JP2003042965A - 反射体の特性を決定する装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不均質反射体の統計的特性を決定できる装置
を提供することである。 【解決手段】 光を測定表面へ放射する少なくとも一の
照明手段と；測定表面から反射された光を記録する少な
くとも一の検出手段と；を備え、検出手段の少なくとも
一つが複数の光感応性センサ手段を備え、各センサ手段
で受光した光に特徴的な測定値がそれぞれのセンサ手段
から発することができ；さらに、少なくとも一の第１の
所定のしきい値を備える少なくとも一のメモリ手段と；
少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シーケンスを制
御する少なくとも一の制御手段と；を備え、測定シーケ
ンスは、センサ手段の測定値が第１のしきい値を超える
ときにセンサ手段の測定値を第１の表面タイプに割り当
てるように、制御手段によって制御可能であり；制御手
段が、第１の表面タイプを特徴付ける少なくとも一の統
計的パラメータを決定するを可能とするように構成され
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射体、特に不均
質（不均一）反射体の特性を決定する装置及びその方法
に関する。本体、又は、表面（面）の外観特性は、多く
の製品において、製品全体の見映えを決定する重要な要
素である。製造中、若しくは、物体の修理において、高
い再現性を達成するためには、一又は二以上のパラメー
タが決定される品質コントロールの目的で、試作品若し
くは製品において測定を行う。特に、仕上げ面につい
て、それに限定はしないが、外観特性は視角若しくは照
射角に依存して変化するかもしれない。このような面の
例には、金属若しくはパール光沢仕上げ、干渉色面を有
する被覆面、他の合成面、又は、ちりばめられている
（はめ込まれている）透明若しくは反射粒子等を有する
本体がある。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】不均質
反射体は、例えば、ちりばめられた金属粒子を有する仕
上げ面を含む。このような面はしばしば滑らかであり、
構造を有さない。

【０００３】面は、例えば、いわゆるフロップ（ＦＬＯ
Ｐ）効果を示し、すなわち、視角に依存する色若しくは
光沢の変化が観察される。

【０００４】このような効果は、例えば、面若しくは本
体に埋め込まれかつ反射材料含有物として作用するアル
ミニウム粒子によって誘起される。

【０００５】固定角度で測定表面（measurement surfac
e）を照射（照明）し、かつ、例えば、２つの固定角度
の範囲で反射する光を測定する測定装置であって、これ
らの２つの走査角で評価される表面の色を決定する装置
は、従来公知である。

【０００６】さらに、表面を固定の角度で照射し、走査
角の関数として表面の色を得るために、可動フォトセン
サを全角度範囲にわたって調整される角度可変測定装置
は公知である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、不均質
反射体（反射ボディ）の少なくとも一の特性を決定する
ための上記のタイプの改善された装置及び改善された方
法を提供することである。

【０００８】本発明の他の目的は、不均質反射体の少な
くとも一の統計的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。

【０００９】本発明の目的は請求項１に記載の装置によ
って達成される。本発明の方法は、請求項７３を含む。

【００１０】本発明の好適な実施形態は、従属項の目的
である。

【００１１】不均質反射体の特性を決定する本発明の装
置は、光が測定表面を照射することができる少なくとも
一の照射手段を備える。

【００１２】測定表面から反射される光の少なくとも一
部を測定することができる少なくとも一の検出手段を備
えている。前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも
一つは複数の光感応性センサ手段を備え、これによっ
て、これらのセンサ手段の実質的に一つ一つにおいて、
好適には独立において、各センサ手段で受光される光の
特性である測定値が決定される。

【００１３】本発明の装置は、少なくとも一の第１の予
め定義したしきい値を含む少なくとも一のメモリ手段を
備える。前記しきい値は好適には固定しきい値として格
納され、それはユーザーによって変更されてもよい。

【００１４】少なくとも一の制御手段は測定シーケンス
を指示するように働き、好適には従来のマイクロプロセ
ッサとして構成された少なくとも一の処理手段を備え
る。制御手段は、測定シーケンスの制御について、セン
サ手段の測定値が第１のしきい値を超えるときにその測
定値を第１の面のタイプに割り当てることができるもの
である。制御手段は、前記第１の面のタイプを特徴付け
る少なくとも一の統計的パラメータを決定することがで
きるように構成されている。

【００１５】本発明による装置は多くの利点を有する。

【００１６】これらの利点は、不均質反射体について以
下に記載する。それらは、他の反射体及び面に対応する
適用の仕方で関連する。

【００１７】例えば、有効な色素（顔料）、金属若しく
はアルミニウム粒子等が表面若しくは本体にはめられた
不均質反射体を測定するときに、粒子、色素等の分布が
表面の外観において根本的な役割を果たす。

【００１８】このような本体若しくはこのような面を評
価するために、例えば、色素の反射を特徴付けることが
できる第１の面のタイプの統計的な分布を決定するのが
好都合である。

【００１９】本発明の好適な実施形態では第２の予め定
義した（所定の）しきい値を備え、測定値が前記第２の
しきい値以下であるとき、測定値を第２の面に割り当て
る（割り付ける）のが好ましい。第２の面のタイプに対
して、第１のしきい値より低い測定値を割り当てること
も可能となる。同様に、測定の範囲を少なくとも３つの
セグメントに分割することが可能である。第２の所定の
しきい値が第１の所定のしきい値以下であるとき、分類
について３つの範囲が生じる。

【００２０】表面を少なくとも２つの面のタイプに分類
することは、これによって、反射体若しくは面の統計的
特性のさらに詳細な決定を可能にするので、好都合であ
る。

【００２１】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一の検出手段のセンサ手段は行／列に配置する。この場
合には、検出手段のセンサ手段は通常の基板に配置する
のが好ましい。少なくとも一の検出手段はＣＣＤアレイ
（電荷結合素子）として構成され、非常に多数のセンサ
手段を備えることができるという利点を提供する一又は
二以上のダイオードのラインを備えるのが好ましい。

【００２２】少なくとも一の検出手段のセンサ手段の少
なくとも一部は、測定表面上で測定される異なる位置に
割り当てられるのが好ましい。少なくとも一の検出手段
のセンサ手段上の測定表面の少なくとも一のセクション
のマッピングは特に好ましい。

【００２３】今日では最大数１００万個のセンサ手段を
有する検出手段が公知である。数千個以上のセンサ手段
を有する検出手段を使用することによって、測定表面上
で高い空間分解能が実現される。これによって、高い位
置分解能の測定値及びパラメータを決定することができ
る。

【００２４】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一の第３のしきい値と少なくとも一の第３の面とを備え
るとともに、前記面のタイプに測定値を割り当てること
が可能である。

【００２５】好適な実施形態では、測定表面上で少なく
とも一の面のタイプの統計的な部分に対して少なくとも
一の統計的パラメータを決定することができる。これに
よって、全測定表面にわたって、若しくは、前記測定表
面のサブセクションにわたって、測定表面上の一若しく
は複数の面のタイプの百分率の割当で独立に決定するこ
とができる。

【００２６】このように、統計的パラメータは、少なく
とも一の面のタイプ若しくは一の測定表面の位置分布に
関して導出できる。

【００２７】これは好都合である。なぜなら、有効な色
素、アルミウム含有物のような金属粒子、若しくは、い
わゆるフレーク（薄片）の空間的分布は、測定表面、不
均質反射体の両方の外観に対して重要であるからであ
る。

【００２８】複数の表面のセクションは測定値から導出
されるのが好ましい。同じ面のタイプを有する隣接セン
サの測定値は、同じセクションに割り当てる。複数の面
のセクションの導出によって、各タイプの面の分布を決
定することが可能となる。

【００２９】次いで、統計的パラメータは、各表面のタ
イプに対する、表面のセクションの粒子サイズ分布に対
して、少なくとも一の若しくは全ての表面のタイプの表
面セクションから導出するのが好ましい。これは、例え
ば、反射の高い面の粒子サイズ分布が表面の外観特性へ
の影響において重要な役割を演ずるので、非常に重要な
決定である。粒子サイズ分布についてのパラメータは、
このような面の分類及び評価を容易にする。

【００３０】本発明の好適な実施形態では、測定表面上
の（少なくとも）一の面のタイプの表面セクションの空
間分布についての統計的パラメータは、前記の（少なく
とも）一の表面のタイプの表面のセクションから導出す
る。

【００３１】少なくとも一のの検出手段のマッピング特
性について修飾可能であるのが好ましく、そのため、測
定表面のセクションは拡大イメージとして描くことがで
きる。前記検出手段はこの目的でズームすることができ
るのが好ましい。例えば、レンズは表面に対して変位可
能に配置され、それによってマッピングスケールが変わ
り得る。

【００３２】測定表面のセクションの拡大は非常に好都
合である。というのは、これによって、より微細な構造
がよりよい分解能で観察可能になるからである。大きめ
の構造を小さめのマッピングスケールで測定すると、微
細な構造は、第２の段階（若しくはさらに大きな段階）
でさらに詳細に統計的に検査できる。

【００３３】不均質反射面の外観特性は、マッピングス
ケールで大きく変わり得る。それぞれのカラー（色）が
主要なカラーの複数のカラードットの並置によって形成
されるカラー印刷若しくはカラーポスターを考えること
も必要である。

【００３４】見る人はかなりの距離から全体の印象（イ
ンプレッション）を得るに過ぎないのに対して、、非常
に接近したときには個々のドットが認識可能となる。第
２のカラーの全体の印象は、かなりの距離ででてくる一
方、各ドットは観察距離が小さいときに品質を定義す
る。

【００３５】本発明の他の好適な実施形態では、検査さ
れる反射体の少なくとも一の外観は、測定表面の少なく
とも一の外観特性を特徴付けることができる。この外観
特性は、従来公知のパラメータのうちの一つであっても
よく、特に、光沢、カラー、像の明瞭さ（ＤＯＩ）、あ
るいは、面のリップル／みかん膚（orange peel）等の
めやすを決定することができるのが好ましい。測定表面
の少なくとも二の若しくは三以上の異なる外観特性を決
定できるのが特に好ましい。

【００３６】特に好ましいのは、少なくとも一の外観特
性を少なくとも一の面タイプについて独立に決定でき、
それによって、ある面のタイプについて外観特性の決定
が対応する面のタイプの表面セクションにおいて行われ
るのが好ましい。一体の決定が行われてもよい。

【００３７】少なくとも一の表面タイプの少なくとも一
の表面セクションに対する少なくとも一の外観特性が独
立に生ずるのも好ましい。特に好適なのは、表面タイプ
の表面セクションにわたって外観特性の統計的分布の導
出を可能にするために、表面タイプの複数の表面セクシ
ョンに対して外観特性が決定可能であることである。

【００３８】検出手段の総数と照明手段の総数の和が
３，４，５，６，７，８，９，１０若しくはそれ以上で
あり、検出手段の総数が１，２，３，４，５，６若しく
はそれ以上であるのが好ましい。照明手段は少なくとも
２，３，４，５，６，７，８，９，１０若しくはそれ以
上備えられているのが好ましい。

【００３９】より多くの照明及び／又は検出手段によっ
てより高分解能が可能となる。

【００４０】好適な実施形態では、少なくとも一の第２
の検出手段及び／又は少なくとも一の第２の照明手段は
第１の測定面（measuring plane）の外に配置し、それ
によって、前記第１の測定面は、第１の照明手段、第１
の検出手段、及び測定表面を通して延びる。ここで、第
２の検出手段及び／又は第２の照明手段を、前記第１の
測定面に対して所定の方位角若しくは二面角で配置され
るのが好ましい。

【００４１】少なくとも一の検出及び／又は照明手段を
第１の測定面以外に配置することによって、測定表面を
３次元的に確認することが可能となる。これは、多くの
不均質反射体反射体／表面が、ただ一の面においてだけ
でなく、ステラジアン（立体角）にわたって変わる外観
特性を有するので非常に好都合である。このような表面
の３次元測定は評価にとって重要でありうる。

