JPS61130858A - 物体表面の光沢度判定方法 - Google Patents
物体表面の光沢度判定方法Info
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- JPS61130858A JPS61130858A JP59253530A JP25353084A JPS61130858A JP S61130858 A JPS61130858 A JP S61130858A JP 59253530 A JP59253530 A JP 59253530A JP 25353084 A JP25353084 A JP 25353084A JP S61130858 A JPS61130858 A JP S61130858A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
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- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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- G01N2021/4704—Angular selective
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】 ゛
本発明は、物体表面の光沢度判定方法に係り、特に、鋼
板の表面品質を計測して管理する際に用いるのに好適な
、物体表面の光反射強度分布により、その視感に基づく
光沢度を分類、等級付けする物体表面の光沢度判定方法
の改良に関する。
板の表面品質を計測して管理する際に用いるのに好適な
、物体表面の光反射強度分布により、その視感に基づく
光沢度を分類、等級付けする物体表面の光沢度判定方法
の改良に関する。
物体表面の光沢度を定める方法として、従来より種々の
光反射測定による方法が提案されており、代表的なもの
としては、一定角度で投射した白色光束の正反射強度を
測定する鏡面光沢度による方法、一定角度で投射した白
色光の正反射強度と拡散反射強度の比を用いる対比光沢
度による方法、及び、表面に他の物体を映し、その反射
像のぼけを肉眼で見る鮮明光沢度による方法がある。 (発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、前記鏡面光沢度による方法は、広く工業
的に用いられているが、表面粗さの小さい鏡面的対象に
ついて実際と一致しないという欠点を有する。又、前記
対比光沢度による方法は、色の異なる対象に対しても祝
感に近い光沢度を与えるという特徴を有するが、これも
又鏡面に近い対象については判定精度が低くなる傾向に
ある。 更に、前記鮮明光沢度による方法は、定量的な表示が得
られないという問題点を有していた。
光反射測定による方法が提案されており、代表的なもの
としては、一定角度で投射した白色光束の正反射強度を
測定する鏡面光沢度による方法、一定角度で投射した白
色光の正反射強度と拡散反射強度の比を用いる対比光沢
度による方法、及び、表面に他の物体を映し、その反射
像のぼけを肉眼で見る鮮明光沢度による方法がある。 (発明が解決しようとする問題点】 しかしながら、前記鏡面光沢度による方法は、広く工業
的に用いられているが、表面粗さの小さい鏡面的対象に
ついて実際と一致しないという欠点を有する。又、前記
対比光沢度による方法は、色の異なる対象に対しても祝
感に近い光沢度を与えるという特徴を有するが、これも
又鏡面に近い対象については判定精度が低くなる傾向に
ある。 更に、前記鮮明光沢度による方法は、定量的な表示が得
られないという問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、同一色(明度は異なってもよい)の対象について
、目視光沢度に良く一致し、且つ、鏡面から粗面までの
広い粗度範囲に亘って定量的に光沢度を定めることがで
きる物体表面の光沢度判定方法を提供することを目的と
する。
ので、同一色(明度は異なってもよい)の対象について
、目視光沢度に良く一致し、且つ、鏡面から粗面までの
広い粗度範囲に亘って定量的に光沢度を定めることがで
きる物体表面の光沢度判定方法を提供することを目的と
する。
【問題点を解決するための手段1
本発明は、物体表面の光反射強度分布により、その視感
に基づく光沢度を分類、等綴付けする物体表面の光沢度
判定方法において、第1図にその要旨を示す如く、被測
定表面プロフィルの高さ分布の分散σが次式の関係 (4πσ/λ1・ cosθ1)2≦1・・・(1)(
