JP2012215486A - 表面性状測定装置および表面性状総合評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡面に近い面の表面性状を、それぞれの製品あるいは業界に特有の感性に近い指標に基いて定量的且つ総合的に評価できるようにする。
【解決手段】コンピュータ制御にてディスプレイ１１に表示したチェックパターンを被測定面２１に投影して、反射像を撮影装置１２により撮影し、その画像データを収得してコンピュータ３でデータ処理するよう構成した鏡面計１を使用し、コンピュータ３に、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラストおよび白濁度といった複数の測定項目の算出ロジックを含むコンピュータソフト５を組み込んで、それら複数の測定項目を順次自動的に測定し、鏡面度を含む複数の測定項目を指標として表面性状を評価できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鏡面に近い平滑な面であることが要求されるステンレス鋼板等の金属や、セラミックス、フィルム、プラスチック、陶器、光沢紙等の製品表面、塗装面、メッキ面、研磨面や、製品の表面性状を左右する圧延ロール、金型等の加工機械あるいは加工器具の表面の表面性状を定量的に測定し総合的に評価するための表面性状測定装置および表面性状評価方法に関する。

鏡面に近い平滑な面の表面性状を測定するための装置としては、触針式で表面粗さ（微小凹凸の粗さ）を計測する表面粗さ計（略して、粗さ計ともいう。）や、正反射（鏡面反射）した受光量で光沢度を計測する鏡面光沢度計（略して、光沢計ともいう。）が従来から使用されている。

また、受光量のみによる測定ではなく、反射像を撮影して表面粗さや光沢度を計測する装置として、例えば、白黒パターンの光を測定対象面に対し斜めに所定角度で投射し、同じ角度で反対側へ反射（正反射）させて、そのパターン反射像をカメラで撮影し、画像信号をコンピュータでデータ処理することで、表面性状を非接触で定量的に測定するものが従来から知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

また、本出願人は、撮影したパターン反射像の輝度分布をプロット（パターンの一部分についてグラフ化）して、輝度波形の標準偏差（平均輝度からの輝度のばらつき）を求め、標準偏差によって、表面粗さ、表面反射率などを測定する表面性状測定の方法および装置を開発し、さらに、パターン反射像（虚像）の輝度値の標準偏差の、鏡面の場合の標準偏差（基準値）との相対値を「鏡面度」と定義し、輝度波形の矩形波の肩が狭まったり、エッジがだれていたりするのを鏡面度で見て、それにより、試料表面の写像性（パターンが正確に写るかどうか）を評価し、それに反射率等の他の諸々の情報を加えて、表面微小凹凸に起因する表面粗さや光沢度等の表面性状を定量的に評価する鏡面度評価の方法および装置を開発した（例えば、特許文献３、４参照。）。

鏡面度の測定では、カメラのピントはパターン反射像に合わせている。この場合、被測定面（測定対象物表面）を見ているのではなく、被測定面はあくまでミラーとして扱って、試料表面にパターンを写し、その写ったパターンの像にピントを合わせて見ている。

特開昭６１−７５２３６号公報 特開２００６−８４４５２号公報 特開２００１−９９６３２号公報 特開２００７−１５５７０９号公報

鏡面度は、鏡面に近い平滑な表面の表面性状を目視検査と同様の観点で定量的に評価するのに有効な指標である。しかし、表面性状の評価といっても、例えばステンレスの場合、建材の場合、フィルムの場合、高分子材料の場合等、業界が変わり、測定対象物である製品等の種類が変わると、評価の観点が微妙に変わってくる。目視検査では、業界ごとの特有の観点で表面性状を評価している。目視の場合、業界によって観点が違い、業界によっては、例えばうねりに対する評価とか、シャープネスに対する評価とかが検査の主たる観点として頭の中に無意識に入っていて、それが評価に大きく影響している。そして、目視検査で、例えば「面が悪い」といった場合でも、面がうねっているから悪いと感じたのか、輝きが鈍いから悪いと感じたのか、等々、具体的に何がどう悪いのかは明確でない。また、鏡面度による表面性状の評価は、総合的な評価ではあるが、その評価は測定対象物である製品等の種類や業界ごとの特有の観点での評価とは厳密には一致しない場合がある。また、鏡面度による表面性状の評価でも、具体的に何がどう良いのか悪いのかについてまでは必ずしも明確にならない。

