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(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】
(24)【登録日】2023-04-03
(45)【発行日】2023-04-11
(54)【発明の名称】塗装表面観察方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/84 20060101AFI20230404BHJP
G01N 21/88 20060101ALI20230404BHJP
【ＦＩ】
G01N21/84 D
G01N21/88 H
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020211682
(22)【出願日】2020-12-21
(65)【公開番号】P2022098254
(43)【公開日】2022-07-01
【審査請求日】2020-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】390018474
【氏名又は名称】新日本空調株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002321
【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川北 裕司
(72)【発明者】
【氏名】岡本 隆太
(72)【発明者】
【氏名】岡見 祐志
(72)【発明者】
【氏名】稲毛 亮太
(72)【発明者】
【氏名】坂本 数彦
【審査官】田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１２５９０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０８５７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９０６３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０８３２３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１４２１５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８４５８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－１５２４１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１４１３２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９０５４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２８１１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４２５２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３４９８３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０８２８３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／９５８
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
塗膜中にアルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面を、波長板を有しないで、直線偏光をもって照射する光源と、観察者が装着する偏光ゴーグルとを有し、
前記偏光ゴーグルとして、前記光源からの照射光の偏光方向と前記偏光ゴーグルの偏光方向とのなす角度が９０度としたものを使用し、
前記メタリック系塗装面を、波長板を介在させることなく、前記観察者により前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材からの反射光及び散乱光を前記偏光ゴーグルを通して目視観察するとともに、
前記偏光ゴーグルにより前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの反射光及び散乱光の、前記照射光の偏光方向の視認を阻止し、
キズ、異物を含む前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの、前記照射光の偏光方向と直交する偏光成分が含まれる偏光解消に伴う、前記直交する偏光成分を視認し、
前記メタリック系塗装面におけるキズ及び異物を含む視認の目視検査を行う、
ことを特徴とする塗装表面観察方法。
【請求項2】
前記メタリック系塗装面に対してなす角度が、０°＜θ1≦１０°の角度で前記光源から照射光を照射し、前記照射光に対向する反対方向から、前記塗装面の法線とのなす角度が０°＜θ２≦４５°で観察する請求項１記載の塗装表面観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗装表面観察方法に関する。
【背景技術】
【0002】
塗装面は大きくソリッド塗装とメタリック系塗装に分けられる。塗装面の外観検査、例えば自動車の生産ラインにおける外観検査の多くは人の目による目視検査として行われている。
