JP3586169B2

JP3586169B2 - 鮮明度光沢度の測定方法及び測定装置

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Publication number: JP3586169B2
Application number: JP2000122470A
Authority: JP
Inventors: 直彦三田
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2020-04-24
Also published as: JP2001305051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鮮明度光沢度の測定方法及び測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から塗装やメッキが施された製品等は外観検査が行われる。そして、外観検査としては光沢度の検査があり、主な光沢度の検査としては鏡面光沢度、対比光沢度、及び鮮明度光沢度の検査がある。この内、鏡面光沢度及び対比光沢度の検査は、反射強度を測定して評価する検査であるため、受光器を用いて自動化が図られている。一方、鮮明度光沢度の検査（測定）は、被測定面に所定のパターンを投影し、その投影されたパターン像の鮮明さを評価する検査であるため、作業者が目で見て行っている。詳しくは、作業者が被測定面のパターン像の鮮明さを限界見本（合格と不合格の境目の鮮明さを有する見本）のそれと見比べることで良否判断を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した鮮明度光沢度の検査（測定）方法は、作業者の官能（目の働き）にて評価する方法であるため、その評価が作業者毎にばらつく虞がある。よって、安定して評価するためには各作業者が熟練を必要とする。又、作業者が目で見て判断することから疲労や、錯覚による誤評価は避けられないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、作業者が熟練を必要とせず、評価の精度を向上することができる鮮明度光沢度の測定方法及び測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被測定面に、光を透過させない所定の模様を有する投影パターンを介して光源の光を照射することで、その所定の模様に対応した模様を投影し、前記被測定面を撮像して得た画像を２次元フーリエ変換し、その２次元フーリエ変換した結果を周波数−強度特性とし、その所定周波数未満における強度の積分値、に対する前記所定周波数以上における強度の積分値、の割合を鮮明度光沢度の計量値とすることで、鮮明度光沢度を測定することを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鮮明度光沢度の測定方法において、前記投影パターンより前記被測定面側にレンズを配置し、前記被測定面に、前記投影パターン及び前記レンズを介して光源の光を照射することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、被測定面に、光を透過させない所定の模様を有する投影パターンを介して光源の光を照射することで、その所定の模様に対応した模様を投影する投影手段と、前記被測定面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段にて撮像して得た画像を２次元フーリエ変換し、その結果に基づいて鮮明度光沢度を測定する解析手段とを備え、前記解析手段は、前記２次元フーリエ変換した結果を周波数−強度特性とし、その所定周波数以上における強度の積分値を演算する第１の演算手段と、前記所定周波数未満における強度の積分値を演算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段にて演算された値に対する前記第１の演算手段にて演算された値の割合を鮮明度光沢度の計量値として算出する算出手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鮮明度光沢度の測定装置において、前記投影パターンより前記被測定面側に配設されるレンズを備えたことを要旨とする。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、被測定面には、光を透過させない所定の模様を有する投影パターンを介して光源の光が照射されることで、その所定の模様に対応した模様が投影される。そして、被測定面を撮像して得た画像が２次元フーリエ変換され、その結果に基づいて鮮明度光沢度が測定される。従って、従来のように作業者が熟練を必要とせず、常に安定した評価を行うことができる。