4πσ/′λ2・ cosθ1)2≧4・・・(2)を
満足するように波長λ1、λ2、入射角θ4、θ2を設
定して、波長λ1、λ2の2つの光束を入射角θ1、θ
2で投射し、各々の正反射強度11、I2及び全反射強
度Sl、S2を検出し、予め2次元平面(I+/St、
12/S2)上に各目視光沢度を統計的に充分表わすサ
ンプル数をプロットし、2次元平面に存在する複数の光
沢度群について、各々の隣り合う光沢度群間の重なりが
最小となるような判別関数である境界線2を定め
)ておき、該境界線2により、任意の被測定物の光沢
度を分別するようにして、前記目的を達成したものであ
る。 【作用】 本発明は、物体、例えば鋼板表面の目視光沢度が、平均
粗さ及び平均山間隔の2つの表面粗度パラメータに依存
し、平均粗さのみでは評価できないことに着目してなさ
れたものである。 即ち、はぼ同一色の対象物の光沢を決める主要因として
表面粗さがあり、基本的には該表面粗さの情報を的確に
把握することにより、光沢度を評価できると考えられる
。 表面粗さの情報は、概括的には、表面プロフィルの高さ
分布の分散σと、自己相関距離T(自己相関関数が1/
eとなる距離)で表現でき、これらの量と光反射強度分
布には、例えば1963年にPergalon Pre
ssより発行された、P、Beclvann とA 、
S DizZiC1linO著“T he S
CatterinOor Electromaqne
tic Waves from Rouah 5t
lrfaces”に示される如く、一定の関係がある。 更に、「鉄と鋼、70巻(1984)Jの1095頁以
降に掲載された、浅野有一部他による、これらの関係の
詳細な検討結果に従えば、前出(1)、(2)式の各範
囲を満すことにより、各々の条件による正反射強度11
、I2は、粗度パラメータσ及び丁と次式の関係にある
。 1+−rt(σ) ・・・・・・・・
・ (3)12−I2<σ、下) ・・・・・・
・・・(4)但し、入射光強度を単位強度、全反射率を
1としている。 ここで、全反則率を考慮に入れれば、前出(3)、(4
)式の左辺は、各々、I + / S +、I2/82
(Sl、82は、(1)、(2)式の各条件における
全反射強度)に置き換えられ、粗度パラメータσ及びT
の情報は、II/31,12/S2の画情報に確実に含
まれている。従って、I+/81、I2/82の画情報
により光沢度が決定され、これを定量化することが可能
である。 他方、同一種類の材質で目視光沢度が異なる多数のサン
プルについて考えれば、これらを前記2次元平面(I+
/S+、I2/S2)上にプロットした場合、これらの
サンプルは、例えば第2図に示す如く、その光沢度に応
じて舶記2次元平面上で複数の群に分れて分布する。第
2図において、○は目視光沢度1のサンプル、ムは目視
光沢度2のサンプル、口は目視光沢度3のサンプルをそ
れぞれ示すものである。 これらのサンプルの光沢度を(1+/S+、12 /
S z )の2次元平面上で分別する場合、各々の隣り
合う光沢度群間の重なりが統計的に最小となるように境
界線zを定め、分別するのが適切である。1illり合
う2群間の統計的な重なりを最小とする境界線2は、判
別関数を用いて導出され、この境界mzは、例えば第3
図に示す如く、これに垂直なZV輪軸上この2次元の分
布を投影した時、そこでの重なりが最小となるように定
めることができる。この方法で、第2図の光沢度群の光
沢度1と光沢度2の境界線Z12及び光沢度2と光沢度
3の境界Jli Z 23を求め、分別した様子をM4
図に示す。 例えば、この第4図の例における光沢度3と光沢112
の境界線Z23は、次のようにして求められている。即
ち、各光沢度について、第1表に示すようなデータが得
られた時、これらのデータから、次式により次の統計量
を計算する。 芋 1 表 X i (+1−ΣXai”ゝ/’n
・・−・・・・−・(3)aJ+ (i、j−1,2、・ ・ ・p )・・・ (ア)V
ij−8ij/(n+m −2) −”−−−
・ CB)ここで、(3)、(4)式は平均、(7)式
は群内平方和・積和、(8)式は群内分散・共分散をそ
れぞれ求めたものである。 部上の統計量から、次式を用いて判別関数である境界m
zを求めることができる。 ;、 a −V−’ d −= (11)
なお、前記説明においては、2変数の判別関数を求める
方法について説明していたが、この判別関数の求め方で
、2変数以上の判別関数についても同様に求めることが
できる。
に基づく光沢度を分類、等綴付けする物体表面の光沢度
判定方法において、第1図にその要旨を示す如く、被測
定表面プロフィルの高さ分布の分散σが次式の関係 (4πσ/λ1・ cosθ1)2≦1・・・(1)(
