特許 6483940 エフェクト顔料によるコーティングを調査するための装置機構及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6483940

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】エフェクト顔料によるコーティングを調査するための装置機構及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20190304BHJP

   G01N 21/47 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/27 A

   G01N21/47 Z

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-162890(P2012-162890)

(22)【出願日】2012年7月23日

(65)【公開番号】特開2013-29506(P2013-29506A)

(43)【公開日】2013年2月7日

【審査請求日】2015年6月4日

【審判番号】不服2017-14846(P2017-14846/J1)

【審判請求日】2017年10月5日

(31)【優先権主張番号】10 2011 108 599.1

(32)【優先日】2011年7月27日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】507231987

【氏名又は名称】ベーユプスィロンカー−ガードネル ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ペーター、シュヴァルツ

(72)【発明者】

【氏名】ウーヴェ、スパーリング

【合議体】

【審判長】 三崎 仁

【審判官】 ▲高▼見 重雄

【審判官】 福島 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３０２０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G01N 21/00-21/01,21/17-21/61,21/84-21/958

G01J 3/00-4/04,7/00-9/04

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面（１０）の光学的特性を調査するための方法であって、前記表面（１０）は塗料層の付された表面を含み、前記塗料層はエフェクト顔料を有し、調査されるべき前記表面（１０）に向かって放射が照射装置（２）によって前記表面（１０）に対して所定の入射角（ａ１）で照射され、この表面（１０）によって散乱及び／又は反射された放射は前記表面（１０）に対して所定の検出角度（ｂ１）をなして配置された、白黒画像を記録する画像記録ユニット（４ａ）を有する放射検出装置（４）に達し、この放射検出装置（４）が該装置に達する放射の空間分解検出を可能とし、前記照射装置（２）並びに前記放射検出装置（４）のいずれもが単一のハウジング（６０）内に配置され、このハウジングが前記表面に向かって放射が行われることとなる領域に単一の開口（６２）を有するように構成され、
前記照射装置（２）は前記表面（１０）に向かって第１の波長域（Ｗ１）の放射を照射し、前記画像記録ユニット（４ａ）は前記表面（１０）から散乱及び／又は反射されたこの放射の第１の空間分解画像（Ｂ１）を記録し、
前記照射装置（２）は前記表面（１０）に向かって第２の波長域（Ｗ２）の放射を照射し、前記画像記録ユニット（４ａ）は前記表面（１０）から散乱及び／又は反射されたこの放射の第２の空間分解画像（Ｂ２）を記録し、
前記照射装置（２）は前記表面（１０）に向かって第３の波長域（Ｗ３）の放射を照射し、前記画像記録ユニット（４ａ）は前記表面（１０）から散乱及び／又は反射されたこの放射の第３の空間分解画像（Ｂ３）を記録し、
前記第１の波長域（Ｗ１）の放射と、前記第１の波長域（Ｗ１）とは少なくとも部分的に異なる前記第２の波長域（Ｗ２）の放射と、前記第１の波長域（Ｗ１）および前記第２の波長域（Ｗ２）とは少なくとも部分的に異なる前記第３の波長域（Ｗ３）の放射とは、前記表面（１０）に向かって少なくとも部分的に時間的にずらして照射され、
前記第１の波長域（Ｗ１）の放射と、前記第２の波長域（Ｗ２）の放射と、前記第３の波長域（Ｗ３）の放射とは、前記表面（１０）に向かって同一の入射角（ａ１）で照射され、
前記第１の空間分解画像（Ｂ１）、前記第２の空間分解画像（Ｂ２）および前記第３の空間分解画像（Ｂ３）の各画素ごとの強度値を所定の閾値をベースとして、各画素を相互に比較することにより、前記塗料層に分散する個々のエフェクト顔料の位置と光学的特性の色の明度または輝度が決定される、ことを特徴とする方法。

【請求項2】

エフェクト顔料を有する塗料層の付された表面の光学的表面特性を調査するための装置機構であって、調査されるべき表面（１０）に向かって所定の入射角（ａ１）で放射を照射する照射装置（２）と、前記照射装置（２）によって前記表面（１０）に向かって照射されて、前記表面（１０）から検出角度（ｂ１）にて散乱及び／又は反射された放射を記録する放射検出装置（４）とを含み、前記放射検出装置（４）は空間分解された白黒画像を記録する画像記録ユニット（４ａ）を有し、前記照射装置（２）並びに前記放射検出装置（４）のいずれもが単一のハウジング（６０）内に配置され、このハウジングが前記表面に向かって放射が行われることとなる領域に単一の開口（６２）を有するように構成され、
前記照射装置（２）は、互いに異なる少なくとも２波長域（Ｗ１，Ｗ２）の放射を前記同一の入射角（ａ１）で、少なくとも部分的に時間的にずらして照射するのに適したように設計され、
前記画像記録ユニットは、前記第１の波長域（Ｗ１）の放射に対応する第１の空間分解画像（Ｂ１）の記録と、前記第２の波長域（Ｗ２）の放射に対応する第２の空間分解画像（Ｂ２）の記録とに適しており、
前記照射装置（２）は、前記第１の波長域（Ｗ１）とは異なり、また前記第２の波長域（Ｗ２）とも異なる第３の波長域（Ｗ３）の放射が前記表面（１０）に向かって前記第１の入射角（ａ１）で照射するのに適したように設定され、前記画像記録ユニット（４ａ）は前記表面（１０）によって反射及び／又は散乱された放射を記録することで、第３の空間分解画像（Ｂ３）を記録するのに適しており、
前記装置機構は、前記第１の空間分解画像（Ｂ１）、前記第２の空間分解画像（Ｂ２）、および前記第３の空間分解画像（Ｂ３）の各画素ごとの強度値を所定の閾値をベースとして、各画素を相互に比較する比較装置（３０）と、前記塗料層に分散する個々のエフェクト顔料の位置と光学的特性の色の明度または輝度を決定する、少なくとも一つのプロセッサ装置（５０）とを有する、ことを特徴とする装置機構。

