JP3933581B2 - Method and apparatus for surface evaluation - Google Patents
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Description
本発明は、画像化装置、光源および試験すべき表面を有する試料を配置するための試料領域を用いた、着色されたコーティングフィルムの表面の視覚的特性、例えば色、光沢、感触等を記録するための方法および装置に関する。 The present invention records the visual properties of the surface of a colored coating film, such as color, gloss, feel, etc., using an imaging device, a light source and a sample area for placing a sample having a surface to be tested. Relates to a method and an apparatus.
表面の視覚的概観は、光学的外形(optical geometry)に依存することができ、光学的外形は、観察者および光源に対する観察される物体の配置として定義される。この依存状態は、例えば色彩顔料を含むコーティングのフィルムにおいて生じ得る。光学的外形への視覚的特性の依存状態は一般に、角度彩色(goniochromatism)またはフロップ(flop)挙動と呼ばれる。光学的外形において、観察方向は、観察者と観察される対象上の観察点との間の線であり、照明方向は、光源と観察点との間の線である。反映方向は、試料表面に垂直な鏡面によって照明方向を映している線の方向である。フロップ(flop)角(また反映(aspecular)角と呼ばれる)は、観察方向と反映方向との間の角度である。また色彩もしくは非色彩フィルムの光沢は、光学的外形に依存する。 The visual appearance of the surface can depend on the optical geometry, which is defined as the placement of the observed object relative to the observer and the light source. This dependence can occur, for example, in a film of a coating that includes a color pigment. The dependence of visual properties on optical contours is commonly referred to as goniochromatism or flop behavior. In the optical contour, the observation direction is a line between the observer and the observation point on the observed object, and the illumination direction is a line between the light source and the observation point. The reflection direction is the direction of a line reflecting the illumination direction by a mirror surface perpendicular to the sample surface. The flop angle (also called the reflection angle) is the angle between the observation direction and the reflection direction. The gloss of a color or non-color film depends on the optical contour.
色彩顔料は、光学効果、例えば金属的概観もしくは真珠光沢概観を得るためにコーティングにおいて使用される。典型的には、金属顔料を含むコーティングのフィルムにおいて、明度は光学的外形に依存するのに対して、真珠光沢顔料を含むコーティングでは色合いが光学的外形と共に変化する。このことは、そのようなコーティングフィルムの視覚的概観の特徴づけを複雑にする。これに関してさらに複雑なのは、顔料薄片の存在のために、短距離から観察するときに、コーティングフィルムに局所的な強い散乱点が出現することである。固体の色が反射率値の分光分布によって特徴づけられるのに対して、色彩顔料を含むコーティングは角度および空間依存性を考慮する必要がある。 Color pigments are used in coatings to obtain optical effects such as a metallic or pearlescent appearance. Typically, in films of coatings containing metal pigments, the lightness depends on the optical profile, whereas in coatings containing pearlescent pigments, the hue changes with the optical profile. This complicates the characterization of the visual appearance of such coating films. More complicated in this regard is the presence of strong local scattering points in the coating film when viewed from a short distance due to the presence of pigment flakes. Whereas solid colors are characterized by a spectral distribution of reflectance values, coatings containing color pigments need to take into account angular and spatial dependence.
今まで、金属および真珠光沢コーティングの明度のおよび色の光学的外形への依存性は、限られた数の異なる測定外形で分光光度計を用いて調べられた。しかしながら、これは、非常に限られた数の光学的外形のみでのデータを与える不完全な画像を生じる。 To date, the dependence of metal and pearlescent coatings on brightness and color optical profile has been investigated using a spectrophotometer with a limited number of different measurement profiles. However, this results in imperfect images that give data with only a very limited number of optical profiles.
米国特許第5,550,632号明細書は、デジタル光学カメラを用いて、塗装フィルムを評価するための方法および配置を開示する。記録ごとに唯一の光学的外形が使用され、カメラが焦点を合わせられるので、唯一のフラップ角が使用される。色彩顔料を含むコーティング層の概観はフラップ角に依存するので、この方法は、1回の記録でそのような色彩コーティングを評価するために使用することができない。 US Pat. No. 5,550,632 discloses a method and arrangement for evaluating a paint film using a digital optical camera. Since only one optical profile is used for each record and the camera is focused, only one flap angle is used. Since the appearance of coating layers containing color pigments depends on the flap angle, this method cannot be used to evaluate such color coatings in a single recording.