【００４２】照明手段及び検出手段はそれぞれ、測定表
面に対して所定の高さの角度で、かつ、表面の３次元測
定を可能とするように配置されるのが好ましい。

【００４３】本発明の装置の好都合な実施形態では、少
なくとも一の測定装置は、少なくとも一の照明手段と少
なくとも一の検出手段とを含んでいる。

【００４４】それで、測定装置は測定される表面上に放
射（輻射）線を放射でき、また、表面で反射する放射線
を検出できる。検出された放射線は、同じステラジアン
で反射し若しくは散乱された放射線であり得る。しか
し、放射線は、他の照明手段から放射され、表面で（鏡
面的に）反射されるものでもよい。

【００４５】測定装置の照明手段は所定の測定装置角で
測定面に放射線を放射し、かつ、検出手段がその所定の
測定装置角で測定面から反射される放射線を受けるのが
好ましい。

【００４６】好適な実施形態では、測定装置は少なくと
も一のビームスプリッタを備える。

【００４７】測定装置のビームスプリッタは、測定表面
に照明手段から放射された放射線を伝達し若しくはそら
す（転送）ことができる。

【００４８】測定表面から測定装置で受け取る放射線
は、前記測定装置の検出手段に運ばれ、若しくは伝達さ
れるように、ビームスプリッタは配置するのが好都合で
ある。

【００４９】同じビームスプリッタについて、照明手段
からの光を測定表面に向け、受けた放射線を検出手段へ
向けるのが特に好ましい。

【００５０】上述の本発明の一又はすべての構成におい
て、少なくとも一の照明手段から放射された光をコント
ロールする検出手段、特に参照検出手段を備えることが
できる。これによって、照明手段のパフォーマンス分析
が可能となる。放射された放射線のスペクトルの効果的
なコントロールが行われてもよい。独立のカラーフィル
ターの使用と共に、フィルターホイール装置、ブレーキ
ング若しくはベンディング若しくはグリッドスペクトロ
メータの使用も可能である。

【００５１】コントロール手段は、照明手段の少なくと
も一部が一の測定手続の間に実質的に連続して開始でき
るように、測定シーケンスをコントロールすることがで
き、それによって、個々の照明手段から放射される光は
各検出手段で独立に測定できる。

【００５２】このタイプの測定は、異なる照明手段から
得られる反射が互いに重ならず、各照明手段に対する測
定信号を独立に得られるので好都合である。

【００５３】これは、例えば、特別な配置（ジオメト
リ）の場合には、一の照明手段の信号は一のセンサ手段
で特に強いのが好都合である。対応する低い増幅を、こ
の照明手段の測定に対して選択できる。他の照明手段の
信号を測定するときには、対応してより高めの増幅を選
択し、それによって、信号対雑音比及び分解能が全体と
して高めになる。

【００５４】コントロール手段は、一の若しくは全ての
照明手段の少なくとも一部を実質的に同時に始動する
（トリガーする）ように、測定手順をコントロールする
こともできる。照明手段からの光は、同時に検出手段か
ら得ることができる。

【００５５】一の又は他の照明手段は、ジグザグに開始
し、測定条件によっては、所定の数の照明手段を同時に
開始することも可能である。

【００５６】本発明の好適な実施形態では、測定表面へ
の装置のタッチダウン（下ろし）の角度は可変である。
前記照明手段及び検出手段の全てを実質的に一の面に配
置すると、同様に、表面への異なるタッチダウン角が二
次元の表面測定若しくは三次元の表面測定の実施を可能
とする。

【００５７】このタイプの三次元測定は、装置が測定面
に対して直交する面に傾いているとき、可能となる。タ
ッチダウンの角度は連続して、若しくは、所定の変化率
で変化できる。タッチダウンの角度の変化は、自動で若
しくは手動で実施でき、それによって前記タッチダウン
角は（自動的に）測定可能となる。

【００５８】例えば、装置を測定するボディに下ろして
手動でセットし、ある角度範囲で手動で調整することが
可能である。

【００５９】好適な実施形態では、少なくとも一のパラ
メータを、少なくとも二又は三以上の異なる測定配置に
対してそれぞれ決定することができる。これによって、
測定配置は、各照明角及び各測定角に特徴的なものとな
る。測定配置は、異なる照明角で作ることもできるし、
異なる検出角で作ることもできる。一又は二以上の外観
若しくは統計的パラメータを異なる測定配置に対して決
定可能である。

【００６０】少なくとも一の統計的パラメータを、少な
くとも二、三、若しくは四以上の測定配置に対して導く
ことができるのが好ましい。これは、例えば、異なる測
定配置に対して第１の表面タイプの統計的分布であって
もよい。少なくとも一の表面タイプの少なくとも一の統
計的若しくは外観的特性の統計的な分布は、複数の測定
配置に対して導くことができることが特に好ましい。

【００６１】このタイプの決定は、反射体（ボディ）の
表面における、例えば、薄片、色素若しくは反射粒子の
数を照明角若しくは検出角から得ることができるので、
特に好都合である。

【００６２】このような分析は、色素の配置が反射体の
表面内若しくは仕上げ面内において、カラーが印象的で
ある限り非常に重要があるので、多くの場合に非常に好
都合である。

【００６３】金属粒子等が材料含有物として存在し、鏡
のように機能する反射体がある。表面に対する角度に対
してのこのような鏡の分布は、狭い角度範囲に限定さ
れ、若しくは、完全にランダムに分布する。

【００６４】いずれの場合にも、統計的な分布を分析す
ることは、一方でボディ若しくは表面の質を評価するた
め、他方で製造プロセスについて結果を引き出すので、
非常に望ましい。

【００６５】実質的に測定表面に直交する面に配置する
二、三、若しくは四以上の照明手段及び／又は二、三、
若しくは四以上の検出手段を備える。

【００６６】好適には測定表面に対して異なる角度で配
置する二、三、若しくは四以上の照明手段及び／又は
二、三、若しくは四以上の検出手段を備える。このタイ
プの配置によって、調べるボディ／測定表面の二次元若
しくは三次元測定を可能になる。

【００６７】照明／検出手段の異なる二面角が測定表面
に対して平行な面で実現するのが好ましい。このよう
に、複数の照明／検出手段は、測定表面に対して平行な
面において異なる角度で配置することが可能である。様
々な異なる照明／検出手段手段が、測定表面に対して平
行な面における一の突出（プロジェクション）における
各ビームが異なる角度を有するように配置することがで
きる。検出手段及び照明手段が三次元的に配置された上
述の配置によって、読み取りを改良することができる。

【００６８】直接カラー測定若しくは少なくともカラー
評価を可能とするために、カラーＬＣＤチップ若しくは
同様なものとして構成された少なくとも一の前記検出手
段を有するのが特に好ましい。

【００６９】少なくとも一の検出手段が３個のＣＣＤチ
ップ若しくは同様なものを備えることが可能である。検
出手段におけるビームスプリッタは、個々のＣＣＤチッ
プの間で入射放射線を分割することができる。個々の測
定チップは、検出手段に達する入射光のカラーを測定す
ることができるように、異なるカラーフィルタと共に備
える。

【００７０】一又は二以上の実施形態の好適な実施形態
では、少なくとも一の絞り手段は、少なくとも一の照明
手段と少なくとも一の検出手段の間の光路に配置するの
が好ましい。少なくとも一の絞り手段は、照明手段と測
定表面との間、及び／又は、測定表面と検出手段との間
に配置してもよい。

【００７１】同様に、照明手段と測定表面との間に第１
の絞り手段と、測定表面と検出手段との間に少なくとも
一の第２の絞り手段とを備えるのが可能である。

【００７２】各放射線源と測定表面との間に、各場合
に、実質的に一の絞りを配置するのが特に好ましい。

【００７３】少なくとも一の絞り手段は可変で、好適に
は制御可能な絞りアパーチャを有するのが特に好まし
い。

【００７４】可変の絞り手段は、円状、細長状、線形形
状、及び／又は、丸形プロファイル状、若しくは、他の
同様なプロファイルの制御可能アパーチャを有してもよ
い。絞りアパーチャの少なくとも一の線形制御を有する
のが特に好ましい。この点では、機械的に作動するスリ
ットも可能である。

【００７５】少なくとも一の制御可能絞り手段は、電子
制御絞り手段として、特に好適にはＬＣＤ等のアパーチ
ャ手段として構成されているのが特に好ましい。絞り手
段は伝達（透過）中に作動し、特定の個々のセクション
の伝達特性は制御され、若しくはスイッチオフすること
ができる。

【００７６】制御可能絞り手段、特に、照明手段と測定
表面との間の光路におけるものは非常に好都合である。
特に精密に、非常に小さい角度傾斜において、測定表面
への照明角を制御することを可能とする。

【００７７】表面を非常に小さい角度インターバルで照
明すると、埋め込まれた金属粒子だけが対応する角度イ
ンターバルで検出手段へ光が反射する。1°、2.5°、若
しくは5°より小さい範囲の入射角におけるわずかの変
化によって、入射角全体にわたって金属粒子の高分解能
となり得る。これは、埋め込まれた（金属）粒子を有す
るボディを評価するときに特に重要である。というの
は、それらは実質的に同一の位置合わせを有するからで
ある。

【００７８】他方、ランダムに分布する含有物を有する
面を測定するときは、広範囲の測定角は好都合である。

【００７９】一又は全ての上述の実施形態のうちの好適
な実施形態では、少なくとも一の照明手段は、従来公知
の多くの光源のうちの一として構成された少なくとも一
の光源を備える。光源は、例えば、白熱、ハロゲン、ク
リプトン等のような従来型の熱放射源、放射源、又は、
半導体若しくはレーザー源等であってもよい。ガス圧力
型電球を用いてもよい。

【００８０】全ての実施形態において、放射される光の
発散／収束における効果を有し得るように、少なくとも
一の光源と測定表面との間の放射線経路において少なく
とも一のレンズを備えることが好ましい。

【００８１】測定中、表面はセンサ、若しくは、検出手
段上でマッピングされ得る。放射源を絞り手段上で若し
くは検出手段上でマッピングされることが可能である。

【００８２】放射される放射線は、測定時に、測定表面
上で、又は、検出手段上で合焦することも可能である。

【００８３】射出される放射線の収束／発散を換えるこ
とができるように、少なくとも一のレンズ若しくはレン
ズ手段の一部を備えるのが好ましい。場合によっては、
レンズは光軸に沿って変位可能である。

【００８４】制御可能なレンズ部も、所望の発散若しく
は収束を調整するため、及び、平行光は放射するため
に、特に好ましく、それのコントロールは例えば、異な
る焦点で独立の測定を実施するために自動的に行われて
もよい。

【００８５】実質的に各照明手段において、少なくとも
一の絞り手段及び少なくとも一のレンズを備えることは
特に好ましい。

【００８６】制御可能で、かつ、好適には、放射光のカ
ラーを精密に変化させることができるように少なくとも
一の照明手段から放射される光の周波数を有するのが特
に好ましい。これは、例えば、連続同調可能レーザーに
よって実現可能である。同様に、放射される放射線の色
温度を変えるために、電流／電圧特性に対応して、熱放
射源を精密に制御することが可能である。

【００８７】放射光の周波数の精密に制御できること
は、光の対応する周波数、波長及び／又はカラーが測定
値を記録するときに考慮することができ、カラーの測定
を可能にするので、非常に好都合である。

【００８８】少なくとも一のフィルタ手段は、少なくと
も一の照明手段とフィルタ特性に対応する入射光のスペ
クトル特性を変化する少なくとも一の検出手段との間の
放射線の経路に配置するのが好ましい。

【００８９】フィルタ手段のスペクトル特性は可変であ
るのが好ましく、特に、精密に制御可能であるのが好ま
しい。

【００９０】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一のフィルタ手段は回転できるように配備されたフィル
タホイール手段を含むのが好ましい。前記フィルタホイ
ール手段は、その表面（periphery）、あるいは、フィ
ルタホイール面で様々な異なるスペクトル特性を示すの
が好ましい。放射線が定点へ透過する際、フィルタホイ
ールが回転すると透過特性は変化する。

【００９１】フィルタホイールの表面は、それぞれが異
なるフィルタ特性及び／又はカラーを有する三又は四以
上の異なる複数のフィルタセグメントに分割されるのが
特に好ましい。

【００９２】少なくとも三、四、五、六、七、八、若し
くは九以上の異なるフィルタセグメントを備えるのが好
ましい。

【００９３】フィルタ特性は、０°から３６０°の表面
の角度で連続的に変化してもよい。所定の固定角セグメ
ントは、フィルタの各点でフィルタ特性を明瞭に規定す
るという利点を提供し、一方、フィルタの連続的変化に
よって、フィルタは表面での角度に依存する。

