JP2001281057A - 建材の色調検査方法及び色調検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産工程で表面の色合い（塗装色）や表面の
ツヤ（光沢）を正確に計測、判定でき、検査精度を高め
る。 【解決手段】 建材の表面２ａに対して任意に光の照射
角度が調整可能となった可変角照明装置９から光を照射
しながら、建材の表面２ａに対して垂直方向に固定され
た垂直方向固定カメラ３と、表面２ａに対して任意に撮
影角度を変更させることができる可変角カメラ４とを用
いて異なる角度で撮影し、画像処理により画像を分析処
理して建材の表面２ａの色調を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建材の色調検査方
法及び色調検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】外装材１の表面の色調を計測する方法の
従来例を図１０に示す。従来では、生産された外装材１
（以下、測定板２という。）の表面に対して垂直方向に
１台のカメラ３を固定し、斜め方向に照明装置８を固定
し、測定板２の表面に斜めから光を照射しながら、カメ
ラ３で表面を撮影し、この画像を画像処理装置１０によ
り画像処理、色処理を施し、得られた情報をパソコン２
０で判別することで、測定板２の表面の色調を判定する
ようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、外装材１
は、図１１（ａ）に示すように、セメント系板材の表面
の凹凸模様７に色素材をつけたものが多く、外装材１の
表面に光を照射してその反射光の分析により色調を計測
する方法、つまり従来のように同一方向からのカメラ３
による撮影を人（ユーザー）の視覚の代用とする方法に
あっては、施工時に感じる実際の視覚情報とは違ったも
のになるという問題がある。特に、図１１（ａ）に示す
ような光源２１の照射角度の変化（例えば日光の朝日、
日中、夕日のそれぞれにおいて射し込み光の変化など）
によって、表面のツヤ、色合いが凹凸模様７の陰影の出
来具合の影響を受けることがあり、また、図１１
（ｂ）、（ｃ）に示すように、人４０の立ち位置の変化
（例えば人の身長差、壁との角度による色彩変化）など
により、人４０が目視で見渡したときに感じる色合いが
違って見えるなど、視覚的、感覚的に色調が変化するこ
とがある。さらに、表面が同じ色のものであっても表面
のクリアな状態により見え方が違うようになり、また表
面のデザインによっても見え方が違うようになる。この
結果、従来のような同一方向からの撮影による検査方法
では、施工状態の色調（色合い、表面のツヤ）を正確に
判定することができず、施工後に色違いクレームが発生
するという不具合があった。

【０００４】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、生産
工程中に、施工後の人の目の高さ、日光の当たり具合を
シュミレートした色判定を行うことにより、生産工程で
表面の色合い（塗装色）や表面のツヤ（光沢）を正確に
計測、判定でき、検査精度を高めることができると共
に、商品の色調の保証ができる建材の色調検査方法及び
色調検査装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にあっては、建材の表面２ａに対して任意に光
の照射角度が調整可能となった可変角照明装置９から光
を照射しながら、建材の表面２ａに対して垂直方向に固
定された垂直方向固定カメラ３と、表面２ａに対して任
意に撮影角度を変更させることができる可変角カメラ４
とを用いて異なる角度で撮影し、画像処理により画像を
分析処理して建材の表面２ａの色調を計測することを特
徴としており、このように構成することで、垂直方向固
定カメラ３で測定板２の表面２ａの色合いを主に計測
し、可変角カメラ４と可変角照明装置９との組み合わせ
によって、測定板２の表面２ａのツヤ（光沢）、表面２
ａの凹凸模様７の陰影による見え方の違いを判定できる
ようになる。従って、生産工程中に、施工後の人の目の
高さ、日光の当たり具合をシュミレートした色判定を行
うことができると共に、画像処理によって表面２ａの色
合い（塗装色）や表面２ａのツヤ（光沢）を正確に判定
でき、検査精度を高めることができる。

【０００６】また、本発明にあっては、建材の表面２ａ
に光を照射し、撮影エリア５を移動させながら測定板２
の表面２ａを連続的にカメラ６で撮影し、その画像を画
像処理装置１０で分析処理する過程において、画像の任
意の位置を抽出して画像の色調を個別に判定することを
特徴としており、このように構成することで、カメラ６
の視野が測定板２の表面２ａ全体にわたり、測定板２全
体の表面２ａの色調を判定して、色のムラや表面２ａの
欠けなどを測定板２全体で測定できると共に、測定板２
を静止させずに表面２ａの色調を連続的に計測すること
で、生産性をダウンさせずに判定ができ、さらに画像の
任意の位置を抽出して画像の色調を個別に判定できるの
で、表面２ａ全体の色調を保証できると共に、特に施工
時に問題となる外装材１の突き合わせ部１ａの部分判定
により、突き合わせ部１ａにおける色違いクレームを、
生産工程中において未然に防止できるようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。

