(57)【要約】【課題】複数層が積層されてなる塗装膜の各層について、簡易な構成で精度よく解析可能な塗装膜解析装置及び塗装膜解析方法を提供する。【解決手段】本発明は、複数層からなる塗装膜（９）を解析する塗装膜解析装置に関し、光源（１）と、塗装膜に照射光を照射すると共に塗装膜からの反射光を受光する測定プローブ（１６）と、光源光から参照光を生成する参照光生成部（１４）と、反射光と参照光との干渉光に基づいて断層構造を光学的距離として計測する光学測定部（５４）と、断層構造を予め測定された屈折率に基づいて機械的距離に変換することにより断層画像として出力する画像処理部（５６）とを備えることを特徴とする。【選択図】図３
2015178980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数層が積層されてなる塗装膜の断層構造を解析する塗装膜解析装置であって、
所定波長の光源光を発する光源と、
前記光源光を前記塗装膜に照射光として照射すると共に前記塗装膜からの反射光を受光する測定部を有する測定プローブと、
前記光源光から参照光を生成する参照光生成部と、
前記反射光と前記参照光との干渉光に基づいて、前記塗装膜の断層構造を光学的距離として計測する光学測定部と、
前記計測された断層構造を、予め測定された前記塗装膜の各層における屈折率に基づいて機械的距離に変換することにより断層画像として出力する画像処理部と
を備えることを特徴とする塗装膜解析装置。
【請求項２】
前記測定プローブは、前記反射光を対物レンズで集光して受光することを特徴とする請求項１に記載の塗装膜解析装置。
【請求項３】
前記光源、前記測定プローブ及び前記参照光生成部は、互いに光ファイバで接続されており、
前記光源光は前記光ファイバ上に設けられた光カプラによって前記照射光及び前記参照光に分波され、それぞれの反射光が合波されることを特徴とする請求項１に記載の塗装膜解析装置。
【請求項４】
前記測定プローブは、前記照射光の照射位置が前記塗装膜上の所定領域内で変化させることを特徴とする請求項１に記載の塗装膜解析装置。
【請求項５】
前記測定プローブは、
中心軸を中心に回転可能な回転部材と、
前記回転部材を回転駆動する駆動部と、
前記中心軸から偏心した位置に光軸を有するように前記回転部材の前記測定部に設けられた対物レンズと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の塗装膜解析装置。
【請求項６】
前記断層画像に基づいて、前記各層における遮光物の分布に対応する評価パラメータを算出する評価パラメータ算出部を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の塗装膜解析装置。
【請求項７】
複数層が積層されてなる塗装膜の断層構造を解析する塗装膜解析方法であって、
所定波長の光源光を前記塗装膜に照射する照射工程と、
前記塗装膜からの反射光を受光する受光工程と、
前記受光した反射光と前記光源光から生成した参照光との干渉光に基づいて、前記塗装膜の断層構造を光学的距離として計測する光学測定工程と、
前記計測された断層構造を、予め測定された前記塗装膜の各層の屈折率に基づいて機械的距離に変換することにより、断層画像として出力する画像処理工程と
を備えることを特徴とする塗装膜解析方法。
【請求項８】
前記断層構造に基づいて、前記複数層が積層されてなる塗装膜の膜厚測定を行う膜厚測定工程を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の塗装膜解析方法。
【請求項９】
前記照射工程では、前記光源光の照射角度が可変に設定され、
前記光学測定工程では、前記受光された反射光を統計的に処理することにより前記断層構造を光学的距離として計測することを特徴とする請求項７又は８に記載の塗装膜解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のボディ塗装等のように、複数層が積層してなる塗装膜の断層構造を非接触で解析する塗装膜解析装置及び塗装膜解析方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のボディ塗装をはじめとする塗装膜は高品質化が進んでおり、製品品質管理や製造条件管理を目的とした高度な塗装膜解析が求められている。このような塗装膜解析は、製造工程にフィードバックされることによって塗料減量化に寄与することによって原価低減に有効であり、またＶＯＣ削減による環境負荷低減にもつながる。この種の塗装膜解析技術は様々な塗装解析技術が開発されており、例えば渦電流方式や電磁界方式、超音波方式などを利用した総膜厚計測による塗装解析が知られている。
