JP2001311689A - 物体表面の光沢度判別方法 - Google Patents

物体表面の光沢度判別方法

Info

Publication number
JP2001311689A
JP2001311689A JP2000129541A JP2000129541A JP2001311689A JP 2001311689 A JP2001311689 A JP 2001311689A JP 2000129541 A JP2000129541 A JP 2000129541A JP 2000129541 A JP2000129541 A JP 2000129541A JP 2001311689 A JP2001311689 A JP 2001311689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflected light
light
wave
psd
polarizing filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000129541A
Other languages
English (en)
Inventor
Raita Nakanishi
雷太 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichicon Corp
Original Assignee
Nichicon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichicon Corp filed Critical Nichicon Corp
Priority to JP2000129541A priority Critical patent/JP2001311689A/ja
Publication of JP2001311689A publication Critical patent/JP2001311689A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ安価な回路構成により物体表面の光
沢度を正確に測定し判別することができる光沢度判別方
法を提供する。 【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、透過方向の異なる第1の偏光フィル
タと第2の偏光フィルタとで2つの反射光に分けて位置
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、上記の反射
光の光量に応じた出力電流を各々、2つの電流増幅回路
に分流した後、反転増幅器に入力し、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判別す
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判別する際に
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端子のホ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】
【問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、透過方向の異なる第1の偏光フィ
ルタと第2の偏光フィルタとで2つの反射光に分けて位
置検出センサ(Position Sensitive Detector:以下、
PSDと称する。)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
体表面の光沢度判別方法である。また、上記の反射光の
光量に応じた出力電流を各々、2つの電流増幅回路に分
流した後、反転増幅器に入力し、信号処理することを特
徴とする物体表面の光沢度判別方法である。さらに、上
記電流増幅回路と反転増幅器がオペアンプの負帰還回路
であることを特徴とする物体表面の光沢度判別方法であ
る。そして、上記の第1の偏光フィルタと第2の偏光フ
ィルタの透過方向が、縦方向と横方向、または横方向と
縦方向の組み合わせからなることを特徴とする物体表面
の光沢度判別方法である。
【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判別する。すなわ
ち、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、透過方向の異なる第1の偏光フィルタと第2の
偏光フィルタとで2つの反射光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
を各々、2つの電流増幅回路に分流した後、反転増幅器
に入力し、信号処理する。上記電流増幅回路と反転増幅
器は、オペアンプの負帰還回路を用い、正確な増幅度が
得られるようにする。
【0006】
【実施例】以下は、本発明を用いた実施例の一例であ
る。 〔実施例1〕本発明による物体表面の光沢度判別方法を
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。
【0007】図2は、図1の受光側を詳しく記述したも
のである。図2に示す、偏光フィルタ4、5を通過する
前の反射光bについて、被測定試料3に対する水平方向
の振動成分dをs波、s波と直角方向の振動成分eをp
波とした場合、正反射光は反射の法則に従いs波方向の
振動成分に偏った反射光で、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。
【0008】図2の偏光フィルタ4の透過方向は縦方向
であり、これは被測定試料3に対する反射光bの水平方
向の振動成分dと平行な方向である。また、図2の偏光
フィルタ5の透過方向は横方向であり、これは被測定試
料3に対する反射光bの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、半分が偏光フィルタ4を、
又、残りの半分が偏光フィルタ5を通過するようにし、
偏光フィルタ4、5を通過した後の反射光cの中心がP
SD6の中心に入射するように配置する。
【0009】図4は、図2の被測定試料3からの反射光
bについて偏光フィルタ4を通過する成分を表してい
る。偏光フィルタ4を通過する前の反射光bは、乱反射
光hと正反射光i、jで構成されている。乱反射光hが
偏光フィルタ4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p波は通過が抑制されるが、平行の振
動方向をもつs波は通過が可能となる。一方、正反射光
i、jのうち、偏光フィルタ4の透過方向に対して平行
の振動方向をもつ正反射光iは通過が可能となるが、垂
直の振動方向をもつ正反射光jは通過が抑制される。よ
って、被測定試料3からの反射光bについて偏光フィル
タ4を通過する成分は、正反射光(s波)kと乱反射光
