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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zur Bewertung von Antibeschlagseigenschaften von zum Beispiel Fenstergläsern, Spiegeln oder verschiedenen Linsen.
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2. Stand der Technik
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Eine Bewertung der Antibeschlagseigenschaften, die eine Toleranz von beispielsweise Fenstergläsern, Spiegeln oder verschiedenen Linsen gegenüber einem Beschlagen anzeigen, wurde in der herkömmlichen Technik hauptsächlich durch sensorische Tests anhand einer visuellen Beobachtung durchgeführt. Beispiele eines solchen sensorischen Tests umfassen einen Atem-Antibeschlagseigenschaftstest, einen Dampf-Antibeschlagseigenschaftstest und einen Tieftemperatur-Antibeschlagseigenschaftstest. Bei dem Atem-Antibeschlagseigenschaftstest wird eine Probe zur visuellen Prüfung des Zustands des Beschlagens der Probe angehaucht. Die Antibeschlagseigenschaft der Probe wird auf einer Skala von ungefähr drei bis vier Stufen auf der Grundlage des Vorhandenseins oder der Abwesenheit des Beschlags, des Grades einer Sichtunschärfe bei Betrachtung mittels einer Transmission durch die Probe oder einer Reflektion an der Probe, etc. bewertet. Bei dem Dampf-Antibeschlagseigenschaftstest wird eine Probe über heißem Wasser in einem thermostatischen Bad platziert, um visuell den Ablagerungszustand von Wassertröpfchen auf der Probe zu prüfen. Die Antibeschlagseigenschaft der Probe wird auf einer Skala von ungefähr drei bis vier Stufen auf der Grundlage des Vorhandenseins oder der Abwesenheit von Wassertröpfchen, der Größe der Wassertröpfchen, etc. bewertet. Bei dem Tieftemperatur-Antibeschlagseigenschaftstest wird das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Beschlags auf einer Skala von zwei Stufen bewertet, wenn eine in einer Kühlanlage oder einem Tiefkühler gekühlte Probe (auf bspw. –20 bis 5°C) zurück in eine normale Umgebung (bei bspw. 20°C und 65% RH) gebracht wird. Bei diesen herkömmlichen sensorischen Tests variiert jedoch die Bewertung erheblich von Person zu Person, und entbehrt somit einer Konstanz. Somit war es schwierig, die Antibeschlagseigenschaft quantitativ und objektiv zu bewerten. Hinsichtlich dessen wurde ein Verfahren zur objektiven Bewertung einer Antibeschlagseigenschaft vorgeschlagen, das bei dem vorgenannten Tieftemperatur-Antibeschlagseigenschaftstest beispielsweise ein Bild eines Objektes, das eine Vielzahl von vertikalen Linien oder ein Gitter zeichnet, auf eine Probe projiziert, und eine Kondensationsfläche (Beschlagsfläche) auf einer Oberfläche der Probe auf der Grundlage solcher vertikalen Linien oder des Gitters misst (siehe bspw. Patentliteratur 1). Außerdem wurde ein Verfahren zur Berechnung eines Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes auf der Grundlage des Streugrades eines auf eine Probe projizierten Lichtpunktes zur quantitativen und objektiven Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes wurde durch die gegenwärtigen Anmelder vorgeschlagen (siehe bspw. Patentliteratur 2).
Patentschrift 1:
japanisches Patent Nr. 3564085 Patentschrift 2:
japanisches Patent Nr. 5015183
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ERFINDUNGSZUSAMMENFASSUNG
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Bei dem in der vorstehend zitierten Patentschrift 1 beschriebenen Bewertungsverfahren kann jedoch die Größe der Kondensationsfläche quantitativ bewertet werden, aber der Grad des Beschlagens, d.h. um wieviel die Beschlagserzeugung die Klarheit der Sicht (Sichtbarkeit) bei Durchsicht durch beispielsweise Glas (mittels Transmission oder Reflektion) verringert hat, kann nicht quantitativ und objektiv bewertet werden. Daher muss bei dieser Methode immer noch eine sensorische Bewertung für den Grad des Beschlagens durchgeführt werden.
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Bei dem in der vorstehend zitierten Patentschrift 2 beschriebenen Bewertungsverfahren wird andererseits der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage des Streugrades eines Lichtpunktes berechnet, wodurch die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft unter Berücksichtigung des Beschlagsgrades ermöglicht wird. Da die Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des vereinfachten Phänomens, des Streuens des Lichtpunktes, bewertet wird, ist es bei dieser Methode jedoch schwierig, aus dem Bewertungsergebnis eine Vorstellung der tatsächlichen Situation zu bekommen, wie etwa beispielsweise wie eine Sicht bei einem Blick durch ein Autofenster ist, oder wie ein in einem Badezimmerspiegel gezeigtes Gesicht einer Person gesehen wird. Somit gibt es einen Bedarf für ein Bewertungsverfahren, das die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation quantitativ und objektiv bewerten kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die vorgenannten Probleme gemacht. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät und ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren bereitzustellen, die eine Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation quantitativ und objektiv bewerten können.
- (1) Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät bereit, mit: einer Beschlagserzeugungsvorrichtung, die zum Erzeugen von Beschlag auf einer Oberfläche einer Probe eingerichtet ist; einem Objekt, das an einer Position angeordnet ist, die von der der Probe verschieden ist; einer Bildgebungsvorrichtung, die zum Abbilden des Objektes über die Probe eingerichtet ist; und einer Bewertungsvorrichtung, die zur Bewertung einer Antibeschlagseigenschaft der Probe auf der Grundlage eines durch das Abbilden des Objektes erlangten Objektbildes eingerichtet ist.
- (2) Das vorstehend bei (1) beschriebene Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann weiterhin ein Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem umfassen, das zwischen der Probe und dem Objekt angeordnet ist.
- (3) Das vorstehend bei (1) oder (2) beschriebene Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann ferner eine Beleuchtungsvorrichtung umfassen, die zum Ausleuchten des Objektes mit Licht von hinten eingerichtet ist.
- (4) Das vorstehend bei einem der Punkte (1) bis (3) beschriebene Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann ferner umfassen: ein Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem, das zwischen der Probe und der Bildgebungsvorrichtung anzuordnen ist; und eine Rückzugsvorrichtung, die zum Zurückziehen des Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystems aus einem optischen Pfad eingerichtet ist.
- (5) Bei dem vorstehend bei einem der Punkte (1) bis (4) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung einen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex der Probe auf der Grundlage einer Änderung bei dem Objektbild ableiten, wenn durch die Beschlagserzeugungsvorrichtung ein Beschlag auf der Oberfläche der Probe erzeugt wird.
- (6) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage einer Fläche eines Gebietes ableiten, bei dem ein Pixelwert in dem Objektbild kleiner oder gleich, oder größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist.
- (7) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage einer Änderungsrate bei den Pixelwerten auf einer in dem Objektbild festgelegten Strecke ableiten.
- (8) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage einer Differenz oder eines Verhältnisses zwischen Pixelwerten an einem ersten Vergleichspunkt und einem zweiten Vergleichspunkt in dem Objektbild ableiten.
- (9) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage eines Abstandes von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt ableiten, bei dem ein Pixelwert auf einer in dem Objektbild festgelegten Strecke zum ersten Mal größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert wird.
- (10) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage eines Kompressionsverhältnisses bei Kompression des Objektbildes von einem unkomprimierten Zustand durch ein vorbestimmtes Kompressionsverfahren, oder auf der Grundlage einer Dateikapazität nach der Komprimierung ableiten.
- (11) Bei dem vorstehend bei (5) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät kann die Bewertungsvorrichtung den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage einer Histogrammfläche von Pixelwerten in dem Objektbild ableiten.
- (12) Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren bereit, mit: einem Beschlagserzeugungsschritt zum Erzeugen von Beschlag auf einer Oberfläche einer Probe; einem Abbildungsschritt zum Abbilden eines Objektes, das an einer von der der Probe verschiedenen Position angeordnet ist, über die Probe; und einem Bewertungsschritt zur Bewertung einer Antibeschlagseigenschaft der Probe auf der Grundlage eines durch das Abbilden des Objektes erlangten Objektbildes.
- (13) Bei den vorstehend bei (12) beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren wird bei dem Bewertungsschritt ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex der Probe auf der Grundlage einer Änderung in dem Objektbild bei Erzeugung von Beschlag auf der Oberfläche der Probe bei dem Beschlagserzeugungsschritt abgeleitet.