【０００３】
しかしながら、従来の塗装膜解析技術では総膜厚測定などの塗装膜全体を解析対象としたものが主流であり、各層について詳細な解析を行うためには、破壊的検査に頼らざるを得なかった。破壊的検査では、評価対象である塗装膜に対して研ぎ出しを行い、その露出した断面を拡大鏡等によって観察が行う必要があり、非常に手間がかかるものであった。特に自動車の塗装工程は数ｋｍに及ぶ非常に長いラインであり、その工程上では異物の抱き込みやボイドなどの不良発生の可能性も高い。このような不良は迅速に解析して工程にフィードバックする必要があるが、破壊的検査では迅速なフィードバックは困難であり、新たな解析手法が求められている。
【０００４】
ところで断層解析技術の一つとして、医療分野では、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）が注目を集めている。ＯＣＴは、光源光を被測定物に照射して、その反射光と参照光との干渉状態に基づいて、非測定物の表面や内部を解析する技術であり、例えば特許文献１には、ＯＣＴを眼底検査に応用した例が開示されている。
【０００５】
また特許文献２では、断層解析技術であるＯＣＴを自動車の塗装膜解析に適用することが提案されている。特に、特許文献２では、光源光を塗装膜に照射して得られた反射光と、光源光の一部である参照光とを干渉させた干渉光の強度信号に基づいて、干渉光における強度ピークの数や間隔から光学的距離を求めることで、膜厚の測定や各層における欠陥の有無を評価している。
【０００６】
また特許文献３では、自動車の塗装膜を評価対象としていないが、ＯＣＴ計測で光源光を被測定物に照射し、反射光を受光するための測定プローブが開示されている。図９は特許文献３に開示された測定プローブの内部構造を概略的に示す断面図である。図９に示す測定プローブでは、伝送ケーブル２０の端面から突出させた芯線３１と、芯線３１の端面に接合されたロッドレンズ３２と、芯線３１及びロッドレンズ３２を収容する筐体３４により構成されている。伝送ケーブル２０からの光源光は、出射端面３３からワークＷに対して出射される際に、一部が出射端面３３で反射することで参照光とすることで、ワークＷからの反射光と参照光との干渉光象を利用する、いわゆるフィゾー干渉と呼ばれる系であり、これをプローブ先端に構成している。
【０００７】
また、メタリック塗装やパール塗装などの高品位な塗装膜では、照射光に対して遮光物となる金属フレークやマイカが含まれるため、照射光や反射光が遮られてしまい、測定精度が低下してしまうという問題がある。このような問題に対して特許文献４では、遮光物を含む被測定物に対して、照射光を照射する測定プローブを水平方向に沿って揺動させながら複数回測定を行うことで、測定精度を向上する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２０８４１５号公報
【特許文献２】特開２０１２−６３３３０号公報
【特許文献３】特開２００９−２７０９３９号公報
【特許文献４】特開２０１２−２１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述特許文献はいずれも、参照光と被測定物からの反射光との干渉ピークに基づいて、各層の膜厚測定や欠陥の有無等を推定することで、塗装膜解析を行っているため、干渉ピークに反映されない構成については評価が不能であり、十分な解析が難しいという問題点がある。
【００１０】
また、一般的な測定プローブでは、図９に示すようにプローブ内部に参照光用のリファレンス距離を構築する必要があるため、測定プローブの設計自由度が少なくなってしまうという問題点がある。例えば、測定精度を向上させるためには、測定プローブに対物レンズを組み込んで反射光の集光効率を向上させることが有効である。また、集光用の対物レンズは、通常、被測定物に対して照射方向が垂直になるように測定プローブを設置しなければならないという取り扱い上の制約を解消できるというメリットもある。しかしながら、従来の設計自由度が少ない測定プローブでは、このような対物レンズを組み込むことが困難であった。
