JP2003028805A

JP2003028805A - 表面性状評価装置

Info

Publication number: JP2003028805A
Application number: JP2001212134A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yoshida; 茂樹吉田; Hitoo Takada; 仁夫高田; Yukihiro Fuchita; 幸浩渕田
Original assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: JP4808871B2

Abstract

(57)【要約】【課題】移動方向及び幅方向の撮像範囲、角度情報
数、画像の取り込み速度、被測定物の移動速度をそれぞ
れ独立して構成することができる表面性状評価装置を提
供する。【解決手段】被測定物の移動方向に対して略垂直に配
置され前記被測定物に照射された光の反射光を検出する
一次元撮像手段１５と、前記被測定物に対する入射角度
がそれぞれ異なるように配置された前記被測定物の表面
を照射する複数の照明手段１１〜１４と、前記被測定物
を照射する前記照明手段を時経列的に切り換える照明制
御手段１６と、前記照明制御手段によって切り換えられ
前記被測定物を照射する前記照明手段と前記一次元撮像
手段との位置関係から照明光の入射角の変化に対する前
記被測定物表面の反射特性に相当する評価値を算出する
評価値算出手段１７、１８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタリックカラー
塗装やパールマイカ塗装などの塗装品質及び表面性状品
質を高速かつ広範囲にわたって定量的に評価する表面性
状評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光源からの光線の入射角及び観察角の変
化によって、面の色相、明度、彩度が変化するメタリッ
クカラー塗装やパールマイカカラー塗装の塗装面を評価
する装置について、特開平１１−２１１６７３号公報に
開示されている。

【０００３】この装置は、所定の位置関係に保持された
２次元アレイセンサと照明とを被測定物の塗装面に対し
て所定の距離で正対させた状態で保持する構成を有す
る。そして、２次元アレイセンサと照明とを被測定物に
対して相対的に移動させながら広範囲にわたって撮影を
繰り返すことで、被測定物の同一点から反射された光線
の出射角度がそれぞれ異なった状態での複数の画像を
得、この複数の画像から被測定物の同一点の輝度値など
をそれぞれ抽出することにより、変角輝度の分布を求
め、これに基づいて被測定物の光学的反射性状を定量的
に評価するものである。

【０００４】しかし、この装置は、２次元アレイセンサ
を用いて構成されているため、撮像範囲（移動方向・幅
方向）、角度情報数、画像の取り込み速度、被測定物の
移動速度をそれぞれ独立して構成することができないと
いう問題を有し、実用させるための制限が多く、設定も
非常に複雑であった。

【０００５】すなわち、上記装置では、図８及び図９に
示すように、広い変角情報を得るためには、２次元アレ
イセンサの視野角を広くする必要がある。具体的には、
視野角αが８０度の２次元アレイセンサ８１を用いた場
合（図８（ａ））、光源から被測定物移動方向５０に対
して、４５度の角度で平行光８３，８４，８５が入射し
たとすると、被測定物表面８２により反射された光８３
ａ，８４ａ，８５ａはそれぞれ８５度、４５度、５度で
２次元アレイセンサ８１に入射する。よって、この場合
は、５〜８５度の範囲の変角情報を得ることができる。

【０００６】しかし、この２次元アレイセンサ８１を用
いた場合、被測定物の幅方向５１に対しても視野角が広
くなる。すなわち、図８（ｂ）に示すように、被測定物
の幅方向５１に対して、中央部分を測定する場合は、光
８８はアレイセンサ８１に対して直角に入射する。しか
し、それぞれ視野の端に近づくにつれて、アレイセンサ
８１に対する入射角度が大きくなり、視野の端では、光
８６，８８はアレイセンサ８１に対して、４０度の傾き
をもって入射することになる。すなわち、視野の端に近
づくにつれて、入射角度の変化を持たないことが理想で
ある視野幅方向に対しても、広い角度情報を持つことに
なり、評価性能が低下する。

