JPH05332755A - 平滑性測定装置 - Google Patents
平滑性測定装置Info
- Publication number
- JPH05332755A JPH05332755A JP13905592A JP13905592A JPH05332755A JP H05332755 A JPH05332755 A JP H05332755A JP 13905592 A JP13905592 A JP 13905592A JP 13905592 A JP13905592 A JP 13905592A JP H05332755 A JPH05332755 A JP H05332755A
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- Japan
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- smoothness
- sample
- measuring device
- circular pattern
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】試料面位置が変動すると測定結果が変化する、
１箇所の測定に時間がかかるといった従来法の問題点を
改良した、平滑性測定装置を提供することである。 【構成】試料表面の法線に対し１０度以下の位置から円
形のパターンを表面に投影し、その正反射像を撮影する
手段と、同撮影手段からの電気信号を画像解析する手段
を備えたことを特徴とする平滑性測定装置。 【効果】光沢を有するシート表面の平滑度を非接触で、
高速に測定することが出来る。
１箇所の測定に時間がかかるといった従来法の問題点を
改良した、平滑性測定装置を提供することである。 【構成】試料表面の法線に対し１０度以下の位置から円
形のパターンを表面に投影し、その正反射像を撮影する
手段と、同撮影手段からの電気信号を画像解析する手段
を備えたことを特徴とする平滑性測定装置。 【効果】光沢を有するシート表面の平滑度を非接触で、
高速に測定することが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光沢を有するシート表
面の平滑性を非接触で、高速に測定する測定装置に関す
るものである。
面の平滑性を非接触で、高速に測定する測定装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】紙、フイルム、塗膜等の光沢のある比較
的平滑な表面の平滑性を非接触で測定する方法として、
（１）特開昭６２−２３５５１２号公報等に記載されて
いるような、法線に対する入射角が４５度以上の大きい
角度から斜光を表面に照射し、その正反射光の強度分布
を測定したり、斜光により生じた表面の凹凸を反映した
陰影を解析する方法、（２）特開昭５８−９７６０８号
公報に記載されているような、表面に投影結像した矩形
波パターンの空間的光強度分布を解析する方法、（３）
レーザー光等を用いた非接触変位センサーで直接表面の
凹凸を測定する方法等が知られている。
的平滑な表面の平滑性を非接触で測定する方法として、
（１）特開昭６２−２３５５１２号公報等に記載されて
いるような、法線に対する入射角が４５度以上の大きい
角度から斜光を表面に照射し、その正反射光の強度分布
を測定したり、斜光により生じた表面の凹凸を反映した
陰影を解析する方法、（２）特開昭５８−９７６０８号
公報に記載されているような、表面に投影結像した矩形
波パターンの空間的光強度分布を解析する方法、（３）
レーザー光等を用いた非接触変位センサーで直接表面の
凹凸を測定する方法等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の、法線に対する
入射角が４５度以上と大きい方法では、試料面の大きな
うねりあるいは移動中の試料面位置の変動などにより、
表面と光源または検出器との距離が変化すると測定値が
大きく変動する点が問題であった。また、投影した矩形
波パターンを解析する方法では、凹凸の評価が特定の方
向に限定されること、検出スポットを連続的に走査する
ため測定に時間がかかるなどの欠点があった。
入射角が４５度以上と大きい方法では、試料面の大きな
うねりあるいは移動中の試料面位置の変動などにより、
表面と光源または検出器との距離が変化すると測定値が
大きく変動する点が問題であった。また、投影した矩形
波パターンを解析する方法では、凹凸の評価が特定の方
向に限定されること、検出スポットを連続的に走査する
ため測定に時間がかかるなどの欠点があった。
【０００４】非接触変位センサーで直接表面の凹凸を測
定する方法は、実際に表面の凹凸の大きさが測定できる
利点はあるが、一定速度で移動する試料を測定する場合
などには、試料面位置の変動の影響を強く受ける点が問
題であった。また、測定スポットが小さいため、１つの
センサーから一度に得られる情報量が限られている点も
問題であった。
定する方法は、実際に表面の凹凸の大きさが測定できる
利点はあるが、一定速度で移動する試料を測定する場合
などには、試料面位置の変動の影響を強く受ける点が問
題であった。また、測定スポットが小さいため、１つの
センサーから一度に得られる情報量が限られている点も
問題であった。