【００１１】
またメタリック塗装やパール塗装などの外観品質評価は、熟練者の経験に頼っており、定量的な評価が難しいのが現状である。そのため、このような金属フレーク等を含む複雑な塗装状態を定量評価できる基準作りも求められている。
【００１２】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、複数層が積層されてなる塗装膜の各層について、簡易な構成で精度よく解析可能な塗装膜解析装置及び塗装膜解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る塗装膜解析装置は上記課題を解決するために、複数層が積層されてなる塗装膜の断層構造を解析する塗装膜解析装置であって、所定波長の光源光を発する光源と、前記光源光を前記塗装膜に照射光として照射すると共に前記塗装膜からの反射光を受光する測定部を有する測定プローブと、前記光源光から参照光を生成する参照光生成部と、前記反射光と前記参照光との干渉光に基づいて、前記塗装膜の断層構造を光学的距離として計測する光学測定部と、前記計測された断層構造を、予め測定された前記塗装膜の各層における屈折率に基づいて機械的距離に変換することにより断層画像として出力する画像処理部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本態様によれば、ＯＣＴ計測によって光学的距離として計測された断層構造を、サンプル試験等によって予め測定された屈折率を用いて機械的距離に変換することで断層画像として出力する。このように断層構造を画像化することによって、ＯＣＴ計測で得られる干渉ピークには現れない構成を含めた精度の良い断層構造の解析が可能となる。
【００１５】
前記測定プローブは、前記反射光を対物レンズで集光して受光してもよい。
この態様によれば、上述したように参照光生成部を測定プローブと独立に構成することにより、測定プローブの設計自由度を向上させることができるので、測定プローブ内部に対物レンズを組み込むことが可能となる。
【００１６】
また、前記光源、前記測定プローブ及び前記参照光生成部は、互いに光ファイバで接続されており、前記光源光は前記光ファイバ上に設けられた光カプラによって前記照射光及び前記参照光に分波され、それぞれの反射光が合波されるようにしてもよい。
この態様によれば、光源、測定プローブ及び参照光生成部を光ファイバで互いに接続することにより、設計自由度の高い解析装置を実現することができる。
【００１７】
また、前記測定プローブは、前記照射光の照射位置が前記塗装膜上の所定領域内で変化させるようにしてもよい。
この態様によれば、照射位置を塗装膜上の所定領域内で変化させる、例えば特定の位置を中心として微小振動させることにより、被測定物の塗装膜がメタリック塗装やパール塗装のように層内に遮光物を含む場合であっても、下層側に至るまで照射光を到達させることができるので、全層に亘って精度のよい解析が可能である。
【００１８】
また、前記測定プローブは、中心軸を中心に回転可能な回転部材と、前記回転部材を回転駆動する駆動部と、前記中心軸から偏心した位置に光軸を有するように前記回転部材の前記測定部側に設けられた対物レンズとを備えるようにしてもよい。
この態様によれば、中心軸に対して対物レンズが偏心して設けられた回転部材を回転駆動させることで、簡易な構成で照射位置を塗装膜上の所定領域内を変化するように制御することができる。
【００１９】
また、前記断層画像に基づいて、前記各層における遮光物の分布密度に対応する評価パラメータを算出する評価パラメータ算出部を備えてもよい。
この態様によれば、得られた断層画像に基づいて各層における遮光物の分布に基づいて評価パラメータを算出することで、従来では評価に熟練を要するメタリック塗装やパール塗装などの外観評価を定量的に行うことができる。