【０００７】また、図９に示すように、センサアレイ８
１の視野角βを小さくすることによって、被測定物の幅
方向の入射角度を小さくすることができる。例えば、図
９（ｂ）に示すように、視野角を２０度とすると、被測
定物幅方向５１の入射角については、１０度と小さくな
る。しかし、このことは、同時に被測定物移動方向５０
についても、角度情報を狭くすることになり、３５〜５
５度までとその範囲は激減し、評価性能が低下する。す
なわち、視野角を狭くして視野幅方向の性能を向上させ
ることは、逆に移動方向の角度情報も狭くなることにつ
ながる。

【０００８】また、図１０に示すように被測定物の幅方
向５１の性能低下を解消するために、ある程度の広がり
を持った照明８３，８４，８５を用い、テレセントリッ
クレンズ８９などの光学系を用いる方法も考えられる。
この方法によれば、被測定物幅方向５１については、反
射光８６，８７，８８はアレイセンサ８１に対して垂直
方向に入射する（図１０（ｂ））。しかし、被測定物移
動方向５０についての変角情報は、入射光８３，８４，
８５の広がりの範囲内となり、さらに大幅に低下し、広
い範囲にわたった計測が困難になる（図１０（ａ））。
このように、２次元アレイセンサを用いたこの装置によ
れば、移動方向と幅方向の撮影範囲について独立して構
成することはできず、被測定物移動方向に広い変角情報
を得ようとすると、被測定物幅方向の測定の性能が低下
する。したがって、広い角度情報を広い範囲にわたって
定量的に評価することは困難であり、メタリック塗装な
どのすかし評価などを行なうことができない。

【０００９】次に、図１１を参照して被測定物の移動に
ついて考える。例えば、撮影範囲のアスペクト比が１の
２次元アレイセンサを用いて、１ｍ幅の被測定物を計測
した場合について考えると、１回の撮像で１×１ｍの画
像を取得することができる。しかしこれだけでは、被測
定物の位置ごとに照明の受光角度が違う画像にすぎず、
同一点について異なる変角情報を取得するためには、被
測定物を移動させる必要がある。図１１（ａ）に示すよ
うに、このとき、最大角度範囲の変角情報を取得するた
めには、被測定物は、ライン８３から８５の位置まで、
照射幅５５に等しい距離である約１ｍを移動しなければ
ならない。したがって、撮影範囲全体について最大範囲
の変角情報を取得するには、３ｍ移動する必要がある。

【００１０】このように、より広い範囲を評価するため
には、変角情報を得るための位置も相対的に離れること
になる。相対的に離れていることは、移動機構部などを
備えた装置にあっては撮影周期と移動の同期は比較的取
りやすいため問題は少ないが、ラインスピードが変動し
やすい工場ライン上に流れている被測定物を測定する場
合には問題が大きい。すなわち、ラインスピードの変動
が測定位置のずれとなり、被測定物の違う位置での変角
情報を取得することになる。さらに、より広い範囲での
評価を実現させるために撮影範囲を広くした場合には、
被測定物の移動量も増大し、さらに変動量も大きくなる
ことが想定される。つまり、これらの装置単独で工場ラ
インに対応することは困難であり、工場ラインにおいて
この装置を用いるためには、工場ラインの速度と撮影の
タイミングとを同期させるための設備が別に必要にな
る。

【００１１】また、撮影手段として用いられている２次
元アレイセンサは現状では、特殊なものを除き、一般的
な取り込み速度は１／６０秒（１６．７ｍｓｅｃ／測
定）で撮影されるものがほとんどである。そのため、一
般的な工場ラインスピード（６０ｍ/分）の場合、連続
したフレームについて取り込む間に被測定物は１６．７
ｍｍ移動することになり、細かいメタルムラやメタリッ
ク感などの表面性状評価は困難となる。さらに、高速ラ
インに用いられる場合は、実用するのはより困難で問題
が多い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、移動方向及び幅方向の
撮像範囲、角度情報数、画像の取り込み速度、被測定物
の移動速度をそれぞれ独立して構成することができる表
面性状評価装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の表
面性状評価装置を提供する。