【０００５】本発明の目的は、（１）試料面位置が変動
すると測定結果が変化する、（２）１箇所の測定に時間
がかかるといった従来法の問題点を改良した、平滑性測
定装置を提供することである。
すると測定結果が変化する、（２）１箇所の測定に時間
がかかるといった従来法の問題点を改良した、平滑性測
定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、試料面へ照射する光の種類、受光する検出器の種
類、照射条件、検出条件などについて種々の検討を試
み、高速で上下方向に振動しながら移動する試料につい
ても安定した検出信号の得られる、機器要素とその配置
条件を見いだした。また、同時に検出信号を高速で解析
する手段についても検討し、好ましい方向を見いだし
た。
め、試料面へ照射する光の種類、受光する検出器の種
類、照射条件、検出条件などについて種々の検討を試
み、高速で上下方向に振動しながら移動する試料につい
ても安定した検出信号の得られる、機器要素とその配置
条件を見いだした。また、同時に検出信号を高速で解析
する手段についても検討し、好ましい方向を見いだし
た。
【０００７】すなわち、試料表面の法線に対し、１０度
以下の位置から円形のパターンを表面に投影し、その正
反射像を撮影する手段と、同撮影手段からの電気信号を
画像解析する手段を備えたことを特徴とする平滑性測定
装置により、本発明の目的とした、光沢を有するシート
表面の平滑度を非接触で、試料位置変動の影響を受ける
ことなく、高速で測定することが可能になった。
以下の位置から円形のパターンを表面に投影し、その正
反射像を撮影する手段と、同撮影手段からの電気信号を
画像解析する手段を備えたことを特徴とする平滑性測定
装置により、本発明の目的とした、光沢を有するシート
表面の平滑度を非接触で、試料位置変動の影響を受ける
ことなく、高速で測定することが可能になった。
【０００８】本発明の光源としては、ハロゲンランプ、
タングステンランプ、ストロボライト、レーザー等を用
いることが出来る。また、ハロゲンランプ等においては
ランプと試料の間にフィルターを設置し、ある特定の波
長または波長範囲の光のみを利用することも可能であ
る。
タングステンランプ、ストロボライト、レーザー等を用
いることが出来る。また、ハロゲンランプ等においては
ランプと試料の間にフィルターを設置し、ある特定の波
長または波長範囲の光のみを利用することも可能であ
る。
【０００９】試料面に投影する円形パターンは、光源と
試料の間に所定のパターンを描いた半透明の板とレンズ
を設置することにより投影結像される。投影像の大きさ
は、測定対象とする凹凸の大きさ応じて変化させること
が出来、視覚評価結果との対応を考慮する場合には、直
径１〜１０ｍｍのものが好ましい。また、投影像と周囲
との光学濃度差は０．５以上あればよく、投影像の光学
濃度は周囲より高くても低くても構わない。
試料の間に所定のパターンを描いた半透明の板とレンズ
を設置することにより投影結像される。投影像の大きさ
は、測定対象とする凹凸の大きさ応じて変化させること
が出来、視覚評価結果との対応を考慮する場合には、直
径１〜１０ｍｍのものが好ましい。また、投影像と周囲
との光学濃度差は０．５以上あればよく、投影像の光学
濃度は周囲より高くても低くても構わない。
【００１０】投影像を撮影する手段としては、カルニコ
ン、ビジコンなどの撮像管あるいは固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ）を用いたテレビカメラが使用できる。テレビカメラ
の設置位置は、投影光の正反射光を受光出来る位置がよ
い。円形パターンの投影とテレビカメラの設置位置は、
試料表面の法線に対し、それぞれ１０度以下の位置に設
置するものとする。
ン、ビジコンなどの撮像管あるいは固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ）を用いたテレビカメラが使用できる。テレビカメラ
の設置位置は、投影光の正反射光を受光出来る位置がよ
い。円形パターンの投影とテレビカメラの設置位置は、
試料表面の法線に対し、それぞれ１０度以下の位置に設
置するものとする。
【００１１】画像解析する手段としては、テレビカメラ
からの電気信号をデジタル化し、画像メモリーへ転送
し、コンピューター制御の下で種々のデーター処理を行
うデジタル画像処理装置を使用することが出来る。デー
ター処理の方法としては、濃淡画像のフーリエ解析、あ
るいは所定の方法で二値化した画像の形状解析などを利
用できる。
からの電気信号をデジタル化し、画像メモリーへ転送
し、コンピューター制御の下で種々のデーター処理を行
うデジタル画像処理装置を使用することが出来る。デー
ター処理の方法としては、濃淡画像のフーリエ解析、あ
るいは所定の方法で二値化した画像の形状解析などを利
用できる。
【００１２】これらの中でとくに好ましいのは、、二値
化画像の面積（Ａ）と周囲長（Ｐ）を求め、下記の数２
（数式１）で表される平滑性指標（Ｓ）により、投影画
像に対する撮影画像の劣化程度を定量化する画像解析手
段である。
化画像の面積（Ａ）と周囲長（Ｐ）を求め、下記の数２
（数式１）で表される平滑性指標（Ｓ）により、投影画
像に対する撮影画像の劣化程度を定量化する画像解析手
段である。
【数２】 Ｓをそのまま平滑性指標として使用、あるいは基準とな