【請求項3】

前記照射装置（２）は、前記第１の波長域（Ｗ１）の放射を供する第１の光源（２２）と、前記第２の波長域（Ｗ２）の放射を供する第２の光源（２４）とを有すると共に、前記第１の波長域（Ｗ１）の放射と前記第２の波長域（Ｗ２）の放射とが前記表面（１０）に対して同一の入射角（ａ１）で照射されるようにする照射指向装置（４０）を有することを特徴とする請求項２に記載の装置機構。

【請求項4】

前記照射指向装置（４０）は少なくとも１個のミラー素子（４２）を有することを特徴とする請求項３に記載の装置機構。

【請求項5】

前記少なくとも１つのプロセッサ装置（５０）は、前記表面（１０）の少なくとも一部分の色の特徴を示す情報を、前記記録された前記第１の空間分解画像（Ｂ１）、前記第２の空間分解画像（Ｂ２）および前記第３の空間分解画像（Ｂ３）との比較から設定することを特徴とする請求項２に記載の装置機構。

【請求項6】

前記プロセッサ装置（５０）は、異なった色成分を有する記録された画像をベースとして、前記エフェクト顔料の色の影響に関する帰結を引き出すことを特徴とする請求項２に記載の装置機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面、特にコーティングを調査するための装置機構及び方法に関する。本発明はいわゆるエフェクトコーティング（つまり、これらのコーティングはいわゆるエフェクト顔料を含んでいる）との関連で説明される。このタイプのエフェクト顔料は当該コーティングに輝き若しくは煌きを与え、又は特定の条件下、例えば特定の角度で入射する光によって当該コーティングに特定の色彩を帯びさせる。

【背景技術】

【0002】

この場合、極めて多種多様なエフェクト顔料と、それらの顔料の極めて多種多様な光学的特性も従来の技術から知られている。それゆえ、これらのエフェクト顔料は例えば極めて多彩に変化する色彩を有することができる。

【0003】

このタイプのコーティングの色の検出又は光学的検出にも使用される測定ツール又は装置機構は、従来の技術から公知である。この場合、これらの装置機構は通例、コーティングの施されたそれぞれの表面に特定の光例えば標準白色光を異なった角度で照射する複数の光源を有している。この表面によって反射された放射はカメラ例えばＣＣＤカラーカメラによって記録され、画像は相応して評価される。

【0004】

ただしこの場合、当該システムに起因して、このタイプの測定の精度には制限がある。このタイプのカラー画像カメラは通例複数の光検出器からなるアレイを有している。その場合、赤色光成分の検出に使用される検出器、緑色光成分の検出に使用される検出器及び青色光成分の検出に使用される検出器はそれぞれ付加的に、いずれにせよわずかに異なった位置に配置される。

【0005】

ところで、エフェクト顔料を含んだこのタイプのコーティングが相応したツールによって記録される場合には、エフェクト顔料が例えば赤色領域の光を反射する場合に、この光が、特定の測定条件下で、青色光又は緑色光の記録を意図するフォトセルに向かって反射され得る。この場合、当該フォトセルは比較的低い値又は強度を表わすことになり、これによって、誤った結果がもたらされる。

【0006】

更に、スペクトル成分の異なる複数の放射源による照明が行われる場合には、個々の照明源に個別に電流を供給することが可能である。結果として、この照明の輝度を例えばサンプル又はセンサ特性に最適な方法で適合させることが可能であり、こうして、各々の照明にとって最大の測定動特性が達成される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明の目的は、特にエフェクト顔料によるコーティングのより正確な記録又は偽化の少ない記録を可能とする装置機構及び方法を提供することである。この目的は独立請求項記載の対象によって達成される。有利な実施形態並びに発展態様は従属請求項の対象である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