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Das erfindungsgemäße Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät und das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren können einen vorteilhaften Effekt der Befähigung zum quantitativen und objektiven Bewerten der Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation bereitstellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematische Darstellung, die ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät entsprechend eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Die 2A bis 2D zeigen schematische Darstellungen, die Beispiele eines Objektes zeigen;
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3A zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Objektbildes, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf einer Oberfläche einer Probe erlangt wurde, und 3B ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Objektbildes zeigt, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Oberfläche der Probe erlangt wurde;
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Die 4A und 4B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Flächenverhältnisverfahrens zeigen;
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Die 5A und 5B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Steigungsverhältnisverfahrens zeigen;
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Die 6A und 6B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Kontrastverhältnisverfahrens zeigen;
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Die 7A und 7B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Abstandsverhältnisverfahrens zeigen;
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Die 8A und 8B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Kompressionsverhältnisverfahrens zeigen; und
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Die 9A und 9B sind schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept eines Histogrammverfahrens zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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Nachstehend ist zunächst ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt eine Darstellung, die schematisch das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Gemäß 1 umfasst das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1: einen Probentisch 10, auf dem eine Probe 100 platziert ist; eine Messkammer 20, die zur Aufnahme des Probentisches 10 eingerichtet ist; eine Dampfsprühvorrichtung 30, die mit der Innenseite der Messkammer 20 verbunden ist; eine Bildgebungsvorrichtung 40, die außerhalb der Messkammer 20 angeordnet ist; einen halbdurchlässigen Spiegel 50, der zwischen der Messkammer 20 und der Bildgebungsvorrichtung 40 angeordnet ist; eine Beleuchtungsvorrichtung 60, die seitlich des halbdurchlässigen Spiegels 50 angeordnet ist; ein Objekt 70, das zwischen der Beleuchtungsvorrichtung 60 und dem halbdurchlässigen Spiegel 50 angeordnet ist; ein Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81, das zwischen dem Objekt 70 und dem halbdurchlässigen Spiegel 50 angeordnet ist; ein Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82, das zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 50 und der Bildgebungsvorrichtung 40 anzuordnen ist; und eine Steuervorrichtung 90, die zur Steuerung des gesamten Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerätes 1 eingerichtet ist.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 erzeugt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Beschlag auf einer Oberfläche 101 der Probe 100 durch Kondensation, und bewertet die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage eines Bildes, das durch Abbilden des Objektes 70 über die beschlagene Probe 100 erlangt wird (d.h. des Objektbildes). Mit anderen Worten, das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 bildet Licht eines Objektes 70 nach Transmission durch die Probe 100 oder nach Reflektion an der Probe 100 ab, und bewertet die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage des resultierenden Bildes des Objektes 70.
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Die Probe 100 ist beispielsweise ein Fensterglas, eine Linse oder ein Spiegel, für die die Antibeschlagseigenschaft bewertet wird. Die Probe 100 weist eine Plattenform auf, die in einer geeigneten Größe ausgeschnitten ist. Um die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 genau zu bewerten, ist es bevorzugt, dass die Dicke der Probe 100 zu der tatsächlichen Dicke gleich ist. Jedoch ist die Dicke der Probe 100 nicht hierauf begrenzt. Bei der Bewertung der Antibeschlagseigenschaft einer auf eine Fensterglasoberfläche aufgetragenen Beschichtung kann beispielsweise ein geeignetes Glasstück mit einer beschichteten Oberfläche als Probe 100 verwendet werden.
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Der Probentisch 10 ist ein Aufbau, auf dem die bezüglich ihrer Antibeschlagseigenschaft zu bewertende Probe platziert ist. Der Probentisch 10 umfasst: eine Platzierungsoberfläche 11, auf der die Probe 100 platziert wird; ein Peltierelement 12, das zum Kühlen der Probe 100 eingerichtet ist; und einen Wärmetauscher 13, der zum Kühlen der Wärmeerzeugungsseite des Peltierelementes 12 eingerichtet ist. Ein zum Zirkulieren von Kühlwasser eingerichteter Probentisch-Wasserzirkulator 14 ist mit dem Wärmetauscher 13 verbunden.
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Mit anderen Worten, der Probentisch 10 ist zum Kühlen der Probe 100 auf eine Temperatur kleiner oder gleich dem Taupunkt der Umgebungsatmosphäre, und dabei zum Erzeugen einer Kondensation auf der Oberfläche 101 der Probe 100 eingerichtet. Ein Oberflächentemperaturgeber 15 ist auf der Oberfläche 101 der auf dem Probentisch 10 platzierten Probe 100 angeordnet. Auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Oberflächentemperaturgebers 15 steuert die Steuervorrichtung 90 den Probentisch 10 zur Verringerung der Oberflächentemperatur der Probe 100 auf eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 5°C).
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Platzierungsoberfläche 11 des Probentisches 10 als eine Spiegeloberfläche ausgebildet. Falls die Probe 100 aus einem Licht transmittierenden Material wie etwa Fensterglas oder einer Linse ausgebildet ist, wird somit das von der Platzierungsoberfläche 11 reflektierte Objekt 70 mittels der Transmission durch die Probe 100 abgebildet. In dieser Weise kann auch bei der Licht transmittierenden Probe 100 das Objekt 70 ebenso wie bei der Licht reflektierenden Probe 100 wie etwa einem Spiegel abgebildet werden. Mit anderen Worten, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel muss nicht die Anordnung der Bildgebungsvorrichtung 40, des Objektes 70, usw. in Abhängigkeit von der Lichttransmission der Probe 100 geändert werden. Somit kann das gesamte Gerät eine einfache und kompakte Konfiguration aufweisen.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Platzierungsoberfläche 11 durch eine Aluminiumbedampfung als eine Spiegeloberfläche ausgebildet. Jedoch kann auch anstelle der Ausbildung der Platzierungsoberfläche 11 als Spiegeloberfläche ein Spiegel zwischen der Probe 100 und dem Probentisch 10 angeordnet sein. Wahlweise kann der Probentisch 10 die Probe 100 durch eine andere Vorrichtung als das Peltierelement 12 kühlen, beispielsweise durch eine direkte Kühlung durch den Wärmetauscher 13.
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Die Messkammer 20 ist ein Thermo-Hygrostat, der zur Aufnahme der Probe 100 zusammen mit dem Probentisch 10, und zum Erhalten der Atmosphäre um die Probe 100 bei einer vorbestimmten Temperatur und einer vorbestimmten Feuchtigkeit eingerichtet ist. Die äußere Wand der Messkammer 20 weist eine Mantelstruktur auf. Ein Warm- und Kaltwasserzirkulator 21, der zur Zirkulation warmen Wassers oder kalten Wassers bei einer vorbestimmten Temperatur eingerichtet ist, ist mit der äußeren Wand der Messkammer 20 verbunden. Ein Feuchtigkeitsregler 22, der zur Zufuhr von Dampf zur Regelung der Feuchtigkeit in der Messkammer 20 eingerichtet ist, ist mit der Messkammer 20 verbunden. Ein kammerinterner Temperaturgeber 23 und ein kammerinterner Feuchtigkeitsgeber 24 sind innerhalb der Messkammer 20 angeordnet. Auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse des kammerinternen Temperaturgebers 23 und des kammerinternen Feuchtigkeitsgebers 24 steuert die Steuervorrichtung 90 den Warm- und Kaltwasserzirkulator 21 und den Feuchtigkeitsregler 22, um die Atmosphäre in der Messkammer 20 bei einer vorbestimmten Temperatur und einer vorbestimmten Feuchtigkeit zu halten (beispielsweise 20°C und 50% RH).
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Ein oberer Teil der Messkammer 20 umfasst ein Beobachtungsfenster 25, das aus Glas mit einer geeigneten Antibeschlagswirkung ausgebildet ist. Die Bildgebungsvorrichtung 40 bildet das Objekt 70 über das Beobachtungsfensters 25 ab. Im Einzelnen durchquert Licht von dem Objekt 70 das Beobachtungsfenster 25 und läuft in Richtung der Probe 100, und durchquert noch einmal das Beobachtungsfenster 25 und dringt in die Bildgebungsvorrichtung 40 ein, nachdem es an der Platzierungsoberfläche 11 oder der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektiert ist.
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Das Antibeschlagsverfahren bei dem Beobachtungsfenster 25 ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren begrenzt. Beispielsweise kann das Glas durch beispielsweise einen Heizdrahtheizer geheizt werden, oder es kann beispielsweise eine Antibeschlagbeschichtung auf eine Oberfläche des Glases aufgetragen sein. Wahlweise kann die Messkammer 20 ihre interne Temperatur durch eine andere Vorrichtung als den Warm- und Kaltwasserzirkulator 21 regulieren.
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Die Dampfsprühvorrichtung 30 sprüht Dampf zu der Oberfläche 101 der Probe 100 in der Messkammer 20 zum zwangsweisen Erzeugen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100. Mit anderen Worten, die Oberfläche 101 der Probe 100 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann auf eine Temperatur, die niedriger oder gleich dem Taupunkt ist, zur Erzeugung einer natürlichen Kondensation gekühlt werden. Zusätzlich können Wassertröpfchen auf die Oberfläche 101 der Probe 100 aufgetragen werden, um zwangsweise einen Beschlag zu erzeugen, auch falls die Oberfläche 101 der Probe 100 eine Temperatur höher als der Taupunkt aufweist. Eine Düse 31, deren Spitze in Richtung der Oberfläche 101 der Probe 100 gerichtet ist, ist in der Messkammer 20 angeordnet. Die Dampfsprühvorrichtung 30 sprüht Dampf zu der Oberfläche 101 der Probe 100 mittels der Düse 31.