本発明の目的は、連続する範囲のフロップ角にわたって1回の記録で表面の評価を可能にする系である。 An object of the present invention is a system that allows the evaluation of a surface with a single recording over a continuous range of flop angles.
本発明の目的は、表面による光相互作用を記録するための画像化装置、光源および調べられるべき表面を有する試料を置くための試料領域を含む、表面のフロップ角依存特性を記録するための装置であって、画像化装置の視野が、観察方向の連続する範囲を包含すること、ならびに画像化装置、光源および試料領域が、1つの画像において少なくとも1つの表面特性がフロップ角の関数として記録されるように配置されていることを特徴とする装置によって達成される。記録は、視覚的検分および比較のため、または記録された信号を定量する画像化装置の能力に依存して、測定もしくはデータ処理のために使用することができる。用途の特定の例は、光沢測定および色合わせである。 The object of the present invention is an apparatus for recording surface flop angle-dependent properties, including an imaging device for recording light interaction by the surface, a light source and a sample area for placing a sample having a surface to be examined. The imaging device field of view encompasses a continuous range of viewing directions, and the imaging device, light source and sample region have at least one surface property recorded in one image as a function of the flop angle. This is achieved by a device characterized by being arranged in such a way. The recording can be used for visual inspection and comparison, or for measurement or data processing, depending on the ability of the imaging device to quantify the recorded signal. Specific examples of applications are gloss measurement and color matching.
本発明による装置または配置は、色彩顔料を含むコーティングでコーティングされた表面のフロップ挙動または角度彩色(goniochromatism)を評価するために特に適当である。 The device or arrangement according to the invention is particularly suitable for evaluating the flop behavior or goniochromatism of a surface coated with a coating containing color pigments.
フロップ挙動の有用な画像を得るために、先に定義したフロップ角の範囲は好ましくは40度より大、より好ましくは50度より大の範囲でなければならない。 In order to obtain a useful image of the flop behavior, the range of flop angles as defined above should preferably be greater than 40 degrees, more preferably greater than 50 degrees.
いくつかのタイプの表面、たとえば金属顔料を含むコーティングフィルムについては、より大きいフロップ角でより暗い色である。そのような場合に全測定範囲を使用するために、好ましくは増加もしくは減少関数に従って、光分布は好ましくは画像化装置の目に見える範囲にわたって変化する。この関数は物質のタイプに依存する。光分布は、照明の角度の関数として光源の光出力を変えることによって変えることができる。あるいは光分布は、適当なフィルターを用いて変えることができる。 For some types of surfaces, such as coating films containing metal pigments, darker colors with larger flop angles. In order to use the entire measurement range in such a case, the light distribution preferably varies over the visible range of the imaging device, preferably according to an increasing or decreasing function. This function depends on the type of substance. The light distribution can be changed by changing the light output of the light source as a function of the angle of illumination. Alternatively, the light distribution can be changed using a suitable filter.
好ましい配置では、光源は、線光源、たとえばTLストリップライト、光散乱器の平面スリット、点光源の配列、たとえばLEDもしくはガラス繊維等であることができる。あるいは、光源は点光源であることができる。 In a preferred arrangement, the light source can be a linear light source, such as a TL strip light, a planar slit in a light scatterer, an array of point light sources, such as an LED or glass fiber. Alternatively, the light source can be a point light source.
本発明に従う配置における適当な画像化装置は、CCDカメラもしくは電子結合素子カメラである。適当なCCD光学カメラは、たとえばRicoh(商標)RDC 5000、Olympus(商標)C-2000Z、Minolta(商標)Dimage(商標)RD 3000およびNikon(商標)Coolpix(商標)950である。 A suitable imaging device in an arrangement according to the invention is a CCD camera or an electronic coupling device camera. Suitable CCD optical cameras are, for example, Ricoh ™ RDC 5000, Olympus ™ C-2000Z, Minolta ™ Dimage ™ RD 3000 and Nikon ™ Coolpix ™ 950.