【００１４】表面性状評価装置は、被測定物の移動方向
に対して略垂直に配置され前記被測定物に照射された光
の反射光を検出する一次元撮像手段と、前記被測定物に
対する入射角度がそれぞれ異なるように配置された前記
被測定物の表面を照射する複数の照明手段と、前記被測
定物を照射する前記照明手段を時経列的に切り換える照
明制御手段と、前記照明制御手段によって切り換えられ
前記被測定物を照射する前記照明手段と前記一次元撮像
手段との位置関係から照明光の入射の変化に対する前記
被測定物表面の反射特性に相当する評価値を算出する評
価値算出手段とを有する。

【００１５】上記構成において、被測定物の幅方向の性
能低下を考慮した一次元撮像手段の視野角を自由に設定
しながらも、広い変角情報を取得できるように、複数に
配置した照明手段を高速に点滅切り換えする。また、一
般的に撮像手段に１次元アレイセンサ等を用いた場合、
１／２００００秒ほどの高速な取り込み速度を容易に実
現することもできる。よって、高速で変角情報を取得す
ることができるため、工場ラインスピードとの同期させ
る手段が不要であり、ラインスピードが変動しやすい工
場ラインなどでの測定においても、色情報及び変角情報
をほぼ同時に評価することができる。

【００１６】したがって、上記構成によれば、被測定物
の移動方向及び幅方向の撮像範囲、角度情報数、取り込
み速度、被測定物の移動速度を独立して構成することが
可能となる。

【００１７】本発明の表面性状評価装置は、具体的には
以下のように種々の態様で構成することができる。

【００１８】好ましくは、前記照明手段は、白色ＬＥＤ
である。

【００１９】上記構成によれば、色、光沢感などの評価
において、照明手段からの光色の影響を受けることがな
く、より精度が高い測定を行なうことができる。また、
ＬＥＤは高速で点灯、消灯の切り換えを行なうことがで
き、被測定物の測定において、高速に画像の取り込みを
可能にする。

【００２０】好ましくは、前記照明手段は、線状の光線
パターンを発する。

【００２１】上記構成によれば、線状の光線によって、
広範囲に亘った被測定物の測定を行なうことができる。

【００２２】好ましくは、表面性状評価装置は、テレセ
ントリック光学系を備える。

【００２３】上記構成によれば、撮像手段に入射する反
射光は、すべて平行光として入射するため、被測定物幅
方向に対する測定において角度の影響を受けることがな
く、測定の性能を向上させることができる。

【００２４】本発明は、さらに以下の構成の表面性状評
価装置を提供する。

【００２５】表面性状評価装置は、被測定物の表面を照
射する照明手段と、前記照明手段から前記被測定物に照
射された光の反射光を検出し、前記反射光の受光角度が
異なるように配置された複数の一次元撮像手段と、前記
照明手段と前記一次元撮像手段との位置関係から異なる
反射光の受光角に対する前記被測定物表面の反射特性に
相当する評価値を算出する評価値算出手段とを有する。

【００２６】上記構成において、照明手段から照射され
た光が被測定物により反射されると、その反射角度が異
なる位置に複数の１次元撮像手段が配置される。したが
って、それぞれの１次元撮像素子には、同一ポイントに
ついてそれぞれ受光角度が異なる反射光が入射し、被測
定物が移動することによりその反射光に対する２次元画
像が得られるため、これらの画像を用いて測定物表面の
反射特性に相当する評価値を算出することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
表面性状評価装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００２８】図１は、本発明の第１実施形態にかかる表
面性状評価装置の構成を示す概略図である。（ａ）は、
側面図、（ｂ）は平面図を表す。本表面性状評価装置１
０は、受光角度が測定対象物２０の法線方向に対して４
５度となるように配置された一次元リニアアレイセンサ
（ＣＣＤリニアカメラ）１５と、ＣＣＤリニアカメラ１
５への入射方向がそれぞれ異なるように配置された線状
の光線パターンを発する４つの白色ＬＥＤ１１〜１４を
有する。ＣＣＤリニアカメラ１５は、図１（ｂ）に示す
ように、被測定物２０の移動方向５０に対して垂直方向
に配置される。白色ＬＥＤ１１〜１４は、受光の鏡面反
射（フレネル反射）となる角度を０度とし、図１（ａ）
において右側をプラス方向とすると、それぞれ第１ＬＥ
Ｄ１１が１１０度、第２ＬＥＤ１２が４５度、第３ＬＥ
Ｄ１３が１５度、第４ＬＥＤ１４が０度となるように配
置されている。