【００９４】本発明の好適な実施形態では、少なくとも
一の検出手段は異なるスペクトル感度のセンサ手段を備
え、異なるスペクトル感度の少なくとも三個のセンサ手
段を備えるのが特に好適である。異なるスペクトル感度
の三個のセンサ手段が、測定表面における実質的に同じ
測定点からの光を測定するのが好ましく、それによっ
て、表面における個々のドットは、比較的同質でない面
においてさえ確認できる。

【００９５】印刷産業において、ポスター、石膏、若し
くはカラー印刷を所定数の原色を用いて一般に印刷され
る場合がよくある。第２のカラーは、他の原色と異なる
原色の、又は、他の原色の最表面上の様々な色ドットを
印刷することによって生成する。

【００９６】色ドットを印刷することによって混合する
カラーは、見る人に、十分な距離で、カラーに対する所
望の印象を与える。見る人は、一旦十分大きな距離に達
すると、第２のカラーに融合するもっと小さな距離から
観察するときカラーの個々とのドットを知覚する。この
目的のために必要な距離は、個々のカラードットのサイ
ズに依存する。

【００９７】品質コントロールのために、一連の印刷ラ
ン内で、テスト印刷の特殊な領域において又は所定面若
しくは所定箇所において、原色ドット若しくは第２のカ
ラーのパターンを印刷することは、印刷業界において、
共通に実用されている。

【００９８】カラードットは所定のパターンで配置され
ている。個々の印刷されたドット若しくは印刷された表
面の色、又はテストパターンでのカラーの分布によっ
て、印刷機が適当に設定されているか否か、及び／又
は、印刷が適当なカラーを用いて運転されているか否
か、あるいは、正しい正確に画定された基板に印刷され
ているか否かを決定することが可能となる。というの
は、結果的なカラーが印刷されているカラーに依存する
ばかりでなく、ベース材料等にも依存するからである。

【００９９】印刷ランの間に品質決定及びコントロール
の目的のために、所定の数のシート、若しくは、時間の
インターバル、若しくは、所定の印刷面に従って、テス
トシートを測定できる。この点では、カラーの配合に対
して同時に印刷するように、テストパターンをチェック
するのに十分である。

【０１００】本発明の装置は、このような測定を非常に
簡単にする。個々の印刷ドットの色を迅速にかつ信頼性
高く決定できる。

【０１０１】本発明の一の若しくは全ての実施形態にお
いて、一の若しくは全てのしきい値は色感度になるよう
に定義することができる。それによって、しきい値（ベ
クトルの意味で）は、例えば、赤、緑、及び青に対する
３つの成分から成る。あるいは、異なる色、若しくは波
長域に対して異なるしきい値を与えることができる。

【０１０２】このタイプのカラー測定は、特にフィルタ
ホイール手段を備えた実施形態において非常に信頼性高
く行われる。

【０１０３】測定時には、測定されるテストパターンの
内容をメモリ手段にファイルすることができる。パター
ンの比較によって、センサ手段の対応箇所を検出手段に
設定することが可能となる。必要となるのは、実際の測
定ドットカラーに対するそれに関連するセットカラーに
関してテスト表面の各カラードットを比較することなの
で、特に簡単な評価が可能である。

【０１０４】絶対的若しくは相対的カラー変動及び／又
は全カラーの全体の変動が超えるときは、パラメータ、
若しくは、アラーム信号、指示等が発することができ
る。

【０１０５】多くの異なるカラーの測定点の場合には、
各異なるカラーは表面のタイプを特徴付けることができ
る。各表面タイプを特徴付ける一の、数個の、若しくは
全ての表面タイプに対して、（各）統計的パラメータが
決定できる。

【０１０６】本発明の好適な実施形態では、装置は測定
面に対して変位可能であり、この相対的変位を定量的に
記録する少なくとも一の経路測定手段が備えている。電
気的、機械的、若しくは光学的手段として備えた前記経
路計測手段を有することが可能である。

【０１０７】前記経路測定手段は、測定中に測定される
表面に下ろされる少なくとも一の測定ホイールを備え、
前記測定面に対する前記変位の間に測定装置へ回転す
る。

【０１０８】前記測定手段は、相対的変位を表す電気的
信号を発する少なくとも一の回転角エミッタを備えるの
が好ましい。

【０１０９】測定される表面に対する装置の変位を測定
することは多くの利点を有する。相対変位を確認するこ
とによって、所定の若しくは可変のインターバルにおい
て表面測定を繰り返すことが可能となる。

【０１１０】大部分若しくは全表面を測定することも可
能であり、それによって、異なる測定手順の測定面が順
に精確に進むことができる。例えば、装置がある変位に
達し、そしてユーザーが他の測定手順を実施した後、又
は、ある相対変位に達した後、装置が自動的に他の測定
を実施した後、信号トーンが発せられることが可能であ
る。

【０１１１】測定面の大部分にわたって測定したとき、
特に統計的な特性が測定表面にわたってよりよく測定で
きる。大領域の測定では、スプレーノズルが一の特定ス
ポットにわたって長く残り過ぎるとき、仕上げの間、仕
上げ面のくもりを検出することも可能である。

【０１１２】本発明の好適な実施形態において、経路測
定手段が配置されたフレーム装置を備える。このフレー
ム装置は、照明手段及び検出手段を備えた測定装置を受
けることができる独立した装置として備えるのが特に好
ましい。信号測定だけを行うならば、フレーム装置は他
の装置から独立のままであり得る。

【０１１３】本発明の好適な実施形態では、測定される
ボディ上での測定表面は、システム角を変えることによ
って選択でき、例えば、走査角を変えることによって測
定されるボディ上の測定面を変えることも可能である。

【０１１４】また、光学測定装置を測定表面へかつ好適
には測定表面に沿ってガイドするロボットアーム装置を
備えることも可能である。これによって、全要素の自動
測定が可能となる。

【０１１５】相対変位の間の連続測定値、評価される外
観及び／又は統計的パラメータが場所毎に格納され、そ
れによって測定値若しくは評価されるパラメータの局所
的評価の実施が可能である。

【０１１６】上述の好適な一又は二以上の実施形態の他
の実施形態によると、測定表面の少なくとも一の光学透
過特性が決定されるように、少なくとも一の検出手段及
び少なくとも一の照明手段を備える。測定表面のこのタ
イプの光学透過特性は、多くの同質の反射面及びボディ
の外観印象に対する重要な要素である。

【０１１７】測定されるテストサンプルの他の側におい
て可動な独立の照明手段を備えることができる。また、
本発明の装置において、挿入可能性のために、スロット
等を備えることが可能であり、それによって、測定表面
の少なくとも一の光学透過特性を決定するために、プロ
ーブを測定装置に配置でき、又は、測定装置へ若しくは
測定装置へ突出することができる。

【０１１８】本発明の他の好適な実施形態では、スペク
トルフィルタ手段を少なくとも一の照明手段に備え、例
えば、標準のタイプの光によって示されるのと同様の照
明手段によって発せられた所定のスペクトル分布のスペ
クトルに達する。

【０１１９】また、このタイプのスペクトルフィルタ手
段は、対応する照明手段からの理想的な反射表面の所望
のスペクトルを再生するために、検出手段の前の放射線
の経路に配置することができる。

【０１２０】少なくとも一の検出手段は、少なくとも一
のスペクトロメータ若しくはスペクトル装置を備え、そ
れによって、スペクトル特性及び特に受光する光のスペ
クトルを確かめることができる。

【０１２１】本発明の他の実施形態において、各々が測
定若しくは照明手段の受容において機能する複数の保持
手段を提供することは好ましいが、実際にははもっと少
なめの数の測定若しくは照明手段だけを備えている。照
明及び測定手段の全数より多い数の保持手段は、それが
単に測定手段の位置を第１の保持手段から第２の保持手
段に変えることができるのが好都合であり、測定若しく
は照明手段は従来は備えていなかった。

【０１２２】このタイプの装置を用いて、測定／照明手
段の個々の位置は実質的にいつでも変更可能であり、そ
れによって装置の適用を測定条件の変更を可能にする。
保持手段の角度間隔は2°、2.5°、3°、4°、5°、6
°、10°、15°、20°若しくは30°にするのが好まし
い。角度間隔はそれより小さくても大きくてもよい。測
定／照明手段は、例えば、半球若しくは立方体形状等の
ような三次元分布で配列してもよい。

【０１２３】照明手段及び検出手段を、検出手段が対応
する照明手段から直接表面で反射する光を受けるような
表面に対するこのような角度で配置するのが好ましい。

【０１２４】少なくとも一の照明手段及び／又は検出手
段は、検出手段が直接の反射光を受けないような表面に
対する角度で位置合わせするのがさらに好適である。

【０１２５】本発明の他の実施形態では、少なくとも一
の保持手段は、それが光学装置を受容するように適合さ
れるように構成され、ここで、前記光学装置を検出手
段、照明手段、測定手段等として構成してもよい。

【０１２６】任意の光学装置をそのように保持し、受容
できるとき、これによって本発明に対する様々は発展及
びオーダーメイドの可能性を提供する。

【０１２７】それぞれが同じ角度分離を示す少なくとも
一の測定面にこのような複数の保持手段があるのが好ま
しい。

【０１２８】角度分離は0°と45°との間であってよい
が、好適には1°と5°との間である。

【０１２９】多次元測定のために、実施形態は、少なく
とも一の第２の測定面において第２の複数の保持手段を
配置することを備えている。

【０１３０】装置の少なくとも一の照明手段の放射源
は、スペクトルの少なくとも全可視域を実質的にカバー
する放射スペクトルを示すのが好ましい。発光ダイオー
ドを利用するのが好ましく、本発明の装置において少な
くとも一の白色発光ダイオードを用いるのが特に好まし
い。他の光源を用いてもよい。

【０１３１】重なる放射線を同時に発光する多くの異な
る色の発光ダイオードを使用してもよい。数個の単色発
光ダイオードを、色測定を実施するために連続して駆動
してもよい。

【０１３２】上述のような全実施形態において、少なく
とも一の制御測定手段を、照明手段から照射される光に
対する標準的な目安を決定するために備えてもよい。

【０１３３】また、測定中に照明手段及び／又は検出手
段の温度を決定する温度測定手段を備えてもよい。これ
らの目安によって測定値の再現性を向上することができ
る。というのは、光強度及び／又は装置の温度における
揺らぎを考慮することができるからである。

【０１３４】本発明の目的は、特に不均質反射体の特性
を決定するために、少なくとも一の照明手段と一の検出
手段とを備える装置を用いて行ってもよい。照明手段
は、測定面に光を照射する役目をし、検出手段は測定表
面で反射する光の一部を記録するために用いる。

【０１３５】少なくとも一の検出手段は複数の光感応性
センサ手段を備え、前記センサ手段のそれぞれが、前記
各センサ手段で受光した光の特性である測定値を発す
る。

【０１３６】少なくとも一のメモリ手段が装置に備えら
れ、少なくとも一の所定のしきい値を前記メモリ手段が
格納する。

【０１３７】少なくとも一の処理手段を有する少なくと
も一の制御手段は、測定シーケンスを制御するように作
用する。

【０１３８】本発明の方法を以下の段階をもとに実施す
る。ここで、これらの段階で実施されるシーケンス順は
必ずしも引用された順に従わなくてもよいが、他の任意
のシーケンス順で実施してもよい。

【０１３９】この方法は、以下の段階を備える： ａ）少なくとも一の照明手段を測定表面を照射するよう
に方向付ける段階と、 ｂ）少なくとも一の検出手段、その少なくとも一の検出
手段を、少なくとも一つの検出手段のセンサ手段に向
け、同じ測定参照値を変換する段階と、 ｃ）記録された参照値の少なくとも一部をメモリ手段に
保存する段階と、 ｄ）各測定参照値の大きさをメモリ手段に格納された第
１のしきい値と比較し、前記測定値が前記第１のしきい
値より大きいときは各測定値を第１の表面のタイプに割
り当てる段階と、 ｅ）前記第１の表面タイプに対する特徴的な統計的パラ
メータを発する段階。

