JP2982472B2 - 塗装面性状測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のボディー等の
塗装面の鮮映性を定量的に測定する塗装面性状測定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のボディー等の塗装面の性
状の検査は、例えば、天井の蛍光灯を塗装面に反射させ
作業者がその蛍光灯の端線のゆがみ具合を見て、あるい
は作業者がＰＧＤ計と呼ばれる測定器を覗きこんで塗装
面の鮮映性（塗膜表面の凹凸の程度）を評価していた。
しかし、この方法では塗装面の鮮映性を定量的に測定す
ることができない。

【０００３】そこで、塗装面の鮮映性を定量的に測定す
る方法として、ストライプパターンを塗装面に照射しそ
の反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映性を測定する方
法が考案されている。この測定原理は、例えば図８に示
すように、光源３０からの光をストライプ格子４（例え
ばストライプパターンが印刷されたガラス板）に通して
ストライプパターンを塗装面１に照射しその反射光をＣ
ＣＤカメラ３１でとらえてストライプ像の乱れを観測し
評価するというものであり、塗装面１の鮮映性が悪いほ
どＣＣＤカメラ３１でとらえられる塗装面１上のストラ
イプ像が大きく変形することを利用したものである。

【０００４】一般に測定の精度を上げるには感度を上げ
るとよいが、図８に示す光学系の場合、その感度（塗装
面の凹凸に対するストライプ像の偏位の大きさ）を上げ
るためには光学的にみてストライプ格子４と塗装面１と
の距離ａまたは塗装面１とＣＣＤカメラ３１との距離ｂ
を長くとらなければならない。実際上は、後者の距離ｂ
を長くするとＣＣＤカメラ３１でとらえる像が小さくな
り系の解像度が悪くなるので、距離ａの方を長くとるこ
とになる。しかし、感度を上げるために距離ａを長くす
れば装置自体が大きくなってしまう。

【０００５】また、特開昭６３−１８２１０号公報に
は、図９に示すように、ストライプ格子４と塗装面１と
の間に凸レンズ５を配置した光学系を有する装置が開示
されている。

【０００６】このような光学系では、塗装面１に照射さ
れる光にむらがあるとＣＣＤカメラ３１でとらえる像に
むらが生じて鮮映性の解析処理が困難になるので、むら
のない光源（理想は面発光光源）を作ることが必要であ
る。このようなむらのない光源を作るための一方法とし
て、従来は、例えば図１０に示すように、光源３０を反
射鏡３０ａの焦点に電球３０ｂを置いて平行光線を発す
るようにしたスポット型の光源として構成し、この光源
３０とストライプ格子４との間に多くの方向に入射光を
拡散透過させる拡散板３２（例えばオパールガラス）を
配置していた。

【０００７】そして以上のような光学系は、通常、例え
ば図９に示すように光の出入口としての開口３３をもつ
ケーシング３４内に収納されている。このような装置に
おいては、実際の測定は装置を直接塗装面１に接触させ
た状態で行われる。さらに、例えば図１１に示すように
開口をもつケーシング３５に単なる棒状の足３６を取り
付けた構造の測定装置もある。この場合には装置を塗装
面から離した状態で測定することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の塗装面性状測定装置には以下に述べるように
光学系および構造の面でいろいろな問題がある。