本発明は、鏡面に近い平滑な面であることが要求されるステンレス鋼板等の金属や、セラミックス、フィルム、プラスチック、陶器、光沢紙等の製品表面、塗装面、メッキ面、研磨面や、製品の表面性状を左右する圧延ロール、金型等の加工機械あるいは加工器具の表面の表面性状を、それぞれの製品あるいは業界に特有の感性に近い指標に基いて定量的且つ総合的に評価することができる表面性状測定装置および表面性状評価方法を提供することを目的とする。

本発明の表面性状測定装置は、コンピュータ制御により液晶等のディスプレイに光学的明暗の２次元分布形状を示すチェックパターンを表示して測定対象物表面に投影する投影光学系と、投影されて測定対象物表面で反射したチェックパターンの虚像を撮像素子で撮影する撮像光学系とからなり、撮像素子で撮影したチェックパターンの画像データをコンピュータに収得してデータ処理することにより測定対象物表面の表面性状を測定する表面性状測定装置であって、鏡面度算出手段、鏡面度バラツキ算出手段、光沢度算出手段、シャープネス算出手段、うねり及び形状誤差算出手段、コントラスト算出手段、および白濁度算出手段の内の、鏡面度算出手段を含む複数の算出手段を備えることを特徴とする。

鏡面度算出手段は、鏡面度測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差を算出し、該標準偏差を所定の鏡面度評価基準値と比較して、該鏡面度評価基準値に対する相対値を、測定対象物表面の鏡面度として算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

鏡面度バラツキ算出手段は、測定対象物表面を複数区画に区分けして、区画ごとに鏡面度を算出し、区画ごとの鏡面度の標準偏差を、測定対象物表面の鏡面度バラツキとして算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

光沢度算出手段は、光沢度測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差と輝度値データの平均値を算出し、該標準偏差と平均値を足した値を、測定対象物表面の光沢度として算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

シャープネス算出手段は、シャープネス測定用のチェックパターン（例えば白地と黒地を半々に配置したチェックパターン、あるいは白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、例えばシグモイド関数を使用した非線形最小二乗法などによるフィッティング処理を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形のゲインの平均値を、測定対象物表面のシャープネス（写像性の指標）として算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

うねり及び形状誤差算出手段は、うねり及び形状誤差測定用のチェックパターン（例えば白地と黒地を半々に配置したチェックパターン、あるいは白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、例えばシグモイド関数を使用した非線形最小二乗法などによるフィッティング処理を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形の変曲点位置（中心位置）の標準偏差を、測定対象物表面のうねり又は形状誤差として算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

コントラスト算出手段は、コントラスト測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの輝度値データの最大値（Ｉmax）と最小値（Ｉmin）をもとめ、（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）の値を、測定対象物表面のコントラストとして算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

白濁度算出手段は、白濁度測定用のチェックパターン（例えば白地の中心部分に黒丸を配置したチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの平均値を算出し、該平均値を所定の白濁度評価基準値と比較して、該白濁度評価基準値に対する相対値を、測定対象物表面の白濁度として算出するようコンピュータに算出ロジックが組み込まれてなるものである。

この表面性状測定装置は、鏡面度算出手段、鏡面度バラツキ算出手段、光沢度算出手段、シャープネス算出手段、うねり及び形状誤差算出手段、コントラスト算出手段、および白濁度算出手段の全てを備えるものとするのが好ましい。

また、この表面性状測定装置は、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり及び形状誤差、コントラスト、および白濁度の内の、鏡面度を含む複数の測定項目について、自動的に順次算出を実行し、算出した全測定項目のデータを一覧表示する一覧表示手段を備えるものとするのが好ましい。

そして、本発明の表面性状総合評価方法は、上記構成の表面性状測定装置を使用して、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度の内の、鏡面度を含む複数の測定項目について算出し、算出したそれら複数の測定項目のデータに基く多指数解析により測定対象物表面の表面性状を総合的に評価することを特徴とする。

