JPH049465B2 - - Google Patents
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- JPH049465B2 JPH049465B2 JP59197706A JP19770684A JPH049465B2 JP H049465 B2 JPH049465 B2 JP H049465B2 JP 59197706 A JP59197706 A JP 59197706A JP 19770684 A JP19770684 A JP 19770684A JP H049465 B2 JPH049465 B2 JP H049465B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は塗装面の良否を定量的に測定する塗装
面測定装置に関するものである。
面測定装置に関するものである。
車両ボデー等の塗装面の良否は従来熟練工によ
る目視等の官能検査によつているため、その評価
が主観に大きく左右される上に生産工程を自動化
する場合のネツクとなつている。
る目視等の官能検査によつているため、その評価
が主観に大きく左右される上に生産工程を自動化
する場合のネツクとなつている。
ところで、塗装面の良否は光沢とゆず肌をその
因子としていることが知られており、光沢度が大
きくかつゆず肌度が小さいほど良い塗装面と言え
る。そこで、光沢度とゆず肌度をそれぞれ定量的
に測定する装置が提案されている(「計測と制御」
VOL.23、No.3(昭和59年3月)54〜58ページ、
計測自動制御学会発行)。
因子としていることが知られており、光沢度が大
きくかつゆず肌度が小さいほど良い塗装面と言え
る。そこで、光沢度とゆず肌度をそれぞれ定量的
に測定する装置が提案されている(「計測と制御」
VOL.23、No.3(昭和59年3月)54〜58ページ、
計測自動制御学会発行)。
これは塗装面に明暗のパターンを投影して、該
パターンの暗部から明部へ移る時の反射光量の変
化度により光沢度を算出し、また投影された格子
パターンのゆがみ率よりゆず肌度を算出する。
パターンの暗部から明部へ移る時の反射光量の変
化度により光沢度を算出し、また投影された格子
パターンのゆがみ率よりゆず肌度を算出する。
上記装置においては、パターン板を移動せしめ
る機構を必要とする点で構造が複雑であり、しか
も鏡面データによる校正を必要とする等測定にも
手間を要する。
る機構を必要とする点で構造が複雑であり、しか
も鏡面データによる校正を必要とする等測定にも
手間を要する。
発明者らは、塗装面の良否を定量的に測定する
上で、上記従来装置の如く必ずしも光沢度とゆず
肌度を分離して測定する必要はなく、むしろ塗装
面の良否はこれら両者の相乗効果であるから、上
記両者の効果が混在した状態においても正確に塗
装面の良否が測定できることに想い至つた。
上で、上記従来装置の如く必ずしも光沢度とゆず
肌度を分離して測定する必要はなく、むしろ塗装
面の良否はこれら両者の相乗効果であるから、上
記両者の効果が混在した状態においても正確に塗
装面の良否が測定できることに想い至つた。
かかる観点より、本発明はパターン移動機構や
鏡面データにより校正を不要となして、構造簡単
かつ簡易に塗装面の仕上り度が測定できる塗装面
測定装置を提供することを目的とする。
鏡面データにより校正を不要となして、構造簡単
かつ簡易に塗装面の仕上り度が測定できる塗装面
測定装置を提供することを目的とする。
本発明の測定装置は、第1図に示す如く、塗装
面Bに対向して設けて塗装面Bとの対向面に地の
明度と異なる明度でかつ互いに幅の異なる複数の
パターン部12を間隔をおいて形成したパターン
板1と、塗装面Bにより反射形成された上記パタ
ーン板1の反射像1′を結像して該反射像1′の各
パターン部12において異なつた値を示す明度に
応じた出力信号Sを発する撮像手段と、出力信号
Sが所定のレベルを示した上記パターン部12の
パターン幅より塗装面Bの仕上り度を検知する検
知手段3とを具備している。
面Bに対向して設けて塗装面Bとの対向面に地の
明度と異なる明度でかつ互いに幅の異なる複数の
パターン部12を間隔をおいて形成したパターン
板1と、塗装面Bにより反射形成された上記パタ
ーン板1の反射像1′を結像して該反射像1′の各
パターン部12において異なつた値を示す明度に
応じた出力信号Sを発する撮像手段と、出力信号
Sが所定のレベルを示した上記パターン部12の
パターン幅より塗装面Bの仕上り度を検知する検
知手段3とを具備している。