【０００９】まず光学系の面から見ていく。一般に鮮映
性は三種類の質感、すなわち平滑感（ゆず肌）、肉持感
（ちりちり感）、光沢感（つや感）で構成され、これら
は塗装表面のうねりの大きさに対応している（平滑感は
１mm以上、肉持感は０．２〜１mm、光沢感は０．２mm以
下）。ところが、従来の装置の光学系ではこれら三種類
の質感を同時に測定することができない。というのは、
肉持感や光沢感に対応する小さなうねりを測定するには
うねりの大きさが小さいため受光レンズ３１ａの焦点を
塗装面１に合わせる必要があり、一方で平滑感に対応す
る大きなうねりを測定するにはストライプ格子４に焦点
を合わせた方が見やすくなるため、これらを同時に測定
するためにはストライプ格子４と塗装面１の両方にピン
ト合わせすることが必要である。しかし、従来の光学系
では被写界深度（焦点を合わせた被写体面の前後で鮮明
な結像が得られる範囲）がそれほど大きくないためスト
ライプ格子４と塗装面１の両方に焦点合わせすることが
できないからである。その結果、従来の装置では、受光
レンズ３１ａを可動式にしたりまたは可変焦点レンズに
したりしてストライプ格子４と塗装面１に別々に順次焦
点を合わせるようにするか、あるいはあえてストライプ
格子４と塗装面１の中間に焦点を合わせるようにするし
かない。ただ、後者の場合は像がぼけてしまうため測定
精度の点ではかなり問題がある。

【００１０】また、従来の装置の光学系では感度の向上
にも一定の限界がある。すなわち、前述のように感度は
ストライプ格子４を塗装面１から遠くに離せば離すほど
良くなるが、従来の光学系では、ストライプ格子４と塗
装面１との間に凸レンズ５を配置した構成にしているも
のの、前述のように被写界深度があまり大きくないため
鮮明な像は得られない。したがって、感度の向上には一
定の限界がある。

【００１１】さらに、従来の装置の光学系では、むらの
ない光源を得るため光源３０とストライプ格子４との間
に拡散板３２を配置しているが、一般に拡散板には光を
直進させる作用がほとんどないためストライプ格子４に
照射される光軸方向の光量が大幅に減少してしまう。そ
のため、測定に必要な光量（明るさ）を確保するために
は光源の容量をかなり大きくしなければならず、装置の
小型化や省エネ化のほか発熱対策の点でも好ましくな
い。

【００１２】次に構造の面を見てみると、従来の装置は
通常開口３３をもつケーシング３４内に前記光学系を収
納した構造をしているが、このような構造では、迷光に
よる影響をできるため少なくするため開口３３から外部
の光が入らないようにする必要があり、そのため実際の
測定は前述のように装置を直接塗装面１に接触させた状
態で行わざるを得ない。したがって、塗装面１が曲面の
ため開口３３を十分に塞ぐことができない場合には、外
乱光による影響を受けて塗装面１の性状を測定できない
場合がありうる。また、このように装置を塗装面１から
離して測定できないことは、ロボットによる測定の実現
を困難にしている。

【００１３】図１１に示すような棒状の足３６を備えた
装置についても、外乱光による影響の点を除いて考えて
も、ケーシング３５内の光学系の配置や足３６の長さは
通常塗装面１が平面の場合を想定してセッティングされ
ているので（図１１（Ａ）参照）、曲面の塗装面１′の
場合には光軸がずれてしまって塗装面１′の性状を測定
できない場合がありうる（図１１（Ｂ）参照）。

【００１４】また、図９に示す従来の構造の装置では、
開口３３から中に塵等が入り装置の性能を劣化させる虞
があるため、取扱いに注意を要し、雰囲気が悪い場所で
の使用が制限される場合がある。これを回避するため、
図１２に示すように開口３３に透明ガラス３７等を取り
付けて装置それ自体を密閉構造にすることも考えられる
が、この装置のように直接塗装面１に接触させて測定す
るタイプの場合には、ストライプパターンがガラス表面
と塗装面の両方で反射され、これら両反射光がともにＣ
ＣＤカメラ３１にとらえられるので、像がダブって測定
できなくなってしまう。

【００１５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、塗装面における三種類の質
感を同時に測定することができ、しかも感度を向上させ
ることができ、さらに塗装面から離して測定することが
できる小型軽量の塗装面性状測定装置を提供することを
目的とする。