表面の光学的特性を調査するための本発明の方法によれば、調査対象の表面に向かって放射が照射装置によって当該表面に対して所定の入射角で照射され、この表面によって散乱及び／若しくは反射された放射、又は一般にこの表面によって発された放射の（少なくとも一部）は、当該表面に対して所定の検出角度をなして配置された、白黒画像を記録する画像記録ユニットを有する放射検出装置に達する。この場合、この放射検出装置は、この装置に当たる放射の空間分解検出を可能とする。一般に、白黒画像を記録するカメラに代えて、光の照射方向に対して直角をなす面内に単一タイプの画像記録素子を有するカメラを使用することも可能であり、このカメラ又はこのカメラのそれぞれの画像記録素子は、放射強度に関する情報を供することも、照射された波長に関する情報を供することも共に可能である。これは、異なった色成分用の画素が照射方向に直列配置されていることによって実施可能である。

【0009】

本発明によれば、照射装置は当該表面に向かって第１の波長域の放射を照射し、画像記録ユニットは、その表面から散乱及び／又は反射された、つまり、一般に表面から発されたこれらのビームの第１の空間分解画像を記録する。更に、照射装置は当該表面に向かって第２の波長域の放射を照射し、画像記録ユニットは表面から散乱及び／又は反射されたこの放射の第２の空間分解画像を記録する。この場合、第１の波長域の放射と第２の波長域の放射とは互いに少なくとも部分的に相違しており、これらの放射は少なくとも部分的に時間的にずらされて当該表面に達する。ただし、この場合、第１の波長域の放射と第２の波長域の放射とは当該表面に向かって同一の入射角で照射される。空間分解画像とは、この場合、実際の画像として理解されるだけでなく、この画像から集成又は導出される多数のデータ（例えば強度値）としても理解される。

【0010】

従って、本発明によれば、より高度な空間分解能、向上した線形性、向上した要素再現性、より高度な測定動特性と同時にコンポーネントの相対的低価格性が達成される白黒画像カメラ又はグレースケールカメラ（又は一般に特定の単一タイプの画素を有するカメラ）が画像の記録に使用されるように提案されるとはいえ、それにもかかわらず、同じく光学的な色印象を達成するために、照射装置が当該表面に向かって異なった色の光を照射し、こうして、異なった色成分を有する多数の画像が記録されるようにすることが提案される。それぞれの場合に記録されたこれらの画像をベースとして、更には、それぞれの表面の色の影響又は更にエフェクト顔料の色の影響に関する帰結を引き出すことも可能である。

【0011】

当該表面から散乱及び／又は反射された放射は、一般に、照射装置によって照射された放射の結果としてもたらされる、とりわけ、画像記録装置にもたらされる放射であるのが有利である。

【0012】

この場合、個々のエフェクト顔料が画像全体の閾値の形成によって個々別々に表されるようにすると共に、これらのエフェクト顔料の固有な光学的特性、例えば色、反射挙動、空間散乱特性が決定されるようにすることが可能である。加えて、閾値の形成によってエフェクト顔料をヒストグラムで個別に表すことが可能である。

【0013】

こうした閾値の決定は、局所的にも、輝度ヒストグラムでも、いずれでも使用することが可能である。閾値は、この場合、例えば画像の全体的輝度又は画像コントラスト値に応じて決定可能な固定値又は動的値として使用することが可能である。

【0014】

有利な方法において、閾値の数学的形成は固定的又は動的方法で実施され、閾値の形成は画像情報、例えば画像輝度又は画像コントラストから導出される。

【0015】

異なったスペクトル照明による異なった画像のフレーク特性を計算することにより、結果として、それぞれの照明角度でのエフェクト顔料の光学的特性を決定することができる。エフェクトフレークの光学的特性に当てはまることは、とりわけ、全体としての表面にも当てはまる。

【0016】

有利な方法において、第１の波長域の放射による当該表面の照射と、第２の波長域の放射による照射とは、互いに完全に時間的にずらして実施される。

【0017】

更に別の有利な方法において、当該表面に向かって照射される２つの放射の波長も互いに完全に切り離されている。一例として、緑色光が第１の照射に使用され、赤色光が第２の照射に使用される。

【0018】

従って、画像は意図的に白黒画像カメラで記録されるが、それはこれがより高い分解能を有すると共に、このカメラの異なったＲＧＢ検出ユニットからいかなるエラーも生じないからである。また、カラーカメラを使用し、それぞれのセンサ素子の図形を統合することも可能であろう。

【0019】

画像記録ユニットは、複数の同一の光素子、つまり、とりわけ特定の単一タイプの光素子を有し、それゆえ、白黒画像又はグレースケール画像の記録にのみ適した画像記録ユニットであるのが有利である。

【0020】

例えば予備的キャリブレーションによって決定された個々の暗相又は感度又は線形性は、それぞれの画像記録に際して、画素レベルで数学的に考慮されるのが好ましい。こうして、個々の画素間に生ずることさえもあるコンポーネント公差（component tolerances）あるいはその他のアーティファクトが補償される。カラー画像カメラを使用する場合とは異なって、個々のカラー画素間の相違は、この場合、考慮される必要はなく、カラー画素に応じて情報が分離される必要もない。

