(57)【要約】【課題】表面特性の検査の際に、位置により異なる表面特性、例えば効果ピグメント又はフレークの分布、配置、方向性や、例えば異なる立体角または照明で表面を観察した場合により生じる様々な光学的印象を位置分解して評価できるようにする。【解決手段】本発明は、表面特性、特に表面の光学特性に影響を与える表面特性の位置分解した検査と評価の方法及び装置に関する。ここでは、所与のビームは第１の所与の立体角で検査対象表面に照射される。更に、検査対象表面により特に散乱や反射により影響を受けたビームの少なくとも一部分が第２の立体角で検出される。この時少なくとも一つの測定値が位置分解して捕捉され、これは、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一つの所与の特性を特徴づける。この位置分解した測定値の少なくとも一部分を介して、表面を特徴づけるための少なくとも一つの統計量が決定される。【選択図】図４
2006162600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査表面特性の光学的検査方法、特に位置分解した表面特性の決定方法において、
−所与のビームを一つの第１の所与の立体角で一つの検査対象表面に照射する、
−検査対象表面により影響を受けた各ビームの少なくとも一部分を第２の所与の立体角で検出し、このとき少なくとも一つの測定量を位置分解して捕捉し、これにより、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一つの所定の特性の特徴づけを行う、
−表面の特徴づけのために、位置分解された測定値の少なくとも一部分を介して少なくとも一つの統計量を決定する、
というステップを持つ検査方法。
【請求項２】
所定のビームが統計量決定の際に望ましくは特にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ５０、Ｄ６５、Ｄ７５、Ｆ１１、ＴＬ８４標準光といった標準の光、特に望ましくはＤ６５標準光に換算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
検査対象表面により影響を受けたビームの特性が、スペクトルビーム強度、特にスペクトル拡散反射β(λ)、スペクトル透過τ(λ)、ビーム強度積分、最大ビーム強度の波長その他で構成される特性グループの中から選ばれることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つの測定量の、少なくとも一つの所定の値間隔を使用して統計量が決定されることを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
位置分解した測定値の分布Fm*(m*=m)が少なくとも一つ決定され、これが、影響を受けたビームを特徴づけることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも一つの、影響を受けたビームを特徴づける指標が、少なくとも一つの統計的パラメータに応じて、位置分解された測定値、望ましくは位置分解された測定値の少なくとも一つの分布Fm*(m*=m)から導出されることを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
統計量、特に位置分解された測定値の分布Fm*(m*=m)が、平均値μm*、ばらつき、中央値、値域、最小値、最大値、絶対偏差、四分位間隔、標準偏差σm*、分散σ2m*その他から構成される統計量のグループから選ばれることを特徴とする、請求項１から６のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
平均値μm*が、算術平均、幾何学平均、移動平均、ベクトル平均、調和平均、加重平均、一般平均値その他およびこれらの組み合わせで構成される平均値グループから選ばれることを特徴とする、請求項１から７のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
特に、影響を受けたビームの色座標の決定のために、入射ビームの少なくとも標準スペクトル値曲線
【数１】
2006162600.tif 000013
および発光スペクトルS（λ）が使われることを特徴とする、請求項１から８のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも一度は第１のおよび／または第２の所与の立体角が変更され、検出装置が検査対象表面から影響を受けたビームを新たに検出し、少なくとも一つの統計量が新たに決定されることを特徴とする、請求項１から９のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１１に記載うちいずれか１項に記載の方法による、特に表面特性の位置分解した決定方法を実施するための装置であって、