【００１６】また、本発明は、外乱光や雰囲気に影響さ
れず、しかも塗装面が曲面であっても測定することがで
きる小型軽量の塗装面性状測定装置を提供することを目
的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、ストライプパターンを塗装面に照射しそ
の反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映性を測定する塗
装面性状測定装置において、光の回折限界近傍まで絞ら
れた絞りを含む光学系を有することを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、ストライプパターンを塗
装面に照射しその反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映
性を測定する塗装面性状測定装置において、光源とスト
ライプ格子との間に半拡散板が配置され、かつ、前記ス
トライプ格子と前記塗装面との間に凸レンズを配置して
前記ストライプ格子を前記塗装面から疑似的に無限遠ま
で離した光学系を有することを特徴とする。

【００１９】さらに、本発明は、ストライプパターンを
塗装面に照射しその反射光の乱れを観測して塗装面の鮮
映性を測定する塗装面性状測定装置において、開口をも
つケーシング内に、投光側に光源、半拡散板、ストライ
プ格子および凸レンズを、また受光側に受光レンズ、光
の回折限界近傍まで絞られた絞りおよびＣＣＤ素子を順
にそれぞれ光軸を基準として配列するとともに、前記開
口に密閉用の透明板を取り付け、さらに前記ケーシング
にこれを塗装面から離してセッティングするための伸縮
可能でかつ旋回自在の自由足を取り付けてなることを特
徴とする。

【００２０】

【作用】このように構成された塗装面性状測定装置の作
用は次の通りである。なお、図１は本発明による光学系
を示す構成図である。本発明では、絞り８は光の回折限
界近傍まで絞られて口径が非常に小さいため、この絞り
８によってぼけの原因となる結像に望ましくない光束は
すべて制限される。その結果、焦点を合わせた被写体面
の前後どこでも結像として鮮明にとらえることができる
ようになり、被写界深度が飛躍的に大きくなる。なお、
絞り８を回折限界以下に絞らないのは回折現象による解
像度の低下を防ぐためである。

【００２１】図１の光学系において、光源２からの光は
半拡散板３により光むらが解消されてストライプ格子４
に投光される。そしてストライプ格子４を通過したむら
のないストライプパターンの光は凸レンズ５を通って塗
装面１に照射され、その反射光は受光レンズ７で集光さ
れた後絞り８で望ましくない光が遮光され、絞り８を通
過した光だけがＣＣＤ素子９にとらえられて結像され
る。なお、受光レンズ７、絞り８およびＣＣＤ素子９は
ＣＣＤカメラ６を構成している。

【００２２】このとき、絞り８によって上記のように被
写界深度が著しく増大するので、被写体の位置がどこで
あろうとピントが合うことになり、受光レンズ７を移動
させたりその焦点距離を変えたりすることなくストライ
プ格子４と塗装面１の両方にピントを合わせることがで
きる。これにより塗装面１のうねりの大小を同時に測定
することができるようになる。また、被写界深度が極め
て大きくピントがどこにでも合うため、凸レンズ５との
関係においてストライプ格子４を任意の適当な位置に置
くことができ、ストライプ格子４を塗装面１から疑似的
に無限遠以上に離すことができる。これにより感度をさ
らに上げることができるようになる。さらに、絞り８は
回折限界程度の非常に小さい口径を有するので、外乱光
もほとんど遮断され、その結果測定が外乱光による影響
を受けることはなくなる。これにより装置を塗装面１か
ら離しての測定が可能になる。

【００２３】また、半拡散板３は小さな散乱角の範囲内
で入射光を拡散透過させるものであり拡散板と違って光
を直進させる作用をある程度有するため、ストライプ格
子４に照射される光軸方向の光量の減少は比較的小さく
てすむ。それゆえ従来より小さな容量の光源２で測定に
必要な明るさを確保することができ、これにより装置の
小型化や省エネ化を図ることができる。また、ストライ
プ格子４と塗装面１との間に凸レンズ５を配置してスト
ライプ格子４を塗装面１から疑似的（光学的）に無限遠
まで離したので、光学的にみて系の感度および拡大率
（塗装面１上に拡大されるストライプ像の大きさの割
合）が向上する。そのため、実際にストライプ格子４と
塗装面１との距離を長くとらなくても十分な感度と解像
度を得ることができ、装置をさらに小型化することがで
きる。