第1図において、測定対象たる塗装面Bにはパ
ターン板1が対向配設してあり、塗装面Bにより
形成されるパターン板1の反射像1′が撮像装置
2のレンズ21によりこれに設けたCCDイメー
ジセンサ22上に結像せしめられる。イメージセ
ンサ22はこれに設けた多数の受光画素より受光
量に応じた出力信号Sを発する。上記受光画素は
反射像1′の中心線(図のA−A′線)に沿つて一
列に配してある。検知装置3は上記出力信号Sを
入力して塗装面の仕上り度を算出する。
ターン板1が対向配設してあり、塗装面Bにより
形成されるパターン板1の反射像1′が撮像装置
2のレンズ21によりこれに設けたCCDイメー
ジセンサ22上に結像せしめられる。イメージセ
ンサ22はこれに設けた多数の受光画素より受光
量に応じた出力信号Sを発する。上記受光画素は
反射像1′の中心線(図のA−A′線)に沿つて一
列に配してある。検知装置3は上記出力信号Sを
入力して塗装面の仕上り度を算出する。
パターン板1の詳細を第2図に示す。パターン
板1は例えば長さl1の透明の板ガラスに、異なる
幅d1、d2の複数のパターン部11,12を所定間
隔l2で形成すべくこの部分を除いてクロム等の金
属を蒸着したものである。これによりパターン板
1上には金属を蒸着した明度の低い地の部分13
と明度の高いパターン部11,12が形成され
る。本実施例では、パターン部11はその幅d1を
10mm程度となして基準パターン部としてある。残
るパターン部12の幅d2は0.5mm〜9mmの間で次
第に小さくしてある。これらは塗装面B上に投影
されたパターン幅では0.2mm〜5mmとなつている。
またl1、l2はそれぞれ200mm、5mmとしてある。
板1は例えば長さl1の透明の板ガラスに、異なる
幅d1、d2の複数のパターン部11,12を所定間
隔l2で形成すべくこの部分を除いてクロム等の金
属を蒸着したものである。これによりパターン板
1上には金属を蒸着した明度の低い地の部分13
と明度の高いパターン部11,12が形成され
る。本実施例では、パターン部11はその幅d1を
10mm程度となして基準パターン部としてある。残
るパターン部12の幅d2は0.5mm〜9mmの間で次
第に小さくしてある。これらは塗装面B上に投影
されたパターン幅では0.2mm〜5mmとなつている。
またl1、l2はそれぞれ200mm、5mmとしてある。
第3図には検知装置3の構成を示す。検知装置
3は、イメージセンサ22の出力信号Sを増幅す
るアンプ31、増幅された出力信号Sをイメージ
センサ22からのクロツク信号CLに同期してデ
ジタルデータに変換するとともに変換終了時に割
込信号INTを発するA/D変換器32、CPU3
3、該CPU33の処理タイミングを決定するク
ロツク信号を発するクロツク信号発生回路34、
制御プログラム格納用ROM35、ワークエリア
用RAM36、出力ポート37、表示器38より
なる。A/D変換器32、CPU33、ROM3
5、RAM36、出力ポート37、はデータバス
39によつて互いに接続されている。
3は、イメージセンサ22の出力信号Sを増幅す
るアンプ31、増幅された出力信号Sをイメージ
センサ22からのクロツク信号CLに同期してデ
ジタルデータに変換するとともに変換終了時に割
込信号INTを発するA/D変換器32、CPU3
3、該CPU33の処理タイミングを決定するク
ロツク信号を発するクロツク信号発生回路34、
制御プログラム格納用ROM35、ワークエリア
用RAM36、出力ポート37、表示器38より
なる。A/D変換器32、CPU33、ROM3
5、RAM36、出力ポート37、はデータバス
39によつて互いに接続されている。
以下、測定装置の作動を説明する。
第4図は、あらかじめ官能検査により3段階に
評価した塗装面試料No.1〜No.3について、第2図
のA−A′線に沿つて設けたイメージセンサ22
の各画素の出力信号Sの信号レベルを示すもので
ある。図示の如く、出力信号レベルは各パターン
部11,12および地の部分13の明度に応じて
変化する。図において、基準パターン部11(第
2図)に対応する出力信号レベルをVoとなし、
かつ基準パターン部11に近いスリツトパターン
部12より順次番号を割り当ててn番目のパター
ン部12の出力信号レベルをVnとする。本実施
例ではn=8である。また、試料No.1は仕上りの
程度がもつとも良く、試料No.3は最も悪い。図よ
り知られる如く、仕上り度の悪い塗装面ほどパタ
ーン番号nの小さい(すなわち、パターン幅d2の
大きい)パターン部12までその出力信号レベル
