專(zhuān)利名稱(chēng)：表征含有金屬薄片的表面涂層的方法以及所用的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種表征含有金屬薄片的表面涂層的方法以及所用的設(shè)備。該方法特別適合于表征在汽車(chē)修補(bǔ)涂料組合物中使用的未知金屬薄片。
背景技術(shù)：
含有金屬薄片顏料例如鋁薄片的表面涂料是公知的。它們特別適用于保護(hù)和裝飾汽車(chē)車(chē)體，比如例如因?yàn)樗鼈冑x予了差動(dòng)光反射效應(yīng)，通常稱(chēng)為“隨角異色(flop)”，以及薄片外觀效果，包括薄片尺寸分布和由薄片賦予的閃光以及改進(jìn)涂層的深度視覺(jué)。隨角異色效應(yīng)取決于觀看車(chē)體的角度。所達(dá)到的隨角異色效應(yīng)的程度與金屬薄片相對(duì)于涂層外表面的取向有關(guān)。為了達(dá)到最大的隨角異色效應(yīng)，理想的是，薄片應(yīng)該全部處于與該表面平行的平面內(nèi)。但是，實(shí)際上不可能達(dá)到比薄片確實(shí)平行放置時(shí)的比例更大的程度，其余的薄片處于相對(duì)于表面平面的各種角度上，即，存在金屬薄片在涂層內(nèi)的取向分布。閃光的程度取決于薄片尺寸、表面光滑度、取向以及邊緣均一性。金屬涂料通常還含有顏料，通常這些顏料是光吸收性的而非光散射性的。任何從顏料或薄片本身(例如從薄片邊緣)散射出的光減弱了涂料的隨角異色和閃光效果。
金屬著色涂層的儀器表征可以主要通過(guò)用分光光度計(jì)檢測(cè)涂覆的平板在入射照射和觀察的許多角度下的光譜反射來(lái)進(jìn)行，可以在照射和觀察軸的平面內(nèi)，或者在該平面之外。這些檢測(cè)的結(jié)果取決于薄片準(zhǔn)直的程度以及所用薄片或其它顏料的類(lèi)型，但是與閃光程度或薄片尺寸沒(méi)有明顯的關(guān)系。結(jié)果，在表征涂料中獲得的值是不足的。另外，因?yàn)檫@些檢測(cè)還取決于金屬薄片的相對(duì)濃度以及任何光吸收性或光散射性顏料在涂料組合物中的存在與否，所以表征涂料的值也減小。在例如為以前涂覆的汽車(chē)車(chē)體基材進(jìn)行顏色匹配中，必要的是選擇正確的顏料以與該基材的顏色匹配，以及選擇正確的薄片以與該基材的顏色和外觀匹配。所以，為了獲得對(duì)薄片特性例如要獲得的金屬薄片的尺寸或閃光程度的有效檢測(cè)，對(duì)于調(diào)色者而言必要的是在這些環(huán)境下基于專(zhuān)業(yè)知識(shí)通過(guò)視覺(jué)分析目標(biāo)表面(例如以前涂覆的汽車(chē)車(chē)體基材)來(lái)選擇要使用的金屬薄片。一旦已經(jīng)確認(rèn)要使用的薄片，就可以選擇顏料，通常通過(guò)公知的計(jì)算機(jī)運(yùn)算法則，例如基于輻射轉(zhuǎn)移理論的那些，它們?cè)跀?shù)學(xué)上調(diào)整顏料用量，增加或減少黑色和白色顏料用量，以及調(diào)節(jié)隨角異色調(diào)節(jié)劑的用量，包括薄片用量，從而在使得與目標(biāo)表面的顏色和隨角異色匹配中的誤差最少，并同時(shí)確保所得的顏色/隨角異色配方仍然處于可接受的工業(yè)操作范圍內(nèi)。該配方然后調(diào)配，噴到實(shí)驗(yàn)板上，然后目測(cè)這些實(shí)驗(yàn)板與目標(biāo)表面進(jìn)行對(duì)比。如果認(rèn)為隨角異色和/或閃光匹配不令人滿意，則調(diào)色者調(diào)節(jié)輸入算法的金屬薄片的類(lèi)型和/或改變其用量，得到新的顏色/隨角異色配方，整個(gè)循環(huán)重復(fù)進(jìn)行直到在照明和觀察的所有角度上達(dá)到在顏色和外觀兩方面上的充分匹配為止。本發(fā)明的目的是提供一種能顯著降低為選擇與在目標(biāo)表面中存在的金屬薄片外觀十分匹配的金屬薄片所需要的重復(fù)匹配次數(shù)的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的設(shè)備，該設(shè)備包括(i)用于將所述設(shè)備定位在所述目標(biāo)涂層上的裝置；(ii)用于產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束的裝置；(iii)用于成像的裝置；(iv)用于將所述光束指引向所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分上的裝置；(v)用于將所述目標(biāo)部分的反射指引向位于所述成像裝置中的光敏性表面以捕捉所述部分的目標(biāo)圖象的裝置；(vi)用于檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的所述金屬薄片特性的裝置；(vii)用于將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片的裝置；和(viii)用于顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的所述一種或多種已確定的已知金屬薄片的裝置。
本發(fā)明涉及一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的方法，包括(i)將一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述部分的反射指引到光敏性表面以捕捉所述目標(biāo)部分的目標(biāo)圖象；(iii)檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；和(v)顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已確定的已知金屬薄片。
本發(fā)明更特別地涉及一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的方法，包括(i)將在三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的平行光束依次指引到位于直角的所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述被涂覆表面的反射指引到光敏性表面以依次捕捉所述目標(biāo)部分在所述三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的所述預(yù)定強(qiáng)度的灰度圖象；(iii)依次檢測(cè)在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的基準(zhǔn)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的三種所述已知金屬薄片；(v)顯示所述已經(jīng)確定的與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。
本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)含有金屬薄片的涂料組合物的方法，其中由該組合物獲得的涂層與含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的特性匹配，該方法包括(i)將一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述部分的反射指引到光敏性表面以捕捉所述目標(biāo)部分的目標(biāo)圖象；(iii)檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；(v)顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的所述確定的一種或多種已知金屬薄片；(vi)制備一種或多種含有所述確定的已知金屬薄片的實(shí)驗(yàn)涂料組合物；(vii)將所述實(shí)驗(yàn)涂料組合物涂覆到實(shí)驗(yàn)基材上以在該基材上形成實(shí)驗(yàn)涂層；(vii)將所述實(shí)驗(yàn)涂層與所述目標(biāo)涂層比較以選擇具有與所述目標(biāo)涂層的所述特性匹配的特性的實(shí)驗(yàn)涂層；和(viii)選擇能產(chǎn)生所述匹配實(shí)驗(yàn)涂層的實(shí)驗(yàn)涂料組合物。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明設(shè)備的圖形表示。
圖2是在用于檢測(cè)在含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的部分的目標(biāo)圖象中在預(yù)定強(qiáng)度下金屬薄片特性的裝置中所進(jìn)行操作的流程圖。
圖3是在用于檢測(cè)在預(yù)定強(qiáng)度下在目標(biāo)圖象中未知金屬薄片特性的裝置中進(jìn)行操作的一些裝置的流程圖。
圖4、5、6和7是在不同閾值水平下未知金屬薄片的目標(biāo)圖象的像素的表示區(qū)域。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述在本文中
“像素”表示成像設(shè)備的光敏表面的最小離散元素，該成像設(shè)備能在灰度或在三原色(紅、綠和藍(lán)；或紅、黃和藍(lán))或在這兩者都能檢測(cè)多種水平的光強(qiáng)度。
