JPH0554882B2 - - Google Patents
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- JPH0554882B2 JPH0554882B2 JP24614886A JP24614886A JPH0554882B2 JP H0554882 B2 JPH0554882 B2 JP H0554882B2 JP 24614886 A JP24614886 A JP 24614886A JP 24614886 A JP24614886 A JP 24614886A JP H0554882 B2 JPH0554882 B2 JP H0554882B2
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、表面性状測定装置に係り、特に、塗
膜または塗装面その他の被測定試料面のうねりあ
るいはゆず肌等の平坦度と光沢度とを測定する装
置に関する。
膜または塗装面その他の被測定試料面のうねりあ
るいはゆず肌等の平坦度と光沢度とを測定する装
置に関する。
塗膜または塗装面の平坦度を測定する装置とし
ては、例えば、特開昭56−76004号が知られてい
る。この装置は、光源と、明暗パターンと、結像
レンズと、光電変換素子等とからなり、歪み率か
ら平坦度を測定している。
ては、例えば、特開昭56−76004号が知られてい
る。この装置は、光源と、明暗パターンと、結像
レンズと、光電変換素子等とからなり、歪み率か
ら平坦度を測定している。
一方、被測定試料面の光沢度に関しては、JIS
Z8741に準拠した測定装置が、各社から市販され
ている。
Z8741に準拠した測定装置が、各社から市販され
ている。
被測定試料面の平坦度と光沢度とを測定しよう
とするとき、従来は、それぞれ単独の平坦度測定
装置と光沢度測定装置とを揃える必要があり、測
定時間が長くかかつていた。
とするとき、従来は、それぞれ単独の平坦度測定
装置と光沢度測定装置とを揃える必要があり、測
定時間が長くかかつていた。
また、被測定試料面の同じ位置での平坦度と光
沢度とを定量評価することは、試料をそれぞれの
測定装置に装着する条件が変わるため、困難であ
つた。
沢度とを定量評価することは、試料をそれぞれの
測定装置に装着する条件が変わるため、困難であ
つた。
本発明の目的は、１回の試料装着で平坦度と光
沢度とを同時に測定可能な表面性状測定装置を提
供することである。
沢度とを同時に測定可能な表面性状測定装置を提
供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、光源
と、光源に近接して設置され明暗が交互に多数繰
り返される格子と、格子を透過した光を被測定試
料面に反射させた後に格子の実像を結像させるレ
ンズと、レンズによる格子像の結像面に設置され
格子像の光強度分布を光電変換する光電交換ユニ
ツトと、光電変換ユニツトからの変換信号に基づ
き格子像のピツチPiを検出し、ピツチPiの標準偏
差σ を求め、被測定試料面の平坦度として出力するピ
ツチ信号処理回路と、光電変換ユニツトからの変
換信号に基づき格子像の明部の電圧VBiと暗部の
電圧VDiとからコントラストＣ Ｃ＝１／ｎ×o 〓i=1 VBi−VDi／VBi＋VDi を求め、前記被測定試料面の光沢度に換算するコ
ントラスト信号処理回路と、平坦度および光沢度
を表示する表示ユニツトとからなる表面性状測定
装置を提案するものである。
と、光源に近接して設置され明暗が交互に多数繰
り返される格子と、格子を透過した光を被測定試
料面に反射させた後に格子の実像を結像させるレ
ンズと、レンズによる格子像の結像面に設置され
格子像の光強度分布を光電変換する光電交換ユニ
ツトと、光電変換ユニツトからの変換信号に基づ
き格子像のピツチPiを検出し、ピツチPiの標準偏
差σ を求め、被測定試料面の平坦度として出力するピ
ツチ信号処理回路と、光電変換ユニツトからの変
換信号に基づき格子像の明部の電圧VBiと暗部の
電圧VDiとからコントラストＣ Ｃ＝１／ｎ×o 〓i=1 VBi−VDi／VBi＋VDi を求め、前記被測定試料面の光沢度に換算するコ
ントラスト信号処理回路と、平坦度および光沢度
を表示する表示ユニツトとからなる表面性状測定
装置を提案するものである。
本発明においては、装着した被測定試料面の同
一部位の光電変換信号から、明暗のピツチとコン
トラストとを摘出し、ピツチに基づき平坦度を求
