本發(fā)明涉及例如用于測量試樣的光學(xué)特性的測量裝置。
背景技術(shù)：
：常規(guī)上，出于評價打印材料、涂敷表面和產(chǎn)品的外觀的目的，例如，JIS和ISO規(guī)定用于評價試樣(它們的表面和它們的內(nèi)部等)的光學(xué)特性的標(biāo)準(zhǔn)。例如，ISO2813和JISZ8741規(guī)定鏡面光澤度。ASTME430規(guī)定霧度和圖像明晰度(distinctnessofimage，DOI)。另外，JISK7374和ASTMD5767規(guī)定圖像清晰度(imageclarity)。并且，用于評價光澤度的唯一指標(biāo)也正在被提出。獲得試樣的這種擴(kuò)散特性或光學(xué)特性的測量裝置是已知的。這種測量裝置包括根據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)配置的裝置。同時，這種測量裝置包括首先獲得擴(kuò)散特性(例如，雙向反射率分布函數(shù)(簡寫為BRDF))的裝置。該裝置可用作基于擴(kuò)散特性獲得多個附加指標(biāo)(例如，鏡面光澤度、霧度和圖像清晰度)的通用裝置。在這種通用測量裝置中的光學(xué)系統(tǒng)中，試樣可被設(shè)置在光瞳中，二次光源可被設(shè)置在前側(cè)焦點(diǎn)處，并且，圖像傳感器可被設(shè)置在后側(cè)焦點(diǎn)處。日本專利公開No.2010-276492公開了針孔用作二次光源且通過圖像傳感器拍攝針孔的圖像的裝置。由于針孔用作二次光源，因此，可以獲得具有高的角度分辨率的擴(kuò)散特性，但是該裝置可能不利于確保光量或發(fā)光靈敏度。同時，日本專利公開No.2008-256454公開了開口板中的開口用作二次光源并且通過圖像傳感器拍攝開口的圖像的裝置。增大開口板中的開口的角度提供確保光量的優(yōu)點(diǎn)，但是在諸如擴(kuò)散特性的獲得的光學(xué)特性的角度分辨率上存在不利。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供例如有利于獲得的光學(xué)特性的角度分辨率的測量裝置。本發(fā)明的一個方面提供一種測量裝置，該測量裝置包括：被配置為將光投影到試樣上并且經(jīng)過(via)試樣接收光的光學(xué)系統(tǒng)；被配置為經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)拍攝光源的圖像的成像設(shè)備；和被配置為基于成像設(shè)備的輸出獲得試樣的光學(xué)特性的處理器。處理器被配置為：基于圖像及其傅立葉變換中的一個以及光源及其傅立葉變換中的相應(yīng)一個確定維納(Wiener)濾波器的系數(shù)；以及，基于系數(shù)確定了的Wiener濾波器、圖像的傅立葉變換和光源的傅立葉變換，獲得光學(xué)特性。從參照附圖對示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。附圖說明圖1A示出測量裝置的構(gòu)成例，圖1B示出由處理器執(zhí)行的處理的流程圖。圖2示出當(dāng)Wiener濾波器的系數(shù)不管擴(kuò)散程度如何都保持恒定時獲得的BRDF。圖3示出當(dāng)Wiener濾波器的系數(shù)變化時獲得的BRDF。圖4示出確定Wiener濾波器的系數(shù)的處理的流程圖的例子。圖5示出基于通過使用臨時系數(shù)或確定的系數(shù)獲得的BRDF的擴(kuò)散程度。圖6示出確定Wiener濾波器的系數(shù)的處理的流程圖的另一例子。具體實(shí)施方式以下，將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。將注意到，在用于描述示例性實(shí)施例的所有附圖中，一般(除非相反指出)，相同的部件被賦予相同的附圖標(biāo)記，并且，將省略它們的重復(fù)描述。第一示例性實(shí)施例圖1A示出根據(jù)示例性實(shí)施例的測量裝置的構(gòu)成例。圖1A是測量裝置的截面圖。測量裝置包括(具有光軸110的)光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包含具有開口(也稱為光源或二次光源)的開口單元101以及會聚透鏡102和103。光學(xué)系統(tǒng)將光投影到試樣2上并且經(jīng)過試樣2接收光。光源1(真實(shí)光源或一次光源)例如經(jīng)過另一光學(xué)系統(tǒng)(未示出)照射開口單元101中的開口。試樣2被設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的光瞳中(或者光瞳附近的位置處)。