[go: up one dir, main page]

DE10257640A1 - Device for recording the color impression of a surface - Google Patents

Device for recording the color impression of a surface Download PDF

Info

Publication number
DE10257640A1
DE10257640A1 DE10257640A DE10257640A DE10257640A1 DE 10257640 A1 DE10257640 A1 DE 10257640A1 DE 10257640 A DE10257640 A DE 10257640A DE 10257640 A DE10257640 A DE 10257640A DE 10257640 A1 DE10257640 A1 DE 10257640A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
light sources
color impression
exit
spectral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10257640A
Other languages
German (de)
Inventor
Joachim Dr. Kaiser
Heinrich Meyer
Reinhold Schneeberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE10257640A priority Critical patent/DE10257640A1/en
Priority to AU2003298108A priority patent/AU2003298108A1/en
Priority to PCT/EP2003/012464 priority patent/WO2004053441A1/en
Publication of DE10257640A1 publication Critical patent/DE10257640A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0218Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/10Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/504Goniometric colour measurements, for example measurements of metallic or flake based paints
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/501Colorimeters using spectrally-selective light sources, e.g. LEDs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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 DE 38 31 287 A1 bekannt. Die bekannte Einrichtung enthält eine Lichtquelle, die spektral breitbandiges Licht emittiert, das mit Hilfe eines Lichtleiters an die Oberfläche einer Probe geführt wird, und diese unter einem Winkel von 45° bestrahlt. Das unter 0° senkrecht zur Oberfläche der Probe gestreute Licht wird in einen Lichtleiter eingekoppelt und mit Hilfe eines Gitters räumlich spektral zerlegt. Die auf diese Weise erzeugten voneinander getrennten Spektralanteile werden von einem Detektorarray erfasst und durch Vergleich der einzelnen Spektralanteile wird der Farbwert der Probe bestimmt.Such a device is for example from the DE 38 31 287 A1 known. The known device contains a light source which emits spectrally broadband light, which is guided to the surface of a sample with the aid of a light guide, and which is irradiated at an angle of 45 °. The light scattered at 0 ° perpendicular to the surface of the sample is coupled into a light guide and spatially separated with the aid of a grating. The spectral components separated from one another in this way are recorded by a detector array and the color value of the sample is determined by comparing the individual spectral components.

Bei der aus US 4,464,054 A bekannten Einrichtung wird das von einer Lichtquelle erzeugte Licht in ein faseroptisches Kabel eingekoppelt, dessen Fasern ringförmig um eine gemeinsame Mittenachse und schräg zu dieser derart angeordnet sind, dass das aus den Fasern austretende Licht diese Mittenachse an derselben Stelle schneidet. Im Zentrum dieser ringförmigen Anordnung und von dieser Stelle beabstandet befindet sich ein zylindrischer Lichtleiter, der optisch an drei Photodetektoren gekoppelt ist. Zwischen den Photodetektoren und dem Lichtleiter sind jeweils Farbfilter angeordnet, die eine unterschiedliche Transmissionscharakteristik aufweisen. Die auf diese Weise in unterschiedlichen Spektralbereichen ermittelte Intensität des Lichtes, das von einer Oberfläche gestreut wird, die im Schnittpunkt des aus den Fasern austretenden Lichtes angeordnet ist, wird einer handelsüblichen Auswerteeinrichtung zugeführt, die aus den von den Photodetektoren bereitgestellten Messsignalen einen standardisierten Farbwert ermittelt.At the out US 4,464,054 A known device, the light generated by a light source is coupled into a fiber optic cable, the fibers of which are arranged in a ring around a common central axis and obliquely to the latter in such a way that the light emerging from the fibers intersects this central axis at the same point. In the center of this annular arrangement and at a distance from this point is a cylindrical light guide which is optically coupled to three photodetectors. Color filters, which have different transmission characteristics, are arranged between the photodetectors and the light guide. The intensity of the light determined in this way in different spectral ranges, which is scattered by a surface that is arranged at the intersection of the light emerging from the fibers, is fed to a commercially available evaluation device that determines a standardized color value from the measurement signals provided by the photodetectors.

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:

1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung in einer Prinzipdarstellung, 1 a device according to the invention in a schematic diagram,

2 eine vergrößerte Darstellung im Bereich der Austritts- und Eintrittsaperturen, 2 an enlarged view in the area of the exit and entrance apertures,

3 eine alternative Ausführungsform der Erfindung. 3 an alternative embodiment of the invention.