【００２９】ＣＣＤリニアカメラ１５及びＬＥＤ１１〜
１４はそれぞれ、カメラ信号取り込み部１７及びＬＥＤ
点滅切り換え制御部１６を介して、コンピュータで制御
されており、上記の各角度に配置したＬＥＤを高速に点
滅切り換え制御し測定することにより変角情報を取得す
る。被測定物２０は、移動部２１に固定されており、こ
れが移動方向５０に移動することによって、ともに移動
する。被測定物２０が移動しながらＣＣＤリニアカメラ
１５で測定を連続的に行なうことにより２次元的な画像
を取得する。これらの情報はすべてコンピュータに伝送
され、取得した変角情報を用いて、色、光沢感、フロッ
プ感、メタリック感などの評価値を演算し、結果を出力
するデータ処理部として機能する。

【００３０】図２は、図１にかかる表面性状評価装置の
計測方法を説明する図である。表面性状評価装置は、被
測定物２０に反射してＣＣＤリニアカメラ１５に対して
入射する反射光４５に対して受光角度が異なるように配
置された４つのＬＥＤ１１〜１４が設けられている。た
とえば、第１のＬＥＤ１１から照射された光４１は被測
定物２０に反射されて反射光４５としてＣＣＤリニアカ
メラ１５に入射する。このときの受光角度は、図２
（ａ）の符号３１で示すようになる。同様に、第２のＬ
ＥＤから照射された光４２は受光角度３２でＣＣＤリニ
アカメラ１５に入射する。このように、本表面性状評価
装置は、照射するＬＥＤを切り換えることにより、異な
る変角情報についての情報をとることができる。

【００３１】一方、被測定物の幅方向５１に関しては、
図２（ｂ）に示すように、視野角を調整することによ
り、与える角度情報の影響を小さくすることができる。
すなわち、視野角αを小さくすることにより、視野の端
部の反射光４６，４８に生じる角度情報の影響βを小さ
くすることができる。また、上述のように、被測定物の
移動方向５０においてとることができる変角情報は、Ｌ
ＥＤの配置位置によって任意に設定できるため、視野角
αを小さくしても、被測定物移動方向５０の変角情報が
小さくなることがない。よって、被測定物の大きさや特
性などに応じて被測定物幅方向５１の視野角を自由に設
定することができる。

【００３２】図３は、テレセントリック光学系を用いた
変形例を示す図である。図３（ｂ）に示すように、テレ
セントリック光学系として、テレセントリックレンズ１
９を用いることができる。テレセントリックレンズ１９
を用いた場合であっても、図３（ａ）に示すように、Ｃ
ＣＤリニアカメラ１５は、被測定物移動方向５０に視野
角を有さないため、テレセントリックレンズ１９の影響
を受けることはない。一方、テレセントリックレンズ１
９によって、ＣＣＤリニアカメラ１５に入射する反射光
を平行光４６〜４８とすることができる。よって、被測
定物幅方向５１の撮影範囲は小さくなるが、撮影視野の
端部における角度βの影響を限りなくなくすことができ
る。

【００３３】次に、図４を用いて本実施形態にかかる表
面性状評価装置の計測処理の流れを説明する。まず、
（１）第１ＬＥＤ１１を点灯して、ＣＣＤリニアカメラ
１５で１ライン計測する。被測定物表面からの反射光の
１次元情報を第１変角データ６１ａとして取得する。デ
ータ取得後、第１ＬＥＤを消灯する。次いで（２）第２
ＬＥＤ１２を点灯して、ＣＣＤリニアカメラ１５で１ラ
イン計測する。被測定物表面からの反射光の１次元情報
を第２変角データ６２ａとして取得する。データ取得
後、第２ＬＥＤを消灯する。（３）同様に第３ＬＥＤ１
３により第３変角データ６３ａ、第４ＬＥＤ１４により
第４変角データ６４ａを取得し、第１ラインにおけるデ
ータ６０ａ取得を終了する。（４）移動部によって被測
定物を移動（５０ａ）しつつ、これらの処理を任意に設
定した取り込みライン数になるまで繰り返し行ない、各
ラインにおけるデータ６０ｂ，６０ｃ〜６０ｎまでを取
得する（図４（ａ））。（５）所定ラインまで取り込み
が終了すると、それぞれのラインの第１〜第４変角デー
タを並べ替え、それぞれ取り込みライン順に表示するこ
とにより、それぞれの変角画像６１〜６４を取得する。
すなわち、図４（ｂ）に示すように第１〜第４の変角デ
ータまでが繰り返されて所定ライン数並んだデータを、
各変角データごとに並べ替えた変角画像を作成する。す
なわち、第１ラインの第１の変角データ６１ａを第１変
角画像６１の第１ラインに移動し、第１ラインの第２の
変角データ６２ａを第２変角画像６２の第１ラインに移
動する。以下同様に第３変角画像６３、第４変角画像６
４を作成する。