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Die Bildgebungsvorrichtung 40 bildet das Objekt 70 über die Probe 100 ab. Die Bildgebungsvorrichtung 40 ist an einer der Oberfläche 101 der Probe 100 gegenüberliegenden Position mit dem Beobachtungsfenster 25 und dem halbdurchlässigen Spiegel 50, die dazwischen eingebracht sind, angeordnet. Falls die Probe 100 ein Fensterglas oder eine Linse ist, bildet die Bildgebungsvorrichtung 40 gemäß vorstehender Beschreibung das Objekt 70, das auf der Platzierungsoberfläche 11 hinter der Probe 100 reflektiert wird, über die Transmission durch die Probe 100 ab. Falls die Probe 100 Licht reflektiert, bildet die Bildgebungsvorrichtung 40 das Objekt 70 ab, das auf der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektiert wird. Die Bildgebungsvorrichtung 40 führt das Abbilden in Übereinstimmung mit der Steuerung durch die Steuervorrichtung 90 ab. Das abgebildete Bild wird zu der Steuervorrichtung 90 übermittelt und in ihr gespeichert.
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Der halbdurchlässige Spiegel 50 ist zwischen der Bildgebungsvorrichtung 40 und dem Beobachtungsfenster 25 angeordnet. Der halbdurchlässige Spiegel 50 reflektiert Licht von dem Objekt 70 in Richtung der Probe 100, und ermöglicht, dass an der Platzierungsoberfläche 11 oder der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektiertes Licht hindurch transmittiert wird, um in die Bildgebungsvorrichtung 40 einzudringen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht die Bereitstellung des halbdurchlässigen Spiegels 50 die Flexibilität bei der Anordnung der Bildgebungsvorrichtung 40, des Objektes 70 und des Bildeinstellungs-Linsenoptiksystems 81, wodurch eine kompakte Konfiguration des gesamten Gerätes ermöglicht wird.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 60 leuchtet das Objekt 70 von hinten aus. Die Beleuchtungsvorrichtung 60 umfasst eine Lichtquelle wie beispielsweise etwa eine Halogenlampe oder eine LED. Die Beleuchtungsvorrichtung 60 ist derart angeordnet, dass sie von einer Seite gegenüber des halbdurchlässigen Spiegels 50 ausgehendes Licht in Richtung des Objektes 70 projiziert. Zusätzlich ist ein Diffusor 61 vor der Beleuchtungsvorrichtung 60 (zwischen der Beleuchtungsvorrichtung 60 und dem Objekt 70) angeordnet, der zum Zerstreuen von Licht eingerichtet ist.
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Das Objekt 70 ist derart bereitgestellt, dass es eine geeignete Gestalt in einem durch die Bildgebungsvorrichtung 40 abgebildeten Bild ausbildet. Die 2A bis 2D zeigen schematische Darstellungen, die Beispiele des Objektes 70 zeigen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das nachstehend ausführlich beschrieben ist, wird die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage der Änderung des über die Probe 100 abgebildeten Objektbildes aufgrund von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 bewertet. Somit kann das Objekt 70 irgendein Objekt sein, das eine geeignete Änderung bei den Pixelwerten (wie etwa Graustufenwerten, RGB-Werten oder HSV-Werten) in dem von der Bildgebungsvorrichtung 40 abgebildeten Objektbild aufweisen kann.
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Gemäß den 2A und 2B können Beispiele des zu verwendenden Objektes 70 ein Objekt, bei dem ein kein Licht transmittierender Metallfilm 72 auf einer Oberfläche eines aus Glas oder Harz ausgebildeten transparenten Substrates 71, und ein Objekt, bei dem der Metallfilm 72 zwischen zwei transparenten Substraten 71 eingefügt ist, umfassen. Da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Objekt 70 von hinten ausgeleuchtet wird, ermöglicht die Verwendung eines solchen Objektes 70 das Beziehen eines Umrissbildes mit klarem Kontrast.
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In diesem Fall ist die Form des Metallfilmes 72, d.h., die Form der durch die Bildgebungsvorrichtung 40 abgebildeten Gestalt in dem Bild ist nicht auf eine bestimmte Form begrenzt. Die Form kann ringförmig oder kreisförmig gemäß den 2A und 2B sein. Wahlweise kann die Form polygonal, sternförmig oder irgendeine andere Form einschließlich einer Vielfalt von Symbolen sein. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von Metallschichten 72 auf einem einzelnen Substrat 71 ausgebildet sein. In diesem Fall kann jede Metallschicht 72 eine unterschiedliche Form aufweisen. Wahlweise kann eine vorliegende Tröpfchen-Standardprobe, die für die Kalibrierung eines Kontaktwinkelerfassungsgerätes verwendet wird, als das Objekt 70 verwendet werden. Solch eine Tröpfchen-Standardprobe ermöglicht eine sehr genaue Bewertung der Antibeschlagseigenschaft aufgrund der hohen Formgenauigkeit der Metallschicht 72.
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Anstatt die Metallschicht 72 auf dem Substrat 71 auszubilden kann beispielsweise eine Gestaltung, ein Symbol, eine Zeichnung oder ein Bild auf dem Substrat 71 gemäß den 2C und 2D gedruckt sein, oder ein vorliegender Positivfilm kann beispielsweise als das Objekt 70 verwendet werden. In diesem Fall ermöglicht beispielsweise die Verwendung eines Graustufenbildes oder eines Farbbildes einer Landschaft oder einer Person als das Objekt 70 die Durchführung der Bewertung der Antibeschlagseigenschaft unter Gegebenheiten, die ähnlich zu den tatsächlichen Bedingungen sind.
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Obwohl eine schematische Darstellung dessen weggelassen ist, kann beispielsweise eine flache Platte, ein Körper oder eine Statue, die aus einem kein Licht transmittierenden Material wie beispielsweise etwa einem Metall oder einem Harz direkt als das Objekt 70 verwendet werden, anstatt das transparente Substrat 71 zu verwenden.
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Bezugnehmend auf 1 ist das Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 zum Einstellen der Größe des Objektes 70, das von der Platzierungsoberfläche 11 oder der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektiert wird, und zum Einstellen der Lichtmenge, die auf die Bildgebungsvorrichtung 40 einfällt, eingerichtet. Die Bereitstellung des Bildeinstellungs-Linsenoptiksystems 81 erhöht eine Flexibilität bezüglich der Größe und der Anordnung des Objektes 70, wodurch eine kompakte und effiziente Konfiguration des gesamten Gerätes ermöglicht wird.
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Da das Objekt 70 darüber hinaus zusammen mit dem Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 derart angeordnet werden kann, dass es von der Probe 100 geeignet entfernt ist, können die Probe 100 und das Objekt 70 jeweils innerhalb und außerhalb der Messkammer 20 getrennt angeordnet werden. Dies kann bei Erzeugung einer Kondensation auf der Oberfläche 101 der Probe 100 die Erzeugung einer Kondensation auf einer Oberfläche des Objektes 70 verhindern. Somit kann ein Einfluss aufgrund der auf der Oberfläche des Objektes 70 erzeugten Kondensation eliminiert werden.
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Weiterhin konzentriert die Anordnung des Bildeinstellungs-Linsenoptiksystems 81 zwischen dem Objekt 70 und der Probe 100 Licht von dem Objekt 70, wodurch verhindert wird, dass das durch die Bildgebungsvorrichtung 40 abgebildete Bild übermäßig durch den Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 verdunkelt wird. Mit anderen Worten, da es keine Notwendigkeit gibt, das Licht zur Beleuchtung des Objektes 70 zu verstärken, kann die Gestalt des Objektes 70 in einem natürlicheren Zustand auf der Platzierungsoberfläche 11 oder der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektiert und abgebildet werden.
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Obwohl das Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei konvexen Linsen 81a ausgebildet ist, ist die Anzahl der konvexen Linsen 81a, die das Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 ausbilden, nicht hierauf begrenzt. Wahlweise kann das Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 aus einer Kombination von konvexen Linsen 81a und einer konkaven Linse ausgebildet sein. Wahlweise kann die Größe des auf der Platzierungsoberfläche 11 oder der Oberfläche 101 der Probe 100 reflektierten Bildes durch Bereitstellen eines Zoommechanismus in dem Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81 eingestellt werden, oder durch Bereitstellen eines Bewegungsmechanismus, der zum Bewegen des Bildeinstellungs-Linsenoptiksystems 81 oder des Objektes 70 zum Ändern ihrer relativen Positionen eingerichtet ist.
