JP2000314701A - 物体表面の光沢度測定方法 - Google Patents

物体表面の光沢度測定方法

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JP2000314701A
JP2000314701A JP11123054A JP12305499A JP2000314701A JP 2000314701 A JP2000314701 A JP 2000314701A JP 11123054 A JP11123054 A JP 11123054A JP 12305499 A JP12305499 A JP 12305499A JP 2000314701 A JP2000314701 A JP 2000314701A
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light
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Raita Nakanishi
雷太 中西
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Nichicon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 (乱反射光)/(正・乱反射光)をそれぞれ
の反射光成分の光量に応じた2つの電流値として取り出
し、比較することによって、物体表面の光沢度を測定す
ることを目的とする。 【解決手段】 赤外〜可視領域に含まれる光線を物体に
照射して反射させ、偏光板を通過する反射光と、偏光板
を通過しない反射光とに分けて位置検出センサにて検知
し、上記2つの反射光の光量に応じた出力電流を信号処
理することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射光の光量に応
じた出力電流を信号処理して、物体表面の光沢度を測定
する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、物体表面の光沢度を測定する際に
は、物体表面に赤外線、可視光線等を照射し、その反射
光を、カラーセンサ、リニアイメージセンサ等の素子で
受光し、出力電流を信号処理することで検知していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の光沢センサを使用した場合、カラーセンサ、リニア
イメージセンサ等が高価であること、およびセンサ素子
で受光した後の信号処理が複雑であることなどから、光
沢センサ自体の価格が高価になるという問題点があっ
た。一方、安価な2端子のフォトダイオードをセンサ素
子として使用した場合、試料表面の色濃度によって反射
光量が異なること、および被測定試料からの反射光が正
反射光と乱反射光が混合された状態であることなどか
ら、正確な光沢度の測定は非常に難しいという問題点が
あった。
【0004】
【課題点を解決するための手段】本発明は上記課題を解
決するもので、赤外〜可視領域に含まれる光線を物体に
照射して反射させ、偏光板を通過する反射光と、偏光板
を通過しない反射光とに分けて位置検出センサにて検知
し、上記2つの反射光の光量に応じた出力電流を信号処
理することを特徴とする物体表面の光沢度測定方法であ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】物体表面の色濃度に関係なく、物
体表面の光沢度を、反射光の光量に応じた出力電流とし
て取り出し、信号処理することによって測定する。この
とき、カラーセンサ、リニアイメージセンサ等の高価な
半導体を用いず、位置検出センサ(以下、PSDと称す
る。)、位相差フィルム、偏光板等の簡単な構成で、安
価な光沢センサを提供することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明による実施例について、図面を
参照して説明する。
【0007】〔実施例1〕本発明による物体表面の光沢
度測定方法を利用した光沢センサの構造を図1に示す。
図1において、被測定試料3に対し光の入射角と反射角
が等しくなるように光源1とPSD6を配置する。光源
1からの光は集光レンズ2を使ってスポット光の状態で
被測定試料3に照射する。必ずしも光点を一点に集中さ
せる必要はない。光源1としては、LEDの他にハロゲ
ンランプ、半導体レーザー等の単波長成分の多い光源を
用いることが可能である。
【0008】図2は、図1の受光側の細部を示したもの
である。図2に示す、偏光板7を通過する前の反射光b
について、被測定試料3に対する垂直方向の振動成分e
をp波、水平方向の振動成分dをs波とした場合、正反