【００１４】
また、２次元フーリエ変換した結果が周波数−強度特性とされ、その所定周波数未満における強度の積分値、に対する所定周波数以上における強度の積分値、の割合が鮮明度光沢度の計量値とされることで、鮮明度光沢度が測定される。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、被測定面には、投影パターン及びレンズを介して光源の光が照射される。このようにすると、例えば被測定面が曲面である場合や、被測定面が布である場合の鮮明度光沢度の測定が可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、被測定面には、投影手段にて光を透過させない所定の模様を有する投影パターンを介して光源の光が照射されることで、その所定の模様に対応した模様が投影される。そして、被測定面は撮像手段にて撮像される。そして、前記撮像手段にて撮像して得た画像は解析手段にて２次元フーリエ変換され、その結果に基づいて鮮明度光沢度が測定される。従って、従来のように作業者が熟練を必要とせず、常に安定した評価を行うことができる。
【００１８】
また、第１の演算手段にて２次元フーリエ変換した結果が周波数−強度特性とされ、同第１の演算手段にて所定周波数以上における強度の積分値が演算される。そして、所定周波数以上における強度の積分値に基づいて鮮明度光沢度が測定される。
【００１９】
また、第２の演算手段にて所定周波数未満における強度の積分値が演算される。そして、算出手段により、第２の演算手段にて演算された値に対する第１の演算手段にて演算された値の割合が鮮明度光沢度の計量値として算出される。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、被測定面には、投影パターン及びレンズを介して光源の光が照射される。このようにすると、例えば被測定面が曲面である場合や、被測定面が布である場合の鮮明度光沢度の測定が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図８に従って説明する。図１に示すように、鮮明度光沢度の測定装置は、ケース１と、光源２と、投影パターン３と、ハーフミラー４と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ５と、解析手段としてのパソコン（パーソナルコンピュータ）６とを備えている。尚、本実施の形態では、光源２、投影パターン３、及びハーフミラー４が投影手段を構成している。
【００２２】
ケース１は、略円筒形状の第１筒部１ａと、その第１筒部１ａの中間部で内部が連通するように該中間部の一部から径方向外側（図１中、右側）に延びて形成される略円筒形状の第２筒部１ｂとからなる。
【００２３】
第２筒部１ｂ内の先端側（第１筒部１ａが形成されない側であって、図１中、右側）には、光源２が配設されている。第２筒部１ｂ内の基端側（図１中、左側）には、投影パターン３が配設されている。この投影パターン３は、光を透過させない部位が所定間隔毎に配置される所定の模様を有する。本実施の形態の投影パターン３は、図２に示すように、４角形の透明シート上に模様が描かれてなり、その模様は所定間隔毎に並ぶ線が所定間隔毎に並ぶ線と直交してなる網目である。
【００２４】
第１筒部１ａ内の中間部には、ハーフミラー４が配設されている。ハーフミラー４は、光源２の光を第１筒部１ａの一端（図１中、下端）側に反射すべく、第１筒部１ａの中心軸に対して傾けて配設されている。
【００２５】
第１筒部１ａの他端（図１中、上端）側には、ＣＣＤカメラ５が配設されている。このＣＣＤカメラ５は、第１筒部１ａの一端側に配設される被測定物７の被測定面７ａを撮像するように向けられている。尚、本実施の形態の被測定物７は、塗装やメッキが施された製品であり、被測定面７ａは平面である。ＣＣＤカメラ５は、被測定面７ａの各位置に対する明暗（画像）を電気信号として捕らえる。