【０００８】本実施形態では、建材として、セメント系
板材の表面２ａの凹凸模様に色素材をつけた外装材１を
例示する。生産された外装材１（以下、測定板２とい
う。）の表面２ａの色調を計測するにあたって色調検査
装置Ａを用いる。この色調検査装置Ａは、図１に示すよ
うに、測定板２の表面２ａに対して垂直方向に固定され
た垂直方向固定カメラ３と、測定板２の表面２ａに対し
て任意に撮影角度を変更させることができる可変角カメ
ラ４とを備えると共に、上記垂直方向固定カメラ３及び
可変角カメラ４とは別に単独で且つ任意に光の照射角度
が調整可能となった可変角照明装置９を備えている。な
お、垂直方向固定カメラ３及び可変角カメラ４として、
ＣＣＤカメラなどが使用される。

【０００９】ここでは、上記垂直方向固定カメラ３は、
測定板２の表面２ａの色調のうち、光沢（表面２ａのツ
ヤ）成分を極力除いた色の基準となる色合い情報を計測
するために用いられ、一方、可変角カメラ４は、可変角
照明装置９との組み合わせによって、光沢成分を含めた
色情報を計測するために用いられる。可変角カメラ４
は、垂垂直方向固定カメラ３の撮影位置とは異なる角度
から測定板２の表面２ａを撮影できるように、図２の垂
直方向固定カメラ３の撮影位置イを中心に矢印ロで示す
円形軌道上を移動可能となっている。可変角照明装置９
は、垂直方向固定カメラ３を挟んで可変角カメラ４とは
反対側の位置で矢印イで示す方向に移動可能となってい
る。なお、可変角カメラ４及び可変角照明装置９の数、
及び移動方向は特に限定されない。

【００１０】上記垂直方向固定カメラ３及び可変角カメ
ラ４でそれぞれ撮影された多数の画像は、マイクロコン
ピュータ等によって実現される画像処理装置１０に送ら
れる。画像処理装置１０は、画像処理により画像を分析
処理して測定板２の表面２ａの色調を計測するためのも
のであり、ここでは画像処理装置１０はパソコン２０に
オンライン接続されており、画像処理、色処理後の情報
をパソコン画面２０ａでモニター表示できるようにして
ある。

【００１１】しかして、外装材１を生産する工程中で、
外装材１の表面２ａの色調を計測するにあたって、可変
角照明装置９を動かして測定板２の表面２ａに対して異
なる角度から光を照射しながら、測定板２の表面２ａを
垂直方向固定カメラ３で撮影し、これと同時に、可変角
カメラ４を動かして異なる角度から測定板２の表面２ａ
を撮影する。こうして得られた複数の画像を画像処理装
置１０により分析処理して、測定板２の表面２ａの色調
（色合い、光沢）を計測、判定する。

【００１２】このとき、垂直方向固定カメラ３で測定板
２の表面２ａの色合いを主に計測することで、従来と同
様な色の判定ができるようになり、また、垂直方向固定
カメラ３と角度をつけた可変角カメラ４と可変角照明装
置９との組み合わせによって、照明角度を調整しながら
可変角カメラ４によって測定板２の表面２ａのツヤ（光
沢）、表面２ａの凹凸模様の陰影による見え方の違いを
撮影して、計測、判定できるようになり、色合いや表面
２ａのツヤを個別に判定できるようになる。しかも、生
産工程において、日光の照射や表面２ａのツヤの変化な
どにより表面２ａの色調が視覚的、感覚的に変化する具
合、特に、施工後の人の目の高さ、日光の当たり具合を
シュミレートした色判定を行うことが可能となり、表面
２ａの色合いや表面２ａのツヤによる色違いを正確に計
測、判定できる。従って、人の感じる視覚的、感覚的な
計測を実現することで検査精度を高めることができる。
この結果、垂直方向固定カメラ３と可変角カメラ４との
情報から、色合い、光沢の各情報を総合した計測判定が
可能になり、不良箇所の発見だけでなく、施工後の色違
いクレームの発生を生産工程中において未然に防止でき
るものである。