【0003】
目視検査は光を塗装面に照射し、キズや異物からの特徴的な反射光、散乱光を視認することでキズや異物を捉えている。その目視検査において、メタリックやマイカ、パールといった塗装面（以下「メタリック系塗装面」という。）の場合、その塗装面からの光にはソリッド塗装面で見られる反射光、拡散光だけでなく、その塗膜中に含まれるアルミフレークやマイカフレーク等の光輝材のそれぞれからの反射光、散乱光が含まれ、それらは輝点状となり、微細なキズ、異物等を目視観察する際にその影響を無視できない。
【0004】
特許文献１には、メタリック系塗装面においては抽出された領域がキズによるものか塗装フレークによるものかその領域の面積からか判別する態様が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１４－６６６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献１のものでは、キズが微細になるほど塗装フレークとの判別が困難になると想定される。また、カメラにより塗装面の画像を取得し、その取得した画像に平滑化フィルタ、すなわちぼかすことにより良品画像を作成し、その良品画像と元画像の差分を取ることによりキズのみを抽出する、といった画像処理に基づくものであり、目視検査には適用できない。
【0007】
したがって、本発明の課題は、目視によりメタリック系塗装面を適確に観察できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決した本発明に係る塗装表面観察方法は、
塗膜中にアルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面を、波長板を有しないで、直線偏光をもって照射する光源と、
観察者が装着する偏光ゴーグルとを有し、
前記偏光ゴーグルとして、前記光源からの照射光の偏光方向と前記偏光ゴーグルの偏光方向とのなす角度が９０度としたものを使用し、
前記メタリック系塗装面を、波長板を介在させることなく、前記観察者により前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材からの反射光及び散乱光を前記偏光ゴーグルを通して目視観察するとともに、
前記偏光ゴーグルにより前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの反射光及び散乱光の、前記照射光の偏光方向の視認を阻止し、
キズ、異物を含む前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの、前記照射光の偏光方向と直交する偏光成分が含まれる偏光解消に伴う、前記直交する偏光成分を視認し、
前記メタリック系塗装面におけるキズ及び異物を含む視認の目視検査を行う、
ことを特徴とするものである。
塗膜中にアルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面を、波長板を有しないで、直線偏光をもって照射する光源と、
観察者が装着する偏光ゴーグルとを有し、
前記偏光ゴーグルとして、前記光源からの照射光の偏光方向と前記偏光ゴーグルの偏光方向とのなす角度が９０度としたものを使用し、
前記メタリック系塗装面を、波長板を介在させることなく、前記観察者により前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材からの反射光及び散乱光を前記偏光ゴーグルを通して目視観察するとともに、
前記偏光ゴーグルにより前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの反射光及び散乱光の、前記照射光の偏光方向の視認を阻止し、
キズ、異物を含む前記アルミフレーク又はマイカフレーク光輝材を含むメタリック系塗装面からの、前記照射光の偏光方向と直交する偏光成分が含まれる偏光解消に伴う、前記直交する偏光成分を視認し、
前記メタリック系塗装面におけるキズ及び異物を含む視認の目視検査を行う、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、目視によりメタリック系塗装面を適確に観察できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１対比例の概要斜視図である。
【図2】第２対比例の概要斜視図である。
【図3】本発明の第１の形態の概要斜視図である。
【図4】本発明の第２の形態の概要斜視図である。
【図5】本発明の第３の形態の概要斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を示しながら本発明をさらに説明する。
【0012】
本発明はメタリック系塗装面におけるキズ、異物、ブツ、凹み、凹凸、雨染み等を適確に視認できるようにする塗装表面観察方法である。視認は異状などの検出のほか、その後の修理又は修復に役立たせることができる。
【0013】
本発明の実施の形態に先立って、予め対比例を説明し、続く、本発明の実施の形態の位置づけを明らかにしておく。
【0014】
＜第１対比例：図１＞
図１が参照されるように、例えば光源１０Ａからランダムな偏光（非偏光、自然光ともいう）をメタリック系の塗装面Ｓに照射すると、ソリッド系塗装面でも見られるような反射光、拡散光の他、塗膜中の光輝材からの反射、散乱光が発生する。