−所定のビームを第１の所定の立体角で検査対象表面に照射する少なくとも一つの第１の照射装置、
−検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一部分を第２の所定の立体角で検出し、このとき少なくとも一つの測定量が位置分解して捕捉され、これが、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一つの所定の特性を特徴づける少なくとも一つの第１の検出装置、
−少なくとも一つの統計量を、位置分解された測定値の少なくとも一部分を介して表面の特徴づけのために決定する少なくとも一つのプロセッサ装置、
−少なくとも統計量、またはこれから導出した指標、または位置分解された測定値から導出した指標を出力する少なくとも一つの出力装置、
を備える装置。
【請求項１２】
第１の検出装置が少なくとも一つの望ましくは平面受像要素を備え、これが位置分解したビーム検出を行えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
第１の検出装置が、カメラ、CCDチップその他から構成される検出装置のグループから選ばれることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも第２の照射装置が備わっていることを特徴とする、請求項１１から１３のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
検査対象表面が少なくとも時間的に同時に、少なくとも２つの照射装置から照射されることを特徴とする、請求項１１から１４のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの照射装置が、電球、放電灯、ハロゲンランプ、発光ダイオード、レーザーおよびレーザーダイオード、熱照射源その他から構成される照射源のグループの少なくとも一つの照射源であることを特徴とする、請求項１１から１５のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも一つの照射源が、少なくとも一つのビーム特性、以下に限定されないが特に発光スペクトルS（λ）、最大強度の波長、偏光、強度、変調、コヒーレンスその他について変更可能であることを特徴とする、請求項１１から１６のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも一つの照射源がビームを照射し、これが統計量決定の際に望ましくは標準の光、特にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ５０、Ｄ６５、Ｄ７５、Ｆ１１、ＴＬ８４標準光、特に望ましくはＤ６５標準光に換算できることを特徴とする、請求項１１から１７のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの第２の検出装置が備わっており、これが、フォトセル、光電池、光ダイオードその他から構成される検出装置グループから選ばれることを特徴とする、請求項１１から１８のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも一つの記憶装置が備わっており、ここに、特に影響を受けたビームの色座標の決定のために、入射ビームの、少なくとも標準スペクトル値曲線
【数２】
2006162600.tif 000014
および発光スペクトルS（λ）が記憶されることを特徴とする、請求項１１から１９のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
請求項１から１０のうちいずれか１項に記載され、特に位置分解した、表面特性、望ましくは自動車塗装の表面特性の決定のための方法の利用方法。
【請求項２２】
請求項１１から２０のうちいずれか１項に記載され、特に位置分解した、表面特性、望ましくは自動車塗装の表面特性の決定のための装置の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面特性、特に表面の光学的印象に影響を与える表面特性の位置分解検査と評価のための方法に関するものである。該方法は、以下に、自動車のボディの検査に関連して記述する。しかし、その他の表面も本発明の方法で検査できることを指摘しておく。
【背景技術】
【０００２】