【0021】

更に別の有利な方法において、画像記録ユニットによって記録された第１の画像と画像記録ユニットによって記録された第２の画像とは、互いに比較又は相互に計算される。より正確に言えば、それぞれの画像の特徴をなす（強度）値が互いに比較されるのが有利である。こうして、とりわけ、画像記録ユニットに当たる光の色成分を評価することができる。この場合、この比較が同じく、空間分解によるか又は画素レベルで実施されるのが有利である。こうして、画像記録ユニットの個々の画素素子の個々の信号が、それぞれの場合に互いに比較されるようにすることができる。この場合、エフェクト顔料の画像化に対応する複数の画素素子が統合されれば、結果として、（好ましくは平均化された）顔料固有特性が得られる。画像又は固有強度値が計算される場合には、これらの値は例えば互いに乗ぜられるか又は共に他の数学的演算例えば平均化、加算等に付されることが可能である。

【0022】

この場合、好ましくは、画像又はこれらの画像の詳細が、とりわけこの比較のために、数学的に整列されるようにすることが可能である。この場合、（とりわけ画素レベルでの）すべての画像の比較が実施されるようにすることも、あるいはまた、この比較を画像の個々の画素エリアに関係させるようにすることも共に可能である。この場合、エフェクト顔料の画像化にほぼ対応する画素エリア又は画素域がこの比較のために選択されるのが好ましい。これらのエリアを決定するために、上述したように、閾値の形成を利用することが可能である。

【0023】

この比較をベースとして、当該表面又は個々のエフェクト顔料の色特性（輝き）に関する帰結を引き出すことが可能である。

【0024】

各々の画素がそれに当たる光の輝度だけでなく、スペクトル情報も記録するように構成したカメラ技法も可能であろう。このタイプのカメラにあっては、それにもかかわらず、カラー画像カメラとは異なって、均一の画素が使用される。この点につき、本願出願人は保護を請求する権利を留保する。

【0025】

好ましい方法において、当該表面には塗料層が付されている。これは例えば好ましくは車両ボディーの表面であってよいが、これらの表面は家具例えばテーブル等の表面であることも可能であろう。

【0026】

更に別の好ましい方法において、当該塗料層は顔料、例えばエフェクト顔料を有する。これらのエフェクト顔料は、例えば、上述したように、層中に存在する小金属粒子であってよい。この場合、これらのエフェクト顔料はフロップ挙動（a flop behavior）すなわち、例えば、顔料に当たる光の角度に応じて生ずる特定の色彩変化あるいは強度変化さえも有するのが有利である。

【0027】

更に別の有利な方法において、照射装置は、互いに異なった２つの波長の放射が正確に同一の角度で当該表面に照射されるように設計されている。こうして、第１の波長域の放射と第２の波長域の放射とが表面に向かって互いに共線的に（in a collinear manner）照射されるようにするのが有利である。

【0028】

更に別の有利な方法において、第１の波長域とは異なり、また第２の波長域とも異なる第３の波長域の放射が、更に追加的に、当該表面に向かって第１の入射角で照射され、画像記録ユニットは表面によって反射及び／又は散乱された放射を記録し、こうして、この画像記録ユニットは更に第３の空間分解画像を記録する。

【0029】

この第３の画像の記録化も他の２つの画像から時間的にずらして実施されるのが有利である。こうすることにより、例えば３つの異なった色、例えば赤、緑及び青の光が当該表面に向かって照射されるようにすることが可能である。こうして、個々の顔料の色又は顔料が逆反射する光の色も画像の比較から決定することができる。例えば、画像記録ユニットの特定の画素が特定の点で高い赤領域の強度値を示す場合には、このことから、当該輝き又はエフェクト顔料は特に赤波長域の光を逆反射しているとの帰結を引き出すことができる。

【0030】

こうして、塗料中に含まれているエフェクト顔料の色の明度を近似的に、例えば、色の質量含有率例えばＣＩＥＬａｂ表色系で表すことができる。
好ましい方法において、放射は当該表面に向かって複数の照射装置によって異なった角度で照射され、続いて、画像記録装置によって記録される。別の方法として、照射装置が単一の波長域のみを供し、例えば異なったフィルタ素子が放射検出装置の前に配されることにより、検出器を基準にして他方の側で波長が分解されるようにすることも可能であろう。この場合にも、白黒画像カメラによって多数の画像が記録されるが、ただし、この場合、異なった色の局面が記録されるか又は異なった色の局面での空間分解画像が記録される。上記の変法とは異なって、この場合、照射装置によって供された放射の２つの波長域は相違しないが、ただし、むしろ画像記録ユニットに当たる放射の波長が相違しているのが好ましい。

【0031】

従って同じく、本願出願人はこの手法の保護を請求する権利を留保する。この場合にも、２つの画像は同一入射角での放射によって記録される。

【0032】

更に別の有利な実施形態において、放射は複数の照射装置により、異なった入射角で当該表面に向かって照射される。こうして、例えば、当該表面に向かって光を特定の角度例えば４５°、１５°又は６０°で照射することができよう。