【００１３】また、画像処理装置１０とパソコン２０と
を組み合わせたオンライン処理を行うことで、例えば照
明角度を変えながらの撮影過程において、色が変化せず
にツヤが変化したときには、表面クリアの異常と判定
し、また、色が変化してツヤが変化しないときには、塗
料の異常と判定する。ちなみに従来ではどちらの場合も
色の異常と判定しており、判定精度が低いものであった
が、本発明では、施工時の状態をシュミレートした色判
定を実現できるので、より人の視覚的、感覚的な判断に
近い判定ができ、そのうえ外装材の商品別（種類別）、
デザイン別の計測もできるようになり、施工後の商品の
色調を十分に保証できるようになる。

【００１４】図３〜図６は他の実施形態を示している。
本実施形態の色調検査装置Ａは、測定板２の表面２ａに
照明を当てる照明装置８と、撮影エリア５を移動させな
がら測定板２の表面２ａを連続的に撮影するカメラ６
と、その画像を分析処理する過程において画像の任意の
位置を抽出して画像の色調を個別に判定するための画像
処理装置１０等とを備えている。ちなみに、現状では図
７に示すように、測定板２を静止させて、光源２１から
測定板２の一部分のみをスポット的に照射して撮影する
方法が採られているが、測定エリア５が直径２０ｃｍ程
度の円形エリアであるため、測定エリア５以外のエリア
の色のムラや表面２ａの欠けなどを測定できなかった。
また、円形の測定エリア５を確保するためには、測定範
囲を測定板２の端部よりも内側に設定する必要があり、
施工時の保証上必要な、複数の外装材１の突き合わせ部
の色調測定ができなかった。さらに、測定板２を静止さ
せてスポット撮影を行っているため、生産ライン上での
設計、設置方法に制約があり、生産性をダウンさせると
いう不具合もあった。

【００１５】そこで、本実施形態では、図３に示すよう
に、測定板２の表面２ａに光を照射し、カメラ６の視野
を図４の矢印ハで示す方向に移動させながら表面２ａを
連続的にカメラ６で撮影することによって、カメラ６の
視野が測定板２の表面２ａ全体にわたり、測定板２全体
の表面２ａの色調を判定して、色のムラや表面２ａの欠
けなどを測定板２全体で測定できるようになる。また、
カメラ６での連続撮影方式を採用することで、測定板２
を静止させずに表面２ａの色調を連続的に計測できるよ
うになり、生産性をダウンさせることなく判定可能にな
ると共に、測定エリア５が測定板２全体にわたるので、
不良箇所の発見だけでなく、図５に示すように、施工時
の保証上必要な外装材１の突き合わせ部１ａの色調測定
が可能となる。しかも、撮影された画像を画像処理して
分析処理する過程において、図６（ａ）に示すように、
画像の任意の位置ｂを抽出して画像の色調を個別に判定
することができる。このとき、基準色の数値としては、
明度（Ｌ値）、赤味（ａ値）、黄味（ｂ値）の３項目が
あり、測定時において、基準色と実際の測定値との比較
を行い、その差違をΔ値で出力する。つまり、基準色と
実際の測定値との色差を、ΔＥ値（ΔＬ値、Δａ値、Δ
ｂ値）として出力して、各項目に対する検査規格との比
較により合否判定を行うことによって、商品の柄部、目
地部、端部の各部位の色調を選択して正確に計測、判定
できるようになる。さらに図６（ｂ）に示すように、複
数の計測エリアｃに分割して計測することが可能となる
ので、表面２ａ全体の色調の保証が可能となる。特に、
商品の多彩色が増える現状において、画像処理による任
意の位置の抽出機能によって、各部位の判定ができるも
のであり、特に施工時に問題となる外装材１の突き合わ
せ部１ａの部分判定により、突き合わせ部１ａにおける
色違いクレームを、生産工程中において未然に防止でき
るようになる。

【００１６】ところで、外装材１を期間をおいて再作製
する場合を考慮して、基準となる外装材１をサンプルと
して保管しているが、商品のデザイン上、完全な同一色
調のものを人為的に復元、作製することはきわめて困難
であり、特に、外装材１の長期にわたる保管によって、
経年変化、有機塗料の変化などによって、表面色の劣
化、汚れ、欠けにより表面の色調の基準が変化する恐れ
がある。また、外装材１の表面全体からみて、同じ色調
の部位がないために、１枚の外装材１全体をサンプル板
として残す必要があり、保管にスペースをとるという問
題もある。