(s波)lとなる。
【0010】図5は、図2の被測定試料3からの反射光
bについて偏光フィルタ5を通過する成分を表してい
る。偏光フィルタ5を通過する前の反射光bは、図3と
同様に乱反射光hと正反射光i、jで構成されている。
乱反射光hが偏光フィルタ5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る
が、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、jのうち、偏光フィルタ5の透過方向
に対して平行の振動方向をもつ正反射光jは通過が可能
となるが、垂直の振動方向をもつ正反射光iは通過が抑
制される。よって、被測定試料3からの反射光bについ
て偏光フィルタ5を通過する成分は、正反射光(p波)
mと乱反射光(p波)nとなる。
【0011】このため、図2のようにPSD6に入射す
る光のうち、上領域は偏光フィルタ4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fと
なり、下領域は偏光フィルタ5を通過してきた正反射光
(p波)と乱反射光(p波)からなる反射光gになり、
これら反射光f、gの照射光量と照射位置及びPSD6
の電極間抵抗等によって決まる電流(IPSD1、I
PSD2)が、PSD6の端子から流れ出すことにな
る。
【0012】図3は、図2におけるPSD6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回路の例であ
る。PSD6のカソード端子8には予め電圧Vccが印
加されている。PSD6のアノード端子9、10から
は、PSD6で受光された反射光cによる電流(I
PSD1、IPSD2)が流れ出し、次段のオペアンプ
11、12による電流増幅回路で別々に増幅される。こ
の際、帰還抵抗R1、R2の値は、偏光フィルタによる
透過率が等しい場合は、R1=R2と設定する。オペア
ンプ回路11、12のそれぞれの出力電圧、−IPSD
1×R1と−IPSD2×R2は、後段の差動アンプ回
路13でその電位差(IPSD1×R1−IPSD2×
R2)=(IPS 1−IPSD2)×R1が取り出さ
れ、(R4/R3)倍に増幅される。従って、出力端子
14には{IPSD1−IPSD2}×R1×(R4/
R3)の電圧が得られる。
【0013】図3におけるPSD6の出力電流のうち、
PSD1は{正反射光(s波)+乱反射光(s波)}
に比例した電流であり、IPSD2は、{正反射光(p
波)+乱反射光(p波)}に比例した電流であることか
ら、2つの電流量の差{I SD1−IPSD2}は、
[{正反射光(s波)+乱反射光(s波)}−{正反射
光(p波)+乱反射光(p波)}]と比例関係にあると
考えられる。ここで、乱反射光に含まれるs波とp波の
存在確率がほぼ等しく、乱反射(s波)≒乱反射(p
波)となること、および、正反射光はs波方向の振動成
分に偏った反射光であり、正反射光(s波)−正反射光
(p波)≒正反射光(s波)となることを利用すると、
先の式から
【0014】
【数1】 の関係式が得られる。よって、出力端子14の電圧、
{IPSD1−IPSD2}×R1×(R4/R3)
は、正反射光(s波)の光量に応じた値となり、この電
圧値の大小から光沢度が判別できる。
【0015】図6は、図3の信号処理回路による光沢セ
ンサ出力電圧とJIS Z8741方法3によるGs
(60°)測定値との相関データの一例を示したもので
ある。図6のグラフから、光沢センサ出力値(V)はG
s(60°)測定値(%)にほぼ比例し、被測定試料の
光沢度が安定して測定されていることが確認できる。
【0016】実施例1は偏光フィルタ4、5の透過率が
等しく、かつ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3に示した信号処理回路における
演算を補正する必要がある。
【0017】また、実施例1において被測定試料3から
の反射光bの中心と偏光フィルタ4、5もしくはPSD
6の位置関係が多少違っても、図3における信号処理回
路における演算で補正することができる。
【0018】実施例1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(あるいは、
ホトダイオード)を用いることも可能である。
【0019】
【発明の効果】上記したように、本発明は、物体表面の
光沢度を示す正反射光量を的確に取り出し、該正反射光
量に応じた出力電流を電流増幅回路/反転増幅器により
信号処理するものであり、かつ、これらの回路はオペア
ンプの負帰還回路で構成されているので、正確な増幅度
が得られ、測定精度の向上を図ることができる。よっ
て、物体表面の色濃度に関係なく、また、正反射光と乱
反射光が混合した状態であっても、簡単かつ安価な回路
構成により精度の高い光沢度測定を行い、光沢度判別を
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光沢センサの実施例である。
【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信号処理回
路の回路図を示したものである。
【図4】図2の光沢センサで透過方向が縦方向の偏光フ
ィルタを通過する反射成分を表した図である。
【図5】図2の光沢センサで透過方向が横方向の偏光フ
ィルタを通過する反射成分を表した図である。
【図6】図3の信号処理回路による光沢センサ出力電圧
とJIS Z8741 方法3によるGs(60°)測
定値との相関データの一例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 第1の偏光フィルタ(透過方向:縦) 5 第2の偏光フィルタ(透過方向:横) 6 PSD 7 PSD上に照射される反射光 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 IPSD1の電流増幅回路 12 IPSD2の電流増幅回路 13 差動アンプ回路 14 信号処理回路の出力端子 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 偏光フィルタ4もしくは偏光フィルタ5を通過した
後の反射光 d 被測定試料3に対する水平方向の振動成分 e s波と直角方向の振動成分 f PSD6の上領域に照射される正反射光(s波)と
乱反射光(s波) g PSD6の下領域に照射される正反射光(p波)と
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
(s波) j 被測定試料3からの反射光bに含まれる正反射光
(p波) k 偏光フィルタ4を通過した後の正反射光(s波) l 偏光フィルタ4を通過した後の乱反射光(s波) m 偏光フィルタ5を通過した後の正反射光(p波) n 偏光フィルタ5を通過した後の乱反射光(p波)

