JP2001174335A

JP2001174335A - 特に仕上げ面の品質制御装置及びその方法

Info

Publication number: JP2001174335A
Application number: JP2000318505A
Authority: JP
Inventors: Peter Schwartz; ペーター・シュヴァルツ
Original assignee: BYK Gardner GmbH
Current assignee: BYK Gardner GmbH
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2001-06-29
Also published as: DE19950588A1; DE19950588B4; US6631000B1

Abstract

(57)【要約】【課題】仕上げ面の品質制御が可能な装置及びその方
法を提供することである。【解決手段】光源（３ａ、３ｂ）を有する少なくとも
一つの照明手段（２）と、複数の測定手段（１０，１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ）と、測定シーケンスの制御及び測
定結果の評価のための少なくとも一つの制御評価手段
（６０）と、出力手段（６５）とを備え、光源の光は測
定面に対して所定の角度（１８）を向いており、測定手
段は各々異なる所定の角度（１７）で測定面を向き、か
つ、測定面（８）から反射する光の一部を受け、かつ、
測定手段（１０）は各々該測定手段で受光される光に特
有な電気測定信号を発する少なくとも一つの光センサ
（１３）を有し、制御評価手段は少なくとも一つのプロ
セッサ手段（６０）と少なくとも一つのメモリ手段（６
１）とを備え、評価手段（６０）は測定信号を評価し、
かつそれから面を特徴付ける少なくとも一つのパラメー
タを導くことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特別な最終仕上げ
面の品質の制御を行う装置及びその方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多くの
製品において、製品の全体の外観に対して、その表面の
外観特性の品質が非常に重要な特性になってきた。従っ
て、製造中、対象物の修正又は修理中に高い再現性を達
成するため、製品上で品質制御測定をして、一あるいは
複数の（例えば、色、光沢（gloss、くもり（haze）、
面リップル（みかん膚：（orangepeel））のような）パ
ラメータを決定する。

【０００３】特に仕上げ面では、それに限定するわけで
はないが、それらの外観特性が視角、照明角度のそれぞ
れに依存して変化するかもしれない。このような面は角
度色彩的である（goniochromatic）と言われる。

【０００４】このような面の例は、効果的な金属あるい
は光沢仕上げの被覆面や干渉色面又は透明粒子をちりば
めた合成面や他の同様な面である。

【０００５】ちりばめた金属粒子を有する仕上げ面は、
例えば、視角に依存する色の変化が観察されるというＦ
ＬＯＰ効果を示すかもしれない。このような効果は、例
えば、表面にちりばめミラーとして作用するアルミニウ
ム粒子によって引き起こされる。

【０００６】消費者に新しい色を特徴とする製品を提供
するため、特定の品質を示すことができる新しい仕上げ
が開発されている。

【０００７】多くの効果的な仕上げでは、パラメータの
変化が生ずる特別な視角がある。面をわずかに小さい角
度で観察して色の第１印象を得て、一方、わずかに大き
な角度で走査又は測定すると、色の第１印象に対して想
像するにかなり異なる印象の第２印象を得るかもしれな
い。

【０００８】ある角度で測定面を照明し、かつ２つの固
定角度範囲で反射光を測定する測定装置であって、その
２つの測定角で調べた面の色を決定する測定装置は、従
来技術で周知である。さらに、走査角の関数として面の
色を得るために、例えば、面を固定角で照明し、光セン
サで全角度にわたって測定するゴニオメータ測定装置
も、従来技術で周知である。

【０００９】しかしながら、ゴニオメータ装置は、色関
数（color function）を決定するため、センサを測定毎
に全角度にわたって調整しなければならないし、装置の
機械的な較正不良がいつも回避されるわけではない。

【００１０】本発明の目的は、面、特に仕上げ面の品質
制御が可能な装置及びその方法を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、新しい仕上げあるい
は他の同様な処理も行われた面も含んだ面の少なくとも
一つの外観特性を決定することができる装置を提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１に
記載の本発明の装置によって達成することができる。本
発明の方法は請求項１７の主要事項を備えている。

【００１３】本発明の好適な実施形態は従属項の主要事
項を構成する。

【００１４】本発明による特別な仕上げ面の品質制御装
置は、少なくとも一つの光源を有する照明手段を備えて
いる。前記照明手段から照射される光は所定の角度で測
定面を向いている。少なくとも３つ、好ましくは少なく
とも５つの複数の測定手段をさらに備え、それぞれが測
定で反射する光の少なくとも一部を受ける。各測定手段
は、少なくとも１つの電気測定信号を発する少なくとも
１つの光センサを有し、前記電気測定信号は測定手段が
受ける光に特有のものである。

【００１５】さらに本発明の装置は、測定シーケンスを
制御し、測定結果を評価し、かつ面を特徴付ける測定信
号からパラメータを引き出すために、少なくとも一つの
プロセッサと少なくとも一つのメモリ手段とを備えた少
なくとも一つの制御評価手段を有する。出力手段は測定
結果を表示する役目をする。

【００１６】本発明の装置は多くの利点を有する。

【００１７】本発明の装置において、測定面に対して異
なる角度で複数の測定手段の各々を配置することによっ
て、評価手段が、個々の測定手段の測定信号から面に特
有の（特徴的な）パラメータを引き出すことができるよ
うになる。

【００１８】少なくとも一つのの特徴的なパラメータが
測定面に対して決定されることが好ましい；このパラメ
ータは、その色、光沢、くもり、面リップル像、あるい
は鮮明度（ＤＯＩ）であってもよい。さらに、２つ又は
３つの異なるパラメータを、及び／又は、例えば、少な
くとも一つのパラメータの各々を、それぞれ２つ、３
つ、あるいは全ての測定手段から決定してもよい。