“隨角異色調(diào)節(jié)劑”表示在金屬涂料組合物中破壞金屬薄片取向的一種或多種添加劑。一些典型的隨角異色調(diào)節(jié)劑是玻璃珠或硅石和二氧化鈦顏料。
“薄片特性”表示薄片金屬的尺寸、用量和類(lèi)型，這些薄片金屬被引入金屬涂料組合物中以向由該涂料組合物獲得的涂層提供所需的閃光。除了金屬薄片之外，涂層通常包含聚合物、具有特殊效果的薄片、顏料和添加劑。此外，金屬涂料通常還含有珠光薄片，其外觀是由光干涉作用引起的。通常，常規(guī)的顏料包括光吸收性顏料、光散射性顏料、光干涉性顏料、光反射性顏料或它們的組合。一些合適的顏料包括金屬氧化物，例如二氧化鈦、氧化鋅、各種顏色的氧化鐵；炭黑；填料顏料，例如滑石、陶土、重晶石、碳酸鹽、硅酸鹽；以及多種有機(jī)著色顏料，例如喹吖啶酮、酞菁銅、苝、偶氮顏料、靛藍(lán)、咔唑(例如咔唑紫)、異吲哚啉酮、異吲哚滿酮(isoindolones)、硫靛紅和苯并咪唑啉酮。
本發(fā)明涉及適合用于表征含有常規(guī)金屬薄片的涂料的方法和設(shè)備。該涂料常常被涂覆在基材例如汽車(chē)車(chē)體上。
圖1顯示本發(fā)明設(shè)備1的最全面圖象。含有未知金屬薄片6的目標(biāo)涂層2被涂覆在基材4例如汽車(chē)車(chē)體上。
在這個(gè)全面圖象中，設(shè)備1包括用于將設(shè)備1定位在目標(biāo)涂層2上的裝置8，用于產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束的裝置10，用于成像的裝置12，用于將所述光束指引向所述目標(biāo)涂層2的目標(biāo)部分2A上的裝置14，用于將目標(biāo)部分2A的反射指引向位于成像裝置12中的光敏性表面12A以捕捉目標(biāo)部分2A的目標(biāo)圖象的裝置16，用于檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性的裝置18，用于將在所述目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與未知金屬薄片6的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片的裝置20，和用于顯示與未知金屬薄片6的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片的裝置22。
現(xiàn)在描述設(shè)備1的更詳細(xì)方面，用于定位目標(biāo)涂層4的裝置8的一個(gè)實(shí)施方案包括基本平的底座8B，其優(yōu)選形成設(shè)備1的外殼9的一部分。底座8B上有孔8C，該孔優(yōu)選被透明板遮蓋，該透明板例如由玻璃制成以保護(hù)位于外殼9內(nèi)的設(shè)備1的部件不受外部損害或接觸灰塵?？?C優(yōu)選是圓形的。但是，也可以采用其它形狀，例如方形或長(zhǎng)方形?？?C優(yōu)選具有0.01-25mm的直徑。約2mm(1/4”)的直徑是優(yōu)選的。底座8B的外露表面優(yōu)選與目標(biāo)部分2A保持緊密的物理接觸以使光敏性表面12A位于焦點(diǎn)上。在本發(fā)明中，考慮當(dāng)使用鋼基材時(shí)通過(guò)磁化底座8B來(lái)實(shí)現(xiàn)底座8B與基材2表面之間的緊密接觸?；蛘撸€可以使用多個(gè)常規(guī)夾具或吸盤(pán)。
用于產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束的裝置10通常包括光源10A，例如配有鎢-鹵素?zé)鬍KE的IT3900，由IlluminationTechnologies Inc.(East Syracuse，紐約)提供；以及纖維光束A08025.60，由Schott Fostec Inc.(Auburn，紐約)提供，該裝置能在預(yù)定強(qiáng)度下產(chǎn)生在400-700nm可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光束。設(shè)備1優(yōu)選是便攜式的，優(yōu)選配有閉合的擴(kuò)充部件10B以容納光源10A。但是，申請(qǐng)人也考慮使用可替換的裝置，例如MHF-C50LR光源，它配有LM-50燈和與MML4-45D微型機(jī)械透鏡體系(由Moritex USA Inc，SanJose，California提供)連接的纖維光束以傳送來(lái)自光源10A的光束。光源10A的強(qiáng)度可以通過(guò)常規(guī)裝置控制，例如電壓調(diào)節(jié)器10C，它能根據(jù)計(jì)算機(jī)11的常規(guī)軟件程序改變通向光源10A的燈絲的電流，從而達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度，預(yù)定強(qiáng)度通常設(shè)定在三個(gè)水平，從最低水平開(kāi)始，這三個(gè)水平的范圍是照明水平的2-96％，其中照明水平基于來(lái)自光源10A的可能最亮水平，前提是這些水平彼此相差至少2％?？梢允褂萌魏魏线m的計(jì)算機(jī)，比如例如Dell Precision M50型，由Dell ComputerCorp(Round Stock，Texas)提供。如果需要的話，裝置10可以進(jìn)一步包括裝置10D，例如準(zhǔn)直透鏡或孔，用于使來(lái)自光源10A的一個(gè)或多個(gè)光束平行。一種可能的途徑顯示在圖1中，其中光源10A的位置與準(zhǔn)直透鏡形式的裝置10D的焦點(diǎn)吻合。
用于成像的裝置12優(yōu)選位于外殼9內(nèi)的定位裝置8的對(duì)面，包括成像設(shè)備12B，例如攝象機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)，包括用于捕捉目標(biāo)部分2A的目標(biāo)圖象的光敏性表面12A。光敏性表面12A可以是照相機(jī)的電偶設(shè)備感應(yīng)器，能產(chǎn)生目標(biāo)圖象。成像設(shè)備12B適合于產(chǎn)生灰度圖象、彩色圖象或這兩者，使得目標(biāo)圖象作為灰度目標(biāo)圖象或作為彩色圖象被捕捉。灰度目標(biāo)圖象是優(yōu)選的。一種合適的成像設(shè)備12B是能產(chǎn)生灰度圖象的Pulnix7EX攝象機(jī)，由Pulnix Inc.(Sunnyvale，California)提供。通常，能由成像設(shè)備12B產(chǎn)生的灰色或彩色目標(biāo)圖象的印記是在約0.01-約25.0mm2范圍內(nèi)，優(yōu)選約0.25-約4mm2，更優(yōu)選約0.5-2.0mm2，最優(yōu)選是約1.5mm2。通常，成像設(shè)備12B能在40,000-16,000,000像素(640×480)的范圍內(nèi)將目標(biāo)部分2A的灰色或彩色目標(biāo)圖象進(jìn)行數(shù)字化，其中當(dāng)目標(biāo)圖象是彩色的時(shí)，對(duì)于每個(gè)三原色頻道，每個(gè)像素能識(shí)別16-65,536水平的光強(qiáng)度。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備1而言，能識(shí)別約256個(gè)水平光強(qiáng)度的像素是足夠的，因?yàn)橄袼爻^(guò)256的額外強(qiáng)度水平識(shí)別僅僅能獲得很小的改進(jìn)，但成像設(shè)備12B的成本會(huì)十分高。
用于將所述光束指引向所述目標(biāo)涂層2的目標(biāo)部分2A上的裝置14和用于將目標(biāo)部分2A的反射指引向位于裝置12中的光敏性表面12A的裝置16一起優(yōu)選形成常規(guī)分束器17，它實(shí)質(zhì)上是雙面鏡。雙面鏡分束器是公知的，通常包括例如沉積在透明基材(例如玻璃)上的金反射薄膜。分束器17優(yōu)選位于裝置8和裝置12之間，其位置(通常約45度，如圖1顯示)使得來(lái)自與分束器17相鄰的裝置10的入射光束(在圖1中顯示為實(shí)線)被反射膜以與目標(biāo)部分2A成直角的方式反射，但是從目標(biāo)部分2A反射的反射光束(作為虛線表示)穿過(guò)透明基材到達(dá)裝置12。在上述分束器17中，裝置14形成了反射膜，裝置16形成了透明基材。