Gemäß 1 enthält die Einrichtung eine Beleuchtungseinrichtung 2 mit einer Mehrzahl, im Ausführungsbeispiel vier, von Lichtquellen 2a-d, die Licht unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung emittieren. Die Lichtquellen 2a-d sind optisch an eine Strahlführungseinrichtung 4 gekoppelt, die das von den Lichtquellen 2a-d jeweils erzeugte Licht zu zwei Austrittsaperturen 6a, b führen, aus denen das Licht unter unterschiedlichen Austrittswinkeln austritt und mit denen die Oberfläche 8 einer Probe 10 unter unterschiedlichen Einstrahlwinkeln α, β beleuchtet wird.According to 1 the device contains a lighting device 2 with a plurality, in the exemplary embodiment four, of light sources 2a-d that emit light of different spectral composition. The light sources 2a-d are optically connected to a beam guidance device 4 coupled that from the light sources 2a-d each generated light to two exit apertures 6a, b lead from which the light emerges at different exit angles and with which the surface 8th a sample 10 is illuminated at different angles of incidence α, β.

Die Strahlführungseinrichtung 4 wird durch eine Lichtleiteranordnung gebildet, wobei jede Lichtquelle 2a-2d an einen Lichtleiter 12 angeschlossen ist. Mit Y-Kopplern 14 wird das von den Lichtquellen 2a-d gesendete Licht in eine gemeinsame Übertragungsstrecke eingekoppelt, wobei mit Hilfe einer am Ende der gemeinsamen Übertragungsstrecke angeordneten Y-Weiche 16 eine erneute Auftrennung auf zwei Übertragungsstrecken erfolgt, die zu den Austrittsaperturen 6a bzw. 6b führen. Im Ausführungsbeispiel sind der letzte Y-Koppler 14 sowie die daran angeschlossene auftrennende Y-Weiche 16 als X-Koppler in einem Bauteil zusammengefasst.The beam guidance device 4 is formed by a light guide arrangement, each light source 2a-2d to a light guide 12 connected. With Y-couplers 14 is that from the light sources 2a-d transmitted light coupled into a common transmission path, with the help of a Y-switch arranged at the end of the common transmission path 16 there is a renewed separation on two transmission links leading to the exit apertures 6a respectively. 6b to lead. In the exemplary embodiment are the last Y coupler 14 as well as the connected separating Y-switch 16 summarized as an X-coupler in one component.

Den Austrittsaperturen 6a, b sind unter demselben Eintrittswinkel a, ß Eintrittsaperturen 18a, b zugeordnet, die über eine ebenfalls aus einer Lichtleiteranordnung aufgebauten Strahlführungseinrichtung 20 an einen Lichtempfänger 22a bzw. b angeschlossen sind, mit denen das an der Oberfläche 8 reflektierte Licht erfasst wird.The exit apertures 6a, b are at the same entry angle a, ß entry apertures 18a, b assigned, via a beam guidance device also constructed from a light guide arrangement 20 to a light receiver 22a respectively. b are connected with that on the surface 8th reflected light is detected.

Als Lichtquellen 2a-d sind spektral schmalbandige LEDs vorgesehen, deren Emissionsspektren verschieden sind und sich möglichst wenig überlappen. Lichtquellen 2a-d und Lichtempfänger 22a, b sind bevorzugt auf einer Platine 23 montiert, die insbesondere zugleich weitere elektronische Bauelemente für deren Ansteuerung und für die Messsignalverarbeitung enthält. Eine Steuereinrichtung 24 dient zum sequentiellen Ansteuern der Lichtquellen 2a-d. In einer Auswerteeinrichtung 26 wird eine den Farbeindruck wiedergebende Kenngröße aus den von den Lichtempfängern 22a, b jeweils in den zugehörigen Zeitfenstern gemessenen und damit jeweils zu einem dem Emissionsspektrum der jeweils angesteuerten Lichtquelle entsprechenden spektralen Bereich gehörenden Intensitäten ermittelt.As light sources 2a-d spectrally narrow-band LEDs are provided, the emission spectra of which are different and overlap as little as possible. light sources 2a-d and light receiver 22a, b are preferred on a board 23 mounted, which in particular contains other electronic components for their control and for measurement signal processing. A control device 24 is used for sequential control of the light sources 2a-d , In an evaluation device 26 becomes a parameter that reflects the color impression from that of the light receivers 22a, b in each case measured in the associated time windows and thus in each case associated with a spectral range corresponding to the emission spectrum of the respectively controlled light source.

Die Strahlführungseinrichtungen 4 und 20 sind vorzugsweise in einem Bauteil, insbesondere ein Spritzgussteil aus Kunststoff, integriert, das unmittelbar auf der Platine 23 mon tiert werden kann, so dass ein kompakter und zugleich kostengünstiger Aufbau möglich ist.The beam guidance devices 4 and 20 are preferably integrated in a component, in particular an injection molded part made of plastic, which is directly on the circuit board 23 can be installed so that a compact and at the same time inexpensive construction is possible.