【０１４０】本発明の方法は多くの利点を有する。

【０１４１】前記本発明の方法の実施形態に対応して、
少なくとも一の第２のしきい値を備え、前記第２のしき
い値より小さい測定参照値を第２の表面タイプに割り当
てる。第３の表面タイプへの割り当ても同様に行われ
る。

【０１４２】一の実施形態では、測定値の数と比較し
て、第１の表面タイプに対応する測定参照値の数が決定
され、セットされる。

【０１４３】パラメータは、第１の表面のタイプの統計
的分布を特徴付ける。

【０１４４】実施形態に対応して、測定表面上の第１の
表面タイプの統計的な空間分布の少なくとも一の統計的
なパラメータを決定することを可能にするために、少な
くとも一の検出手段が測定表面のマップを実質的に記録
する方法は実施する。

【０１４５】このような統計的パラメータは、例えば、
0から1の値であり、0という値は特に均一的な空間分布
に対応し、一方、1という値はかなりの程度局所的であ
ることを示す。

【０１４６】あるいは高い値が均一的な分布のパラメー
タを示すとしてもよい。このようなの統計的な評価は好
都合である。というのは、表面のマクロな均一性は外観
において重要だからである。

【０１４７】本発明の好適な実施形態では、表面領域は
少なくとも一の表面のタイプ若しくは全ての表面のタイ
プに対して推測される。個々の表面領域の拡張によっ
て、隣接センサ手段の測定値が同じ表面タイプを決定す
ることになる。従って、個々のセクションは同じ表面タ
イプを有する関連領域を直接検出手段に示すことにな
る。検出手段によってマッピングされた特定をもとにす
ると、各表面領域を測定される表面の画定された領域に
割り当てることが可能となる。

【０１４８】各表面セクションのサイズと位置とはメモ
リ手段に格納されるのが好ましい。各サイズは実質的に
前記表面セクションのそれぞれに対して決定されるのが
好ましい。サイズの決定は、関連センサ手段を簡単に数
えることによって行うことができる。少なくとも一の表
面タイプの表面セクションの統計的サイズ分布について
特徴なさらなる統計的パラメータを導出してもよい。他
の可能性は、表面単位当たりの粒子等の数若しくは周波
数の分布を決定することである。

【０１４９】本発明の方法の他の好適な実施形態では、
少なくとも一の標準の目安（standard measure）を一の
形の表面領域について決定し、好適には少なくとも一の
表面タイプの表面領域に対する統計的な形の分布につい
て特徴的な少なくとも一の統計的な形のパラメータを、
する。

【０１５０】例えば、測定されるボディにおける実質的
に細長の材料含有物を用いると、形パラメータが個々の
材料含有物の長さ方向分布の目安になり得、一方、もっ
と丸く／丸みをなくした若しくは平坦になる傾向を有す
る材料含有物を用いると、形パラメータは丸さ等の目安
であり得る。

【０１５１】本発明の方法の好適な実施形態では、個々
の若しくは全ての段階を少なくとも二の異なる測定配置
に対して実施する。測定配置は、測定表面に対する照明
角と測定表面に対する検出角とによって画定される。照
明角及び検出角は、各場合に、方位角と高さ角の比を有
してもよい。

【０１５２】評価について、二だけでなく、三、四の複
数の測定配置（measurement geometry）を使うことが特
に好適であり、それによって、外観若しくは統計的パラ
メータの統計的分布を測定配置にわたって決定すること
ができる。これは、測定表面に対して異なる角度で複数
の照明手段を位置合わせすることによって実現可能であ
る。

【０１５３】三次元表面測定を可能とするために、本発
明の好適な実施形態では、一平面だけでなく、空間に分
布した照明手段を配置する。また、一平面だけでなく、
三次元的に配置された多くの検出手段を備えることも可
能である。

【０１５４】本発明の方法の一の実施形態では、測定表
面及び測定されるボディにおける材料含有物の分布に対
する統計的なパラメータを決定するために、第１の表面
タイプに対する測定値は、測定されるボディに対する第
１のタイプの材料含有物に割り当てられる。

【０１５５】測定手順の変形例では、放出される放射線
は測定中に測定表面に合焦する（焦点が合う）。他の構
成（configuration）では、実質的に平行な光を評価す
る測定表面に照射する。

【０１５６】このようにして、２つの測定配置は照明／
検出角が異なってもよく、それによって、検出器は第１
の配置におけるある薄片若しくはある材料含有物からの
直接反射を記録することができ、一方、同じ薄片若しく
は材料含有物の指向的な反射はもはや他の測定配置にお
ける検出器によっては検出されない。薄片等からの指向
的な反射が第２の測定配置における検出器で記録される
か否かは、薄片若しくは材料含有物等の形状及びサイ
ズ、照明／検出角の差、検査されるボディの形状及び組
成その他の様々な要因に依存する。

【０１５７】照明／検出角の小さな若しくはわずかな変
化（例えば、0.1°の大きさのオーダー）によって、一
の薄片の指向的な反射が、検出表面において記録するこ
とができる。

【０１５８】しかしながら、照明／検出角が大きな角度
で変わるときには、同じ薄片の指向的な反射はもはや記
録されない。その代わりに、他の材料含有物の反射が受
光され評価できる。これは、例えば、所定の従来型の薄
片で5°の照明角の変化の場合である。含有物の三次元
の形式の評価は、限定的な範囲にだけ可能である。

【０１５９】しかしながら、二次元表面上の分布の統計
的評価は重要であり、多くの場合には十分でもあり、い
かなる形の分析なしで可能でもある。表面の外観はかな
りの程度で均一な分布に依存しており、そのため、測定
表面における（二次元）分布の統計的評価は非常に好都
合である。

【０１６０】方法の実施形態における二、三若しくは四
以上の異なる測定配置における表面セクションの比較で
は、特徴的な目安（測定値）は三次元型の第１の材料含
有物に対して導出される。

【０１６１】これは、例えば、照明角の小さな変化によ
って、第２の角度のもとでの測定と比較して第１の角度
のもとでの測定の際に個々の表面セクションの変位が、
イメージ（画像）分析によって導出できる。

【０１６２】個々の表面領域が異なる角度でほぼ同じサ
イズのままであるときは、これは材料含有物に対して平
らな構造を示しており、一方、サイズが減少若しくは増
大するときは前記材料含有物に対して凹形若しくは凸形
を示すものである。丸い若しくは球形形の材料含有物も
このような評価を用いて決定することができる。

【０１６３】個々の色素若しくはカラー材料含有物若し
くは異物に対する形を決定するために、測定配置の角度
は一の測定から次の測定へ多少の変化するだけであるの
が好ましい。この変化は、1°若しくは数°の角度若し
くはそれ以下の範囲であり得る。

【０１６４】測定されるボディにおける全角度範囲にわ
たってランダムに分布する材料含有物の評価のために、
照明若しくは検出のための大きな角度範囲の実現は、大
きな角度範囲にわたる割当について情報を受けることが
できるためには好ましい。

【０１６５】少なくとも一の表面タイプに対して少なく
とも一の特性外観パラメータを決定することが、本発明
の方法で可能であることが好ましい。特徴的な外観パラ
メータを決定するときには、各表面タイプの測定値だけ
を考慮する。同様に、特徴的な外観パラメータを決定す
るときに、ある一の若しくは数個の表面タイプに関連し
ないそれらの測定値だけを考慮することが可能である。

【０１６６】不均一反射体の場合にはしばしば、所定の
カラー印象が特別の表面タイプによって実質的に引き出
す。このタイプの測定方法は、測定時に、対応する表面
タイプを示す測定される表面のセクションが実質的に考
慮されることを保証する。

【０１６７】例として、真珠のような光沢の色素、金属
粒子等を備えた表面に対してカラー若しくは光沢パラメ
ータを考慮するとき、対応する表面タイプは考慮から削
除することが可能である。

【０１６８】アルミニウム金属含有物はしばしば、典型
的な表面光沢の反射率以上の高い反射率を示す。カラー
若しくは光沢の測定時に、これらの粒子の反射は実質的
には考慮されず、表面のカラーは信頼性高く決定するこ
とができる。

【０１６９】さらに、本発明の前述の配置のうちの一つ
は本発明の方法を実施するときに用いられるのが好まし
い。

【０１７０】

【発明の実施の形態】本発明のさらなる利点、特徴、及
び応用可能性は、図面を参照して以下の説明により特定
される。

【０１７１】第１の実施形態を図１から図８を参照して
説明する。

【０１７２】図１は、本発明による装置の第１の実施形
態の断面図である。

【０１７３】測定される表面９に光を向ける数個（ここ
では、７個）の照明手段と光源２，３，４，５，６，７
及び８が、ハウジング１に配備されている。もっと少な
くても多くてもよい：例えば、１０，１２，１５，２
０、又は、４から６だけでもよい。

【０１７４】光ビームを制限するために、各光源の各ビ
ームを制限するマルチ絞り１３を備える。発光の発散に
作用するレンズ１４（一の独立レンズを各照明手段に対
して備えたり、また、レンズ１４に加えて、各照明手段
に対してさらに他のレンズを加えてもよい。）を備えて
もよく、それによって、測定表面９へ実質的に平行な光
ビームを向けることが可能となる。

【０１７５】個々の照明手段２，３及び６は測定表面に
対して異なる高さ角３で位置合わせされ、一方、検出手
段１７は測定角２７で表面から反射される光を受光す
る。

【０１７６】検出器１６は、ＣＣＤチップとして構成さ
れ、その各光感応性要素は平面の列４０と行４１とで配
置されている。測定される表面と検出器１６との間の放
射線の経路に配置されたレンズ１８は、光源又は測定表
面又は前記検出器１６若しくは同様な構成要素上の同じ
部分をマッピングする作用をする。

【０１７７】図１で示していないが、例えば、測定表面
に対して異なる角度で指向して配置する多数の検出器を
備えてもよい。同様に、もっと多くの若しくは少ない光
源２−８を備えることもできる。

【０１７８】光源２，３及び６は、測定面２４において
配置された発光ダイオードで成る。測定面２４は、実施
形態において、照明手段６，測定表面９及び検出器１６
を介して延在する面である。

【０１７９】発光ダイオード４，５，６，７及び８は、
測定表面９に対して平行でかつ測定面２４に対して直交
する面に配置している。個々の発光ダイオードは、測定
表面２４に対して異なる方位角で配置する。

【０１８０】発光ダイオード７は、測定表面２４に対し
て高さ角２８で指向し、一方、測定面２４に対して方位
角２９を示す。測定面に対する光源の３次元配置は、よ
り精密な形で測定表面の均一な特性を決定することでき
るように、測定表面９の３次元マッピングを可能とな
る。

【０１８１】制御可能な絞り１７を、光源７−８と検出
器１６との間の放射線経路に備えてもよい。制御可能絞
り１７は本発明ではＬＣＤ絞りから成り、個々の領域、
線、行、画素が特別に制御でき、それによって、前記の
特別制御は、検出器１６が測定表面からのある範囲の角
度だけ向くようにことができ、他方他のものは影になっ
たままである。

【０１８２】制御可能絞りは、照明手段と測定表面との
間の放射線の経路に配置することができ、それによっ
て、測定表面に対する照明角を特別に小さい傾斜でセッ
トすることができる。

【０１８３】制御可能絞り１７は、表面９のイメージは
微小な角度の変化で記録することでき、それにより微小
な変化の検出を可能とする。

【０１８４】発光ダイオード４−８に加えて、多くの異
なるステラジアンから表面を測定するために、光源若し
くは放射源を、測定面２４に対する他の角度の高さ角若
しくは方位角２９で備えることができる。

【０１８５】図４は本発明の装置の原理的な回路構成を
示す図である。制御手段２０は、マイクロプロセッサで
成る処理手段２３，メモリ２５、入力及び作動要素２
１，及びディスプレイ２２を備える。例は、一の光源５
だけ、検出手段１６として一のＣＣＤチップだけを示し
ている。ユーザーは、インターフェースを介して外部コ
ンピュータにデータ接続している。

【０１８６】図６ａで示した不均質反射体８０の第１の
例に対する測定手順を以下で説明する。

【０１８７】ボディ８０の仕上げ面８１は、通常の仕上
げ面８２に加えて、例では小さな反射金属ウェハとして
成り、表面に対して実質的に平行に位置合わせされた材
料含有物８３−８６を示している。

