KR20080100431A - 효과 안료로 페인트 필름을 분석하는 방법 - Google Patents
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Abstract
광원에 의해 조명되는 효과 안료를 포함하는 페인트 필름의 시각적 특성을 분석하는 방법으로서,
제1 편광 필터는 광원과 페인트 필름 사이에 위치하며, 제2 편광 필터는 페인트 필름과 촬상 검출기 사이에 위치하고, 1 이상의 편광기의 편광 축은 다른 편광기의 편광 축의 배향과 실질적으로 직각인 배향과 2개의 편광 축 사이의 각이 더 작아지는 배향 사이에서 이동하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광원에 의해 조명되는 효과 안료(effect pigments)를 포함하는 페인트 필름의 시각적 특성(visual property)을 분석하는 방법에 관한 것이다. 효과 안료, 가령 금속성 안료, 펄안료(pearlescent), 간섭(interference) 또는 다중-색상(multi-colour) 안료를 갖는 페인트 필름은 색상 및 광택 뿐만 아니라 다양한 다른 형태의 시각적 효과[종종, 텍스쳐(texture)라고 함]를 보인다. 텍스쳐는 가령 조도(coarseness), 글린트(glints), 미세휘도(micro-brilliance), 혼탁(cloudiness), 모틀(mottle), 스펙클(speckle) 또는 글리터(glitter)와 같은 현상들을 포함한다. 하기에서, 텍스쳐는 물질의 작은 구성 부분의 크기 및 조직에 따라 페인트 필름의 평면에서 눈으로 볼 수 있는 표면 구조로 정의된다. 본 명세서에서, 텍스쳐는 페인트 필름의 거칠기(roughness)를 포함하지 않으며, 페인트 필름의 평면에서 눈으로 볼 수 있는 불규칙성(irregularity) 및 불균질성(inhomogeneity)을 포함한다. 색상과 텍스쳐 사이의 관계는 문헌 "Separating Color and Pattern Information for Color Texture Discrimination", by Maenpaa et al., Proceedings of the 26th International Conference on Pattern Recognition, 2002에 기술되어 있다.
통상, 사람 눈의 해상도보다 작은 구조는 "색상(colour)"에 기여하고, 반면에 더 큰 구조는 "텍스쳐(texture)"에 기여한다. 그러나, 상기에서와 같이 직접 관찰할 수 없는 입자는 페인트 필름의 시각적 텍스쳐에 기여한다. dis-방향자(dis-orienters)는 상기 입자의 예이다. 효과 안료는 경화 필름에서 수평 배향을 취하는 경향이 있는 플레이크이다. 이를 방지하고 플레이크 배향에서 더 많은 변화를 주기위해서, dis-방향자로 불리는 구형 입자를 사용한다. 금속 페인트에서 dis-방향자를 사용하여 관측 각도에 따라서 더 반짝이게 될 것이다.
색상 및 텍스쳐와 같은 시각적 특성의 분석은 품질 제어 공정 뿐만 아니라 예를들면 차량 리페어(repair) 분야에서 원래의 페인트와 시각적으로 매칭되어야 하는 리페어 페인트(repair paint)를 조제하는 공정에서 사용될 수 있다.
WO 01/25737에서는 디지털 촬상 장치를 사용하여 효과 안료로 페인트 필름을 촬상하는 방법을 기술하고 있다. 개별의 텍스쳐 데이터와 함께 순수한 비색 스펙트럼 데이터(colorimetric spectral data)를 수득하기 위해서, 디지털 카메라 촬상 텍스쳐 및 파장별 반사율(spectral reflectance) 및 삼자극치를 각각 측정하는 분광광도계 또는 삼자극치 미터의 조합을 사용한다.