Alternativ können die Strahlführungseinrichtungen 4 und 20 aber auch aus mehreren Einzelteilen, insbesondere wieder in Form einfacher Spritzgussteile aus Kunststoff, aufgebaut sein. Als Einzelteile kommen unter anderem Koppelelemente, beispielsweise in y- oder x-Form, und einfache lichtübertragende Elemente in Betracht. Die Einzelteile sind zusammengefügt. Dies kann über eine Klebung erfolgen.Alternatively, the beam guidance devices 4 and 20 but also be made up of several individual parts, in particular again in the form of simple injection molded plastic parts. Coupling elements, for example in y- or x-shape, and simple light-transmitting elements can be considered as individual parts. The individual parts are put together. This can be done by gluing.

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 4 und 20 sehr kompakt realisieren. Die Größe beträgt insbesondere nur wenige cm, beispielsweise zwischen 2 und 6 cm. Weiterhin ist eine unmittelbare Montage auf der Platine 23 möglich, wodurch aufwendige Justageprozesse bei der Fertigung vermieden werden können.The light guidance within the injection molded parts is based, for example, on the difference in refractive index between the plastic as the light-guiding medium and the surrounding atmosphere, in particular the air. The beam guidance devices can be used both in the one-part and in the multi-part embodiment 4 and 20 realize very compact. The size is in particular only a few cm, for example between 2 and 6 cm. Furthermore, there is an immediate assembly on the board 23 possible, which means that complex adjustment processes during production can be avoided.

Außer unter Verwendung einfacher Spritzgussteile lassen sich die Strahlüberwachungseinrichtungen 4 und 20 auch mittels handelsüblicher Kunststoff- oder Glas-Lichtwellenleiter realisieren.In addition to using simple injection molded parts, the beam monitoring devices can also be used 4 and 20 can also be realized using standard plastic or glass fiber optic cables.

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 10.Overall, a very small structure is achieved, so that the device can also be designed as a portable measuring device. This favors a measurement even on a very large sample 10 ,

Da die Intensität des reflektierten Lichtes einer jeden Lichtquelle 2a-2d unter zwei Winkeln gemessen wird, kann durch Bildung eines Quotienten Ia/Ib aus mit den Lichtempfängern 22a, b jeweils bei ein und derselben angesteuerten Lichtquelle 2a-d unter den Reflexions- bzw. Einstrahlwinkeln α, β gemessenen Intensitäten Ia, Ib eine spektrale Kalibrierung entfallen. Insbesondere lässt sich durch einen Vergleich der Quotienten Ia/Ib von Messungen an den Oberflächen 8 zweier verschiedener Proben (zweite Probe ist in 1 nicht dargestellt) feststellen, ob beide Oberflächen 8 farblich gleich sind. Auch hierfür ist keine spektrale Kalibrierung bei den einzelnen Messungen erforderlich.Because the intensity of the reflected light from any light source 2a-2d is measured at two angles, by forming a quotient I a / I b from with the light receivers 22a, b each with the same controlled light source 2a-d Spectral calibration is not required at the intensities I a , I b measured at the reflection or incident angles α, β. In particular, one can Comparison of the quotients I a / I b of measurements on the surfaces 8th two different samples (second sample is in 1 not shown) determine whether both surfaces 8th are the same color. No spectral calibration is required for the individual measurements here either.

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 2a-d auf denselben Oberflächenbereich auftrifft und das dort jeweils reflektierte Licht über eine einzige Eintrittsapertur aufgenommen wird, liegen für jede spektrale Zusammensetzung identische geometrische Bedingungen vor, so dass eine Verfälschung des Farbeindrucks durch Unterschiede zwischen verschiedenen Oberflächenbereichen nicht auftreten kann.By comparing the intensity quotients I a / I b of two surfaces determined in different spectral ranges, it can be determined whether the two surfaces are of the same color without having to carry out a spectral calibration of the individual measurements. In addition, by using a single exit aperture for each exit angle α, β, the light from each light source 2a-d impinging on the same surface area and the light reflected there in each case being recorded via a single entrance aperture, there are identical geometric conditions for each spectral composition, so that the color impression cannot be falsified by differences between different surface areas.