デジタルビデオカメラは、本発明を実行するために使用できる適当な装置の別の群を形成する。ビデオカメラを用いると、位置の関数としてだけでなく、あるいはもしくは追加的に、時間の関数として、フロップ角を変えることができる。ビデオカメラを用いるとまた、一定時間にわたって調べている表面の視覚的概観における時間依存性の変化、たとえば硬化中のコーティングフィルムの概観を監視することを可能にする。 Digital video cameras form another group of suitable devices that can be used to practice the present invention. With a video camera, the flop angle can be changed not only as a function of position, but additionally, as a function of time. Using a video camera also makes it possible to monitor time-dependent changes in the visual appearance of the surface being examined over time, for example the appearance of the coating film during curing.
デジタルカメラを用いると、あらゆる記録画像は、多数のピクセルからなる。あらゆるピクセルは、赤値(red value)R、緑値(greenvalue)Gおよび青値(blue value)Bを有する。理想的には、純粋に黒の表面について較正されたR、GおよびB値はすべて0でなければならないのに対して、理想的な純粋に白の表面について、これら3つの値のそれぞれは予め定められた最大値に等しくなければならない。最大値は2n−1に等しく、ここでnはピクセルを規定するビット数である。8-ビットのピクセルの濃さが使用されるなら、この最大値は255である。 With a digital camera, every recorded image consists of a number of pixels. Every pixel has a red value R, a green value G, and a blue value B. Ideally, the calibrated R, G, and B values for a pure black surface should all be zero, whereas for an ideal pure white surface, each of these three values is pre- Must be equal to the maximum specified. The maximum value is equal to 2 n -1, where n is the number of bits that define the pixel. If 8-bit pixel depth is used, this maximum is 255.
金属コーティングが試験されるときには、明度は局所的に白の明度を超えることができる。これは、例えば2n−1より下の最大の白の値を選択することによって、考慮されるべきである。 When a metal coating is tested, the lightness can locally exceed the lightness of white. This should be taken into account, for example, by selecting the largest white value below 2 n -1.
厳密な色測定のためには、測定値を定期的に較正することが好ましい。CCDカメラが使用されるときには、較正は例えば、まず別々に黒の試料と白の試料を記録することによって行うことができる。黒の値のR値、G値およびB値は、白の試料のR値、G値およびB値ならびに問題となる測定試料のR値、G値およびB値から減じられる。次に、測定試料のR値、G値およびB値を、白の較正試料の対応する値で割り、最大の白の値と掛ける。このことは、画像中のあらゆるピクセルについて、R値の較正値Rcalが以下の式を用いて計算されることを意味する:
[数1]
Rcal=255*(R−R黒)/(R白−R黒)
この式において、R黒は、黒の試料におけるピクセルのR値であるのに対して、R白は、白の試料におけるピクセルのR値である。B値およびG値についての較正値は相応じて計算される。この補正は、ピクセルの光感度における偏差および光学的外形の関数としての光源強度の変化を説明する。
For accurate color measurements, it is preferable to calibrate the measurements periodically. When a CCD camera is used, calibration can be performed, for example, by first recording a black sample and a white sample separately. The R value, G value and B value of the black value are subtracted from the R value, G value and B value of the white sample and the R value, G value and B value of the measurement sample in question. Next, the R, G, and B values of the measurement sample are divided by the corresponding values of the white calibration sample and multiplied by the maximum white value. This means that for every pixel in the image, the R value calibration value R cal is calculated using the following formula:
[Equation 1]
R cal = 255 * (R−R black ) / (R white− R black )
In this equation, R black is the R value of the pixel in the black sample, while R white is the R value of the pixel in the white sample. Calibration values for B and G values are calculated accordingly. This correction accounts for deviations in the light sensitivity of the pixels and changes in light source intensity as a function of optical profile.
任意的に、R値、G値およびB値は、光強度における時間依存性変化について補正することができる。これは、例えば試料に平行な白の片(strip)を施与することによってなされ得る。計算の目的のために、試料および白の片は、多数の仮想部分によって試料の長手軸に沿って分けられると考えられる。あらゆる試料部分について、平均のR値、G値およびB値であるRav、GavおよびBavが決定される。同様に、あらゆる白の片の部分について、平均のR値、G値およびB値であるR白-av、G白-avおよびB白-avが決定される。各試料部分についての補正されたR値であるRcorが次に、以下の式を用いて計算される:
[数2]
Rcor=255*(Rav/R白-av)
GcorおよびBcorがそれに応じて計算される。
Optionally, the R, G and B values can be corrected for time dependent changes in light intensity. This can be done, for example, by applying a white strip parallel to the sample. For calculation purposes, the sample and the white piece are considered to be separated along the sample's longitudinal axis by a number of virtual parts. For every sample part, the average R, G and B values R av , G av and B av are determined. Similarly, R white-av , G white-av, and B white-av, which are average R values, G values, and B values, are determined for every white piece. R cor , the corrected R value for each sample part, is then calculated using the following formula:
[Equation 2]
R cor = 255 * (R av / R white- av )
G cor and B cor are calculated accordingly.