Vnの低下が生じる。
評価した塗装面試料No.1〜No.3について、第2図
のA−A′線に沿つて設けたイメージセンサ22
の各画素の出力信号Sの信号レベルを示すもので
ある。図示の如く、出力信号レベルは各パターン
部11,12および地の部分13の明度に応じて
変化する。図において、基準パターン部11(第
2図)に対応する出力信号レベルをVoとなし、
かつ基準パターン部11に近いスリツトパターン
部12より順次番号を割り当ててn番目のパター
ン部12の出力信号レベルをVnとする。本実施
例ではn=8である。また、試料No.1は仕上りの
程度がもつとも良く、試料No.3は最も悪い。図よ
り知られる如く、仕上り度の悪い塗装面ほどパタ
ーン番号nの小さい(すなわち、パターン幅d2の
大きい)パターン部12までその出力信号レベル
Vnの低下が生じる。
なお、基準パターン部11のパターン幅d1は測
定する塗装面試料No.1〜No.3の仕上り度によりそ
の反射像の明度が影響を受けることのない充分に
大きな幅としてある。
定する塗装面試料No.1〜No.3の仕上り度によりそ
の反射像の明度が影響を受けることのない充分に
大きな幅としてある。
第5図、第6図にCPU33(第3図)のデー
タ処理手順を示す。電源が投入されると処理が開
始され、表示器38(第3図)をクリヤするため
の出力ポート37のリセツトおよびメモリクリヤ
等の初期化がなされる(ステツプ101、102)。ス
テツプ103にて割込み処理を可能となし、メモリ
フルフラグがセツトされるまで待つ(ステツプ
104)。この間にA/D変換器32からの割込み信
号INTがあると、第6図の割込みルーチンが実
行される。該割込みルーチンにおいて、A/D変
換された出力信号データを入力してメモリにスト
アする(ステツプ201、202)。イメージセンサ2
2(第1図)の受光画素数と同数設けた上記メモ
リにすべてデータがストアされた場合にはメモリ
フルフラグをセツトし、割込みを禁止してリター
ンする(ステツプ203、205、206)。メモリ全部へ
のデータのストアが終了していない場合にはメモ
リフルフラグをリセツトしてリターンする(ステ
ツプ203、204)さて、メモリフルフラグがセツト
されると、上述の如くメモリにストアされた出力
信号データのうちから基準パターン部11に対応
する出力信号データを読出すとともにパターン板
1の地の部分13に対応する出力信号データを読
出し(ステツプ105、106)、これらの差をとるこ
とにより出力信号レベルVoを算出する(ステツ
プ107)。ステツプ108ではカウンタnを1にセツ
トし、続いてカウンタnで指示されたスリツトパ
ターン部12の出力信号データ読出してこれと上
記地の部分13の出力信号データとの差より出力
信号レベルVnを算出する(ステツプ109、110)。
ステツプ111ではレベル比Rn=Vn/Voを算出
し、Rnが所定値Roより大きければステツプ113
以降に進み、所定値Ro以下ではステツプ116以降
に進む。
タ処理手順を示す。電源が投入されると処理が開
始され、表示器38(第3図)をクリヤするため
の出力ポート37のリセツトおよびメモリクリヤ
等の初期化がなされる(ステツプ101、102)。ス
テツプ103にて割込み処理を可能となし、メモリ
フルフラグがセツトされるまで待つ(ステツプ
104)。この間にA/D変換器32からの割込み信
号INTがあると、第6図の割込みルーチンが実
行される。該割込みルーチンにおいて、A/D変
換された出力信号データを入力してメモリにスト
アする(ステツプ201、202)。イメージセンサ2
2(第1図)の受光画素数と同数設けた上記メモ
リにすべてデータがストアされた場合にはメモリ
フルフラグをセツトし、割込みを禁止してリター
ンする(ステツプ203、205、206)。メモリ全部へ
のデータのストアが終了していない場合にはメモ
リフルフラグをリセツトしてリターンする(ステ
ツプ203、204)さて、メモリフルフラグがセツト
されると、上述の如くメモリにストアされた出力
信号データのうちから基準パターン部11に対応
する出力信号データを読出すとともにパターン板
1の地の部分13に対応する出力信号データを読
出し(ステツプ105、106)、これらの差をとるこ
とにより出力信号レベルVoを算出する(ステツ
プ107)。ステツプ108ではカウンタnを1にセツ
トし、続いてカウンタnで指示されたスリツトパ
ターン部12の出力信号データ読出してこれと上
記地の部分13の出力信号データとの差より出力