成像設(shè)備3經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)拍攝開口單元101中的開口(光源)的圖像。會聚透鏡103被配置為接收當(dāng)來自會聚透鏡102的光(111)被試樣2鏡面反射時產(chǎn)生的鏡面反射光(112)。開口單元101中的開口具有從會聚透鏡102觀看的開口角度(光投影側(cè)的開口角度)113。另外，成像設(shè)備3的光接收區(qū)域具有從會聚透鏡103觀看的開口角度(光接收側(cè)的開口角度)114，并且，所述的開口角度114由光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)倍率和光投影側(cè)的開口角度113的乘積確定。優(yōu)選開口單元101和成像設(shè)備3具有光學(xué)共軛關(guān)系。成像設(shè)備3可包含電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)結(jié)構(gòu)的固態(tài)圖像傳感器。特別地，矩陣狀布置像素的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。成像設(shè)備3經(jīng)過線纜5與(信號)處理器4(運(yùn)算器件)連接。處理器4基于來自成像設(shè)備3的輸出(信號)獲得試樣2的光學(xué)特性(例如，擴(kuò)散特性)。處理器4可包含但不限于根據(jù)與將在后面描述的圖1B、圖4或圖6所示的處理的流程對應(yīng)的程序動作的計(jì)算機(jī)(或包含諸如中央處理單元(CPU)的器件(處理器等)的信息處理器件)。圖1B示出由處理器4執(zhí)行的處理的流程。參照圖1B，在步驟S1中，獲得關(guān)于開口單元101中的開口g(x,y)的信息和關(guān)于經(jīng)過試樣2通過成像設(shè)備3拍攝的開口的圖像i(x,y)的信息。為了簡化，g(x,y)和i(x,y)也分別被稱為g和i。關(guān)于開口g的信息可以是當(dāng)試樣2被鏡面替代時由成像設(shè)備3獲得的信號，或者可以是通過用另一成像設(shè)備直接成像開口所獲得的信號。在步驟S2中，開口g和圖像i經(jīng)受傅立葉變換以獲得G(m,n)和I(m,n)。為了簡化，G(m,n)和I(m,n)也分別被稱為G和I?？赏ㄟ^使用G和I用下式表達(dá)用作光學(xué)特性的BRDF的傅立葉變換B(m,n)(為了簡化，也簡稱為B)。B(m,n)=Σn=0Nn-1Σm=0Nm-1I(m,n)G(m,n)exp[-i2πNm0Nm+-i2πNn0Nn]...(1)]]>以上，Nm和Nn分別代表成像設(shè)備3的縱向像素?cái)?shù)量和橫向像素?cái)?shù)量。另外，Nm0和Nn0代表用于確定BRDF的中心坐標(biāo)的常數(shù)。關(guān)于式(1)中的B，G(m,n)可變?yōu)?，這導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)散。為了防止出現(xiàn)這種發(fā)散，可在下式中使用Wiener濾波器。B(m,n)=Σn=0Nn-1Σm=0Nm-1I(m,n)G(m,n)|G(m,n)|2|G(m,n)|2+cexp[-i2πNm0Nm+-i2πNn0Nn]...(2)]]>以上，不存在式(1)中的分?jǐn)?shù)與Wiener濾波器對應(yīng)，并且，c代表Wiener系數(shù)(也簡稱為系數(shù))。濾波器的增益根據(jù)系數(shù)c變化。這里重要的是，c的值的確定不僅根據(jù)不依賴于試樣2的G(m,n)、而且根據(jù)依賴于試樣2的I(m,n)被確定。具體而言，c的理想值根據(jù)擴(kuò)散程度(例如，將在后面描述的擴(kuò)散程度σ)變化，并且，c不能被設(shè)定為固定值。為了描述這一點(diǎn)，圖2示出當(dāng)Wiener濾波器的系數(shù)不管擴(kuò)散程度如何都保持恒定時獲得的BRDF。對不同的擴(kuò)散程度(高斯半徑)，示出當(dāng)開口單元101中的開口為針孔(例如，由δ函數(shù)表達(dá))時獲得的BRDF和當(dāng)開口單元101中的開口為根據(jù)JISZ8741的20度的鏡面光澤度規(guī)定的開口(狹縫)時獲得的BRDF。這里，會聚透鏡102和103的焦距均為15.5mm，開口單元101中的開口是根據(jù)JISZ8741的20度的鏡面光澤度規(guī)定的開口(有限開口)，(一次)光源是D65光源，并且，成像設(shè)備3中的各像素的尺寸為7.4μm×59.2μm。