【００１９】測定面の色パラメータを決定することは特
に好ましく、それによって、一セットの色特性は例えば
角測定手段が一つの色パラメータを決定するように決定
することも可能となる。本発明の好適な実施形態では、
装置は、それぞれが測定手段を備えた複数の保持手段を
備えている。例えば１０個の保持手段は、そのうちの５
個の保持手段に配置されように、保持手段の数は測定手
段の数より多いか等しい。

【００２０】保持手段の数が測定手段の数より多いこと
は、それによって、一測定手段の位置を第１の保持手段
から他の測定手段が備えられていない最２の保持手段へ
変えることが可能になるので、非常に好ましい。

【００２１】このタイプの装置を用いると、測定手段の
それぞれの位置は、装置を異なる条件に適用することを
可能にするので、実質的に何度変更することができる。

【００２２】保持手段は、測定手段または測定手段の一
部を保持あるいは支持する働きをし、従来技術で知られ
た従来の保持手段で実現されることが好ましい。

【００２３】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
３つの隣接する保持手段の間の角度間隔は各場合に同一
であり、隣接する保持手段の実質的に全ての角度間隔が
実質的に同じであることが特に好ましい。例えば、本実
施形態では、３０個以上の保持手段が１８０°の角度範
囲にわたって、前記手段の間隔が５°になるように配備
されており、ここで、より大きな角度間隔を、保持手段
の第１の領域及び保持手段の第２の領域との間に与える
ことの可能である。同様に、保持手段の凝集に例えば、
３つの角度範囲にわたって分布があること、すなわち、
一の保持手段と次の保持手段との角度間隔が等しく、個
々の領域間ではより大きな角度間隔があることも可能で
ある。

【００２４】この実施形態は特に有利である。保持手段
を例えば互いに３°から５°の間隔に配置することによ
って、測定手段が小さい増分で表面を反射する光の一部
を受ける角度を設定することが可能である。装置の実際
の製造の際に保持手段を配置すれば、測定手段を一保持
手段から他の保持手段に比較的低コストで移動すること
が可能である。

【００２５】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一つの測定手段が光伝導手段とスペクトル手段とを備
え、その光伝導手段は測定面で反射する光の一部を受け
かつそれをスペクトル手段に送る。この実施形態では、
測定手段が測定面に対して向いている所定角度は、この
場合に光伝導手段が測定面に対して向いている角度に対
応し、一方、例えばスペクトル手段のような測定手段の
一部はいかなる選択角度に並んでもよい。少なくとも一
つの測定手段（好ましくは全測定手段）に光伝導手段は
配備することは、これによって、例えばマッチ箱あるい
はペーパーバック本のサイズである装置に小さな光学ブ
ロックを備えることを可能にするので、非常に有利であ
る。これによって、装置の全径を十分に小さくするの
で、ユーザーが携帯して使用可能になる。

【００２６】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
２つ、好ましくは実質的に全ての測定手段が、面の測定
の間実質的に同時に測定信号を受け、例えば照明手段の
照射光強度の一時的な揺らぎによる乱れのような測定結
果の乱れを根本的に排除する。この実施形態は、受光す
る光が様々な測定手段において同時に分析可能なので、
必要な全測定時間を低減するというさらなる利点を有す
る。

【００２７】本発明の他の好適な実施形態では、少なく
とも２つ、好ましくは全ての測定手段が、基本的に次々
に測定信号を受ける。このタイプの構成は、表面照射の
強度を個々の測定手段に対して変更することが可能であ
り、そのために、例えば、光が弱く反射する表面に対す
る角度で配置した測定手段を用いた測定に対して照明強
度を増加することができる一方、逆に、光が大きく反射
する角度範囲に配置した測定手段に対しては照明強度が
低下するという利点を有する。これによって、高いドッ
ト解像度で首尾一貫してセンサを稼働することが可能に
なり、それによって、高い信号−ノイズ比を得る。

【００２８】本発明のさらに好適な実施形態では、フィ
ルタ手段を、光源と少なくとも一つの光センサとの間で
の照射経路に配置している。このフィルタ手段は、伝送
される光のスペクトル特性が実質的に所定のスペクトル
分布のスペクトル特性に近づくように、特定のフィルタ
特性に従う入射光のスペクトル特性を変化させる。

【００２９】フィルタ手段を用いることによって、特定
の条件に適合する測定に対して用いる光のスペクトル分
布を可能にする。

【００３０】本発明のさらに好適な実施形態では、前記
の所定のスペクトル分布が、例えば、少なくとも一つの
波長幅において一定の強度を示す分布か、あるいは、Ｃ
光タイプ標準、Ｄ６５光タイプ標準、Ａ光タイプ標準、
及び他の同様な標準を示す分布である。行われる測定
は、標準条件のもとで直接照射され、測定することが可
能である。

【００３１】他の好適な実施形態では、スペクトル測定
特性は所定のスペクトル分布に比例し、それは、例え
ば、該当する波長幅にわたって一定の値に、または、ガ
ウシアン分布に、又は人の目のスペクトル視感度に対応
する。スペクトル測定特性は、それによって、測定面入
射光と光センサのスペクトル感度との積として決定す
る。