4πσ/′λ2・ cosθ1)2≧4・・・(2)を
満足するように波長λ1、λ2、入射角θ4、θ2を設
定して、波長λ1、λ2の2つの光束を入射角θ1、θ
2で投射し、各々の正反射強度11、I2及び全反射強
度Sl、S2を検出し、予め2次元平面(I+/St、
12/S2)上に各目視光沢度を統計的に充分表わすサ
ンプル数をプロットし、2次元平面に存在する複数の光
沢度群について、各々の隣り合う光沢度群間の重なりが
最小となるような判別関数である境界線2を定め
)ておき、該境界線2により、任意の被測定物の光沢
度を分別するようにして、前記目的を達成したものであ
る。 【作用】 本発明は、物体、例えば鋼板表面の目視光沢度が、平均
粗さ及び平均山間隔の2つの表面粗度パラメータに依存
し、平均粗さのみでは評価できないことに着目してなさ
れたものである。 即ち、はぼ同一色の対象物の光沢を決める主要因として
表面粗さがあり、基本的には該表面粗さの情報を的確に
把握することにより、光沢度を評価できると考えられる
。 表面粗さの情報は、概括的には、表面プロフィルの高さ
分布の分散σと、自己相関距離T(自己相関関数が1/
eとなる距離)で表現でき、これらの量と光反射強度分
布には、例えば1963年にPergalon Pre
ssより発行された、P、Beclvann とA 、
S DizZiC1linO著“T he S
CatterinOor Electromaqne
tic Waves from Rouah 5t
lrfaces”に示される如く、一定の関係がある。 更に、「鉄と鋼、70巻(1984)Jの1095頁以
降に掲載された、浅野有一部他による、これらの関係の
詳細な検討結果に従えば、前出(1)、(2)式の各範
囲を満すことにより、各々の条件による正反射強度11
、I2は、粗度パラメータσ及び丁と次式の関係にある
。 1+−rt(σ) ・・・・・・・・
・ (3)12−I2<σ、下) ・・・・・・
・・・(4)但し、入射光強度を単位強度、全反射率を
1としている。 ここで、全反則率を考慮に入れれば、前出(3)、(4
)式の左辺は、各々、I + / S +、I2/82
(Sl、82は、(1)、(2)式の各条件における
全反射強度)に置き換えられ、粗度パラメータσ及びT
の情報は、II/31,12/S2の画情報に確実に含
まれている。従って、I+/81、I2/82の画情報
により光沢度が決定され、これを定量化することが可能
である。 他方、同一種類の材質で目視光沢度が異なる多数のサン
プルについて考えれば、これらを前記2次元平面(I+
/S+、I2/S2)上にプロットした場合、これらの
サンプルは、例えば第2図に示す如く、その光沢度に応
じて舶記2次元平面上で複数の群に分れて分布する。第
2図において、○は目視光沢度1のサンプル、ムは目視
光沢度2のサンプル、口は目視光沢度3のサンプルをそ
れぞれ示すものである。 これらのサンプルの光沢度を(1+/S+、12 /
S z )の2次元平面上で分別する場合、各々の隣り
合う光沢度群間の重なりが統計的に最小となるように境
界線zを定め、分別するのが適切である。1illり合
う2群間の統計的な重なりを最小とする境界線2は、判
別関数を用いて導出され、この境界mzは、例えば第3
図に示す如く、これに垂直なZV輪軸上この2次元の分
布を投影した時、そこでの重なりが最小となるように定
めることができる。この方法で、第2図の光沢度群の光
沢度1と光沢度2の境界線Z12及び光沢度2と光沢度
3の境界Jli Z 23を求め、分別した様子をM4
図に示す。 例えば、この第4図の例における光沢度3と光沢112
の境界線Z23は、次のようにして求められている。即
ち、各光沢度について、第1表に示すようなデータが得
られた時、これらのデータから、次式により次の統計量
を計算する。 芋 1 表 X i (+1−ΣXai”ゝ/’n
・・−・・・・−・(3)aJ+ (i、j−1,2、・ ・ ・p )・・・ (ア)V
ij−8ij/(n+m −2) −”−−−
・ CB)ここで、(3)、(4)式は平均、(7)式
は群内平方和・積和、(8)式は群内分散・共分散をそ
れぞれ求めたものである。 部上の統計量から、次式を用いて判別関数である境界m
zを求めることができる。 ;、 a −V−’ d −= (11)
なお、前記説明においては、2変数の判別関数を求める
方法について説明していたが、この判別関数の求め方で
、2変数以上の判別関数についても同様に求めることが
できる。
【実施例1
以下、本発明により、冷延鋼板の光沢度判定を行った実
71[!例を詳細に説明する。 本実施例は、従来から行われている目視判断による光沢
度判定(光沢度1〜4の4段階〉を、光反射強度11.