本発明の表面性状測定装置および表面性状総合評価方法は上記のとおりであって、これにより、鏡面に近い平滑な面について、表面性状に係る複数の測定項目を一台の装置で一度に測定することができ、それら複数の測定項目を指標として、いろいろな観点から表面性状を定量的且つ総合的に評価することができ、また、測定対象物に係るそれぞれの製品あるいは業界に特有の感性に近い指数を選んで表面性状を評価するができ、ステンレス鋼板等の金属や、セラミックス、フィルム、プラスチック、陶器、光沢紙等の製品表面、塗装面、メッキ面、研磨面や、製品の表面性状を左右する圧延ロール、金型等の加工機械あるいは加工器具の表面の表面性状の評価を、それぞれの製品あるいは業界における特有の感性での目視検査に近づけることができる。そして、自動的にチェックパターンの切り換え、投影ならびに画像データの収得および算出を実行し、算出した測定項目のデータを一覧表示することにより、測定現場にて直ちに表面性状を評価することができる。

本発明の表面性状測定装置は、コンピュータ制御により液晶等のディスプレイ画面でチェックパターンを形成するので、チェックパターンの切り換えが容易である。コンピュータ制御により液晶等のディスプレイ画面でチェックパターンを形成することによって初めて、複数の測定項目を簡便に一台の装置で一度に測定できる。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、鏡面に近い平滑な面であることが要求されるステンレス鋼板等の金属や、セラミックス、フィルム、プラスチック、陶器、光沢紙等の製品表面、塗装面、メッキ面、研磨面や、製品の表面性状を左右する圧延ロール、金型等の加工機械あるいは加工器具の表面の表面性状を、それぞれの製品あるいは業界に特有の感性に近い指標に基いて定量的且つ総合的に評価することができる。

本発明の実施形態に係る表面性状測定装置のシステム図である。 本発明の実施形態に係るチェックパターンの例を示すもので、（ａ）は白黒縞模様のチェックパターンを示す図、（ｂ）は白地の中心部分に黒丸を配置したチェックパターンを示す図、（ｃ）は白地と黒地を半々に配置したチェックパターンを示す図である。 本発明の実施形態に係るチェックパターン画像の輝度分布の例を示すもので、（ａ）は評価基準面に投影したチェックパターン画像の輝度分布の例を示す図、（ｂ）は測定対象物表面に投影したチェックパターン画像の輝度分布の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る表面性状測定装置の動作並びに表面性状総合評価方法の手順（一例）を示すフロー図である。

図１は本発明の実施形態に係る表面性状測定装置のシステム構成の一例を示している。図において、１は表面性状測定装置の装置本体を構成する鏡面計、２は測定対象物、３はコンピュータを示している。

鏡面計１は、コンピュータ３により制御可能なチェックパターンを表示し投影するディスプレイ１１と、チェックパターンの反射像を撮影する撮影装置（撮像素子）１２とからなり、それらが、光学的明暗の２次元分布形状を示す例えば白黒縞状等の任意のチェックパターンをディスプレイ１１に表示して、該チェックパターンを被測定面（測定対象物表面）２１に投影する投影光学系と、投影光学系により投影されて被測定面２１で反射したチェックパターンの虚像を撮影装置１２で撮影する撮像光学系を構成している。

ディスプレイ１１は、例えば液晶ディスプレイである。その他、プラズマ、有機・無機ＥＬ等のディスプレイであってもよい。

ディスプレイ１１により形成するチェックパターンは、コンピューター３の操作により自在に設定でき、例えば図２の（ａ）に示すような白黒縞状のチェックパターン、図２の（ｂ）に示すような、白地の中心部分に黒丸（丸以外の形状であってもよい）を配置したチェックパターン、図２の（ｃ）に示すような、白地と黒地を半々に配置したチェックパターン、その他、任意の態様に設定でき、切り換えも簡単に行える。

撮影装置１２は、撮像素子として例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ、デジタルカメラ等のエリアイメージセンサを備えたものである。撮像素子の焦点は、被測定面２１で反射するチェックパターンが像を結ぶ虚像面４の位置に合わせる。その焦点合わせは、撮像素子の焦点距離は固定しておいて、鏡面計１の位置（高さ）か、測定対象物２を載せる台の高さのいずれかまたは両方を調整することで行う。