【００３２】スペクトル分布又はスペクトル測定特性を
所定のスペクトル分布に適合することは非常に有利であ
る。スペクトル分布を人の目に適合するとき、測定条件
を平均的な人に適合することが可能である。一方、スペ
クトル測定特性を実質的に一定のスペクトル分布に適合
するとき、より高い信号−ノイズ比が得られるので測定
精度は向上する。

【００３３】本発明の好適な実施形態では、照明手段は
少なくとも２つの光源を有し、この光源は好適には従来
技術で周知の従来の光源で構成される。例えば、従来の
あるいはハロゲンの光バルブ、蛍光光源及び／又は半導
体光源を使用することが可能である。前記照明手段の少
なくとも２つの光源に対しては異なるスペクトル特性を
示すことが特に好ましい。第２の光源は、例えば、第１
の光源は低い強度で光を発するか又は全く発しないおう
な照射幅において特に光を発するものでもよく、それに
よって、両方の光源の照射強度のスペクトル分布があま
り最小が強調されないものになる。少なくとも２つの光
源を用いるときに特に好適なものは、前記光源の少なく
とも一つが発光ダイオードであることである。照明手段
において発光ダイオードを光源として用いることは、発
光ダイオードが従来の照射熱源より寿命が長く、かつ比
較的安定な光強度で照射し続けるので、非常に好都合で
ある。本発明の他の好適な実施形態では、制御測定手段
は、前記照明手段（２）から照射される光の一部を、少
なくとも間欠的に供給される照明手段に備える。光強度
の揺らぎを考慮することができるので、照明手段から発
せされる光に対する標準規格を決定する制御測定手段は
測定の再現性を向上させることを考慮するものである。

【００３４】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一つの（好適には全ての）光センサが、好ましくは互い
に隣接して配置した多くの感光性要素を有する。特に好
適なのは、光ダイオードの列あるいはＣＣＤ列の構成で
ある。スペクトル手段は波長によって受光された光を分
割し、異なる波長の光を光センサの個々の感光性要素に
供給することができ、それによって、受けた照射のスペ
クトル分布を決定することができるので、特に測定手段
においてスペクトル手段を用いるとき、一つの又は各光
センサ上に複数の感光性要素を備えることは特に好都合
である。

【００３５】特に好適なのは、測定手段のスペクトル手
段を回折光学要素で構成するものであって、ここで、そ
れはまた透過及び反射要素として構成されたものであ
る。

【００３６】前述の実施形態のうちの一つ又は全部につ
いてのさらなる好適な実施形態では、少なくとも一つの
温度測定手段は、少なくとも一つの光源及び／又は少な
くとも一つの光センサにできるだけ近接して配備され、
かつ、前記の少なくとも一つののパラメータの温度補正
の決定を可能にするように、各光源、各光センサの特性
温度を決定するために備えられている。

【００３７】この場合に特に好適ものは、一又は複数の
光センサが、測定結果の温度補正の決定によって、測定
再現性及び精度を向上するために、このような温度測定
手段を備えている。

【００３８】温度測定手段は、ここでは、特に従来の光
センサのような半導体要素を伴った電気的要素でありう
る。これによって、開回路電圧、電流あるいは他の電気
特性の決定から要素の温度を導くことができる。温度測
定と光測定との間（光源に関しては温度測定と光照射と
の間）のわずかな時間の差のために、温度を決定するこ
のような要素自体を用いることは以上に好都合であり、
動的な過程における温度の決定を乱すため温度の容量が
全くないか又は無視できるほどにわずかであるので、こ
のような決定は非常に寝台できる。

【００３９】本発明の方法は、複数の測定手段を有する
測定装置の前述の構成の一つを用いるものであり、隣接
する測定手段は互いに同じ角度間隔を有することが好ま
しい。前記装置は、少なくとも１０個、特に好ましくは
６０個あるいはそれ以上の測定手段を備え、その各々は
測定面に対して異なる所定角度で並んでいる。

【００４０】本発明の方法は、好ましくは、面タイプ
の、少なくとも１つ、好ましくは２つ、３つ、４つ、５
つ、又はそれ以上の走査角度を決定するのに利用する。

【００４１】特に実験作業のために好適に設計された第
１の測定装置を用いた測定のときには、多くの角度から
調べる面に対してパラメータを決定することができる。
前記の複数のパラメータを評価することによって、調べ
る面タイプを特徴付ける、典型的には、１つ、２つ、３
つ又はそれ以上の走査角度を決定することができる。

【００４２】いわゆる効果的仕上げ（effect finish）
の場合には、これらは例えば真珠光沢の又はＦＬＯＰ効
果角であり、例えば色変化が観察可能な角度を意味して
いる。

【００４３】調べる面に対して少なくとも一つの特性角
を決定することに加え、第２の測定装置において、特定
の角度で前記の第１の測定手段を備え、測定装置をこの
角度を実現するように作る。

【００４４】好ましくは、第１の測定装置（実験室装
置）は、本発明の方法では少なくとも３つの異なる角度
を選択し、かつそれを第２の測定装置（場測定装置）に
伝送し、それによって、３つの異なる測定手段を対応す
る角度で前記の第２の測定装置に並べる。

【００４５】本発明の方法の好適な実施形態では、第２
の測定装置は複数の保持手段を有し、第２の測定装置に
おいては、その数は測定手段の数より多い。隣接する保
持手段の間の角度間隔は実質的に同じであることが好ま
しい。第１の測定装置を用いて特性角を決定した後、第
２の測定装置の測定手段は対応する位置に移動してもよ
い。