る鏡面についての指標（Ｓs）に対する測定試料の指標
（Ｓ）の比（Ｓ／Ｓs）をもって平滑性を評価すること
が出来る。
る鏡面についての指標（Ｓs）に対する測定試料の指標
（Ｓ）の比（Ｓ／Ｓs）をもって平滑性を評価すること
が出来る。
【００１３】
【作用】本発明の、試料表面の法線に対し１０度以下の
位置から円形のパターンを表面に投影し、その正反射像
を撮影する手段と、同撮影手段からの電気信号を画像解
析する手段を備えたことを特徴とする平滑性測定装置を
使用することにより、光沢を有するシート表面の平滑度
を非接触で、高速に測定することが出来る。
位置から円形のパターンを表面に投影し、その正反射像
を撮影する手段と、同撮影手段からの電気信号を画像解
析する手段を備えたことを特徴とする平滑性測定装置を
使用することにより、光沢を有するシート表面の平滑度
を非接触で、高速に測定することが出来る。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例について図を参照して示す。
なお、本発明は実施例に限定されるものではない。図１
には、平滑性測定装置の構成図を示す。試料１は送りロ
ーラ２により搬送される。試料の法線１８に対しそれぞ
れ５度の相対する位置に、ハロゲンランプ光源４、円形
パターンの板５、レンズ６から構成される照明装置およ
び拡大レンズ８を取り付けたＣＣＤカメラ７を設置す
る。ここで、ハロゲンランプは安定化された直流電源３
により点灯される。
なお、本発明は実施例に限定されるものではない。図１
には、平滑性測定装置の構成図を示す。試料１は送りロ
ーラ２により搬送される。試料の法線１８に対しそれぞ
れ５度の相対する位置に、ハロゲンランプ光源４、円形
パターンの板５、レンズ６から構成される照明装置およ
び拡大レンズ８を取り付けたＣＣＤカメラ７を設置す
る。ここで、ハロゲンランプは安定化された直流電源３
により点灯される。
【００１５】ＣＣＤカメラ７からの電気信号は画像解析
装置９に送られ、Ａ／Ｄ変換し、デジタル画像とした
後、所定の解析が行われる。その結果は、ＣＲＴ装置１
０あるいはプリンタ１１に出力される。
装置９に送られ、Ａ／Ｄ変換し、デジタル画像とした
後、所定の解析が行われる。その結果は、ＣＲＴ装置１
０あるいはプリンタ１１に出力される。
【００１６】図２は投影パターンの概念図である。試料
１への円形パターンの投影光路１２と検出光路１３を示
す。円形パターンは少し歪んだ楕円形に投影され１４、
その長軸の長さは２０ｍｍであった。試料１面上の線Ｘ
−Ｙに沿って、０．１ｍｍ角のスポットで、デジタル画
像の輝度を測定すると分布１５が得られる。分布１５の
頂部とそれ以外の部分が分離できる様な輝度値で二値化
することにより、図３及び図４の様な二値画像が得られ
る。図３では、試料表面が鏡面に近い場合における画像
解析の原理図を示す。また、図４では、樹脂被覆紙の場
合における画像解析の原理図を示す。なお、本装置で
は、複数個の円形パターンを同時に投影することも可能
である。
１への円形パターンの投影光路１２と検出光路１３を示
す。円形パターンは少し歪んだ楕円形に投影され１４、
その長軸の長さは２０ｍｍであった。試料１面上の線Ｘ
−Ｙに沿って、０．１ｍｍ角のスポットで、デジタル画
像の輝度を測定すると分布１５が得られる。分布１５の
頂部とそれ以外の部分が分離できる様な輝度値で二値化
することにより、図３及び図４の様な二値画像が得られ
る。図３では、試料表面が鏡面に近い場合における画像
解析の原理図を示す。また、図４では、樹脂被覆紙の場
合における画像解析の原理図を示す。なお、本装置で
は、複数個の円形パターンを同時に投影することも可能
である。
【００１７】図３及び図４には画像解析の原理図を示
す。ＣＣＤカメラで撮影した画像は、１画素が０．１ｍ
ｍ角に相当する様な条件でデジタル化され、上述の方法
で二値化される。得られた二値画像の図形の面積（Ａ）
１６および輪郭線の長さである周囲長（Ｐ）１７を求
め、下記の数３（数式１）で表される平滑性指標（Ｓ）
を求める。
す。ＣＣＤカメラで撮影した画像は、１画素が０．１ｍ
ｍ角に相当する様な条件でデジタル化され、上述の方法
で二値化される。得られた二値画像の図形の面積（Ａ）
１６および輪郭線の長さである周囲長（Ｐ）１７を求
め、下記の数３（数式１）で表される平滑性指標（Ｓ）
を求める。
【数３】
【００１８】ライン速度１００ｍ／分で種々のシート上
に、二酸化チタンを１０％含有する低密度ポリエチレン
樹脂を３０μｍの厚さに押しだし塗工する塗工機に、本
発明の装置を設置して平滑性を測定した結果を表１に示
す。
に、二酸化チタンを１０％含有する低密度ポリエチレン
樹脂を３０μｍの厚さに押しだし塗工する塗工機に、本
発明の装置を設置して平滑性を測定した結果を表１に示
す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１で、平滑性指標は（数式１）から求め
た値である。視覚評価は、鏡面に近く最も平滑な試料を
１、平滑性の劣る試料を５とした標準試料に対し、塗工
後の試料の平滑性を比較することにより行った。表１の
結果は、塗工機上で連続的に測定した平滑性指標の傾向
が、塗工後の試料の視覚評価値と極めて良く一致するこ
とを示している。
た値である。視覚評価は、鏡面に近く最も平滑な試料を