圖2顯示了用于檢測(cè)未知金屬薄片6的特性的裝置18的細(xì)節(jié)，由在預(yù)定強(qiáng)度下與在目標(biāo)圖象中的未知薄片的輪廓匹配的像素區(qū)域表示。裝置18的軟件部分位于設(shè)備1的計(jì)算機(jī)11上?？梢允褂萌魏魏线m的軟件程序，例Visual C++平臺(tái)Version 6.0，在WindowsR 2000操作系統(tǒng)上操作，都由Microsoft Corporation(Redmond，Washington)提供。裝置18包括用于掃描在預(yù)定強(qiáng)度下在閾值以上的目標(biāo)圖象的裝置34。裝置34包括用于掃描目標(biāo)圖象的常規(guī)裝置以及檢測(cè)由目標(biāo)圖象中相應(yīng)像素區(qū)域表示的未知金屬薄片6的特性所需要的軟件程序。為了本發(fā)明的目的，閾值水平可以設(shè)定在所需要的水平上，定義為在預(yù)定強(qiáng)度下在該水平之下將不能識(shí)別在目標(biāo)圖象的掃描圖象中存在的任何特征的水平。應(yīng)該理解的是，在較高閾值水平下不能識(shí)別的目標(biāo)圖象的掃描圖象中金屬薄片的特性例如其尺寸可以在另一個(gè)較低的閾值水平識(shí)別。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)閾值水平設(shè)定在幾個(gè)閾值水平比如例如150、130、110、90和70時(shí)，可以提取到未知金屬薄片6的幾乎所有必要特性。閾值水平越高，在掃描圖象中識(shí)別的特征就越少，這是因?yàn)樵谳^高的閾值水平僅僅能夠識(shí)別未知金屬薄片6的最突出特征。裝置18還包括裝置36，用于定位在閾值水平之上和在所述預(yù)定強(qiáng)度下的目標(biāo)圖象中可識(shí)別的像素區(qū)域。通過(guò)定位目標(biāo)圖象中的像素區(qū)域，可以獲得這些區(qū)域的方格圖用于進(jìn)一步分析。裝置18還包括裝置38，用于記錄在閾值水平之上和在所述預(yù)定強(qiáng)度下可識(shí)別的預(yù)定尺寸像素區(qū)域的數(shù)目。這些預(yù)定尺寸的像素區(qū)域優(yōu)選被分成小、中、大、超大的區(qū)域，區(qū)域簇，或它們的組合。如上所述，這些區(qū)域代表在目標(biāo)涂層2中未知金屬薄片6的掃描圖象。優(yōu)選的是，小區(qū)域是約49-約83μm2，中等區(qū)域是約127-約239μm2，大區(qū)域是約342-約576μm2，超大區(qū)域是約577-約122500μm2，區(qū)域簇是約49-約122500μm2。
在裝置18中的上述步驟在其它閾值水平在每個(gè)其它預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行。結(jié)果，裝置18使用幾個(gè)閾值水平在每個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下從目標(biāo)圖象提取出預(yù)定尺寸像素區(qū)域的總數(shù)目。例如，裝置18的步驟在三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度19.6％、31.4％和39.2％照明水平下進(jìn)行，照明水平是基于可能的最亮照明水平，在每個(gè)這些預(yù)定強(qiáng)度下，目標(biāo)圖象在150、130、110、90和70的閾值水平掃描。
在裝置18中確定了未知金屬薄片6的薄片特性之后，設(shè)備1提供了裝置20，用于將在目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的基準(zhǔn)特性關(guān)聯(lián)以確定與未知金屬薄片6的特性匹配的三種已知金屬薄片。因此，為了用貯存在裝置20中的這些已知的金屬薄片來(lái)匹配未知金屬薄片6的特性，提供了3個(gè)和未知金屬薄片6的特性最接近的最佳選擇。然后，配制者能生產(chǎn)金屬油漆，該涂料產(chǎn)生的涂層具有的金屬薄片特性與涂層2的金屬薄片特性匹配。然后，配制者可以目測(cè)選擇能產(chǎn)生與含有未知金屬薄片6的目標(biāo)涂層2最匹配的涂層的金屬油漆。應(yīng)該理解的是，取決于預(yù)期的選擇方法，設(shè)備1可以設(shè)定為選擇多于三種或少于三種上述最接近的匹配方。
如圖3所示，裝置20包括(a)裝置40，用于將預(yù)定尺寸的未知金屬薄片6的特性與相同預(yù)定尺寸的已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性比較以確定對(duì)于每個(gè)預(yù)定強(qiáng)度而言的特征距離，其中相同預(yù)定尺寸的已知金屬薄片是從在含有已知金屬薄片的第一板上的基準(zhǔn)涂層提取的。特征距離是目測(cè)定量?jī)蓚€(gè)板的閃光特性如何相似的量度。原始閃光特性是在三個(gè)照明水平的每一個(gè)上在小、中、大和超大尺寸像素內(nèi)發(fā)出閃光的薄片的數(shù)目。因此，有12個(gè)與涂覆的板上的任何薄片類(lèi)型相關(guān)的原始閃光特征。當(dāng)兩個(gè)板的閃光特性進(jìn)行比較時(shí)，一個(gè)板的原始特征值與另一個(gè)板的各自特征值比較，這些特征值的特征距離是使用例如下面顯示的矩陣計(jì)算。在矩陣中，第一行(都是加粗的)包含0.0-10.0的特征距離，其余的行表示原始特征值。開(kāi)始時(shí)從兩個(gè)板選擇最小的特征值，并確認(rèn)在第一列中與它對(duì)應(yīng)的行。例如，如果第一板的特征值是2，而且第二板的相應(yīng)特征值是4；那么，應(yīng)該查看列1以確定特征值(參見(jiàn)行4和列1)，按后查看行4內(nèi)的列，這將具有第二板的特征值。這是在行4內(nèi)的列3。最后，在列3的頂部讀取特征距離。因此，特征距離應(yīng)該是1.0。相似地，如果第一板的特征值是2.5且第二板的特征值是8.0，那么應(yīng)當(dāng)在列1查找第一板時(shí)將必須對(duì)特征值2.5進(jìn)行內(nèi)插因?yàn)樗湓谛?和行5之間。在這一內(nèi)插行內(nèi)(行4和行5之間)，應(yīng)該尋找第二特征值，是8.0。它可能會(huì)在該內(nèi)插行的列6和列7之間。因此，特征距離應(yīng)該在特征距離行的列6和列7之間，即在4.0和5.0之間。如果特征值在下表1所示的矩陣之外，則可以通過(guò)線性外推找到該特征值的特征距離。例如，如果第一板的特征值是40.5且第二板的相應(yīng)特征值是24.2，則可以先選擇較小的特征值，即24.2。因?yàn)樵撝荡笥诒?矩陣的列1中的最高閾值值，所以先從最后一行、即行14進(jìn)行線性外推，形成新的一行，其中第一閾值是24.2。在這種情況下，線性外推可以通過(guò)將行14的每個(gè)值乘以從24.2除以12獲得的值(約2.02)進(jìn)行。然后，在列5的外推的行中，該特征值將是36.3(18.0×2.02)，在列6，該特征值將是42.35(21.0×2.02)。那么，第二特征值(40.5)將相似地在該外推行的列5和列6之間。因此，特征距離將在4.0和5.0之間。
“特征距離”是在裝置20中的軟件中計(jì)算，并用于預(yù)測(cè)已知薄片的特征，例如與未知薄片的特性匹配的薄片尺寸，該未知薄片的特性由與目標(biāo)部分2A中的未知薄片對(duì)應(yīng)的像素區(qū)域表示。因此，如果“d”是這些特征的距離，在裝置40中，對(duì)于上述每個(gè)預(yù)定尺寸的每個(gè)預(yù)定強(qiáng)度水平(例如19.6％，31.4％和39.2％)檢測(cè)這種距離，其中預(yù)定尺寸是小(da1，db1，dc1)、中(da2，db2，dc2)、大(da3，db3，dc3)和超大(da4，db4，dc4)。在上述描述中，上標(biāo)表示對(duì)于每個(gè)預(yù)定尺寸的預(yù)定強(qiáng)度。因此，a＝19.6％，b＝31.4和39.2％)表1
(b)裝置42，用于將對(duì)于所有預(yù)定強(qiáng)度的特征距離加和以得到對(duì)于預(yù)定尺寸的特征距離總和。因此，以下等式表示裝置42中進(jìn)行的計(jì)算d1＝da1+db1+dc1(c)裝置44，用于將總和(d1)乘以權(quán)重系數(shù)(w1)以計(jì)算對(duì)于預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離。一般而言，權(quán)重系數(shù)是基于要對(duì)于每個(gè)特征(例如其尺寸)給予的視覺(jué)重要性而對(duì)于每個(gè)尺寸選擇的。因此，權(quán)重系數(shù)越高，該預(yù)定尺寸的視覺(jué)重要性就越高。在本發(fā)明中，申請(qǐng)人選擇使用w1＝0.4，w2＝0.6，w3＝0.8和w4＝1.0。
(d)裝置46，用于對(duì)所有其它所述預(yù)定尺寸重復(fù)進(jìn)行所述步驟40、42和44，以確定對(duì)于其它所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離。因此，以下等式表示在裝置46中進(jìn)行的計(jì)算d2＝da2+db2+dc2d3＝da3+db3+dc3d4＝da4+db4+dc4然后d2×w2d3×w3d4×w4(e)裝置48，用于加和對(duì)于預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離以得到對(duì)于第一板上的涂層而言的最終特征距離d＝d1×w1+d2×w2+d3×w3+d4×w4(f)裝置50，用于重復(fù)進(jìn)行所述步驟40、42、44、46和48以確定在其它板上的基準(zhǔn)涂層的最終特征距離。因此，最終特征距離(d)也由其他板上的其他基準(zhǔn)涂層決定。
(g)裝置52，用于從最終特征距離中選擇最短的最終特征距離。在確定所有最終特征距離之后，在裝置52中選擇最短的那些(d)。通常，選擇約3個(gè)最短的最終特征距離(d)。
(h)裝置54，用于從具有最短最終特征距離的板上的基準(zhǔn)涂層確認(rèn)已知薄片或已知薄片共混物。裝置54為配制者提供了要生產(chǎn)與目標(biāo)涂層2的閃光、顏色和隨角異色效應(yīng)匹配的金屬涂層所需要的金屬組成細(xì)節(jié)。
