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図面 (13)

課題

不均質反射体統計的特性を決定できる装置を提供することである。

解決手段

光を測定表面放射する少なくとも一の照明手段と;測定表面から反射された光を記録する少なくとも一の検出手段と;を備え、検出手段の少なくとも一つが複数の光感応性センサ手段を備え、各センサ手段で受光した光に特徴的な測定値がそれぞれのセンサ手段から発することができ;さらに、少なくとも一の第1の所定のしきい値を備える少なくとも一のメモリ手段と;少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シーケンスを制御する少なくとも一の制御手段と;を備え、測定シーケンスは、センサ手段の測定値が第1のしきい値を超えるときにセンサ手段の測定値を第1の表面タイプ割り当てるように、制御手段によって制御可能であり;制御手段が、第1の表面タイプを特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータを決定するを可能とするように構成されたことを特徴とする。

概要

背景

概要

不均質反射体統計的特性を決定できる装置を提供することである。

光を測定表面放射する少なくとも一の照明手段と;測定表面から反射された光を記録する少なくとも一の検出手段と;を備え、検出手段の少なくとも一つが複数の光感応性センサ手段を備え、各センサ手段で受光した光に特徴的な測定値がそれぞれのセンサ手段から発することができ;さらに、少なくとも一の第1の所定のしきい値を備える少なくとも一のメモリ手段と;少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シーケンスを制御する少なくとも一の制御手段と;を備え、測定シーケンスは、センサ手段の測定値が第1のしきい値を超えるときにセンサ手段の測定値を第1の表面タイプ割り当てるように、制御手段によって制御可能であり;制御手段が、第1の表面タイプを特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータを決定するを可能とするように構成されたことを特徴とする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
9件

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請求項1

反射体特に不均一反射体の特性を決定する装置であって、光を測定表面放射する少なくとも一の照明手段と;前記測定表面から反射された光を記録する少なくとも一の検出手段と;を備え、前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一つが複数の光感応性センサ手段を備え、各センサ手段で受光した光に特徴的な測定値が実質的にそれぞれの前記センサ手段から発することができ;前記装置はさらに、少なくとも一の第1の所定のしきい値を備える少なくとも一のメモリ手段と;少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シーケンスを制御する少なくとも一の制御手段と;を備え、測定シーケンスは、センサ手段の測定値が前記第1のしきい値を超えるときにセンサ手段の測定値を第1の表面タイプ割り当てるように、前記制御手段によって制御可能であり;前記制御手段が、前記第1の表面タイプを特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータを決定するを可能とするように構成されている装置。

請求項2

第2の所定のしきい値を備えた請求項1に記載の装置。

請求項3

測定値が前記第2のしきい値以下になるときに、測定値を第2の表面タイプに割当てる請求項2に記載の装置。

請求項4

前記第2の所定のしきい値が前記第1の所定のしきい値より小さい請求項2に記載の装置。

請求項5

少なくとも一の検出手段のセンサ手段が行列に配置された請求項1に記載の装置。

請求項6

前記センサ手段の少なくとも一部が、前記測定表面上で測定されるそれぞれ異なる位置に割り当てられる請求項1に記載の装置。

請求項7

少なくとも第3のしきい値と第3の表面タイプを備え、前記測定値を前記表面タイプに割当てることが可能である請求項2に記載の装置。

請求項8

測定表面上の表面タイプの統計的割当てに対する少なくとも一の統計的パラメータを得ることが可能である請求項1に記載の装置。

請求項9

少なくとも一の統計的パラメータが、前記測定表面の少なくとも一の表面タイプの空間分布に従って導出できる請求項1に記載の装置。

請求項10

複数の表面セクションが導出可能であり、同じ表面タイプを有する隣接センサ手段の測定値を同じ表面セクションに割り当てられる請求項1に記載の装置。

請求項11

少なくとも一の統計的パラメータが、前記表面タイプに対する表面セクションサイズ分布について少なくとも一の表面タイプの表面セクションから導出可能である請求項10に記載の装置。

請求項12

少なくとも一の表面タイプの表面セクションから、測定表面上の前記の少なくとも一の表面タイプの前記表面セクションの空間分布に対する少なくとも一の統計的パラメータが導出可能である請求項9又は請求項10のいずれかに記載の装置。

請求項13

少なくとも一の検出手段のイメージング光学系の特性は、前記測定面が変更されたスケール描写可能であるように修正可能である請求項1に記載の装置。

請求項14

前記測定表面の少なくとも一の外観特性を特徴付ける少なくとも一の外観特性が決定可能であり、前記外観特性は光沢、カラーみかん膚くもり、像の明瞭さ(DOI)を含むパラメータグループから得られる請求項1に記載の装置。

請求項15

少なくとも二の異なる外観特性が、前記測定表面に対して決定可能である請求項1に記載の装置。

請求項16

少なくとも一の外観特性が、少なくとも一の表面タイプの少なくとも一の表面セクションに対して決定可能である請求項1に記載の装置。

請求項17

少なくとも一の外観特性が、少なくとも一の表面タイプに対して決定可能である請求項1に記載の装置。

請求項18

検出手段の総数と照明手段の総数との和が少なくとも3である請求項1に記載の装置。

請求項19

少なくとも3個の検出手段を備えた請求項1に記載の装置。

請求項20

少なくとも3個の照明手段を備えた請求項1に記載の装置。

請求項21

少なくとも一の前記検出手段及び少なくとも一の前記照明手段とが、第1の照明手段、第1の検出手段、及び測定表面を介して延びる第1の測定面の面外に配置する請求項18に記載の装置。

請求項22

少なくとも一の前記検出手段及び少なくとも一の前記照明手段とが、前記第1の測定面に対して所定の方位角で第1の照明手段、第1の検出手段及び測定表面を介して延びる第1の測定面の外に配置する請求項18に記載の装置。

請求項23

各照明手段及び各検出手段はそれぞれ、前記測定表面に対して実質的に所定の高さの角度で配置する請求項1に記載の装置。

請求項24

少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段とを含む少なくとも一の測定装置を備えた請求項1に記載の装置。

請求項25

前記測定装置の前記照明手段が、放射線を所定の測定装置角で前記測定表面へ向け、前記検出手段が実質的に同じ所定の測定装置角で前記測定表面からの反射光を受光する請求項24に記載の装置。

請求項26

前記測定装置は少なくとも一のビームスプリッタを備える請求項24に記載の装置。

請求項27

前記測定装置の前記ビームスプリッタが、照明手段から放射された放射線を前記測定表面へ向きを変える請求項26に記載の装置。

請求項28

前記測定装置のビームスプリッタが、前記測定表面から受けた放射線を前記検出手段へと通過させることができる請求項26に記載の装置。

請求項29

少なくとも一の照明手段から放射された光を制御する少なくとも一の検出手段を備えた請求項24に記載の装置。

請求項30

前記照明手段の少なくとも一部が、照明手段から放射された光が検出手段によって独立に測定できるように、測定手順中に実質的に連続して始動することができる請求項1に記載の装置。

請求項31

前記照明手段の少なくとも一部が、照明手段から放射された光が検出手段によって同時に測定できるように、測定手順中に実質的に同時に始動することができる請求項1に記載の装置。

請求項32

前記測定表面に前記装置を下ろす角度は可変である請求項1に記載の装置。

請求項33

前記下ろし角度が少なくとも所定の段階的変化で変更可能である請求項32に記載の装置。

請求項34

前記下ろし角度が測定可能である請求項32に記載の装置。

請求項35

少なくとも一のパラメータが少なくとも2つの異なる測定配置に対してそれぞれ決定可能であり、測定配置が各照明角及び各測定角に特徴的である請求項18に記載の装置。

請求項36

少なくとも一の統計的パラメータが少なくとも2つの測定配置に対して導出可能である請求項1に記載の装置。

請求項37

少なくとも一の表面タイプの外観特性及び少なくとも一の統計的パラメータの統計的分布が複数の測定配置に対して導出可能である請求項1に記載の装置。

請求項38

前記測定表面に対して実質的に直交する面に配置した少なくとも2つの照明手段が備えられた請求項1に記載の装置。

請求項39

前記測定表面に対して直交する面の実質的に外に配置された少なくとも一の照明手段を備え、前記面が前記測定表面及び検出手段を介して前記測定表面に対して直交して延びる請求項38に記載の装置。

請求項40

前記測定表面に対して実質的に直交する面に配置された少なくとも2個の検出手段を備えた請求項1に記載の装置。

請求項41

前記測定表面に対して直交する面の実質的に面外に配置された少なくとも一の検出手段が備えられ、前記面が前記測定表面及び照明手段を介して前記測定表面に対して直交して延びる請求項1に記載の装置。

請求項42

一の検出手段の少なくともセンサ手段が一の共通基板に配置し、前記検出手段がCCDチップで構成される請求項1に記載の装置。

請求項43

少なくとも一の検出手段がカラーCCDチップで構成される請求項1に記載の装置。

請求項44

少なくとも一の絞り手段が、少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段との間の放射線の経路に配置された請求項1に記載の装置。

請求項45

少なくとも一の絞り手段が、一の照明手段と測定表面との間に配置された請求項44に記載の装置。

請求項46

前記の少なくとも一の絞り手段のうちの少なくとも一つが、測定表面と少なくとも一の検出手段との間に配置された請求項44に記載の装置。

請求項47

前記の少なくとも一の絞り手段のうちの少なくとも一が、制御可能な絞りアパーチャを備えた請求項44に記載の装置。

請求項48

前記制御可能絞り手段が、円状、細長状、直線形状、及び丸形プロファイル状の少なくとも一の制御可能アパーチャを含む絞り手段の群から選択された一つである請求項47に記載の装置。

請求項49

前記絞り手段がLCD絞り手段で構成されている請求項47に記載の装置。

請求項50

少なくとも一の照明手段が、発光ダイオードLED)、レーザー、及び、ハロゲン若しくはクリプトン若しくは白熱線のような熱放射源を含む光源の群から選択された少なくとも一の光源を備える請求項1に記載の装置。

請求項51

少なくとも一の照明手段から放射される光の周波数は制御可能であり、前記放射光のカラーは変更可能である請求項1に記載の装置。

請求項52

少なくとも一の照明手段が連続調整可能レーザーを備えた請求項1に記載の装置。

請求項53

少なくとも一のフィルタ手段が、少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段との間の放射線の経路に配置された請求項1に記載の装置。