尚、遮光物の「分布」には、例えば密度のほか、例えば層内における遮光物の傾斜角度分布などの塗装の外観に影響を与える要素を含めることができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る塗装膜解析方法は上記課題を解決するために、複数層が積層されてなる塗装膜の断層構造を解析する塗装膜解析方法であって、所定波長の光源光を前記塗装膜に照射する照射工程と、前記塗装膜からの反射光を受光する受光工程と、前記受光した反射光と前記光源光から生成した参照光との干渉光に基づいて、前記塗装膜の断層構造を光学的距離として計測する光学測定工程と、前記計測された断層構造を、予め測定された前記塗装膜の各層の屈折率に基づいて機械的距離に変換することにより、断層画像として出力する画像処理工程とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、前記断層構造に基づいて、前記複数層が積層されてなる塗装膜の膜厚測定を行う膜厚測定工程を更に備えてもよい。
また、前記照射工程では、前記光源光の照射角度が可変に設定され、前記光学測定工程では、前記受光された反射光を統計的に処理することにより前記断層構造を光学的距離として計測してもよい。
【００２２】
本方法は、上述の塗装膜解析装置（上記各種態様を含む）によって好適に実施可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＯＣＴ計測によって光学的距離として計測された断層構造を、サンプル試験等によって予め測定された屈折率を用いて機械的距離に変換することで断層画像として出力する。このように断層構造を画像化することによって、ＯＣＴ計測で得られる干渉ピークには現れない構成を含めた精度の良い断層構造の解析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る塗装膜解析装置で利用されるＯＣＴ測定の原理を示す図である。
【図２】ＯＣＴ測定の実施工程を順に示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る塗装膜解析装置の全体構成を示す図である。
【図４】測定プローブの他の構成例を示す断面図である。
【図５】演算装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】測定プローブを塗装膜上で一次元的（直線的）に走査した場合に得られる断層画像の一例である。
【図７】測定プローブを塗装膜の表面に沿って二次元的（平面的）に走査した場合に得られる（ａ）クリア層６６及び（ｂ）下塗り層６０の表面画像の一例である。
【図８】測定プローブの走査用治具の一例を示す模式図である。
【図９】従来技術に係る測定プローブの内部構造を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２６】
本実施形態に係る塗装膜解析装置１０は、自動車のボディ塗装を構成する複数層からなる塗装膜を、ＯＣＴ測定の原理を利用して解析する。ここではまず、図１及び図２を参照して、塗装膜解析装置１０で利用されるＯＣＴ測定の原理について説明する。図１は本実施形態に係る塗装膜解析装置１０で利用されるＯＣＴ測定の原理を示す図であり、図２はＯＣＴ測定の実施工程を順に示すフローチャートである。
【００２７】
尚、以下の説明ではＯＣＴ測定としてＳＤ−ＯＣＴ（スペクトルドメイン型ＯＣＴ）を採用した場合について例示するが、特段の記載がない限りにおいて、ＴＤ−ＯＣＴ（タイムドメイン型ＯＣＴ）、ＦＦ−ＯＣＴ（エリアＯＣＴ）、ＳＳ−ＯＣＴ（スウェプトソ−ス型ＯＣＴ）などの他の方式のＯＣＴ計測についても同様に適用可能である。
【００２８】
まず光源１から所定波長λを有する光（光源光）が発せられる（ステップＳ１０１）。ここで、所定波長λは波長λ０を含む所定波長範囲において時間的に変化することで位相走査している。すなわち、光源１は例えば予め波長に広がりを有するＳＬＤやＬＥＤ等であり、時間的に中心波長を変化させるスウェプトソース光源である。光源１からの光源光は、ハーフミラー２によって、照射光３と参照光４とに分光される。照射光３は対物レンズ５を介して、解析対象である塗装膜９に照射され、塗装膜９からの反射光が対物レンズ５で集光される。一方、参照光４は所定のリファレンス距離Ｌｒを有するリファレンスミラー６との間を往復してハーフミラー２に戻った後、塗装膜９からの反射光と重ね合わせられることにより干渉光７となる。