在上述裝置40中，在每個(gè)預(yù)定尺寸下未知金屬薄片6的特性與在相同預(yù)定尺寸的已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性比較。已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性是通過(guò)使用設(shè)備1對(duì)一系列具有已知金屬薄片的各種組合的涂層板檢測(cè)的。已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)11的存貯器中。
本發(fā)明還涉及一種表征含有未知金屬薄片6的目標(biāo)涂層2的方法，該方法包括以下步驟(i)將一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到目標(biāo)涂層2的目標(biāo)部分2A。這些光束是由裝置10從光源10A產(chǎn)生。這些光束優(yōu)選通過(guò)裝置10D準(zhǔn)直。另外，這些光束被指引到與目標(biāo)部分2A的表面垂直的角度，即成直角。但是，雖然優(yōu)選直角，在85-95度范圍內(nèi)的角度也適用于本發(fā)明。優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)光束在多個(gè)預(yù)定強(qiáng)度、優(yōu)選在至少兩個(gè)、更優(yōu)選至少三個(gè)上述預(yù)定強(qiáng)度下被依次指引。
(ii)將目標(biāo)部分2A的反射指引到光敏性表面12A以捕捉目標(biāo)部分2A的彩色或優(yōu)選灰度目標(biāo)圖象。優(yōu)選的是，目標(biāo)部分2A的一個(gè)或多個(gè)反射在多個(gè)其它預(yù)定強(qiáng)度下依次指引到光敏性表面12A。
(iii)檢測(cè)在預(yù)定強(qiáng)度下的目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性。優(yōu)選的是，在目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性依次在多個(gè)其它預(yù)定強(qiáng)度下檢測(cè)。上述步驟(iii)包括以下幾個(gè)子步驟(a)在第一預(yù)定強(qiáng)度和第一閾值水平掃描目標(biāo)圖象；(b)定位在第一預(yù)定強(qiáng)度下在目標(biāo)圖象中的第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(c)掃描在第一預(yù)定強(qiáng)度和在下一個(gè)所述閾值水平上的目標(biāo)圖象；(d)定位在第一預(yù)定強(qiáng)度下在目標(biāo)圖象中的在下一個(gè)閾值水平之上可識(shí)別的新像素區(qū)域；(e)定位在下一個(gè)閾值水平之上可識(shí)別的相符像素區(qū)域，這些像素區(qū)域引入了在所述步驟(b)中定位的第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(f)將在所述步驟(d)和(e)中定位的預(yù)定尺寸的新像素區(qū)域和相符像素區(qū)域的數(shù)目加和，記錄在第一預(yù)定強(qiáng)度下的閾值水平之上可識(shí)別的預(yù)定尺寸像素區(qū)域的總數(shù)；和(h)在隨后的預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
在上述方法步驟(a)至(h)中，在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有幾個(gè)決定。一個(gè)例子是在圖4、5、6和7中。在步驟(a)中，當(dāng)掃描在第一預(yù)定強(qiáng)度和第一閾值水平、即在最高閾值水平的目標(biāo)圖象時(shí)，將僅僅定位代表具有最突出可見(jiàn)特征的薄片的像素區(qū)域。根據(jù)預(yù)定的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，位置和尺寸，這種區(qū)域記錄為新薄片，顯示在圖4中。當(dāng)在隨后的閾值水平在步驟(c)中掃描目標(biāo)圖象的相同部分時(shí)，新像素區(qū)域可能在第一預(yù)定強(qiáng)度在目標(biāo)圖象中的隨后閾值水平之上成為可識(shí)別的。因此，一旦在較低閾值水平定位其它特征60時(shí)，先前定位的并記錄為新薄片的區(qū)域58可能顯得更大，如圖5所示。上述相符區(qū)域包括在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的那些在第一閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)相鄰接的像素區(qū)域，例如圖5中顯示的那個(gè)。在這種情況下，放棄先前定位和記錄的薄片尺寸，并在該位置記錄新的較大尺寸。
或者，上述相符區(qū)域也可以包括在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域內(nèi)合并的那些在第一閾值水平之上可識(shí)別的多個(gè)像素區(qū)域。因此，在圖6中小區(qū)域62的簇是先前定位的，并記錄為小尺寸的新薄片，當(dāng)在較低閾值水平上分析時(shí)，可以是較大薄片64的一部分。在這種情況下，這些先前定位和記錄尺寸的小區(qū)域被放棄，在其位置上定位和記錄新的更大區(qū)域。另外，在另一種情況下，在更高的閾值水平上，較大的區(qū)域66可以定位在較小的區(qū)域68鄰近，如圖7所示，這兩個(gè)區(qū)域都被定位和記錄。但是，相同的組合，當(dāng)在較低閾值水平觀察時(shí)，就會(huì)成為較大區(qū)域70的一部分。在這種情況下，先前定位和記錄尺寸的這些較小/較大區(qū)域66和68被保留，較大區(qū)域70被放棄，因?yàn)檩^大區(qū)域70似乎是作為一個(gè)合并薄片出現(xiàn)的多個(gè)薄片的結(jié)果，所以它不應(yīng)該算作是一個(gè)大薄片，而是應(yīng)該算作兩個(gè)不同的區(qū)域，即較大區(qū)域66和較小區(qū)域68。除了上述以外，可能在較低閾值出現(xiàn)在較高閾值完全沒(méi)有記錄的區(qū)域，這也在該閾值水平定位和記錄。此外，顯然的是，任何即使在較低閾值水平上也沒(méi)有尺寸改變的區(qū)域也將在沒(méi)有變化的情況下定位和記錄。在其它預(yù)定強(qiáng)度重復(fù)進(jìn)行相同的過(guò)程，并且如果需要的話，設(shè)備1可以再定位在目標(biāo)涂層2的其它部分以得到關(guān)于未知金屬薄片6的薄片特性的其它數(shù)據(jù)。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)為了使未知金屬薄片6的薄片特性與已知金屬薄片的特性匹配，必須不僅確定在未知涂層2中存在的各種尺寸的薄片濃度，而且還必須確定它們賦予涂層2的閃光。通過(guò)定位和記錄在較高和較低閾值和多個(gè)照明水平上來(lái)自目標(biāo)圖象的薄片的數(shù)目，申請(qǐng)人不僅考慮到由未知金屬薄片6提供的閃光，而且考慮到它們?cè)谕繉?中的濃度。申請(qǐng)人對(duì)于上述提取方法的出人意料的發(fā)現(xiàn)是獨(dú)特的。
在完成上述步驟(iii)之后，該方法包括(iv)將在目標(biāo)圖象中的未知金屬薄片6的特性與已知金屬薄片在預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與未知金屬薄片6的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。上述步驟(iv)包括幾個(gè)以下子步驟(a)將預(yù)定尺寸的未知金屬薄片6的特性與相同預(yù)定尺寸的已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性比較以確定對(duì)于每個(gè)預(yù)定強(qiáng)度而言的特征距離，其中相同預(yù)定尺寸的已知金屬薄片是從在含有已知金屬薄片的第一板上的基準(zhǔn)涂層提取的；(b)將對(duì)于所有預(yù)定強(qiáng)度的特征距離加和以得到對(duì)于預(yù)定尺寸的特征距離總和；(c)將總和乘以權(quán)重系數(shù)以計(jì)算對(duì)于所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離；(d)對(duì)所有其它所述預(yù)定尺寸重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)和(c)，以確定對(duì)于其它所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離；(e)加和對(duì)于預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離以得到對(duì)于第一板上的涂層而言的最終特征距離；(f)重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)和(e)以確定在其它板上的基準(zhǔn)涂層的最終特征距離；(g)從最終特征距離中選擇最短的最終特征距離；(h)從具有所述最短最終特征距離的板上的基準(zhǔn)涂層確認(rèn)已知薄片或已知薄片共混物。
