DE10257640A1 - Device for recording the color impression of a surface - Google Patents
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Abstract
Eine Einrichtung zum Erfassen des Farbeindruckes einer Oberfläche (8) enthält eine Beleuchtungseinrichtung (2) zum Beleuchten der Oberfläche (8) mit einer Mehrzahl von Lichtquellen (2a-d) zum Erzeugen von Licht voneinander verschiedener spektraler Zusammensetzung, eine Steuereinrichtung (24) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Einschalten der Lichtquellen, einen Lichtempfänger (22a, b) zum Messen der Intensität (I¶a¶, I¶b¶) des von der Oberfläche (8) jeweils reflektierten Lichtes, und eine Auswerteeinrichtung (26) zum Ermitteln einer den Farbeindruck wiedergebenden Kenngröße aus den gemessenen Intensitäten (I¶a¶, I¶b¶). Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer spektralen Zerlegung des gesendeten oder empfangenen Lichtes.A device for detecting the color impression of a surface (8) contains an illumination device (2) for illuminating the surface (8) with a plurality of light sources (2a-d) for generating light of different spectral composition, and a control device (24) for temporally Successive switching on of the light sources, a light receiver (22a, b) for measuring the intensity (I¶a¶, I¶b¶) of the light reflected from the surface (8), and an evaluation device (26) for determining a color impression Characteristic from the measured intensities (I¶a¶, I¶b¶). This eliminates the need for spectral decomposition of the transmitted or received light.
Description
Einrichtung zum Erfassen des Farbeindruckes einer Oberfläche Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erfassen des Farbeindruckes einer Oberfläche.Device for recording the color impression a surface The invention relates to a device for detecting the Color impression of a surface.
Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus
der
Bei der aus
Die bei den bekannten Einrichtungen eingesetzte spektrale Zerlegung eines breitbandigen Lichtsignals sowie die daraus resultierende Auswertung kann sich als sehr aufwendig gestalten. Das Messsignal kann nämlich durch die spektrale Empfindlichkeit des Detektors sowie durch das Intensitätsprofil der Lichtquelle, der innerhalb des Strahlenganges eingesetzten Filter und/oder sonstigen optischen Komponenten in unerwünschter Weise beeinflusst werden. Deshalb ist bei den bekannten Einrichtungen insbesondere auch eine aufwendige spektrale Kalibrierung erforderlich.The well-known facilities spectral decomposition of a broadband light signal as well as the resulting evaluation can prove to be very complex shape. The measurement signal can namely by the spectral sensitivity of the detector as well as by the Intensity profile of the Light source, the filter used within the beam path and / or other optical components in undesirable Way to be influenced. Therefore, in the known facilities in particular, a complex spectral calibration is required.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Messen des Farbeindruckes einer Oberfläche anzugeben, die bei hinreichender Genauigkeit und einfachem Aufbau eine zuverlässige Farbcharakterisierung einer Oberfläche ermöglicht.The object of the invention is now to provide a device for measuring the color impression of a surface, which, with sufficient accuracy and simple structure, provides reliable color characterization allows a surface.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen umfasst die Einrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Oberfläche mit einer ersten Lichtquelle zum Erzeugen von Licht mit einer ersten spektralen Zusammensetzung, sowie wenigstens einer zweiten Lichtquelle zum Erzeugen von Licht mit einer zweiten spektralen Zusammensetzung, wobei erste und zweite spektrale Zusammensetzung voneinander verschieden sind. Zum zeitlich aufeinanderfolgenden Einschalten der Lichtquellen ist eine Steuereinrichtung vorgesehen. Die Intensität des von der Oberfläche jeweils reflektierten Lichtes wird mit einem Lichtempfänger gemessen und einer Auswerteeinrichtung übermittelt, die aus den gemessenen Intensitäten eine den Farbeindruck wiedergebende Kenngröße bestimmt.The above object is achieved according to the invention solved with a device with the features of claim 1. According to these Features include a lighting device for Illuminate the surface with a first light source for generating light with a first spectral Composition, as well as at least a second light source for Generating light with a second spectral composition, the first and second spectral composition being different from one another are. For switching on the light sources sequentially in time a control device is provided. The intensity of the of the surface each reflected light is measured with a light receiver and transmitted to an evaluation device, from the measured intensities determines a parameter reflecting the color impression.
Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Lichtquellen, die Licht voneinander verschiedener spektraler Zusammensetzung emittieren, entfällt die Notwendigkeit einer spektralen Zer legung des von der Oberfläche reflektierten oder gestreuten Lichtes. Dadurch ist der Aufbau der Messeinrichtung vereinfacht.By using a plurality of light sources that have different spectral light from each other Emit composition, not applicable the need for a spectral decomposition of the reflected from the surface or scattered light. This is the structure of the measuring device simplified.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Strahlführungseinrichtung zum Führen des von den Lichtquellen erzeugten Lichtes zu wenigstens einer gemeinsamen Austrittsapertur vorgesehen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Oberfläche von allen Lichtquellen unter dem selben Austrittswinkel und unter identischen Einfallsbedingungen bestrahlt wird. Dadurch sind auch bei unebenen Oberflächen eine hohe Messgenauigkeit und hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet.In an advantageous embodiment the invention is a beam guiding device to lead of the light generated by the light sources to at least one common Exit aperture provided. This ensures that the surface of all light sources at the same exit angle and under identical conditions of incidence is irradiated. This also means on uneven surfaces high measuring accuracy and high reproducibility guaranteed.