【0033】

前記放射は光、特に好ましくは可視波長域の光であるのが有利である。

【0034】

別の方法として、光が当該表面に向かって単一の方向から照射され、複数の異なった検出装置によって記録されるようにすることも可能であろう。こうして、とりわけ、エフェクト顔料が照明されて、異なった角度で観察されるようにすることができよう。

【0035】

本発明は、更に、光学的表面特性を調査するための装置機構に関する。この装置機構は、調査さるべき表面に向かって、所定の入射角で、放射を照射する第１の照射装置を有する。加えて更に、この装置機構は、第１の照射装置によって当該表面に向かって照射され、表面から検出角度にて逆反射ないし返送された放射を記録する放射検出装置を有する。この場合、放射検出装置は、空間分解された白黒画像を記録する画像記録ユニットを有している。

【0036】

本発明によれば、照射装置は、互いに異なる少なくとも２波長域の放射を同一の入射角で−少なくとも部分的に、時間的にずらして−照射するのに適したように設計され、画像記録ユニットは、第１の波長域の放射に対応する第１の画像の記録化と、第２の画像の記録化とに適している。

【0037】

こうして、この場合、画像記録ユニットは２つの異なった波長の放射の画像を記録し、これらの異なった波長はそれぞれ同一の入射角で当該表面に向かって照射されるようにすることも提案される。この場合、当該放射とは、当該照射装置によって当該表面に向かって照射された上記の第１又は第２の波長域を有する放射であると理解されることとする。

【0038】

照射装置は第３の波長域の放射を照射するのに適していることも有利であると共に、画像記録ユニットが第３の空間分解画像（従って上記の波長域）の記録化に適していることも有利である。

【0039】

更に別の有利な実施形態において、本装置機構は少なくとも第１の画像を第２の画像と比較する比較装置を有する。この比較をベースとして、とりわけ、それぞれ当該表面又は当該エフェクト顔料の色特性に関する帰結を引き出すことが可能である。

【0040】

本装置機構は当該表面を異なった角度で照明する複数の照射装置を有するのが有利である。この場合、複数の照射装置、とりわけ好ましくは、すべての照射装置は、異なった波長域の光を供するのに適しているのが有利である。こうして、これらの照射装置は当該表面に向かって異なった角度で光を照射する。

【0041】

更に別の有利な実施形態において、照射装置は第１の波長域の放射を供する第１の光源と、第２の波長域の放射を供する第２の光源とを有すると共に、第１の波長域の放射と第２の波長域の放射とが当該表面に向かって同一の入射角で照射されるようにする照射指向装置を有する。この場合、第１の光源と、好ましくは第２の光源も、それぞれ発光ダイオードであるのが有利である。この場合、これらのＬＥＤは当該表面に向かって異なった波長域の光を照射することができる。

【0042】

照射指向装置は、第１の光源と第２の光源との放射がほぼ共線的に当該表面に当たるようにする効果を有する。照射指向装置に代えて、単一の光源を設け、そのために−この光源の前に配することのできる−複数のフィルタ素子を設けることも可能であろう。また、こうして、異なった波長の光が当該表面に向かって共線的に投射されるようにすることも可能であろう。ただし、この場合には、当該表面に当たる放射の強度はそれぞれフィルタ素子によって弱められることになる。

【0043】

更に別の有利な実施形態において、照射指向装置は少なくとも１個のミラー素子を有する。このミラー素子は、例えば、特定の波長の光の透過を可能とし、その他の波長の光をほぼ完全に反射（吸収）するダイクロイックミラーであってよい。ただし、ミラー素子と同様に、あるいはミラー素子に加えて、その他の素子例えば拡散ディスク、レンズ等も使用することが可能である。

【0044】

更に別の有利な実施形態において、本装置機構は、記録された画像の比較から、当該表面の少なくとも一部分の色の特徴をなす情報を設定する少なくとも１つのプロセッサ装置を有する。少なくとも１つのエフェクト顔料、好ましくは、多数のエフェクト顔料の輝き又は光学的挙動の特徴をなす性質が設定されるのが好ましい。これにより、プロセッサ装置はそれぞれの画像を空間分解によって評価し、こうして、それぞれの場合に画像記録ユニットのそれぞれの画素につき空間分解によるか又は個別に比較を実施するのも有利である。

【図面の簡単な説明】

【0045】

更に別の有利な実施形態は添付の図面から判明する通りである。各図は以下を示している。

【図1a】エフェクト顔料を示す３つの図解のうちの１つである。

【図1b】エフェクト顔料を示す３つの図解のうちの１つである。

【図1c】エフェクト顔料を示す３つの図解のうちの１つである。

【図2】カラー画像カメラ用の画像記録装置の図解である。

【図3】本発明による装置機構の模式図である。

【図4】本発明による装置機構の更に別の模式図である。

【図5】第１の実施形態の照射装置の図解である。

【図6】本発明による照射装置の更に別の実施形態を示す図である。

【図7a】本発明による照射装置の更に別の実施形態を示す図である。

【図7b】本発明による照射装置の更に別の実施形態を示す図である。

【図8】本発明による照射装置の更に別の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

図１ａ〜図１ｃは３例の顔料を示している。図１ａに示した概略図において、当該表面又はコーティングはそれぞれ吸収性顔料１５ａを有している。これらの吸収性顔料１５ａは特定の色を有しており、塗装色は、この場合、光の選択的吸収と全方向散乱とから生ずる。