射光は反射の法則に従いs波のみからなる反射光で、か
つ試料表面の光沢度が高いほど支配的となる。また、乱
反射光は正反射光を除く拡散的な反射光でs波、p波を
含む様々な振動方向を持ち、試料表面の光沢度が低いほ
ど支配的となる。
【0009】図2の偏光板7の透過方向は横方向であ
り、これは被測定試料3に対する水平方向の振動成分d
と垂直な方向である。図2に見られるように、被測定試
料3の表面からの反射光bについて、半分が偏光板7を
通過するようにし、その他の反射光と合わせた反射光c
の中心がPSD5の中心に入射するように配置する。
【0010】図3は、図2の被測定試料3からの反射光
bについて偏光板7を通過する成分を表している。偏光
板7を通過する前の反射光bは、乱反射光hと正反射光
iで構成されている。乱反射光hはs波、p波を含む様
々な振動方向を持つ反射光で、s波とp波の存在確率は
ほぼ等しい。また、正反射光iはs波のみからなる。乱
反射光hは、偏光板7を通過する際に、透過方向に対し
て垂直の振動方向をもつs波は通過が抑制され、平行の
振動方向をもつp波は通過が可能となる。一方、正反射
光iは偏光板7の透過方向に対して垂直の振動方向をも
つこととなり、通過が抑制される。よって、被測定試料
3からの反射光bについて偏光板7を通過する成分は、
乱射光(p波)jのみとなる。
【0011】図4は、図2の被測定試料3からの反射光
bについてPSD5に直接入射する成分を表している。
被測定試料3からの反射光bは、乱反射光hと正反射光
iで構成されている。乱反射光hは、乱反射光(s波)
と乱反射光(p波)で構成される反射光で、それぞれの
存在確率はほぼ等しい。また、正反射光iはs波のみか
らなる。よって、被測定試料3からの反射光bについて
PSD5に直接入射する成分は、乱反射光(s波)と乱
反射光(p波)による乱反射光hおよび正反射光(s
波)iとなる。
【0012】このため、図2のようにPSD5に入射す
る光のうち、右領域は直接PSD5に入射される乱反射
光(s波)と乱反射光(p波)および正反射光(s波)
からなる反射光f、左領域は偏光板7を通過してきた乱
反射光(p波)のみの反射光gになり、これら反射光
f、gの照射光量と照射位置およびPSD5の電極間抵
抗等によって決まる電流(IPSD1、IPSD2)
が、PSD5の端子から得られる。
【0013】図5は、図2におけるPSD5の出力電流
(IPSD1、IPSD2)を信号処理し、正反射光量
に応じた出力電圧を得るための信号処理ブロックの例で
ある。PSD5のカソード端子8には予め電圧Vccが
印加されている。PSD5のアノード端子9、10から
は、PSD5で受光された反射光cによる電流(I
SD1、IPSD2)が流れ出すこととなる。電流I
PSD1、IPSD2はPSD5の負荷抵抗RL1、R
L2によって電圧VPSD1、VPSD2に変換され、
次段の信号増幅回路11、12で別々に増幅される。図
5の例では、信号増幅回路11、12の増幅度を共に1
000倍としているが、後段の信号演算回路での演算の
都合上、異なる増幅度とする場合もある。そして信号増
幅回路11、12から取り出された電圧は、後段の信号
演算回路13で、PSD5の照射光量と照射位置および
PSD5の電極間抵抗等によって決定される式で演算さ
れ、出力端子14から正反射光量に応じた出力電圧が得
られるので、この電圧値の大小から光沢度を測定するこ
とができる。
【0014】〔実施例2〕実施例1による図2の光沢セ
ンサでは、偏光板7の透過方向を横方向(s波と垂直方
向)としていた。しかし、図6のように偏光板15の透
過方向を縦方向(s波と平行方向)に配置した場合につ
いても同様に、光沢センサとして利用できる。図6に示
す、偏光板15を通過する前の反射光bについて、図2
と同様に被測定試料3に対する垂直方向の振動成分eを
p波、水平方向の振動成分dをs波とする。
【0015】図6の場合、被測定試料3からの反射光b
について偏光板15を通過する成分は、正反射光(s
波)と乱反射光(s波)、直接PSD5に入射される成
分は乱反射光(s波)と乱反射光(p波)および正反射
光(s波)になる。(偏光板15を通過してPSD5に
入射される反射光、およびPSD5に直接入射される反
射光の考え方は、図3、4と同様であるため、ここでは
省略する。)
【0016】このため、図6のようにPSD5に入射す
る光のうち、右領域は直接PSD5に入射される乱反射
光(s波)と乱反射光(p波)および正反射光(s波)
による反射光k、左領域は偏光板15を通過してきた正
反射光(s波)と乱反射光(s波)からなる反射光lに
なり、これら反射光k、lの照射光量と照射位置およびP
SD5の電極間抵抗等によって決まる電流(I