表面特性の検査方法は、従来の技術により公知である。その方法では、光を検査対象表面に向けたり、表面から反射または散乱した光を検出して評価する。この評価法により、特に、色または光沢といった表面の光学的特性が決定される。このような決定または特徴づけが必要であるのは、自動車ボディまたはその塗装が、表面や入射光の特性および人間の目に対する視角度により異なる印象を与えるため、客観的な特徴づけが必要とされるからである。
【０００３】
最近は、ピグメントまたはいわゆるフレーク塗装が非常に好まれている。このピグメントまたはフレークは、塗料層またはその表面に統計に基づいて分散された金属小片でも可能である。つまり、たとえば金属ピグメントは、極小の鏡のように機能する非常に薄い金属片(フレーク)から構成されている。
【０００４】
このような塗料またはこれに影響された表面特性の測定を特徴づけしたり標準化したりする際には問題が生じるが、それは、効果ピグメントまたはフレークの分布、配置、方向性、大きさまたは大きさの比率が、光の入射方向およびたとえば見る人の視角度のわずかな違いにより、色と明るさの印象が変わってくる可能性があるからである。
【０００５】
さらに、干渉ピグメントを持つ塗料も導入することができるが、これは特に大きな表面範囲を観察した場合に、角度による色調の変化(フロップ)が多かれ少なかれ正確に区別できるような色の変化が現れて、色の印象が大きくさまざまに異なるため、塗装面全体の明るさや色がさまざまに異なるように見える。
【０００６】
フレークまたは効果ピグメントなどの塗料添加剤の厚み、分布、組成、構造がさまざまに異なることから生じる、この効果および表面のさまざまな印象は、従来の技術による方法では検出できないが、それは、そのような検出装置が提供できるのは、それぞれ測定表面のさまざまな場所に入射する光の総合的な強度に関する情報のみであるため、つまり、位置分解を行わない強度積分のみだからである。
【０００７】
さらに従来の技術による方法では、位置および視角度により変化する表面特性については、よく知られたパラメータ、特に一般的な色理論との関連付けが行えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって本発明の課題は、表面特性の検査の際に、位置により異なる表面特性、たとえば効果ピグメントまたはフレークの分布、配置、方向性や、たとえば異なる立体角または照明で表面を観察した場合により生じるさまざまな光学的印象を位置分解して評価できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これは、本発明の特許請求項１の方法および特許請求項１１の装置により解決できる。望ましい実施形態および発展型は下位請求項に記述されている。
【００１０】
本発明の方法は、特に位置および／または照明により変化する表面特性を、広く知られた、標準化された値、特に確立された色理論の値に関連付けることにより、このような表面の特徴づけをさらに正確に行い、単純に比較できるところに長所がある。
【００１１】
本発明による表面特性の位置分解検査法では、所与の一つのビームが第１の所与の立体角で検査対象表面に照射される。
【００１２】
さらに本発明では、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一部分が第２の所与の立体角で検出され、少なくとも一つの測定量が位置分解して捕捉されるが、これにより、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一つの所定の特性の特徴づけが行える。
【００１３】
本発明では、位置分解された測定値の少なくとも一つの部分を介して、表面の特徴づけを行うための少なくとも一つの統計的な量が決定される。
【００１４】
検査対象表面から影響を受けたビームとは、その特性のいずれかが検査対象表面から影響を受けたビーム、特に反射、散乱、回折、吸収その他の物理的効果およびこれらの組み合わせによる影響を受けたビームを指す。
【００１５】
立体角とは、数学的な立体角の概念とは異なり、本発明においては、複数の部分立体角から成る組として理解される。このとき、第１の立体角の要素、つまり、第１の部分立体角αとは、カーテシアン座標系から始まった半直線により定義される空間方向が、正のｚ軸についてｘ/ｚ平面に投射された角度を指す。
【００１６】
第２の立体角の要素、つまり第２の部分立体角βとは、該半直線の正のｚ軸についてｙ/ｚ平面に投射された角度を指す。この座標系は、測定表面または少なくとも測定表面の複数部分がこのときｘ/ｙ平面にあるように方向づけられている。
【００１７】