【００４６】本発明の好適な実施形態では、第２の測定
装置（場測定装置）の保持手段の配置は、第１の測定装
置（実験室装置）における保持手段の配置と同じであ
る。

【００４７】場測定装置は、実質的には実験室装置にお
けると同じ光学条件を含んでいることが好ましい。これ
は、幾何学的な関係（geometrical relationship）の単
純な移動可能性を保証し、かつ測定結果を高い再現性で
得ることを可能にしている。手持ちの、又は場測定装置
の保持手段は、実験室装置の保持手段とは異なる構成を
してもよい。同様に、例えば精度に関して、実験室測定
装置にはしばしばより大きな要求がかかるので、手持ち
の測定装置の照明手段と照明手段とは実験室装置ものと
は同じでないことも可能である。

【００４８】同様に、保持手段が配置した光学ブロック
は両測定装置で実質的には同じであることが特に好まし
い。この場合、第１の測定装置に対する製造許容誤差
は、第２の測定装置に対する製造許容誤差よりもっと正
確であってもよい。

【００４９】本発明の測定装置のさらなる利点は、前記
測定装置には実質的に動く要素を用いていないことであ
る。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明のさらなる利点、特徴及び
応用の可能性が、以下において図面と結合した実施形態
の以下の説明において特定される。

【００５１】第１の実施形態を図１を参照して説明す
る。

【００５２】図１の方向をもとにして、本発明の測定装
置のハウジング１００の下からの図を左に示す。調べる
面の測定面８上にハウジング１００の下側の開口７を介
して照明手段２からの光を照射し、反射光を測定手段１
０が受ける。

【００５３】図１の右の図は、測定装置１の断面を概略
的に示したものである。

【００５４】光学ブロック４０は、図で示した面におい
て半球断面を有する測定装置１のハウジング１００に装
備している。

【００５５】この実施形態に対応する測定装置は特に、
高い精密さがしばしば要求される実験室の測定装置とし
て特によく適している。

【００５６】測定手段は、光源３ａ及び３ｂを有する照
明手段２を備えている。本発明の光源は３ａは発光ダイ
オードで構成され、一方、光源３ｂは熱放射体特にハロ
ゲン光源である。しかしながら、示した光源がいずれも
発光ダイオードであってもよい。この場合、第１又は第
２の光源が低強度でだけ発光するスペクトル幅での集束
照射光のスペクトル強度を高めるために、２つの特別の
異なる光源を使用している。これが、スペクトル、この
場合にはスペクトルの可視部の関連幅にわたってより一
様な照射強度を得ることを可能にしている。本実施形態
では、２つの光源は実質的に互いに矩形に配置し、先に
進む光が第１及び第２の光源から照射される光の一部か
ら成るように、両方の光源に対して４５°の角度で並ん
だ第１のビームスプリッタ３０上に光を放射する。

【００５７】伝送される光のスペクトルが所定のスペク
トルに適合するように、特定の方法の反射又は吸収によ
って特別なスペクトル幅に影響を与える照射の連続経路
に、フィルタ手段６が配置している。発射光を所定のス
ペクトル特性に適合することによって、最大と最小のス
ペクトル強度の間の差は低く結果として信号−ノイズ比
が増加するように、例えば、特別に高い強度を有する特
にそれらのスペクトル幅が減衰することができるので、
より高い測定精度を達成することができる。

【００５８】第２のビームスプリッタ３０がさらに照射
経路に配置し、光伝導体２５にわたっての照射光の一部
をスペクトル手段１５及び光センサ１３を含む測定差手
段１１に運ぶ。測定手段１１は、測定面８上に照射され
る光の強度及びスペクトル分布の制御のために備えられ
た制御測定手段である。前記制御測定手段から戻された
測定結果は、照射光の強度とスペクトル分布とを安定す
るために、光源３ａと３ｂとを調整するためのフィード
バックの形で用いられてもよい。

【００５９】第２の光スプリッタ２０を通過する光はレ
ンズ５によって測定面上に集束される。この光を平行に
することも可能である。

【００６０】測定面８で反射される光の一部は、測定面
の垂直な角度１７で、測定手段１０の一部である光伝導
体（optical photoconductor）２５の受光手段に入射す
る。

【００６１】本実施形態の光学測定手段１０は、この例
では１２５μｍの直径を有し、かつ単一ファイバとして
構成されているファイバ光伝導体を備えている。しかし
ながら同様に、異なる直径を有するファイバのクラスタ
を使用することも可能である。

【００６２】光伝導体は金属スリーブあるいはフェルー
ルによって光ファイバー２５の受光端上に固定され、光
学ブロック４０の保持手段２０を介して適所に保持され
ている。保持手段２０はスリーブを有する光ファイバ２
５が挿入される穴を有する。ファイバは、例えば、圧
入、接着剤、ボルト結合、あるいは同様な固定結合によ
って保持手段の穴に固定する。本実施形態では、保持手
段２０の穴は測定面に対して並んでおり、一方、光セン
サ１３は実質的に随意に配置してもよい。というのは、
ファイバ２５で受ける光はそれらの部分に運ばれるか
ら。本実施形態では、複数のこのような光学測定手段１
０は光学ブロック４０の一面に全て並べられる。前記面
は測定面に向き、かつそこから反射する光線によって定
義される。

【００６３】光学ブロック４０は前記面に半円状に広が
り、周縁のまわりに一様な角度間隔で配置した測定手段
１０に対する保持手段２０を有する。保持手段２０を通
る軸は、各々の場合に測定面８、測定点に並んでいる。