【００２４】さらに、本発明では、ケーシングに取り付
けられた伸縮可能でかつ旋回自在の自由足によって装置
を塗装面１から離してセッティングすることができ、し
かも足が伸縮可能でかつ旋回自在であるため塗装面が曲
面であっても対応することができる。このように装置を
塗装面１から離してセッティングしても、上記のように
絞り８によって外乱光の影響が防止されるので非接触の
測定が可能である。また、光路となるケーシングの開口
に取り付けられた透明板によって密閉構造が形成される
ので、塵等による装置の性能低下を防ぐことができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２は本発明による塗装面性状測定装置
の一例を示す構造図で、同図（Ａ）は主にその内部構造
を示す正面図、同図（Ｂ）はその底面図である。なお、
図１と共通の部分には同じ符号を付している。

【００２６】この塗装面性状測定装置２５は小型軽量の
ハンディータイプの測定ヘッドであって、光の出入口と
なる開口１２をもつケーシング１１を備えている。この
ケーシング１１内には、投光側に光源２、半拡散板３、
ストライプ格子４、鏡１０および凸レンズ５が、また受
光側にはＣＣＤカメラ６を構成する受光レンズ７、絞り
８およびＣＣＤ素子９が順にそれぞれ光軸を基準として
配列収納されている。光源２はハロゲン電球２ａと反射
鏡２ｂで構成され、またストライプ格子４は例えばスト
ライプパターンが印刷されたガラス板からなっている。
こうして、投光側からストライプパターンが塗装面１に
照射されその反射光が受光側のＣＣＤカメラ６によって
撮像されるようになっている。なお、ＣＣＤカメラ６で
撮像された反射ストライプパターンは内蔵モニター１３
の画面に表示されるとともに外部コネクター１４を介し
て図示しない鮮映性を数値化し記録する演算処理装置等
に出力されるようになっている。一方、ケーシング１１
の開口１２は透明板たる透明ガラス１５で密閉され、ま
たケーシング１１の底面にはそれぞれ伸縮自在で先端が
旋回自在の四本の自由足１６が取り付けられている。

【００２７】概略以上のような構造をもつ本測定ヘッド
２５の各構成要素の詳細について以下に順に説明する。
まず、本測定ヘッド２５の光学系から説明すると、本発
明の最大の特徴は受光側の絞り８にある。この絞り８
は、光の回折限界近傍まで絞られた直径０．２〜０．３
mm程度のピンホール絞りであって、同じＣＣＤカメラ６
内の受光レンズ７とＣＣＤ素子９との間に配置されてい
る。前述したように、この非常に小さい絞り８によっ
て、結像がぼける原因となる望ましくない光束がすべて
遮光されるため、焦点を合わせた被写体面の前後どこで
も結像として鮮明にとらえることができるようになり、
被写界深度が飛躍的に大きくなる。そしてこの絞り８に
よる被写界深度の飛躍的増大によって、被写体の位置が
どこであろうとピントが合うようになり、受光レンズ７
を移動させたりその焦点距離を変えたりすることなくス
トライプ格子４と塗装面１の両方にピントを合わせるこ
とができるようになる。その結果、塗装面１のうねりの
大小に対応する鮮映性の三質感（平滑感、肉持感、光沢
感）を同時に精度良く測定することができるようにな
る。この他、絞り８により被写界深度が著しく増大した
ことで、再度後述するが、感度のさらなる向上および感
度の調節が可能になり、また測定ヘッド２５を塗装面１
から離しての非接触の測定が可能になる。なお、ピンホ
ール８の直径を回折限界以下に小さくすると回折現象に
よって解像度が低下するため、好ましくない。