PSD1、IPSD2)が、PSD5の端子から得られ
る。よって、PSD5の出力電流(IPSD1、I
PSD2)から、照射光量、照射位置、およびPSD5
の電極間抵抗等によって決定される演算を図5と同様の
信号処理ブロックを用いて行うことで、正反射光量に応
じた出力電圧が得られるので、この電圧値の大小から光
沢度を測定することができる。
【0017】実施例1、2は、偏光板7、15の透過方
向の光の透過率を100%、および透過方向と垂直な方
向の光の透過率を0%とした場合であり、これらが実際
と異なり、その違いが無視できない場合は図5に示した
信号処理ブロックにおける演算を補正する必要がある。
【0018】また、実施例1、2において、被測定試料
3からの反射光bの中心と、偏光板7、15もしくはP
SD5の位置関係が多少違っても、信号処理ブロックに
おける演算で補正することができる。
【0019】実施例1、2では、非分割型のPSDを用
いたが、分割型(2分割、4分割等)のPSDを用いる
ことも可能である。
【0020】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、物体
表面の色濃度に関係なく、(乱反射光)/(正反射光お
よび乱反射光)をそれぞれの反射光成分の光量に応じた
2つの電流値として取り出し、比較することによって、
物体表面の光沢度を知ることができ、光沢度の判別がで
きる。このとき、カラーセンサ、リニアイメージセンサ
等の高価な半導体を用いず、PSD、位相差板、偏光板
等の簡単な構成で、安価な光沢センサの提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を用いた光沢センサの一実施例である。
【図2】図1の光沢センサの受光側の細部を示したもの
である。
【図3】図2の光沢センサで偏光板を通過する反射成分
を表した図である。
【図4】図2の光沢センサで直接PSDに入射する反射
成分を表した図である。
【図5】図2の光沢センサでPSD出力電流を信号処理
し、正反射光量に応じた出力電圧を取り出すための信号
処理ブロックを示したものである。
【図6】図1の光沢センサについて偏光板の透過方向を
縦方向とした光沢センサの受光側の細部を示したもので
ある。
【符号の説明】
1 光源 2 集光レンズ 3 被測定試料 4 偏光板 5 PSD 6 PSD上に照射される反射光 7 偏光板(透過方向:横) 8 PSDのカソード端子 9 PSDのアノード端子 10 PSDのアノード端子 11 VPSD1の信号増幅回路 12 VPSD2の信号増幅回路 13 信号演算回路 14 信号処理ブロックの出力端子 15 偏光板(透過方向:縦) a 被測定試料3への入射光 b 被測定試料3からの反射光 c PSD5に入射する直前の反射光 d 被測定試料3に対する水平方向の振動成分 e 被測定試料3に対する垂直方向の振動成分 f PSD5の右領域に照射される正反射光(s波)と
乱反射光(s波)および乱反射光(p波) g PSD5の左領域に照射される乱反射光(p波) h 被測定試料3からの反射光bに含まれる乱反射光 i 被測定試料3からの反射光bに含まれる正反射光 j 偏光板7を通過した後の乱反射光(p波) k PSD5の右領域に照射される正反射光(s波)と
乱反射光(s波)および乱反射光(p波) l PSD5の左領域に照射される正反射光(s波)と
乱反射光(s波)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外〜可視領域に含まれる光線を物体に
    照射して反射させ、偏光板を通過する反射光と、偏光板
    を通過しない反射光とに分けて位置検出センサにて検知
    し、上記2つの反射光の光量に応じた出力電流を信号処
    理することを特徴とする物体表面の光沢度測定方法。
JP11123054A 1999-04-28 1999-04-28 物体表面の光沢度測定方法 Pending JP2000314701A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680409A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 中国农业大学 一种布儒斯特角的测量装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680409A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 中国农业大学 一种布儒斯特角的测量装置及方法
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Effective date: 20040301