【００１７】そこで、本発明の他の実施形態として、サ
ンプルとなる外装材１の表面２ａの色調を長期に亘って
維持するための色調管理システムを説明する。その一例
を図８、図９に示す。図８（ａ）は実際に作製された１
枚の外装材からなるサンプル板１２を示し、図８（ｂ）
は経年変化の少ない材質（例えばホーロー製やセラミッ
ク製）からなる単色に着色（例えば、レーザー焼き付
け）された単色基準板１１を示し、図９は長年経過後に
再製作された外装材１を示している。ここでは、図８
（ａ）のサンプル板１２の表面２ａには同じ色調の部位
がない場合があり、そのために、図１または図３の色調
検査装置Ａを用いて、サンプル板１２の任意に決めた複
数の場所（例えばａ１、ａ２、……、ａ９）における色
調（Ｌ値、ａ値、ｂ値）を各々計測する。続いて図８
（ｂ）の単色基準板１１の色調（Ｌ値、ａ値、ｂ値）を
計測して、サンプル板１２との各々の場所（ａ１〜ａ
９）における色差（ΔＬ値、Δａ値、Δｂ値）を各々、
色調管理装置に記録保存すると共に、単色基準板１１を
保管しておく。なおサンプル板１２の測定場所は図８
（ａ）に限定されるものではない。また単色基準板１１
の色、サイズは特に限定されない。

【００１８】その後、期間をあけて上記サンプル板１２
と同一の商品（外装材１）を再作製するにあたっては、
先ず、保管されている単色基準板１１の色調を計測し、
この計測値と前記記録保存されている各々の場所（ａ１
〜ａ９）ごとの色差データ（ΔＬ値、Δａ値、Δｂ値）
とから、再製作される外装材１の色調を算出する。ここ
では図９に示す複数の場所（ａ１´、ａ２´、……、ａ
９´）は、初回のサンプル板の複数の場所（ａ１、ａ
２、……、ａ９）に個別に対応しており、各々の場所に
おいて初回のサンプル板と同じ色調（Ｌ値、ａ値、ｂ
値）を各々復元する。つまり、単色基準板１１の色調と
前記ａ１における色差データ（ΔＬ値、Δａ値、Δｂ
値）とから、ａ１´の場所における色調を算出する。同
様にしてａ２´、……、ａ９´の各個所の色調を各々算
出する。これにより複雑なデザインと多彩な色調を有す
る商品であっても、過去の色調と同一の色調を有する外
装材が再製作可能となる。またこのとき、経年変化の少
ない材質からなる単色基準板１１を基準としているの
で、長期に亘って単色基準板１１の保管管理ができるよ
うになり、そのうえ、単色基準板１１の着色は１色なの
で、サイズは小さくてもよく、このため保管が容易で、
保管スペーサも大きく確保しなくてもよい。また、各種
の外装材１ごとに単色基準板１１をそれぞれ作製し保管
することで、各種の外装材１の色調基準の保管が容易と
なる。また、過去の商品の出荷時の色調を正確に再現で
きるので、出荷商品の色保証ができるようになり、その
うえ、生産後に色調変化のある商品の色基準を、初回の
商品の生産過程で記録保存することで、生産条件のバラ
ツキ、特に有機塗装商品のバラツキ防止に有効となる。

【００１９】前記実施形態では外装材１の表面２ａの色
調を計測する場合を例示したが、本発明は外装材１以外
の各種建材に広く適用できるものである。

【００２０】

【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明は、建
材の表面に対して任意に光の照射角度が調整可能となっ
た可変角照明装置から光を照射しながら、建材の表面に
対して垂直方向に固定された垂直方向固定カメラと、表
面に対して任意に撮影角度を変更させることができる可
変角カメラとを用いて異なる角度で撮影し、画像処理に
より画像を分析処理して建材の表面の色調を計測するこ
とを特徴とするものである。

【００２１】また請求項２記載の発明は、建材の表面に
対して垂直方向に固定された垂直方向固定カメラと、表
面に対して任意に撮影角度を変更させることができる可
変角カメラと、上記各カメラとは別に単独で且つ任意に
光の照射角度が調整可能となった可変角照明装置と、画
像処理により画像を分析処理して建材の表面の色調を計
測するための画像処理装置とを備えていることを特徴と
するものである。