【００２８】次に投光側の光学系について説明する。こ
の光学系に含まれる凸レンズ５は感度を上げるためスト
ライプ格子４を疑似的にできるだけ遠くに置くようにす
るためのものであって、この凸レンズ５を入れることに
よってストライプ格子４を無限遠にあるように見せかけ
ることが可能になり、感度を上げつつ装置２５を小型化
できるようになっている。さらに、前述のように絞り８
によって被写界深度が極めて大きくピントがどこにでも
合うため、凸レンズ５との関係においてストライプ格子
４を任意の適当な位置に置くことができ、ストライプ格
子４の位置を適当に調節すれば人間にはぼけて見えない
けれどもストライプ格子４を塗装面１から疑似的に無限
遠以上に離すことが可能になる。これによって感度がさ
らに一層向上する。また、本実施例では、鏡１０を設け
て光路をかせぎ、より一層装置の小型化を図っている。

【００２９】また、本実施例では、光源２について、図
３に示すように、従来の場合と違ってハロゲン電球２ａ
を反射鏡２ｂの焦点よりも若干遠くに配置し、光がいっ
たん集光した後広がる集光型の光源を構成している。こ
れは、塗装面１は通常曲面であるため、従来の平行光線
を発するスポット型の光源では照射面の端が中心部に比
べて暗くなりがちであるため、照射面の端の光量を増加
させて曲面に対してより安定した明るさを確保するため
である。この集光型光源２の配光角はたとえば４０°以
上であり、スポット型のもの（配光角０〜１０°）に比
べ大きくなっている。

【００３０】光むらを解消させるための半拡散板３は、
従来使用していた拡散板と違って小さな散乱角の範囲内
で入射光を拡散透過させるもので、例えばすりガラスや
ピントガラス等を使用する。この半拡散板３は、図３に
示すように、光源２からの光の集光点Ｃの手前に配置す
る。拡散板と半拡散板との光軸上での光透過率を比較す
ると、拡散板で約４５％、半拡散板で約８５％（ともに
実測値）である。このように、半拡散板は拡散板と異な
り光を直進させる作用をある程度有するため、ストライ
プ格子４に照射される光軸方向の光量の減少は比較的小
さくてすむ。そのため、半拡散板３を用いることによっ
て従来より小さな容量の光源２で測定に必要な明るさを
確保することができる。また、本実施例では三枚の半拡
散板３を使用してむらを十分になくすようにしている。
このように適当な枚数の半拡散板３を使用することによ
り、光量を確保しつつむらのない光をストライプ格子４
に照射することができる。

【００３１】次にこの測定ヘッド２５の構造について説
明すると、まず、光の出入口としてのケーシング１１の
開口１２に透明ガラス１５が取り付けられ、測定ヘッド
２５自体が密閉構造になっている。これにより、塵等が
測定ヘッド２５内部に侵入して光学系を汚染し装置の性
能低下をきたすことが防止される。なお、このとき、測
定ヘッド２５は自由足１６により塗装面１から離れた位
置に支持されるため、図４に示すようにガラス面からの
反射光はＣＣＤカメラ６に入射しない。そのため、開口
１２を透明ガラス１５で塞いでも測定は可能である。こ
の他、直接塗装面１に接触させて測定するタイプの装置
の場合には、図示しないが、ガラス面が光軸に対して直
角になるようガラスを逆Ｖ字形に配置して密閉すれば、
結像に望ましくないガラス面での反射はなくなるため、
ガラスで密閉しても測定することができる。