め、コントラストを光沢度に換算するので、１回
の測定で同一部位の平坦度と光沢度を測定でき
る。
一部位の光電変換信号から、明暗のピツチとコン
トラストとを摘出し、ピツチに基づき平坦度を求
め、コントラストを光沢度に換算するので、１回
の測定で同一部位の平坦度と光沢度を測定でき
る。
第１図は、本発明による表面性状測定装置の一
実施例の構成を示すブロツク図である。図におい
て、１は光源ホルダで、タングステンランプまた
はハロゲンランプ等の光源２を保持している。投
光ホルダ３には、２枚１組のコンデンサレンズ４
と、すりガラスまたはオパールガラス等の拡散板
５と、明暗が交互に多数繰り返される格子６とが
内蔵されている。格子６は、第２図に示すよう
に、ガラス基板１００にクロム蒸着またはアルミ
蒸着したW1＝0.1mmの暗格子１０１と、蒸着して
いないW2＝0.1mmの明格子１０２とが、同一ピツ
チで約10mmの長さに亙つて交互に繰り返されてい
る格子である。レンズホルダ７にマウントされた
投影レンズ８は、光路折曲げミラー９，１０，１
１および試料面１３を介して、リニア形CCD１
５上に格子像を結像させるレンズである。リニア
形CCD１５は、CCDホルダ１４にマウントされ、
格子像の結像面に位置し、格子像を光電変換す
る。１２は試料を所定位置に固定する試料吸着用
永久磁石である。
実施例の構成を示すブロツク図である。図におい
て、１は光源ホルダで、タングステンランプまた
はハロゲンランプ等の光源２を保持している。投
光ホルダ３には、２枚１組のコンデンサレンズ４
と、すりガラスまたはオパールガラス等の拡散板
５と、明暗が交互に多数繰り返される格子６とが
内蔵されている。格子６は、第２図に示すよう
に、ガラス基板１００にクロム蒸着またはアルミ
蒸着したW1＝0.1mmの暗格子１０１と、蒸着して
いないW2＝0.1mmの明格子１０２とが、同一ピツ
チで約10mmの長さに亙つて交互に繰り返されてい
る格子である。レンズホルダ７にマウントされた
投影レンズ８は、光路折曲げミラー９，１０，１
１および試料面１３を介して、リニア形CCD１
５上に格子像を結像させるレンズである。リニア
形CCD１５は、CCDホルダ１４にマウントされ、
格子像の結像面に位置し、格子像を光電変換す
る。１２は試料を所定位置に固定する試料吸着用
永久磁石である。
リニア形CCD１５に生じたアナログ信号は、
ハイパスフイルタ１６とアンプ１７を介して、
Ａ／Ｄコンバータ１８に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ１８は、アンプ１７の出力信号を、CCD
制御回路２０からのAD／Ｄ変換スタート信号に
応じて、逐次アナログ／デイジタル変換し、メモ
リ回路１９に格子像の光電変換波形を記憶させ
る。２０は、リニア形CCD１５を駆動するCCD
制御回路、２１は本測定装置全体を制御する中央
処理装置（CPU）、２２はCPU２１で演算処理さ
れた平坦度と光沢度の結果を表示する表示器、２
３は測定スイツチである。
ハイパスフイルタ１６とアンプ１７を介して、
Ａ／Ｄコンバータ１８に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ１８は、アンプ１７の出力信号を、CCD
制御回路２０からのAD／Ｄ変換スタート信号に
応じて、逐次アナログ／デイジタル変換し、メモ
リ回路１９に格子像の光電変換波形を記憶させ
る。２０は、リニア形CCD１５を駆動するCCD
制御回路、２１は本測定装置全体を制御する中央
処理装置（CPU）、２２はCPU２１で演算処理さ
れた平坦度と光沢度の結果を表示する表示器、２
３は測定スイツチである。
以上のように構成した本発明表面性状測定装置
の動作を次に説明する。ここでは、投影レンズ８
の焦点距離を50mm、格子６から投影レンズ８まで
の距離を60mm、投影レンズ８からリニア形CCD
１５までの距離を300mmとし、投影倍率を５倍と
仮定する。
の動作を次に説明する。ここでは、投影レンズ８
の焦点距離を50mm、格子６から投影レンズ８まで
の距離を60mm、投影レンズ８からリニア形CCD
１５までの距離を300mmとし、投影倍率を５倍と
仮定する。
光源２からの光線は、２枚のコンデンサレンズ
により集光される。集光された光束は、拡散板５
により均一な強度分布となり、格子６を照明す
る。そこで、投影レンズ８は、格子６を透過して
きた光を光路折曲げミラー９，１０，１１および