【００２６】
ＣＣＤカメラ５には、パソコン６が接続されている。パソコン６は、所定の操作に基づいて種々の処理を行う。詳述すると、パソコン６は、ＣＣＤカメラ５が撮像して得た画像を２次元フーリエ変換する。又、パソコン６は、第１の演算手段を構成し、前記２次元フーリエ変換した結果を周波数−強度特性とし、その所定周波数以上における強度の積分値を演算する。さらに、パソコン６は、第２の演算手段を構成し、前記所定周波数未満における強度の積分値を演算する。さらに又、パソコン６は、算出手段を構成し、所定周波数未満における強度の積分値に対する所定周波数以上における強度の積分値の割合を鮮明度光沢度の計量値として算出する。尚、パソコン６は鮮明度光沢度の計量値をモニタ６ａに表示する。
【００２７】
このように構成された鮮明度光沢度の測定装置にて行われる鮮明度光沢度の測定方法について説明する。
まず、第１筒部１ａの一端側に、被測定面７ａがＣＣＤカメラ５を向くように被測定物７を配置する。そして、光源２の光を投影パターン３を介して被測定面７ａに照射する。詳しくは、光源２の光を投影パターン３を介してハーフミラー４に照射し、ハーフミラー４にて反射される光を被測定面７ａに照射する。すると、被測定面７ａには投影パターン３の模様に対応した模様が投影される。
【００２８】
次に、被測定面７ａをＣＣＤカメラ５にて撮像する。図３は、鮮明度光沢度が小さい被測定面７ａをＣＣＤカメラ５にて撮像して得た画像Ａ１を示す。又、図４は、鮮明度光沢度が大きい被測定面７ａをＣＣＤカメラ５にて撮像して得た画像Ｂ１を示す。
【００２９】
次に、ＣＣＤカメラ５が撮像して得た画像Ａ１，Ｂ１をパソコン６にて２次元フーリエ変換する。図５（ａ）は、図３に示した画像Ａ１を２次元フーリエ変換して得られた２次元フーリエスペクトルＡ２を示す。又、図６（ａ）は、図４に示した画像Ｂ１を２次元フーリエ変換して得られた２次元フーリエスペクトルＢ２を示す。さらに、図７（ａ）は、鮮明さが画像Ａ１と画像Ｂ１の中間にある図示しない画像を２次元フーリエ変換して得られた２次元フーリエスペクトルＣ２を示す。さらにまた、図８（ａ）は、被測定面７ａを鏡面とした場合の画像（画像Ｂ１より鮮明な図示しない画像）を２次元フーリエ変換して得られた２次元フーリエスペクトルＤ２を示す。
【００３０】
次に、図５（ｂ）（図７（ｂ）〜図８（ｂ））に示すように、前記２次元フーリエスペクトルＡ２（Ｂ２〜Ｄ２）をパソコン６にて、周波数−強度特性Ａ３（Ｂ３〜Ｄ３）とする。そして、所定周波数ｆ０以上における強度の積分値Ａ４（Ｂ４〜Ｄ４）をパソコン６にて演算する。即ち、所定周波数ｆ０以上における閉区画の面積Ａ４（Ｂ４〜Ｄ４）をパソコン６にて求める。又、所定周波数ｆ０未満における強度の積分値Ａ５（Ｂ５〜Ｄ５）をパソコン６にて演算する。即ち、所定周波数ｆ０未満における閉区画の面積Ａ５（Ｂ５〜Ｄ５）をパソコン６にて求める。
【００３１】
そして、所定周波数ｆ０未満における強度の積分値Ａ５（Ｂ５〜Ｄ５）に対する所定周波数ｆ０以上における強度の積分値Ａ４（Ｂ４〜Ｄ４）の割合Ａ４／Ａ５（Ｂ４／Ｂ５〜Ｄ４／Ｄ５）を鮮明度光沢度の計量値として算出する。本実施の形態では、計量値Ａ４／Ａ５が１．９となり、計量値Ｂ４／Ｂ５が４．７となり、計量値Ｃ４／Ｃ５が２．１となり、計量値Ｄ４／Ｄ５が５．３となった。
【００３２】
即ち、この方法では、鏡面度光沢度に応じて所定周波数ｆ０以上における強度が大きく変化することから、所定周波数ｆ０以上における強度の積分値Ａ４〜Ｄ４を分子として鮮明度光沢度の計量値を算出する。尚、所定周波数ｆ０は、投影パターン３の模様に応じて決定した値であって、本実施の形態では鏡面度光沢度に応じて強度が大きく変化する周波数帯域を実験により予め求め、その周波数帯域に応じて決定している。
【００３３】
そして、塗装やメッキが施された製品の鮮明度光沢度の合否検査では、限界見本（合格と不合格の境目の鮮明さを有する見本）の鮮明度光沢度と、製品の鮮明度光沢度の数値比較を行う。そして、製品の鮮明度光沢度（計量値）が限界見本の鮮明度光沢度（計量値）以上であれば合格、製品の鮮明度光沢度（計量値）が限界見本の鮮明度光沢度（計量値）未満であれば不合格とする。尚、本実施の形態では、上記した数値比較を合否検査装置を構成するパソコン６にて行う。