【００２２】このような請求項１の方法、請求項２の装
置を採用することで、垂直方向固定カメラで測定板の表
面の色合いを主に計測し、可変角カメラと可変角照明装
置との組み合わせによって、測定板の表面のツヤ（光
沢）、表面の凹凸模様の陰影による見え方の違いを判定
できるようになる。従って、施工後の人の目の高さ、日
光の当たり具合をシュミレートした色判定を行うことが
でき、また画像処理によって表面の色合い（塗装色）や
表面のツヤ（光沢）による色違いを正確に判定でき、検
査精度を高めることができると共に、より人の視覚的、
感覚的な判断に近い判定ができるので、不良箇所の発見
だけでなく、施工後の色違いクレームの発生を生産工程
中において未然に防止できるものである。

【００２３】また請求項３記載の発明は、建材の表面に
光を照射し、撮影エリアを移動させながら測定板の表面
を連続的にカメラで撮影し、その画像を画像処理装置で
分析処理する過程において、画像の任意の位置を抽出し
て画像の色調を個別に判定することを特徴とするもので
ある。

【００２４】また請求項４記載の発明は、建材の表面に
光を照射する照明装置と、撮影エリアを移動させながら
建材の表面を連続的に撮影するカメラと、その画像を分
析処理する過程において画像の任意の位置を抽出して画
像の色調を個別に判定するための画像処理装置とを備え
ていることを特徴とするものである。

【００２５】このような請求項３の方法、請求項４の装
置を採用することで、カメラの視野が測定板の表面全体
にわたり、測定板全体の表面の色調を判定して、色のム
ラや表面の欠けなどを測定板全体で測定できると共に、
測定板を静止させずに表面の色調を連続的に計測するこ
とで、生産性をダウンさせずに判定ができるようにな
り、さらに、画像の任意の位置を抽出して画像の色調を
個別に判定することで、商品の柄部、目地部、端部の各
部位の色調を選択して判定でき、特に商品の多彩色が増
える現状において、表面全体の色調を保証できると共
に、施工時に問題となる外装材の突き合わせ部の部分判
定により、突き合わせ部における色違いクレームを、生
産工程中において未然に防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例の説明図である。

【図２】同上の色調検査時の側面図である。

【図３】他の実施形態の説明図である。

【図４】同上の撮影エリアの説明図である。

【図５】同上の外装材の突き合わせ部の説明図である。

【図６】（ａ）は同上の目地部などの特定の色抽出をし
て計測する場合の説明図、（ｂ）は計測エリア内を分割
して計測する場合の説明図である。

【図７】同上の参考例の説明図である。

【図８】他の実施形態を示し、（ａ）はサンプル板の色
調の説明図、（ｂ）は単色基準板の説明図である。

【図９】同上のサンプル板を基に作製される外装材の色
調の説明図である。

【図１０】従来の説明図である。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は従来の視点、照射角による
見え方の違いを説明する図である。

【符号の説明】

１ 外装材 ２ 測定板 ２ａ 表面 ３ 垂直方向固定カメラ ４ 可変角カメラ ５ 撮影エリア ６ カメラ ９ 可変角照明装置 １０ 画像処理装置 １１ 単色基準板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建材の表面に対して任意に光の照射角度
   が調整可能となった可変角照明装置から光を照射しなが
   ら、建材の表面に対して垂直方向に固定された垂直方向
   固定カメラと、表面に対して任意に撮影角度を変更させ
   ることができる可変角カメラとを用いて異なる角度で撮
   影し、画像処理により画像を分析処理して建材の表面の
   色調を計測することを特徴とする建材の色調検査方法。
2. 【請求項２】 建材の表面に対して垂直方向に固定され
   た垂直方向固定カメラと、表面に対して任意に撮影角度
   を変更させることができる可変角カメラと、上記各カメ
   ラとは別に単独で且つ任意に光の照射角度が調整可能と
   なった可変角照明装置と、画像処理により画像を分析処
   理して建材の表面の色調を計測するための画像処理装置
   とを備えていることを特徴とする建材の色調検査装置。
3. 【請求項３】 建材の表面に光を照射し、撮影エリアを
   移動させながら測定板の表面を連続的にカメラで撮影
   し、その画像を画像処理装置で分析処理する過程におい
   て、画像の任意の位置を抽出して画像の色調を個別に判
   定することを特徴とする建材の色調検査方法。
4. 【請求項４】 建材の表面に光を照射する照明装置と、
   撮影エリアを移動させながら建材の表面を連続的に撮影
   するカメラと、その画像を分析処理する過程において画
   像の任意の位置を抽出して画像の色調を個別に判定する
   ための画像処理装置とを備えていることを特徴とする建
   材の色調検査装置。