試料表面１３を介して、リニア形CCD１５上に
結像させ、格子６の実像を作る。
により集光される。集光された光束は、拡散板５
により均一な強度分布となり、格子６を照明す
る。そこで、投影レンズ８は、格子６を透過して
きた光を光路折曲げミラー９，１０，１１および
試料表面１３を介して、リニア形CCD１５上に
結像させ、格子６の実像を作る。
試料が平面鏡の場合、平面鏡を試料吸着用永久
磁石１２に保持させると、格子像は、５倍に拡大
投影され、0.5mmピツチの明暗の歪みのない連続
した像がリニア形CCD１５上に結像される。
CCD１５により光電変換された出力信号は、第
３図のようになり、次段のハイパスフイルタ１６
に送られる。ハイパスフイルタ１６では、太陽光
や室内の照明光などの外乱光がリニア形CCD１
５に入光したとき、リニア形CCD１５の出力信
号に重畳した低周波信号を除去する。ハイパスフ
イルタ１６の出力信号はアンプ１７で増幅され、
Ａ／Ｄコンバータ１８に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ１８では、リニア形CCD１５により光電
変換された格子像の信号が、CCD制御回路２０
で作成されたタイミング信号に同期して、アナロ
グ量からデイジタル量に逐次変換される。変換さ
れたデイジタル値はメモリ回路１９に記憶され
る。本実施例の場合は、2048の分解能を有してい
るリニア形CCDを用い、12ビツトのＡ／Ｄコン
バータ１８でデイジタル変換し、メモリ回路１９
に2048×12ビツトのデータを記憶できるようにし
てある。
磁石１２に保持させると、格子像は、５倍に拡大
投影され、0.5mmピツチの明暗の歪みのない連続
した像がリニア形CCD１５上に結像される。
CCD１５により光電変換された出力信号は、第
３図のようになり、次段のハイパスフイルタ１６
に送られる。ハイパスフイルタ１６では、太陽光
や室内の照明光などの外乱光がリニア形CCD１
５に入光したとき、リニア形CCD１５の出力信
号に重畳した低周波信号を除去する。ハイパスフ
イルタ１６の出力信号はアンプ１７で増幅され、
Ａ／Ｄコンバータ１８に入力される。Ａ／Ｄコン
バータ１８では、リニア形CCD１５により光電
変換された格子像の信号が、CCD制御回路２０
で作成されたタイミング信号に同期して、アナロ
グ量からデイジタル量に逐次変換される。変換さ
れたデイジタル値はメモリ回路１９に記憶され
る。本実施例の場合は、2048の分解能を有してい
るリニア形CCDを用い、12ビツトのＡ／Ｄコン
バータ１８でデイジタル変換し、メモリ回路１９
に2048×12ビツトのデータを記憶できるようにし
てある。
測定スイツチ２３を押すと、CPU２１がそれ
を認識し、被測定試料表面１３の格子像データを
メモリ回路１９に記憶させる。CPU２１は、メ
モリ回路１９に記憶されたデータを読み込み、第
３図の明部のピーク点Ｂ３１，Ｂ３２，Ｂ３３…
…または暗部のボトム点Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３３
……を摘出する。次に、ピツチＰ３１，Ｐ３２に
……を摘出する（本実施例ではボトム点間のアド
レス数からピツチを得ている。）このピツチデー
タから標準偏差σを演算する。
を認識し、被測定試料表面１３の格子像データを
メモリ回路１９に記憶させる。CPU２１は、メ
モリ回路１９に記憶されたデータを読み込み、第
３図の明部のピーク点Ｂ３１，Ｂ３２，Ｂ３３…
…または暗部のボトム点Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３３
……を摘出する。次に、ピツチＰ３１，Ｐ３２に
……を摘出する（本実施例ではボトム点間のアド
レス数からピツチを得ている。）このピツチデー
タから標準偏差σを演算する。
演算された標準偏差σを被測定試料面１３の平坦
度として表示器２２に表示する。
度として表示器２２に表示する。
一方、摘出されたピーク点およびボトム点の電
圧VB1、VB2，VB3，……およびVD1，VD2，
VD3，……から次式により当該試料面部位のコ
ントラストＣを演算する。
圧VB1、VB2，VB3，……およびVD1，VD2，
VD3，……から次式により当該試料面部位のコ
ントラストＣを演算する。
Ｃ＝１／ｎo
〓i=1
VBi−VDi／VBi＋VDi
演算されたコントラストを光沢度に換算し、前
記平坦度と同様に表示器２２に表示する。
記平坦度と同様に表示器２２に表示する。