そして、鏡面計１とコンピュータ３とで表面性状測定装置が構成されている。この表面性状測定装置を使用して、コンピュータ制御により、ディスプレイ１１に光学的明暗の２次元分布形状を示すチェックパターンを表示し、ディスプレイ１１自体が光源となってチェックパターンを被測定面２１に斜めに投影して、被測定面２１に写ったチェックパターンを撮影装置１２により撮影し（ハーフミラーを使用して、チェックパターンをハーフミラーで反射させて被測定面２１に略垂直に投影し、ハーフミラーを透過させて撮影するよう構成することもできる。）、撮影したチェックパターンの画像データを収得してコンピュータ３でデータ処理し、鏡面に近い平滑な面の表面性状を測定する。

白黒縞模様のチェックパターンを鏡面である評価基準面に投影したときのチェックパターン画像の輝度分布は、例えば図３の（ａ）に示すように矩形波の形状を示すものとなる。それに対し、同じ白黒縞模様のチェックパターンを通常の製品等の表面に投影したときのチェックパターン画像の輝度分布は、例えば図３の（ｂ）に示すように、立ち上がり及び立ち下がりの形状が矩形波に比して崩れるとともに、振幅が小さいものとなる。

測定対象物は、例えば、ステンレス鋼板等の金属や、セラミックス、フィルム、プラスチック、陶器、光沢紙等の製品表面、塗装面、メッキ面、研磨面や、製品（例えば平面・円筒・複雑形状製品）の表面性状を左右する圧延ロール、金型等の加工機械あるいは加工器具である。

この実施形態では、鏡面計１とコンピュータ３とからなる表面性状測定装置を使用し、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度を測定項目として、各測定項目を一台の装置で自動的に順次測定し、それら複数の測定項目を指標として、表面性状を定量的且つ総合的に評価する。コンピュータ３は、鏡面度算出ロジック、鏡面度バラツキ算出ロジック、光沢度算出ロジック、シャープネス算出ロジック、うねり及び形状誤差算出ロジック、コントラスト算出ロジック、および白濁度算出ロジックのそれぞれの処理手順を含むコンピュータソフト５が組み込まれ、制御部が、鏡面度算出手段、鏡面度バラツキ算出手段、光沢度算出手段、シャープネス算出手段、うねり及び形状誤差算出手段、コントラスト算出手段、および白濁度算出手段として機能するよう構成されている。

この実施形態における表面性状の測定および評価の手順（フロー）は、例えば図４に示すとおりである（一例であって、これに限定されるものではない。）。

まず、初期設定として、各測定項目の測定に使用するチェックパターンをコンピュータにより設定し、コンピュータ内蔵のメモリーに記憶する。例えば、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、およびコントラストの測定用（シャープネスの測定、うねり又は形状誤差の測定に使用する場合もある。）として、図２の（ａ）に示す白黒縞状のチェックパターンを設定・記憶し、白濁度測定用として、図２の（ｂ）に示す白地の中心部分に黒丸を配置したチェックパターンを設定・記憶し、シャープネス、うねり又は形状誤差の測定用として、図２の（ｃ）に示す白地と黒地を半々に配置したチェックパターンを設定・記憶する。なお、チェックパターンは、各測定項目毎に異なるものとしてもよい。

そして、鏡面度および白濁度測定の基準面（評価基準面）とする評価基準物の表面に、各チェックパターンを投影し、チェックパターン毎に、基準面（評価基準面）に写ったチェックパターンを撮影してチェックパターンの画像データを収得する。

また、測定対象物表面（被測定面）に、各チェックパターンを投影し、チェックパターン毎に、被測定面に写ったチェックパターンを撮影してチェックパターンの画像データを収得する。

そして、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、白濁度の順に、順次各測定項目の算出を実行する。

鏡面度の算出では、鏡面度測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差（例えば図３の（ｂ）における（Ｈ−Ｌ）／２の値に相当）を算出し、該標準偏差を、鏡面度評価基準値（評価基準面の場合の標準偏差で、例えば図３の（ａ）における（Ｈ−Ｌ）／２の値に相当）と比較して、該鏡面度評価基準値に対する相対値（例えば基準値を１０００としたときの相対値）を、測定対象物表面の「鏡面度」として算出する。

鏡面度バラツキの算出では、測定対象物表面を複数区画に区分けして、区画ごとに上記手順で鏡面度を算出する。そして、区画ごとの鏡面度の標準偏差を、測定対象物表面の「鏡面度バラツキ」として算出する。