【０１８８】通常の仕上げ８２は、そのカラー及び他の
特性に対応する表面に直接入射する光の一部を反射し、
一方、他の部分は仕上げ層を透過する。仕上げそうに入
る光は、この光を効果的に反射する材料含有物８３−８
６のうちの一つに当たる。

【０１８９】光ビームが材料含有物８３−８６のうちの
一つによって反射されるとき、前記材料含有物の色調
（色相）は実質的にこの反射のカラーを決定する。仕上
げ層８２の面上で反射する光ビームは、他のカラー及び
明らかに異なる強度を示す。

【０１９０】全表面のカラー印象及び外観は仕上げ面の
反射と金属粒子８３−８６上の反射とから成る。全外観
は異なるカラー印象の混合であり、他方、統計的な分布
及び個々の材料含有物８３−８６の統計的な粒子サイズ
分布にも依存する。また、印象は、観察の距離と角度に
依存する。

【０１９１】人の目は表面の微小な材料含有物間を知覚
的に分離して区別することができ、一方、大きめの表面
領域を有する材料含有物を独立の要素として確認するこ
とができるより大きな表面領域要素の場合には、人の目
で測定される表面の一だけでなく二の（独立な）カラー
印象を知覚することができる。

【０１９２】このような場合には、表面の評価を行うに
際して一体の全体の印象を決定することでは十分ではな
く、それぞれの異なるタイプの表面（例えば、通常の仕
上げ面８及び材料含有物８３−８６）に対して外観特性
についての値を決定することは重要である。

【０１９３】全体の外観はは、測定表面における材料含
有物の統計的分布と測定表面内のこれらの材料含有物の
統計的なサイズ分布都に大きく依存し得る。

【０１９４】外観特性の中には、例えば、測定表面の光
沢、カラー、くもり、検査する表面のリップルの印象
が、表面を特徴付ける従来公知でかつ当業者に馴染み深
い他の外観特性と共に含まれる。

【０１９５】図６ｂは、仕上げ層８２を有する仕上げ面
を有する他のボディ８０の例を示す。材料含有物８７−
９１は、図６ａで示した図による場合と比較して、表面
に対する角度位置においてランダムにかつ不規則に配置
されている。

【０１９６】図３ａは、検出器１６、その個々の列４０
及び行４１で配置した光感応性要素３０による原理的な
表示を示している。図３で示したのは光感応性要素全部
で100個は（列10個、行10個）であるが、これは原理的
な表示に過ぎず、実施形態で用いる検出器は最大数100
万個の異なる感応性表面を有する従来ＣＣＤチップであ
ることが指摘されている。

【０１９７】照明／マッピングのために、適当な透過／
受光光学系が選択され、これらを変えることが可能であ
るように構成してもよい。特に、発光された光は実質的
に平行になるように指向されていてもよい。発散若しく
は収束放射線が（透過）光学系に対してセットしてもよ
い。測定表面、又は、照明手段若しくは受光光学系にお
ける絞りに集められ、若しくは合焦される。

【０１９８】記録された特性を変えるために、少なくと
も一の光源の少なくとも一のレンズは、例えば、測定表
面若しくは絞りで選択的に合焦するために変位可能であ
るように、配置することができる。

【０１９９】測定中に、測定信号３３はＣＣＤチップ１
６の個々の光感応性要素３０が受ける。個々の測定信号
をメモリに格納されたしきい値３２と比較することによ
り、測定値が通常の仕上げ面３２によるか、又は、高反
射金属粒子８３−８６のうちのひとつによるのかを決定
する。例における表面タイプ８１に関連する検出器要素
を斜線で示した領域５０として図３に示した。

【０２００】図３ａで示した表面分布は第１の照射角で
得られたものである。図３ｂで示した表面分布は、図３
ａの読みに対するわずかに異なる第２の照射角から測定
したものである。

【０２０１】照明角のわずかな変化のために、同じ高反
射材料含有物に関連した個別の表面領域（小表面領域）
５０を検出することができる。

【０２０２】このようにして、図３ａでの表面セクショ
ン５１の材料含有物８３は、例えば、第３の行のセンサ
要素１−４の照明につながる。図３ｂに関連するわずか
に変化した配置に対する測定結果は、第３の行の要素２
−５において検出可能な材料含有物８３の反射を示して
いる。全く同様な方法で、同じ行における表面領域５
２，５３，及び５４はセンサ要素１個だけ上方にずれ、
Ｌ形の領域パターン５６−も同じ行９及び１０でセンサ
要素１個だけ上方にずれる。

【０２０３】対照的に、領域パターン５７及び５８は、
図３ｂに関連する測定結果にはもはや現れない。領域パ
ターン５７及び５８は図３ｂでの表示では対応するもの
はない。これは、関連した材料含有物は図３ｂによる新
しい照明角ではあまり反射ｓず、検出器はもはや反射は
受けない。

【０２０４】図３ａでの表面領域５５（列１０，行９）
は、図３ｂの表面領域６５（列１０，行９）に対応する
ことができる。角度の変化の際のセンサ要素の変化は、
対応するセンサ要素を照明する際にやむには不十分な角
度の変化による。

【０２０５】測定欠陥の精密さを向上するために、一の
しきい値３２を考慮するだけでなく、測定値の絶対的な
大きさを考慮することができ、例えば、表面領域５０は
しきい値３２によって制限されず、むしろしきい値以下
若しくは以上の最大値のある割合の低下によって制限さ
れる。

【０２０６】個々の表面領域５１−５８及び６１−６６
は、７１及び７３−７９と共に、所定のタイプの表面８
３−８６の測定に対して、隣接する光感応性要素の測定
値が選ばれるように決定される。これらの測定値が条件
（例えば、しきい値３２より大きい等）を満足するなら
ば、この表面セクションは図３ａ−図３ｃで示したよう
な表面領域になるように大きくなる。

【０２０７】第１の評価結果は、第１のタイプの表面の
表面割当てが全表面に関連して与えられるような、第１
のタイプの表面の表面割当ての和によって得ることがで
きる。

【０２０８】照明角の変動の間でのこのような表面割当
ての統計的分布は、表面割当てグラフ３８として図５に
示している。示したようなグラフは、個々の粒子８３−
８６が狭い角度間隔で表面に位置合わせされていること
を示している。

【０２０９】図６ｂで示したように、個々の材料含有物
８７−９１に対して不規則に並べられた分布に際して、
図７で示したような分布が得られる。ここで、分布３９
は照明角の変動の範囲で実質的に一定である。

【０２１０】透過／受光光学系によって確かめられたマ
ッピングされた特性は、光源／センサに対する各レンズ
の位置が可変であるように、このタイプの表面の測定に
対して採用されもよい。

【０２１１】材料含有物を有する表面のタイプの表面割
当ての大きさの評価は、例として図５若しくは図７に従
う形をとるように行うことができる。

【０２１２】さらに、分析は、測定表面での材料含有物
の位置空間分布に対して実施できる。

【０２１３】図３ａ及び図３ｂは、図３ｂに対する照明
角が図３ａに比較して第１の面で変化する場合の表面に
対する測定結果を示している。照明角が第１の面に対し
て直交する第２の面で変化するならば、例えば、対応す
る表面領域５１−５８が図３ｃの方位で実質的に平行に
シフトするように図３で示したような結果を受ける。個
々の表面領域の水平及び垂直変位（行及び列でシフトす
る）を評価することによって、測定されるボディにおけ
る材料含有物の分布の三次元的な決定を可能とする。

【０２１４】図３ｃで示した検出手段のイメージの表示
において、図３ａで示したような結果の角度に対して異
なる方位角で表面を照明している。

【０２１５】図３ｂでは、図３ａと比較して、第１の表
面タイプの個々の表面領域、例えば、材料含有物は、一
の行（カラム）内でより高い列数に実質的にシフトして
いる。図３ａの行１における表面領域５２は列７−９を
カバーし、一方、図３ｂの行の同じ表面領域は列８−１
０をカバーする。

【０２１６】変化した方位表面による行のオフセットは
図３ｃで説明できる。表面領域５２は測定フィールドか
らずれて、図３ｃでもはや見ることができない。図３ａ
の行３で列要素１−４を備える表面領域５１は、図３ｃ
では表面領域７１として行２に列要素１−４を備える。
薄片等からの反射に起因する図３ｃの表面領域７１は、
同じ薄片から反射に起因する図３ａの表面領域５１と比
較して、図３ｃによる向きで一のセンサ要素を左にずら
した。

【０２１７】照明角の変化に依存して、シフトは、一よ
り多いセンサ要素分でもよい。互いに大きく異なる走査
角で２つの記録を行うと、これによって、同じ薄片若し
くは金属粒子等を個々の記録の表面セクションに割り当
てるのを困難に若しくはほとんど不可能にすることがで
きる。このような場合に、評価は測定面の統計的な分布
に関して行ってもよい。

【０２１８】図３ａの表面領域５３−５８から、多くの
薄片から得られて、図３ｃで対応する表面領域７３−７
８となる。図３ａによる照明によって検出器１６によっ
て記録されなかった金属粒子、色素若しくは薄片に割り
当てられて、図３ｃで検出された新たな表面領域７９が
ある。

【０２１９】図６ｂで示したボディにおける測定結果の
例は示していない。

【０２２０】図６ａ若しくは図６ｂに対応するボディ
は、一の測定配置から次の測定配置への個々の薄片の割
当てが可能ではないか、若しくは、非常に困難である測
定結果を得ることがあり得る。

【０２２１】これは、例えば、所定表面に対する照明
角、薄片サイズ、薄片形状、薄片分布を、検出器がもは
や指向的な反射を受けることができないほど大きく変化
するときの場合である。5°若しくはそれ以上の照明角
の変化の場合もしばしば同様である。

【０２２２】しかしながら、個々の薄片の割当て若しく
は“追跡”が異なる測定配置で可能であるときでさえ、
表面の薄片分布の決定及び所定の異なる測定配置の分布
の決定が可能である。

【０２２３】光センサ１６の各光感応性要素３０が異な
る角度の測定を示すので、光検出器のセンサ要素での若
しくは角度での測定結果の強度を図８でプロットしてい
る。

【０２２４】走査角にわたって得られた反射率分布は、
測定３３がマークされた曲線に対応する。マークされた
測定値３４によって示したように、明らかに高めの強度
を有する曲線は、この角度で金属粒子での特定の反射か
ら得る曲線である。同じ角度で、金属粒子の反射部分な
しで、測定値３４ａだけが結果となり、その強度は実際
の測定値３４の強度よりも明らかに低い。

【０２２５】（測定値３３の反射率を介して）通常の反
射率の全体曲線は、第１の所定のしきい値３２以下とな
り、一方、金属粒子の光沢に対する測定値は前記第１の
しきい値より明らかに高いという点に留意されたい。こ
れによって、金属粒子の光沢と仕上げ層８２の通常の光
沢との区別を行うことが可能となる。

【０２２６】埋め込まれた金属若しくは色素粒子８３−
８６に対する第１の表面タイプを評価しかつ決定すると
きは、測定値はしきい値３２より高い強度を有する測定
値を考慮してもよく、一方、他のタイプの表面、すなわ
ち示したような本ケースでの通常の仕上げ面の評価のと
きは、通常の光沢によって得られるような前記第１の所
定のしきい値３２以下の測定値が考慮される。

【０２２７】この方法によって、埋め込まれている粒子
に対するパラメータを決定することが可能となり、他
方、仕上げ面の残りの部分についてのパラメータを評価
することが可能となる。外観の特徴の独立した決定によ
って、測定結果の精度が向上する。

【０２２８】例えば、仕上げ層に埋め込まれているカラ
ーのついた金属粒子を有する仕上ったボディの測定にお
いて、金属粒子のカラーに対応する波長はある角度で大
きく増幅されて反射する。

【０２２９】カラーの通常の決定若しくは評価はの明瞭
な金属粒子カラーを示し、一方で第１のタイプの埋め込
まれている含有物に対する外観特性の決定、他方で対応
するパラメータの統計的分布と共に残りの表面に対する
パラメータが明らかに改善された測定結果につながる。
全画素を含む測定は歪んだ測定結果につながりうる。