Wiener濾波器的系數(shù)為10-4。圖2中的BRDF分別通過用作閾值的BRDF的中值被二值化。試樣2的擴(kuò)散程度σ由下式給出。f(θ)=A·exp[-(θ-θ0)2σ2]...(3)]]>以上，θ0代表鏡面反射角度(＝20°)，并且，A代表用于歸一化反射率的系數(shù)。參照圖2，在有限開口的情況下，BRDF根據(jù)擴(kuò)散程度σ偏離針孔的情況下的BRDF，并且，特別地，當(dāng)擴(kuò)散程度σ越大時，偏離越大。以這種方式，當(dāng)Wiener濾波器的系數(shù)被固定時，不可獲得適當(dāng)?shù)腂RDF。關(guān)于有限開口的情況，圖3示出當(dāng)Wiener濾波器的系數(shù)變化時獲得的BRDF。在這種情況下，擴(kuò)散程度σ被設(shè)定為1.0，并且，系數(shù)c變化。圖3揭示，當(dāng)系數(shù)c處于約10-3～10-2的范圍中時，獲得的BRDF接近在針孔的情況下獲得的BRDF，并且，偏離在其它的范圍中增大。換句話說，當(dāng)根據(jù)擴(kuò)散程度確定Wiener濾波器(的系數(shù)c)時，可獲得適當(dāng)?shù)腂RDF。重新參照圖1B，將描述其處理步驟。在步驟S3中，估計(jì)擴(kuò)散程度σ，并且，基于估計(jì)的擴(kuò)散程度σ確定Wiener濾波器的系數(shù)c。在步驟S4中，基于在S3中確定的系數(shù)c確定Wiener濾波器。更具體而言，在步驟S3中，可基于事先確定的臨時Wiener系數(shù)c獲得臨時BRDF，并且，可基于臨時BRDF估計(jì)擴(kuò)散程度σ。作為替代方案，可基于開口g與圖像i之間的相關(guān)性(例如，相關(guān)系數(shù))估計(jì)擴(kuò)散程度σ。具體而言，可基于圖像及其傅立葉變換中的一個和與其對應(yīng)的(二次)光源及其傅立葉變換中的一個估計(jì)試樣的擴(kuò)散程度。將在后面在第一例子和第二例子中用具體例子詳細(xì)描述這些方法。最后，在步驟S5中，如下式那樣，通過使作為BRDF的傅立葉變換的B(m,n)經(jīng)受逆傅立葉變換，獲得作為試樣2的BRDF的b(θ1,θ2)。b(θ1,θ2)＝FFT-1(B(m,n))···(4)以上，作為試樣2的BRDF的b(θ1,θ2)一般取非負(fù)值，但是通過式(4)獲得的BRDF可取負(fù)值。但是，當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)腤iener濾波器時，這種負(fù)值的絕對值小，因此，即使當(dāng)這種負(fù)值變?yōu)榉秦?fù)值(即，舍入(rounding)為0或者通過取其絕對值將其變?yōu)檎?時，這種運(yùn)算的影響也可以是忽略不計(jì)的。以這種方式，可以獲得適當(dāng)?shù)腂RDF。因此，可以提供有利于獲得的光學(xué)特性的角度分辨率的測量裝置。雖然在以上的描述中作為例子示出試樣反射光的情況，但本發(fā)明不限于此。例如，試樣可透過光(在這種情況下獲得的光學(xué)特性是雙向透過率分布函數(shù)(BTDF))。并且，雖然作為例子描述了反射特性(反射率)，但本發(fā)明不限于此，并且，反射特性(反射率)可被轉(zhuǎn)換成吸收特性(吸收率)。第一例子圖4示出確定Wiener濾波器的系數(shù)的處理的流程的例子。具體而言，圖4示出圖1B的步驟S3中的處理的流程的具體例子。在步驟S3-1中，Wiener濾波器的臨時系數(shù)c被設(shè)定為事先確定的臨時值(預(yù)先確定的值)。這里，會聚透鏡102和103的焦距均為15.5mm，開口單元101中的開口是根據(jù)由JISZ8741規(guī)定的20度的鏡面光澤度的開口(有限開口)，一次光源是D65光源，并且，成像設(shè)備3中的各像素的尺寸為7.4μm×59.2μm。在這種情況下，Wiener濾波器的臨時系數(shù)c優(yōu)選取10-3～10-1(包括10-3和10-1)的范圍內(nèi)的值。另外，當(dāng)開口單元101中的開口(狹縫)是根據(jù)由JISZ8741規(guī)定的60度的鏡面光澤度的開口時，臨時系數(shù)c優(yōu)選取10-2～1(包括10-2和1)的范圍內(nèi)的值。在步驟S3-2中，基于臨時濾波器系數(shù)c獲得臨時BRDF，并且，獲得擴(kuò)散程度σ的臨時值。當(dāng)開口單元101中的開口(狹縫)是根據(jù)20度的鏡面光澤度的開口時，臨時濾波器系數(shù)c被設(shè)定為10-3。關(guān)于試樣的擴(kuò)散程度σ，使用臨時濾波器系數(shù)c通過式(2)和(4)獲得BRDF，并且，通過式(3)擬合所獲得的BRDF。