본 발명의 목적은 텍스쳐 효과의 간섭 없이 순수 비색 분석과 1 이상의 검출 장치를 가질 것이 요구되지 않는 텍스쳐 분석 사이를 스위칭하는 페인트 필름의 시각적 특성을 분석하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 광원에 의해 조명되는 효과 안료를 포함하는 페인트 필름 의 시각적 특성을 분석하는 방법에 의해서 달성되며, 제1 편광 필터는 광원과 페인트 필름 사이에 위치하며, 제2 편광 필터는 페인트 필름과 촬상 검출기 사이에 위치하고, 1개 또는 2개의 편광기의 편광축은 다른 편광기의 편광축의 배향과 실질적으로 직각인 배향(예를 들면, 2개의 편광 필터들의 편광축은 실질적으로 수직인 위치)과 2개의 편광축들 사이의 각이 더 작아지는 배향 사이에서 이동한다. 광원으로부터 유래된 광은 제1 편광기에 의해서 편광된 이후에, 페인트 필름에 의해서 반사된다. 상기 광은 주로 페인트 필름내 안료에 의해서 주로 반사/산란된다. 반면에 효과 안료는 실질적으로 동일한 편광을 갖는 편광을 반사하며, 종종 고체 안료라고 하는 다른 안료는 임의로 편광된 상태로 광을 산란시킨다. 제2 편광기의 편광축이 제1 편광기의 편광축과 실질적으로 직각인 경우, 제2 편광기는 고체 안료에 의해서 산란된 임의의 편광을 제외한 모든 광을 차단할 것이다. 결과적으로, 반사광 효과(specular effects), 가령 글로스(gloss), 글린트(glints), 글리터(glitters) 등이 여과하여 제거되었다. 상기 조건을 만족하는 경우, 2개의 편광축의 실제 각이 90도각으로부터 몇도 벗어날지라도 편광축은 실질적으로 직각인 것으로 고려한다. 제2 편광기의 편광축의 배향은 2개의 편광축들 사이의 각이 감소된 배향으로 변경된 후, 상기 반사광 효과는 관찰자에 의해서 검출된 촬상으로 되돌아 간다. 2개의 편광 축들 사이의 각이 작아지면, 관찰된 반사광 효과가 더 강해진다. 두 편광축들이 실질적으로 평행하거나 또는 동일-평면(co-planar)에 있는 경우, 반사광 효과가 이들의 최대에 있다. 각이 작은 경우, 예를 들면 5도 이하인 경우, 페인트 필름의 광택 효과는 여전히 차단되지만, 그러나 효과 안료의 글린트 및 글리터 효과는 눈으로 볼 수 있게 남아 있다. 효과적으로, 2개의 편광기를 사용하는 교차 편광 기술은 효과 코팅에서 색상으로부터 텍스쳐를 광학적으로 억제할 수 있다.
US 5,003,500에서는 광원과 페인트 필름 사이에 위치하는 제1 편광 필터 및 페인트 필름과 분광광도계 사이에 위치하는 제2 편광 필터를 사용하여 페인트 필름의 색상을 분석하는 방법을 기술하고 있다. 편광 필터는 글로스 효과를 차단하는데 사용되므로, 순수 비색 데이터가 수득된다. 효과 페인트 및 효과 코팅으로부터 텍스쳐를 억제하는 방법의 문제점은 기술되어 있지 않다.
관찰자 또는 검출기는 사람 관찰자, 카메라 등일 수 있다. 촬상 분석 소프트웨어가 사용되는 경우, 디지털 촬상 장치, 가령 디지털 비디오 또는 포토 카메라 등이 유익하게 사용될 수 있다. 선택적으로 유사한 카메라가 수득된 촬상을 디지털화하기 위해서 디지타이저(digitizer)와 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 시료의 특정 단일점에서 광세기를 스캐닝하는 광학적 전력 검출기(power detector)가 사용될 수 있다.
촬상 분석 소프트웨어가 텍스쳐를 분석하기 위해 사용될 수 있다. 이를 위해서, US 2001/0036309에 기술된 바와 같이 파라미터화된 계산 텍스쳐 모델(parametrized calculational texture models)이 사용될 수 있다. 적당한 촬상 프로세싱 소프트웨어의 예로는 Optimas® 및 Image ProPlus(둘은 Media Cybernetics제), MacScope®(Mitani Corporation제) 또는 Matlab®(The MathWorks Inc.제)를 포함한다.