請求項54

前記フィルタ手段のスペクトル特性は変更可能である請求項53に記載の装置。

請求項55

少なくとも一のフィルタ手段が、表面において異なるスペクトル特性を示しかつ回転可能なフィルタホイールを備える請求項53に記載の装置。

請求項56

少なくとも一の検出手段がスペクトル感度の異なるセンサ手段を備えた請求項1に記載の装置。

請求項57

少なくとも一の検出手段において、スペクトル感度の異なる少なくとも3個のセンサ手段を備えた請求項56に記載の装置。

請求項58

スペクトル感度の異なる前記の少なくとも3個のセンサ手段が、前記測定表面上で実質的に同じ測定点からの光を測定する請求項57に記載の装置。

請求項59

前記装置が前記測定表面に対して変位可能であり、前記相対的変位を定量的に記録する少なくとも一の経路測定手段を備えた請求項1に記載の装置。

請求項60

前記経路測定手段が、測定中に測定される面にセットされかつ前記相対的変位の間に回転する少なくとも一の測定ホイールを備えた請求項59に記載の装置。

請求項61

前記経路測定手段が配置されたフレーム装置を備えた請求項59に記載の装置。

請求項62

前記経路測定手段が、前記相対変位を表す電気信号を発する少なくとも一の回転角エミッタを備えた請求項59に記載の装置。

請求項63

測定される前記ボディ上の測定表面が、システムの角度の変化の際に選択可能である請求項1に記載の装置。

請求項64

前記照明手段と前記検出手段とを備えた支持装置を備え、測定表面に沿って前記支持装置の自動ガイドのためにロボットアームを備えた請求項1に記載の装置。

請求項65

前記相対変位によって局所的測定の実施が可能となり、少なくとも一の前記外観統計的パラメータを空間位置に対応して得ることができる請求項59に記載の装置。

請求項66

前記測定表面の少なくとも一の外観透過特性が決定できるように、少なくとも一の検出手段と少なくとも一の照明手段とが配置された請求項1に記載の装置。

請求項67

所定のスペクトル分布で放射されるスペクトルに近づけるスペクトルフィルタ手段を少なくとも一の照明手段に備える請求項66に記載の装置。

請求項68

少なくとも一の検出手段が少なくとも一の照明手段を備え、それによって受光した光のスペクトル特性を得ることができる請求項1に記載の装置。

請求項69

光学装置受容するように作用する少なくとも一の保持手段を備え、前記光学装置が検出手段、照明手段、測定手段を含む光学装置の群から選択されたものである請求項1に記載の装置。

請求項70

それぞれが互いに同じ角度間隔を示す複数の保持手段を少なくとも一の測定面に備えた請求項69に記載の装置。

請求項71

前記保持手段の前記角度間隔が、1°、2°、2.5°、3°、4°、5°、10°、15°の角度間隔の群から選択された請求項70に記載の装置。

請求項72

少なくとも一の第2の測定面に複数の保持手段を備えた請求項69に記載の装置。

請求項73

光を測定表面へ放射する少なくとも一の照明手段と;前記測定表面から反射された光を記録する少なくとも一の検出手段と;を備えた装置であって、前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一つが複数の光感応性センサ手段を備え、前記センサ手段の実質的にそれぞれが前記の各センサ手段で受光した光に特徴的な測定値を発する装置であり、さらに、少なくとも一の第1の所定のしきい値を備える少なくとも一のメモリ手段と;少なくとも一の処理手段を備えかつ測定シーケンスを制御する少なくとも一の制御手段と;を備えた装置を用いて反射体特に不均一反射体の特性を決定する方法において、a)前記の少なくとも一の照明手段を方向付けて、前記測定表面を照明する段階と;b)少なくとも一の検出手段の前記センサ手段を方向付けて、前記の少なくとも一の検出手段の前記センサ手段の測定信号を記録し、かつ、その測定信号を測定参照値に変換する段階と;c)記録された測定値の少なくとも一部を格納する段階と;d)前記測定値が前記第1のしきい値より大きいならば、各測定値を第1の表面タイプに割り当てるために、各測定参照値の大きさとメモリ手段に格納された第1のしきい値とを比較する段階と、e)前記第1の表面タイプを特徴付ける統計的パラメータを発する段階、とを備えた方法。

請求項74

全体としての測定値の数に関連して、第1の表面タイプに対する測定値の数を決定し、設定する請求項73に記載の方法。

請求項75

少なくとも第2のしきい値を備え、前記第2のしきい値より低い測定値を第2の表面タイプに割り当てる請求項73に記載の方法。

請求項76

少なくとも一の検出手段を用いた測定表面のイメージを記録する装置を用いる請求項73に記載の方法であって、前記測定表面上で前記第1の表面タイプの統計的空間分布に対して、少なくとも一の統計的パラメータを導く方法。

請求項77

少なくとも一の表面タイプに対する表面領域を導き、表面領域の拡張は同じ表面タイプの隣接センサ手段の測定値を介して決定される請求項73に記載の方法。

請求項78

個々の表面領域のサイズに対してサイズ値が決定され、少なくとも一の表面タイプの表面領域に対する形の統計的分布に対して特徴的な少なくとも一の形パラメータが導出される請求項77に記載の方法。

請求項79

少なくとも一の形の値が個々の表面領域の形に対して決定され、好ましくは、少なくとも一の表面タイプの表面領域に対する形の統計的分布に対して特徴的な少なくとも一の一の統計的な形パラメータが導出される請求項77に記載の方法。

請求項80

個々の方法の段階が少なくとも2つの測定配置に対して実施され、測定配置が測定表面に対する一の照明角と前記測定表面に対する一の検出角とによって定義されている請求項73に記載の方法。

請求項81

少なくとも一の統計的パラメータの少なくとも一の分布が前記測定配置から導出可能である請求項80に記載の方法。

請求項82

前記第1の表面タイプの測定値は、測定されるボディについての第1のタイプの材料含有物に割当てられ、測定表面での前記第1のタイプの材料含有物の空間分布に対する統計的パラメータが決定される請求項73に記載の方法。

請求項83

前記表面セクションと少なくとも3つの異なる測定配置との比較によって、前記第1の材料含有物の三次元的な形についての特徴的な測定値の導出が可能となる請求項82に記載の方法。

請求項84

前記表面セクションと少なくとも3つの異なる測定配置との比較によって、前記第1の材料含有物の三次元的な位置についての特徴的な測定値の導出が可能となる請求項82に記載の方法。

請求項85

少なくとも一の特徴的な外観パラメータが、特徴的な外観パラメータを決定するときに各表面タイプの唯一の測定値が考慮されるように、少なくとも一の表面タイプに対して決定される請求項82に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、反射体、特に不均質(不均一)反射体の特性を決定する装置及びその方法に関する。本体、又は、表面(面)の外観特性は、多くの製品において、製品全体の見映えを決定する重要な要素である。製造中、若しくは、物体修理において、高い再現性を達成するためには、一又は二以上のパラメータが決定される品質コントロールの目的で、試作品若しくは製品において測定を行う。特に、仕上げ面について、それに限定はしないが、外観特性は視角若しくは照射角に依存して変化するかもしれない。このような面の例には、金属若しくはパール光沢仕上げ、干渉色面を有する被覆面、他の合成面、又は、ちりばめられている(はめ込まれている)透明若しくは反射粒子等を有する本体がある。

0002

不均質反射体は、例えば、ちりばめられた金属粒子を有する仕上げ面を含む。このような面はしばしば滑らかであり、構造を有さない。

0003

面は、例えば、いわゆるフロップFLOP)効果を示し、すなわち、視角に依存する色若しくは光沢の変化が観察される。

0004

このような効果は、例えば、面若しくは本体に埋め込まれかつ反射材料含有物として作用するアルミニウム粒子によって誘起される。

0005

固定角度測定表面(measurement surface)を照射照明)し、かつ、例えば、2つの固定角度の範囲で反射する光を測定する測定装置であって、これらの2つの走査角で評価される表面の色を決定する装置は、従来公知である。

0006

さらに、表面を固定の角度で照射し、走査角の関数として表面の色を得るために、可動フォトセンサ全角度範囲にわたって調整される角度可変測定装置は公知である。

課題を解決するための手段

0007

本発明の目的は、不均質反射体(反射ボディ)の少なくとも一の特性を決定するための上記のタイプの改善された装置及び改善された方法を提供することである。

0008

本発明の他の目的は、不均質反射体の少なくとも一の統計的特性を決定することができる装置を提供することである。

0009

本発明の目的は請求項1に記載の装置によって達成される。本発明の方法は、請求項73を含む。

0010

本発明の好適な実施形態は、従属項の目的である。

0011

不均質反射体の特性を決定する本発明の装置は、光が測定表面を照射することができる少なくとも一の照射手段を備える。

0012

測定表面から反射される光の少なくとも一部を測定することができる少なくとも一の検出手段を備えている。前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一つは複数の光感応性センサ手段を備え、これによって、これらのセンサ手段の実質的に一つ一つにおいて、好適には独立において、各センサ手段で受光される光の特性である測定値が決定される。

0013

本発明の装置は、少なくとも一の第1の予め定義したしきい値を含む少なくとも一のメモリ手段を備える。前記しきい値は好適には固定しきい値として格納され、それはユーザーによって変更されてもよい。

0014

少なくとも一の制御手段は測定シーケンスを指示するように働き、好適には従来のマイクロプロセッサとして構成された少なくとも一の処理手段を備える。制御手段は、測定シーケンスの制御について、センサ手段の測定値が第1のしきい値を超えるときにその測定値を第1の面のタイプに割り当てることができるものである。制御手段は、前記第1の面のタイプを特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータを決定することができるように構成されている。

0015

本発明による装置は多くの利点を有する。

0016

これらの利点は、不均質反射体について以下に記載する。それらは、他の反射体及び面に対応する適用の仕方で関連する。

0017

例えば、有効な色素顔料)、金属若しくはアルミニウム粒子等が表面若しくは本体にはめられた不均質反射体を測定するときに、粒子、色素等の分布が表面の外観において根本的な役割を果たす。

0018

このような本体若しくはこのような面を評価するために、例えば、色素の反射を特徴付けることができる第1の面のタイプの統計的な分布を決定するのが好都合である。

0019

本発明の好適な実施形態では第2の予め定義した(所定の)しきい値を備え、測定値が前記第2のしきい値以下であるとき、測定値を第2の面に割り当てる(割り付ける)のが好ましい。第2の面のタイプに対して、第1のしきい値より低い測定値を割り当てることも可能となる。同様に、測定の範囲を少なくとも3つのセグメントに分割することが可能である。第2の所定のしきい値が第1の所定のしきい値以下であるとき、分類について3つの範囲が生じる。

0020

表面を少なくとも2つの面のタイプに分類することは、これによって、反射体若しくは面の統計的特性のさらに詳細な決定を可能にするので、好都合である。

0021

本発明の好適な実施形態では、少なくとも一の検出手段のセンサ手段は行/列に配置する。この場合には、検出手段のセンサ手段は通常の基板に配置するのが好ましい。少なくとも一の検出手段はCCDアレイ電荷結合素子)として構成され、非常に多数のセンサ手段を備えることができるという利点を提供する一又は二以上のダイオードラインを備えるのが好ましい。

0022

少なくとも一の検出手段のセンサ手段の少なくとも一部は、測定表面上で測定される異なる位置に割り当てられるのが好ましい。少なくとも一の検出手段のセンサ手段上の測定表面の少なくとも一のセクションマッピングは特に好ましい。

0023

今日では最大数100万個のセンサ手段を有する検出手段が公知である。数千個以上のセンサ手段を有する検出手段を使用することによって、測定表面上で高い空間分解能が実現される。これによって、高い位置分解能の測定値及びパラメータを決定することができる。