【０２３０】本発明の測定装置の他の実施形態を図９ａ
に示す。図１の実施形態と同様な要素には同じ符号を用
いている。

【０２３１】第１の光源５から放射された光は45°で測
定面９に当たり、反射も同様に45°であり、フィルタホ
イール１０によって前述の実施形態でＣＣＤチップで成
るセンサ１６へ指向される。

【０２３２】フィルタホイール１０は角度で8個の45°
セグメントに分割され、各45°セグメントは透過光の波
長特性に作用するように異なる色合い（coloration）を
備えている。８個のフィルタセグメントの代わりに、１
６個，３２個，若しくは６４個の代わりに、フィルタセ
グメントも好ましい。

【０２３３】測定中、フィルターホイール１０は所定の
時間インターバルで若しくは連続で回転し、少なくとも
一の測定記録（レコーディング）を各フィルタセグメン
トを用いて行う。これによって、センサは特定範囲の波
長で照明され、それによって測定表面９のカラーを単一
のセンサ、ＣＣＤチップを用いて確認されることが保証
される。

【０２３４】フィルタホイール１０は、実質的に信頼性
の高いカラーの決定が可能となるように、十分大きな数
のフィルタセグメントを備えるのが重要である。個々の
フィルタセグメントの数は任意であり得る。少なくとも
３個はあるべきである。連続調整可能なフィルタ特性を
有する一（若しくは数個の）フィルタを使用することも
可能である。（スペクトル）フィルタ特性は、例えば、
電気的に制御可能である。

【０２３５】測定表面９へわずかに異なる角度で光を放
射する３個の独立制御可能な発光ダイオード１３２，１
３３及び１３４を備えた測定ハウジング１００に、他の
照明手段１３０を備える。発光ダイオード１３２，１３
３及び１３４を測定表面へ指向する異なる角度によっ
て、測定される表面９における材料含有物の並び（アラ
インメント）を決定することができる。

【０２３６】この例では、ハウジング１００は測定ホイ
ール１０３及び１０４を備え、前記ホイールの少なくと
も一は相対変位に対応して表面でローリングする信号を
発する回転角度放射体（エミッタ）を備える。これによ
って、表面で動くときにある一時的なインターバルで若
しくは連続して若しくはある空間インターバルで新しい
測定を実施し、大きめの測定領域を得ることができる。
照明は、光が反射する表面９上の測定装置での開口１０
１から行われる。

【０２３７】本発明の測定装置の他の実施形態を図９ｂ
に示す。図９ａの実施形態と同様な要素には同じ符号を
用いた。

【０２３８】光源５で発せられた光は、プロセッサ２３
によって、駆動に従って、ドット、ライン、カラム若し
くは他の範囲で透過するようにスイッチングされる制御
可能絞りに当たり、残りの領域は影になる。全領域は透
過若しくは影にあるようにスイッチングしてもよい。

【０２３９】透過光は約45°で測定表面９に当たり、こ
のとき、制御可能絞り１７の透過セッティングの際には
正確な角度が条件となる。反射光はそれに対応して約45
°で反射し、前述の実施形態のように、ＣＣＤチップで
成るセンサ１６に指向される。フィルターホイールを備
えてもよい。

【０２４０】ハウジング１００にさらに光源を備える。
３個の独立制御可能な光源１３２，１３３及び１３４は
異なるカラーの発光ダイオードを有し、測定表面のカラ
ーは連続照明において確認できる。光源１３２，１３３
及び１３４はそれぞれは、放射される光を所望の条件に
適用するために、絞りとレンズとを備える。

【０２４１】ハウジング１００は、この実施形態でも同
様に、測定ホイール１０３及び１０４を備え、装置の相
対変位を決定する。

【０２４２】本発明による装置の他の実施形態を図１０
に示す。ここでは、一の照明手段５が２個の異なるカラ
ーの発光ダイオードを備え、それからの発光はビームス
プリッタによって重ねられ、測定される面９に指向され
る。同様に、唯一個のＬＥＤを備えてもよい。同様に、
前述の実施形態のように、より多い数の異なるカラーの
ＬＥＤを備えてもよい。

【０２４３】小さなスペクトロメータ４８は放射スペク
トル及び放射強度を制御するように作用する。照明手段
から発光される光は、測定表面の直交に対して角度４６
で表面に指向している。示した実施形態では角度４６と
して45°を選択している。他の角度でもよい。このタイ
プの小さなスペクトロメータ４８は、計算されたスペク
トルを制御するために、図１及び図９に対応する実施形
態で用いてもよい。

【０２４４】複数の保持手段４５が、選択した実施形態
では、それぞれ5°のセット距離で配置された測定表面
上の半空間に備えられる。図１０に示した保持手段は、
照明手段５と測定表面９とを介して延びる面に備えれて
いる。

【０２４５】さらに、他の保持手段を、図１の実施形態
と同様に直交する面に備えてもよい。保持手段を測定表
面９の上の全半空間にわたって備えてもよい。

【０２４６】検出器１６ａ，１６ｂ及び１６ｃを測定装
置４３の少なくとも３個の前記保持手段４５に備えても
よく、ここでは、少なくとも一の検出器１６ｂを検出器
１６ａ、測定表面９と照明手段５とを介して延びる面の
外に配置している。

【０２４７】照明手段及びセンサ手段の多次元配置によ
って、１次元若しくは２次元でなく、表面の３次元イメ
ージを得ることが可能となる。

【０２４８】通常、複数の保持手段を備え、数個だけの
検出手段を備える。本発明の装置で、一の保持手段から
他の保持手段へ一若しくは二以上の検出器を動かすこと
も可能であり、そのため、例えば、測定表面の直交線と
検出器１６との間の測定角４７ａは調整可能である。

【０２４９】導電性ファイバ光学系によって表面から光
を受ける個々の検出器１６ａ、１６ｂ及び１６ｃは、Ｃ
ＣＤチップで構成されている。

【０２５０】検出器、モノクロメータを複数の保持手段
４５の信号を受けるようにすることも可能である。光は
保持手段の光伝導体で受けることができ、モノクロメー
タ若しくは小さなスペクトロメータに指向する。その
際、位置選定を維持しなくてもよい。薄片分布の統計的
な測定値は、信号分布及び信号高さから決定することが
できる。

【０２５１】しかしながら、光伝導体を全実施形態にお
いて、位置維持光ファイバで成る。例えば、光伝導体は
光ファイババンドルを含むことができ、各ファイバは表
面のある位置若しくはある表面セクションを示してい
る。光ファイババンドルにおいて個々のファイバの信号
をマッピングすることによって、位置を分解することが
可能となる。ファイババンドルの個々の第１のファイバ
端の特定の照明によって、それぞれ関連した第２のファ
イバ端を、バンドルの個々のファイバを“分類”しない
ならば、検出することができる。これによって、“整列
されていない”光ファイババンドルを有する光伝導体の
場合には、正確な位置固定と空間分解能が確保されるこ
ととなる。

【０２５２】検出器は各保持手段の上に備えてもよい。

【０２５３】検出器の面では、光伝導体は反射光を受
け、一又は二以上の検出器に反射光を運んでもよい。個
々のチャネルは連続してスイッチングでき、信号は検出
器によって多重的に検出される。スペクトル特性を含む
ために、（グリッド）スペクトル若しくはフィルタホイ
ールを放射線の経路に備えてもよい。

【０２５４】図１１は、本発明の測定装置の他の実施形
態の斜視図である。装置１２０は、測定表面９上に半球
上に延びる第１のサブフレーム若しくは第１の測定サー
クル１２１を示す。ボア１２３の形の複数の保持手段
が、照明管若しくはセンサ管が導入することができる測
定サークル１２１に備えている。

【０２５５】照明管若しくはセンサ管を、所望ならば、
個々のボア１２３に挿入してよい。組合せ管を備えても
よい。本発明による装置が高い適応性を有するように、
異なる測定に対しては置換し若しくは交換してもよい。

【０２５６】一の孔１２３かえ隣接の孔１２３への角度
距離１２４を、示したような実施形態において5°に固
定する。しかしながら、2.5°、3°若しくは10°のよう
な他の角度間隔も可能である点を指摘しておきたい。ボ
アは測定管若しくは照明管用のボア、レシーバを、半球
の全180°範囲にわたっては備えないで、一若しくは数
個の角度範囲にだけ備えてもよい。

【０２５７】カラー、光沢等の通常の外観特性を決定す
るために、走査及び照明角は通常で5で等しく可分であ
る。従って、5で可分の測定表面９に対するアラインメ
ント角になるようにボアを角度ごとに配置するのが好ま
しい。これは、保持手段を5°毎に備えるように実施形
態で実現される。

【０２５８】測定表面９上で直交して延びる第１の測定
サークル（若しくは、測定半球）１２１は第１のセクメ
ント及び第２のセグメントを有し、選択された実施形態
では、角セグメントは90°の角度範囲で延びている。

【０２５９】第１及び第２のセグメント１２８及び１２
９では、ボア１２３は、前記ボア１２３の各中心軸が測
定表面９の中心に向くように位置合わせされている。

【０２６０】他のレシーバ、ボア１２５は、第２のセグ
メント１２９に備え、それの各軸は測定表面に平行及び
ボア１２３に直交して延びる。

【０２６１】さらに、本発明の装置１２０は、互いに5
°の角度間隔１２４で配置する受け手段若しくはボア１
２３を備えた第２の測定サークル１２２を備えている。
第１の測定サークルの場合と同様に、第２の測定サーク
ルの孔１２３の中心軸も測定表面９の中心を向いてい
る。

【０２６２】前記の第１の測定サークルとは対照的に、
第２の測定サークルは測定表面に直交する面に配置され
ていず、測定表面９の直交に対して角度１２６で配置さ
れている。

【０２６３】角度１２６は実施形態で45°であり、それ
は、10°、15°、20°、25°、30°、60°若しくは75°
であってもよい。さらに、第２の測定サークルの角度１
２６は、固定の段階的変化で若しくは連続的に調整可能
である。

【０２６４】測定を実施するために、測定装置１２０の
第１の測定サークル１２１の第１のセグメント１２８の
全レシーバ１２３及び第２の測定サークルの全ボア１２
３とは、照明管及び／又はセンサ管を用いてはめ込み可
能である。

【０２６５】第１の測定サークルの第２のセグメントで
は、照明管、センサ管、測定管及び／又は組合せ管は、
レシーバ１２３及び１２５に交互に使用してもよい。

【０２６６】図１２で示した測定管、組合せ管１４０
は、センサ１４２及びレンズ１４７を有するセンサ管１
４６を備える。光源１４１を有する照明管１４５をさら
に備える。実施形態における光源１４１はいわゆる白色
発光ダイオードである。照明管において他の光源若しく
は二、三、若しくは四以上の異なる色の発光ダイオード
を利用することが可能であり、その光は空間的に重ねら
れる。

【０２６７】照明及びセンサ管１４５、１４６の光軸
は、互いに90°配置の組合せ管のブームスプリッタ１４
３で交差する。

【０２６８】実施形態における発光ダイオード１４１か
ら発光された光は、45°でビームスプリッタ１４３に当
たる。発光ダイオード１４１から放射される光の一部は
ビームスプリッタ１４３によって伝達され、参照測定セ
ル１４４に入射し、そのため、発光ダイオード１４１の
強度を制御可能である。

【０２６９】参照信号が光ファイバによってスペクトロ
メータ等に指向され、そのため、発光ダイオード１４１
から放射された光の強度だけでなく、スペクトル分布を
決定することが可能である。

【０２７０】スペクトロメータは、一の発光ダイオード
１４１の光だけでなく、例えば、光マルチプレクサの利
用を介して、光源１４１の光を運ぶ複数のファイバの光
を検出する。

【０２７１】光源１４１から放射される光の一部はビー
ムスプリッタ１４３によって反射される。45°で配置さ
れたビームスプリッタ１４３はこの一部をボア１３の光
軸に沿った測定表面に反射する。

【０２７２】そこでの入射光は測定表面９上の半空間に
反射される。この光の一部は、それ自身に反射バックさ
れ、組合せ管１４０に到達し、次いで、ビームスプリッ
タ１４３に入射する。