該立体角は、照射装置または検出装置の照準を検査対象表面に対して一意的に特徴づけるのに適している。立体角(０°、０°)とは、照射装置から照射されたビームがほぼ垂直に検査対象表面に当たるよう、照射装置または検出装置が検査対象表面の上方にセットされている立体角を指す。
【００１８】
本発明の方法の望ましい発展型では、ある所定のビームが使われており、これは統計的な量を決定する際に、スペクトル計算によって望ましくは標準の光、特にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ５０、Ｄ６５、Ｄ７５、Ｆ１１、ＴＬ８４といった標準の光に換算できる。特に望ましいのは、ほぼ同等の表面パラメータを得るために、色測定において重要な基準光であるＤ６５を使うことである。これは、色温度６５００ケルビンの自然な日光のフェーズを表現している。
【００１９】
望ましくは、検査対象表面によって影響を受けたビームの特性は、スペクトルビーム強度、特にスペクトル拡散反射β（λ)、スペクトル透過(transmission；トランスミッション)τ（λ）、ビーム強度積分、最大ビーム強度の波長その他を含む特性のグループから選ばれる。
【００２０】
スペクトル拡散反射β（λ)とは、本発明内では、表面部分に反射したビームと、そこに入射したビームの関係をビーム波長λに関して表したものとしており、反射したビームの測定は、入射ビームの入射角と正反対の出射角で行われる。
【００２１】
スペクトル透過τ（λ）とは、本発明においては、表面部分を通過するビームとそこに入射したビームとの関係をビーム波長に関して表したものである。
【００２２】
捕捉された測定量の少なくとも一つが、検査対象表面の影響を受けたビームの上述の特性の少なくとも一つに対応していることが望ましく、また、比例していることが特に望ましい。さらに望ましくは、少なくとも一つの捕捉対象測定量が同様に対応する信号、望ましくは電気信号を発生し、これが、少なくとも一つの統計的な量の決定のための信号処理によく適している。
【００２３】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、統計的な量を決定するために少なくとも一つの測定量の少なくとも一つの所与の値間隔が使われる。望ましくはこれにより特に表面の光学的認識にとってあまり重要でない値間隔を予めフィルタリングすることができ、それにより、たとえば統計的な量または表面指標を決定するための準備コストを最小に抑えることができる。
【００２４】
影響を受けたビームを特徴づける、位置分解測定値の分布Fm*(m*=m)が望ましくは少なくとも一つ決定される。ここでは分布とは、ある所定の測定値範囲において所与の測定値を介して、すべての位置分解測定ポイントの捕捉測定ポイント数を示す関数として理解され、測定ポイントはそれぞれの測定値mを持つ。
【００２５】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、少なくとも一つの影響を受けたビームを特徴づける指標が、位置分解測定値の少なくとも一つの統計的パラメータに応じて、望ましくは少なくとも一つの位置分解測定値の分布Fm*(m*=m)から導き出される。
【００２６】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、統計的な量、特に位置分解測定値の分布Fm*(m*=m)が、平均値μm*、ばらつき、中央値、値域、最小値、最大値、絶対偏差、四分位間隔、標準偏差σm*、分散σ2m*、およびその他を含む統計的な量のグループから選ばれている。
【００２７】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、平均値μm*は、算術平均、幾何学平均、移動平均、ベクトル平均、調和平均、加重平均、一般平均その他およびこれらの組み合わせで構成される平均値のグループから選ばれている。
【００２８】
望ましくは、特に、影響を受けたビームの色座標を決定するために、少なくとも入射ビームの標準スペクトル値曲線
【００２９】
【数１】
2006162600.tif 000003
【００３０】
および発光スペクトルS(λ)が使われる。
【００３１】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、検査対象の表面位置分解スペクトル拡散反射β(x,y,λ)を使って、位置分解した標準の三刺激値
【００３２】
【数２】
2006162600.tif 000004
【００３３】
が決定される。
【００３４】
三刺激値X、Y、Zは、特定の照明の下でいわゆる標準観察者が一意的に認識する色を表現する。しかしこの３つの三刺激値はそれぞれが波長に依存する個々の色刺激の積分を表現するのみであり、個々の色刺激の数値がこの積分値をどのように構成しているかを知ることはできない。