0024

本発明の好適な実施形態では、少なくとも一の第3のしきい値と少なくとも一の第3の面とを備えるとともに、前記面のタイプに測定値を割り当てることが可能である。

0025

好適な実施形態では、測定表面上で少なくとも一の面のタイプの統計的な部分に対して少なくとも一の統計的パラメータを決定することができる。これによって、全測定表面にわたって、若しくは、前記測定表面のサブセクションにわたって、測定表面上の一若しくは複数の面のタイプの百分率割当で独立に決定することができる。

0026

このように、統計的パラメータは、少なくとも一の面のタイプ若しくは一の測定表面の位置分布に関して導出できる。

0027

これは好都合である。なぜなら、有効な色素、アルミウム含有物のような金属粒子、若しくは、いわゆるフレーク薄片)の空間的分布は、測定表面、不均質反射体の両方の外観に対して重要であるからである。

0028

複数の表面のセクションは測定値から導出されるのが好ましい。同じ面のタイプを有する隣接センサの測定値は、同じセクションに割り当てる。複数の面のセクションの導出によって、各タイプの面の分布を決定することが可能となる。

0029

次いで、統計的パラメータは、各表面のタイプに対する、表面のセクションの粒子サイズ分布に対して、少なくとも一の若しくは全ての表面のタイプの表面セクションから導出するのが好ましい。これは、例えば、反射の高い面の粒子サイズ分布が表面の外観特性への影響において重要な役割を演ずるので、非常に重要な決定である。粒子サイズ分布についてのパラメータは、このような面の分類及び評価を容易にする。

0030

本発明の好適な実施形態では、測定表面上の(少なくとも)一の面のタイプの表面セクションの空間分布についての統計的パラメータは、前記の(少なくとも)一の表面のタイプの表面のセクションから導出する。

0031

少なくとも一のの検出手段のマッピング特性について修飾可能であるのが好ましく、そのため、測定表面のセクションは拡大イメージとして描くことができる。前記検出手段はこの目的でズームすることができるのが好ましい。例えば、レンズは表面に対して変位可能に配置され、それによってマッピングスケールが変わり得る。

0032

測定表面のセクションの拡大は非常に好都合である。というのは、これによって、より微細な構造がよりよい分解能観察可能になるからである。大きめの構造を小さめのマッピングスケールで測定すると、微細な構造は、第2の段階(若しくはさらに大きな段階)でさらに詳細に統計的に検査できる。

0033

不均質反射面の外観特性は、マッピングスケールで大きく変わり得る。それぞれのカラー(色)が主要なカラーの複数のカラードット並置によって形成されるカラー印刷若しくはカラーポスターを考えることも必要である。

0034

見る人はかなりの距離から全体の印象インプレッション)を得るに過ぎないのに対して、、非常に接近したときには個々のドットが認識可能となる。第2のカラーの全体の印象は、かなりの距離ででてくる一方、各ドットは観察距離が小さいときに品質を定義する。

0035

本発明の他の好適な実施形態では、検査される反射体の少なくとも一の外観は、測定表面の少なくとも一の外観特性を特徴付けることができる。この外観特性は、従来公知のパラメータのうちの一つであってもよく、特に、光沢、カラー、像の明瞭さ(DOI)、あるいは、面のリップルみかん膚(orange peel)等のめやすを決定することができるのが好ましい。測定表面の少なくとも二の若しくは三以上の異なる外観特性を決定できるのが特に好ましい。

0036

特に好ましいのは、少なくとも一の外観特性を少なくとも一の面タイプについて独立に決定でき、それによって、ある面のタイプについて外観特性の決定が対応する面のタイプの表面セクションにおいて行われるのが好ましい。一体の決定が行われてもよい。

0037

少なくとも一の表面タイプの少なくとも一の表面セクションに対する少なくとも一の外観特性が独立に生ずるのも好ましい。特に好適なのは、表面タイプの表面セクションにわたって外観特性の統計的分布の導出を可能にするために、表面タイプの複数の表面セクションに対して外観特性が決定可能であることである。

0038

検出手段の総数と照明手段の総数の和が3,4,5,6,7,8,9,10若しくはそれ以上であり、検出手段の総数が1,2,3,4,5,6若しくはそれ以上であるのが好ましい。照明手段は少なくとも2,3,4,5,6,7,8,9,10若しくはそれ以上備えられているのが好ましい。

0039

より多くの照明及び/又は検出手段によってより高分解能が可能となる。

0040

好適な実施形態では、少なくとも一の第2の検出手段及び/又は少なくとも一の第2の照明手段は第1の測定面(measuring plane)の外に配置し、それによって、前記第1の測定面は、第1の照明手段、第1の検出手段、及び測定表面を通して延びる。ここで、第2の検出手段及び/又は第2の照明手段を、前記第1の測定面に対して所定の方位角若しくは二面角で配置されるのが好ましい。

0041

少なくとも一の検出及び/又は照明手段を第1の測定面以外に配置することによって、測定表面を3次元的に確認することが可能となる。これは、多くの不均質反射体反射体/表面が、ただ一の面においてだけでなく、ステラジアン立体角)にわたって変わる外観特性を有するので非常に好都合である。このような表面の3次元測定は評価にとって重要でありうる。

0042

照明手段及び検出手段はそれぞれ、測定表面に対して所定の高さの角度で、かつ、表面の3次元測定を可能とするように配置されるのが好ましい。

0043

本発明の装置の好都合な実施形態では、少なくとも一の測定装置は、少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段とを含んでいる。

0044

それで、測定装置は測定される表面上に放射輻射)線を放射でき、また、表面で反射する放射線を検出できる。検出された放射線は、同じステラジアンで反射し若しくは散乱された放射線であり得る。しかし、放射線は、他の照明手段から放射され、表面で(鏡面的に)反射されるものでもよい。

0045

測定装置の照明手段は所定の測定装置角で測定面に放射線を放射し、かつ、検出手段がその所定の測定装置角で測定面から反射される放射線を受けるのが好ましい。

0046

好適な実施形態では、測定装置は少なくとも一のビームスプリッタを備える。

0047

測定装置のビームスプリッタは、測定表面に照明手段から放射された放射線を伝達し若しくはそらす転送)ことができる。

0048

測定表面から測定装置で受け取る放射線は、前記測定装置の検出手段に運ばれ、若しくは伝達されるように、ビームスプリッタは配置するのが好都合である。

0049

同じビームスプリッタについて、照明手段からの光を測定表面に向け、受けた放射線を検出手段へ向けるのが特に好ましい。

0050

上述の本発明の一又はすべての構成において、少なくとも一の照明手段から放射された光をコントロールする検出手段、特に参照検出手段を備えることができる。これによって、照明手段のパフォーマンス分析が可能となる。放射された放射線のスペクトルの効果的なコントロールが行われてもよい。独立のカラーフィルターの使用と共に、フィルターホイール装置、ブレーキング若しくはベンディング若しくはグリッドスペクトロメータの使用も可能である。

0051

コントロール手段は、照明手段の少なくとも一部が一の測定手続の間に実質的に連続して開始できるように、測定シーケンスをコントロールすることができ、それによって、個々の照明手段から放射される光は各検出手段で独立に測定できる。

0052

このタイプの測定は、異なる照明手段から得られる反射が互いに重ならず、各照明手段に対する測定信号を独立に得られるので好都合である。

0053

これは、例えば、特別な配置(ジオメトリ)の場合には、一の照明手段の信号は一のセンサ手段で特に強いのが好都合である。対応する低い増幅を、この照明手段の測定に対して選択できる。他の照明手段の信号を測定するときには、対応してより高めの増幅を選択し、それによって、信号対雑音比及び分解能が全体として高めになる。

0054

コントロール手段は、一の若しくは全ての照明手段の少なくとも一部を実質的に同時に始動する(トリガーする)ように、測定手順をコントロールすることもできる。照明手段からの光は、同時に検出手段から得ることができる。

0055

一の又は他の照明手段は、ジグザグに開始し、測定条件によっては、所定の数の照明手段を同時に開始することも可能である。

0056

本発明の好適な実施形態では、測定表面への装置のタッチダウン(下ろし)の角度は可変である。前記照明手段及び検出手段の全てを実質的に一の面に配置すると、同様に、表面への異なるタッチダウン角が二次元の表面測定若しくは三次元の表面測定の実施を可能とする。

0057

このタイプの三次元測定は、装置が測定面に対して直交する面に傾いているとき、可能となる。タッチダウンの角度は連続して、若しくは、所定の変化率で変化できる。タッチダウンの角度の変化は、自動で若しくは手動で実施でき、それによって前記タッチダウン角は(自動的に)測定可能となる。

0058

例えば、装置を測定するボディに下ろして手動でセットし、ある角度範囲で手動で調整することが可能である。

0059

好適な実施形態では、少なくとも一のパラメータを、少なくとも二又は三以上の異なる測定配置に対してそれぞれ決定することができる。これによって、測定配置は、各照明角及び各測定角に特徴的なものとなる。測定配置は、異なる照明角で作ることもできるし、異なる検出角で作ることもできる。一又は二以上の外観若しくは統計的パラメータを異なる測定配置に対して決定可能である。

0060

少なくとも一の統計的パラメータを、少なくとも二、三、若しくは四以上の測定配置に対して導くことができるのが好ましい。これは、例えば、異なる測定配置に対して第1の表面タイプの統計的分布であってもよい。少なくとも一の表面タイプの少なくとも一の統計的若しくは外観的特性の統計的な分布は、複数の測定配置に対して導くことができることが特に好ましい。

0061

このタイプの決定は、反射体(ボディ)の表面における、例えば、薄片、色素若しくは反射粒子の数を照明角若しくは検出角から得ることができるので、特に好都合である。

0062

このような分析は、色素の配置が反射体の表面内若しくは仕上げ面内において、カラーが印象的である限り非常に重要があるので、多くの場合に非常に好都合である。

0063

金属粒子等が材料含有物として存在し、鏡のように機能する反射体がある。表面に対する角度に対してのこのような鏡の分布は、狭い角度範囲に限定され、若しくは、完全にランダムに分布する。

0064

いずれの場合にも、統計的な分布を分析することは、一方でボディ若しくは表面の質を評価するため、他方で製造プロセスについて結果を引き出すので、非常に望ましい。

0065

実質的に測定表面に直交する面に配置する二、三、若しくは四以上の照明手段及び/又は二、三、若しくは四以上の検出手段を備える。

0066

好適には測定表面に対して異なる角度で配置する二、三、若しくは四以上の照明手段及び/又は二、三、若しくは四以上の検出手段を備える。このタイプの配置によって、調べるボディ/測定表面の二次元若しくは三次元測定を可能になる。

0067

照明/検出手段の異なる二面角が測定表面に対して平行な面で実現するのが好ましい。このように、複数の照明/検出手段は、測定表面に対して平行な面において異なる角度で配置することが可能である。様々な異なる照明/検出手段手段が、測定表面に対して平行な面における一の突出(プロジェクション)における各ビームが異なる角度を有するように配置することができる。検出手段及び照明手段が三次元的に配置された上述の配置によって、読み取りを改良することができる。

0068

直接カラー測定若しくは少なくともカラー評価を可能とするために、カラーLCDチップ若しくは同様なものとして構成された少なくとも一の前記検出手段を有するのが特に好ましい。