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Das Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 ist zum Abbilden des Kondensationszustandes auf der Oberfläche 101 der Probe 100 durch die Bildgebungsvorrichtung 40 eingerichtet. Gemäß vorstehender Beschreibung bewertet das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage der durch das Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 erlangten Bilder. Somit entspricht im Wesentlichen die Fokallänge der Bildgebungsvorrichtung 40 der Position des Objektes 70. Dementsprechend wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fokallänge durch Einfügen des Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystems 82 zwischen dem halbdurchlässigen Spiegel 50 und der Bildgebungsvorrichtung 40 geändert, wodurch ermöglicht wird, dass sowohl das Objekt 70 als auch die Oberfläche 101 der Probe 100 durch eine einzelne Bildgebungsvorrichtung 40 abgebildet werden.
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Das Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 ist zum Einfügen einer geeigneten konvexen Linse 82a und zum Zurückziehen aus dem optischen Pfad durch eine durch die Steuervorrichtung 90 gesteuerte Rückzugsvorrichtung 83 eingerichtet. Im Einzelnen wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 aus dem optischen Pfad zurückgezogen, wenn das Objekt 70 zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaft abgebildet wird. Im Gegensatz dazu wird das Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 in dem optischen Pfad angeordnet, wenn der Kondensationszustand auf der Oberfläche 101 der Probe 100 beobachtet wird.
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Ebenso wie bei dem Bildeinstellungssystem-Linsenoptiksystem 81 kann die Konfiguration des Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystems 82 verschiedene bekannte Konfigurationen ohne Begrenzung auf irgendeine bestimmte Konfiguration annehmen. Wahlweise kann das Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 zwischen der Messkammer 20 und dem halbdurchlässigen Spiegel 50 angeordnet sein, oder kann in der Bildgebungsvorrichtung 40 aufgenommen sein. Wahlweise kann die Rückzugsvorrichtung 83 eingerichtet sein, das Oberflächenabbildung-Linsenoptiksystem 82 von Hand zu bewegen.
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Die Steuervorrichtung 90 ist zum Steuern des gesamten Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerätes 1 zum Durchführen einer Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 eingerichtet. Die Steuervorrichtung 90 ist durch einen Computer mit Speichereinrichtungen wie etwa einer Festplatte oder einer Speicherkarte, sowie einer CPU, einem ROM, und einem RAM ausgebildet. Die Steuervorrichtung 90 ist elektrisch mit den Komponenten des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerätes 1 verbunden. Eine (nicht gezeigte) Eingabevorrichtung wie etwa eine Tastatur und eine Maus, und eine (nicht gezeigte) Anzeigevorrichtung wie etwa eine Flüssigkristallanzeige sind mit der Steuervorrichtung 90 verbunden. Ein Benutzer betreibt das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 mittels solcher Vorrichtungen.
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Die Steuervorrichtung 90 umfasst ebenso eine Steuereinheit 91 und eine Bewertungseinheit 92 als Wirkbestandteile, die durch die Ausführung der gespeicherten Programme beispielsweise in der Festplatte durch die CPU realisiert werden. Die Steuereinheit 91 steuert beispielsweise den Probentisch 10, den Warm- und Kaltwasserzirkulator 21, den Feuchtigkeitsregler 22, die Dampfsprühvorrichtung 30 und die Bildgebungsvorrichtung 40, um den Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 zu erzeugen, und führt das Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 aus. Die Steuereinheit 91 steuert ebenso die Rückzugsvorrichtung 83 und die Bildgebungsvorrichtung 40, um das Abbilden der Oberfläche 101 der Probe 100 durchzuführen. Auf der Grundlage der durch die Steuereinheit 91 erlangten Objektbilder leitet die Bewertungseinheit 92 einen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 durch ein vorbestimmtes Verfahren ab. Eine Bewertungsvorrichtung, die die Bewertungseinheit 92 umfasst, kann getrennt von der Steuervorrichtung 90 bereitgestellt sein.
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Die Anordnung der Komponenten des vorstehend beschriebenen Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerätes 1 ist nicht auf das in 1 gezeigte begrenzt. Unterschiedliche Anordnungen können angenommen sein. Beispielsweise kann die Probe 100 derart angeordnet sein, dass die Oberfläche 101 einer seitlichen Seite zugewandt ist, und ein Abbilden kann durch die auf der seitlichen Seite angeordnete Bildgebungsvorrichtung 40 durchgeführt werden. Wahlweise kann die Probe 100 mit der Oberfläche 101 nach unten oder in eine geneigte Richtung angeordnet sein. Eine zu der seitlichen Seite zugewandte Oberfläche 101 der Probe 100 ermöglicht beispielsweise die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft unter Berücksichtigung eines Gravitationseinflusses auf die Kondensation.
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Nachstehend ist eine Vorgehensweise einer Bewertung der Antibeschlagseigenschaft durch das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 beschrieben. Bei der Bewertung der Antibeschlagseigenschaft wird zunächst die Probe 100 auf der Platzierungsoberfläche 11 des Probentisches 10 platziert. Die Probe 100 kann beispielsweise von Hand oder automatisch durch einen geeigneten Transportmechanismus platziert werden. Des Weiteren steuert die Steuereinheit 91 der Steuervorrichtung 90 den Warm- und Kaltwasserzirkulator 21 und den Feuchtigkeitsregler 22, um die Atmosphäre in der Messkammer 20 auf einer vorbestimmten Temperatur und einer vorbestimmten Feuchtigkeit zu halten (Atmosphärenfestlegungsschritt).
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Wenn auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse des kammerinternen Temperaturgebers 23 und des kammerinternen Feuchtigkeitsgebers 24 bestätigt ist, dass das Innere der Messkammer 20 bei einer vorbestimmten Temperatur und Feuchtigkeit gehalten ist, steuert die Steuereinheit 91 die Beleuchtungsvorrichtung 60 und die Bildgebungsvorrichtung 40 zum Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100, um ein Objektbild bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 zu beziehen (Abbildungsschritt vor der Beschlagserzeugung). Das erlangte Objektbild wird in der in der Steuervorrichtung 90 umfassten Speichereinrichtung gespeichert, und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Des Weiteren steuert die Steuereinheit 91 den Probentisch 10, um die Probe 100 auf eine Temperatur kleiner oder gleich dem Taupunkt zu kühlen, um den Beschlag auf der Oberfläche 101 zu erzeugen (Beschlagserzeugungsschritt). Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 91 die Bildgebungsvorrichtung 40, um das Objekt 70 über die Probe 100 abzubilden (Abbildungsschritt nach der Beschlagserzeugung). Bei dem Abbildungsschritt nach der Beschlagserzeugung erlangt die Steuereinheit 91 ein Objektbild zu vorbestimmten Intervallen (beispielsweise jede Sekunde), um eine zeitabhängige Änderung des Beschlags aufzunehmen, sobald auf der Oberfläche 101 der Probe 100 ein Beschlag vorliegt. Die erlangten Objektbilder werden in der in der Steuervorrichtung 90 umfassten Speichereinrichtung gespeichert und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Falls ein Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 durch die Dampfsprühvorrichtung 30 erzeugt wird, steuert die Steuereinheit 91 die Dampfsprühvorrichtung 30, um Dampf auf die Oberfläche 101 der Probe 100 bei dem Beschlagserzeugungsschritt zu sprühen. In diesem Fall kann Dampf gesprüht werden, nachdem die Oberfläche 101 der Probe 100 auf eine vorbestimmte Temperatur durch den Probentisch 10 gekühlt ist.
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Sobald die Objektbilder in der Speichereinrichtung gespeichert sind, leitet die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 nachfolgend den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der gespeicherten Objektbilder ab (Bewertungsschritt). Der abgeleitete Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex wird in der Speichereinrichtung gespeichert und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt. Die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird durch den vorstehenden Vorgang abgeschlossen.
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Bei dem Abbildungsschritt vor der Beschlagserzeugung und dem Abbildungsschritt nach der Beschlagerzeugung kann die Oberfläche 101 der Probe 100 zusammen mit dem Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 abgebildet werden. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 91 die Rückzugsvorrichtung 83 und die Bildgebungsvorrichtung 40 zu einer geeigneten Zeit vor und nach dem Abbilden des Objektes 70, um die Oberfläche 101 der Probe 100 zur Erlangung von Oberflächenbildern abzubilden. Die Intervalle zur Erlangung solcher Oberflächenbilder bei dem Abbildungsschritt nach der Beschlagserzeugung können zu den Intervallen der Erlangung der Objektbilder gleich oder unterschiedlich sein. Die Beobachtung des Kondensationszustands auf der Oberfläche 101 zusammen mit der Bewertung der Antibeschlagseigenschaft ermöglicht eine vielseitigere Bewertung.
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Wahlweise kann nur das Abbilden der Oberfläche 101 der Probe 100 bei dem Abbildungsschritt vor der Beschlagserzeugung und dem Abbildungsschritt nach der Beschlagserzeugung unter Durchführung der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise mit dem im Voraus in dem optischen Pfad angeordneten Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 durchgeführt werden. In diesem Fall kann eine Änderung des Zustands der Oberfläche 101 der Probe 100 ausführlich beobachtet werden, obwohl der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex nicht abgeleitet werden kann.