在完成上述步驟(iv)之后，該方法包括(v)在計(jì)算機(jī)11的屏幕22上顯示與未知金屬薄片6的特性匹配的經(jīng)過(guò)確認(rèn)的一種或多種已知金屬薄片。如果需要，上述步驟可以在目標(biāo)涂層2的其它目標(biāo)區(qū)域重復(fù)進(jìn)行，以更準(zhǔn)確地匹配未知金屬薄片6與已知金屬薄片?；蛘?，應(yīng)該經(jīng)由網(wǎng)站或電子郵件將信息傳遞到別的位置；在計(jì)算機(jī)貯存器或便攜式貯存器設(shè)備例如軟盤(pán)上儲(chǔ)存信息；或?qū)⑿畔⑤斔偷脚c計(jì)算機(jī)11連接的打印機(jī)上并打印出該信息。
如上所述，本發(fā)明的方法使用非常小數(shù)目的被已知金屬薄片或已知金屬薄片組合涂覆的基準(zhǔn)板的數(shù)據(jù)庫(kù)，以重現(xiàn)上述基準(zhǔn)涂層。設(shè)備1可以方便地用于確定在基準(zhǔn)涂料中已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性。所用的方法與上述方法相似，包括以下步驟(i)將在至少兩個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束依次指引到在所述第一板上的基準(zhǔn)涂層的基準(zhǔn)部分；(ii)將所述第一板上的基準(zhǔn)涂層的基準(zhǔn)部分的反射指引到光敏性表面2A以依次捕捉在第一板上的基準(zhǔn)涂層的基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)圖象；(iii)依次檢測(cè)在預(yù)定強(qiáng)度下在這些圖象中的已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性；(iv)將在基準(zhǔn)圖象中的已知金屬薄片的基準(zhǔn)特性存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)、CD-ROM、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)或與客戶計(jì)算機(jī)連接的主機(jī)中。
在上述中，步驟(iii)還包括(a)在第一預(yù)定強(qiáng)度和第一閾值水平掃描目標(biāo)圖象；(b)定位在第一預(yù)定強(qiáng)度下在基準(zhǔn)圖象中的第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(c)掃描在第一預(yù)定強(qiáng)度和在下一個(gè)閾值水平上的基準(zhǔn)圖象；(d)定位在第一預(yù)定強(qiáng)度下在目標(biāo)圖象中的下一個(gè)閾值水平之上可識(shí)別的新像素區(qū)域；(e)定位在下一個(gè)閾值水平之上可識(shí)別的相符像素區(qū)域，這些像素區(qū)域引入了在所述步驟(b)中定位的第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(f)將在所述步驟(d)和(e)中定位的預(yù)定尺寸的新像素區(qū)域和相符像素區(qū)域的數(shù)目加和，記錄在第一預(yù)定強(qiáng)度下的閾值水平之上可識(shí)別的預(yù)定尺寸像素區(qū)域的總數(shù)；和(h)在隨后的預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
在上述中，預(yù)定尺寸與前面描述的那些相同。因此，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用小數(shù)目的基準(zhǔn)板(它們的生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)的)就足以表征大多數(shù)常用的未知金屬薄片，例如在汽車(chē)修補(bǔ)工藝中的那些。
例如，申請(qǐng)人確定了通常約8種由各種供貨商提供的鋁金屬薄片用于汽車(chē)修補(bǔ)精整。有時(shí)，金屬漆可以包括多于一種的鋁片，通常是兩種鋁片的混合物。因此，除了8種單種薄片型油漆之外，還將可能存在含有選自這8種類(lèi)型中的兩種薄片類(lèi)型的28種組合。申請(qǐng)人已經(jīng)確定了5種這些組合是從未使用過(guò)的，例如非常亮和非常暗的薄片的組合。為了盡可能減少油漆中的任何其它組分對(duì)金屬薄片表征的影響，在由DuPont Company(Wilmington，Delaware)提供的金屬修補(bǔ)油漆的Chromabase生產(chǎn)線中使用相同的油漆其它組分，例如粘接料、溶劑。單種蘭色顏料與金屬薄片結(jié)合使用。因此，使用以下權(quán)重份的薄片/顏料組合10/9025/7550/5075/2590/10應(yīng)該注意的是，任何其它薄片/顏料組合也是合適的。另外，使用以下權(quán)重份的一種薄片/其它類(lèi)型薄片的組合25/7550/5075/25應(yīng)該注意的是，任何其它一種薄片/任何其它類(lèi)型薄片的組合也是合適的。因此，含有各種金屬薄片組合和薄片/顏料組合的不同油漆組合物的總數(shù)包括(23個(gè)兩種薄片組合)×(5個(gè)薄片/顏料組合)×(3個(gè)一種薄片/其它類(lèi)型薄片組合)＝345(8個(gè)單種薄片)×(5個(gè)薄片/顏料組合)＝40所用已知配方的油漆的總數(shù)＝385這些油漆是通過(guò)常規(guī)涂覆技術(shù)(例如噴涂)涂覆在鋼板上，得到的固化膜厚度是25微米(1密耳)，制出385種基準(zhǔn)板。應(yīng)該注意的是這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)僅僅是怎樣使用基準(zhǔn)板的一個(gè)例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能認(rèn)識(shí)到可以擴(kuò)展上述數(shù)據(jù)庫(kù)以進(jìn)一步提高表征油漆中未知金屬薄片的準(zhǔn)確性，或者可以減少數(shù)據(jù)庫(kù)，如果較低準(zhǔn)確性就足以達(dá)到目的的話。
每個(gè)這些基準(zhǔn)板使用設(shè)備1按照前面描述的方式在每個(gè)這些基準(zhǔn)板上的25個(gè)目標(biāo)部分上在三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度水平19.6％、31.4％和39.2％成像。應(yīng)該注意的是，在表征未知金屬薄片中使用的預(yù)定強(qiáng)度水平必須與在得到存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)11中的基準(zhǔn)板數(shù)據(jù)庫(kù)中使用的那些相同。因?yàn)橛糜讷@得基準(zhǔn)板數(shù)據(jù)庫(kù)的相同方法也用于表征未知金屬薄片，所以消除了任何在兩種方法之間的不同，從而獲得了在表征未知金屬薄片方面好得多的準(zhǔn)確性。
如果需要，本發(fā)明的方法也可以擴(kuò)展到表征目標(biāo)金屬涂料中的未知顏料，其中使用能存儲(chǔ)彩色和灰度目標(biāo)圖象的成像設(shè)備。灰度圖象用于表征未知金屬薄片，彩色圖象用于表征未知顏料。因此，該方法還包括(i)將目標(biāo)彩色圖象的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成L、a、b數(shù)據(jù)；(ii)從彩色配方數(shù)據(jù)庫(kù)獲取一種或多種與L、a、b數(shù)據(jù)匹配的顏色配方；(iii)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示顏色配方；和(vi)從這些顏色配方中選擇所需的顏色配方。
應(yīng)該注意的是，獲取RGB數(shù)據(jù)和L、a、b數(shù)據(jù)的方法是眾所周知的。上述方法可以進(jìn)一步包括在屏幕上顯示顏色配方的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。典型的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)包括以下中的一種或多種生產(chǎn)者名稱(chēng)，組成，型號(hào)，生產(chǎn)日期，顏料名稱(chēng)，油漆編號(hào)，交叉引用信息，預(yù)期用途，VIN數(shù)目，或載體的光譜數(shù)據(jù)或其顏色。