【００６４】明確にしかつ概観するために、図１ではた
だ一つの測定手段を図示している。しかしながら、この
ような測定手段１０は保持手段２０の各々に配置してい
てもよく、それによって異なる方向角で面から反射する
光は異なる測定手段１０で反射してもよいことを指摘す
る。本実施形態では、第１の測定手段１０と第２の測定
手段１０との間の角度間隔２１、２２は５°であり、そ
れによって、最大３６個の測定手段が測定装置１の半円
周縁全体にわたって配置してもよく、ここで、照明手段
は配置した小さい角度範囲に配置している測定手段はな
い。この領域では、照明手段の一側の測定手段と照明手
段の他の側の測定手段との間の角度間隔はいくらか大き
く、本実施形態では２０°である。

【００６５】基準として測定面の垂直軸に対して０°を
とると、測定手段は両側で対称に５°づつであって最大
８５°に配置している。照明手段の位置で３個除外する
ことを考慮すると、測定手段の総数は３２個となる。

【００６６】様々な異なる測定手段が実質的に全角度範
囲で面から反射する光を受けかつ分析するので、このよ
うな複数の測定手段は特に好都合である。

【００６７】各測定手段１０は、ファイバ光伝導体２５
と、スペクトル手段１５と、ダイオード列として構成し
かつ複数の感光性要素２８を有する光センサ１３とを備
えている。

【００６８】本実施形態におけるスペクトル手段１５
は、ファイバ２５からスペクトル手段１５へと進む光を
スペクトル成分に分解して、それを光センサ１３に運ぶ
光学伝送グリッドである。ここで、異なる波長の光が異
なる感光性要素２６に達する。これによって、光センサ
１３が信号を受ける際に、スペクトル分布が測定手段１
０で受けた光の結果であることが可能になる。これは、
測定面８の色を決定するために、制御測定手段１１が受
けたスペクトルのスペクトル分布と共に用いることがで
きる。

【００６９】スペクトル手段は小さなスペクトルメータ
であり、好適には紙のチップあるいはマッチ箱のサイズ
で、結果として小型でかつ携帯可能な測定装置であるこ
とができるマイクロスペクトルメータであることが好ま
しい。

【００７０】本実施形態では、複数の測定装置１０の各
々は測定面８の１色を決定し、それによって測定に引き
続き、調べられる面８に対して異なる測定角１７のそれ
ぞれに対して１色が与えられる。個々の色値（color va
lue）を比較することによって、調べる面のタイプを特
徴づける（characterize）個々の角度１７を決定するこ
とが可能である。特にいわゆる色効果仕上げを用いる
と、視角に依存する色変化に注目することができる。

【００７１】新しい仕上げの場合には、このような色変
化はこれまで周知の角度とは異なる角度で生じうる。こ
のため、色パラメータ決定がいかなる様々な異なる角度
でも行うことができるので、本発明で示したような実験
室測定装置は非常に好都合である。決定された個々の色
パラメータの分析によって、仕上げのタイプ及び面のタ
イプを特徴付けるために適した走査角を確立することが
可能となる。

【００７２】１つ、２つ、３つ、４と、５つあるいはそ
れ以上の選択角を第２の測定装置に移すこと、ここで
は、対応数の測定装置１０が前記第２の測定装置におけ
る対応角に配置することが可能である。このような表面
タイプが測定装置を用いて測定されるとき、例えば、こ
のような面の色パラメータを決定するために、ユーザー
は実際に十分な情報を受ける。通常、例えば、損傷した
製品の修正あるいは修理の場合には、対応する製品の面
の色組成（color composition）が決定され、ここで、
例えば、これは３個の異なる角度での測定によって起き
る。色組成は測定された色パラメータとデータベースと
を用いて決定することができ、それによって適当な色を
生成あるいは合成することができる。

【００７３】２つあるいは３つの特定の設定角で測定す
るこの従来の手順は新しい仕上げの場合には失敗するこ
とがありうる。というのは、新しい仕上げは他の角度で
の測定を必要とするからである。例えば、色の陰（colo
r shade）はある視角で補正されるだけでもよく、観察
者は他の角度で色の異なる印象を知覚する。

【００７４】本発明の実験測定装置は、単純に、色の測
定に対する実質的な走査角を迅速にかつ信頼性高く決定
することができる。対照的に、例えばセンサが関連角度
の範囲にわたって調整されるゴニオメータの測定手順
は、測定結果が機械的な較正不良（decalibration）に
よって歪められるという欠点を有する。

【００７５】図１による実施形態では、照明手段２から
照射された光が表面の垂直軸に対して測定面８に向かう
角度１８は４５°である。しかしながら、測定面８の垂
直軸に対して０°の角度で、又は、測定基準によって定
義された他の角度で測定される面を照射することも可能
である。

【００７６】図２は、本発明による測定装置の第２の実
施形態を示しており、それにおいては、測定装置のハウ
ジング１０１が図２の左側に示しており、右側の図はこ
のような測定装置の断面図を示している。

【００７７】第１の実施形態で示した要素と同一又は類
似の要素は、図２に従う実施形態において同じ符号を与
え、明らかな説明を省く。

【００７８】本実施形態では、同様の本発明の装置は、
調べる測定面上に光を照射する照明手段２を有する。

【００７９】図１のような方法で、複数の保持手段２０
は、光学ブロック４０にそれぞれ角度間隔２１で配置し
ている。

【００８０】図１で表した実施形態に対照的に、図２で
表した実施形態は、いくつかの測定手段１０ａ、１０
ｂ、１０ｃだけを備えているが、測定手段の数は３つ、
４つ、５つ、６つ、あるいはそれ以上であってもよい。
その数は３つから６つの間であることが好ましい。

