像２０２が真円となり、画像３２の中心が法線１３の位置となる。以下、図６に基づき更に詳しく説明する。

【0047】

図６［Ａ］は平面状の被測定面１５を撮像する場合、図６［Ｂ］は球面状の被測定面１２を撮像する場合である。図６［Ａ］において、被測定面１５の法線１６は、光軸３１及び中心軸２２と一致していない。図６［Ｂ］においても、被測定面１２の法線１３は、光軸３１及び中心軸２２と一致していない。このとき、どちらの場合も反射像２０１，２０２は、撮像部３０の画角φの端の方、すなわち画像３２においても端の方に位置し、しかも真円ではなく楕円となる。これらの図から明らかなように、法線１６，１３が光軸３１及び中心軸２２と一致していないことは容易に検出できる。この状態から撮像部３０及び線光源２０（又は被測定面１５，１２）の位置を図５のように調整することにより、法線１６，１３を精度よく測定できる。

【0048】

（３）撮像部３０によって撮像された画像３２に写り込んだ線光源２０の反射像２０２の大きさに基づき、被測定面１２の曲率半径Ｒを演算する演算部４０を、備えた場合は、前述したように、被測定面１２の曲率半径Ｒを容易かつ精度よく測定できる。このように、反射光分布測定装置１０によれば、球面状の被測定面１２の法線１３や曲率半径Ｒに基づき被測定面１２の傾斜を把握できるので、これらの情報を利用して球面状の被測定面１２のＢＲＤＦを精度よく測定できる。光沢を有する物体の多くは平面ではなく曲面であるため、工業製品、美術品、文化財等のＢＲＤＦ測定に反射光分布測定装置１０を活用できる。

【0049】

（４）反射光分布測定装置１０の動作を方法の発明として捉えると、次の工程を含む反射光分布測定方法となる。
曲面状の被測定面１２に円環状の線光源２０によって光２１を照射し、光２１が照射されている被測定面１２を撮像部３０によって撮像する方法。このとき、撮像部３０の光軸３１と線光源２０の円環の中心軸２２とが一致している、としてもよい。また、撮像部３０によって撮像された画像３２に写り込んだ線光源２０の反射像２０２の大きさに基づき、被測定面１２の曲率半径Ｒを演算する、としてもよい。更に、曲率半径Ｒから被測定面１２の傾斜を求め、この傾斜を用いて反射光の角度を補正する、としてもよい。
この反射光分布測定方法も、反射光分布測定装置１０と同等の作用及び効果を奏する。

【0050】

＜その他＞
以上、上記実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができ、そのように変更された技術も本発明に含まれる。例えば、曲率半径の算出方法や反射角の補正方法は、前述した以外にも何通りも考えられ、どのような方法でも用いることができる。

【符号の説明】

【0051】

１０ 反射光分布測定装置（実施形態１）
１１ 試料
１２ 被測定面（球面状）
１３ 法線
Ｒ 曲率半径
Ｏ 中心
１４ Ｘ－Ｙステージ
１５ 被測定面（平面状）
１６ 法線
２０，５０ 線光源（円環状）
２０１，２０２ 反射像
２１ 光
２２ 中心軸
２３，５３ 絞り板
２４，５４ スリット
２５ 筐体
２６ 発光素子
３０ 撮像部
３１ 光軸
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 画像
φ 画角
４０ 演算部
７０ 反射光分布測定装置（従来技術）
７１ 試料
７２ 被測定面（平面）
７３ 光
７４ 被測定面（曲面）
７５ 法線
８０ 線光源（直線状）
９０ 撮像部
θｉ 入射角
θｒ 反射角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】