【００３４】このようにして得られた第１〜第４の変角
画像６１〜６４に基づいて、それぞれ、強度の３次元分
布図を作成する。図５に任意の変角画像の３次元強度分
布図を示す。右側横軸は、視野幅方向を示し、ＣＣＤリ
ニアカメラの任意の１ラインにおける幅方向の位置を示
している。手前縦軸は、ライン方向を示しており、被測
定物が移動することによって得られる移動方向の位置を
示している。垂直軸は輝度を示しており、ＣＣＤリニア
カメラがカラーカメラである場合は、それぞれＲＧＢの
３要素についてそれぞれの強度分布を作成する。３次元
強度分布に基づいて、不要な範囲を除去し、ドットごと
に以下の各評価値（色、光沢感、フロップ感、メタリッ
ク感）を算出する。

【００３５】本実施形態では、被測定物の色演算処理
は、第２変角画像の３次元分布データを用いて行なう。
色演算は、色彩値、色ムラ、色差について演算する。

【００３６】まず、各ドットで算出したＲＧＢ値をＣＩ
ＥＸＹＺ値に変換する。得られた各ドットのＸＹＺ値
を用いて、代表的なＣＩＥＬＡＢなどの均等色空間に
変換する。以上の処理により、各ドット（画素）ごと
に、ＣＩＥＬＡＢの色彩値を持つことになる。例え
ば、ＣＣＤリニアカメラの画素分解能が１０２４画素
で、１０２４ラインを測定したような場合など、全体画
像が膨大な量の色彩値を持つ場合には、必要に応じて、
特定範囲、さらには特定色などの平均化処理によりデー
タ数を減らし、演算処理時間を短縮することもできる。
本装置では、広範囲において計測が可能であるため、メ
タリックや柄模様など、スポット計測では安定して計測
できないような被測定物に対しても、安定した色計測が
可能となる。

【００３７】色差は、各画像で得た色彩値を基準画像の
色彩値と比較することにより演算する。また、色ムラ
は、画像を複数に分割し、各分割部分を比較することに
より、評価する。すなわち、色ムラには、全体的に大き
く発生しているものや細かく発生しているものなど様々
な状態が考えられるため、領域の大きさを変えることに
よって、色ムラの大きさを判断要素に加えた評価をする
ことができる。

【００３８】本実施形態では、第４変角画像の３次元分
布データを用いて、被測定物の光沢感の演算処理を行な
う。光沢感は、ＪＩＳに定められている光沢度を基準と
して、正規化し、色彩値算出時と同様に必要に応じて全
体画像もしくは特定範囲、さらには特定色などの平均化
処理を行なう。各画像において得られた光沢値を基準画
像の光沢値と比較することにより光沢値の差を求める。
また、色ムラと同様の手法を用いて光沢ムラの評価を行
なう。

【００３９】フロップ感については、第１〜第３の変角
画像の３次元分布データを用いて演算処理を行なう。フ
ロップ感とは、入射受光の角度変化により、色相、明
度、彩度などが異なって見える幾何学的メタメリズムの
ことであり、広く用いられるフロップ評価式により算出
する。演算は、色計測と同様に各ドットで算出したフロ
ップ値を指定範囲で平均処理などを実施することによ
り、広範囲のフロップ計測を実施する。また、色ムラと
同様の手法によりフロップムラの評価を行なう。