0069

少なくとも一の検出手段が3個のCCDチップ若しくは同様なものを備えることが可能である。検出手段におけるビームスプリッタは、個々のCCDチップの間で入射放射線を分割することができる。個々の測定チップは、検出手段に達する入射光のカラーを測定することができるように、異なるカラーフィルタと共に備える。

0070

一又は二以上の実施形態の好適な実施形態では、少なくとも一の絞り手段は、少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段の間の光路に配置するのが好ましい。少なくとも一の絞り手段は、照明手段と測定表面との間、及び/又は、測定表面と検出手段との間に配置してもよい。

0071

同様に、照明手段と測定表面との間に第1の絞り手段と、測定表面と検出手段との間に少なくとも一の第2の絞り手段とを備えるのが可能である。

0072

各放射線源と測定表面との間に、各場合に、実質的に一の絞りを配置するのが特に好ましい。

0073

少なくとも一の絞り手段は可変で、好適には制御可能な絞りアパーチャを有するのが特に好ましい。

0074

可変の絞り手段は、円状、細長状、線形形状、及び/又は、丸形プロファイル状、若しくは、他の同様なプロファイルの制御可能アパーチャを有してもよい。絞りアパーチャの少なくとも一の線形制御を有するのが特に好ましい。この点では、機械的に作動するスリットも可能である。

0075

少なくとも一の制御可能絞り手段は、電子制御絞り手段として、特に好適にはLCD等のアパーチャ手段として構成されているのが特に好ましい。絞り手段は伝達(透過)中に作動し、特定の個々のセクションの伝達特性は制御され、若しくはスイッチオフすることができる。

0076

制御可能絞り手段、特に、照明手段と測定表面との間の光路におけるものは非常に好都合である。特に精密に、非常に小さい角度傾斜において、測定表面への照明角を制御することを可能とする。

0077

表面を非常に小さい角度インターバルで照明すると、埋め込まれた金属粒子だけが対応する角度インターバルで検出手段へ光が反射する。1°、2.5°、若しくは5°より小さい範囲の入射角におけるわずかの変化によって、入射角全体にわたって金属粒子の高分解能となり得る。これは、埋め込まれた(金属)粒子を有するボディを評価するときに特に重要である。というのは、それらは実質的に同一の位置合わせを有するからである。

0078

他方、ランダムに分布する含有物を有する面を測定するときは、広範囲の測定角は好都合である。

0079

一又は全ての上述の実施形態のうちの好適な実施形態では、少なくとも一の照明手段は、従来公知の多くの光源のうちの一として構成された少なくとも一の光源を備える。光源は、例えば、白熱ハロゲンクリプトン等のような従来型熱放射源放射源、又は、半導体若しくはレーザー源等であってもよい。ガス圧力型電球を用いてもよい。

0080

全ての実施形態において、放射される光の発散収束における効果を有し得るように、少なくとも一の光源と測定表面との間の放射線経路において少なくとも一のレンズを備えることが好ましい。

0081

測定中、表面はセンサ、若しくは、検出手段上でマッピングされ得る。放射源を絞り手段上で若しくは検出手段上でマッピングされることが可能である。

0082

放射される放射線は、測定時に、測定表面上で、又は、検出手段上で合焦することも可能である。

0083

射出される放射線の収束/発散を換えることができるように、少なくとも一のレンズ若しくはレンズ手段の一部を備えるのが好ましい。場合によっては、レンズは光軸に沿って変位可能である。

0084

制御可能なレンズ部も、所望の発散若しくは収束を調整するため、及び、平行光は放射するために、特に好ましく、それのコントロールは例えば、異なる焦点で独立の測定を実施するために自動的に行われてもよい。

0085

実質的に各照明手段において、少なくとも一の絞り手段及び少なくとも一のレンズを備えることは特に好ましい。

0086

制御可能で、かつ、好適には、放射光のカラーを精密に変化させることができるように少なくとも一の照明手段から放射される光の周波数を有するのが特に好ましい。これは、例えば、連続同調可能レーザーによって実現可能である。同様に、放射される放射線の色温度を変えるために、電流電圧特性に対応して、熱放射源を精密に制御することが可能である。

0087

放射光の周波数の精密に制御できることは、光の対応する周波数、波長及び/又はカラーが測定値を記録するときに考慮することができ、カラーの測定を可能にするので、非常に好都合である。

0088

少なくとも一のフィルタ手段は、少なくとも一の照明手段とフィルタ特性に対応する入射光のスペクトル特性を変化する少なくとも一の検出手段との間の放射線の経路に配置するのが好ましい。

0089

フィルタ手段のスペクトル特性は可変であるのが好ましく、特に、精密に制御可能であるのが好ましい。

0090

本発明の好適な実施形態では、少なくとも一のフィルタ手段は回転できるように配備されたフィルタホイール手段を含むのが好ましい。前記フィルタホイール手段は、その表面(periphery)、あるいは、フィルタホイール面で様々な異なるスペクトル特性を示すのが好ましい。放射線が定点へ透過する際、フィルタホイールが回転すると透過特性は変化する。

0091

フィルタホイールの表面は、それぞれが異なるフィルタ特性及び/又はカラーを有する三又は四以上の異なる複数のフィルタセグメントに分割されるのが特に好ましい。

0092

少なくとも三、四、五、六、七、八、若しくは九以上の異なるフィルタセグメントを備えるのが好ましい。

0093

フィルタ特性は、0°から360°の表面の角度で連続的に変化してもよい。所定の固定角セグメントは、フィルタの各点でフィルタ特性を明瞭に規定するという利点を提供し、一方、フィルタの連続的変化によって、フィルタは表面での角度に依存する。

0094

本発明の好適な実施形態では、少なくとも一の検出手段は異なるスペクトル感度のセンサ手段を備え、異なるスペクトル感度の少なくとも三個のセンサ手段を備えるのが特に好適である。異なるスペクトル感度の三個のセンサ手段が、測定表面における実質的に同じ測定点からの光を測定するのが好ましく、それによって、表面における個々のドットは、比較的同質でない面においてさえ確認できる。

0095

印刷産業において、ポスター、石膏、若しくはカラー印刷を所定数の原色を用いて一般に印刷される場合がよくある。第2のカラーは、他の原色と異なる原色の、又は、他の原色の最表面上の様々な色ドットを印刷することによって生成する。

0096

色ドットを印刷することによって混合するカラーは、見る人に、十分な距離で、カラーに対する所望の印象を与える。見る人は、一旦十分大きな距離に達すると、第2のカラーに融合するもっと小さな距離から観察するときカラーの個々とのドットを知覚する。この目的のために必要な距離は、個々のカラードットのサイズに依存する。

0097

品質コントロールのために、一連の印刷ラン内で、テスト印刷の特殊な領域において又は所定面若しくは所定箇所において、原色ドット若しくは第2のカラーのパターンを印刷することは、印刷業界において、共通に実用されている。

0098

カラードットは所定のパターンで配置されている。個々の印刷されたドット若しくは印刷された表面の色、又はテストパターンでのカラーの分布によって、印刷機が適当に設定されているか否か、及び/又は、印刷が適当なカラーを用いて運転されているか否か、あるいは、正しい正確に画定された基板に印刷されているか否かを決定することが可能となる。というのは、結果的なカラーが印刷されているカラーに依存するばかりでなく、ベース材料等にも依存するからである。

0099

印刷ランの間に品質決定及びコントロールの目的のために、所定の数のシート、若しくは、時間のインターバル、若しくは、所定の印刷面に従って、テストシートを測定できる。この点では、カラーの配合に対して同時に印刷するように、テストパターンをチェックするのに十分である。

0100

本発明の装置は、このような測定を非常に簡単にする。個々の印刷ドットの色を迅速にかつ信頼性高く決定できる。

0101

本発明の一の若しくは全ての実施形態において、一の若しくは全てのしきい値は色感度になるように定義することができる。それによって、しきい値(ベクトルの意味で)は、例えば、赤、緑、及び青に対する3つの成分から成る。あるいは、異なる色、若しくは波長域に対して異なるしきい値を与えることができる。

0102

このタイプのカラー測定は、特にフィルタホイール手段を備えた実施形態において非常に信頼性高く行われる。

0103

測定時には、測定されるテストパターンの内容をメモリ手段にファイルすることができる。パターンの比較によって、センサ手段の対応箇所を検出手段に設定することが可能となる。必要となるのは、実際の測定ドットカラーに対するそれに関連するセットカラーに関してテスト表面の各カラードットを比較することなので、特に簡単な評価が可能である。

0104

絶対的若しくは相対的カラー変動及び/又は全カラーの全体の変動が超えるときは、パラメータ、若しくは、アラーム信号、指示等が発することができる。

0105

多くの異なるカラーの測定点の場合には、各異なるカラーは表面のタイプを特徴付けることができる。各表面タイプを特徴付ける一の、数個の、若しくは全ての表面タイプに対して、(各)統計的パラメータが決定できる。

0106

本発明の好適な実施形態では、装置は測定面に対して変位可能であり、この相対的変位を定量的に記録する少なくとも一の経路測定手段が備えている。電気的、機械的、若しくは光学的手段として備えた前記経路計測手段を有することが可能である。

0107

前記経路測定手段は、測定中に測定される表面に下ろされる少なくとも一の測定ホイールを備え、前記測定面に対する前記変位の間に測定装置へ回転する。

0108

前記測定手段は、相対的変位を表す電気的信号を発する少なくとも一の回転角エミッタを備えるのが好ましい。

0109

測定される表面に対する装置の変位を測定することは多くの利点を有する。相対変位を確認することによって、所定の若しくは可変のインターバルにおいて表面測定を繰り返すことが可能となる。

0110

大部分若しくは全表面を測定することも可能であり、それによって、異なる測定手順の測定面が順に精確に進むことができる。例えば、装置がある変位に達し、そしてユーザーが他の測定手順を実施した後、又は、ある相対変位に達した後、装置が自動的に他の測定を実施した後、信号トーンが発せられることが可能である。

0111

測定面の大部分にわたって測定したとき、特に統計的な特性が測定表面にわたってよりよく測定できる。大領域の測定では、スプレーノズルが一の特定スポットにわたって長く残り過ぎるとき、仕上げの間、仕上げ面のくもりを検出することも可能である。

0112

本発明の好適な実施形態において、経路測定手段が配置されたフレーム装置を備える。このフレーム装置は、照明手段及び検出手段を備えた測定装置を受けることができる独立した装置として備えるのが特に好ましい。信号測定だけを行うならば、フレーム装置は他の装置から独立のままであり得る。

0113

本発明の好適な実施形態では、測定されるボディ上での測定表面は、システム角を変えることによって選択でき、例えば、走査角を変えることによって測定されるボディ上の測定面を変えることも可能である。

0114

また、光学測定装置を測定表面へかつ好適には測定表面に沿ってガイドするロボットアーム装置を備えることも可能である。これによって、全要素の自動測定が可能となる。

0115

相対変位の間の連続測定値、評価される外観及び/又は統計的パラメータが場所毎に格納され、それによって測定値若しくは評価されるパラメータの局所的評価の実施が可能である。