図１は、ランダムな偏光を照射したメタリック系塗装面を、偏光ゴーグル無しで観察する場合の第１対比例の態様を示す。後に説明する偏光ゴーグルとの対比が分かるように、偏光機能を有さない透光レンズ２０Ａが存在するものとして図示したものである。
図１が参照されるように、例えば光源１０Ａからランダムな偏光（非偏光、自然光ともいう）をメタリック系の塗装面Ｓに照射すると、ソリッド系塗装面でも見られるような反射光、拡散光の他、塗膜中の光輝材からの反射、散乱光が発生する。
図１は、ランダムな偏光を照射したメタリック系塗装面を、偏光ゴーグル無しで観察する場合の第１対比例の態様を示す。後に説明する偏光ゴーグルとの対比が分かるように、偏光機能を有さない透光レンズ２０Ａが存在するものとして図示したものである。
【0015】
実際のキズの塗装面Ｓについて、キズの個所から離れた近傍に人為的に埃を付着させた状態で、光源１０Ａからランダムな偏光の反射光を目視３０を行った場合、塗装面Ｓでの反射、拡散光が強く眩しさを感じる。
また、人為的に埃を付着させた領域において、光輝材の示す輝点状の反射、散乱光と区別がつかないことが判った。
さらに、現実に存在するキズは、塗装面Ｓでの反射、拡散光や光輝材からの輝点状の反射、散乱光に埋もれ視認することができなかった。
また、人為的に埃を付着させた領域において、光輝材の示す輝点状の反射、散乱光と区別がつかないことが判った。
さらに、現実に存在するキズは、塗装面Ｓでの反射、拡散光や光輝材からの輝点状の反射、散乱光に埋もれ視認することができなかった。
【0016】
＜第２対比例：図２＞
図２は第２対比例であり、光源１０からＸ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｘ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させた場合の例である。
照射光と同じくＸ方向の直線偏光を透過するように偏光ゴーグル２０を設置した（偏光ゴーグル２０の偏光方向をＸ方向の線で表している。）ときは、塗装面Ｓからの反射、散乱光が強く実際に目視してみると眩しさを感じる。
また、塗膜中の光輝材からの反射、散乱光が強く、意図的に付着させた埃並びにキズを視認することはできなかった。
図２は第２対比例であり、光源１０からＸ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｘ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させた場合の例である。
照射光と同じくＸ方向の直線偏光を透過するように偏光ゴーグル２０を設置した（偏光ゴーグル２０の偏光方向をＸ方向の線で表している。）ときは、塗装面Ｓからの反射、散乱光が強く実際に目視してみると眩しさを感じる。
また、塗膜中の光輝材からの反射、散乱光が強く、意図的に付着させた埃並びにキズを視認することはできなかった。
【0017】
＜本発明の第１の形態：図３＞
図３は、光源１０からＸ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｙ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。偏光ゴーグル２０にＹ方向線が図示されている。
塗装面Ｓに、ある方向、例えばＸ方向の直線偏光を照射したとき、塗装面Ｓでの反射、拡散光や光輝材からの反射、散乱光の偏光方向は主に照射光と同じＸ方向である。
図３は、光源１０からＸ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｙ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。偏光ゴーグル２０にＹ方向線が図示されている。
塗装面Ｓに、ある方向、例えばＸ方向の直線偏光を照射したとき、塗装面Ｓでの反射、拡散光や光輝材からの反射、散乱光の偏光方向は主に照射光と同じＸ方向である。
【0018】
一方、キズ、埃等にＸ方向の直線偏光を照射したときキズ、埃等からの反射、散乱光には、照射光と同じ方向のＸ方向の偏光成分だけでなく、照射光と直交するＹ方向の偏光成分も含まれる。この現象を偏光解消という。
従って、Ｘ方向の直線偏光をキズ、埃等の存在する塗装面Ｓに照射すると、塗装面Ｓからの反射、拡散光、光輝材からの反射、散乱光は偏光ゴーグル２０で阻止され、一方キズ、埃等での偏光解消作用により生じたＹ方向の偏光成分のみが視認され、結果として光輝材からの反射、散乱光に埋もれることなく、キズ、埃等をコントラスト良く視認することができる。
従って、Ｘ方向の直線偏光をキズ、埃等の存在する塗装面Ｓに照射すると、塗装面Ｓからの反射、拡散光、光輝材からの反射、散乱光は偏光ゴーグル２０で阻止され、一方キズ、埃等での偏光解消作用により生じたＹ方向の偏光成分のみが視認され、結果として光輝材からの反射、散乱光に埋もれることなく、キズ、埃等をコントラスト良く視認することができる。
【0019】
＜本発明の第２の形態：図４＞
図４は、光源１０からＸＹ面上でＹ方向となす角がαである方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｙ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。