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Nachstehend ist ein Verfahren zur Ableitung des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes ausführlich beschrieben. 3A zeigt eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Objektbildes 200 zeigt, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 erlangt wurde. 3B zeigt eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Objektbildes 201 zeigt, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 erlangt wurde. Diese Figuren zeigen schematische Beispiele, falls das Objekt 70 gemäß 2A abgebildet wird.
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Das durch das Abbilden des Objektes 70 erlangte Bild ist ein Umrissbild gemäß vorstehender Beschreibung. Im Einzelnen transmittiert die Metallschicht 72 des Objektes 70 kein Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 60, und somit wird die Metallschicht 72 als ein dunkles Gebiet 200a oder 201a gezeigt, das dunkler als dessen umgebendes Gebiet ist. Das transparente Substrat 71 ist als ein helles Gebiet 200b oder 201b gezeigt, das heller als das dunkle Gebiet 200a oder 201a ist. Falls kein Beschlag (Kondensation) auf der Oberfläche 101 der Probe 100 vorliegt, gibt es keine Streuung von Licht aufgrund von Beschlag. Auch falls das Objekt 70 über die Probe 100 abgebildet wird, ist deshalb die Form der Metallschicht 72 bei dem Objekt 70 gemäß 3A klar gezeigt, wodurch das Objektbild 200 mit einer im Wesentlichen klaren Begrenzung (Kante) zwischen dem dunklen Gebiet 200a und dem hellen Gebiet 200b resultiert.
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Falls auf der Oberfläche 101 der Probe 100 andererseits ein Beschlag (Kondensation) vorliegt, wird Licht aufgrund von Beschlag gestreut. Daher ist die Form des Metallfilms 72 bei dem Objekt 70 in einer verschwommenen Weise gemäß 3B gezeigt, wodurch das Objektbild 201 mit einer unscharfen Begrenzung (Kante) zwischen dem dunklen Gebiet 201a und dem hellen Gebiet 201b resultiert. Darüber hinaus weist das helle Gebiet 201b in dem Objektbild 201 aufgrund der Streuung des Lichtes eine verringerte Gesamthelligkeit im Vergleich zu dem hellen Gebiet 200b in dem Objektbild 200 auf.
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Mit anderen Worten, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 erlangte Objektbild 201 ist von dem bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 erlangte Objektbild 200 verschieden. Im Einzelnen sind aufgrund von Beschlag Pixelwerte (wie etwa Graustufenwerte, RGB-Werte, oder HSV-Werte) von zumindest einem Teil der Pixel in dem Objektbild 201 von Pixelwerten der Pixel an denselben Positionen in dem Objektbild 200 als Ergebnis der Lichtstreuung verschieden.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 quantitativ und objektiv durch Ableiten des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes, der den Grad einer solchen Änderung in dem Objektbild 201 ausgehend von dem Objektbild 200 quantifiziert, bewertet werden. Darüber hinaus repräsentiert der Grad der Änderung in dem Objektbild 201 ausgehend von dem Objektbild 200 den Grad der Änderung der Sichtbarkeit einer (transmittierten oder reflektierten) Sicht über die Probe 100. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation direkt ausgewertet werden.
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Das Verfahren zur Ableitung des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ohne Begrenzung auf ein bestimmtes Verfahren verschiedene Verfahren annehmen, die verschiedene bekannte Bildverarbeitungsverfahren und Bildanalyseverfahren verwenden. Insbesondere ist jedoch der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eines von sechs nachstehend beschriebenen Verfahren abgeleitet: ein Flächenverhältnisverfahren; ein Steigungsverhältnisverfahren; ein Kontrastverhältnisverfahren; ein Abstandsverhältnisverfahren; ein Kompressionsverhältnisverfahren; und ein Histogrammverfahren. Nachstehend ist jedes dieser Verfahren beschrieben, wobei ein Fall als Beispiel genommen wird, bei dem die Objektbilder 200 und 201 gemäß den 3A und 3B als Graustufenbilder mit 256 Graustufen erlangt wurden.
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<Flächenverhältnisverfahren>
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Die 4A und 4B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Flächenverhältnisverfahrens zeigen. Bei dem Flächenverhältnisverfahren wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf Grundlage der Flächen S0 und S1 der Gebiete A0 und A1 abgeleitet, bei denen Pixelwerte P von Pixeln in den Gebieten in den Objektbildern 200 und 201 vor und nach der Beschlagserzeugung kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert Pta sind. Im Einzelnen leitet die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 zunächst die Fläche S0 des Gebietes A0 ab, in dem die Pixelwerte P (hier, Graustufenwerte) der Pixel in diesem Gebiet kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Pta in dem Objektbild 200 sind, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 4A erlangt wurde.
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Des Weiteren leitet die Bewertungseinheit 92 die Fläche S1 des Gebietes A1 ab, in dem die Pixelwerte P der Pixel in dem Objektbild 201, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 4B erlangt wurde, kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Pta sind. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend ein Verhältnis S1/S0 oder S0/S1 zwischen der Fläche S1 und der Fläche S0 als den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Die Fläche S1 wird mit zunehmendem Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 kleiner als die Fläche S0, da das dunkle Gebiet 201 ausgeleuchtet wird, um es zu erhellen (d.h. den Graustufenwert anzuheben). Falls es andererseits aufgrund von Beschlag fast keine Lichtstreuung gibt, weist die Fläche S1 einen Wert nahe dem der Fläche S0 auf. Falls das Verhältnis S1/S0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird daher die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 mit größerem Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex größer (näher bei 1), und die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird mit kleinerem Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex geringer. Falls das Verhältnis S0/S1 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Insbesondere kann der Wert der Fläche S1 direkt als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex verwendet werden, anstatt das Flächenverhältnis S1/S0 oder S0/S1 zu beziehen. Falls die Objektbilder 200 und 201 als Farbbilder erlangt werden, kann beispielsweise der Medianwert, der Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert eines R-Wertes (rot), eines G-Wertes (grün) und eines B-Wertes (blau), oder ein H-Wert (Farbton), ein S-Wert (Sättigung) und ein V-Wert (Wert) als der Pixelwert P verwendet werden. Wahlweise kann einer des R-Wertes, des G-Wertes, und des B-Wertes, oder einer des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden.
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Wahlweise kann der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf Grundlage der Flächen der Gebiete abgeleitet werden, bei denen die Pixelwerte P ihrer Pixel größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert Pta sind. In diesem Fall wird das helle Gebiet 201b mit größerem Lichtstreuungsgrad dunkler. Daher wird die Fläche des Gebietes, in dem die Pixelwerte P ihrer Pixel größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert Pta sind dementsprechend kleiner. Wahlweise können die Objektbilder 200 und 201 auf Grundlage des vorbestimmten Schwellenwertes in Binärbilder umgewandelt werden, und die erlangten Bilder können beispielsweise auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Dies kann eine Änderung bei den Flächen der Gebiete A0 und A1 oder eine Änderung ihrer Formen visuell anzeigen.
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<Steigungsverhältnisverfahren>
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Die 5A und 5B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Steigungsverhältnisverfahrens zeigen. Bei dem Steigungsverhältnisverfahren wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage einer Änderungsrate bei den Pixelwerten P der Pixel auf einer in den Objektbildern 200 und 201 festgelegten Strecke R vor und nach der Beschlagserzeugung abgeleitet. Im Einzelnen legt die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 zunächst die Strecke R in einer horizontalen Richtung (x-Richtung), die sich über das dunkle Gebiet 200a und das helle Gebiet 200b in dem Objektbild 200 erstreckt, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 5A erlangt wurde. Die Bewertungseinheit 92 erlangt nachfolgend die Pixelwerte P der Pixel auf der Strecke R, um einen gemittelten Steigungswinkel θ0 als eine Änderungsrate bei den Pixelwerten P an einer Grenze B abzuleiten.
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Nachfolgend legt die Bewertungseinheit 92 dieselbe Strecke R wie in dem Objektbild 200 in dem Objektbild 201 fest, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 5B erlangt wurde. Die Bewertungseinheit 92 erlangt die Pixelwerte P von Pixeln auf der Strecke R, um einen gemittelten Steigungswinkel θ1 als eine Änderungsrate bei den Pixelwerten P an einer Grenze B abzuleiten. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend ein Verhältnis θ1/θ0 oder θ0/θ1 zwischen dem mittleren Steigungswinkel θ1 und dem mittleren Steigungswinkel θ0 als den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Da bei dem vorliegenden Beispiel das Objektbild 200 einen hohen Kontrast aufweist, ändert sich der Pixelwert P auf der Strecke R in dem Objektbild 200 schlagartig an der Grenze B von einem im Wesentlichen konstanten Zustand bei dem Maximalwert (255) zu einem im Wesentlichen konstanten Zustand bei ungefähr einem Minimalwert (0). Somit ist der gemittelte Steigungswinkel θ0 ungefähr 90°. Auf der Strecke R in dem Objektbild 201 andererseits wird das helle Gebiet 201b dunkler, und eine Breite W der Grenze B steigt mit steigendem Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100. Da der Pixelwert P sich allmählich innerhalb einer solchen Breite W ändert, wird der gemittelte Steigungswinkel θ1 dementsprechend kleiner. Falls es aufgrund von Beschlag fast keine Lichtstreuung gibt, weist der gemittelte Steigungswinkel θ1 einen Wert nahe bei dem gemittelten Steigungswinkel θ0 auf.