上記説明では、試料を平面鏡としたが、塗膜面
の場合も同様である。塗膜面での反射によりリニ
ア形CCD１５から得られた出力信号を第４図に
示す。この場合は、第３図の平面鏡の例とは異な
り、被測定試料面のうねりまたはゆず肌等によ
り、出力波形が乱れ、ピーク点Ｂ４１，Ｂ４２，
Ｂ４３……およびボトム点Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４
３……の位置も区区であるから、ピツチＰ４１，
Ｐ４２，Ｐ４３……も不揃いである。
の場合も同様である。塗膜面での反射によりリニ
ア形CCD１５から得られた出力信号を第４図に
示す。この場合は、第３図の平面鏡の例とは異な
り、被測定試料面のうねりまたはゆず肌等によ
り、出力波形が乱れ、ピーク点Ｂ４１，Ｂ４２，
Ｂ４３……およびボトム点Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ４
３……の位置も区区であるから、ピツチＰ４１，
Ｐ４２，Ｐ４３……も不揃いである。
上記実施例は、リニア形CCDを用いる例であ
つたが、これに代えて、リニア形CCDと送り機
構の組合せまたはエリア形CCDを使うこともで
きる。そのときは、CCD制御回路２０が、前記
リニア形CCDの配列方向のみならずそれに直角
方向にも走査することになる。
つたが、これに代えて、リニア形CCDと送り機
構の組合せまたはエリア形CCDを使うこともで
きる。そのときは、CCD制御回路２０が、前記
リニア形CCDの配列方向のみならずそれに直角
方向にも走査することになる。
CPU２１は、上記実施例と同様に、各走査線
上の標準偏差σi及びコントラストCiを演算し、次
にそれらの平均値σ及びＣを求め、被測定試料面
の平坦度及び光沢度を表示器２２に表示する。
上の標準偏差σi及びコントラストCiを演算し、次
にそれらの平均値σ及びＣを求め、被測定試料面
の平坦度及び光沢度を表示器２２に表示する。
本発明は、塗膜または塗装面のうねりあるいは
ゆす肌の平坦度および光沢度の測定のみならず、
金属面やプラスチツク等の表面のうねりなどの測
定にも適用でき、その応用範囲は広い。
ゆす肌の平坦度および光沢度の測定のみならず、
金属面やプラスチツク等の表面のうねりなどの測
定にも適用でき、その応用範囲は広い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、試料を１回装着するだけで、
被測定試料面の平坦度と光沢度とを同時に測定可
能な表面性状測定装置が得られる。
被測定試料面の平坦度と光沢度とを同時に測定可
能な表面性状測定装置が得られる。
したがつて、操作が単純で、測定時間が短く、
自動化した生産ライン等に適用するにも有利であ
る。
自動化した生産ライン等に適用するにも有利であ
る。
第１図はリニア形CCDを用いた本発明による
表面性状測定装置の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は第１図装置の格子の構成を示す
図、第３図は試料面が平面鏡の場合のリニア形
CCDの出力波形を示す図、第４図は試料面が塗
装面の場合のリニア形CCDの出力波形を示す図
である。 ２……光源、４……コンデンサレンズ、５……
拡散板、６……格子、８……投像レンズ、９，１
０，１１……折曲げミラー、１２……試料吸着用
永久磁石、１３……試料、１５……リニア形
CCD、１６……ハイパスフイルタ、１７……ア
ンプ、１８……Ａ／Ｄコンバータ、１９……メモ
リ回路、２０……CCD制御回路、２１……CPU、
２２……表示器、２３……スイツチ。
表面性状測定装置の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は第１図装置の格子の構成を示す
図、第３図は試料面が平面鏡の場合のリニア形
CCDの出力波形を示す図、第４図は試料面が塗
装面の場合のリニア形CCDの出力波形を示す図
である。 ２……光源、４……コンデンサレンズ、５……
拡散板、６……格子、８……投像レンズ、９，１
０，１１……折曲げミラー、１２……試料吸着用
永久磁石、１３……試料、１５……リニア形
CCD、１６……ハイパスフイルタ、１７……ア
ンプ、１８……Ａ／Ｄコンバータ、１９……メモ
リ回路、２０……CCD制御回路、２１……CPU、
２２……表示器、２３……スイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源と、 前記光源に近接して設置され明暗が交互に多数