【0047】

図１ｂに示した図解において、当該表面又はコーティング１０にはそれぞれ金属エフェクト顔料１５ｂが付されている。これらのエフェクト顔料は光のミラーリング反射によって金属光沢をつくり出す。

【0048】

図１ｃに例示した顔料１５ｃは、同じく特定の色と真珠光沢とを有する真珠光沢顔料であるが、加えて更に、反射光の干渉の結果としてカラートラベル又はカラーフロップを生じ得る。

【0049】

これらのカラーフロップは、明／暗フロップ及び色彩フロップのいずれでも生じ得る。従って、色の印象は照明・観察ジオメトリーにも依存している。

【0050】

染色された基材、例えばガラスフレーク又は特定の方向に選別された光を反射するＳｉＯ_２ベースのフレークも利用される。

【0051】

照明光のスペクトルを適切に選択することにより、非可視現象例えば顔料の熱による反射放射が特徴とされるようにすることも可能である。
図２は、カラー画像カメラ又はカラー画像ＣＣＤチップの形の画像記録ユニット４ａの一例を示したものである。この場合、この画像記録ユニット４ａは複数の画像記録素子１４を有しており、該画像記録素子は更に、異なった色の記録に適した個々の補助素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃに細分されている。Ｒに指定された補助素子１４ａは赤色領域の光を記録するために使用され、Ｇに指定された補助素子１４ｂは緑色領域の光を記録するために使用され、Ｂに指定された補助素子１４ｃは青色スペクトル域の光を記録するためにそれぞれ使用される。ところで、もしもエフェクト顔料例えば１５ｃによって反射された光が主として赤色成分を有するにもかかわらず、素子１４ｂ又は１４ｃに達する場合には、当該素子は不正な強度値を供することになろう。それゆえ、本発明の範囲内では、図２に示した画像記録ユニット４ａに代えて、複数の均一な検出器を有し、それゆえ、白黒画像のみを記録して供することのできる画像記録素子が使用されるようにする旨提案される。

【0052】

従って、図３は、光学的表面特性を調査するための装置機構１の、本発明によるシステム概略図を示している。この場合、光は照射装置２によって表面１０に向かって照射され、照射光はこの表面によって−例えば反射又は散乱させられて−その一部が、画像記録ユニット４ａを有する放射検出装置４に達する。この画像記録ユニット４ａは、この場合、それぞれ白黒画像であるか又はそれぞれこのタイプの画像の特性データセットである空間分解画像Ｂ１，Ｂ２を記録するのに適したものであってよい。

【0053】

この場合、照射装置２は、第１の波長域Ｗ１及び第２の波長域Ｗ２の放射を当該表面に向かって照射する。この照射はこの場合、上述したように、時間的にずらして実施される。加えて更に、波長域Ｗ３の放射も当該表面に照射されてよい。こうすることにより、最初に緑色光、次いで赤色光、続いて青色光が連続的に当該表面に向かって照射され、それぞれの反応が画像記録ユニットによってそれぞれ画像Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３として供されるようにすることが可能であろう。

【0054】

符号ａ１は、放射が表面１０に向かって照射装置２によって照射される入射角を示している。この角度は、この場合、表面に対して直角をなす方向を基準にして表されている。放射検出装置４によって放射が記録される角度ｂ２は従って０°であり、つまり、放射は好ましくは表面に対して直角をなす方向で記録される。

【0055】

符号５０は、画像記録ユニット４ａによって記録された画像の評価に使用されるプロセッサ装置を示している。プロセッサ装置５０は、この場合、記録された画像を相互に比較する比較装置５２を有している。このようにして、例えば、（白黒画像カメラにより）異なった色の領域で記録された強度を保持することが可能である。また、こうした強度の比較をベースとして、当該エフェクト顔料の色の印象に関する帰結を引き出すことも可能である。

【0056】

符号５４は、画像記録装置４によって記録された個々の画像又はこれらの画像がそれから導出される個々の図形が記憶される記憶装置を示している。当該表面を基準とした装置機構１の位置を特徴づける位置データもこの記憶装置に記憶されることができる。更に、装置機構１は、データを表示するための出力装置、例えばディスプレイ等を有していてよい。

【0057】

さまざまな画像又はフレークは相応したアルゴリズムを用いて計算装置で整列される。結果として、あらゆる画像から、フレークに属する画素が決定される。

【0058】

本発明による装置機構が、それらの距離に関しても互いに異なる表面１０上の点でつくられた２つの記録を比較することができるように、位置／距離検出装置を有することも有利である。このようにして、全表面例えば車両のボディー部分を非常に多数の記録によって測定することか可能である。照射装置２並びに放射検出装置４のいずれもが単一のハウジング６０内に配置され、このハウジングが有利には当該表面に向かって放射が行われることとなる領域に基本的に単一の開口６２を有するようにすることが可能である。