【００４０】メタリック感については、第３の変角画像
の３次元分布データのドット間による輝度変化差を用い
て演算処理を行なう。メタリック感のある被測定物はド
ット間の輝度変化差が大きくなる傾向にあり、高低差の
大きい３次元分布データとなる。

【００４１】なお、同様の処理により印刷した被測定物
のコントラスト評価やエンボス加工や柚肌加工した被測
定物の凹凸感、紙や不織布などのムラ評価も行なうこと
ができる。

【００４２】図６は、本発明の第２実施形態にかかる表
面性状評価装置の構成を示す概略図である。（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図を表す。この表面性状評価装置１
０ａは、図１に係る装置と構成を大略同じとする。異な
る点は、被測定物２０ａが工場ライン２１ａ上で連続的
に移動しており、第１〜第４のＬＥＤ１１ａ〜１４ａに
おいて、まったく同じラインを計測しない点である。た
だし、第１〜第４のＬＥＤ１１ａ〜１４ａはそれぞれ２
００００分の１秒ごとの高速に点滅を行ない、ＣＣＤリ
ニアカメラもこのタイミングで撮影を行なうことが可能
であるため、移動に伴う性能の低下は少なく抑えること
ができる。また、測定ポイントの位置と変角情報との相
対関係がないため、工場ライン２１の移動速度が変化し
た場合であっても、変角情報に及ぼす影響がない。

【００４３】図７は、本発明の第３実施形態にかかる表
面性状評価装置の構成を示す概略図である。（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図を表す。本表面性状評価装置１０
ｂは、受光角度が測定対象物２０ｂの法線方向に対して
４５度となるように配置された線状の光線パターンを発
する白色ＬＥＤ１１ｂと、白色ＬＥＤ１１ｂから照射さ
れた光が測定対象物２０ｂに反射された反射光の受光角
度がそれぞれ異なるように配置された４つのＣＣＤリニ
アカメラ１５ｂ〜１５ｅを有する。それぞれのＣＣＤリ
ニアカメラ１５ｂ〜１５ｅは、被測定物２０の移動方向
５０に対して垂直方向に配置される。それぞれのリニア
カメラ１５ｂ〜１５ｅは、白色ＬＥＤ１１ｂからの入射
光の鏡面反射（フレネル反射）となる角度を０度とし、
図７において右側をプラス方向とすると、それぞれ第１
リニアカメラ１５ｂが１１０度、第２リニアカメラ１５
ｃが４５度、第３リニアカメラ１５ｄが１５度、第４リ
ニアカメラ１５ｅが０度となるように配置されている。

【００４４】ＣＣＤリニアカメラ１５ｂ〜１５ｅ及びＬ
ＥＤ１１ｂはそれぞれ、カメラ信号取り込み部１７ｂ及
びＬＥＤ点灯制御部１６ｂを介して、コンピュータで制
御されており、ＬＥＤ１１ｂが点灯している間に上記の
各角度に配置したＣＣＤリニアカメラによってそれぞれ
撮影された画像によって変角情報を取得する。被測定物
２０ｂは移動部２１ｂによって、移動方向５０に移動す
る。被測定物２０ｂが移動しながらＣＣＤリニアカメラ
１５ｂ〜１５ｅで測定を連続的に行なうことにより２次
元的な画像を取得する。これらの情報はすべてコンピュ
ータ１８ｂに伝送され、取得した変角情報を用いて、
色、光沢感、フロップ感、メタリック感などの評価値を
演算し、結果を出力するデータ処理部として機能する。
測定の処理については、図１に記載の表面性状評価装置
と大略同じである。

【００４５】このように構成することにより、それぞれ
のリニアカメラ１５ｂ〜１５ｅによって、直接変角画像
を作成することができる。

【００４６】以上説明したように、各実施形態にかかる
表面性状評価装置は、被測定物の移動方向に対して略垂
直に配置され被測定物に照射された光の反射光を検出す
るＣＣＤリニアカメラと、被測定物に対する入射方向が
それぞれ異なるように配置された被測定物の表面を照射
する複数のＬＥＤとを有し、複数のＬＥＤを切り換えな
がら点滅させることによって、複数の角度情報を有する
角度画像を作成することができる。したがって、移動方
向及び幅方向の撮像範囲、角度情報数、画像の取り込み
速度、被測定物の移動速度をそれぞれ独立して構成する
ことができる。