信号レベルVnを算出する(ステツプ109、110)。
ステツプ111ではレベル比Rn=Vn/Voを算出
し、Rnが所定値Roより大きければステツプ113
以降に進み、所定値Ro以下ではステツプ116以降
に進む。
ステツプ113ではカウンタnをインクリメント
し、ステツプ114にてn≦8であればステツプ109
以下を繰り返す。h>8ではステツプ115にて表
示器38(第3図)上にオーバーフロー表示をす
る。ステツプ116ではRn≦Roとなつた時のカウ
ンタnの値に対応するデータテーブル上のデータ
Dnを読出し、続いてこれを上記表示器38上に
表示する。データテーブルには、あらかじめスリ
ツトパターン部12のパターン幅d2が上記テーダ
Dnとして順番にストアしてある。
し、ステツプ114にてn≦8であればステツプ109
以下を繰り返す。h>8ではステツプ115にて表
示器38(第3図)上にオーバーフロー表示をす
る。ステツプ116ではRn≦Roとなつた時のカウ
ンタnの値に対応するデータテーブル上のデータ
Dnを読出し、続いてこれを上記表示器38上に
表示する。データテーブルには、あらかじめスリ
ツトパターン部12のパターン幅d2が上記テーダ
Dnとして順番にストアしてある。
ところで、上記レベル比Rnは、パターン幅d2
の異なる各スリツトパターン12について、塗装
面Bの仕上り度によつて第7図の如く変化する。
図中線y1,y2,y3はこの順に仕上り度の良い塗装
面Bに対応する。
の異なる各スリツトパターン12について、塗装
面Bの仕上り度によつて第7図の如く変化する。
図中線y1,y2,y3はこの順に仕上り度の良い塗装
面Bに対応する。
図において、上記所定値Roを0.75とすると、
Rn≦Roとなるパターン幅d2は、線y1では1.75mm、
線y2では2.6mm、線y3では5.5mmである。すなわち、
塗装面Bの仕上り度が良い程、上記パターン幅d2
は小さくなる。しかして、上述の手順によつて、
Rn≦Roとなるパターン幅データDnを表示するこ
とにより、測定した塗装面Bの仕上り度を定量的
に知ることができる。
Rn≦Roとなるパターン幅d2は、線y1では1.75mm、
線y2では2.6mm、線y3では5.5mmである。すなわち、
塗装面Bの仕上り度が良い程、上記パターン幅d2
は小さくなる。しかして、上述の手順によつて、
Rn≦Roとなるパターン幅データDnを表示するこ
とにより、測定した塗装面Bの仕上り度を定量的
に知ることができる。
上記実施例において、レベル比Rnを全てのス
リツトパターン部12について求めるようにすれ
ば、上記パターン部12は必ずしもパターン幅d2
の大きさに従つて順番に形成する必要はない。
リツトパターン部12について求めるようにすれ
ば、上記パターン部12は必ずしもパターン幅d2
の大きさに従つて順番に形成する必要はない。
また、CDイメージセンサに代えてフオトダイ
オードアレイ等を使用しても良く、、かつライン
型センサに代えてエリア型センサを使用してその
ライン毎にデータ処理をしても同様の効果が得ら
れる。そして、エリア型センサを使用した場合に
は、複数のラインについて出力信号を得て、これ
らの平均値を算出すればより正確な測定結果が得
られる。
オードアレイ等を使用しても良く、、かつライン
型センサに代えてエリア型センサを使用してその
ライン毎にデータ処理をしても同様の効果が得ら
れる。そして、エリア型センサを使用した場合に
は、複数のラインについて出力信号を得て、これ
らの平均値を算出すればより正確な測定結果が得
られる。
さらに、有限数(上記実施例では8)のスリツ
トパターン部12の互いに隣接するパターン部1
2間の出力信号を補間により算出すれば更に正確
な測定が可能である。
トパターン部12の互いに隣接するパターン部1
2間の出力信号を補間により算出すれば更に正確
な測定が可能である。
上記実施例において、パターン板の後方より照
明すれば、他の部分とパターン部の明度差が大き
くなつて測定感度が上昇する。
明すれば、他の部分とパターン部の明度差が大き
くなつて測定感度が上昇する。
以上の如く、本発明の塗装面測定装置は、互い
に幅の異なる複数のパターン部を間隔をおいて形
成したパターン板を塗装面に対向して設けるとと
もに該塗装面により反射形成される反射像を結像
する撮像手段を設け、反射像の各パターン部にお
いて異なつた値を示す明度に応じて上記撮像手段
より出力される信号レベルが所定のレベルを示し
た上記パターン部のパターン幅より塗装の仕上り
度を知るようにしたもので、パターンを移動せし