如果需要，在本發(fā)明的方法中，計(jì)算機(jī)11是與主機(jī)連通的客戶計(jì)算機(jī)，例如經(jīng)由網(wǎng)站、調(diào)制解調(diào)器或者經(jīng)由服務(wù)器連通，主機(jī)可以位于世界上任何遙遠(yuǎn)地方或者位于交易的供應(yīng)商處。在這種情況下，目標(biāo)圖象不論是灰度圖象或彩色圖象，都可以位于客戶計(jì)算機(jī)中，顏色配方數(shù)據(jù)庫(kù)和基準(zhǔn)板數(shù)據(jù)庫(kù)位于與客戶計(jì)算機(jī)連通的主機(jī)上或存貯設(shè)備中，例如CD-ROM或客戶計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中。在另一種情況下，目標(biāo)圖象不論是灰度圖象或彩色圖象，顏色配方數(shù)據(jù)庫(kù)和基準(zhǔn)板都可以位于與客戶計(jì)算機(jī)連通的主機(jī)上，其中目標(biāo)部分2A的圖象被傳送到主機(jī)上，然后將前述最匹配的三個(gè)信息傳送回客戶計(jì)算機(jī)上。
權(quán)利要求
1.一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的設(shè)備，該設(shè)備包括(i)用于將所述設(shè)備定位在所述目標(biāo)涂層上的裝置；(ii)用于產(chǎn)生在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束的裝置；(iii)用于成像的裝置；(iv)用于將所述光束指引向所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分上的裝置；(v)用于將所述目標(biāo)部分的反射指引向位于所述成像裝置中的光敏性表面以捕捉所述部分的目標(biāo)圖象的裝置；(vi)用于檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的所述金屬薄片特性的裝置；(vii)用于將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片的裝置；和(viii)用于顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的已確定的一種或多種所述已知金屬薄片的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)位于外殼內(nèi)，其中所述裝置(iii)位于所述裝置(i)的對(duì)面，和其中包含所述裝置(iv)和(v)的分束器位于所述裝置(i)和(iii)之間，和其中所述裝置(ii)鄰近所述分束器以將所述光束指引到與所述目標(biāo)部分垂直的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(ii)包含用于使所述一個(gè)或多個(gè)光束平行的裝置(viii)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(iii)包含用于將所述目標(biāo)部分的所述反射集中到所述光敏性表面上的裝置(ix)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(iii)包含適用于產(chǎn)生所述目標(biāo)圖象作為灰色目標(biāo)圖象的成像設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中由所述成像設(shè)備產(chǎn)生的所述灰色目標(biāo)圖象的印記是在約0.01-25.0mm2范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中所述灰色圖象是在40,000-16,000,000像素范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)字化，其中每個(gè)所述像素能識(shí)別16-65,536水平的光強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中每個(gè)所述像素能識(shí)別256水平的光強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(iii)包含適用于產(chǎn)生所述目標(biāo)圖象作為灰色目標(biāo)圖象或作為彩色目標(biāo)圖象的成像設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，其中由所述成像設(shè)備數(shù)字化的所述灰色和彩色目標(biāo)圖象的印記是在約0.01-25.0mm2范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的設(shè)備，其中所述灰色和彩色目標(biāo)圖象是在40,000-16,000,000像素范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)字化，其中對(duì)于每個(gè)三原色頻道，每個(gè)所述像素能識(shí)別16-65,536水平的光強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或9的設(shè)備，其中所述裝置(vi)還包括(a)用于掃描在所述預(yù)定強(qiáng)度下在閾值水平之上的所述目標(biāo)圖象的裝置；(b)用于定位在所述閾值水平之上和在所述預(yù)定強(qiáng)度下的所述目標(biāo)圖象中可識(shí)別的像素區(qū)域的裝置；(c)用于記錄在所述閾值水平之上和在所述預(yù)定強(qiáng)度下可識(shí)別的預(yù)定尺寸像素區(qū)域的數(shù)目的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述預(yù)定尺寸的所述像素區(qū)域包括小區(qū)域、中等區(qū)域、大區(qū)域、超大區(qū)域、區(qū)域簇或它們的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述小區(qū)域是約49-83μm2，其中所述中等區(qū)域是約127-239μm2，其中所述大區(qū)域是約342-576μm2，其中所述超大區(qū)域是約577-122500μm2，其中所述區(qū)域簇是約49-122500μm2。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述裝置(vii)包括(a)用于將預(yù)定尺寸的未知金屬薄片的所述特性與相同預(yù)定尺寸的所述已知金屬薄片的所述基準(zhǔn)特性比較以確定對(duì)于每個(gè)所述預(yù)定強(qiáng)度而言的特征距離的裝置，其中相同預(yù)定尺寸的所述已知金屬薄片是從在含有所述已知金屬薄片的第一板上的基準(zhǔn)涂層提取的；(b)用于將對(duì)于所有所述預(yù)定強(qiáng)度的所述特征距離加和以得到對(duì)于所述預(yù)定尺寸的所述特征距離總和的裝置；(c)用于將所述總和乘以權(quán)重系數(shù)以計(jì)算對(duì)于所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離的裝置；(d)用于對(duì)所有其它所述預(yù)定尺寸重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)和(c)，以確定對(duì)于其它所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離的裝置；(e)用于加和對(duì)于所述預(yù)定尺寸的所述加權(quán)化特征距離以得到對(duì)于第一板上的涂層而言的最終特征距離的裝置；(f)用于重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)和(e)以確定在其它板上的基準(zhǔn)涂層的最終特征距離的裝置；(g)用于從最終特征距離中選擇最短的最終特征距離的裝置；和(h)用于從具有最短最終特征距離的所述板上的所述基準(zhǔn)涂層確認(rèn)已知薄片或已知薄片共混物的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述目標(biāo)涂層被涂覆在汽車(chē)車(chē)體的表面上。
17.一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的方法，包括(i)將一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述部分的反射指引到光敏性表面以捕捉所述目標(biāo)部分的目標(biāo)圖象；(iii)檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下的所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；和(v)顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括在其它預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行步驟(i)、(ii)和(iii)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，還包括在所述目標(biāo)涂層的其它目標(biāo)分重復(fù)進(jìn)行所述步驟(i)、(ii)、(iii)和(iv)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述目標(biāo)涂層包含聚合物、顏料和添加劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中所述顏料包含光吸收性顏料、光散射性顏料、光干涉性顏料、光反射性顏料或它們的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述目標(biāo)涂層固定在汽車(chē)車(chē)體的表面上。