0116

上述の好適な一又は二以上の実施形態の他の実施形態によると、測定表面の少なくとも一の光学透過特性が決定されるように、少なくとも一の検出手段及び少なくとも一の照明手段を備える。測定表面のこのタイプの光学透過特性は、多くの同質の反射面及びボディの外観印象に対する重要な要素である。

0117

測定されるテストサンプルの他の側において可動な独立の照明手段を備えることができる。また、本発明の装置において、挿入可能性のために、スロット等を備えることが可能であり、それによって、測定表面の少なくとも一の光学透過特性を決定するために、プローブを測定装置に配置でき、又は、測定装置へ若しくは測定装置へ突出することができる。

0118

本発明の他の好適な実施形態では、スペクトルフィルタ手段を少なくとも一の照明手段に備え、例えば、標準のタイプの光によって示されるのと同様の照明手段によって発せられた所定のスペクトル分布のスペクトルに達する。

0119

また、このタイプのスペクトルフィルタ手段は、対応する照明手段からの理想的な反射表面の所望のスペクトルを再生するために、検出手段の前の放射線の経路に配置することができる。

0120

少なくとも一の検出手段は、少なくとも一のスペクトロメータ若しくはスペクトル装置を備え、それによって、スペクトル特性及び特に受光する光のスペクトルを確かめることができる。

0121

本発明の他の実施形態において、各々が測定若しくは照明手段の受容において機能する複数の保持手段を提供することは好ましいが、実際にははもっと少なめの数の測定若しくは照明手段だけを備えている。照明及び測定手段の全数より多い数の保持手段は、それが単に測定手段の位置を第1の保持手段から第2の保持手段に変えることができるのが好都合であり、測定若しくは照明手段は従来は備えていなかった。

0122

このタイプの装置を用いて、測定/照明手段の個々の位置は実質的にいつでも変更可能であり、それによって装置の適用を測定条件の変更を可能にする。保持手段の角度間隔は2°、2.5°、3°、4°、5°、6°、10°、15°、20°若しくは30°にするのが好ましい。角度間隔はそれより小さくても大きくてもよい。測定/照明手段は、例えば、半球若しくは立方体形状等のような三次元分布で配列してもよい。

0123

照明手段及び検出手段を、検出手段が対応する照明手段から直接表面で反射する光を受けるような表面に対するこのような角度で配置するのが好ましい。

0124

少なくとも一の照明手段及び/又は検出手段は、検出手段が直接の反射光を受けないような表面に対する角度で位置合わせするのがさらに好適である。

0125

本発明の他の実施形態では、少なくとも一の保持手段は、それが光学装置を受容するように適合されるように構成され、ここで、前記光学装置を検出手段、照明手段、測定手段等として構成してもよい。

0126

任意の光学装置をそのように保持し、受容できるとき、これによって本発明に対する様々は発展及びオーダーメイドの可能性を提供する。

0127

それぞれが同じ角度分離を示す少なくとも一の測定面にこのような複数の保持手段があるのが好ましい。

0128

角度分離は0°と45°との間であってよいが、好適には1°と5°との間である。

0129

多次元測定のために、実施形態は、少なくとも一の第2の測定面において第2の複数の保持手段を配置することを備えている。

0130

装置の少なくとも一の照明手段の放射源は、スペクトルの少なくとも全可視域を実質的にカバーする放射スペクトルを示すのが好ましい。発光ダイオードを利用するのが好ましく、本発明の装置において少なくとも一の白色発光ダイオードを用いるのが特に好ましい。他の光源を用いてもよい。

0131

重なる放射線を同時に発光する多くの異なる色の発光ダイオードを使用してもよい。数個の単色発光ダイオードを、色測定を実施するために連続して駆動してもよい。

0132

上述のような全実施形態において、少なくとも一の制御測定手段を、照明手段から照射される光に対する標準的な目安を決定するために備えてもよい。

0133

また、測定中に照明手段及び/又は検出手段の温度を決定する温度測定手段を備えてもよい。これらの目安によって測定値の再現性を向上することができる。というのは、光強度及び/又は装置の温度における揺らぎを考慮することができるからである。

0134

本発明の目的は、特に不均質反射体の特性を決定するために、少なくとも一の照明手段と一の検出手段とを備える装置を用いて行ってもよい。照明手段は、測定面に光を照射する役目をし、検出手段は測定表面で反射する光の一部を記録するために用いる。

0135

少なくとも一の検出手段は複数の光感応性センサ手段を備え、前記センサ手段のそれぞれが、前記各センサ手段で受光した光の特性である測定値を発する。

0136

少なくとも一のメモリ手段が装置に備えられ、少なくとも一の所定のしきい値を前記メモリ手段が格納する。

0137

少なくとも一の処理手段を有する少なくとも一の制御手段は、測定シーケンスを制御するように作用する。

0138

本発明の方法を以下の段階をもとに実施する。ここで、これらの段階で実施されるシーケンス順は必ずしも引用された順に従わなくてもよいが、他の任意のシーケンス順で実施してもよい。

0139

この方法は、以下の段階を備える:
a)少なくとも一の照明手段を測定表面を照射するように方向付ける段階と、
b)少なくとも一の検出手段、その少なくとも一の検出手段を、少なくとも一つの検出手段のセンサ手段に向け、同じ測定参照値を変換する段階と、
c)記録された参照値の少なくとも一部をメモリ手段に保存する段階と、
d)各測定参照値の大きさをメモリ手段に格納された第1のしきい値と比較し、前記測定値が前記第1のしきい値より大きいときは各測定値を第1の表面のタイプに割り当てる段階と、
e)前記第1の表面タイプに対する特徴的な統計的パラメータを発する段階。

0140

本発明の方法は多くの利点を有する。

0141

前記本発明の方法の実施形態に対応して、少なくとも一の第2のしきい値を備え、前記第2のしきい値より小さい測定参照値を第2の表面タイプに割り当てる。第3の表面タイプへの割り当ても同様に行われる。

0142

一の実施形態では、測定値の数と比較して、第1の表面タイプに対応する測定参照値の数が決定され、セットされる。

0143

パラメータは、第1の表面のタイプの統計的分布を特徴付ける。

0144

実施形態に対応して、測定表面上の第1の表面タイプの統計的な空間分布の少なくとも一の統計的なパラメータを決定することを可能にするために、少なくとも一の検出手段が測定表面のマップを実質的に記録する方法は実施する。

0145

このような統計的パラメータは、例えば、0から1の値であり、0という値は特に均一的な空間分布に対応し、一方、1という値はかなりの程度局所的であることを示す。

0146

あるいは高い値が均一的な分布のパラメータを示すとしてもよい。このようなの統計的な評価は好都合である。というのは、表面のマクロ均一性は外観において重要だからである。

0147

本発明の好適な実施形態では、表面領域は少なくとも一の表面のタイプ若しくは全ての表面のタイプに対して推測される。個々の表面領域の拡張によって、隣接センサ手段の測定値が同じ表面タイプを決定することになる。従って、個々のセクションは同じ表面タイプを有する関連領域直接検出手段に示すことになる。検出手段によってマッピングされた特定をもとにすると、各表面領域を測定される表面の画定された領域に割り当てることが可能となる。

0148

各表面セクションのサイズと位置とはメモリ手段に格納されるのが好ましい。各サイズは実質的に前記表面セクションのそれぞれに対して決定されるのが好ましい。サイズの決定は、関連センサ手段を簡単に数えることによって行うことができる。少なくとも一の表面タイプの表面セクションの統計的サイズ分布について特徴なさらなる統計的パラメータを導出してもよい。他の可能性は、表面単位当たりの粒子等の数若しくは周波数の分布を決定することである。

0149

本発明の方法の他の好適な実施形態では、少なくとも一の標準の目安(standard measure)を一の形の表面領域について決定し、好適には少なくとも一の表面タイプの表面領域に対する統計的な形の分布について特徴的な少なくとも一の統計的な形のパラメータを、する。

0150

例えば、測定されるボディにおける実質的に細長の材料含有物を用いると、形パラメータが個々の材料含有物の長さ方向分布の目安になり得、一方、もっと丸く/丸みをなくした若しくは平坦になる傾向を有する材料含有物を用いると、形パラメータは丸さ等の目安であり得る。

0151

本発明の方法の好適な実施形態では、個々の若しくは全ての段階を少なくとも二の異なる測定配置に対して実施する。測定配置は、測定表面に対する照明角と測定表面に対する検出角とによって画定される。照明角及び検出角は、各場合に、方位角と高さ角の比を有してもよい。

0152

評価について、二だけでなく、三、四の複数の測定配置(measurement geometry)を使うことが特に好適であり、それによって、外観若しくは統計的パラメータの統計的分布を測定配置にわたって決定することができる。これは、測定表面に対して異なる角度で複数の照明手段を位置合わせすることによって実現可能である。

0153

次元表面測定を可能とするために、本発明の好適な実施形態では、一平面だけでなく、空間に分布した照明手段を配置する。また、一平面だけでなく、三次元的に配置された多くの検出手段を備えることも可能である。

0154

本発明の方法の一の実施形態では、測定表面及び測定されるボディにおける材料含有物の分布に対する統計的なパラメータを決定するために、第1の表面タイプに対する測定値は、測定されるボディに対する第1のタイプの材料含有物に割り当てられる。

0155

測定手順の変形例では、放出される放射線は測定中に測定表面に合焦する(焦点が合う)。他の構成(configuration)では、実質的に平行な光を評価する測定表面に照射する。

0156

このようにして、2つの測定配置は照明/検出角が異なってもよく、それによって、検出器は第1の配置におけるある薄片若しくはある材料含有物からの直接反射を記録することができ、一方、同じ薄片若しくは材料含有物の指向的な反射はもはや他の測定配置における検出器によっては検出されない。薄片等からの指向的な反射が第2の測定配置における検出器で記録されるか否かは、薄片若しくは材料含有物等の形状及びサイズ、照明/検出角の差、検査されるボディの形状及び組成その他の様々な要因に依存する。

0157

照明/検出角の小さな若しくはわずかな変化(例えば、0.1°の大きさのオーダー)によって、一の薄片の指向的な反射が、検出表面において記録することができる。

0158

しかしながら、照明/検出角が大きな角度で変わるときには、同じ薄片の指向的な反射はもはや記録されない。その代わりに、他の材料含有物の反射が受光され評価できる。これは、例えば、所定の従来型の薄片で5°の照明角の変化の場合である。含有物の三次元の形式の評価は、限定的な範囲にだけ可能である。

0159

しかしながら、二次元表面上の分布の統計的評価は重要であり、多くの場合には十分でもあり、いかなる形の分析なしで可能でもある。表面の外観はかなりの程度で均一な分布に依存しており、そのため、測定表面における(二次元)分布の統計的評価は非常に好都合である。

0160

方法の実施形態における二、三若しくは四以上の異なる測定配置における表面セクションの比較では、特徴的な目安(測定値)は三次元型の第1の材料含有物に対して導出される。

0161

これは、例えば、照明角の小さな変化によって、第2の角度のもとでの測定と比較して第1の角度のもとでの測定の際に個々の表面セクションの変位が、イメージ(画像)分析によって導出できる。