【００３４】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）鮮明度光沢度を、従来のように作業者が目で見て（官能にて）判断せず、上記したように撮像して得た画像Ａ１，Ｂ１を演算し計量値として表すため、鮮明度光沢度の安定した評価を行うことができる。従って、従来のように作業者が熟練を必要としない。又、従来のように作業者が目で見て判断しないため、疲労や、錯覚による誤評価が発生しない。又、従来作業者の行っていた作業を自動化することができ、人件費を低減することができる。
【００３５】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、被測定物７は塗装やメッキが施された製品であり、被測定面７ａは平面であるとしたが、被測定物７がフェルト材や、布や、紙等の場合や、被測定面７ａが曲面である場合、図９に示すように、第２筒部１ｂ内の投影パターン３より基端側（図１中、左側）にレンズ１１を配設する。このようにすると、被測定物７がフェルト材や、布や、紙等の場合や、被測定面７ａが曲面である場合の鮮明度光沢度の測定が可能となる。
【００３６】
・上記実施の形態の投影パターン３の模様は、被測定面の鏡面度光沢度が２次元フーリエ変換した結果に大きく反映されるような、光を透過させない部位が所定間隔毎に配置される模様であればよく、例えば図１０〜図１５に示すような模様の投影パターン２１〜２６に変更してもよい。尚、この場合、投影パターン３の模様に応じて所定周波数ｆ０を適宜変更してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
・上記実施の形態の投影パターン３は、上記した所定の模様を有していれば、他の構成に変更してもよい。例えば、模様を描いたガラスに変更してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
・上記実施の形態では、所定周波数ｆ０未満における強度の積分値Ａ５（Ｂ５〜Ｄ５）に対する所定周波数ｆ０以上における強度の積分値Ａ４（Ｂ４〜Ｄ４）の割合Ａ４／Ａ５（Ｂ４／Ｂ５〜Ｄ４／Ｄ５）を鮮明度光沢度の計量値としたが、２次元フーリエ変換した結果を用いた他の値を計量値としてもよい。例えば、図５（ａ）〜図８（ａ）に示す２次元フーリエスペクトルＡ２〜Ｄ２の分布範囲面積を鮮明度光沢度の計量値としてもよい。例えば、前記所定周波数ｆ０以上における強度の積分値Ａ４（Ｂ４〜Ｄ４）を鮮明度光沢度の計量値としてもよい。例えば、周波数−強度特性Ａ３（Ｂ３〜Ｄ３）において所定の強度を上回る周波数の最大値を鮮明度光沢度の計量値としてもよい。このようにしても上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
・上記実施の形態のＣＣＤカメラ５を、被測定面７ａの各位置に対する明暗（画像）を受光できれば、例えばテレビカメラ等の他の撮像手段に変更してもよい。このようにしても上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
上記実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）前記所定周波数以上における強度の積分値を鮮明度光沢度の計量値とすることを特徴とする鮮明度光沢度の測定方法。このようにしても、鮮明度光沢度を数値で算出することができる。
【００４１】
（ロ）前記投影パターンの所定の模様は、被測定面の鏡面度光沢度が２次元フーリエ変換した結果に大きく反映されるように、光を透過させない部位が所定間隔毎に配置されてなることを特徴とする鮮明度光沢度の測定方法。このようにすると、被測定面の鮮明度光沢度が、２次元フーリエ変換した結果に大きく反映される。
【００４２】
（ハ）前記投影パターンの所定の模様は、被測定面の鏡面度光沢度が２次元フーリエ変換した結果に大きく反映されるように、光を透過させない部位が所定間隔毎に配置されてなることを特徴とする鮮明度光沢度の測定装置。このようにすると、被測定面の鮮明度光沢度が、２次元フーリエ変換した結果に大きく反映される。
【００４３】
（ニ）鮮明度光沢度の測定方法で測定された被測定面の鮮明度光沢度と、同測定方法で測定された限界見本の鮮明度光沢度との数値比較を行うことで合否を判断する鮮明度光沢度の合否検査方法。このようにすると、従来のように作業者が目で見て（官能にて）判断しないため、合否検査の精度を向上することができる。