【００３５】
３つの積分は、認識された色の基準となり、積分に使われた個々の値の大きさは、使用された光の種類の発光スペクトルS（λ）と、標準観察者が観察した波長間隔での標準スペクトル値曲線
【００３６】
【数３】
2006162600.tif 000005
【００３７】
についての加重により決定される。そのため理論的には無限に多くのさまざまなスペクトル拡散反射分布β(λ)が、それぞれ選択された照明の発光スペクトルS（λ）または観察者のその他のスペクトル値曲線x（λ）、y（λ）、z（λ）により、積分に使われた個々の値は異なるものの、同じ三刺激値を示し、そのために同じ感覚を与える。
【００３８】
このような色は、「条件等色」または「メタメリズム」と表現される。条件等色においては、同じ照明の発光スペクトルS(λ)であっても、観察者が異なるとスペクトル値曲線x（λ）、y(λ)、z(λ)も異なるため多かれ少なかれ強い色の差が認識される。特に観察者により異なるこの条件等色性があるために、標準化された標準スペクトル値曲線
【００３９】
【数４】
2006162600.tif 000006
【００４０】
を持つ標準観察者、たとえば１０°標準観察者の導入につながった。
【００４１】
すべての観察者およびすべての照明の種類について、無条件等色または条件等色ではないと言えるのは、同じスペクトル拡散反射β(λ)を持つ色のペアのみである。したがって、工業的な色測定法と色の製法の計算においては所与のマスターに関する色再調整とできるだけ同じ拡散反射スペクトルを目指す。このときよく使われる指標が条件等色指数であり、これは、マスターと、照明の種類の変化(多くの場合標準の光Ｄ６５から標準の光Ａへの変化）による再調整との色の差を示す。通常、再調整の条件等色指数はできるだけ低い必要がある。
【００４２】
検査対象表面の位置分解スペクトルの透過τ(x,y,λ)により位置分解された標準の三刺激値
【００４３】
【数５】
2006162600.tif 000007
【００４４】
が決定されるのが望ましい。これは透過光法において少なくとも部分的に透明な表面の標準の三刺激値の決定に使われる。
【００４５】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、位置分解された標準の三刺激値X(x,y)、Y(x,y)、Z(x,y)によって、表面により影響を受けたビームの位置分解CIEL*a*b*色座標値L*(x,y)、a*(x,y)、b*(x,y)が決定される。
【００４６】
CIEL*a*b*表色系は、近似的に視覚的等間隔の表色系としてよく知られ、広く用いられているため、測定値をこの表色系に換算するのは有効である。この表色系では外観は３つの値L*、a*、b*で示され、カーテシアン座標系で示される(図３参照)。無彩の「色」は垂直の明度軸L上にある。これは０(黒、下)から１００(白、上)に伸びている。無彩色軸から離れるにしたがって色相は上がる。色相は、a軸のマイナス部分では緑がかっており、プラス部分にいくにしたがって赤みが増加し、b軸ではマイナス部分では青みがかっており、プラス部分にいくにしたがって黄みが増加する。範囲の境界では最明色が得られる。この座標内の空間には理論的に可能なあらゆる色が存在する。
【００４７】
自然に存在し、技術的に生成できる色は明らかにこの境界内に入る。CIEL*a*b*色空間では、色間隔の差
【００４８】
【数６】
2006162600.tif 000008
【００４９】
が数字的に同じであれば、色相が異なってもほぼ同じものとして認識されると判断される。CIEL*a*b*公式(１９７６年)では、以前の公式と比較して、等間隔性と合理的な計算コストとの間の妥協が図られている。
【００５０】
本発明の方法は、特に、位置または角度により変化する色の効果を持つ表面について、たとえば条件等色指数またはL*a*b色座標といった広く用いられた指標を決定できる点で優れている。
【００５１】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、特に、表面により影響を受けたビームの位置分解した標準の三刺激値X(x,y)、Y(x,y)、Ｚ(x,y)から、位置分解したCIEL*C*H*色座標値L*(x,y)、C*(x,y)、h*(x,y)を決定できる。
【００５２】
CIEL*C*H*色空間は、追加的な色空間ではない。カーテシアン座標のa*、b*の代わりに極座標C*とh*が使用され、明るさの値L*は同様に使用されている。色度と色の飽和はこの色空間においては色あい角度h*と無彩色軸までの距離Ｃ*により定義され、これを多彩度または飽和と表現する。