【００２９】
干渉光７は光検知器８によって検知される（ステップＳ１０２）。光検知部８の検知結果は、コンピュータなどの演算器に取り込まれ、以下の処理が行われる。まず、照射光３（反射光）の光路長Ｌｓと参照光４の光路長２Ｌｒとの光路長差
ｄ＝２・｜Ｌｒ−Ｌｓ｜    （１）
を用いて、検知された干渉波７は波長軸（λ）上において、次式
Ａ（λ）＝Ｉ・ｃｏｓ（２π・ｄ／λ）    （２）
で表わされる（ステップＳ１０３）。
【００３０】
続いて、Ａ（λ）の変数を波数（Ｓ＝１／λ）に変換し（ステップＳ１０４）、フーリエ逆変換を行う（ステップＳ１０５）。これにより、光学的距離に基づいた断層構造に関する情報が得られる（ステップＳ１０６）。そして、塗装膜を構成する各層について、予めサンプル等を用いて測定した屈折率を取得し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０６で求めた光学的距離を機械的距離に変換する（ステップＳ１０８）。これにより、干渉光７に基づいて、塗装膜の断層プロファイルが得られ、光走査を行うことで断層画像が得られる（ステップＳ１０９）。
【００３１】
尚、ステップＳ１０７で取得する屈折率は、解析対象である塗装膜に対応するサンプルを用いて、塗装膜９の各層について求められる。ここで「塗装膜に対応するサンプル」とは、測定対象の塗装膜９と同等の構成を有するサンプルを意味する。また、サンプルを用いた屈折率の測定は任意の公知手法を用いてよく、破壊的測定又は非破壊的測定であってもよい。尚、本実施例では、例えば各層が露出するように研ぎ出しを行う破壊的測定によって、サンプルから各層の屈折率の測定を行った。このように測定された屈折率は、後述するように解析装置が備えるメモリ等の記憶部に記憶させておき、適宜読み出し可能に構成しておくとよい。
【００３２】
続いて、上記原理に基づいた塗装膜解析装置１０の具体的構成について説明する。図３は本実施形態に係る塗装膜解析装置１０の全体構成を示す図である。
【００３３】
塗装膜解析装置１０は、光源ユニット１２、リファレンスユニット１４、測定プローブ１６、スペクトロメータ１８、及び、演算装置５０を備える。光源ユニット１２は図１における光源１を収容しており、リファレンスユニット１４、測定プローブ１６及びスペクトロメータ１８と、ハーフミラー２として機能する光カプラ２２を介して分岐された光ファイバケーブル２４ａ、２４ｂ、２４ｃ及び２４ｄで互いに接続されている。これにより、光源ユニット２２内に収納された光源１から発せられた光源光は、光カプラ２２及び光ファイバ２４によって図１に示す光路に倣って照射光３と参照光４とに分光され、リファレンスユニット１４及び測定プローブ１６にそれぞれ入力され、得られた反射光及び参照光を重ね合わせた干渉光７がスペクトロメータ１８で観測されるようになっている。
【００３４】
光カプラ２２によって分光された参照光４は、リファレンスユニット２６に入力され、対物レンズ１１を介して該対物レンズ１５から所定距離Ｌｒ離れたリファレンスミラー６に入射する。ここでリファレンスミラー６は可動に構成されており、対物レンズとの間隔（所定距離Ｌｒ）が図３に示す矢印方向に沿って調整可能になっている。本実施形態では特に、リファレンスユニット１４は測定プローブ１６と別ユニットとして独立に構成されることで、測定プローブ１６の設計自由度が向上するようになっている。
【００３５】
一方、分光された照射光３は測定プローブ１６に入力される。測定プローブ１６は光ファイバケーブル２４ｃから入力された光を筐体１６ａの内壁に設置された反射ミラー１６ｂによって光路を変えた後、集光用の対物レンズ５を介して、解析対象である塗装膜９に照射する。そして塗装膜９からの反射光は対物レンズ５によって集光された後、再び反射ミラー１６ｂで反射されることにより、光ファイバケーブル２４ｃに入力される。
【００３６】
ここで図４は測定プローブ１６の他の構成例を示す断面図である。測定プローブ１６は筐体１６ａ内に略円筒形状の回転部材２６を有しており、その一端側に光カプラ２２につながっている光ファイバ２４ｃが接続される接続部２８が設けられると共に、他端側には照射光及び反射光を照射・受光する測定部３０が設けられている。接続部２８及び測定部３０は、回転部材２６の中心軸に対して同心配置されており、接続部２８及び測定部３０間の光路上には集光用の対物レンズ５が設けられている。