（ホ）鮮明度光沢度の測定装置にて測定された被測定面の鮮明度光沢度と、同測定装置にて測定された限界見本の鮮明度光沢度との数値比較を行うことで合否を判断する鮮明度光沢度の合否検査装置。このようにすると、従来のように作業者が目で見て（官能にて）判断しないため、合否検査の精度を向上することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、作業者が熟練を必要とせず、評価の精度を向上することができる鮮明度光沢度の測定方法及び測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の鮮明度光沢度の測定装置を示す模式図。
【図２】本実施形態の投影パターンを示す模式図。
【図３】鮮明度光沢度が小さい被測定面の画像を説明するための説明図。
【図４】鮮明度光沢度が大きい被測定面の画像を説明するための説明図。
【図５】（ａ）２次元フーリエスペクトルを説明するための説明図。（ｂ）周波数−強度特性の特性図。
【図６】（ａ）２次元フーリエスペクトルを説明するための説明図。（ｂ）周波数−強度特性の特性図。
【図７】（ａ）２次元フーリエスペクトルを説明するための説明図。（ｂ）周波数−強度特性の特性図。
【図８】（ａ）２次元フーリエスペクトルを説明するための説明図。（ｂ）周波数−強度特性の特性図。
【図９】別例の鮮明度光沢度の測定装置を示す模式図。
【図１０】別例の投影パターンを示す模式図。
【図１１】別例の投影パターンを示す模式図。
【図１２】別例の投影パターンを示す模式図。
【図１３】別例の投影パターンを示す模式図。
【図１４】別例の投影パターンを示す模式図。
【図１５】別例の投影パターンを示す模式図。
【符号の説明】
２…光源、３…投影パターン、５…ＣＣＤカメラ、６…パソコン、１１…レンズ、７ａ…被測定面、Ａ１，Ｂ１…画像、Ａ２〜Ｄ２…２次元フーリエスペクトル、Ａ３〜Ｄ３…周波数−強度特性、Ａ４〜Ｄ４…所定周波数以上における強度の積分値、Ａ５〜Ｄ５…所定周波数未満における強度の積分値、ｆ０…所定周波数。

Claims

被測定面（７ａ）に、光を透過させない所定の模様を有する投影パターン（３）を介して光源（２）の光を照射することで、その所定の模様に対応した模様を投影し、
前記被測定面（７ａ）を撮像して得た画像（Ａ１，Ｂ１）を２次元フーリエ変換し、その２次元フーリエ変換した結果（Ａ２〜Ｄ２）を周波数−強度特性（Ａ３〜Ｄ３）とし、その所定周波数（ｆ０）未満における強度の積分値（Ａ５〜Ｄ５）、に対する前記所定周波数（ｆ０）以上における強度の積分値（Ａ４〜Ｄ４）、の割合（Ａ４／Ａ５〜Ｄ４／Ｄ５）を鮮明度光沢度の計量値とすることで、鮮明度光沢度を測定することを特徴とする鮮明度光沢度の測定方法。
請求項１に記載の鮮明度光沢度の測定方法において、
前記投影パターン（３）より前記被測定面（７ａ）側にレンズ（１１）を配置し、
前記被測定面（７ａ）に、前記投影パターン（３）及び前記レンズ（１１）を介して光源（２）の光を照射することを特徴とする鮮明度光沢度の測定方法。
被測定面（７ａ）に、光を透過させない所定の模様を有する投影パターン（３）を介して光源（２）の光を照射することで、その所定の模様に対応した模様を投影する投影手段（２，３）と、
前記被測定面（７ａ）を撮像する撮像手段（５）と、
前記撮像手段（５）にて撮像して得た画像（Ａ１，Ｂ１）を２次元フーリエ変換し、その結果（Ａ２〜Ｄ２）に基づいて鮮明度光沢度を測定する解析手段（６）とを備え、
前記解析手段（６）は、
前記２次元フーリエ変換した結果（Ａ２〜Ｄ２）を周波数−強度特性（Ａ３〜Ｄ３）とし、その所定周波数（ｆ０）以上における強度の積分値（Ａ４〜Ｄ４）を演算する第１の演算手段（６）と、
前記所定周波数（ｆ０）未満における強度の積分値（Ａ５〜Ｄ５）を演算する第２の演算手段（６）と、
前記第２の演算手段（６）にて演算された値（Ａ５〜Ｄ５）に対する前記第１の演算手段（６）にて演算された値（Ａ４〜Ｄ４）の割合を鮮明度光沢度の計量値として算出する算出手段（６）とを備えたことを特徴とする鮮明度光沢度の測定装置。
請求項３に記載の鮮明度光沢度の測定装置において、
前記投影パターン（３）より前記被測定面（７ａ）側に配設されるレンズ（１１）を備えたことを特徴とする鮮明度光沢度の測定装置。