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Falls daher das Verhältnis θ1/θ0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 mit größerem Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes größer (näher bei 1), und die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird mit kleineren Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex kleiner. Falls das Verhältnis θ0/θ1 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Wie auch bei dem Flächenverhältnisverfahren kann der Wert des gemittelten Steigungswinkels θ1 direkt als Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex verwendet werden. Falls die Objektbilder 200 und 201 als Farbbilder erlangt werden, kann beispielsweise der Medianwert, der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Wahlweise kann einer des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder einer des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Ohne Begrenzung auf eine bestimmte Position kann die Position der Strecke R irgendwo festgelegt werden, solange die Strecke R die Grenze B kreuzt, bei der der Pixelwert P sich ändert. Ebenso kann die Richtung der Strecke R irgendeine Richtung ohne Begrenzung auf die x-Richtung sein. Zur Erlangung der Pixelwerte P können nur die Pixelwerte P der Pixel auf der Strecke R erlangt werden, oder beispielsweise der Mittelwert der Pixelwerte P eines Pixels auf der Strecke R und seiner angrenzenden Pixel kann erlangt werden. Wahlweise kann eine Vielzahl von Strecken R festgelegt sein, und der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex kann auf der Grundlage des Mittelwertes der gemittelten Steigungswinkel θ0 bei den Strecken R und des Mittelwertes der gemittelten Steigungswinkel θ1 bei den Strecken R abgeleitet werden.
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<Kontrastverhältnisverfahren>
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Die 6A und 6B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Kontrastverhältnisverfahrens zeigen. Bei dem Kontrastverhältnisverfahren wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Differenzen ΔP0 und ΔP1 zwischen den Pixelwerten P an einem ersten Vergleichspunkt La und einem zweiten Vergleichspunkt Lb, die in den Objektbildern 200 und 201 festgelegt sind, vor und nach der Beschlagserzeugung abgeleitet. Im Einzelnen legt die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 zunächst in dem Objektbild 200, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 6A erlangt wurde, den ersten Vergleichspunkt La in dem dunklen Gebiet 200a fest, und setzt den zweiten Vergleichspunkt Lb in dem hellen Gebiet 200b fest. Nachfolgend erlangt die Bewertungseinheit 92 einen Pixelwert Pa0 an dem ersten Vergleichspunkt La und einen Pixelwert Pb0 an dem zweiten Vergleichspunkt Lb. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend die Differenz ΔP0 (= Pb0 – Pa0) dazwischen ab.
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In dem Objektbild 201, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 erlangt wurde, legt die Bewertungseinheit 92 den ersten Vergleichspunkt La und den zweiten Vergleichspunkt Lb an denselben Positionen wie in dem Objektbild 200 gemäß 6B fest. Nachfolgend erlangt die Bewertungseinheit 92 einen Pixelwert Pa1 an dem ersten Vergleichspunkt La und einen Pixelwert Pb1 an dem zweiten Vergleichspunkt Lb. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend die Differenz ΔP1 (= Pb1 – Pa1) dazwischen ab. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend ein Verhältnis ΔP1/ΔP0 oder ΔP0/ΔP1 zwischen der Differenz ΔP1 und der Differenz ΔP0 als den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Da bei diesem Beispiel gemäß vorstehender Beschreibung das Objektbild 200 einen hohen Kontrast aufweist, weist der Pixelwert Pa0 an dem ersten Vergleichspunkt La einen ungefähr minimalen Wert (0) auf, und der Pixelwert Pb0 an dem zweiten Vergleichspunkt Lb weist einen ungefähr maximalen Wert (255) in dem Objektbild 200 auf. Deshalb weist die Differenz ΔP0 einen ungefähr maximalen Wert (255) auf. In dem Objektbild 201 andererseits wird das helle Gebiet 201b mit größerem Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 dunkler, und somit verringert sich der Pixelwert Pb1 an dem zweiten Vergleichspunkt Lb. Mit größerem Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 wird in dem Objektbild 201 das dunkle Gebiet 201a heller, und somit steigt der Pixelwert Pa1 an dem ersten Vergleichspunkt La an. Daher wird die Differenz ΔP1 dementsprechend kleiner. Diese Tatsache ist eine einzigartige Entdeckung. Daher wird die Differenz ΔP1 dementsprechend kleiner. Falls es fast keine Lichtstreuung aufgrund von Beschlag gibt, weist die Differenz ΔP1 einen Wert auf, der nahe bei der Differenz ΔP0 ist.
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Falls somit das Verhältnis Delta ΔP1/ΔP0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 mit einem größerem Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes größer (näher bei 1), und die Antibeschlagseigenschaften der Probe 100 wird mit einem kleineren Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kleiner. Falls das Verhältnis ΔP0/ΔP1 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Wie auch im Fall der vorstehend beschriebenen Verfahren kann der Wert der Differenz ΔP1 direkt als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex verwendet werden. Falls die Objektbilder 200 und 201 als Farbbilder erlangt werden, kann beispielsweise der Medianwert, der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Wahlweise kann einer des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder einer des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden.
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Ohne Begrenzung auf irgendwelche bestimmte Positionen können der erste Vergleichspunkt La und der zweite Vergleichspunkt Lb an geeigneten Positionen in Übereinstimmung mit beispielsweise der Konfiguration des Objektes 70 festgelegt werden. Zur Erlangung der Pixelwerte P können nur die Pixelwerte P der Pixel an dem ersten Vergleichspunkt La sowie dem zweiten Vergleichspunkt Lb erlangt werden, oder es können beispielsweise die Mittelwerte der Pixelwerte P der Pixel an dem ersten Vergleichspunkt La sowie dem zweiten Vergleichspunkt Lb und ihrer angrenzenden Pixel erlangt werden. Wahlweise kann ein Pixel mit dem minimalen Pixelwert P beispielsweise in dem gesamten Bild oder auf einer vorbestimmten Strecke in dem Bild als der erste Vergleichspunkt La verwendet werden, und ein Pixel mit dem maximalen Pixelwert P kann als der zweite Vergleichspunkt Lb verwendet werden, anstatt die Positionen des ersten Vergleichspunktes La und des zweiten Vergleichspunktes Lb zu fixieren.
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Wahlweise kann eine Vielzahl von ersten Vergleichspunkten La und eine Vielzahl von zweiten Vergleichspunkten Lb festgelegt werden, und der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex kann auf der Grundlage des Mittelwertes der Vielzahl von Differenzen ΔP0 und des Mittelwertes der Vielzahl der Differenzen ΔP1 abgeleitet werden. Wahlweise kann der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex nicht auf der Grundlage der Differenzen ΔP0 und ΔP1, sondern des Verhältnisses Pb0/Pa0 oder Pa0/Pb0 zwischen dem Pixelwert Pa0 und dem Pixelwert Pb0, und eines Verhältnisses Pb1/Pa1 oder Pa1/Pb1 zwischen dem Pixelwert Pa1 und dem Pixelwert Pb1 abgeleitet werden.
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<Abstandsverhältnisverfahren>
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Die 7A und 7B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Abstandsverhältnisverfahrens zeigen. Bei dem Abstandsverhältnisverfahren wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Abstände D0 und D1 ausgehend von einem Startpunkt Ls zu einem Zielpunkt Lg0 und Lg1 abgeleitet, bei denen die Pixelwerte P auf einer in den Objektbildern 200 und 201 vor und nach der Beschlagserzeugung festgelegten Strecke R zum ersten Mal größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert Ptd werden. Im Einzelnen legt die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 zunächst den Startpunkt Ls in dem dunklen Gebiet 200a in dem Objektbild 200 fest, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 7A erlangt wurde. Die Bewertungseinheit 92 legt nachfolgend die Strecke R in einer horizontalen Richtung (x-Richtung) ausgehend von dem Startpunkt Ls fest. Nachfolgend erlangt die Bewertungseinheit 92 in der Reihenfolge ausgehend von dem Startpunkt Ls die Pixelwerte P der Pixel auf der Strecke R. Die Bewertungseinheit 92 legt als den Zielpunkt Lg0 einen Punkt (Pixel) fest, bei dem der Pixelwert P zum ersten Mal größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Ptd wird. Nachfolgend leitet die Bewertungseinheit 92 den Abstand D0 von dem Startpunkt Ls zu den Zielpunkt Lg0 ab.