【００５３】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、代替的に、特に表面により影響を受けたビームの位置分解した標準の三刺激値X(x,y)、Y(x,y)、Z(x,y)から、位置分解されたCIEL*u*v*色座標値L*(x,y)、u*(x,y)、v*(x,y)が決定される。
【００５４】
望ましくは位置分解されたCIE色座標値により、CIE色座標値分布、望ましくはCIEL*a*b*色座標値分布FL*(L*=L)、Fa*(a*=a)、Fb*(b*=b)が決定される。
【００５５】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、CIE色座標値分布、望ましくはCIEL*a*b*色座標値分布FL*(L*=L)、Fa*(a*=a)、Fb*(b*=b)の少なくとも一つの統計的な量が決定され、それは、平均値、ばらつき、中央値、値域、最小値、最大値、絶対偏差、四分位間隔、標準偏差、分散その他の統計的な量で構成されるグループから選択される。
【００５６】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、少なくとも一度は第１のおよび／または第２の所定の立体角が変更され、検査対象表面から影響を受けたビームが新たに検出され、少なくとも一つの統計的な量が新たに決定される。これにより、たとえばフレークまたは効果ピグメントにより発生する、位置により変化する検査対象表面の色と明るさの分布を単純な方法で、異なる視角度についても決定し、表面を角度ごとに走査することができる。
【００５７】
本発明はさらに、表面特性を決定する本発明の方法を実行するための装置に関するものである。
【００５８】
本発明の装置には少なくとも一つの第１の照射装置があり、これは、所定のビームを第１の所与の立体角で検査対象表面に照射する。
【００５９】
さらに本発明の装置は少なくとも一つの第１の検出装置を備え、これは、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一部分を第２の所与の立体角で検出し、このとき少なくとも一つの測定量を位置分解して捕捉し、これが、検査対象表面により影響を受けたビームの少なくとも一つの所定の特性を特徴づける。
【００６０】
本発明ではさらに、位置分解された測定値の少なくとも一部分に関する少なくとも一つの統計的な量を、表面の特徴づけのために決定する少なくとも一つのプロセッサ装置が備わっている。
【００６１】
さらに、本発明の装置には少なくとも一つの出力装置があり、これは、少なくとも統計的な量またはそれから導出された、または少なくとも一つの位置分解された測定値から導出された指標を出力する。
【００６２】
望ましい実施例においては、第１の検出装置は、ビームの位置分解検出が行える、少なくとも一つの望ましくは平面状の受像要素を備えている。
【００６３】
その他の望ましい実施例においては、第１の検出装置は、カメラ、CCDチップその他の検出装置から構成されるグループから選択される。
【００６４】
本発明の装置のもう一つの望ましい発展型においては、少なくとも一つの第２の照射装置が備わっている。
【００６５】
本発明の装置のもう一つの望ましい発展型においては、検査対象表面に少なくとも時間的に同時に少なくとも２つの照射装置からビームが照射される。
【００６６】
望ましい実施例においては照射装置の少なくとも一つについて、少なくとも一つの照射源が、電球、放電灯、ハロゲンランプ、発光ダイオード、レーザーおよびレーザーダイオード、熱照射源その他の照射源で構成されるグループから選ばれる。
【００６７】
もう一つの望ましい実施例においては、少なくとも一つの照射源の少なくとも一つのビーム特性に関して、以下に限定されないが特に、発光スペクトルS(λ)、最大強度の波長、偏光、強度、変調、コヒーレンスその他を変更可能である。
【００６８】
本発明の装置のもう一つの望ましい発展型においては、少なくとも一つの照射源が一つのビームを照射し、これが統計的な量の決定の際に望ましくは標準の光、特にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ５０、Ｄ６５、Ｄ７５、Ｆ１１、ＴＬ８４の標準光、および特に望ましくはＤ６５標準光に換算できる。
【００６９】
本発明の装置のもう一つの望ましい発展型においては、少なくとも一つの第２の検出装置が備わっており、この装置は、フォトセル、光電池、光ダイオードその他を含む検出装置のグループから選ばれる。これにより、位置分解した測定および位置積分した測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