【００３７】
対物レンズ５は、回転部材２６の測定部３０側に中心軸から偏心するように設けられている。回転部材２６は不図示の動力源である駆動用モータによって回転駆動されると、照射光の光路は、回転部材２６に偏心して設けられた対物レンズ５によって、屈折方向が変更され（屈折し）、照射位置が塗装膜９上の所定領域内を移動（微小振動）する。これにより、塗装膜９がメタリック塗装やパール塗装のように層内に微細な遮光物を含む場合であっても、照射位置を変化させながら照射光を照射することで、遮光物の下層側に至るまで照射光を到達させることができる。その結果、従来の計測方法では測定困難なメタリック塗装やパール塗装においても、精度のよい断層画像を得ることができる（積層塗装の各層膜厚を得ることができる）。
【００３８】
尚、塗装膜に含まれる遮光物（メタリック塗装の場合は金属フレーク、パール塗装の場合はマイカ）のサイズが約１０μｍである場合には、対物レンズとしてＮＡが約０．１以上のものを用いるとよい。
【００３９】
上述したように参照光４の生成は測定プローブ１６とは独立したリファレンスユニット１４で行われるため、測定プローブ１６は高い設計自由度を有することができる。本実施形態では、この利点を利用して、照射位置を可変にする上記構成を測定プローブ１６に組み込むことができる。背景技術で述べた特許文献４では、照射位置を微小振動させるために測定プローブ全体を振動させているが、そうすると構成が複雑になる上に、測定プローブを構成する部材間の摩擦が大きくなるため、信頼性に劣る。一方、本実施形態では、回転部材２６に対物レンズ５を偏心配置して回転させるというシンプルな構成で実現可能であるため、高精度で信頼性も高い測定プローブ１６が得られる。
【００４０】
また測定プローブ１６は、内部光路上に対物レンズ４２を有することにより、塗装膜１０からの反射光を効率的に集光することができ、優れた測定精度を得ることができる。これもまた、
参照光４は測定プローブ１６とは独立に構成されたリファレンスユニット１４で生成することによって、測定プローブ１６に高い設計自由度を与えることによって可能となったものである。
【００４１】
図３に戻って、このような構成を有する測定プローブ１６は塗装膜９に向って照射光を照射すると共に、塗装膜９からの反射光を受光する。受光した反射光は、光ファイバ２４ｃから光カプラ２２にて参照光４と合成されることにより、干渉光７としてスペクトロメータ１８によって計測される。スペクトロメータ１８で計測された干渉光は、ＰＣ等で構成される演算装置５０によって処理される。
【００４２】
図５は演算装置５０の内部構成を示すブロック図である。演算装置５０は、予めサンプルを用いて計測された各層の屈折率などの解析に必要な各種情報を記憶する記憶部５２と、上記ステップＳ１０３乃至Ｓ１０６に係る処理を行うことによってＯＣＴ測定を実施するＯＣＴ計測部５４と、上記ステップＳ１０７乃至Ｓ１０９に係る処理を行うことによって、前記ＯＣＴ計測部５４の計測結果から断層プロファイルを作成する画像処理部５６と、該画像処理部５６で作成された断層画像をモニタ等の表示部６０に出力する画像出力部５８とを備える。
【００４３】
続いて、図６及び図７を参照して上述の塗装膜解析装置１０で得られた実際の解析結果について説明する。図６は測定プローブ１６を塗装膜９上で一次元的（直線的）に走査した場合に得られる断層画像の一例である。この例では、アルミフレークを含むメタリック塗装膜を解析対象としており、下層側から順に、中塗り層（下地塗装）６６、上塗り層６８、クリア層７０が示されており、図６（ａ）は正常な塗装膜９を示しており、図６（ｂ）は欠陥を有する塗装膜９（図６の中央近傍において各層が途切れている）の解析結果を示している。この測定例では、上塗り層６８に含まれる多数のアルミフレークが現れており、これを画像解析することにより、その分布密度、サイズ、傾斜角度を含む詳細な状態を解析可能になっている。特にメタリック塗装においても、従来のＯＣＴ計測では照射光の届かない上塗り層６８より下層側に位置する中塗り層６６に至るまで鮮明な結果が得られたことは、本装置の有用性が高いことを表わしている。