Claims (4)

    【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、透過方向の異なる第1の偏光フィル
    タと第2の偏光フィルタとで2つの反射光に分けて位置
    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
    光沢度判別方法。
  2. 【請求項2】 上記の反射光の光量に応じた出力電流を
    各々、2つの電流増幅回路に分流した後、反転増幅器に
    入力し、信号処理することを特徴とする請求項1記載の
    物体表面の光沢度判別方法。
  3. 【請求項3】 上記電流増幅回路と反転増幅器がオペア
    ンプの負帰還回路であることを特徴とする請求項2記載
    の物体表面の光沢度判別方法。
  4. 【請求項4】 上記の第1の偏光フィルタと第2の偏光
    フィルタの透過方向が、縦方向と横方向、または横方向
    と縦方向の組み合わせからなることを特徴とする請求項
    1記載の物体表面の光沢度判別方法。
JP2000129541A 2000-04-28 2000-04-28 物体表面の光沢度判別方法 Pending JP2001311689A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000129541A JP2001311689A (ja) 2000-04-28 2000-04-28 物体表面の光沢度判別方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000129541A JP2001311689A (ja) 2000-04-28 2000-04-28 物体表面の光沢度判別方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001311689A true JP2001311689A (ja) 2001-11-09

Family

ID=18638801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000129541A Pending JP2001311689A (ja) 2000-04-28 2000-04-28 物体表面の光沢度判別方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001311689A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033103A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Keyence Corp 光電センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033103A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Keyence Corp 光電センサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4988223B2 (ja) 欠陥検査装置およびその方法
US20040066513A1 (en) Pollen sensor and method
JP2833908B2 (ja) 露光装置における位置決め装置
US4557602A (en) Edge detector in optical measuring instrument
JP2001311689A (ja) 物体表面の光沢度判別方法
JP4306924B2 (ja) 物体表面の光沢度判別方法
JP2924289B2 (ja) 回路基板のガラス量測定方法及びその装置
JP2007147314A (ja) 表面プラズモンセンサーおよび表面プラズモンセンサーを用いた標的物質の検出方法
JP2000314701A (ja) 物体表面の光沢度測定方法
JP3026972B1 (ja) 物体表面の光沢度測定方法
JP3507570B2 (ja) 紙葉類良否判別装置及びその方法
JPH06273344A (ja) 欠陥検査装置および欠陥検査方法
JPH0495859A (ja) プリント板光学検査装置
JP2816257B2 (ja) 非接触変位測定装置
JP2000121333A (ja) 外観検査装置及び外観検査方法
JP3319666B2 (ja) エッジ検出装置
JPS62124447A (ja) 表面状態測定装置
JP3099451B2 (ja) 異物検査装置
JP2705458B2 (ja) 実装基板外観検査装置
JPH05203568A (ja) 種々の物質、中でも液体を分析する方法
JP5274031B2 (ja) 分析方法および分析装置
JPH0262181B2 (ja)
JP2001041880A (ja) 光沢センサ
JPS60154635A (ja) パタ−ン欠陥検査装置
JPH0545294A (ja) 浮動閾値による異物検出方式