比色データについて最も一般的な系は、コミッション インターナショナル デ イエクライレッジ(Commission International de IEclairage)(CIE)、例えばCIELab(L*, a*, b*)、CIEXYZ(X, Y, Z)およびCIELuv(L*, u*, v*)によって提出された。これらの系は、人の目の感度を考慮する。CCDカメラによって測定したR値、G値およびB値は、CIELab系のL*, a*, b*値に換算することができる。 The most common systems for colorimetric data are the Commission International de IEclairage (CIE), eg CIELab (L *, a *, b *), CIEXYZ (X, Y, Z) and CIELuv. Submitted by (L *, u *, v *). These systems take into account the sensitivity of the human eye. The R, G, and B values measured by the CCD camera can be converted into CIELab L *, a *, and b * values.
選択される数学モデルは、当業者に公知の任意のモデルであることができる。H.R.カング(Kang)、電子画像化装置のための色技術(Color Technology for Electronic Imaging Devices)、SPIEオプティカル エンジニアリング プレス(Optical Engineering Press)、1997年、第3章および11章ならびに、米国特許第5,850,472号明細書に例が挙げられている。このモデルは、非線形または線形であり得る。非線形モデルの1例は、10パラメータを有する2次多項式または20パラメータを有する3次多項式である。好ましくは、線形モデルを使用する。より好ましくは、使用される線形モデルは4つのモデルパラメータを有する。
The selected mathematical model can be any model known to those skilled in the art. HR Kang, Color Technology for Electronic Imaging Devices, SPIE Optical Engineering Press, 1997,
4パラメータを有する線形モデルの1例は以下のモデルであり、ここで、較正色の測定された色信号(この場合、R、GおよびBデータ)は、比色データに換算され、それはこの場合には、CIELabデータ:
[数3]
Li*=c0+c1Ri+c2Gi+c3Bi
ai*=d0+d1Ri+d2Gi+d3Bi
bi*=e0+e1Ri+e2Gi+e3Bi
(ここで、Ri、GiおよびBiは測定された信号であり、Li*、ai*およびbi*は較正色iの比色データである)
である。
An example of a linear model with four parameters is the following model, where the measured color signal of the calibration color (in this case R, G and B data) is converted to colorimetric data, which in this case In the CIELab data:
[Equation 3]
L i * = c 0 + c 1 R i + c 2 G i + c 3 B i
a i * = d 0 + d 1 R i + d 2 G i + d 3 B i
b i * = e 0 + e 1 R i + e 2 G i + e 3 B i
(Where R i , G i and B i are the measured signals and L i *, a i * and b i * are the colorimetric data of the calibration color i)
It is.
較正色の測定したRGBデータおよび公知のCIELabデータ(CIE1964標準比色オブザーバー)から12モデルパラメータc0−c3、d0−d3およびe0−e3を計算するために、線形の回帰が使用される。これらのモデルパラメータは、選択された色の測定RGBデータをCIELabデータに換算するために使用される。 To calculate the 12 model parameters c 0 -c 3 , d 0 -d 3 and e 0 -e 3 from the measured RGB data of the calibration color and the known CIELab data (CIE1964 standard colorimetric observer), a linear regression is performed. used. These model parameters are used to convert the measured RGB data of the selected color into CIELab data.
20パラメータを有する非線形3次多項式の1例は、
較正色の測定したRGBデータおよび公知のCIELabデータから60モデルパラメータc0−c19、d0−d19およびe0−e19を計算するために、線形の回帰が使用される。これらのモデルパラメータは、選択された色の測定RGBデータをCIELabデータに換算するために使用される。 Linear regression is used to calculate the 60 model parameters c 0 -c 19 , d 0 -d 19 and e 0 -e 19 from the measured RGB data of the calibration color and the known CIELab data. These model parameters are used to convert the measured RGB data of the selected color into CIELab data.