【００３２】また、測定ヘッド２５の底面には四本の自
由足１６が取り付けられている。この自由足１６の一例
を図５に示す。この自由足１６は、先端がボールジョイ
ント１７の旋回自在のスイベル式の足先で、しかも脚部
がばね１８内蔵の伸縮自在の構造をもっている。先端部
１７にはフェルト１９が取り付けられており、測定時に
塗装面１を傷つけないように配慮している。また、ばね
１８は測定ヘッド２５を塗装面１の上に置いだけでは縮
まず、ヘッド２５の自重より大きな力が加わったとき、
すなわち押したときに縮むようなばね定数を有してい
る。このように自由足１６は足先が旋回自在のスイベル
式でしかも脚部が押すと縮む伸縮自在のものであるた
め、塗装面１が曲面であっても足先の向きと脚部の長さ
を適当に調節することにより塗装面１からの反射光を常
にＣＣＤカメラ６でとらえることができる。なお、この
ように足１６を設けることで測定に際しヘッド２５を塗
装面１から離すことができるが、前述のようにＣＣＤカ
メラ６内の絞り８は回折限界程度と非常に小さいので、
開口１２からの外乱光は絞り８によりほとんど遮断さ
れ、外乱光による影響はなくなり、したがって測定ヘッ
ド２５を塗装面１から離して測定することが可能にな
る。

【００３３】さらに、本実施例では、操作スイッチ取付
基板２０にタイマー回路が組み込まれており、一定時間
操作スイッチが操作されないと自動的に光源２やＣＣＤ
カメラ６、モニター１３等の内部機器への電源供給が切
れ、操作スイッチが操作されると直ちに電源が入るよう
になっている。

【００３４】なお、本発明によれば、前述のように、絞
り８によって被写界深度が飛躍的に増大しピントがどこ
にでも合うようになるため、塗装面１の性状に応じて感
度を可変にすることが可能になる。すなわち、測定精度
を上げるため一般に感度はなうべく大きく設定するが、
塗装面１がたいへん乱れている場合（長波成分が多い場
合）には、図１３に示すようにＣＣＤカメラ６でとらえ
られるストライプ像が大きく乱れて隣のストライプどう
しがくっついてしまい、画像解析が極めて困難になる場
合がある。そこで、塗装面１の凹凸に長波成分が多い場
合には感度を下げてストライプ像の乱れを抑制する一
方、短波・中波成分が多い場合には感度を上げてストラ
イプ像の乱れを強調しうるようにすることが望ましい。
このような感度調節を実現する方法としては、例えば、
第一に、ストライプ格子４を可動式にしてこれを光軸に
沿って移動させうるようにすること、第二に、凸レンズ
５のほかに図示しないもう一枚の出し入れ自在の補助凸
レンズをストライプ格子４と塗装面１との間に配置し、
補助凸レンズの出し入れにより焦点距離を切り換えうる
ようにすること等が考えられる。そして、どちらの方法
においても、ＣＣＤカメラ６でとらえた画像を判定し
て、長波成分が多いときにはストライプ格子４を凸レン
ズ５に近づく方向に移動させあるいは補助凸レンズを出
す方向に動かし、また短波・中波成分が多いときにはス
トライプ格子４を凸レンズ５から遠ざかる方向に移動さ
せあるいは補助凸レンズを入れる方向に動かして、塗装
面１の性状に応じて自動的に感度調節を行いうるように
することも可能である。

【００３５】最後に、この測定ヘッド２５を用いて実際
に塗装面１の鮮映性を測定した実測例を図６および図７
に示す。図６は実車の各部位の塗装面の実測例、図７は
肌見本の実測例である。ここで、写真の反射ストライプ
パターンは測定ヘッド２５に付いているモニター１３の
画面および図示しない外部の小型ビデオプリンターに出
力された画像であり、図中の三つの数値は、ＰＧＤ値が
従来のＰＧＤ計相当の数値で平滑感（ゆず肌）を表すも
の、肉持感が肉持感（ちりちり感）を表す数値、光沢感
が光沢（つや感、コントラスト）を表す数値である。