【００８１】これらの測定手段の各々及び受光光ファイ
バは、測定面に対して異なる角度を向き、前記測定面か
らの反射した光の異なる一部を受けることができる。

【００８２】測定手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各々は
保持手段２０に配置されているが、測定手段１０ａと第
２の測定手段１０ｂとの角度間隔は、測定手段１０ｂと
測定手段１０ｃとの角度間隔より小さくてもよい。なぜ
なら、図示した例では、３つの保持手段の全てが測定手
段１０ｂと測定手段１０ｃとの間の間隙を残しているｋ
らである。

【００８３】本発明の装置のこの第２の実施形態では、
個々の測定手段が配置される角度１７，１７ａは、第１
の実施形態に従う実験室測定装置による測定を通して決
定する。この方法では、第１の実施形態に従う本発明に
よる装置は、測定装置の個々の測定手段が第２の実施形
態に従って測定される面に対して配置しなければならな
い該当角１７ａ，１７ｂ，１７ｃを決定することができ
る。

【００８４】第２の実施形態における保持手段と測定手
段とは、第１の実施形態での参照符号と同じ要素を備え
ているが、個々の要素は同一でなければならないわけで
はない；従って、第１及び第２の実施形態による測定装
置における異なる構成の保持手段と異なる測定照明手段
とを活用することも可能である。しかしながら、実質的
に対応する光学条件を実現することは好ましく、かつ第
２の実施形態による手持ち（hand-held）の測定装置及
び第１の実施形態による実験室測定装置において同一の
光学条件を実現することは特に好ましい。

【００８５】第２の段階では、第２の実施形態による測
定装置の測定手段の位置は変更可能であり、それによっ
て、ここの測定手段が配置する角度１７ａ，１７ｂ，１
７ｃは調整してもよい。このような適用は、ユーザー自
身によって又は製造者によって実施してもよい。

【００８６】複数の保持手段を本発明の測定装置に装備
することは、応用における実質的な融通である測定装置
を考慮したものである。この場合には保持手段から第２
の保持手段までの間隔２１及び２２は１°から１５°の
間であってもよく、好ましくは３°、５°、６°あるい
は１０°である。

【００８７】図３ａ，図３ｂ、図３ｃでは、異なるスペ
クトル分布は、図１及び図２による実施形態によって与
えられたものを表している。

【００８８】図３ａは、スペクトルフィルタ６の通過に
引き続く面上へ照射される光の相対的なスペクトル強度
を示している。ここで、スペクトル分布４６はスペクト
ルアイ（spectral eye）感度Ｖ_λに根本的に対応し、そ
のため、照明手段２から発する光は人の目のスペクトル
感度に実質的に比例する。

【００８９】図３ｂは、理想的に反射する面が測定され
たとき、波長４１での光入射光センサ１３のスペクトル
強度を表している。この実施形態では、できるだけ一定
の光センサ１３に入射する光のスペクトル分布を得るた
めに、一又は二以上のフィルタ要素６を照明手段と光セ
ンサとの間の照射の経路に配置されている。このような
構成の利点は、スペクトル強度の変動は直ちに同定する
ことができることである。

【００９０】さらなる実施形態における波長４１での光
センサ１３のスペクトル信号分布４４を図３ｃに示す。
ここでは、照明手段３３から発せられる光のスペクトル
分布に明確に影響を与えるために、一又は二以上のフィ
ルタ要素をフィルタ手段６に備えることができる。それ
によって、理想的な反射面の照明において、光センサ１
３のスペクトル信号分布に近づくスペクトル信号分布４
４の一つを決定することができる。

【００９１】図３ｃに従う実施形態によるスペクトル強
度に故意に影響を与えることは、理想的な反射面の場合
に実質的に一定の信号４４が全該当波長にわたって決定
可能であるという本質的な利点である。“実質的に”と
いう語は、ここでは、５０％までの可能な揺らぎを含む
ように理解すべきである。依然として大きめの変動の場
合でさえ、１：２、１：３，１：１０，１：１００又は
それ以上大きな比の最小及び最大の間の信号比がフィル
タ手段６なしでも可能であることを考慮すれば、スペク
トル分布は実質的に一定であると見なすことができる。

【００９２】センサ信号４４の比較的一定のスペクトル
信号分布は、信号ノイズ比に対して可能な限り大きな値
を仮定することを見込んだものであり、それで測定精度
が向上する。図１及び図２に従う実施形態は、図３ａ、
図３ｂ、及び図３ｃを参照して説明したように、フィル
タ要素、フィルタ手段４のような要素を備えてもよい。

【００９３】図４は、前述の全ての実施形態の基礎的技
術的回路構成を示している。

【００９４】制御評価手段６０はプロセッサ６０を備
え、メモリ手段６１で保存されたプログラムによる測定
シーケンスを制御するのに働くものである。測定結果は
同様にメモリ手段６１に保存され、さらに外部コンピュ
ータ６６に伝送される。入力装置６２が測定装置の制御
のために備えられ、本実施形態ではＬＣＤディスプレイ
として出力手段６５も備えられる。出力手段６５は測定
結果を運ぶ電気的なインターフェイスを備えている。

【００９５】プロセッサ６０は照明手段及びその光源３
ａ，３ｂを制御し、さらなる処理のために測定手段１０
ａ、１０ｂが受けた測定信号を記録する。測定手段１０
ａ、１０ｂの各々は一つの光センサ１３を備え、各光セ
ンサは感光性要素２６を含み、それらの光信号はそれぞ
れ個々に決定可能である。