【0059】

加えて更に、表面１０に対して装置機構１を相対可動させるために使用されるホイール６４をハウジング６０に配置することも可能である。このホイールは、この場合、距離の決定に使用されるようにすることも有利である。ただし、装置機構１が可動手段例えばロボットアームに保持され、こうして、調査されるべき表面１０に対して相対可動されるようにすることも可能であろう。
また、画像記録装置によって記録された画像が、それらに対応して、表面１０を基準とした本装置機構の位置を有するか又はこれらの位置を特徴づけるデータを有するようにすることも有利である。この対応付けは、有利には、プロセッサ装置によって実施される。

【0060】

図４は、本発明による装置機構の更に別の実施形態を示している。この実施形態では、（表面１０に対する垂線に対して、それぞれの場合に示された）異なった角度で光を照射する複数の照射装置２が設けられている。こうして、当該表面は前記の異なった角度で照明され、光は、この場合、それぞれ表面１０に対して直角をなす方向で記録される。これらの照射装置のそれぞれは、この場合、図示したように、つまり、異なった波長の放射を時間的にずらして供するのに適したように設計されていてよい。

【0061】

本装置機構は表面に向かって異なった角度で放射を照射するこのタイプの少なくとも２個の照射装置、特に好ましくは、表面１０に向かって異なった角度で放射を照射する少なくとも３個の照射装置を有しているのが有利である。複数の照射装置の照射方向、並びに表面１０から画像記録装置４にもたらされる放射の照射方向は、単一の面内にあるのが有利である。ただし、放射受信器と照射装置とが単一の面内にないことも可能である。

【0062】

図５は照射装置２を図解したものである。この照射装置は、この場合、第１の放射源ないし光源２２と第２の放射源ないし光源２４とを有している。第１の放射源２２は、この場合、ダイクロイックミラーであってよいミラー素子４６に当たる波長域Ｗ１の光線Ｓ１を照射する。この場合、光線Ｓ１はその波長のせいでこのミラー素子４６を通過する。

【0063】

光源２４は同じくミラー素子４６に向かって波長域Ｗ２の第２のビーム成分Ｓ２を放出する。この場合、このミラー素子４６は、波長が異なるゆえに、放射Ｓ２を反射するように設計されているため、放射Ｓ１と放射Ｓ２との双方は互いに共線的に照射装置２から放出される。図５において、２つの放射Ｓ１とＳ２とは機能態様を明示するために互いにずらして示されているが、実際には、これら２つの放射Ｓ１とＳ２とは互いに直接重なり合っている。

【0064】

符号３２は、光源２２及び２４から到来する光がそれぞれ当たる光学素子例えば拡散ディスクに関係している。符号３４は更に別の光学素子、例えば、放射Ｓ１及びＳ２をそれぞれ集束させるために使用されるレンズ装置を示している。符号３６は更に別の光学素子、例えば、特定部分の波長のみの出現を可能とするフィルタ素子を表していてよい。符号３８はいずれの場合にも、同じくそれぞれクリーンな光線Ｓ１とＳ２とを形成するために使用されるスクリーン装置に関係している。光線の方向における素子３２，３４，３６，３８の配列順序は用途に応じて別様に行うことも可能である。

【0065】

２個の光源２２及び２４に加えて、例えば図５の右側の光源２４に隣接して配置可能であって、同じく、ビームＳ３（不図示である）を更に別のミラー素子（不図示である）に向かって垂直方向下方に放出する更に別の光源２６を設けることも可能であろう。この場合には、互いに共線的な３本のビーム又は束Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が照射装置２から放出されることになろう。光学素子３２，３４，３６，３８はミラー素子４６の下流側に配置されることも可能であろう。

【0066】

図６は更に別の実施形態の照射装置２を示している。この実施形態の場合には、それぞれ拡散ディスク３２に向かって光を当てる３個の放射源２２，２４，２６が設けられている。この場合、拡散ディスクはホログラフィック光学素子であってよい。この場合、光源２２，２４，２６は、それらがその光をそれぞれ拡散ディスク３２の同一エリアないし同一点に向けるように配置されている。これを達成すべく、反射素子例えばレンズ、円柱レンズ、孔あきスクリーン等が光源と拡散ディスク３２との間に配置されていてもよい。

【0067】

更に別の光学素子例えばレンズ３４又は孔あきスクリーン３８等を放射路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に沿って配置することも可能である。

【0068】

図５及び図６の双方に示した符号３０は、照射装置２を通じた放射放出を制御する制御装置に関係している。この場合、照射装置は、個々の光源２２，２４，２６がそれらの光を互いに時間的にずらして供するように制御されてよい。また更に、測定方式に応じ、光源２２，２４，２６が、少なくとも一時的に、同時に光を供することにより、全体として混合光例えば特定のタイプの白色光が生み出されるようにすることが望ましい場合もある。