上記にもかかわらず、モデルパラメータを計算するときに、選択された色の付近で較正色により大きい重みを与えることが可能である。4パラメータを有する線形モデルの上記例の場合には、このことは、線形の回帰中に各較正色が、問題となる較正色と選択された色との間のRGB色空間における距離に基づいて重み因子を与えられることを意味する。線形の回帰の手順においては、以下の二乗の和が最小化される:
y~ iがc0+c1R+c2G+c3Bに等しく(上記参照)、wiが((Ri−R)2+(Gi−G)2+(Bi−B)-2に等しいと、この和は以下のようになる:
あるいは、補間法のために選択された色にもかかわらず、較正色を使用することが可能である。 Alternatively, it is possible to use a calibration color regardless of the color selected for the interpolation method.
所望なら、式R=G=B=f(L*)にしたがって黒、白および灰色について測定された信号または異なる比色系におけるL*についての相当値で、灰色バランス維持(grey balancing)を行なうことができる。そのような灰色バランス維持は、H.R.カング(Kang)、電子画像化装置のための色技術(Color Technology for Electronic Imaging Devices)、SPIEオプティカル エンジニアリング プレス(Optical Engineering Press)、1997年、第11章に記載されている。
If desired, gray balancing is performed with signals measured for black, white and gray according to the formula R = G = B = f (L *) or equivalent values for L * in different colorimetric systems. be able to. Such gray balance maintenance is described in HR Kang, Color Technology for Electronic Imaging Devices, SPIE Optical Engineering Press, 1997,
画像処理ソフトウェア、例えばメディア サイバネティクス(Media Cybernetics)から市販されていて入手可能なコンピュータ プログラム Optimas(商標)または同じ会社から入手可能なプログラム Image ProPlus(商標)を用いて、粒子の背景に対する輝度の差の認識によって個々の粒子を同定することができる。これらの粒子は、例えば金属顔料または金属顔料のクラスターであることができる。粒子の同定後、粒子の数ならびに画像パラメータ、例えば粒子径、粒子形、最小軸の長さおよび最長軸の長さならびに粒子のR、GおよびB値を、画像処理ソフトウェアによって決定することができる。データは任意的に片部分ごとに、または必要ならより大きい部分ごとに平均化することができる。 Using image processing software such as the computer program Optimas ™, which is commercially available from Media Cybernetics, or Image ProPlus ™, available from the same company, the difference in brightness relative to the background of the particles Individual particles can be identified by recognition. These particles can be, for example, metal pigments or clusters of metal pigments. After particle identification, the number of particles and image parameters such as particle size, particle shape, minimum and longest axis lengths and particle R, G and B values can be determined by image processing software . The data can optionally be averaged piece by piece or, if necessary, larger pieces.
画像にもとづいて決定されたデータは、例えば合う表面コーティングを与えるコーティング処方物を探すために使用することができる。このために、測定されたデータは、色処方物のデータベースからのデータと比較することができる。 Data determined based on the image can be used, for example, to look for a coating formulation that provides a matching surface coating. To this end, the measured data can be compared with data from a color formulation database.
画像化装置の視野を増すために、光源は任意的に1組の鏡を含むことができる。適当な配置で鏡を使用すると視野を約90度またはそれ以上にまで増すことができることがわかった。 In order to increase the field of view of the imaging device, the light source can optionally include a set of mirrors. It has been found that the field of view can be increased to about 90 degrees or more when the mirror is used in the proper arrangement.
光源は恒久的光源であることができるが、エネルギーの使用を最小にするために、フラッシュライトが好ましい。恒久的光源が使用されるなら、カメラを適当な露光時間に設定すべきである。適当な光源は、例えばタングステンハロゲンランプまたはキセノンランプである。 The light source can be a permanent light source, but a flashlight is preferred to minimize energy use. If a permanent light source is used, the camera should be set to an appropriate exposure time. Suitable light sources are, for example, tungsten halogen lamps or xenon lamps.