そして、照射光の偏光方向と偏光ゴーグルの偏光方向のなす角度αを連続的に変化させる形態である。この場合の形態例としては、例えば光源１０の前方に設けた偏光フィルタ１０ａを保持する保持枠を光軸回りに回転自在とする形態である。
図４は、光源１０からＸＹ面上でＹ方向となす角がαである方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、Ｙ方向の直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。
そして、照射光の偏光方向と偏光ゴーグルの偏光方向のなす角度αを連続的に変化させる形態である。この場合の形態例としては、例えば光源１０の前方に設けた偏光フィルタ１０ａを保持する保持枠を光軸回りに回転自在とする形態である。
【0020】
この形態例によれば、角度αを連続的に変化させることで、キズ、埃等が現れたり、消えたりすることにより、視認しやすくなる。
角度αは８０°≦角度α≦１００°、より好ましくは８５°≦角度α≦９５°である。
角度αは８０°≦角度α≦１００°、より好ましくは８５°≦角度α≦９５°である。
【0021】
＜本発明の第３の形態：図５＞
図５は、光源１０からＹ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、ＸＺ面に平行な直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。
図５に示すように塗装面Ｓに対する照射光の光軸の角度θ1を浅い角度、例えば０°＜θ１≦１０°（０°も含むのは塗装面が湾曲している場合も含むからである。）で偏光を照射し、その照射方向に対向する反対側方向から塗装面の法線Ｌとのなす角θ２が例えば０°＜θ２≦４５°の角度から観察することにより、キズ、埃等をよりコントラスト良く視認することができる。
図５は、光源１０からＹ方向の直線偏光を塗装面Ｓに照射し、ＸＺ面に平行な直線偏光を偏光ゴーグル２０を透過させる形態例である。
図５に示すように塗装面Ｓに対する照射光の光軸の角度θ1を浅い角度、例えば０°＜θ１≦１０°（０°も含むのは塗装面が湾曲している場合も含むからである。）で偏光を照射し、その照射方向に対向する反対側方向から塗装面の法線Ｌとのなす角θ２が例えば０°＜θ２≦４５°の角度から観察することにより、キズ、埃等をよりコントラスト良く視認することができる。
【0022】
以上のように、本発明は、次の態様を含む。
（第１の態様）
メタリック系塗装面を照射する直線偏光の光源と、
観察者が装着する偏光ゴーグルとを有し、
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度が０度より大きい角度で、前記メタリック系塗装面を観察者により観察する、ことを特徴とする塗装表面観察方法。
（第１の態様）
メタリック系塗装面を照射する直線偏光の光源と、
観察者が装着する偏光ゴーグルとを有し、
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度が０度より大きい角度で、前記メタリック系塗装面を観察者により観察する、ことを特徴とする塗装表面観察方法。
【0023】
（第２の態様）
前記光源からの照射光の偏光方向を連続的に変化させながら観察する第１の態様の塗装表面観察方法。
前記光源からの照射光の偏光方向を連続的に変化させながら観察する第１の態様の塗装表面観察方法。
【0024】
（第３の態様）
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度αが８０°≦α≦１００°である第１の態様の塗装表面観察方法。
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度αが８０°≦α≦１００°である第１の態様の塗装表面観察方法。
【0025】
（第４の態様）
メタリック系塗装面に対してなす角度θ１が、０°≦θ１≦１０°角度で前記光源から照射光を照射し、前記照射光に対向する反対側方向から、前記塗装面の法線とのなす角度θ２が０°＜θ２≦４５°で観察する第１の態様の塗装表面観察方法。
メタリック系塗装面に対してなす角度θ１が、０°≦θ１≦１０°角度で前記光源から照射光を照射し、前記照射光に対向する反対側方向から、前記塗装面の法線とのなす角度θ２が０°＜θ２≦４５°で観察する第１の態様の塗装表面観察方法。
【0026】
（第５の態様）
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度が９０度である請求項１記載の塗装表面観察方法。
前記光源からの照射光の偏光方向と前記ゴーグルの偏光方向とのなす角度が９０度である請求項１記載の塗装表面観察方法。
【0027】
なお、偏光ゴーグルは、目の周りを取り囲むゴーグルタイプのもののほか、偏光レンズメガネ形態などのものを含む。
偏光ゴーグルの偏光方向は、横長の偏光ゴーグルに対し、短辺側の上下方向が望ましい。
また、照射光は塗装面に対し平行な偏光方向を有する（Ｓ偏光）であるのが望ましい。
偏光ゴーグルの偏光方向は、横長の偏光ゴーグルに対し、短辺側の上下方向が望ましい。
また、照射光は塗装面に対し平行な偏光方向を有する（Ｓ偏光）であるのが望ましい。
【符号の説明】
【0028】
１０…光源、２０…偏光ゴーグル、３０…観察者、Ｓ…メタリック系塗装面。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】