[發明專利]用于測量涂膜的粗糙度的方法和裝置

無效

• 申請號: 200580042756.1
• 申請日: 2005-12-13
• 公開（公告）號: CN101076833A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: S·L·恩喬
• 申請（專利權）人: 阿克佐諾貝爾國際涂料股份有限公司
• 主分類號: G06T7/40
• 分類號: G06T7/40;G01J3/51;G01J3/46
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本發明涉及通過測量裝置分析包含效應顏料的涂膜的視覺粗糙度的方法和裝置，其中測量裝置包括具有反射內壁和樣品開口的腔，該裝置還包括：照明裝置，用于照明該腔；和數字成像裝置，其從該腔朝向樣品開口，并且布置在離樣品開口的中心法線的一定距離處，其中，啟動該成像裝置以記錄通過樣品開口放置的涂膜的樣品的數字圖像文件。

背景技術

尤其當使用諸如鋁粉顏料之類的效應顏料時，涂膜的外觀不是均勻的顏色，而是顯示出紋理。這可以包括諸如粗糙、閃耀、微耀、渾濁、雜色、斑紋、光澤或者閃光之類的現象。在下文中，紋理定義為在涂膜平面上的可見的表面結構，這取決于表面材料的各小組成部分的尺寸和組織。粗糙是沒有閃耀和閃光效應的紋理。因此，粗糙可以定義為在漫射光的條件下在涂膜平面上的可見的表面結構，這取決于表面材料的各小組成部分的尺寸和組織。當光以相同的程度從每一個方向入射時，認為其是漫射光。因為閃耀和閃光是光澤度的變化，其中光澤度取決于觀察方向和照明方向之間的角度，所以在漫射光的條件下不會出現閃耀和閃光。

在本上下文中，紋理和粗糙不會包括涂膜的不平度，而僅僅包括涂膜平面上的可見的不規則體。其中，“顏色”是指被小于人眼所能分辨的尺寸的結構體反射的光，被較大的結構體反射的光呈現為紋理。

汽車涂漆包括效應顏料，例如提供金屬效果的鋁粉顏料。此外，還使用珠光粉顏料。使用這種顏料，導致一定程度的紋理和粗糙，這取決于多個參數，例如，效應顏料的粒徑分布和與其它顏料的色對比度。當需要修補被損壞的汽車時，必須使用修補用涂漆，該涂漆不僅具有匹配的顏色，而且在其它視覺特性例如紋理和粗糙的方面也是匹配的。

迄今為止，一直用眼睛判斷尤其是涂膜的表面的紋理和粗糙，例如，通過將它們和樣品在樣品扇中比較。這種方法的結果高度取決于操作員的技術，并且通常是令人不滿意的。

美國專利申請US?2001/0036309公開一種測量微耀度并使用它來使修補用涂漆與例如汽車上的原始涂漆匹配的方法。用CCD相機使涂膜的一部分成像并使用圖像處理軟件來計算微耀度參數，來測量微耀度。沒有消除諸如閃耀和閃光之類的與角度相關的效應。

WO?03/029766公開一種顏色測量裝置，例如，用于涂漆的顏色測量裝置，該顏色測量裝置包括用于接收待測量的物體的外殼、燈和數字相機。外殼的內表面可以涂有無澤涂漆，以獲得漫射的均勻的光。WO?03/029766還描述一種測量這種外殼中的紋理并計算紋理值的方法。燈、相機和待測量的物體被置于外殼中。由于這種布置，閃耀和閃光仍會出現，因此，以這種方式不能優化光的漫射，也不能有效地測量粗糙度。

WO?99/042900公開一種使用數字相機使放置在內部照明的白色壁的積分球中的物體成像的方法和裝置。通過計算機分析圖像，以產生色彩數據。將相機的光軸與待測量的物體對準。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在沒有閃耀和閃光的效應的情況下可以分析和表征視覺粗糙度的裝置和方法。

用下述方法來實現本發明的目的：通過包括具有反射內壁和樣品開口的腔的測量裝置分析包含效應顏料的涂膜的視覺粗糙度，該裝置還包括：照明裝置，用于照明所述腔；和數字成像裝置，其從所述腔朝向所述樣品開口，并且布置在離所述樣品開口的中心法線的一定距離處，該方法包括以下步驟：

通過所述樣品開口將所述涂膜的樣品置于所述腔中；

照明所述腔；

啟動所述成像裝置，以記錄所述樣品的圖像；

將所述記錄的圖像數據傳輸到編程有圖像分析軟件程序的數據處理單元，以分析所記錄的圖像，并基于每個像素的反射數據之間的差計算粗糙度值。

樣品開口的中心法線是經過樣品開口的中心點的與樣品開口成直角的虛線。如果成像裝置的光軸設定成與樣品開口的中心法線成至少3度的角度、優選成至少6度的角度，可以有效地防止相機的自反射。如果該角度太大，則可能會出現這樣的問題，即，相機不在離樣品的每一點十分相等的位置處。這可以導致記錄失真。為了防止這點，與經過樣品開口的中心法線的角度可以例如保持低于約13度，例如，低于10度。然而，如果需要這樣的話，也可以使用該角度的較大的上限。在這種情況下，在對記錄的數據進行處理的過程中，例如可以校正記錄的失真。

通過照明裝置直接照明樣品，將擾亂漫射光條件，并且可以例如通過將照明裝置的開口定位在離樣品開口的腔的輪廓的約四分之一或者更小的距離處來防止。

為了在成像裝置啟動期間閉合樣品開口，可以使用比樣品開口大的樣品。或者，例如，可以將樣品放置在閉合樣品開口的板上。