0162

個々の表面領域が異なる角度でほぼ同じサイズのままであるときは、これは材料含有物に対して平らな構造を示しており、一方、サイズが減少若しくは増大するときは前記材料含有物に対して凹形若しくは凸形を示すものである。丸い若しくは球形形の材料含有物もこのような評価を用いて決定することができる。

0163

個々の色素若しくはカラー材料含有物若しくは異物に対する形を決定するために、測定配置の角度は一の測定から次の測定へ多少の変化するだけであるのが好ましい。この変化は、1°若しくは数°の角度若しくはそれ以下の範囲であり得る。

0164

測定されるボディにおける全角度範囲にわたってランダムに分布する材料含有物の評価のために、照明若しくは検出のための大きな角度範囲の実現は、大きな角度範囲にわたる割当について情報を受けることができるためには好ましい。

0165

少なくとも一の表面タイプに対して少なくとも一の特性外観パラメータを決定することが、本発明の方法で可能であることが好ましい。特徴的な外観パラメータを決定するときには、各表面タイプの測定値だけを考慮する。同様に、特徴的な外観パラメータを決定するときに、ある一の若しくは数個の表面タイプに関連しないそれらの測定値だけを考慮することが可能である。

0166

不均一反射体の場合にはしばしば、所定のカラー印象が特別の表面タイプによって実質的に引き出す。このタイプの測定方法は、測定時に、対応する表面タイプを示す測定される表面のセクションが実質的に考慮されることを保証する。

0167

例として、真珠のような光沢の色素、金属粒子等を備えた表面に対してカラー若しくは光沢パラメータを考慮するとき、対応する表面タイプは考慮から削除することが可能である。

0168

アルミニウム金属含有物はしばしば、典型的な表面光沢反射率以上の高い反射率を示す。カラー若しくは光沢の測定時に、これらの粒子の反射は実質的には考慮されず、表面のカラーは信頼性高く決定することができる。

0169

さらに、本発明の前述の配置のうちの一つは本発明の方法を実施するときに用いられるのが好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0170

本発明のさらなる利点、特徴、及び応用可能性は、図面を参照して以下の説明により特定される。

0171

第1の実施形態を図1から図8を参照して説明する。

0172

図1は、本発明による装置の第1の実施形態の断面図である。

0173

測定される表面9に光を向ける数個(ここでは、7個)の照明手段と光源2,3,4,5,6,7及び8が、ハウジング1に配備されている。もっと少なくても多くてもよい:例えば、10,12,15,20、又は、4から6だけでもよい。

0174

光ビームを制限するために、各光源の各ビームを制限するマルチ絞り13を備える。発光の発散に作用するレンズ14(一の独立レンズを各照明手段に対して備えたり、また、レンズ14に加えて、各照明手段に対してさらに他のレンズを加えてもよい。)を備えてもよく、それによって、測定表面9へ実質的に平行な光ビームを向けることが可能となる。

0175

個々の照明手段2,3及び6は測定表面に対して異なる高さ角3で位置合わせされ、一方、検出手段17は測定角27で表面から反射される光を受光する。

0176

検出器16は、CCDチップとして構成され、その各光感応性要素は平面の列40と行41とで配置されている。測定される表面と検出器16との間の放射線の経路に配置されたレンズ18は、光源又は測定表面又は前記検出器16若しくは同様な構成要素上の同じ部分をマッピングする作用をする。

0177

図1で示していないが、例えば、測定表面に対して異なる角度で指向して配置する多数の検出器を備えてもよい。同様に、もっと多くの若しくは少ない光源2−8を備えることもできる。

0178

光源2,3及び6は、測定面24において配置された発光ダイオードで成る。測定面24は、実施形態において、照明手段6,測定表面9及び検出器16を介して延在する面である。

0179

発光ダイオード4,5,6,7及び8は、測定表面9に対して平行でかつ測定面24に対して直交する面に配置している。個々の発光ダイオードは、測定表面24に対して異なる方位角で配置する。

0180

発光ダイオード7は、測定表面24に対して高さ角28で指向し、一方、測定面24に対して方位角29を示す。測定面に対する光源の3次元配置は、より精密な形で測定表面の均一な特性を決定することできるように、測定表面9の3次元マッピングを可能となる。

0181

制御可能な絞り17を、光源7−8と検出器16との間の放射線経路に備えてもよい。制御可能絞り17は本発明ではLCD絞りから成り、個々の領域、線、行、画素が特別に制御でき、それによって、前記の特別制御は、検出器16が測定表面からのある範囲の角度だけ向くようにことができ、他方他のものは影になったままである。

0182

制御可能絞りは、照明手段と測定表面との間の放射線の経路に配置することができ、それによって、測定表面に対する照明角を特別に小さい傾斜でセットすることができる。

0183

制御可能絞り17は、表面9のイメージは微小な角度の変化で記録することでき、それにより微小な変化の検出を可能とする。

0184

発光ダイオード4−8に加えて、多くの異なるステラジアンから表面を測定するために、光源若しくは放射源を、測定面24に対する他の角度の高さ角若しくは方位角29で備えることができる。

0185

図4は本発明の装置の原理的な回路構成を示す図である。制御手段20は、マイクロプロセッサで成る処理手段23,メモリ25、入力及び作動要素21,及びディスプレイ22を備える。例は、一の光源5だけ、検出手段16として一のCCDチップだけを示している。ユーザーは、インターフェースを介して外部コンピュータデータ接続している。

0186

図6aで示した不均質反射体80の第1の例に対する測定手順を以下で説明する。

0187

ボディ80の仕上げ面81は、通常の仕上げ面82に加えて、例では小さな反射金属ウェハとして成り、表面に対して実質的に平行に位置合わせされた材料含有物83−86を示している。

0188

通常の仕上げ82は、そのカラー及び他の特性に対応する表面に直接入射する光の一部を反射し、一方、他の部分は仕上げ層を透過する。仕上げそうに入る光は、この光を効果的に反射する材料含有物83−86のうちの一つに当たる。

0189

光ビームが材料含有物83−86のうちの一つによって反射されるとき、前記材料含有物の色調(色相)は実質的にこの反射のカラーを決定する。仕上げ層82の面上で反射する光ビームは、他のカラー及び明らかに異なる強度を示す。

0190

全表面のカラー印象及び外観は仕上げ面の反射と金属粒子83−86上の反射とから成る。全外観は異なるカラー印象の混合であり、他方、統計的な分布及び個々の材料含有物83−86の統計的な粒子サイズ分布にも依存する。また、印象は、観察の距離と角度に依存する。

0191

人の目は表面の微小な材料含有物間を知覚的に分離して区別することができ、一方、大きめの表面領域を有する材料含有物を独立の要素として確認することができるより大きな表面領域要素の場合には、人の目で測定される表面の一だけでなく二の(独立な)カラー印象を知覚することができる。

0192

このような場合には、表面の評価を行うに際して一体の全体の印象を決定することでは十分ではなく、それぞれの異なるタイプの表面(例えば、通常の仕上げ面8及び材料含有物83−86)に対して外観特性についての値を決定することは重要である。

0193

全体の外観はは、測定表面における材料含有物の統計的分布と測定表面内のこれらの材料含有物の統計的なサイズ分布都に大きく依存し得る。

0194

外観特性の中には、例えば、測定表面の光沢、カラー、くもり、検査する表面のリップルの印象が、表面を特徴付ける従来公知でかつ当業者馴染み深い他の外観特性と共に含まれる。

0195

図6bは、仕上げ層82を有する仕上げ面を有する他のボディ80の例を示す。材料含有物87−91は、図6aで示した図による場合と比較して、表面に対する角度位置においてランダムにかつ不規則に配置されている。

0196

図3aは、検出器16、その個々の列40及び行41で配置した光感応性要素30による原理的な表示を示している。図3で示したのは光感応性要素全部で100個は(列10個、行10個)であるが、これは原理的な表示に過ぎず、実施形態で用いる検出器は最大数100万個の異なる感応性表面を有する従来CCDチップであることが指摘されている。

0197

照明/マッピングのために、適当な透過/受光光学系が選択され、これらを変えることが可能であるように構成してもよい。特に、発光された光は実質的に平行になるように指向されていてもよい。発散若しくは収束放射線が(透過)光学系に対してセットしてもよい。測定表面、又は、照明手段若しくは受光光学系における絞りに集められ、若しくは合焦される。

0198

記録された特性を変えるために、少なくとも一の光源の少なくとも一のレンズは、例えば、測定表面若しくは絞りで選択的に合焦するために変位可能であるように、配置することができる。

0199

測定中に、測定信号33はCCDチップ16の個々の光感応性要素30が受ける。個々の測定信号をメモリに格納されたしきい値32と比較することにより、測定値が通常の仕上げ面32によるか、又は、高反射金属粒子83−86のうちのひとつによるのかを決定する。例における表面タイプ81に関連する検出器要素斜線で示した領域50として図3に示した。

0200

図3aで示した表面分布は第1の照射角で得られたものである。図3bで示した表面分布は、図3aの読みに対するわずかに異なる第2の照射角から測定したものである。

0201

照明角のわずかな変化のために、同じ高反射材料含有物に関連した個別の表面領域(小表面領域)50を検出することができる。

0202

このようにして、図3aでの表面セクション51の材料含有物83は、例えば、第3の行のセンサ要素1−4の照明につながる。図3bに関連するわずかに変化した配置に対する測定結果は、第3の行の要素2−5において検出可能な材料含有物83の反射を示している。全く同様な方法で、同じ行における表面領域52,53,及び54はセンサ要素1個だけ上方にずれ、L形領域パターン56−も同じ行9及び10でセンサ要素1個だけ上方にずれる。

0203

対照的に、領域パターン57及び58は、図3bに関連する測定結果にはもはや現れない。領域パターン57及び58は図3bでの表示では対応するものはない。これは、関連した材料含有物は図3bによる新しい照明角ではあまり反射sず、検出器はもはや反射は受けない。

0204

図3aでの表面領域55(列10,行9)は、図3bの表面領域65(列10,行9)に対応することができる。角度の変化の際のセンサ要素の変化は、対応するセンサ要素を照明する際にやむには不十分な角度の変化による。

0205

測定欠陥精密さを向上するために、一のしきい値32を考慮するだけでなく、測定値の絶対的な大きさを考慮することができ、例えば、表面領域50はしきい値32によって制限されず、むしろしきい値以下若しくは以上の最大値のある割合の低下によって制限される。

0206

個々の表面領域51−58及び61−66は、71及び73−79と共に、所定のタイプの表面83−86の測定に対して、隣接する光感応性要素の測定値が選ばれるように決定される。これらの測定値が条件(例えば、しきい値32より大きい等)を満足するならば、この表面セクションは図3a−図3cで示したような表面領域になるように大きくなる。

0207

第1の評価結果は、第1のタイプの表面の表面割当てが全表面に関連して与えられるような、第1のタイプの表面の表面割当ての和によって得ることができる。

0208

照明角の変動の間でのこのような表面割当ての統計的分布は、表面割当てグラフ38として図5に示している。示したようなグラフは、個々の粒子83−86が狭い角度間隔で表面に位置合わせされていることを示している。