광원은 지향성 광원일 수 있다. 선택적으로 확산광에 대한 광원일 수 있다. 광원은 자연 일광일 수 있거나 또는 인공 광, 가령 레이저, CIE 표준 광(standard light) D65 또는 소스(source) F, 또는 발광 다이오드(LED)로부터의 광일 수 있다.
선택적으로, 광은 편광기 앞 또는 너머에 배열된 광섬유를 통과할 수 있다.
적당한 편광기는 예를 들면 폴라로이드 필름, 가령 편광 프리즘, 가령, Glan-Thomson 프리즘 또는 다른 선형 편광 필터가 있다.
본 발명에 따른 방법은 자동차 리페어 페인트의 실시에서 실행될 수 있으며, 리페어 페인트의 시각적 특성은 색상 뿐만 아니라 원래 공장에서 도포된 페인트의 금속 또는 펄 효과와 매칭되어야 한다. 그러나, 상기 방법은 코팅면에서 스크래치 또는 결함을 검출하는 품질 제어 공정에 적용될 수 있다. 결함의 검출은 반사각에서 실시될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 의해서 추가로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 사용하기에 적당한 배열을 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 금속 안료를 갖는 페인트 필름의 제2 편광기의 편광 축의 상이한 배향에서 관찰된 촬상을 나타낸다.
도 1은 효과 안료를 포함하는 페인트 필름(2)의 시각적 특성을 분석하기 위해 본 발명에 따른 방법에 적당한 배열(1)의 실시양태를 나타낸다. 상기 배열(1)은 광원(3), 페인트 필름으로 패널을 홀딩하기 위한 샘플 홀더(도시하지 않음), 광원(3)과 페인트 필름(2) 사이에 위치하는 제1 편광 필터(4), 및 페인트 필름(2)과 디지털 카메라(6) 사이에 위치하는 제2 편광 필터 또는 분석기(5)를 포함한다. 도 1에서, 라인 A는 조명 방향을 나타내며, 라인 B는 카메라(6)의 광학 축에 의해서 주어진 관측 방향을 나타낸다. 도 1에 도시된 배열에서, 관측 방향과 기재 사이의 각은 필수적이지는 않지만 반사각 또는 글로스 각과 일치한다. 제1 편광기(4)는 조명 방향과 관측 방향에 의해서 정의된 평면내 편광축(7)을 갖는다. 제2 편광기(5)의 편광축(8)은 제1 편광기(4)의 편광 축(7)의 배향과 실질적으로 직각인 배향과 2개의 편광축들(7, 8) 사이의 각이 더 작아지거나 또는 동일평면 상에 있는 배향 사이에서 이동가능하다.
광원(3)은 비편광을 방출한다. 편광기(4)를 통과하여, 광이 편광된다. 광이 페인트 필름을 비추면, 색상 안료는 편광이 소실되는 방향으로 광을 반사하며, 효과 안료는 동일한 편광을 갖는 광을 반사한다. 카메라(6)의 방향으로 반사된 광의 일부는 카메라(6)에 도달되기 이전에 편광 필터(5)를 통과한다. 색상 안료에 의해서 반사된 비편광은 편광 필터(5)를 통과한다. 편광기(5)의 편광축(8)이 제1 편광기(4)의 편광축에 직각인 경우, 제2 편광기(5)는 효과 안료에 의해서 반사된 편광을 차단한다. 상기 조건 하에, 제2 편광기(5)를 통해 관찰된 페인트 필름의 촬상은 텍스쳐 효과 없이 고체 페인트 필름 표면으로 보인다. 2개의 편광기들의 편광 축들 사이의 각이 작아지면, 편광이 차단되는 정도가 적어진다. 2개의 편광기들의 축들이 동일 평면에 있는 경우, 모든 반사광, 편광 및 비편광은 제2 편광기를 통과하고, 카메라(6)에 의해서 관찰된다. 2개의 편광 축들 사이의 각이 작은 경우, 예를들면 5도 이하인 경우, 글로스 효과는 큰 정도로 여과 제거되지만, 효과 안료로부터의 반사광 효과가 여전히 관찰된다.