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Nachfolgend legt die Bewertungseinheit 92 den Startpunkt Ls in dem Objektbild 201, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 erlangt wurde, an derselben Position wie in dem Objektbild 200 fest, und legt dieselbe Strecke R wie in dem Objektbild 200 gemäß 7B fest. Nachfolgend erlangt die Bewertungseinheit 92 in der Reihenfolge ausgehend von dem Startpunkt Ls die Pixelwerte P der Pixel auf der Strecke R. Die Bewertungseinheit 92 legt als den Zielpunkt Lg1 einen Punkt fest, bei dem der Pixelwert P zum ersten Mal größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Ptd wird. Nachfolgend leitet die Bewertungseinheit 92 ausgehend von dem Startpunkt Ls zu dem Zielpunkt Lg1 den Abstand D1 ab. Abschließend leitet die Bewertungseinheit 92 ein Verhältnis D1/D0 oder D0/D1 zwischen dem Abstand D0 und dem Abstand D1 als dem Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Mit größeren Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 wird eine Fläche um das dunkle Gebiet 201a dunkler (d.h. der Grauwert wird verringert). Daher wird der Abstand D1 dementsprechend größer als der Abstand D0. Falls es andererseits aufgrund von Beschlag fast keine Lichtstreuung gibt, weist der Abstand D1 einen Wert nahe bei dem Abstand D0 auf. Falls das Verhältnis D1/D0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 mit einem kleineren Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes größer (näher zu 1), und die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird mit einem größeren Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes geringer. Falls das Verhältnis D0/D1 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Wie auch im Fall der vorstehend beschriebenen Verfahren kann der Wert des Abstandes D1 direkt als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex verwendet werden. Falls die Objektbilder 200 und 201 als Farbbilder erlangt werden, kann beispielsweise der Medianwert, der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Wahlweise kann einer des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder einer des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden.
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Ohne Begrenzung auf irgendeine bestimmte Position kann der Startpunkt Ls an einer geeigneten Position in Übereinstimmung mit beispielsweise der Konfiguration des Objektes 70 festgelegt werden. Ebenso kann die Richtung der Strecke R irgendeine Richtung ohne Begrenzung auf die x-Richtung sein. Zur Erlangung der Pixelwerte P können nur die Pixelwerte der Pixel auf der Strecke R erlangt werden, oder der Mittelwert beispielsweise der Pixelwerte P eines Pixels auf der Strecke R und seiner angrenzenden Pixel kann erlangt werden. Wahlweise kann eine Vielzahl von Startpunkten Ls oder eine Vielzahl von Strecken R festgelegt werden, und der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex kann auf der Grundlage des Mittelwertes der Vielzahl von Abständen D0 und des Mittelwertes der Vielzahl von Abständen D1 abgeleitet werden.
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<Kompressionsverhältnisverfahren>
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Die 8A und 8B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Kompressionsverhältnisverfahrens zeigen. Bei dem Kompressionsverhältnisverfahren wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage des Kompressionsverhältnisses Cr0 und Cr1 bei Kompression unkomprimierter Objektbilder 200o und 201o vor und nach der Beschlagserzeugung durch ein vorbestimmtes Bildkompressionsverfahren abgeleitet. Im Einzelnen komprimiert die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 zunächst das unkomprimierte Objektbild 200o (beispielsweise in einem RAW-Format oder einem BMP-Format), das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 erlangt wurde, durch ein vorbestimmtes Bildkompressionsverfahren zur Erzeugung des Objektbildes 200 in beispielsweise einem JPEG-Format gemäß 8A. Die Bewertungseinheit 92 erlangt nachfolgend eine Dateikapazität C0o des Objektbildes 200o und eine Dateikapazität C0 des Objektbildes 200, um ein Kompressionsverhältnis Cr0 (= C0/C0o) abzuleiten.
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Nachfolgend komprimiert die Bewertungseinheit 92 das unkomprimierte Objektbild 201o, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 erlangt wurde, durch dasselbe Bildkompressionsverfahren wie bei dem Objektbild 200o, um das Objektbild 201 in demselben Format wie das Objektbild 200 gemäß 8B. Die Bewertungseinheit 92 erlangt nachfolgend eine Dateikapazität C1o des Objektbildes 201o, und eine Dateikapazität C1 des Objektbildes 201, um ein Kompressionsverhältnis Cr1 (= C1/C1o) abzuleiten. Abschließend leitet die Bewertungseinheit 92 ein Verhältnis Cr1/Cr0 oder Cr0/Cr1 zwischen dem Kompressionsverhältnis Cr1 und dem Kompressionsverhältnis Cr0 als den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Da bei diesem Beispiel das Objektbild gemäß vorstehender Beschreibung einen hohen Kontrast aufweist, ist das Objektbild 200 im Wesentlichen zu einem binären Bild gleich. Somit weist das Kompressionsverhältnis Cr0 einen hohen Wert auf. In dem Objektbild 201 andererseits ist der Änderungsgrad bei den Grauwerten, d.h. der Pixelwert P, mit größeren Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 größer. Somit weist das Kompressionsverhältnis Cr1 dementsprechend einen geringeren Wert auf. Falls es aufgrund von Beschlag fast keine Lichtstreuung gibt, weist das Kompressionsverhältnis Cr1 einen Wert nahe bei dem Kompressionsverhältnis Cr0 auf.
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Falls das Verhältnis Cr1/Cr0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird deshalb die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 mit größerem Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes größer (näher zu 1), und die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird mit dem geringeren Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kleiner. Wenn als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex das Verhältnis Cr0/Cr1 abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Insbesondere kann der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex unter Verwendung nicht der Kompressionsverhältnisse Cr0 und Cr1, sondern unter Verwendung der komprimierten Dateikapazitäten C0 und C1 abgeleitet werden. Wie auch im Fall der vorstehend beschriebenen Verfahren, kann wahlweise der Wert des Kompressionsverhältnisses Cr1 oder die Werte der komprimierten Dateikapazitäten C0 und C1 direkt als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex werden. Darüber hinaus kann ohne Begrenzung auf irgendein bestimmtes Bildformat das Bildformat der unkomprimierten Objektbilder 200o und 201o, sowie das Bildformat der komprimierten Objektbilder 200 und 201 verschiedene bekannte Bildformate annehmen. Ebenso ist das Bildkompressionsverfahren nicht auf irgendein bestimmtes Verfahren begrenzt. Beispielsweise kann der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf Grundlage der Kompressionsverhältnisse Cr0 und Cr1 abgeleitet werden, wenn die Objektbilder 200o und 201o in einem ZIP-Format komprimiert sind.
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Falls das Objekt 70 mit einer komplizierten Konfiguration gemäß beispielsweise den 2C und 2D verwendet wird, kann sich aufgrund von Beschlag mit einem ansteigenden Lichtstreuungsgrad der Änderungsgrad bei dem Pixelwert P verringern. Infolgedessen kann das Kompressionsverhältnis Cr1 geringer sein als das Kompressionsverhältnis Cr0. Daher ist es bevorzugt, bei dem Kompressionsverhältnisverfahren die Beziehung zwischen dem Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes und der Antibeschlagseigenschaft vorab in Abhängigkeit von dem verwendetem Objekt 70 zu prüfen.
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<Histogrammverfahren>
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Die 9A und 9B zeigen schematische Darstellungen, die ein allgemeines Konzept des Histogrammverfahrens zeigen. Bei dem Histogrammverfahren wird ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage von Histogrammflächen Sh0 und Sh1 von Pixelwerten P bei den Objektbildern 200 und 201 vor und nach der Beschlagserzeugung abgeleitet. Im Einzelnen erzeugt die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 aus dem Objektbild 200, das bei Nichtvorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 9A erlangt wurde, zunächst ein Histogramm, wobei dessen longitudinale Achse eine Frequenz F des Auftretens repräsentiert und dessen horizontale Achse den Pixelwert P repräsentiert. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend die Fläche Sh0 aus dem erzeugten Histogramm ab.
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Des Weiteren erzeugt die Bewertungseinheit 92 wie bei dem Objektbild 200 aus dem Objektbild 201, das bei Vorliegen von Beschlag auf der Probe 100 gemäß 9B erlangt wurde, ein Histogramm, dessen longitudinale Achse die Frequenz F des Auftretens und dessen horizontale Achse den Pixelwert P repräsentiert. Die Bewertungseinheit 92 leitet nachfolgend die Fläche Sh1 des erzeugten Histogramms ab. Nachfolgend leitet die Bewertungseinheit 92 ein Verhältnis Sh1/Sh0 oder Sh0/Sh1 zwischen der Fläche Sh1 und der Fläche Sh0 als den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex ab.
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Da bei diesem Beispiel gemäß vorstehender Beschreibung das Objektbild 200 einen hohen Kontrast aufweist, ist die Frequenz F des Auftretens der Pixelwerte P in dem Objektbild 200 um Werte in der Nähe des Minimalwertes (0) und des Maximalwertes (255) konzentriert, wodurch eine kleine Histogrammfläche Sh0 resultiert. Mit dem größeren Lichtstreuungsgrad aufgrund von Beschlag auf der Probe 100 andererseits erhöht sich die Frequenz F des Auftretens der dazwischenliegenden Pixelwerte P in dem Objektbild 201, wodurch eine große Histogrammfläche Sh1 resultiert. Falls es aufgrund von Beschlag fast keine Lichtstreuung gibt, weist die Fläche Sh1 andererseits einen Wert nahe der Fläche Sh0 auf.