0209

図6bで示したように、個々の材料含有物87−91に対して不規則に並べられた分布に際して、図7で示したような分布が得られる。ここで、分布39は照明角の変動の範囲で実質的に一定である。

0210

透過/受光光学系によって確かめられたマッピングされた特性は、光源/センサに対する各レンズの位置が可変であるように、このタイプの表面の測定に対して採用されもよい。

0211

材料含有物を有する表面のタイプの表面割当ての大きさの評価は、例として図5若しくは図7に従う形をとるように行うことができる。

0212

さらに、分析は、測定表面での材料含有物の位置空間分布に対して実施できる。

0213

図3a及び図3bは、図3bに対する照明角が図3aに比較して第1の面で変化する場合の表面に対する測定結果を示している。照明角が第1の面に対して直交する第2の面で変化するならば、例えば、対応する表面領域51−58が図3cの方位で実質的に平行にシフトするように図3で示したような結果を受ける。個々の表面領域の水平及び垂直変位(行及び列でシフトする)を評価することによって、測定されるボディにおける材料含有物の分布の三次元的な決定を可能とする。

0214

図3cで示した検出手段のイメージの表示において、図3aで示したような結果の角度に対して異なる方位角で表面を照明している。

0215

図3bでは、図3aと比較して、第1の表面タイプの個々の表面領域、例えば、材料含有物は、一の行(カラム)内でより高い列数に実質的にシフトしている。図3aの行1における表面領域52は列7−9をカバーし、一方、図3bの行の同じ表面領域は列8−10をカバーする。

0216

変化した方位表面による行のオフセット図3cで説明できる。表面領域52は測定フィールドからずれて、図3cでもはや見ることができない。図3aの行3で列要素1−4を備える表面領域51は、図3cでは表面領域71として行2に列要素1−4を備える。薄片等からの反射に起因する図3cの表面領域71は、同じ薄片から反射に起因する図3aの表面領域51と比較して、図3cによる向きで一のセンサ要素を左にずらした。

0217

照明角の変化に依存して、シフトは、一より多いセンサ要素分でもよい。互いに大きく異なる走査角で2つの記録を行うと、これによって、同じ薄片若しくは金属粒子等を個々の記録の表面セクションに割り当てるのを困難に若しくはほとんど不可能にすることができる。このような場合に、評価は測定面の統計的な分布に関して行ってもよい。

0218

図3aの表面領域53−58から、多くの薄片から得られて、図3cで対応する表面領域73−78となる。図3aによる照明によって検出器16によって記録されなかった金属粒子、色素若しくは薄片に割り当てられて、図3cで検出された新たな表面領域79がある。

0219

図6bで示したボディにおける測定結果の例は示していない。

0220

図6a若しくは図6bに対応するボディは、一の測定配置から次の測定配置への個々の薄片の割当てが可能ではないか、若しくは、非常に困難である測定結果を得ることがあり得る。

0221

これは、例えば、所定表面に対する照明角、薄片サイズ、薄片形状、薄片分布を、検出器がもはや指向的な反射を受けることができないほど大きく変化するときの場合である。5°若しくはそれ以上の照明角の変化の場合もしばしば同様である。

0222

しかしながら、個々の薄片の割当て若しくは“追跡”が異なる測定配置で可能であるときでさえ、表面の薄片分布の決定及び所定の異なる測定配置の分布の決定が可能である。

0223

光センサ16の各光感応性要素30が異なる角度の測定を示すので、光検出器のセンサ要素での若しくは角度での測定結果の強度を図8プロットしている。

0224

走査角にわたって得られた反射率分布は、測定33がマークされた曲線に対応する。マークされた測定値34によって示したように、明らかに高めの強度を有する曲線は、この角度で金属粒子での特定の反射から得る曲線である。同じ角度で、金属粒子の反射部分なしで、測定値34aだけが結果となり、その強度は実際の測定値34の強度よりも明らかに低い。

0225

(測定値33の反射率を介して)通常の反射率の全体曲線は、第1の所定のしきい値32以下となり、一方、金属粒子の光沢に対する測定値は前記第1のしきい値より明らかに高いという点に留意されたい。これによって、金属粒子の光沢と仕上げ層82の通常の光沢との区別を行うことが可能となる。

0226

埋め込まれた金属若しくは色素粒子83−86に対する第1の表面タイプを評価しかつ決定するときは、測定値はしきい値32より高い強度を有する測定値を考慮してもよく、一方、他のタイプの表面、すなわち示したような本ケースでの通常の仕上げ面の評価のときは、通常の光沢によって得られるような前記第1の所定のしきい値32以下の測定値が考慮される。

0227

この方法によって、埋め込まれている粒子に対するパラメータを決定することが可能となり、他方、仕上げ面の残りの部分についてのパラメータを評価することが可能となる。外観の特徴の独立した決定によって、測定結果の精度が向上する。

0228

例えば、仕上げ層に埋め込まれているカラーのついた金属粒子を有する仕上ったボディの測定において、金属粒子のカラーに対応する波長はある角度で大きく増幅されて反射する。

0229

カラーの通常の決定若しくは評価はの明瞭な金属粒子カラーを示し、一方で第1のタイプの埋め込まれている含有物に対する外観特性の決定、他方で対応するパラメータの統計的分布と共に残りの表面に対するパラメータが明らかに改善された測定結果につながる。全画素を含む測定は歪んだ測定結果につながりうる。

0230

本発明の測定装置の他の実施形態を図9aに示す。図1の実施形態と同様な要素には同じ符号を用いている。

0231

第1の光源5から放射された光は45°で測定面9に当たり、反射も同様に45°であり、フィルタホイール10によって前述の実施形態でCCDチップで成るセンサ16へ指向される。

0232

フィルタホイール10は角度で8個の45°セグメントに分割され、各45°セグメントは透過光波長特性に作用するように異なる色合い(coloration)を備えている。8個のフィルタセグメントの代わりに、16個,32個,若しくは64個の代わりに、フィルタセグメントも好ましい。

0233

測定中、フィルターホイール10は所定の時間インターバルで若しくは連続で回転し、少なくとも一の測定記録レコーディング)を各フィルタセグメントを用いて行う。これによって、センサは特定範囲の波長で照明され、それによって測定表面9のカラーを単一のセンサ、CCDチップを用いて確認されることが保証される。

0234

フィルタホイール10は、実質的に信頼性の高いカラーの決定が可能となるように、十分大きな数のフィルタセグメントを備えるのが重要である。個々のフィルタセグメントの数は任意であり得る。少なくとも3個はあるべきである。連続調整可能なフィルタ特性を有する一(若しくは数個の)フィルタを使用することも可能である。(スペクトル)フィルタ特性は、例えば、電気的に制御可能である。

0235

測定表面9へわずかに異なる角度で光を放射する3個の独立制御可能な発光ダイオード132,133及び134を備えた測定ハウジング100に、他の照明手段130を備える。発光ダイオード132,133及び134を測定表面へ指向する異なる角度によって、測定される表面9における材料含有物の並び(アラインメント)を決定することができる。

0236

この例では、ハウジング100は測定ホイール103及び104を備え、前記ホイールの少なくとも一は相対変位に対応して表面でローリングする信号を発する回転角度放射体(エミッタ)を備える。これによって、表面で動くときにある一時的なインターバルで若しくは連続して若しくはある空間インターバルで新しい測定を実施し、大きめの測定領域を得ることができる。照明は、光が反射する表面9上の測定装置での開口101から行われる。

0237

本発明の測定装置の他の実施形態を図9bに示す。図9aの実施形態と同様な要素には同じ符号を用いた。

0238

光源5で発せられた光は、プロセッサ23によって、駆動に従って、ドット、ライン、カラム若しくは他の範囲で透過するようにスイッチングされる制御可能絞りに当たり、残りの領域は影になる。全領域は透過若しくは影にあるようにスイッチングしてもよい。

0239

透過光は約45°で測定表面9に当たり、このとき、制御可能絞り17の透過セッティングの際には正確な角度が条件となる。反射光はそれに対応して約45°で反射し、前述の実施形態のように、CCDチップで成るセンサ16に指向される。フィルターホイールを備えてもよい。

0240

ハウジング100にさらに光源を備える。3個の独立制御可能な光源132,133及び134は異なるカラーの発光ダイオードを有し、測定表面のカラーは連続照明において確認できる。光源132,133及び134はそれぞれは、放射される光を所望の条件に適用するために、絞りとレンズとを備える。

0241

ハウジング100は、この実施形態でも同様に、測定ホイール103及び104を備え、装置の相対変位を決定する。

0242

本発明による装置の他の実施形態を図10に示す。ここでは、一の照明手段5が2個の異なるカラーの発光ダイオードを備え、それからの発光はビームスプリッタによって重ねられ、測定される面9に指向される。同様に、唯一個のLEDを備えてもよい。同様に、前述の実施形態のように、より多い数の異なるカラーのLEDを備えてもよい。

0243

小さなスペクトロメータ48は放射スペクトル及び放射強度を制御するように作用する。照明手段から発光される光は、測定表面の直交に対して角度46で表面に指向している。示した実施形態では角度46として45°を選択している。他の角度でもよい。このタイプの小さなスペクトロメータ48は、計算されたスペクトルを制御するために、図1及び図9に対応する実施形態で用いてもよい。

0244

複数の保持手段45が、選択した実施形態では、それぞれ5°のセット距離で配置された測定表面上の半空間に備えられる。図10に示した保持手段は、照明手段5と測定表面9とを介して延びる面に備えれている。

0245

さらに、他の保持手段を、図1の実施形態と同様に直交する面に備えてもよい。保持手段を測定表面9の上の全半空間にわたって備えてもよい。

0246

検出器16a,16b及び16cを測定装置43の少なくとも3個の前記保持手段45に備えてもよく、ここでは、少なくとも一の検出器16bを検出器16a、測定表面9と照明手段5とを介して延びる面の外に配置している。

0247

照明手段及びセンサ手段の多次元配置によって、1次元若しくは2次元でなく、表面の3次元イメージを得ることが可能となる。

0248

通常、複数の保持手段を備え、数個だけの検出手段を備える。本発明の装置で、一の保持手段から他の保持手段へ一若しくは二以上の検出器を動かすことも可能であり、そのため、例えば、測定表面の直交線と検出器16との間の測定角47aは調整可能である。

0249

導電性ファイバ光学系によって表面から光を受ける個々の検出器16a、16b及び16cは、CCDチップで構成されている。

0250

検出器、モノクロメータを複数の保持手段45の信号を受けるようにすることも可能である。光は保持手段の光伝導体で受けることができ、モノクロメータ若しくは小さなスペクトロメータに指向する。その際、位置選定を維持しなくてもよい。薄片分布の統計的な測定値は、信号分布及び信号高さから決定することができる。