【０２７３】戻る光の一部はビームスプリッタ１４３を
介して伝達し、センサ管１４６の光軸に沿って進み、レ
ンズ１４７を達してセンサ１４２を入射する。

【０２７４】センサ１４２はＣＣＤセンサで構成され、
個々の表面セグメント３０上に入射する光の強度分布を
検出する。

【０２７５】センサ１４２３は、実施形態によっては、
光を完全に検出でき、各センサ表面にわたって完全に検
出できる。

【０２７６】カラー測定に対しては、センサ１４２をカ
ラーＣＣＤセンサで構成してもよい。ファイバホイール
手段１０を、図９の実施形態で説明したように、センサ
管１６における放射線の経路に備えることも可能であ
る。測定管１４６で備えたこのようなフィルタホイール
手段１０によって、測定表面で反射された光の色を決定
することが可能となる。

【０２７７】ビームスプリッタとセンサ１４２にカラー
フィルタを備えて、センサに入射する光を分離し、それ
を色成分に分けることも可能である。独立したセンサ要
素によって、測定表面の色を決定することができる。

【０２７８】測定若しくは組合せ管１４２はとても好都
合である。というのは、それが表面を照射し、同じ角度
で測定結果を同時に検出することを可能にする組合せ管
だからである。

【０２７９】組合せ管１４０のセンサ管１４６に入射す
る光は、例えば、複数の光ファイバで連続して他のセン
サ管からの信号を運ぶことを可能にする光伝導体によっ
て独立したセンサに指向させてもよい。

【０２８０】第１のセグメントにおけるレシーバ１２３
は第２のセグメント１２９におけるレシーバ１２３のよ
うに構成があり、レシーバ、ボア１２５も第１の測定サ
ークル１２１の第１のセグメント１２８に備え、それに
よって、組合せ管１４０を第１及び第２のセグメントに
挿入可能であるという可能である。

【０２８１】組合せ管を測定表面の直交に対する同じ角
度で利用するならば、両組合せ管１４０の両照明管１４
１は光を同時に表面に放射し、直接反射する光が他の組
合せ管１４０の測定管１４２において同時に検出され
る。

【０２８２】第２の測定サークル１２２は、測定管若し
くは照明管を受容するように構成されたボア１２３を備
える。示した実施形態では、組合せ管の測定管１４６の
配置に対応する第２の測定サークル１２２のレシーバに
測定管１５１を備える。同様に、センサ１４２及びレン
ズ１５２を備えている。

【０２８３】第２の測定サークル１２２が測定表面９の
直交に対して位置合わせされた角度１２６によって、測
定されるボディの前記測定表面９を３次元的に測定可能
である。

【０２８４】測定結果の評価は、図１−図１０について
説明したように実施する。

【０２８５】これに関連して、出願人は、いかなる統計
的評価を行うことなく、測定及び照明手段、組合せ管の
三次元配置に対して独立して保護を求める権利を有する
ことを指摘したい。

【０２８６】このような配置では、メモリ手段に備えた
少なくとも一の所定のしきい値を有し；しきい値が前記
第１のしきい値を超えるときに、センサ手段の測定値を
第１の面タイプに割当て；前記第１の面タイプを特徴付
ける少なくとも一の統計的パラメータが決定される特徴
が請求項１から除かれうる。

【０２８７】このような独立項は、少なくとも第２の検
出手段及び／又は少なくとも第２の照明手段を、第１の
照明手段、第１の検出手段及び測定表面を介して延びる
第１の測定面外に配置するという特徴を含む。これは多
次元測定を可能にする。

【０２８８】出願人は、独立項に、反射体の特徴を決定
するための本発明の装置が以下を含む配置を指向させる
権利を有する：少なくとも一の照明手段と少なくとも一
の検出手段を備える少なくとも一の測定手段を備え；光
が前記少なくとも一の照明手段によって測定表面へ放射
されることができ；前記測定表面で反射した光の少なく
とも一部は少なくとも一の検出手段によって時間をおっ
て追跡することができ；前記の少なくとも一の検出手段
の少なくとも一は複数の光感応性センサ手段を備え、前
記センサ手段の実質的にそれぞれが各センサ手段で受光
した光に対して特徴的な測定値を出力することができ；
少なくとも一のメモリ手段を備え；少なくとも一の処理
手段を備える測定シーケンスを制御する少なくとも一の
制御手段を備え、測定手順は前記制御手段で測定でき；
前記の少なくとも一の測定手段の少なくとも一が、前記
測定手段の前記照明手段が所定の角度で光を前記測定表
面に向き、前記測定手段の前記検出手段が実質的に同じ
所定角で前記測定表面から反射される放射線を受けるよ
うに、構成されている。

【０２８９】請求項１に比較して、ここで除外された特
徴は、第１のしきい値を備えること、センサ手段の測定
値は該測定値が前記第１のしきい値を超えるときに第１
の表面タイプに割り当てること、第１の表面タイプを特
徴付ける統計的パラメータが決定可能であることであ
る。代わりに、測定手段を指向する特徴が、少なくとも
一の測定手段が少なくとも一の照明手段と少なくとも一
の検出手段を備えるのに従って含まれた。

【０２９０】実施形態で説明したような測定装置は、測
定される表面の全体のパラメータをを決定することが可
能である。このような決定は多くの表面について十分で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態による装置の原理
的な構成を示す図である。

【図２】 図１で示した装置の原理的な構成の平面図
である。

【図３】 （ａ）第１の測定角で検出表面での表面の
タイプの分布を示す図である。（ｂ）第２の測定角で検
出表面での第１の表面のタイプの分布を示す図である。
（ｃ）第３の測定角で検出表面での第１の表面のタイプ
の分布を示す図である。

【図４】 図１による実施形態の原理的な回路構成図
である。

【図５】 照明角での全表面での第１の表面タイプの
表面割当てを示す図である。

【図６】 （ａ）評価されるボディの第１の例での仕
上げ面に材料含有物が含まれている例の模式図である。
（ｂ）評価されるボディの第１の例での仕上げ面に材料
含有物が含まれている他の例の模式図である。

【図７】 測定角での材料含有物の分布の均一性を示
す模式図である。

【図８】 測定角での材料含有物と仕上げ面の反射強
度の比較を示す図である。

【図９】 （ａ）本発明による装置の第２の実施形態
を示す図である。（ｂ）本発明による装置の第３の実施
形態を示す図である。

【図１０】 本発明による装置の第４の実施形態を示
す図である。

【図１１】 本発明の他の実施形態の斜視図である。

【図１２】 図１１の装置の側面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２，３，４，５，６，７，８ 光源 ９ 表面 １０ フィルタホイール １３ 絞り １４ レンズ １６ 検出器 １７ 絞り ２４ 測定面 ２７ 測定角 ２９ 方位角 ３０ 光感応性要素 ５１−５８，６１−６８，７１−７８ 表面領域 ８０ 不均質反射体 ８１ 仕上げ面 ８２ 仕上げ層 ８３−９１ 材料含有物 １００ ハウジング １０３、１０４ 測定ホイール １４２ センサ １４３ ビームスプリッタ