繰り返される格子と、 前記格子を透過した光を被測定試料面に反射さ
せた後に前記格子の実像を結像させるレンズと、 前記レンズによる前記格子像の結像面に設置さ
れ格子像の光強度分布を光電変換する光電変換ユ
ニツトと、 前記光電変換ユニツトからの変換信号に基づき
格子像のピツチPiを検出し、前記ピツチPiの標準
偏差σ を求め、前記被測定試料面の平坦度として出力す
るピツチ信号処理回路と、 前記光電変換ユニツトからの変換信号に基づき
格子像の明部の電圧VBiと暗部の電圧VDiとから
コントラストＣ Ｃ＝１／ｎ×o 〓i=1 VBi−VDi／VBi＋VDi を求め、前記被測定試料面の光沢度に換算するコ
ントラスト信号処理回路と、 前記平坦度および光沢度を表示する表示ユニツ
トと からなる表面性状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24614886A JPS63100310A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面性状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24614886A JPS63100310A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面性状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100310A JPS63100310A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0554882B2 true JPH0554882B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=17144200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24614886A Granted JPS63100310A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面性状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100310A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03277913A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-09 | Mitsubishi Motors Corp | 塗装表面検査装置 |
| US5078496A (en) * | 1990-08-14 | 1992-01-07 | Autospect, Inc. | Machine vision surface characterization system |
| JP2808890B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1998-10-08 | 日産自動車株式会社 | 塗装表面検査装置 |
| JPH04316478A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Nec Corp | 生物試料観察装置、システムおよび方法 |
| JP2004191070A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-08 | Daihatsu Motor Co Ltd | 塗装面の検査装置 |
| JP7336380B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2023-08-31 | 株式会社堀場製作所 | 基準板、校正用部材、光沢計、及び、基準板の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-16 JP JP24614886A patent/JPS63100310A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63100310A (ja) | 1988-05-02 |
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