光沢度の算出では、光沢度測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差（例えば図３の（ｂ）における（Ｈ−Ｌ）／２の値に相当）と輝度値の平均値（例えば図３の（ｂ）におけるａの値に相当）を算出し、該標準偏差と平均値を足した値を、測定対象物表面の「光沢度」として算出する。

なお、本発明における光沢度は、従来の光沢度計（鏡面反射の受光量で光沢度を計測する鏡面光沢度計）で計測する光沢度に近いが、従来の光沢度計で計測した光沢度とは一致しない場合もある。従来の定義による光沢度と区別する必要がある場合、本発明における「光沢度」は、例えば「光沢感」と言い換えてもよい。

シャープネスの算出では、シャープネス測定用のチェックパターン（例えば白地と黒地を半々に配置したチェックパターン、あるいは白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、例えば下記数１に示すシグモイド関数を使用した非線形最小二乗法によるフィッティング処理（他の方法によるフィッティング処理であってもよい。）を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形のゲインａの平均値を、測定対象物表面の「シャープネス」として算出する。

正反射（鏡面反射）するときに、表面に凹凸による傾斜角の分布があると、完全な正反射とならないで、ぶれた方向に反射する。そのため、輝度波形の暗いところから明るいところへいく立ち上がりのエッジがだれる。シャープネスというのは、その輝度波形の暗いところから明るいところへいく立ち上がりのエッジや明るいところから暗いところへの立ち下がりのエッジの部分が、いかに鋭く変化しているかという、エッジの鋭さを評価する指標である。本発明では、例えばシグモイド関数を、輝度波形の暗いところから明るいところへいく立ち上がりのところや、明るいところから暗いところへの立ち下がりのところの波形に近似させるフィッテイング処理をして、そのときの関数の一つのパラメータであるゲインａの平均値でもってシャープネスを定義しているのである。

うねり又は形状誤差の算出では、うねり及び形状誤差測定用のチェックパターン（シャープネスの場合と同様の例えば白地と黒地を半々に配置したチェックパターン、あるいは白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、例えばシグモイド関数を使用した非線形最小二乗法によるフィッティング処理を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形の中心位置（変曲点位置）の標準偏差を、測定対象物表面の「うねり又は形状誤差」として算出する。その場合、輝度波形の中心位置（変曲点位置）データを使用することにより、最大うねり、算術平均うねりも算出できる。

輝度波形の暗いところから明るいところへいく立ち上がりのところや、明るいところから暗いところへの立ち下がりのエッジのところに例えばシグモイド関数をフィッティングして当てはめたときに、その立ち上がりのところや、立ち下がりのところの、中心位置（変曲点位置）を結ぶ線が、画像上、真直ぐな直線であるか、だらだらとうねっているかというのがこれで判定できる。真直ぐな直線であるということは、被測定面がフラットであるということであり、だらだらとうねっているということは被測定面がフラットでないということである。

コントラストの算出では、コントラスト測定用のチェックパターン（例えば白黒縞模様のチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの輝度値データの最大値（Ｉmax）と最小値（Ｉmin）をもとめ、下記数２に示す算出式により「コントラスト」を算出する。

コントラストは、ＩmaxとＩminの差（輝度波形の振幅）を、ＩmaxとＩminの和（平均的な明るさの２倍）で割って、無次元化したもので、反射率が高いか低いかに依存しない評価が可能である。

白濁度の算出では、白濁度測定用のチェックパターン（例えば白地の中心部分に黒丸を配置したチェックパターン）を測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの平均値を算出し、該平均値を白濁度評価基準値（評価基準面の場合の平均値）と比較して、該白濁度評価基準値に対する相対値を、測定対象物表面の「白濁度」として算出する。

白濁度は、加工痕等の傷に起因する測定対象物表面の白濁度合である。表面に傷等があると、反射光の殆どは正反射して撮像素子に入ってくるが、傷面の傾斜角によっては、周辺からの光が撮像素子に入ってきて、傷のあるところが全体にボーと明るくなる。それが白濁で、その白濁の度合を白濁度として測るのである。例えば白地の中心部分に黒丸を配置したチェックパターンを使用した場合、測定対象物表面２１に白濁の要因となるような傷があると、チェックパターンの黒丸の部分が投影される位置では、正反射する光よりも、周りから入ってくる光の乱反射の影響が強くなり、画像の中心部に位置する黒丸の中央部分で計測した輝度値が、評価基準面（鏡面）の場合の輝度値よりも全体に高くなり、その差が顕著に現れる。その輝度値の平均値を比較することで、白濁の度合の定量的な評価を行うことができる。