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Claims (85)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射体特に不均一反射体の特性を決定
   する装置であって、 光を測定表面へ放射する少なくとも一の照明手段と；前
   記測定表面から反射された光を記録する少なくとも一の
   検出手段と；を備え、 前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一つが複数
   の光感応性センサ手段を備え、各センサ手段で受光した
   光に特徴的な測定値が実質的にそれぞれの前記センサ手
   段から発することができ；前記装置はさらに、少なくと
   も一の第１の所定のしきい値を備える少なくとも一のメ
   モリ手段と；少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シ
   ーケンスを制御する少なくとも一の制御手段と；を備
   え、 測定シーケンスは、センサ手段の測定値が前記第１のし
   きい値を超えるときにセンサ手段の測定値を第１の表面
   タイプに割り当てるように、前記制御手段によって制御
   可能であり；前記制御手段が、前記第１の表面タイプを
   特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータを決定する
   を可能とするように構成されている装置。
2. 【請求項２】 第２の所定のしきい値を備えた請求項
   １に記載の装置。
3. 【請求項３】 測定値が前記第２のしきい値以下にな
   るときに、測定値を第２の表面タイプに割当てる請求項
   ２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記第２の所定のしきい値が前記第１
   の所定のしきい値より小さい請求項２に記載の装置。
5. 【請求項５】 少なくとも一の検出手段のセンサ手段
   が行列に配置された請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記センサ手段の少なくとも一部が、
   前記測定表面上で測定されるそれぞれ異なる位置に割り
   当てられる請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 少なくとも第３のしきい値と第３の表
   面タイプを備え、前記測定値を前記表面タイプに割当て
   ることが可能である請求項２に記載の装置。
8. 【請求項８】 測定表面上の表面タイプの統計的割当
   てに対する少なくとも一の統計的パラメータを得ること
   が可能である請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 少なくとも一の統計的パラメータが、
   前記測定表面の少なくとも一の表面タイプの空間分布に
   従って導出できる請求項１に記載の装置。
10. 【請求項１０】 複数の表面セクションが導出可能で
    あり、同じ表面タイプを有する隣接センサ手段の測定値
    を同じ表面セクションに割り当てられる請求項１に記載
    の装置。
11. 【請求項１１】 少なくとも一の統計的パラメータ
    が、前記表面タイプに対する表面セクションサイズ分布
    について少なくとも一の表面タイプの表面セクションか
    ら導出可能である請求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 少なくとも一の表面タイプの表面セ
    クションから、測定表面上の前記の少なくとも一の表面
    タイプの前記表面セクションの空間分布に対する少なく
    とも一の統計的パラメータが導出可能である請求項９又
    は請求項１０のいずれかに記載の装置。
13. 【請求項１３】 少なくとも一の検出手段のイメージ
    ング光学系の特性は、前記測定面が変更されたスケール
    で描写可能であるように修正可能である請求項１に記載
    の装置。
14. 【請求項１４】 前記測定表面の少なくとも一の外観
    特性を特徴付ける少なくとも一の外観特性が決定可能で
    あり、前記外観特性は光沢、カラー、みかん膚、くも
    り、像の明瞭さ（ＤＯＩ）を含むパラメータのグループ
    から得られる請求項１に記載の装置。
15. 【請求項１５】 少なくとも二の異なる外観特性が、
    前記測定表面に対して決定可能である請求項１に記載の
    装置。
16. 【請求項１６】 少なくとも一の外観特性が、少なく
    とも一の表面タイプの少なくとも一の表面セクションに
    対して決定可能である請求項１に記載の装置。
17. 【請求項１７】 少なくとも一の外観特性が、少なく
    とも一の表面タイプに対して決定可能である請求項１に
    記載の装置。
18. 【請求項１８】 検出手段の総数と照明手段の総数と
    の和が少なくとも３である請求項１に記載の装置。
19. 【請求項１９】 少なくとも３個の検出手段を備えた
    請求項１に記載の装置。
20. 【請求項２０】 少なくとも３個の照明手段を備えた
    請求項１に記載の装置。
21. 【請求項２１】 少なくとも一の前記検出手段及び少
    なくとも一の前記照明手段とが、第１の照明手段、第１
    の検出手段、及び測定表面を介して延びる第１の測定面
    の面外に配置する請求項１８に記載の装置。
22. 【請求項２２】 少なくとも一の前記検出手段及び少
    なくとも一の前記照明手段とが、前記第１の測定面に対
    して所定の方位角で第１の照明手段、第１の検出手段及
    び測定表面を介して延びる第１の測定面の外に配置する
    請求項１８に記載の装置。
23. 【請求項２３】 各照明手段及び各検出手段はそれぞ
    れ、前記測定表面に対して実質的に所定の高さの角度で
    配置する請求項１に記載の装置。
24. 【請求項２４】 少なくとも一の照明手段と少なくと
    も一の検出手段とを含む少なくとも一の測定装置を備え
    た請求項１に記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記測定装置の前記照明手段が、放
    射線を所定の測定装置角で前記測定表面へ向け、前記検
    出手段が実質的に同じ所定の測定装置角で前記測定表面
    からの反射光を受光する請求項２４に記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記測定装置は少なくとも一のビー
    ムスプリッタを備える請求項２４に記載の装置。
27. 【請求項２７】 前記測定装置の前記ビームスプリッ
    タが、照明手段から放射された放射線を前記測定表面へ
    向きを変える請求項２６に記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記測定装置のビームスプリッタ
    が、前記測定表面から受けた放射線を前記検出手段へと
    通過させることができる請求項２６に記載の装置。
29. 【請求項２９】 少なくとも一の照明手段から放射さ
    れた光を制御する少なくとも一の検出手段を備えた請求
    項２４に記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記照明手段の少なくとも一部が、
    照明手段から放射された光が検出手段によって独立に測
    定できるように、測定手順中に実質的に連続して始動す
    ることができる請求項１に記載の装置。
31. 【請求項３１】 前記照明手段の少なくとも一部が、
    照明手段から放射された光が検出手段によって同時に測
    定できるように、測定手順中に実質的に同時に始動する
    ことができる請求項１に記載の装置。
32. 【請求項３２】 前記測定表面に前記装置を下ろす角
    度は可変である請求項１に記載の装置。
33. 【請求項３３】 前記下ろし角度が少なくとも所定の
    段階的変化で変更可能である請求項３２に記載の装置。
34. 【請求項３４】 前記下ろし角度が測定可能である請
    求項３２に記載の装置。
35. 【請求項３５】 少なくとも一のパラメータが少なく
    とも２つの異なる測定配置に対してそれぞれ決定可能で
    あり、測定配置が各照明角及び各測定角に特徴的である
    請求項１８に記載の装置。
36. 【請求項３６】 少なくとも一の統計的パラメータが
    少なくとも２つの測定配置に対して導出可能である請求
    項１に記載の装置。
37. 【請求項３７】 少なくとも一の表面タイプの外観特
    性及び少なくとも一の統計的パラメータの統計的分布が
    複数の測定配置に対して導出可能である請求項１に記載
    の装置。
38. 【請求項３８】 前記測定表面に対して実質的に直交
    する面に配置した少なくとも２つの照明手段が備えられ
    た請求項１に記載の装置。
39. 【請求項３９】 前記測定表面に対して直交する面の
    実質的に外に配置された少なくとも一の照明手段を備
    え、前記面が前記測定表面及び検出手段を介して前記測
    定表面に対して直交して延びる請求項３８に記載の装
    置。
40. 【請求項４０】 前記測定表面に対して実質的に直交
    する面に配置された少なくとも２個の検出手段を備えた
    請求項１に記載の装置。
41. 【請求項４１】 前記測定表面に対して直交する面の
    実質的に面外に配置された少なくとも一の検出手段が備
    えられ、前記面が前記測定表面及び照明手段を介して前
    記測定表面に対して直交して延びる請求項１に記載の装
    置。
42. 【請求項４２】 一の検出手段の少なくともセンサ手
    段が一の共通基板に配置し、前記検出手段がＣＣＤチッ
    プで構成される請求項１に記載の装置。
43. 【請求項４３】 少なくとも一の検出手段がカラーＣ
    ＣＤチップで構成される請求項１に記載の装置。
44. 【請求項４４】 少なくとも一の絞り手段が、少なく
    とも一の照明手段と少なくとも一の検出手段との間の放
    射線の経路に配置された請求項１に記載の装置。
45. 【請求項４５】 少なくとも一の絞り手段が、一の照
    明手段と測定表面との間に配置された請求項４４に記載
    の装置。
46. 【請求項４６】 前記の少なくとも一の絞り手段のう
    ちの少なくとも一つが、測定表面と少なくとも一の検出
    手段との間に配置された請求項４４に記載の装置。
47. 【請求項４７】 前記の少なくとも一の絞り手段のう
    ちの少なくとも一が、制御可能な絞りアパーチャを備え
    た請求項４４に記載の装置。
48. 【請求項４８】 前記制御可能絞り手段が、円状、細
    長状、直線形状、及び丸形プロファイル状の少なくとも
    一の制御可能アパーチャを含む絞り手段の群から選択さ
    れた一つである請求項４７に記載の装置。
49. 【請求項４９】 前記絞り手段がＬＣＤ絞り手段で構
    成されている請求項４７に記載の装置。
50. 【請求項５０】 少なくとも一の照明手段が、発光ダ
    イオード（ＬＥＤ）、レーザー、及び、ハロゲン若しく
    はクリプトン若しくは白熱線のような熱放射源を含む光
    源の群から選択された少なくとも一の光源を備える請求
    項１に記載の装置。
51. 【請求項５１】 少なくとも一の照明手段から放射さ
    れる光の周波数は制御可能であり、前記放射光のカラー
    は変更可能である請求項１に記載の装置。
52. 【請求項５２】 少なくとも一の照明手段が連続調整
    可能レーザーを備えた請求項１に記載の装置。
53. 【請求項５３】 少なくとも一のフィルタ手段が、少
    なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段との間
    の放射線の経路に配置された請求項１に記載の装置。
54. 【請求項５４】 前記フィルタ手段のスペクトル特性
    は変更可能である請求項５３に記載の装置。
55. 【請求項５５】 少なくとも一のフィルタ手段が、表
    面において異なるスペクトル特性を示しかつ回転可能な
    フィルタホイールを備える請求項５３に記載の装置。
56. 【請求項５６】 少なくとも一の検出手段がスペクト
    ル感度の異なるセンサ手段を備えた請求項１に記載の装
    置。
57. 【請求項５７】 少なくとも一の検出手段において、
    スペクトル感度の異なる少なくとも３個のセンサ手段を
    備えた請求項５６に記載の装置。
58. 【請求項５８】 スペクトル感度の異なる前記の少な
    くとも３個のセンサ手段が、前記測定表面上で実質的に
    同じ測定点からの光を測定する請求項５７に記載の装
    置。
59. 【請求項５９】 前記装置が前記測定表面に対して変
    位可能であり、前記相対的変位を定量的に記録する少な
    くとも一の経路測定手段を備えた請求項１に記載の装
    置。
60. 【請求項６０】 前記経路測定手段が、測定中に測定
    される面にセットされかつ前記相対的変位の間に回転す
    る少なくとも一の測定ホイールを備えた請求項５９に記
    載の装置。
61. 【請求項６１】 前記経路測定手段が配置されたフレ
    ーム装置を備えた請求項５９に記載の装置。
62. 【請求項６２】 前記経路測定手段が、前記相対変位
    を表す電気信号を発する少なくとも一の回転角エミッタ
    を備えた請求項５９に記載の装置。
63. 【請求項６３】 測定される前記ボディ上の測定表面
    が、システムの角度の変化の際に選択可能である請求項
    １に記載の装置。
64. 【請求項６４】 前記照明手段と前記検出手段とを備
    えた支持装置を備え、測定表面に沿って前記支持装置の
    自動ガイドのためにロボットアームを備えた請求項１に
    記載の装置。
65. 【請求項６５】 前記相対変位によって局所的測定の
    実施が可能となり、少なくとも一の前記外観統計的パラ
    メータを空間位置に対応して得ることができる請求項５
    ９に記載の装置。
66. 【請求項６６】 前記測定表面の少なくとも一の外観
    透過特性が決定できるように、少なくとも一の検出手段
    と少なくとも一の照明手段とが配置された請求項１に記
    載の装置。
67. 【請求項６７】 所定のスペクトル分布で放射される
    スペクトルに近づけるスペクトルフィルタ手段を少なく
    とも一の照明手段に備える請求項６６に記載の装置。
68. 【請求項６８】 少なくとも一の検出手段が少なくと
    も一の照明手段を備え、それによって受光した光のスペ
    クトル特性を得ることができる請求項１に記載の装置。
69. 【請求項６９】 光学装置を受容するように作用する
    少なくとも一の保持手段を備え、前記光学装置が検出手
    段、照明手段、測定手段を含む光学装置の群から選択さ
    れたものである請求項１に記載の装置。
70. 【請求項７０】 それぞれが互いに同じ角度間隔を示
    す複数の保持手段を少なくとも一の測定面に備えた請求
    項６９に記載の装置。
71. 【請求項７１】 前記保持手段の前記角度間隔が、1
    °、2°、2.5°、3°、4°、5°、10°、15°の角度間
    隔の群から選択された請求項７０に記載の装置。
72. 【請求項７２】 少なくとも一の第２の測定面に複数
    の保持手段を備えた請求項６９に記載の装置。
73. 【請求項７３】 光を測定表面へ放射する少なくとも
    一の照明手段と；前記測定表面から反射された光を記録
    する少なくとも一の検出手段と；を備えた装置であっ
    て、前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一つが
    複数の光感応性センサ手段を備え、前記センサ手段の実
    質的にそれぞれが前記の各センサ手段で受光した光に特
    徴的な測定値を発する装置であり、 さらに、少なくとも一の第１の所定のしきい値を備える
    少なくとも一のメモリ手段と；少なくとも一の処理手段
    を備えかつ測定シーケンスを制御する少なくとも一の制
    御手段と；を備えた装置を用いて反射体特に不均一反射
    体の特性を決定する方法において、 ａ）前記の少なくとも一の照明手段を方向付けて、前記
    測定表面を照明する段階と； ｂ）少なくとも一の検出手段の前記センサ手段を方向付
    けて、前記の少なくとも一の検出手段の前記センサ手段
    の測定信号を記録し、かつ、その測定信号を測定参照値
    に変換する段階と； ｃ）記録された測定値の少なくとも一部を格納する段階
    と； ｄ）前記測定値が前記第１のしきい値より大きいなら
    ば、各測定値を第１の表面タイプに割り当てるために、
    各測定参照値の大きさとメモリ手段に格納された第１の
    しきい値とを比較する段階と、 ｅ）前記第１の表面タイプを特徴付ける統計的パラメー
    タを発する段階、とを備えた方法。
74. 【請求項７４】 全体としての測定値の数に関連し
    て、第１の表面タイプに対する測定値の数を決定し、設
    定する請求項７３に記載の方法。
75. 【請求項７５】 少なくとも第２のしきい値を備え、
    前記第２のしきい値より低い測定値を第２の表面タイプ
    に割り当てる請求項７３に記載の方法。
76. 【請求項７６】 少なくとも一の検出手段を用いた測
    定表面のイメージを記録する装置を用いる請求項７３に
    記載の方法であって、 前記測定表面上で前記第１の表面タイプの統計的空間分
    布に対して、少なくとも一の統計的パラメータを導く方
    法。
77. 【請求項７７】 少なくとも一の表面タイプに対する
    表面領域を導き、表面領域の拡張は同じ表面タイプの隣
    接センサ手段の測定値を介して決定される請求項７３に
    記載の方法。
78. 【請求項７８】 個々の表面領域のサイズに対してサ
    イズ値が決定され、少なくとも一の表面タイプの表面領
    域に対する形の統計的分布に対して特徴的な少なくとも
    一の形パラメータが導出される請求項７７に記載の方
    法。
79. 【請求項７９】 少なくとも一の形の値が個々の表面
    領域の形に対して決定され、好ましくは、少なくとも一
    の表面タイプの表面領域に対する形の統計的分布に対し
    て特徴的な少なくとも一の一の統計的な形パラメータが
    導出される請求項７７に記載の方法。
80. 【請求項８０】 個々の方法の段階が少なくとも２つ
    の測定配置に対して実施され、測定配置が測定表面に対
    する一の照明角と前記測定表面に対する一の検出角とに
    よって定義されている請求項７３に記載の方法。
81. 【請求項８１】 少なくとも一の統計的パラメータの
    少なくとも一の分布が前記測定配置から導出可能である
    請求項８０に記載の方法。
82. 【請求項８２】 前記第１の表面タイプの測定値は、
    測定されるボディについての第１のタイプの材料含有物
    に割当てられ、測定表面での前記第１のタイプの材料含
    有物の空間分布に対する統計的パラメータが決定される
    請求項７３に記載の方法。
83. 【請求項８３】 前記表面セクションと少なくとも３
    つの異なる測定配置との比較によって、前記第１の材料
    含有物の三次元的な形についての特徴的な測定値の導出
    が可能となる請求項８２に記載の方法。
84. 【請求項８４】 前記表面セクションと少なくとも３
    つの異なる測定配置との比較によって、前記第１の材料
    含有物の三次元的な位置についての特徴的な測定値の導
    出が可能となる請求項８２に記載の方法。
85. 【請求項８５】 少なくとも一の特徴的な外観パラメ
    ータが、特徴的な外観パラメータを決定するときに各表
    面タイプの唯一の測定値が考慮されるように、少なくと
    も一の表面タイプに対して決定される請求項８２に記載
    の方法。