【００３６】このように、本実施例によれば、ＣＣＤカ
メラ６の絞り８を光の回折限界近傍まで絞って被写界深
度を飛躍的に大きくしたので、被写体の位置がどこであ
ろうとピントが合うようになり、受光レンズ７を移動さ
せたりその焦点距離を変えたりすることなくストライプ
格子４と塗装面１の両方にピントを合わせることができ
る。したがって、塗装面１のうねりの大小、つまり鮮映
性の三質感を同時に測定することが可能になる。

【００３７】また、本実施例では、上記のように被写界
深度が極めて大きくピントがどこにでも合うため、凸レ
ンズ５との関係においてストライプ格子４を任意の適当
な位置に置くことができるため、ストライプ格子４を適
当な位置に配置すればストライプ格子４を塗装面１から
疑似的に無限遠以上に離すことができる。したがって感
度をさらに上げることが可能になる。

【００３８】さらに、本実施例では、上記のように絞り
８が光の回折限界近傍まで絞られているため外乱光もほ
とんど遮断されるので、外乱光による影響を受けること
はなくなる。したがって、測定ヘッド２５に足１６を取
り付け、塗装面１から離して測定することが可能にな
る。また、足を取り付けないで測定ヘッドをロボットに
持たせて自動的に非接触な測定を行うことも可能とな
る。

【００３９】また、上記のように絞り８により被写界深
度が著しく増大しピントがどこにでも合うようになるた
め、塗装面１の凹凸の程度に応じた感度調節を行うこと
が可能になる。したがって、例えばストライプ格子４を
可動式にしたりあるいは凸レンズ５に加えて出し入れ自
在の補助凸レンズを設けるなどして感度を変えうるよう
にし、どんな乱れた塗装面でも、また平らな塗装面でも
感度を調節して同じように測定することが可能になる。

【００４０】また、本実施例によれば、光むらを解消す
るためにすりガラス等の半拡散板３を使用したので、ス
トライプ格子４に照射される光軸方向の光量の減少が少
なくてすみ、従来より小さな容量の光源２で測定に必要
な明るさを確保することができる。よって、測定ヘッド
２５の小型化や省エネ化を図ることができるほか、装置
の小型化に必要な発熱対策にも寄与することになる。

【００４１】さらに、本実施例では、光源２を集光型に
したため、塗装面１が曲面の場合に照射面の端の光量が
増加し、曲面に対してより安定した明るさを確保するこ
とができる。

【００４２】また、本実施例では、ケーシング１１の開
口１２に透明ガラス１５を取り付けて測定ヘッド２５を
密閉構造にしたので、塵等の侵入による性能低下のおそ
れはない。よって、取扱いが楽になり、雰囲気が悪い場
所での使用が可能になる。

【００４３】さらに、本実施例では、測定ヘッド２５に
足先が旋回自在のスイベル式で脚部が押すと縮む伸縮・
調整可能な自由足１６を取り付けたので、塗装面１が曲
面であっても足先の向きと脚部の長さを適当に調節する
ことによって塗装面１からの反射光を確実にＣＣＤカメ
ラ６に入光させることができる。したがって、曲面にも
対応可能で測定することができる。

【００４４】また、本実施例では、測定ヘッド２５にタ
イマー回路を組み込んで一定時間スイッチが操作されな
いと自動的に電源が切れるオートパワーオフ機能を付加
したので、光源２やＣＣＤカメラ６、モニター１３等の
内部機器の寿命が延び信頼性が向上するほか、省エネに
もなる。また、発熱が減るため発熱対策が不要になり、
装置構成の簡素化・軽量化が図られる。

【００４５】そして、本実施例では、以上のように構成
された測定ヘッド２５は極めて小型軽量であるため、手
持ちによりボディーのどこでも測定することができる。
その際、モニター１３を見ながら測定場所を選ぶことが
できる。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
の回折限界近傍まで絞られた絞りの存在によって被写界
深度がきわめて大きくなる。そのため被写体の位置がど
こであろうとピントが合うことになる。したがって、ス
トライプ格子と塗装面の両方にピントを合わせることが
できるようになり、塗装面のうねりの大小を同時に測定
することが可能になる。また、凸レンズとの関係でスト
ライプ格子を適当な位置に置くことによりストライプ格
子を塗装面から疑似的に無限遠以上に離すことができる
ようになり、感度をさらに上げることが可能になる。さ
らに、感度を調節することも可能になる。