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Falls das Verhältnis Sh1/Sh0 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, wird deshalb die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 invers zu den vorstehend beschriebenen Verfahren mit einem kleineren Wert des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes größer (näher zu 1), und die Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 wird mit einem größeren Wert des Antibeschlageigenschaft-Bewertungsindexes kleiner. Falls das Verhältnis Sh0/Sh1 als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex abgeleitet wird, findet das Gegenteilige Anwendung.
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Wie auch im Fall der vorstehend beschriebenen Verfahren kann die Fläche Sh1 direkt als der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex verwendet werden. Falls die Objektbilder 200 und 201 als Farbbilder erlangt werden, kann beispielsweise der Medianwert, der Mittelwert oder der gewichtete Mittelwert des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Wahlweise kann einer des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder einer des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes als der Pixelwert P verwendet werden. Wenn das Objekt 70 mit einer komplizierten Konfiguration gemäß 2D verwendet wird, kann im Einzelnen ein geeigneterer Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex durch Begrenzung des Histogramms auf einen des R-Wertes, des G-Wertes und des B-Wertes, oder einen des H-Wertes, des S-Wertes und des V-Wertes abgeleitet werden.
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Die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90 leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex unter Verwendung irgendeines der vorstehend beschriebenen Verfahren ab. Ein Benutzer kann händisch auswählen, welches dieser Verfahren verwendet werden soll, oder die Bewertungseinheit 92 kann in Übereinstimmung mit beispielsweise der Art des Objektes 70 oder der Konfiguration des erlangten Objektbildes 200 bestimmen, welches dieser Verfahren verwendet werden soll.
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Gemäß vorstehender Beschreibung umfasst das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel: die Beschlagserzeugungsvorrichtung (den Probentisch 10 und die Dampfsprühvorrichtung 30), die zum Erzeugen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 eingerichtet ist; das Objekt 70, das an einer von der der Probe 100 unterschiedlichen Position angeordnet ist; die Bildgebungsvorrichtung 40, die zum Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 eingerichtet ist; und die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90), die zum Bewerten der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage der Objektbilder 200 und 201, die durch Abbilden des Objektes 70 erlangt wurden, eingerichtet ist.
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Eine solche Konfiguration ermöglicht das Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 unter Gegebenheiten, die den tatsächlich verwendeten Bedingungen der Probe 100, wie etwa beispielsweise falls eine Sicht nach außen durch ein Autofenster gesehen wird, oder falls ein in einem Spiegel reflektiertes Gesicht gesehen wird, ähnlich sind, und ermöglicht auf Grundlage der resultierenden Objektbilder 200 und 201 die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation quantitativ und objektiv bewertet werden.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 umfasst ebenso das Bildeinstellungs-Linsenoptiksystem 81, das zwischen der Probe 100 und dem Objekt 70 angeordnet ist. Dies ermöglicht, das Objekt 70 in einer geeigneten Größe in einem natürlicheren Zustand abzubilden.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 umfasst ebenso die Beleuchtungsvorrichtung 70, die zum Ausleuchten des Objektes 70 von hinten eingerichtet ist. Dies ermöglicht das Beziehen von Objektbildern 200 und 201 mit hohem Kontrast, und somit kann die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage der Objektbilder 200 und 201 mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät 1 umfasst ebenso das zwischen der Probe 100 und der Bildgebungsvorrichtung 40 anzuordnende Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystem 82 und die zum Zurückziehen des Oberflächenabbildungs-Linsenoptiksystems 82 aus dem optischen Pfad eingerichtete Rückzugsvorrichtung 83. Dies ermöglicht das Abbilden des Zustands der Oberfläche 101 der Probe 100 durch die Bildgebungsvorrichtung 40. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer vielseitigeren Weise bewertet werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex der Probe 100 auf der Grundlage der Änderung in dem Objektbild 201 ab, das bei Erzeugung von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100 durch die Beschlagserzeugungsvorrichtung (den Probentisch 10 und die Dampfsprühvorrichtung 30) erlangt wird. Dies ermöglicht die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Grades der Änderung der Sichtbarkeit einer Sicht über die Probe 100. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation direkt bewertet werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Flächen S0 und S1 der Gebiete A0 und A1 ab, bei denen die Pixelwerte P in den Objektbildern 200 und 201 kleiner oder gleich, oder größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Pta sind. Somit kann die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Änderungsrate (der mittleren Steigungswinkel θ0 und θ1) bei den Pixelwerten P auf der in den Objektbildern 200 und 201 festgelegten Strecke R ab. Die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ebenso in diesem Fall in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Differenzen ΔP0 und ΔP1 oder den Verhältnissen zwischen den Pixelwerten P an dem ersten Vergleichspunkt La und dem zweiten Vergleichspunkt Lb ab, die in den Objektbildern 200 und 201 festgelegt sind. Die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ebenso in diesem Fall in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Abstände D0 und D1 ausgehend von einem Startpunkt Ls zu den Zielpunkten Lg0 und Lg1 ab, bei denen die Pixelwerte P auf der in den Objektbildern 200 und 201 festgelegten Strecke R zum ersten Mal größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert Ptd werden. Die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ebenso in diesem Fall in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Kompressionsverhältnisse Cr0 und Cr1 bei Kompression der unkomprimierten Objektbilder 200o und 201o durch ein vorbestimmtes Bildkompressionsverfahren oder auf der Grundlage der komprimierten Dateikapazitäten C0 und C1 ab. Die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ebenso in diesem Fall in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Die Bewertungsvorrichtung (die Bewertungseinheit 92 der Steuervorrichtung 90) leitet den Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex auf der Grundlage der Histogrammflächen Sh0 und Sh1 der Pixelwerte P in den Objektbildern 200 und 201 ab. Die quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindexes kann ebenso in diesem Fall in einer einfachen und sehr genauen Weise durchgeführt werden.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst: den Beschlagserzeugungsschritt zum Erzeugen von Beschlag auf der Oberfläche 101 der Probe 100; den Abbildungsschritt zum Abbilden des Objektes 70, das an einer von der der Probe 100 verschiedenen Position angeordnet ist, über die Probe 100; und den Bewertungsschritt zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage der Objektbilder 200 und 201, die durch Abbilden des Objektes 70 erlangt werden.
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Eine solche Konfiguration ermöglicht das Abbilden des Objektes 70 über die Probe 100 unter Gegebenheiten, die den tatsächlichen Verwendungsbedingungen der Probe 100 ähnlich sind, und ermöglicht die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe 100 auf der Grundlage der resultierenden Objektbilder 200 und 201. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation quantitativ und objektiv bewertet werden.
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Bei dem Bewertungsschritt wird der Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsindex der Probe 100 auf der Grundlage der Änderung bei den Objektbilder 200 und 201 bei Erzeugung von Beschlag auf der Oberfläche der Probe 100 bei dem Beschlagserzeugungsschritt abgeleitet. Dies ermöglicht die Bewertung der Antibeschlagseigenschaft auf der Grundlage des Änderungsgrades der Sichtbarkeit einer Sicht über die Probe 100. Somit kann die Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation direkt bewertet werden.
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Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben sind, müssen das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät und das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht als auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt erachtet werden, sondern können innerhalb des Umfangs und des Äquivalenzbereichs der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden. Darüber hinaus sind die bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Funktionen und Wirkungen lediglich die Wiedergabe der am meisten bevorzugten Funktionen und Wirkungen, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden können. Die Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind nicht hierauf begrenzt.
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Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät und das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren können gemäß der vorliegenden Erfindung zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaften von verschiedenen Licht transmittierenden oder reflektierenden Materialien, oder zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaften von auf den Oberflächen von verschiedenen Materialien anzuwendenden Beschichtungsmitteln verwendet werden.
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Der gesamte Offenbarungsgehalt der am 4. November 2015 angemeldeten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-216697 mit Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnung und Zusammenfassung wird hiermit durch Bezugnahme vollinhaltlich einbezogen.
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Es ist ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät und ein Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsverfahren bereitgestellt, das eine quantitative und objektive Bewertung der Antibeschlagseigenschaft in einer realistischeren Situation erlaubt. Das Antibeschlagseigenschafts-Bewertungsgerät umfasst: eine Beschlagserzeugungsvorrichtung, die zum Erzeugen von Beschlag auf einer Oberfläche einer Probe eingerichtet ist; ein Objekt, das an einer von der der Probe verschiedenen Position angeordnet ist; eine Bildgebungsvorrichtung, die zum Abbilden des Objektes über die Probe eingerichtet ist; und eine Bewertungsvorrichtung, die zur Bewertung der Antibeschlagseigenschaft der Probe auf der Grundlage der durch das Abbilden des Objektes erlangten Objektbilder eingerichtet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3564085 [0002]
- JP 5015183 [0002]
- JP 2015-216697 [0110]