선택적으로, 샘플 홀더는 광학적 기하학(optical geometry)의 효과를 조사하기 위해서 1 이상의 경사축(tilting axes)상에서 상하로 움직일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 제1 편광기(4)의 편광축(7)은 조명 방향(A)과 관측 방향(B)과 실질적으로 동일 평면상에 있다.
도 2a 및 도 2b에서, 금속 페인트로 페인팅된 패널(panel)이 도시되었다. 2개의 촬상은 동일한 관측 각에서 얻어지지만, 동일한 글로스 각 또는 반사각에서는 얻어지지 않는다. 상기 촬상에서, 화살표는 2개의 편광기들의 편광축의 상호 정렬을 나타낸다. 도 2a에서, 제1 편광기의 편광축은 제2 편광기의 축과 수직이다. 결과적으로, 텍스쳐 효과를 갖지 않는 고른 색상으로서 페인트 필름의 촬상이 관찰된다. 도 2b에서, 제1 편광기의 편광축이 제2 편광기의 축과 5도 이하의 각을 갖는다. 도 2a 및 도 2b의 사진에서, 글린트 및 글리터를 포함하는 텍스쳐 정보는 색상 정보와 함께 카메라에 의해서 관찰된다. 촬상이 글로스 각 또는 반사광에서 얻어지는 경우, 도 2a에서 촬상은 동일하게 보이고 도 2b에서 동일한 텍스쳐 및 색상 정보는 작은 글로스 성분과 함께 이용할 수 있다.
Claims (8)
- 광원(3)에 의해 조명되는 효과 안료(effect pigments)를 포함하는 페인트 필름(2)의 시각적 특성을 분석하는 방법으로서,제1 편광 필터(4)는 광원(3)과 페인트 필름(2) 사이에 위치하며, 제2 편광 필터(5)는 페인트 필름(2)과 촬상 검출기(6) 사이에 위치하고, 편광기 (4) 및 (5) 중 1 이상의 편광 축 (7) 또는 (8)은 다른 편광기 (5) 또는 (4)의 편광 축 (8) 또는 (7)의 배향과 실질적으로 직각인 배향과 2개의 편광 축 (7) 및 (8) 사이의 각이 더 작아지는 배향 사이에서 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,촬상 검출기(6)의 관측 방향(B)과 페인트 필름(2) 사이의 각이 반사각과 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,촬상 검출기(6)는 디지털 촬상 장치, 가령 디지털 카메라 및/또는 사람 관찰자인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,제1 편광기(4)의 편광 축(7)은 조명 방향(A) 및 관측 방향(B)과 실질적으로 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,제2 편광기(5)의 편광 축(8)은 제1 편광기(4)의 편광 축(7)의 배향과 실질적으로 직각인 배향과 제1 편광기(4)의 편광 축(7)의 배향과 실질적으로 동일 평면상에 있는 배향 사이에서 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,촬상 분석 소프트웨어가 텍스쳐(texture)를 분석하기 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,원래 공장에서 도포된 페인트와 자동차 리페어 페인트(repair paint)의 시각적 특성을 매칭하기 위해서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 효과 안료를 포함하는 페인트 필름(2)의 시각적 특성을 분석하기 위한 것으로, 광원(3), 샘플 홀더, 광원(3)과 샘플 홀더 사이에 위치한 제1 편광 필터(4), 및 샘플 홀더와 촬상 검출기(6) 사이에 위치한 제2 편광 필터(5)를 포함하는 촬상 배열(imaging arrangement, 1)의 용도로서,편광기 (4) 및 (5) 중 1 이상의 편광 축 (7) 또는 (8)은 다른 편광기 (5) 또 는 (4)의 편광 축 (8) 또는 (7)의 배향과 실질적으로 직각인 배향과 2개의 편광 축 (7) 및 (8) 사이의 각이 더 작아지는 배향 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 촬상 배열의 용도.
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