因此，如表1所示，可獲得擴(kuò)散程度σ的臨時值。可通過使用以高斯半徑的形式的擴(kuò)散程度σ為未知的高斯函數(shù)(式(3)的右側(cè))在擴(kuò)散程度σ上實(shí)施上述的擬合。表1擴(kuò)散程度σσ的臨時值0.0100.0370.0200.0450.0300.0520.0400.0590.0500.0670.1000.1170.2000.2190.3000.3120.4000.4150.5000.5191.0001.0342.0002.0324.0004.020在步驟S3-3中，參照表1和表2基于在S3-2中獲得的擴(kuò)散程度σ的臨時值確定Wiener濾波器的系數(shù)c。表2示出關(guān)于試樣2的擴(kuò)散程度σ事先獲得的Wiener濾波器的優(yōu)選系數(shù)(常用對數(shù))。表2圖5示出基于通過使用臨時系數(shù)或確定的系數(shù)獲得的BRDF的擴(kuò)散程度。與從臨時系數(shù)獲得的擴(kuò)散程度σ(的臨時值)相比，從確定的系數(shù)獲得的擴(kuò)散程度σ接近試樣的實(shí)際擴(kuò)散程度σ。這揭示即使當(dāng)使用有限開口而不是針孔作為開口單元101中的開口時也可獲得有效的BRDF。第二例子圖6示出確定Wiener濾波器的系數(shù)的處理的流程的另一例子。在步驟S3-1′中，獲得開口單元101中的開口g與圖像i之間的相關(guān)性(這種情況下，為相關(guān)系數(shù)J)。J=Σn=0Nn-1Σm=0Nm-1{i(x,y)-i0}{g(x,y)-g0}Σn=0Nn-1Σm=0Nm-1{i(x,y)-i0}2Σn=0Nn-1Σm=0Nm-1{g(x,y)-g0}2...(5)]]>以上，g0代表g(x,y)的平均值，并且i0代表i(x,y)的平均值。在步驟S3-2′中，參照事先獲得的表3中所示的關(guān)系基于通過式(5)獲得的相關(guān)系數(shù)J，獲得擴(kuò)散程度σ。表3所示的關(guān)系是在與第一例子相同的條件下獲得的。表3擴(kuò)散程度σ相關(guān)系數(shù)J0.011.0000.021.0000.030.9990.040.9990.050.9970.10.9890.20.9640.30.9260.40.8760.50.82510.62820.43740.339在步驟S3-3′中，與第一例子同樣，基于在步驟S3-2′中獲得的擴(kuò)散程度σ和表2所示的關(guān)系確定Wiener濾波器的系數(shù)c。在以上的第一示例性實(shí)施例中，主要作為例子示出20度的鏡面光澤度的測量，但本發(fā)明不限于此。例如，開口單元101中的開口(狹縫)可以為具有不同尺寸的矩形、可以為圓形、或者可以具有另一形狀。所述角度不限于20度，并且，可以使用各種其它的角度。第二示例性實(shí)施例在本示例性實(shí)施例中，根據(jù)第一示例性實(shí)施例的光投影側(cè)的開口角度113、光接收側(cè)的開口角度114、(一次)光源1、開口單元101中的開口和入射于試樣上的光的入射角度(來自試樣的光的反射角度)被配置以符合JIS標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)中的任一個。這種配置使得能夠根據(jù)這種標(biāo)準(zhǔn)輸出測量值并且輸出諸如BRDF的一般指標(biāo)。例如，為了輸出鏡面光澤度作為測量值，可以使用符合JISZ8741的配置。另外，為了輸出霧度作為測量，可以使用符合ASTME430的配置，或者，為了輸出圖像清晰度作為測量值，可以使用符合JISK7374的配置。為了在以上的配置中輸出諸如BRDF的一般指標(biāo)，可以實(shí)施遵循在第一示例性實(shí)施例中參照圖1B、圖4或圖6描述的處理的流程的處理。到這里為止，描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但不用說，本發(fā)明不限于這些示例性實(shí)施例，并且，在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)，可以提出各種修改和變化。例如，處理器4可獲得BRDF作為光學(xué)特性，并且，可基于獲得的BRDF獲得光澤度、霧度、DOI和圖像清晰度中的至少一個作為光學(xué)特性。在這種情況下，可從符合標(biāo)準(zhǔn)的開口單元101中的開口(例如，上述的g(x,y))和BRDF(例如，上述的b(θ1,θ2))取得(計(jì)算)開口的圖像，并且，可基于所述的圖像獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)特性。