【0069】

図７ａ，７ｂは更に別の実施形態の照射装置２を示している。この一の実施形態の場合、光源２２，２４，２６は、例えばＬＥＤ半導体チップの形で、キャリア４０又は基板例えばセラミック材料にそれぞれ取り付けられていてよい。これらは、次いで、それらを個別に作動させることができるようにすべく、接触（結合）される。これらの半導体チップは寸法の点で０．５ｍｍ^２よりも一部著しく小さいことから、互いに非常に近づけて配置可能である。従って、異なったスペクトル放射特性を有する個々のチップが照明システムの光軸からずれている程度は非常にわずかでしかなく、それゆえに、共線的照明（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と称することが可能である。この場合にも、拡散ディスク３２、スクリーン３８、レンズ３４、フィルタ３６、ホログラフィック光学素子（不図示である）がビーム路に組み込まれていてよい。

【0070】

図８は、照明を実施するための更に別の可能性を示している。この場合、複数の光源２２，２４，２６（例えばＬＥＤ）が、回転軸Ｄを中心として回転可能なホイールに配置されている。ＬＥＤが照明システムの光軸（Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３）と整列するに至るや、直ちに、ＬＥＤは作動させられて、さまざまな光学要素例えば拡散ディスク３２、スクリーン３８、光学フィルタ３６、レンズ３４、フィルタ３６、ホログラフィック光学素子を経て表面を照明する。その後、ホイールは、次のＬＥＤが整列するに至るまで、更に回転させられる。

【0071】

こうして、本発明による方法の一連のステップの間、最初に、第１の波長Ｗ１の光が当該表面に当てられ、次いで、該表面から反射されて画像記録ユニット４ａに達する。その後に、波長域Ｗ２の光が照射されて、相応して記録される。続いて、当該画像Ｂ１及びＢ２（又は当該図形）は画像記録ユニットによってプロセッサ装置に引き渡され、後者によって互いに比較される。この比較をベースとして、プロセッサ装置５０は、当該表面の特徴をなす、とりわけまた当該表面のエフェクト顔料の特徴をなす情報も供することができる。この場合、とりわけ、当該エフェクト顔料の色の特性に関する情報も供することが可能である。ただし、また、それぞれの個別波長域の画像データが、例えば画像記録ユニットに当たる放射の最大強度に関して別々に評価されるようにすることも可能である。更に、この評価によって、使用された画像記録装置が実際に白黒画像カメラであるか又はそれ自体としては色の情報を供することのない放射検出装置であるかに応じて、色の情報を得ることが可能である。

【0072】

図５及び図６に示した実施形態に代えて、例えば白色光を発する単一の光源２２が設けられ、光源２２と表面１０との間にフィルタ可変式フィルタ素子、例えばフィルタホイール又は異なったフィルタ素子を配することのできるチューナブル・フィルタ−それぞれの場合に、光の異なった色成分が表面に達することを可能にする−が放射路に設けられるようにすることも可能であろう。更に、この装置機構によって、色を変えて連続的に表面が照明されるようにすることが可能である。

【0073】

本発明による装置機構及び本発明による方法は、塗料と結びついた品質保証に使用することが可能であり、とりわけ、特にエフェクト顔料塗料が使用される場合の自動車修理分野に使用することが可能である。詳細には、本発明による装置機構によって適切な修理塗料を決定することが可能である。更にまた、本発明による装置機構が、交換塗料のデータを決定するために、相応したソフトウェアプログラムによって使用されるデータを供するようにすることも可能であろう。

【0074】

本願出願人は本出願文書に開示された一切の特徴を、それらが単独であれ組み合わせであれ、従来の技術に比較して新規性を有する限りで、本発明に必須なものとして保護を請求する権利を留保する。

【符号の説明】

【0075】

１ ： 装置機構
２ ： 照射装置
４ ： 放射検出装置
４ａ ： 画像記録ユニット
１０ ： 表面
１４ ： 画像記録素子
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ ： 補助素子
１５ａ ： 吸収性顔料
１５ｂ ： 金属色彩顔料
１５ｃ ： 真珠光沢顔料
２２，２４，２６ ： 光源
３０ ： 制御装置
３２ ： 光学素子（拡散ディスク）
３４ ： 光学素子（レンズ装置）
３６ ： 光学素子（フィルタ素子）
３８ ： スクリーン装置
４０ ： キャリア
４６ ： ミラー素子
５０ ： プロセッサ装置
５２ ： 比較装置
５４ ： 記憶装置
６０ ： ハウジング
６２ ： 開口
６４ ： ホイール
７０ ： ホイール
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ： 空間分解画像
Ｒ ： 赤色領域の光を記録するための画像記録素子
Ｇ ： 緑色領域の光を記録するための画像記録素子
Ｂ ： 青色領域の光を記録するための画像記録素子
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ ： 波長域
Ｓ２，Ｓ２，Ｓ３ ： 光線
ａ１ ： 入射角
ｂ１ ： 検出角
Ｄ ： 回転軸

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図8】