【００４７】また、本発明によれば、絞りにより外乱光
も遮断される。そのため外乱光による影響はなくなり、
測定装置を塗装面から離して測定することが可能にな
る。

【００４８】さらに、本発明によれば、半拡散板の使用
により比較的小さな容量の光源で測定に必要な明るさを
確保することができるようになり、装置の小型化や省エ
ネ化が図られる。また、ストライプ格子と塗装面との間
に凸レンズを配置してストライプ格子を塗装面から疑似
的に無限遠まで離したので、感度が向上し、装置をさら
に小型化できる。

【００４９】また、本発明によれば、透明板により装置
が密閉されるので、塵等による装置の性能低下が防止さ
れ、装置の信頼性が向上するとともに使用範囲が拡大す
る。また、自由足により測定装置を塗装面にあてがい自
由にセッティングすることができるので、塗装面が曲面
であっても測定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による塗装面性状測定装置の光学系の構
成図である。

【図２】本発明の一実施例による塗装面性状測定ヘッド
の構造図である。

【図３】図２の光源の構成図である。

【図４】図２の実施例の説明に供する図である。

【図５】図２の自由足の拡大詳細図である。

【図６】図２の測定ヘッドによる実車の実測例を示す図
である。

【図７】図２の測定ヘッドによる肌見本の実測例を示す
図である。

【図８】本発明の基礎である測定方法の原理の説明に供
する図である。

【図９】従来の塗装面性状測定装置の一例を示す概略構
成図である。

【図１０】従来の光源の一例を示す構成図である

【図１１】従来技術の説明に供する図である。

【図１２】従来技術の説明に供する図である。

【図１３】塗装面の乱れが著しい場合の反射ストライプ
パターンの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…塗装面 ２…光源 ３…すりガラス（半拡散板） ４…ストライプ格子 ５…凸レンズ ６…ＣＣＤカメラ ７…受光レンズ ８…絞り ９…ＣＣＤ素子 １０…鏡 １１…ケーシング １２…開口 １３…モニター １５…透明ガラス（透
明板） １６…自由足 ２５…測定ヘッド（塗
装面性状測定装置）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−109351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−18210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−117206（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/55 - 21/57 G01N 21/84 - 21/91 G06T 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ストライプパターンを塗装面に照射しその
   反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映性を測定する塗装
   面性状測定装置において、 光の回折限界近傍まで絞られた絞りを含む光学系を有す
   ることを特徴とする塗装面性状測定装置。
2. 【請求項２】ストライプパターンを塗装面に照射しその
   反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映性を測定する塗装
   面性状測定装置において、 光源とストライプ格子との間に半拡散板が配置され、か
   つ、前記ストライプ格子と前記塗装面との間に凸レンズ
   を配置して前記ストライプ格子を前記塗装面から疑似的
   に無限遠まで離した光学系を有することを特徴とする塗
   装面性状測定装置。
3. 【請求項３】ストライプパターンを塗装面に照射しその
   反射光の乱れを観測して塗装面の鮮映性を測定する塗装
   面性状測定装置において、 開口をもつケーシング内に、投光側に光源、半拡散板、
   ストライプ格子および凸レンズを、また受光側に受光レ
   ンズ、光の回折限界近傍まで絞られた絞りおよびＣＣＤ
   素子を順にそれぞれ光軸を基準として配列するととも
   に、 前記開口に密閉用の透明板を取り付け、 さらに前記ケーシングにこれを塗装面から離してセッテ
   ィングするための伸縮可能でかつ旋回自在の自由足を取
   り付けてなることを特徴とする塗装面性状測定装置。