なお、算出の順序はこれに限定されるものではなく、任意の順序に変更可能である。また、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度の全てを測定することは必ずしも必要でない。必要に応じて鏡面度を含む複数の測定項目を測定すればよい。

そして、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度の内の、鏡面度を含む複数の測定項目（好ましくはこれら測定項目の全て）の算出したデータを、コンピュータ３のディスプレイ画面に表示し、また、コンピュータ３に接続したプリンター（図示せず）にて出力可能とする。この算出データの画面表示およびプリント出力は、項目毎の表示とすることもでき、全項目の一覧表示とすることもできるようにする。

そして、この画面表示あるいはプリント出力に基いて、測定対象物の表面性状を総合的に評価する。

以上、実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態が可能である。

測定項目は、鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、白濁度以外にも、適宜付け加えることができ、入れ換えることもできる。

１ 鏡面計
１１ ディスプレイ
１２ 撮影装置
２ 測定対象物
２１ 被測定面（測定対象物表面）
３ コンピュータ
４ 虚像面
５ コンピュータソフト

Claims (4)

1. コンピュータ制御によりディスプレイにチェックパターンを表示して測定対象物表面に投影する投影光学系と、投影されて測定対象物表面で反射したチェックパターンの虚像を撮像素子で撮影する撮像光学系とからなり、前記撮像素子で撮影したチェックパターンの画像データをコンピュータに収得してデータ処理することにより測定対象物表面の表面性状を測定する表面性状測定装置であって、
   鏡面度測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差を算出し、該標準偏差を所定の鏡面度評価基準値と比較して、該鏡面度評価基準値に対する相対値を、測定対象物表面の鏡面度として算出する鏡面度算出手段と、
   測定対象物表面を複数区画に区分けして、区画ごとに前記鏡面度を算出し、区画ごとの鏡面度の標準偏差を、測定対象物表面の鏡面度バラツキとして算出する鏡面度バラツキ算出手段と、
   光沢度測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの振幅に対する標準偏差と輝度値データの平均値を算出し、該標準偏差と平均値を足した値を、測定対象物表面の光沢度として算出する光沢度算出手段と、
   シャープネス測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、フィッティング処理を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形のゲインの平均値を、測定対象物表面のシャープネスとして算出するシャープネス算出手段と、
   うねり及び形状誤差測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像の画素毎の明暗境界部の輝度波形に対して、フィッティング処理を行い、該フィッティング処理にて算出した輝度波形の変曲点位置の標準偏差を、測定対象物表面のうねり又は形状誤差として算出するうねり及び形状誤差算出手段と、
   コントラスト測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの輝度値データの最大値（Ｉmax）と最小値（Ｉmin）をもとめ、（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）の値を、測定対象物表面のコントラストとして算出するコントラスト算出手段と、
   白濁度測定用のチェックパターンを測定対象物表面に投影して収得したチェックパターン画像から、輝度値データの平均値を算出し、該平均値を所定の白濁度評価基準値と比較して、該白濁度評価基準値に対する相対値を、測定対象物表面の白濁度として算出する白濁度算出手段の内の、鏡面度算出手段を含む少なくとも三つの算出手段を備えることを特徴とする表面性状測定装置。
2. 前記鏡面度算出手段、鏡面度バラツキ算出手段、光沢度算出手段、シャープネス算出手段、うねり及び形状誤差算出手段、コントラスト算出手段、および白濁度算出手段の全てを備えることを特徴とする請求項１記載の表面性状測定装置。
3. 前記鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度の内の、鏡面度を含む複数の測定項目について、自動的に順次算出を実行し、算出した全測定項目のデータを一覧表示する一覧表示手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の表面性状測定装置。
4. 請求項１、２または３記載の表面性状測定装置を使用して、前記鏡面度、鏡面度バラツキ、光沢度、シャープネス、うねり又は形状誤差、コントラスト、および白濁度の内の、鏡面度を含む複数の測定項目について算出を実行し、算出したそれら複数の測定項目のデータに基く多指数解析により測定対象物表面の表面性状を総合的に評価することを特徴とする表面性状総合評価方法。

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