【００４７】また、被測定物の表面を照射するＬＥＤ
と、ＬＥＤから被測定物に照射された光の反射光を検出
し、反射光の受光角度が異なるように配置された複数の
ＣＣＤリニアカメラを備えることによっても、同様に複
数の角度情報を有する角度画像を作成することができ
る。

【００４８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例
えば、ＬＥＤの代わりに高速で点灯・消灯できるフラッ
シュなどの照明手段を用いてもよく、また、白色ＬＥＤ
の代わりに、赤、緑、青のＬＥＤを切り換えて用いるこ
とにより、カラーカメラを用いることなく、色の評価を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる表面性状評価
装置の構成を示す概略図である。（ａ）は、側面図、
（ｂ）は平面図を表す。

【図２】図１にかかる表面性状評価装置の計測方法を
説明する図である。

【図３】テレセントリック光学系を用いた変形例を示
す図である。

【図４】表面性状評価装置の計測処理の説明図であ
る。

【図５】任意の変角画像の３次元強度分布図を示す。

【図６】本発明の第２実施形態にかかる表面性状評価
装置の構成を示す概略図である。（ａ）は側面図、
（ｂ）は平面図を表す。

【図７】本発明の第３実施形態にかかる表面性状評価
装置の構成を示す概略図である。（ａ）は側面図、
（ｂ）は平面図を表す。

【図８】視野角の広い従来の装置の出射角の変化を示
す説明図である。

【図９】視野角の狭い従来の装置の出射角の変化を示
す説明図である。

【図１０】テレセントリックレンズを用いた従来の装
置の出射角の変化を示す説明図である。

【図１１】被測定物の移動速度と距離との関係を説明
するための図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ表面性状評価装置１１第１ＬＥＤ１２第２ＬＥＤ１３第３ＬＥＤ１４第４ＬＥＤ１５，１５ａ、１５ｂ〜１５ｅＣＣＤリニアカメラ１６，１６ａ，１６ｂＬＥＤ点滅切り換え制御部１７，１７ａ，１７ｂカメラ信号取り込み部２０，２０ａ，２０ｂ被測定物２１，２１ａ，２１ｂ移動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渕田幸浩大阪府寝屋川市下木田町14番５号倉敷紡績株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA03 DA05 DA06 DA13 DA22 DA45 2G051 AA34 AA40 AB12 BA01 BC01 CA03 CA04 CA07 CB01 DA01 DA06 EA17 EB01 EB02 EC03 ED07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の移動方向に対して略垂直に配
置され前記被測定物に照射された光の反射光を検出する
一次元撮像手段と、前記被測定物に対する入射角度がそ
れぞれ異なるように配置された前記被測定物の表面を照
射する複数の照明手段と、前記被測定物を照射する前記
照明手段を時経列的に切り換える照明制御手段と、前記
照明制御手段によって切り換えられ前記被測定物を照射
する前記照明手段と前記一次元撮像手段との位置関係か
ら照明光の入射角の変化に対する前記被測定物表面の反
射特性に相当する評価値を算出する評価値算出手段とを
有することを特徴とする表面性状評価装置。
【請求項２】前記照明手段は、白色ＬＥＤであること
を特徴とする請求項１記載の表面性状評価装置。
【請求項３】前記照明手段は、線状の光線パターンを
発することを特徴とする請求項１又は２記載の表面性状
評価装置。
【請求項４】テレセントリック光学系を備えることを
特徴とする請求項１から３いずれか１つに記載の表面性
状評価装置。
【請求項５】被測定物の表面を照射する照明手段と、
前記照明手段から前記被測定物に照射された光の反射光
を検出し、前記反射光の受光角度が異なるように配置さ
れた複数の一次元撮像手段と、前記照明手段と前記一次
元撮像手段との位置関係から異なる反射光の受光角に対
する前記被測定物表面の反射特性に相当する評価値を算
出する評価値算出手段とを有することを特徴とする表面
性状評価装置。