望ましい実施例においては、照射装置と検出装置とは、共通の、ほぼビーム不透過のケース内に配置されており、これは少なくとも一つの開口部を備え、その開口部を通ってビームが検査対象表面に導かれる。
【００７１】
その他の望ましい実施例においては、少なくとも一つの記憶装置が備わっており、ここには、特に影響を受けたビームの色座標決定のために、入射ビームの少なくとも標準スペクトル値曲線
【００７２】
【数７】
2006162600.tif 000009
【００７３】
および発光スペクトルS（λ）が記憶される。
【００７４】
本発明の方法と本発明の装置は、望ましくは自動車塗装の表面特性の決定、特に位置分解された表面特性の決定に使用される。
【００７５】
本発明のその他の長所と実施例は、望ましい実施例に関する以下の説明と添付の図から見て取れる。
【００７６】
図１のグラフは、本発明の方法による、効果塗装した表面の表面特性の位置分解検査の結果である。ここでは所与のビームが第１の立体角(αl;βl)で検査対象表面に照射されている。
【００７７】
検査対象表面から反射したおよび／または散乱したビームの一部は第２の所与の立体角で検出される。ここでは、特にフレークがさまざまな方向性を持つために生じる、位置により異なる明度が、整数のグレースケール値(Grey Level:GL)の測定量として位置分解して捕捉される。反射したビームの明度は、これにしたがって検査対象表面の影響を受けたビームの所定の特性となる。
【００７８】
ここで、本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、位置分解したグレースケール測定値から、特定のグレースケール値GLを持つ、グラフに示したフレーク数の分布が、表面の特徴づけのための統計量として決定される。
【００７９】
図２は、その他の第１の立体角(α２;β２)で照射した場合の、特定のグレースケール値GLを持つフレーク数ｎの分布を示している。図２の明度またはグレースケール値のカーブはずっと鋭くなっており、これは、多数のフレークがほぼ同じ明度のビームを反射していることを表している。
【００８０】
図３にはすでに上述したCIEL*a*b色座標系が示されている。色相は３つの座標L*、a*、b*で記述され、示されたカーテシアン座標系に書き込まれる。垂直の明度軸L*には無彩色の色またはグレースケールが並んでおり、０で表現される下の黒から１００で表現される上の白まで続いている。無彩色軸からの距離が大きくなるにつれて色の彩度は増加する。色あいを示すａ*軸は負の範囲は緑がかっており、正の範囲にいくにつれて赤みが増し、色あいを示すｂ*軸は負の範囲は青みがかっており、正の範囲にいくにつれて黄みが増す。
【００８１】
図４は本発明の方法の結果を表したもう一つのグラフである。検出時にスペクトル拡散反射β（x,y,λ)はたとえば波長範囲３８０から７２０nmの間で位置分解して捕捉されている。そこからやはり位置分解した標準の三刺激値X(x,y)、Y(x,y)、Ｚ(x,y)が求められ、これらにより位置分解したCIEL*a*b*色座標値L(x,y)、a(x,y)、b(x,y)を決定できる。
【００８２】
本発明の方法のもう一つの望ましい発展型においては、すべてのL*(x,y)について、示されたCIEL*a*b*色座標値分布FL*(L*=L)が決定される。これにより、特定のＬ*値を持つフレークの数ｎが表面の特徴づけのための統計量として決定される。分布FL*(L*=L)からたとえば平均L*値の
【００８３】
【数８】
2006162600.tif 000010
【００８４】
またはすべての位置分解L*値の最大L*値のL*ｍａｘが決定される。
【００８５】
これらはたとえば、同様に求めた平均の
【００８６】
【数９】
2006162600.tif 000011
【００８７】
の値とともに、効果塗装を望ましい方法で特徴づけするのに適している。また、望ましい、発展させた表面指標も考えられ、たとえば角度範囲にわたって捕捉した
【００８８】
【数１０】
2006162600.tif 000012
【００８９】
の平均値の加重平均を使って、視角度により異なる色の変化をさらに評価できる。
【００９０】
図５では、色測定に対する位置分解の関係を明らかにするために、赤の効果ピグメントを持つ黒の上塗りのa*b*グラフが示されている。この例では明るさ値L*は従属的な役割しかない。図５においては、符号１０は黒の上塗りの色位置を、符号３０は赤い効果ピグメントの色位置を示している。
【００９１】
符号２０は位置積分した色測定に基づいて得られた、赤の効果ピグメントを持つ黒の上塗りの色位置である。この塗料の視覚的認識に関しては、積分測定法では、上塗りまたは効果ピグメントにとって固有の色位置の平均のために、人間の目ではわずかに赤みがかった黒と認識される色であるという、「間違った」色位置が得られる。しかし実際の人間の目では、これは、赤い「きらきら」が入った黒の塗料として認識される。