Insbesondere ist als Strahlführungseinrichtung eine Lichtleiteranordnung, vorzugsweise eine aus einem einzigen Bauteil, insbesondere ein Kunstoffspritzgussteil, bestehende Lichtleiteranordnung vorgesehen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Gestaltung der Einrichtung. Außerdem können Lichtquellen und Lichtempfänger räumlich getrennt von der ihnen jeweils zugeordneten Austritts- bzw. Eintrittsapertur angeordnet werden, so dass der eigentliche Sensorkopf weitgehend miniaturisiert werden und auch an sehr großen Objekten oder an Objekten mit einer komplexen Oberflächenstruktur einfach gemessen werden kann.In particular, as a beam guidance device an optical fiber arrangement, preferably one made of a single one Component, in particular a plastic injection molded part, existing light guide arrangement is provided. this makes possible a particularly compact design of the facility. It can also use light sources and light receiver spatial separately from the exit or entrance aperture assigned to them be arranged so that the actual sensor head largely be miniaturized and also on very large objects or on objects with a complex surface structure can be measured easily.
Als Lichtquellen sind vorzugsweise spektral schmalbandige LED's vorgesehen.Are preferred as light sources spectrally narrow-band LEDs intended.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei Austrittsaperturen zum Beleuchten der Oberfläche unter verschiedenen Einstrahlwinkeln (= Austrittswinkel) vorgesehen. Hierdurch können Oberflächen, deren Farbeindruck vom Betrachtungswinkel abhängig ist, eindeutiger charakterisiert werden.In a further preferred embodiment of the invention, at least two exit apertures are provided for illuminating the surface at different angles of incidence (= exit angle). As a result, surfaces whose color impression depends on the viewing angle can be seen be characterized.
Vorzugsweise ist jeder Austrittsapertur eine Eintrittsapertur zugeordnet, wobei insbesondere jeder Eintrittsapertur ein Lichtempfänger zugeordnet ist. Außerdem ist jede Eintrittsapertur vorzugsweise unter einem Eintrittswinkel angeordnet, der gleich groß ist wie der Austrittswinkel der jeweils zugeordneten Austrittsapertur.Each exit aperture is preferably assigned an entrance aperture, in particular each entrance aperture a light receiver assigned. Moreover each entry aperture is preferably at an entry angle arranged, which is the same size like the exit angle of the respectively assigned exit aperture.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die zum Ermitteln der Kenngröße eine Recheneinrichtung zur Bildung eines Quotienten aus den gemessenen Intensitäten umfasst.In a further embodiment of the The invention provides an evaluation device for determining the parameter one Computing device for forming a quotient from the measured intensities includes.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Dargestellt sind bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbeispiele der Einrichtung. Zur Verdeutlichung kann die Zeichnung auch nicht maßstäblich ausgeführt sein und gewisse Merkmale sind nur schematisiert wiedergegeben. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the embodiments referred to the drawing. Preferred, but in no way limiting, exemplary embodiments are shown the establishment. The drawing can not clarify either be made to scale and certain features are only shown schematically. Show it:
Gemäß
Die Strahlführungseinrichtung
Den Austrittsaperturen
Als Lichtquellen
Die Strahlführungseinrichtungen
Alternativ können die Strahlführungseinrichtungen
Die Lichtführung innerhalb der Spritzgussteile
beruht beispielsweise auf dem Brechzahlunterschied zwischen dem
Kunststoff als lichtführendem Medium
und der umgebenden Atmosphäre,
also insbesondere der Luft. Sowohl in der ein- als auch in der mehrteiligen
Ausführungsform
lassen sich die Strahlführungseinrichtungen
Außer unter Verwendung einfacher
Spritzgussteile lassen sich die Strahlüberwachungseinrichtungen
Insgesamt wird ein sehr kleiner Aufbau
erreicht, so dass die Einrichtung auch als portables Messgerät ausgeführt werden
kann. Dies begünstigt eine
Messung auch an einer sehr großen
Probe
Da die Intensität des reflektierten Lichtes
einer jeden Lichtquelle
Durch Vergleich der in verschiedenen
spektralen Bereichen jeweils ermittelten Intensitätsquotienten
Ia/Ib zweier Oberflächen kann
festgestellt werden, ob beide Oberflächen farblich gleich sind,
ohne jeweils eine spektrale Kalibrierung der einzelnen Messungen
durchführen
zu müssen.
Da außerdem durch
die Verwendung einer einzigen Austrittsapertur für jeden Austrittswinkel α, β das Licht
einer jeden Lichtquelle
In der vergrößerten Darstellung gemäß
Im Ausführungsbeispiel nach
Der Vorteil einer solchen Anordnung
ist, dass auch diffus an der Oberfläche
Claims (8)
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