める機構を必要とせず、かつ鏡面データによる校
正も不要で、しかも比較的容易な演算によつて正
確に塗装面の測定をすることができる。
に幅の異なる複数のパターン部を間隔をおいて形
成したパターン板を塗装面に対向して設けるとと
もに該塗装面により反射形成される反射像を結像
する撮像手段を設け、反射像の各パターン部にお
いて異なつた値を示す明度に応じて上記撮像手段
より出力される信号レベルが所定のレベルを示し
た上記パターン部のパターン幅より塗装の仕上り
度を知るようにしたもので、パターンを移動せし
める機構を必要とせず、かつ鏡面データによる校
正も不要で、しかも比較的容易な演算によつて正
確に塗装面の測定をすることができる。
上記実施例では、パターン板に基準パターン部
を設けて、反射像における該パターン部の出力信
号とスリツトパターン部の出力信号の比をとつて
いるから、塗装面に入射する外乱光により測定精
度が低下することはない。
を設けて、反射像における該パターン部の出力信
号とスリツトパターン部の出力信号の比をとつて
いるから、塗装面に入射する外乱光により測定精
度が低下することはない。
第1図は本発明の全体構成図、第2図はパター
ン板の正面図、第3図は検知装置の構成を示すブ
ロツク図、第4図は仕上り度の異なる塗装面を測
定した場合の撮像装置の出力信号レベルを示す
図、第5図、第6図は検知装置のデータ処理手順
を示すプログラムフローチヤート、第7図は仕上
り度の異なる塗装面についてスリツトパターン幅
とレベル比の関係を示す図である。 1……パターン板、11……基準パターン部、
12……スリツトパターン部(パターン部)、
1′……反射像、2……撮像装置、21……レン
ズ、22……イメージセンサ、3……検出装置、
B……塗装面。
ン板の正面図、第3図は検知装置の構成を示すブ
ロツク図、第4図は仕上り度の異なる塗装面を測
定した場合の撮像装置の出力信号レベルを示す
図、第5図、第6図は検知装置のデータ処理手順
を示すプログラムフローチヤート、第7図は仕上
り度の異なる塗装面についてスリツトパターン幅
とレベル比の関係を示す図である。 1……パターン板、11……基準パターン部、
12……スリツトパターン部(パターン部)、
1′……反射像、2……撮像装置、21……レン
ズ、22……イメージセンサ、3……検出装置、
B……塗装面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 塗装面に対向する面に地の明度と異なる明度
でかつ互いに幅の異なる複数のパターン部を間隔
をおいて形成したパターン板と、塗装面により反
射形成された上記パターン板の反射像を結像して
該反射像の各パターン部において異なつた値を示
す明度に応じた出力信号を発する撮像手段と、出
力信号が所定のレベルを示した上記パターン部の
パターン幅より塗装面の仕上り度を知る検出手段
とを具備する塗装面測定装置。 2 上記パターン板には、測定すべき塗装面の仕
上り度によつてはその明度が影響されない充分に
大きなパターン幅の基準パターン部と、これより
も小さくかつ互いに異なる所定のパターン幅の複
数のスリツトパターン部とを具備せしめてある特
許請求の範囲第1項記載の塗装面測定装置。 3 上記撮像手段を、結像した反射像における各
パターン部の幅方向の直線上での明度変化に応じ
た出力信号を発するように設定した特許請求の範
囲第1項記載の塗装面側定装置。 4 上記撮像手段を、反射像を結像せしめるレン
ズと、明度に応じた出力信号を発する受光画素を
反射像のパターン部の幅方向に一列に多数設けた
イメージセンサとにより構成した特許請求の範囲
第3項記載の塗装面測定装置。 5 上記検出手段を、各スリツトパターン部の出
力信号レベルと基準パターン部の出力信号レベル
との比の値を算出して、これが所定値を示した上
記スリツトパターン部のパターン幅より塗装面の
仕上り度を検知するように設定した特許請求の範
囲第2項記載の塗装面測定装置。 6 上記スリツトパターン部のパターン幅を塗装
面に投影されたパターン幅に換算して0.2mm〜5
mmに設定した特許請求の範囲第2項記載の塗装面
測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59197706A JPS6175237A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 塗装面測定装置 |
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