【００９２】
この視覚的印象を測定技術的に捕捉するには、上塗りと効果ピグメントの色位置を個別に決定する必要がある、つまり、物理的な位置に応じて個別に捕捉する必要がある。そのようにして上塗りと効果ピグメントとを個別に決定した三刺激値は望ましくはCIEL*a*b色座標系またはその他の上述の色座標系で評価されるが、それは、そこで得られたコントラスト値と視覚的な色の印象との間にはほぼ相関関係が成立するからである。これにより、対応する色座標系において、上塗りの黒に対する効果ピグメントの赤の視覚的コントラストを数値化することが可能になる。
【００９３】
上塗りの三刺激値は基本コードでも表現できる。CIEL*a*b*色座標値L*(x,y)、a*(x,y)、b*(x,y)を位置分解して求めることにより、まずカラーの効果ピグメントを持つ上塗り塗料の基本コードを正しく決定することができるが、積分測定で決定された三刺激値では、視覚的印象がずれてしまい、そのために誤ったものとなる。
【００９４】
さらに視覚的に感じられるコントラスト値は照明により異なる。そのため、日光の下での色コントラストは人工の光の下のものとは異なる評価が行われる。このようなコントラスト値の差は、標準の光を使うことにより計算できる。
【００９５】
全体的に、図５の効果塗料の例より明らかなように、表面の色印象を、所定の標準の光の照明の下で、標準スペクトル値曲線に基づいて位置分解して評価することが必要であり、それにより、表面色の要素がどのように調和するのか、またはどのような色コントラストを感じられるかについての指標が得られる。本発明の位置分解色測定により、表面に関する人間の視覚的印象を希望する正確さで測定技術的に捕捉できる。
【００９６】
図６にはこれに関連して、標準の光ではない光を使った場合、コントラスト印象の測定値と視覚的な印象との関係がどう影響されるかの一例が示されている。ここでは、ベースコートの色が異なり、効果ピグメントが添加された４つのカラー板金について、塗料の不均一性または粗さ（テクスチャーとも呼ばれる）を評価する。これは特に塗料内で効果ピグメントが望ましい方向を向いていたりまたは不均一に分布していることで生じる。
【００９７】
ｘで示された測定ポイントは、標準の光Ｄ６５を使って測定し視覚的に評価した４つのサンプル板金を表している。測定値はほぼ直線上に並んでいる。このことは、横軸で表される、視覚的に認識されたコントラストＶＫと、縦軸で表される、測定されたコントラストＭＫが同じ関係であること、つまり、視覚的印象と測定された印象との間に高い相関関係があることを示している。
【００９８】
ｏで示された測定ポイントは、標準の光ではなくフィルタリングなしのＬＥＤの光を使って測定し視覚的に評価した４つのサンプル板金を表している。特に左から3番目の測定値は、フィルタリングなしのＬＥＤ照明においては、測定されたコントラストＭＫと、視覚的に認識されたコントラストＶＫとの間には、もはや相関関係が存在しないことを示している。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の位置分解法により決定される、特定の明度を持つ効果塗装のフレーク数の分布図である。
【図２】本発明の位置分解法により決定される、特定の明度を持つ効果塗装のフレーク数のもう一つの分布図である。
【図３】CIEL*a*b色座標系の図である。
【図４】本発明の位置分解法により決定される、特定のL*明度座標値を持つ効果塗装のフレーク数の分布図である。
【図５】色測定に対する位置分解の関係を明らかにするために、赤の効果ピグメントを持つ黒の上塗りのa*b*グラフである。
【図６】標準の光ではない光を使った場合、コントラスト印象の測定値と視覚的な印象との関係がどう影響されるかの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  黒の上塗りの色位置
２０  赤の効果ピグメントを持つ黒の上塗りの色位置（位置積分した色測定に基づく）
３０  赤い効果ピグメントの色位置
【図１】
2006162600.tif 000015
【図２】
2006162600.tif 000016
【図３】
2006162600.tif 000017
【図４】
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【図５】
2006162600.tif 000019
【図６】
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