特に好ましい実施態様においては、光源はスリットによって光を出す光散乱ハウジングを含む。スリットの長手方向側は、試料表面に実質的に平行に配置されるのに対して、短い側は、試料表面に実質的に垂直である。そのような配置において、光センサーを使用して光出力を制御することができる。そのような散乱器の好ましい実施態様においては、スリットは、散乱器の内側の実質的に水平な壁によって縁取られている。このように、試料表面での光強度は、フロップ角の関数である。散乱器に対してより小さい角距離での配置では、光強度はより大きい角度の場合より小さい。 In a particularly preferred embodiment, the light source includes a light scattering housing that emits light through a slit. The longitudinal side of the slit is arranged substantially parallel to the sample surface, while the short side is substantially perpendicular to the sample surface. In such an arrangement, a light sensor can be used to control the light output. In a preferred embodiment of such a scatterer, the slit is bordered by a substantially horizontal wall inside the scatterer. Thus, the light intensity at the sample surface is a function of the flop angle. In an arrangement with a smaller angular distance to the scatterer, the light intensity is smaller than for a larger angle.
本発明の装置のさらに好ましい実施態様においては、光の分光分布は、例えば異なる光源を使用するか、または1組のフィルター、回折格子またはプリズムを使用することによって、試料上の位置の関数として、1つの画像において変化する。これは独立した測定データの数を増やし、かくして色精度を改善する。これは例えば、光源からの光を変えることによって、または光が画像化装置に入る直前に光の分光分布を変えることによって行なうことができる。好ましくは、照明の分光分布は、光学的外形の変化に垂直的に変化する。 In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the spectral distribution of the light is a function of the position on the sample, for example by using different light sources or by using a set of filters, diffraction gratings or prisms. Change in one image. This increases the number of independent measurement data, thus improving the color accuracy. This can be done, for example, by changing the light from the light source or by changing the spectral distribution of the light just before the light enters the imaging device. Preferably, the spectral distribution of the illumination changes perpendicular to the change in optical profile.
周囲環境の光の効果を除くために、本発明の装置は好ましくはハウジングを含む。 In order to eliminate the effects of ambient light, the device of the present invention preferably includes a housing.
本発明は、上記したように表面評価の方法を含み、ここで、一般に、記録された光相互作用は、試料の光反射である。しかしながら、試料が透明もしくは半透明であるなら、記録された光相互作用は光透過であることができる。その場合には、試料は画像化装置と光源との間に置かれる。 The present invention includes a method for surface evaluation as described above, where generally the recorded light interaction is light reflection of the sample. However, if the sample is transparent or translucent, the recorded light interaction can be light transmissive. In that case, the sample is placed between the imaging device and the light source.
平坦な試料を使用することができる。しかしながら、必要なら、曲がった試料がまた、フロップ挙動の試験のために適当であり得る。 A flat sample can be used. However, if necessary, bent samples may also be suitable for testing flop behavior.
本発明を図面によってさらに記載し、説明する。
図1は、本発明の配置1を示し、光源2、光源に最も近い第1の外端観察方向4から第2の外端観察方向5へと広がる視野角αを有する記録装置としてのCCDカメラ3を含む。コーティングされた試料6はカメラ3の下に位置する。光源2は、試料表面に平行な線光源である。光源2は、CCDカメラ3の直接の視野の外に位置する。光源2と、観察方向4が試料6と出会う点との間の線は第1の照明方向7を規定し、これは、第1の反映方向8として規定される方向に試料6によって反射される。同様に、光源2と、観察方向5が試料6と出会う点との間の線は第2の照明方向9を規定し、これは、第2の反映方向10として規定される方向に試料6によって反射される。図面において、外フラップ角θ1は、第1の観察方向4と第1の反映方向8との間の角度であり、それに対して、外フロップ角θ2は、第2の観察方向5と第2の反映方向10との間の角度である。θ1およびθ2の間の角度範囲は、約90度まで広がり得る。
The invention is further described and illustrated by the drawings.
FIG. 1 shows an
図2は、図1の配置によって記録された記録画像を示す。それは、金属塗料でコーティングされた試料の画像である。図は、明るさがフラップ角と共にいかに変化するかを示す。図2の画像はまた、また人の目によって経験されるように、試料の長さにわたる粗さの変化を示す。 FIG. 2 shows a recorded image recorded by the arrangement of FIG. It is an image of a sample coated with a metal paint. The figure shows how the brightness varies with the flap angle. The image in FIG. 2 also shows the change in roughness over the length of the sample, as also experienced by the human eye.