【００４４】
続いて図７は、測定プローブ１６を塗装膜９の表面に沿って二次元的（平面的）に走査した場合に得られる（ａ）クリア層７０及び（ｂ）中塗り層６６の表面画像の一例である。これらの例では、クリア層７０及び中塗り層６６における外観欠陥７２の広がりが鮮明に現れており、従来の干渉ピーク解析では困難である詳細な解析が可能であることが確認された。
【００４５】
尚、図６及び図７における測定プローブ１６の走査は、人為的要素に起因する不確定要因を排除するために、専用の治具等を用いて行うとよい。ここで図８は測定プローブ１６の走査用治具４０の一例を示す模式図である。走査用治具４０は、筐体４２内に上述の測定プローブ１６が予め規定された位置に固定されるよう収容する構成を有しており、筐体４２の塗装面側は、該塗装膜表面にフィットするように略平坦形状を有している。測定プローブ１６は、このように筐体４２内に収納された状態で、不図示のモータなどの駆動手段によって特定のラインに沿って走査される。これにより、測定プローブと塗装面との距離及び角度を安定に維持しながら、精度の良いラインに沿って走査することができる。
尚、筐体４２に収容される測定プローブ１６は、図４に示す形態であってもよい。
【００４６】
図５に戻って、演算装置５０は画像出力部５８から出力された断層画像（図７を参照）に基づいて、各層における遮光物の分布密度に対応する評価パラメータを算出する評価パラメータ算出部６２を備えている。評価パラメータ算出部６２は、図７（ｂ）に示すようにメタリック塗装などの遮光物を含む層のイメージを取得した場合に、該イメージに含まれる遮光物の分布に基づいて評価パラメータを算出する。ここで「分布」とは、遮光物に関する外観評価に影響を与えられる要素分布を広く含んでよく、単純な密度分布のほか、層内における遮光物の傾斜角度分布やサイズのバラツキ分布等であってもよい。
【００４７】
ここで表１はメタリック塗装に含まれる遮光物の種類毎に、ＸＹ平面分布密度、Ｚ軸分布密度、及び、平均傾斜角の測定結果の一例を以下に示す。評価パラメータ算出部６２は、画像出力部５８から出力された断層画像に基づいて算出した実密度を、表１と比較することにより、適切な範囲にあるか否かに基づいて、メタリック塗装の品質評価を行うことができる。
【表１】
2015178980.tif 000003
【００４８】
このように本変形例では、イメージとして取得した層の状態に基づいて評価パラメータを算出することで、従来では評価に熟練を要するメタリック塗装やパール塗装などの遮光物分布状態を定量的に評価することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＯＣＴ計測によって光学的距離として計測された断層構造を、サンプル試験等によって予め測定された屈折率を用いて機械的距離に変換することで断層画像（本質的には「塗装膜厚」）として出力する。このように断層構造を画像化することによって、ＯＣＴ計測で得られる干渉ピークには現れない構成を含め、精度の良い断層構造の解析が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は複数層が積層されてなる塗装膜の断層構造を解析する塗装膜解析装置及び塗装膜解析方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  光源
２  ハーフミラー
３  照射光
４  参照光
５  対物レンズ
６  リファレンスミラー
７  干渉光
８  光検知器
９  塗装膜
１０  塗装膜解析装置
１２  光源ユニット
１４  リファレンスユニット
１６  測定プローブ
１８  スペクトロメータ
２２  光カプラ
２４  光ファイバケーブル
２６  回転部材
２８  接続部
３０  測定部
５０  演算装置
５２  記憶部
５４  ＯＣＴ計測部
５６  画像処理部
５８  画像出力部
６０  表示部（モニタ）
６２  評価パラメータ算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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