【００９６】測定装置が新しい仕上げについて特徴的な
走査角度を決定する実験室装置として使われるならば、
この効果についての特別なプログラムを、複数の測定装
置０の測定信号を記録しかつメモリ手段６１に同じ信号
を格納する入力手段６２を介して始めることができる。

【００９７】対応する測定手段の個々の色パラメータの
決定に続いて、測定される測定面の面のタイプを特徴付
ける多くの特性（特徴）パラメータを全パラメータから
選択される。該当角がさらに決定され、パラメータと共
にディスプレイ６５に出力される。

【００９８】これらの角度は他の測定装置へ伝送するこ
とができる。例えば、これらの角度が与えられる測定装
置を作ることができる。あるいは、角度１７は、例えば
他の穴、保持手段に配置した測定装置において変化す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態による装置の原理
的な構成を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第二の実施形態による装置の原理
的な構成を示す概略構成図である。

【図３】（ａ）照射光のスペクトル分布を示すグラ
フである。（ｂ）測定手段が受光した光の強度のスペク
トル分布を示すグラフである。（ｃ）センサ信号のスペ
クトル信号分布を示すグラフである。

【図４】全実施形態の基礎技術的な回路構成を示す
図である。

【符号の説明】

１第１の測定装置２照明手段３ａ、３ｂ光源８測定面１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ測定手段１３光センサ１５スペクトル手段１７、１８所定の角度２５光伝導手段２０保持手段２１、２２角度間隔６０評価手段６１メモリ手段６５出力手段１０１第２の測定装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特に仕上げ面の品質制御装置であっ
て、少なくとも一つの光源（３ａ、３ｂ）を有する少なくと
も一つの照明手段（２）と；少なくとも３つ、好ましく
は少なくとも５つの複数の測定手段（１０，１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ）と；測定シーケンスの制御及び測定結果
の評価のために備えた少なくとも一つの制御評価手段
（６０）と；出力手段（６５）と；を備え、前記光源の光は測定される面の一部である測定面に対し
て所定の角度（１８）を向いており、前記測定手段は各々異なる所定の角度（１７）で前記測
定面を向き、かつ、前記測定面（８）から反射する光の
一部を受け、かつ、前記測定手段（１０）は各々該測定
手段で受光される光に特有な電気測定信号を発する少な
くとも一つの光センサ（１３）を有し、前記制御評価手段は少なくとも一つのプロセッサ手段
（６０）と少なくとも一つのメモリ手段（６１）とを備
え、前記評価手段（６０）は前記測定信号を評価し、かつそ
れから前記面を特徴付ける少なくとも一つのパラメータ
を導く、面の品質制御装置。
【請求項２】前記測定面の前記特徴パラメータは前
記測定面の少なくとも色であることを特徴とする請求項
１に記載の面の品質制御装置。
【請求項３】前記の少なくとも一つの特徴パラメー
タの少なくとも一つは、前記測定面の光沢、くもり、面
リップル、像の鮮明度（ＤＯＩ）及び色を含むパラメー
タ群から選択されていることを特徴とする請求項１又は
請求項２のいずれかに記載の面の品質制御装置。
【請求項４】複数の保持手段（２０）を備え、各測
定手段が前記保持手段（２０）の一つに配置されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項
に記載の面の品質制御装置。
【請求項５】前記保持手段（２０）の数が前記測定
手段（１０）の数より大きいか又は等しいことを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の面の
品質制御装置。
【請求項６】第１の保持手段（２０）から第２の保
持手段（２０）までの角度間隔（２１，２２）は、第２
の保持手段（２０）から第３の保持手段（２０）の角度
間隔（２１，２２）に実質的に等しく、ここで、隣接す
る保持手段（２０）間の実質的に全角度間隔（２０，２
１）が実質的に同じであることを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれか一項に記載の面の品質制御装置。
【請求項７】少なくとも一つのの測定手段（１０）
が受ける前記光が光伝導手段（２５）を介してスペクト
ル手段（１５）に運ばれることを特徴とする請求項１か
ら請求項６のいずれか一項に記載の面の品質制御装置。
【請求項８】少なくとも２つ、好ましくは全ての測
定手段（１０）が実質的に同時に測定信号を受けること
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記
載の面の品質制御装置。
【請求項９】少なくとも２つ、好ましくは全ての測
定手段（１０）が実質的に次々に測定信号を受けること
を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記
載の面の品質制御装置。
【請求項１０】フィルタ手段（６）が、前記光源
（３ａ，３ｂ）と前記光センサ（１３）との間での照射
経路に配置して備えられ、かつ、伝送される光のスペク
トル特性（４３，４６）が実質的に所定のスペクトル分
布（４３，４６）に近づくように、所定のフィルタ特性
に従う入射光のスペクトル特性を変化させることを特徴
とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の面
の品質制御装置。
【請求項１１】前記所定のスペクトル分布（４３，
４６）が、Ｃ光タイプ標準、Ｄ６５光タイプ標準、Ａ光
タイプ標準、及び他の同様な標準を含む光基準標準のグ
ループから得た光タイプを備えた標準分布であることを