23.一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的方法，包括(i)將在至少兩個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束依次指引到所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述部分的反射指引到光敏性表面以依次捕捉所述目標(biāo)部分在所述預(yù)定強(qiáng)度下的目標(biāo)圖象；(iii)依次檢測(cè)在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的基準(zhǔn)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；和(v)顯示已經(jīng)確定的與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述光敏性表面上的所述目標(biāo)圖象是灰度圖象。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述光束是平行的。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中在所述步驟(i)中，所述光束被指向與所述目標(biāo)部分垂直的角度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述光敏性表面是能捕捉所述目標(biāo)圖象的成像設(shè)備的電偶設(shè)備傳感器。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述步驟(iii)包括(a)在所述第一預(yù)定強(qiáng)度和第一閾值水平掃描目標(biāo)圖象；(b)定位在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的所述第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(c)掃描所述在第一預(yù)定強(qiáng)度和在隨后所述閾值水平上的所述目標(biāo)圖象；(d)定位在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的新像素區(qū)域；(e)定位在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的相符像素區(qū)域，這些像素區(qū)域引入了在所述步驟(b)中定位的所述第一閾值水平之上可識(shí)別的所述像素區(qū)域；(f)將在所述步驟(d)和(e)中定位的預(yù)定尺寸的所述新像素區(qū)域和相符像素區(qū)域的數(shù)目加和，記錄在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下的閾值水平之上可識(shí)別的預(yù)定尺寸像素區(qū)域的總數(shù)；和(h)在隨后的所述預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述相符區(qū)域包括(i)在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的在所述第一閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)鄰接像素區(qū)域；和(ii)在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別像素區(qū)域內(nèi)合并的在所述第一閾值水平之上可識(shí)別的多個(gè)像素區(qū)域。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所述預(yù)定尺寸的所述像素區(qū)域包括小區(qū)域、中等區(qū)域、大區(qū)域、超大區(qū)域、區(qū)域簇或它們的組合。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述小區(qū)域是約49-83μm2，其中所述中等區(qū)域是約127-239μm2，其中所述大區(qū)域是約342-576μm2，其中所述超大區(qū)域是約577-122500μm2，其中所述區(qū)域簇是約49-122500μm2。
32.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述步驟(iv)包括(a)將所述預(yù)定尺寸的所述未知金屬薄片的所述特性與相同預(yù)定尺寸的所述已知金屬薄片的所述基準(zhǔn)特性比較以確定對(duì)于每個(gè)所述預(yù)定強(qiáng)度而言的特征距離，其中相同預(yù)定尺寸的所述已知金屬薄片是從在含有所述已知金屬薄片的第一板上的基準(zhǔn)涂層提取的；(b)將對(duì)于所有所述預(yù)定強(qiáng)度的所述特征距離加和以得到對(duì)于所述預(yù)定尺寸的所述特征距離總和；(c)將所述總和乘以權(quán)重系數(shù)以計(jì)算對(duì)于所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離；(d)對(duì)所有其它所述預(yù)定尺寸重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)和(c)，以確定對(duì)于其它所述預(yù)定尺寸的加權(quán)化特征距離；(e)加和對(duì)于所述預(yù)定尺寸的所述加權(quán)化特征距離以得到對(duì)于所述第一板上的所述涂層而言的最終特征距離；(f)重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)和(e)以確定在其它板上的基準(zhǔn)涂層的所述最終特征距離；(g)從所述最終特征距離中選擇最短的最終特征距離；和(h)從具有所述最短最終特征距離的所述板上的所述基準(zhǔn)涂層確定所述已知薄片或所述已知薄片共混物。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中在所述板上的所述基準(zhǔn)涂層中的所述已知金屬薄片的所述基準(zhǔn)特性通過(guò)包括下列步驟的步驟確認(rèn)(i)將在至少兩個(gè)所述預(yù)定強(qiáng)度下的一個(gè)或多個(gè)光束依次指引到在所述第一板上的所述基準(zhǔn)涂層的基準(zhǔn)部分；(ii)將所述第一板上的所述基準(zhǔn)涂層的所述基準(zhǔn)部分的反射指引到光敏性表面以依次捕捉在所述第一板上的所述基準(zhǔn)涂層的所述基準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)圖象；(iii)依次檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下在所述圖象中的所述已知金屬薄片的所述基準(zhǔn)特性；(iv)將在所述基準(zhǔn)圖象中的所述已知金屬薄片的所述基準(zhǔn)特性存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)、CD-ROM、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)或與客戶計(jì)算件連接的主機(jī)中。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中所述步驟(iii)包括(a)在所述第一預(yù)定強(qiáng)度和第一閾值水平掃描所述目標(biāo)圖象；(b)定位在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下在所述目標(biāo)圖象中的所述第一閾值水平之上可識(shí)別的像素區(qū)域；(c)掃描在所述第一預(yù)定強(qiáng)度和在所述隨后閾值水平上的所述目標(biāo)圖象；(d)定位在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下在所述基準(zhǔn)圖象中的所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的新像素區(qū)域；(e)定位在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的相符像素區(qū)域，這些像素區(qū)域引入了在所述步驟(b)中定位的在所述第一閾值水平之上可識(shí)別的所述像素區(qū)域；(f)將在所述步驟(d)和(e)中定位的預(yù)定尺寸的所述新像素區(qū)域和相符像素區(qū)域的數(shù)目加和，記錄在所述第一預(yù)定強(qiáng)度下的所述閾值水平之上可識(shí)別的所述預(yù)定尺寸像素區(qū)域的總數(shù)；和(h)在隨后的所述預(yù)定強(qiáng)度下重復(fù)進(jìn)行所述步驟(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述相符區(qū)域包括(i)在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的在所述第一閾值水平之上可識(shí)別的單個(gè)鄰接像素區(qū)域；和(ii)在所述隨后閾值水平之上可識(shí)別像素區(qū)域內(nèi)合并的在所述第一閾值水平之上可識(shí)別的多個(gè)像素區(qū)域。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述預(yù)定尺寸的所述已知金屬薄片包括小、中等、大、超大金屬薄片；金屬薄片簇或它們的組合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中所述小薄片是約49-83μm2，其中所述中等薄片是約127-239μm2，其中所述大薄片是約342-576μm2，其中所述超大薄片是約577-122500μm2，其中所述薄片簇是約49-122500μm2。