I2の測定による自動判定に置き換える目的で、自動判
定の性能を試験するために行ったものである。 ここで扱う冷延鋼板の表面粗さパラメータσは、o、1
〜0.5μmであり、使用する光束として波長λ−0,
633μlのHe−Neレーザ光を用いれば、入射角θ
−75°で前出(1)式を満足することができ、又、入
射角θ−107で前出(2)式を満足することができる
。又、ここで扱う冷延鋼板の場合、全反射率はほぼ一定
であり、光沢評価に用いる2次元平面(I+/St、I
2/S2)は、2次元平面(IT、12)と等価である
。 第5図に、本実施例による判定の結果を示す。 各サンプルは、熟練した複数の判定者の、憬準サンプル
との比較による目視判定により、光沢度1〜4の4段階
に分類された。第5図において、O、ム、口、・は、そ
れぞれ光沢度1.2.3.4のサンプルを示す。 他方、これらのサンプルにつき、前記正反射強度I1、
I2を測定し、各光沢度に属するサンプルについて、(
I+、I2)2次元平面上での各々の光沢度群間につい
て、判別関数である境界線Z34、Z23及び212を
導出した。導出された境界線Z34、Z23及びZ+z
は、次式で表わされるものであった。 Z 34−0.0043 (12−1278>+ 0
.0029 (r +−2269)・・・(12)Z
z s −0,0219(I z −1017)−0
,0035(1+−2113)・・・(13)Z I
2−0.03 (r 2−642)+ 0.0007
(1+−2011)・・・(14)このようにして
求められた境界線Z34.223及びZ+2を用いて、
多数の冷延鋼板サンプルについて光沢度判定を行った結
果、90%程度のサンプルについて正しく判定が行われ
、充分な判定能力を有することが確認された。 なお前記実施例は、本発明を冷延鋼板の光沢度判定に適
用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに限定さ
れず、一般の物体表面の光沢度判定にも同様に適用でき
ることは明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、同一色(明度は異
なってもよい)の対象について、目視光沢度に良く一致
し、且つ、鏡面から粗面までの広い粗度範囲に亘り定量
的に光沢度を定めることが可能となる。従って、オンラ
インで表面品質を適確に計測、管理することが可能とな
り、不良発生の防止等、実用上の効果が大きいという優
れた効果を有する。
71[!例を詳細に説明する。 本実施例は、従来から行われている目視判断による光沢
度判定(光沢度1〜4の4段階〉を、光反射強度11.
I2の測定による自動判定に置き換える目的で、自動判
定の性能を試験するために行ったものである。 ここで扱う冷延鋼板の表面粗さパラメータσは、o、1
〜0.5μmであり、使用する光束として波長λ−0,
633μlのHe−Neレーザ光を用いれば、入射角θ
−75°で前出(1)式を満足することができ、又、入
射角θ−107で前出(2)式を満足することができる
。又、ここで扱う冷延鋼板の場合、全反射率はほぼ一定
であり、光沢評価に用いる2次元平面(I+/St、I
2/S2)は、2次元平面(IT、12)と等価である
。 第5図に、本実施例による判定の結果を示す。 各サンプルは、熟練した複数の判定者の、憬準サンプル
との比較による目視判定により、光沢度1〜4の4段階
に分類された。第5図において、O、ム、口、・は、そ
れぞれ光沢度1.2.3.4のサンプルを示す。 他方、これらのサンプルにつき、前記正反射強度I1、
I2を測定し、各光沢度に属するサンプルについて、(
I+、I2)2次元平面上での各々の光沢度群間につい
て、判別関数である境界線Z34、Z23及び212を
導出した。導出された境界線Z34、Z23及びZ+z
は、次式で表わされるものであった。 Z 34−0.0043 (12−1278>+ 0
.0029 (r +−2269)・・・(12)Z
z s −0,0219(I z −1017)−0
,0035(1+−2113)・・・(13)Z I
2−0.03 (r 2−642)+ 0.0007
(1+−2011)・・・(14)このようにして
求められた境界線Z34.223及びZ+2を用いて、
多数の冷延鋼板サンプルについて光沢度判定を行った結
果、90%程度のサンプルについて正しく判定が行われ
、充分な判定能力を有することが確認された。 なお前記実施例は、本発明を冷延鋼板の光沢度判定に適
用したものであるが、本発明の適用範囲はこれに限定さ
れず、一般の物体表面の光沢度判定にも同様に適用でき
ることは明らかである。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、同一色(明度は異
なってもよい)の対象について、目視光沢度に良く一致
し、且つ、鏡面から粗面までの広い粗度範囲に亘り定量
的に光沢度を定めることが可能となる。従って、オンラ
インで表面品質を適確に計測、管理することが可能とな
り、不良発生の防止等、実用上の効果が大きいという優
れた効果を有する。
第1図は、本発明に係る物体表面の光沢度判定方法の頁
旨を示す流れ図、第2図は、本発明の詳細な説明するた
めの、(II/Sl、12/52)2次元平面上のサン
プルの分布状況の例を示す線図、第3図は、同じく、各
光沢度群の分別方法の例を示す線図、第4図は、同じく
、本発明により光沢度群を分別した例を示す線図、第5
図は、本発明を適用して冷延鋼板の光沢度判定を打った
実施例の判定結果を示す線図である。 σ・・・分散、 λ′1、λ2・・・波長、 θ1、θ2・・・入射角、 11、I2・・・正反射強度、 81.82・・・全反射強度、 Z、Z+ 2t Z2 s、Z3 <・=境界1m。 第1図 第2図 1./S。 第3図 第4図 11/S。
旨を示す流れ図、第2図は、本発明の詳細な説明するた
めの、(II/Sl、12/52)2次元平面上のサン
プルの分布状況の例を示す線図、第3図は、同じく、各
光沢度群の分別方法の例を示す線図、第4図は、同じく