図3は、本発明の代替の配置を示し、フラップ角の視野が鏡11の使用によって増している。鏡11は、光源2から最も離れたカメラの視野角範囲の外端に対して右隣の試料部分を反射するようなやり方で配置される。カメラ3によって観察される画像においては、光源2に最も近い視野は、他の側の視野の延長によって代えられる。右から左へ、記録はθ3からθ5への視野、次いでθ4からθ2への視野を示す。θ1からθ4への視野は記録上もう見えない。
FIG. 3 shows an alternative arrangement of the present invention, where the field of flap angle is increased by the use of the
図4は、図3の配置と同様の配置における位置の関数としてのフロップ角を示し、位置0はカメラの右下である。試料の反射した部分は、約20mm〜25mmの部分と重なる。
任意的に、試料は2つの(またはそれ以上ですらある)別々の平行な片に記録されることができ、鏡で視野が増加された一方および鏡を有さないもう片方である。このように、θ1からθ2へ広がる完全に伸ばされた視野およびθ5からθ3へ広がる視野を記録することができる。θ5がθ2に等しいなら、θ1からθ3への閉じられた範囲が覆われる。
FIG. 4 shows the flop angle as a function of position in an arrangement similar to that of FIG. 3,
Optionally, the sample can be recorded in two (or even more) separate parallel strips, one with an increased field of view with a mirror and the other without a mirror. In this way, a fully extended field of view extending from θ 1 to θ 2 and a field of view extending from θ 5 to θ 3 can be recorded. If θ 5 is equal to θ 2 , the closed range from θ 1 to θ 3 is covered.
図5は、試料6の右上にカメラ3を有する、図1の配置と同様の配置を示し、光源12は、商標Metz 45CT-1の下に入手可能な標準のフラッシュライト13を含む。フラッシュライト13は、透明な面14を含む。透明な面14で、フラッシュライトは、半円筒部分17を含む散乱器16の平らな上面15に連結されている。平らな面15は開いていて、フラッシュライト13の透明な面14と連結している。散乱器16の内面は、白のコーティングで覆われている。それがフラッシュライト13の透明な面14と一致しないところでは、平らな面15は水平な壁18によって閉じられ、これはその内側に白のコーティングを備えている。水平な壁18の外端と半円筒形部分17との間の端は、散乱器16の幅に渡って広がる垂直のスリット19を備えている。
FIG. 5 shows an arrangement similar to that of FIG. 1 with the
フラッシュライト13が光を放つとき、光は、散乱器16の内側の反射コーティングによって散乱される。光の一部は、画像化されるべき試料6の一部の上にスリット19を通って水平の壁18の反射層によって反射される。図5においてわかるように、散乱器16に最も近いカメラの視野角範囲の外側の見る方向では、試料6は、散乱器16から遠いカメラの外側の見る方向におけるより著しく小さい反射水平壁17の一部によって照らされる。このように、光密度は、光源からの角距離の関数である。この関数は、試料表面に関するスリットの方位と共に変化し得る。
When the
ガラス繊維ケーブル20は、フラッシュライト13を閉じ込める空間を、フラッシュライト13が光を放つ時間間隔を制御する光センサー21に連結する。散乱器16中で散乱された光の一部は、ガラス繊維ケーブル20によって光源21へ逃れる。ガラス繊維ケーブル20を通過する光の量は、光センサー21によって測定される。所定量の光がガラス繊維ケーブル20を通過したとき、センサー21はフラッシュライト13を止める。このように、フラッシュはいずれも正確に同じ量の光を与えることが保証される。
The
図6は、画像化装置3および光源2を含む、本発明の装置のさらなる代替の実施態様を示す。試料6は画像化装置3の下に位置する。1組のフィルターおよび回折格子もしくはプリズム24は、光源2および試料6の間に置かれる。照明の分光分布は、試料上の位置の関数として1つの画像において変化する。図7は、照明の分光分布が光学的外形の変化に垂直的に変化する、好ましい実施態様の結果を示す。
FIG. 6 shows a further alternative embodiment of the device according to the invention comprising an
図8は、試料の光沢挙動は、光学的外形の関数として特徴づけることができることを示す。この特定の例は、1つの画像において、高光沢試料25と低光沢試料26との間の差異を示す。
FIG. 8 shows that the gloss behavior of the sample can be characterized as a function of optical profile. This particular example shows the difference between the
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