38.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中在所述板上的所述基準(zhǔn)涂層包含聚合物、顏料和添加劑。
39.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中所述顏料包含光吸收性顏料、光散射性顏料、光干涉性顏料、光反射性顏料或它們的組合。
40.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述目標(biāo)涂層包含聚合物、顏料和添加劑。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中所述顏料包含光吸收性顏料、光散射性顏料、光干涉性顏料、光反射性顏料或它們的組合。
42.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述預(yù)定強(qiáng)度固定在三個(gè)照明水平上。
43.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述光敏性表面是能捕捉作為所述灰色目標(biāo)圖象的所述目標(biāo)圖象的成像設(shè)備的電偶設(shè)備傳感器。
44.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述光敏性表面是能捕捉作為灰色目標(biāo)圖象或作為彩色目標(biāo)圖象的所述目標(biāo)圖象的成像設(shè)備的電偶設(shè)備傳感器。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中由所述成像設(shè)備捕捉的所述灰色和彩色目標(biāo)圖象的印記是在約0.01-25.0mm2范圍內(nèi)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，還包括(i)將所述目標(biāo)彩色圖象的RGB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成L、a、b數(shù)據(jù)；(ii)從彩色配方數(shù)據(jù)庫(kù)獲取一種或多種與L、a、b數(shù)據(jù)匹配的顏色配方；(iii)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示所述顏色配方；和(vi)從所述顏色配方中選擇所需的顏色配方。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，進(jìn)一步包括在所述屏幕上顯示所述顏色配方的確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中所述確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)包括以下中的一種或多種生產(chǎn)者名稱(chēng)，組成，型號(hào)，生產(chǎn)日期，顏料名稱(chēng)，油漆編號(hào)，交叉引用信息，預(yù)期用途，VIN數(shù)目，或載體的光譜數(shù)據(jù)或其顏色。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中所述計(jì)算機(jī)是與主機(jī)連通的客戶計(jì)算機(jī)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述目標(biāo)彩色圖象位于所述客戶計(jì)算機(jī)中，所述顏色配方數(shù)據(jù)庫(kù)位于所述主機(jī)中。
51.一種表征含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的方法，包括(i)將在三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的平行光束依次指引到位于直角的所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述被涂覆表面的反射指引到光敏性表面以依次捕捉所述目標(biāo)部分在所述三個(gè)預(yù)定強(qiáng)度下的所述預(yù)定強(qiáng)度的灰度圖象；(iii)依次檢測(cè)在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的基準(zhǔn)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的三種所述已知金屬薄片；(v)顯示已經(jīng)確認(rèn)的與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。
52.一種生產(chǎn)含有金屬薄片的涂料組合物的方法，其中由該組合物獲得的涂層與含有未知金屬薄片的目標(biāo)涂層的特性匹配，該方法包括(i)將一個(gè)或多個(gè)在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到所述目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；(ii)將所述部分的反射指引到光敏性表面以捕捉所述目標(biāo)部分的目標(biāo)圖象；(iii)檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下的所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；(iv)將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的所述特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；(v)顯示與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已確定的已知金屬薄片；(vi)制備一種或多種含有所述確定的已知金屬薄片的實(shí)驗(yàn)涂料組合物；(vii)將所述實(shí)驗(yàn)涂料組合物涂覆到實(shí)驗(yàn)基材上以在該基材上形成實(shí)驗(yàn)涂層；(vii)將所述實(shí)驗(yàn)涂層與所述目標(biāo)涂層比較以選擇具有與所述目標(biāo)涂層的所述特性匹配的特性的實(shí)驗(yàn)涂層；和(viii)選擇產(chǎn)生所述匹配實(shí)驗(yàn)涂層的實(shí)驗(yàn)涂料組合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了表征在基材上現(xiàn)有涂層中存在的未知金屬薄片的方法和所用的設(shè)備，使得可以配制匹配的金屬油漆組合物并涂覆在該基材上以產(chǎn)生具有與現(xiàn)有涂層匹配的特性例如隨角異色效應(yīng)的金屬涂層。該方法包括將在預(yù)定強(qiáng)度下的光束指引到目標(biāo)涂層的目標(biāo)部分；將所述部分的反射指引到光敏性表面以捕捉所述目標(biāo)部分的目標(biāo)圖象；檢測(cè)在所述預(yù)定強(qiáng)度下的所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性；將在所述目標(biāo)圖象中的所述未知金屬薄片的特性與已知金屬薄片在所述預(yù)定強(qiáng)度下的存儲(chǔ)特性關(guān)聯(lián)以確定與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片；和顯示確定的與所述未知金屬薄片的所述特性匹配的一種或多種所述已知金屬薄片。在確定這些特性之后，配制者能配制可涂覆在基材例如要修補(bǔ)的汽車(chē)車(chē)體表面上的金屬油漆料，以產(chǎn)生與汽車(chē)車(chē)體其余部分匹配的金屬涂層。
文檔編號(hào)G01N21/55GK1805798SQ200480016429
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者A·普拉卡什, R·A·卡姆斯, J·E·奧貝茨, W·B·申克, J·P·加拉赫爾, A·B·J·羅德里格斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司