、本発明により光沢度群を分別した例を示す線図、第5
図は、本発明を適用して冷延鋼板の光沢度判定を打った
実施例の判定結果を示す線図である。 σ・・・分散、 λ′1、λ2・・・波長、 θ1、θ2・・・入射角、 11、I2・・・正反射強度、 81.82・・・全反射強度、 Z、Z+ 2t Z2 s、Z3 <・=境界1m。 第1図 第2図 1./S。 第3図 第4図 11/S。
Claims (1)
- (1)物体表面の光反射強度分布により、その視感に基
づく光沢度を分類、等級付けする物体表面の光沢度判定
方法において、 被測定表面プロフィルの高さ分布の分散σが次式の関係 (4πσ/λ_1・cosθ_1)^2≦1(4πσ/
λ_2・cosθ_2)^2≧4を満足するように波長
λ_1、λ_2、入射角θ_1、θ_2を設定して、波
長λ_1、λ_2の2つの光束を入射角θ_1、θ_2
で投射し、 各々の正反射強度I_1、I_2及び全反射強度S_1
、S_2を検出し、 予め2次元平面(I_1/S_1、I_2/S_2)上
に各目視光沢度を統計的に充分表わすサンプル数をプロ
ットし、2次元平面に存在する複数の光沢度群について
、各々の隣り合う光沢度群間の重なりが最小となるよう
な判別関数である境界線Zを定めておき、該境界線Zに
より、任意の被測定物の光沢度を分別することを特徴と
する物体表面の光沢度判定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59253530A JPS61130858A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 物体表面の光沢度判定方法 |
| CA000496546A CA1240052A (en) | 1984-11-30 | 1985-11-29 | Method of and apparatus for determining glossinesses of surface of body |
| EP85115140A EP0183270B1 (en) | 1984-11-30 | 1985-11-29 | Method of determining glossinesses of surface of body |
| DE8585115140T DE3579119D1 (de) | 1984-11-30 | 1985-11-29 | Verfahren zur bestimmung des oberflaechenglanzes eines koerpers. |
| US06/802,742 US4750140A (en) | 1984-11-30 | 1985-11-29 | Method of and apparatus for determining glossiness of surface of a body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59253530A JPS61130858A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 物体表面の光沢度判定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61130858A true JPS61130858A (ja) | 1986-06-18 |
| JPH0224458B2 JPH0224458B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=17252648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59253530A Granted JPS61130858A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 物体表面の光沢度判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61130858A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472551A (ja) * | 1989-09-26 | 1992-03-06 | Kawasaki Steel Corp | 金属板の表面性状測定方法及びその装置 |
| WO2006076635A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | E.I. Dupont De Nemours And Company | A method to specify acceptable surface appearance of a coated article |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59253530A patent/JPS61130858A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0472551A (ja) * | 1989-09-26 | 1992-03-06 | Kawasaki Steel Corp | 金属板の表面性状測定方法及びその装置 |
| WO2006076635A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | E.I. Dupont De Nemours And Company | A method to specify acceptable surface appearance of a coated article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224458B2 (ja) | 1990-05-29 |
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