１、平滑性の劣る試料を５とした標準試料に対し、塗工
後の試料の平滑性を比較することにより行った。表１の
結果は、塗工機上で連続的に測定した平滑性指標の傾向
が、塗工後の試料の視覚評価値と極めて良く一致するこ
とを示している。
【００２１】
【発明の効果】以上の結果から、本発明の平滑性測定装
置は、試料表面の法線に対し１０度以下の位置から円形
のパターンを表面に投影し、その正反射像を撮影する手
段と、同撮影手段からの電気信号を画像解析する手段を
備えたことを特徴とするものであり、本発明の平滑性測
定装置を使用することにより、光沢を有するシート表面
の平滑度を非接触で、高速に測定することが出来ること
が明らかになった。
置は、試料表面の法線に対し１０度以下の位置から円形
のパターンを表面に投影し、その正反射像を撮影する手
段と、同撮影手段からの電気信号を画像解析する手段を
備えたことを特徴とするものであり、本発明の平滑性測
定装置を使用することにより、光沢を有するシート表面
の平滑度を非接触で、高速に測定することが出来ること
が明らかになった。
【図１】平滑性測定装置の構成図。
【図２】投影像の概念図。
【図３】画像解析の原理図。（表面が鏡面に近い場合）
【図４】画像解析の原理図。（樹脂被覆紙の場合）
１ 試料 ２ 送りローラ ３ 安定化直流電源 ４ ハロゲンランプ光源 ５ 円形パターン板 ６ レンズ ７ ＣＣＤカメラ ８ 拡大レンズ ９ 画像解析装置 １０ ＣＲＴ装置 １１ プリンタ １２ 円形パターンの投影光路 １３ 円形パターンの検出光路 １４ 投影パターン １５ 輝度分布 １６ 二値画像の面積 １７ 二値画像の周囲長 １８ 法線
Claims (2)
- 【請求項１】 試料表面の法線に対し、１０度以下の位
置から円形のパターンを表面に投影し、その正反射像を
撮影する手段と、同撮影手段からの電気信号を画像解析
する手段を備えたことを特徴とする平滑性測定装置。 - 【請求項２】 撮影した円形パターンの面積（Ａ）と周
囲長（Ｐ）を求め、下記の数式１で表される平滑性指標
（Ｓ）により、投影画像に対する撮影画像の劣化程度を
定量化する画像解析手段を有することを特徴とする請求
項１記載の平滑性測定装置。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905592A JPH05332755A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 平滑性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905592A JPH05332755A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 平滑性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332755A true JPH05332755A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15236433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13905592A Pending JPH05332755A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 平滑性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05332755A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004613A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Akashi Corp | 圧痕形成機構および硬さ試験機 |
| JP2007514155A (ja) * | 2003-12-12 | 2007-05-31 | シェル・ゾラール・ゲーエムベーハー | テクスチャー表面上の角錐のサイズ測定 |
| CN115236085A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司 | 一种利用投射曲线识别表面质量的方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13905592A patent/JPH05332755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004613A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Akashi Corp | 圧痕形成機構および硬さ試験機 |
| JP2007514155A (ja) * | 2003-12-12 | 2007-05-31 | シェル・ゾラール・ゲーエムベーハー | テクスチャー表面上の角錐のサイズ測定 |
| CN115236085A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司 | 一种利用投射曲线识别表面质量的方法 |
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