另外，當(dāng)測量裝置中的光學(xué)系統(tǒng)的像差的影響不可忽略時，可在補(bǔ)償通過光學(xué)系統(tǒng)獲得的圖像(例如，上述的i(x,y)或I(m,n))上的像差(的影響)之后通過式(2)獲得光學(xué)特性。在這種情況下，通過使用基于所述的像差的特性(傳遞函數(shù))的Wiener濾波器，作為I(m,n)的替代，可以使用補(bǔ)償了像差的復(fù)原(恢復(fù))圖像I′(m,n)。另外，在上述的例子中，基于圖像及其傅立葉變換中的一個和與其對應(yīng)的光源及其傅立葉變換中的一個估計(jì)試樣的擴(kuò)散程度，并且，基于從估計(jì)獲得的擴(kuò)散程度確定Wiener濾波器的系數(shù)。但是，本發(fā)明不限于此。例如，系數(shù)的確定可以不基于試樣的擴(kuò)散程度(的估計(jì)值)，而基于其它信息(數(shù)據(jù))，諸如與擴(kuò)散程度(的估計(jì)值)相關(guān)的信息。例如，可基于上述的臨時BRDF和相關(guān)系數(shù)中的至少一個確定系數(shù)。并且，可基于用于獲得臨時BRDF和相關(guān)系數(shù)的圖像及其傅立葉變換中的一個或者其特征量以及與其對應(yīng)的光源及其傅立葉變換中的一個或者其特征量，確定系數(shù)。另外，指示適于試樣的擴(kuò)散程度的系數(shù)(它們的常用對數(shù))的表2中的信息是事先獲得的，但本發(fā)明不限于此，并且不排除對各情況獲得這種信息的模式。這也適用于使用上述的與試樣的擴(kuò)散程度(的估計(jì)值)不同的其它信息的情況。其它實(shí)施例也可通過讀出并執(zhí)行記錄于存儲介質(zhì)(也可被更完整地稱為“非暫時性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)”)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如，一個或更多個程序)以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個或更多個的功能并且/或者包含用于執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個或更多個的功能的一個或更多個電路(例如，應(yīng)用特定集成電路(ASIC))的系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)，或者，通過由系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)通過例如讀出并執(zhí)行來自存儲介質(zhì)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個或更多個的功能并且/或者控制一個或更多個電路以執(zhí)行上述實(shí)施例中的一個或更多個的功能執(zhí)行的方法，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。計(jì)算機(jī)可包括一個或更多個處理器(例如，中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU))，并且可包含單獨(dú)的計(jì)算機(jī)或單獨(dú)的處理器的網(wǎng)絡(luò)，以讀出并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可例如從網(wǎng)絡(luò)或存儲介質(zhì)被提供給計(jì)算機(jī)。存儲介質(zhì)可包含例如硬盤、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、分布式計(jì)算系統(tǒng)的存儲器、光盤(諸如緊致盤(CD)、數(shù)字萬用盤(DVD)或藍(lán)光盤(BD)TM)、快擦寫存儲器設(shè)備和記憶卡等中的一個或更多個。本發(fā)明的實(shí)施例還可以通過如下的方法來實(shí)現(xiàn)，即，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲介質(zhì)將執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)或是中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)讀出并執(zhí)行程序的方法。雖然已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。當(dāng)前第1頁1 2 3