0251

しかしながら、光伝導体を全実施形態において、位置維持光ファイバで成る。例えば、光伝導体は光ファイババンドルを含むことができ、各ファイバは表面のある位置若しくはある表面セクションを示している。光ファイババンドルにおいて個々のファイバの信号をマッピングすることによって、位置を分解することが可能となる。ファイババンドルの個々の第1のファイバ端の特定の照明によって、それぞれ関連した第2のファイバ端を、バンドルの個々のファイバを“分類”しないならば、検出することができる。これによって、“整列されていない”光ファイババンドルを有する光伝導体の場合には、正確な位置固定と空間分解能が確保されることとなる。

0252

検出器は各保持手段の上に備えてもよい。

0253

検出器の面では、光伝導体は反射光を受け、一又は二以上の検出器に反射光を運んでもよい。個々のチャネルは連続してスイッチングでき、信号は検出器によって多重的に検出される。スペクトル特性を含むために、(グリッド)スペクトル若しくはフィルタホイールを放射線の経路に備えてもよい。

0254

図11は、本発明の測定装置の他の実施形態の斜視図である。装置120は、測定表面9上に半球上に延びる第1のサブフレーム若しくは第1の測定サークル121を示す。ボア123の形の複数の保持手段が、照明管若しくはセンサ管が導入することができる測定サークル121に備えている。

0255

照明管若しくはセンサ管を、所望ならば、個々のボア123に挿入してよい。組合せ管を備えてもよい。本発明による装置が高い適応性を有するように、異なる測定に対しては置換し若しくは交換してもよい。

0256

一の孔123かえ隣接の孔123への角度距離124を、示したような実施形態において5°に固定する。しかしながら、2.5°、3°若しくは10°のような他の角度間隔も可能である点を指摘しておきたい。ボアは測定管若しくは照明管用のボア、レシーバを、半球の全180°範囲にわたっては備えないで、一若しくは数個の角度範囲にだけ備えてもよい。

0257

カラー、光沢等の通常の外観特性を決定するために、走査及び照明角は通常で5で等しく可分である。従って、5で可分の測定表面9に対するアラインメント角になるようにボアを角度ごとに配置するのが好ましい。これは、保持手段を5°毎に備えるように実施形態で実現される。

0258

測定表面9上で直交して延びる第1の測定サークル(若しくは、測定半球)121は第1のセクメント及び第2のセグメントを有し、選択された実施形態では、角セグメントは90°の角度範囲で延びている。

0259

第1及び第2のセグメント128及び129では、ボア123は、前記ボア123の各中心軸が測定表面9の中心に向くように位置合わせされている。

0260

他のレシーバ、ボア125は、第2のセグメント129に備え、それの各軸は測定表面に平行及びボア123に直交して延びる。

0261

さらに、本発明の装置120は、互いに5°の角度間隔124で配置する受け手段若しくはボア123を備えた第2の測定サークル122を備えている。第1の測定サークルの場合と同様に、第2の測定サークルの孔123の中心軸も測定表面9の中心を向いている。

0262

前記の第1の測定サークルとは対照的に、第2の測定サークルは測定表面に直交する面に配置されていず、測定表面9の直交に対して角度126で配置されている。

0263

角度126は実施形態で45°であり、それは、10°、15°、20°、25°、30°、60°若しくは75°であってもよい。さらに、第2の測定サークルの角度126は、固定の段階的変化で若しくは連続的に調整可能である。

0264

測定を実施するために、測定装置120の第1の測定サークル121の第1のセグメント128の全レシーバ123及び第2の測定サークルの全ボア123とは、照明管及び/又はセンサ管を用いてはめ込み可能である。

0265

第1の測定サークルの第2のセグメントでは、照明管、センサ管、測定管及び/又は組合せ管は、レシーバ123及び125に交互に使用してもよい。

0266

図12で示した測定管、組合せ管140は、センサ142及びレンズ147を有するセンサ管146を備える。光源141を有する照明管145をさらに備える。実施形態における光源141はいわゆる白色発光ダイオードである。照明管において他の光源若しくは二、三、若しくは四以上の異なる色の発光ダイオードを利用することが可能であり、その光は空間的に重ねられる。

0267

照明及びセンサ管145、146の光軸は、互いに90°配置の組合せ管のブームスプリッタ143で交差する。

0268

実施形態における発光ダイオード141から発光された光は、45°でビームスプリッタ143に当たる。発光ダイオード141から放射される光の一部はビームスプリッタ143によって伝達され、参照測定セル144に入射し、そのため、発光ダイオード141の強度を制御可能である。

0269

参照信号が光ファイバによってスペクトロメータ等に指向され、そのため、発光ダイオード141から放射された光の強度だけでなく、スペクトル分布を決定することが可能である。

0270

スペクトロメータは、一の発光ダイオード141の光だけでなく、例えば、光マルチプレクサの利用を介して、光源141の光を運ぶ複数のファイバの光を検出する。

0271

光源141から放射される光の一部はビームスプリッタ143によって反射される。45°で配置されたビームスプリッタ143はこの一部をボア13の光軸に沿った測定表面に反射する。

0272

そこでの入射光は測定表面9上の半空間に反射される。この光の一部は、それ自身に反射バックされ、組合せ管140に到達し、次いで、ビームスプリッタ143に入射する。

0273

戻る光の一部はビームスプリッタ143を介して伝達し、センサ管146の光軸に沿って進み、レンズ147を達してセンサ142を入射する。

0274

センサ142はCCDセンサで構成され、個々の表面セグメント30上に入射する光の強度分布を検出する。

0275

センサ1423は、実施形態によっては、光を完全に検出でき、各センサ表面にわたって完全に検出できる。

0276

カラー測定に対しては、センサ142をカラーCCDセンサで構成してもよい。ファイバホイール手段10を、図9の実施形態で説明したように、センサ管16における放射線の経路に備えることも可能である。測定管146で備えたこのようなフィルタホイール手段10によって、測定表面で反射された光の色を決定することが可能となる。

0277

ビームスプリッタとセンサ142にカラーフィルタを備えて、センサに入射する光を分離し、それを色成分に分けることも可能である。独立したセンサ要素によって、測定表面の色を決定することができる。

0278

測定若しくは組合せ管142はとても好都合である。というのは、それが表面を照射し、同じ角度で測定結果を同時に検出することを可能にする組合せ管だからである。

0279

組合せ管140のセンサ管146に入射する光は、例えば、複数の光ファイバで連続して他のセンサ管からの信号を運ぶことを可能にする光伝導体によって独立したセンサに指向させてもよい。

0280

第1のセグメントにおけるレシーバ123は第2のセグメント129におけるレシーバ123のように構成があり、レシーバ、ボア125も第1の測定サークル121の第1のセグメント128に備え、それによって、組合せ管140を第1及び第2のセグメントに挿入可能であるという可能である。

0281

組合せ管を測定表面の直交に対する同じ角度で利用するならば、両組合せ管140の両照明管141は光を同時に表面に放射し、直接反射する光が他の組合せ管140の測定管142において同時に検出される。

0282

第2の測定サークル122は、測定管若しくは照明管を受容するように構成されたボア123を備える。示した実施形態では、組合せ管の測定管146の配置に対応する第2の測定サークル122のレシーバに測定管151を備える。同様に、センサ142及びレンズ152を備えている。

0283

第2の測定サークル122が測定表面9の直交に対して位置合わせされた角度126によって、測定されるボディの前記測定表面9を3次元的に測定可能である。

0284

測定結果の評価は、図1図10について説明したように実施する。

0285

これに関連して、出願人は、いかなる統計的評価を行うことなく、測定及び照明手段、組合せ管の三次元配置に対して独立して保護を求める権利を有することを指摘したい。

0286

このような配置では、メモリ手段に備えた少なくとも一の所定のしきい値を有し;しきい値が前記第1のしきい値を超えるときに、センサ手段の測定値を第1の面タイプに割当て;前記第1の面タイプを特徴付ける少なくとも一の統計的パラメータが決定される特徴が請求項1から除かれうる。

0287

このような独立項は、少なくとも第2の検出手段及び/又は少なくとも第2の照明手段を、第1の照明手段、第1の検出手段及び測定表面を介して延びる第1の測定面外に配置するという特徴を含む。これは多次元測定を可能にする。

0288

出願人は、独立項に、反射体の特徴を決定するための本発明の装置が以下を含む配置を指向させる権利を有する:少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段を備える少なくとも一の測定手段を備え;光が前記少なくとも一の照明手段によって測定表面へ放射されることができ;前記測定表面で反射した光の少なくとも一部は少なくとも一の検出手段によって時間をおって追跡することができ;前記の少なくとも一の検出手段の少なくとも一は複数の光感応性センサ手段を備え、前記センサ手段の実質的にそれぞれが各センサ手段で受光した光に対して特徴的な測定値を出力することができ;少なくとも一のメモリ手段を備え;少なくとも一の処理手段を備える測定シーケンスを制御する少なくとも一の制御手段を備え、測定手順は前記制御手段で測定でき;前記の少なくとも一の測定手段の少なくとも一が、前記測定手段の前記照明手段が所定の角度で光を前記測定表面に向き、前記測定手段の前記検出手段が実質的に同じ所定角で前記測定表面から反射される放射線を受けるように、構成されている。

0289

請求項1に比較して、ここで除外された特徴は、第1のしきい値を備えること、センサ手段の測定値は該測定値が前記第1のしきい値を超えるときに第1の表面タイプに割り当てること、第1の表面タイプを特徴付ける統計的パラメータが決定可能であることである。代わりに、測定手段を指向する特徴が、少なくとも一の測定手段が少なくとも一の照明手段と少なくとも一の検出手段を備えるのに従って含まれた。

0290

実施形態で説明したような測定装置は、測定される表面の全体のパラメータをを決定することが可能である。このような決定は多くの表面について十分である。

図面の簡単な説明

0291

図1本発明の第1の実施形態による装置の原理的な構成を示す図である。
図2図1で示した装置の原理的な構成の平面図である。
図3(a)第1の測定角で検出表面での表面のタイプの分布を示す図である。(b)第2の測定角で検出表面での第1の表面のタイプの分布を示す図である。(c)第3の測定角で検出表面での第1の表面のタイプの分布を示す図である。
図4図1による実施形態の原理的な回路構成図である。
図5照明角での全表面での第1の表面タイプの表面割当てを示す図である。
図6(a)評価されるボディの第1の例での仕上げ面に材料含有物が含まれている例の模式図である。(b)評価されるボディの第1の例での仕上げ面に材料含有物が含まれている他の例の模式図である。
図7測定角での材料含有物の分布の均一性を示す模式図である。
図8測定角での材料含有物と仕上げ面の反射強度の比較を示す図である。
図9(a)本発明による装置の第2の実施形態を示す図である。(b)本発明による装置の第3の実施形態を示す図である。
図10本発明による装置の第4の実施形態を示す図である。
図11本発明の他の実施形態の斜視図である。
図12図11の装置の側面図である。

--

0292

1ハウジング
2,3,4,5,6,7,8光源
9 表面
10フィルタホイール
13絞り
14レンズ
16検出器
17 絞り
24 測定面
27測定角
29方位角
30光感応性要素
51−58,61−68,71−78 表面領域
80不均質反射体
81仕上げ面
82仕上げ層
83−91 材料含有物
100 ハウジング
103、104測定ホイール
142センサ
143 ビームスプリッタ

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