特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記
載の面の品質制御装置。
【請求項１２】測定面に照射される光のスペクトル
特性とセンサのスペクトル感度との積であるスペクトル
測定特性（４４）が所定のスペクトル分布（４４）に比
例することを特徴とする請求項１から請求項１１のいず
れか一項に記載の面の品質制御装置。
【請求項１３】前記照明手段（２）が、好ましくは
異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源
（３ａ，３ｂ）を備え、少なくとも一つの光源が好まし
くは発光ダイオード（３ａ）で構成されていることを特
徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載
の面の品質制御装置。
【請求項１４】前記照明手段（２）から照射される
光が、前記照明手段（２）の制御測定手段（１１）に少
なくとも間欠的に少なくとも部分的に運ばれることを特
徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載
の面の品質制御装置。
【請求項１５】前記光センサ（１３）の少なくとも
一つは、互いに隣接して配置した複数の感光性要素（２
６）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項
１４のいずれか一項に記載の面の品質制御装置。
【請求項１６】少なくとも一つの温度測定手段が、
少なくとも一つの光源（３ａ，３ｂ）及び／又は少なく
とも一つの光センサ（１３）にできるだけ近接して配備
され、かつ、前記の少なくとも一つののパラメータの温
度補正の決定を可能にするように、各光源（３ａ，３
ｂ）及び／又は各光センサ（１３，２６）の特性温度を
決定するために備えられていることを特徴とする請求項
１から請求項１５のいずれか一項に記載の面の品質制御
装置。
【請求項１７】特に、請求項１から請求項１６の少
なくとも一項による少なくとも一つの装置（１，１０
１）を用いるときの、特に仕上げ面の品質制御の方法で
あって、第１の測定装置を利用し、該第１の測定装置は、少なくとも一つの光源（３ａ、３ｂ）を有する少なくと
も一つの照明手段（２）と；複数の測定手段（１０）
と；少なくとも一つのプロセッサ手段（６０）と少なく
とも一つのメモリ手段（６１）とを備えた少なくとも一
つの制御評価手段（６０）と；少なくとも前記の少なく
とも一つのパラメータを出力する出力手段（６５）と；
を備え、前記光源は光を測定される面の一部である測定面に対し
て所定の角度（１８）を向け、前記測定手段は各々前記測定面に対して所定の角度（１
７）で並び、かつ、前記測定面（８）で反射する光の一
部を受け、かつ、前記測定手段（１０）は各々該測定手
段（１０）で受光される光に特有の電気測定信号を発す
る少なくとも一つの光センサ（１３）を備え、前記制御手段は測定シーケンスを制御し、かつ、測定結
果を評価し、かつ、それから前記面（８）を特徴付ける
少なくとも一つのパラメータを導くものであっり、ここで、前記方法は、以下の順あるいは異なる順のいず
れかで次の段階：ａ）前記第１の装置（１）を調べる面のタイプの測定面
（８）に対する測定位置に移動する段階と；ｂ）光を、前記の少なくとも一つの照明手段（２）によ
って調べる面（８）上に照射させる段階と；ｃ）前記測定面で反射する前記光から、前記の複数の測
定手段（１０）の実質的に各々から、ｃ１）測定信号が発せられ、それからパラメータが決定
し、各測定手段に対する前記パラメータは前記メモリ手
段（６１）のパラメータテーブルに格納する段階と；ｄ）少なくとも一つのパラメータが、前記面タイプを特
徴付けるのに適した前記パラメータテーブルから選択す
る段階と；ｅ）対応する測定手段（１０）が測定面（８）を向いて
いる該当所定角度（１７）が、前記パラメータテーブル
から前記選択パラメータの少なくとも一つから決定する
段階と；ｆ）前記の少なくとも一つの選択角（１７）が第２の測
定装置（１０１）に伝送される段階であって、ここで、
前記測定装置（１０１）は：少なくとも一つの光源（３
ａ、３ｂ）を有する少なくとも一つの照明手段（２）
と；少なくとも一つの測定手段（１０）と；少なくとも
一つのプロセッサ手段（６０）と少なくとも一つのメモ
リ手段（６１）とを備えた少なくとも一つの制御評価手
段（６０）と；少なくとも前記の少なくとも一つのパラ
メータを出力する出力手段（６５）と；を備え、前記光源の光は測定される面の一部である測定面に対し
て所定の角度（１８）を向いており、前記測定手段は各々測定面（８）で反射される光の一部
を受け、かつ、前記測定手段（１０）は各々該測定手段
で受光される光に特有の電気測定信号を発する少なくと
も一つのの光センサ（１３）を備え、前記制御手段は測定シーケンスを制御し、かつ、測定結
果を評価し、かつ、それから前記面（８）を特徴付ける
少なくとも一つのパラメータを導くものであり、さらに、前記第２の測定装置（１０１）の前記測定手段
（１０）を前記測定面（８）に対して前記の選択角度
（１７）で配置する段階と；を備えた面の品質制御の方
法。
【請求項１８】少なくとも３つの異なる角度（１
７）が前記の第１の測定装置（１）から選択され、か
つ、前記の第２の測定装置（１０１）に伝送されること
を特徴とする請求項１７に記載の面の品質制御の方法。
【請求項１９】前記第２の測定装置（１０１）が測
定手段（１０）の数より多い数の保持手段（２０）を備
え、隣接する保持手段（２０）の間の角度間隔（２０，
２１）が実質的に同じであり、かつ、少なくとも一つの
測定手段（１０）は、前記測定手段が前記測定面（８）
に対して向いている角度（１７）が離散的な増分で変化
可能であるように異なる保持手段（２０）上に配置され
てもよいことを特徴とする請求項１７に記載の面の品質
制御の方法。
【請求項２０】前記第２の測定装置（１０１）の前
記保持手段（２０）の配置が、前記第１の測定装置
（１）の前記保持手段（２０）の配置と同じであること
を特徴とする請求項１９に記載の面の品質制御の方法。