In der vergrößerten Darstellung gemäß 2 ist außerdem deutlicher zu erkennen, dass die Austrittsaperturen 6a, b relativ zur Oberfläche 8 der Probe derart angeordnet sind, dass das aus ihnen austretende Licht denselben Oberflächenbereich bestrahlt. Mit anderen Worten: Die zu den Austrittsaperturen 6a, b jeweils gehörenden Mittenachsen des aus ihnen austretenden Lichts schneiden sich in einem Punkt P, der auf der Oberfläche 8 der korrekt an der Einrichtung positionierten Probe 10 liegt, so dass ein und dieselbe Stelle der Probe 10 unter unterschiedlichen Winkeln bestrahlt wird. Auch in diesem Fall werden Verfälschung durch Verknüpfung von Messergebnissen aus unterschiedlichen Oberflächenbereichen weitgehend unterdrückt.According to the enlarged representation 2 is also more clearly recognizable that the exit apertures 6a, b relative to the surface 8th of the sample are arranged in such a way that the light emerging from them irradiates the same surface area. In other words: the exit apertures 6a, b respective center axes of the light emerging from them intersect at a point P on the surface 8th the sample correctly positioned on the device 10 lies so that one and the same place of the sample 10 is irradiated at different angles. In this case too, falsification is largely suppressed by linking measurement results from different surface areas.

Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist alternativ jedem Einstrahlwinkel α, β eine Lichtquellenanordnung 2a-d bzw. 2e-h zugeordnet, die identisch aufgebaut sind, so dass für jede spektrale Zusammensetzung zwei Lichtquellen 2a,e2d,h vorhanden sind. In diesem Fall ist es entweder erforderlich, dass die Intensität der spektral zusammengehörenden Lichtquellen 2a,e2d,h sowohl hinsichtlich ihres Betrages als auch ihrer spektralen Zusammensetzung zumindest konstant bleibt, oder es müssen regelmäßig vor den eigentlichen Messungen Referenzmessungen durchgeführt werden. Eine solche Referenzmessung könnte dadurch erfolgen, das mit Hilfe eines in der Figur nicht dargestellten Referenzempfängers die Intensität Ra,.. Rh jeder Lichtquelle 2a – h gemessen wird und ein aus diesen Messwerten für die jeweils spektral zusammengehörenden Lichtquellen 2a,e2d,h gebildeter Quotient Ra/Re,... Rd/Rh zur Korrektur der mit den Lichtempfängern 22a und b jeweils gemessenen Intensitäten verwendet wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, vor der eigentlichen Messung eine Referenzmessung mit einer spiegelnden Probe durchzuführen.In the embodiment according to 3 alternatively, every angle of incidence α, β is a light source arrangement 2a-d respectively. 2e-h assigned, which are constructed identically, so that for each spectral composition two light sources 2a, e - 2d, h available. In this case it is either necessary that the intensity of the spectrally related light sources 2a, e - 2d, h remains at least constant in terms of both their amount and their spectral composition, or reference measurements must be carried out regularly before the actual measurements. Such a reference measurement could be carried out by using a reference receiver (not shown in the figure) to determine the intensity R a ,... R h of each light source 2a-h is measured and one of these measured values for the spectrally related light sources 2a, e - 2d, h formed quotient R a / R e , ... R d / R h for the correction with the light receivers 22a and b measured intensities are used. Alternatively, it is also possible to carry out a reference measurement with a specular sample before the actual measurement.

Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass auch diffus an der Oberfläche 8 reflektiertes Licht, d. h. Licht, das aus der Austrittsapertur 6a in die Eintrittsapertur 18b bzw. aus der Austrittsapertur 6b in die Eintrittsapertur 18a eintritt, zur Bewertung des Farbeindruckes herangezogen werden kann.The advantage of such an arrangement is that it is also diffuse on the surface 8th reflected light, ie light emanating from the exit aperture 6a into the entrance aperture 18b or from the exit aperture 6b into the entrance aperture 18a occurs, can be used to assess the color impression.

Claims (8)

Einrichtung zum Erfassen des Farbeindruckes einer Oberfläche (8), umfassend a) eine Beleuchtungseinrichtung (2) zum Beleuchten der Oberfläche (8) mit einer Mehrzahl von Lichtquellen (2a-d) zum Erzeugen von Licht voneinander verschiedener spektraler Zusammensetzung, b) eine Steuereinrichtung (24) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Einschalten der Lichtquellen, c) einen Lichtempfänger (22a,b) zum Messen der Intensität (Ia, Ib) des von der Oberfläche (8) jeweils reflektierten Lichtes, und d) eine Auswerteeinrichtung (26) zum Ermitteln einer den Farbeindruck wiedergebenden Kenngröße aus den gemessenen Intensitäten (Ia, Ib).Device for recording the color impression of a surface ( 8th ), comprising a) an illumination device ( 2 ) to illuminate the surface ( 8th ) with a plurality of light sources ( 2a-d ) for generating light of different spectral composition, b) a control device ( 24 ) for switching on the light sources successively in time, c) a light receiver ( 22a, b ) for measuring the intensity (I a , I b ) of the surface ( 8th ) each reflected light, and d) an evaluation device ( 26 ) to determine a characteristic value representing the color impression from the measured intensities (I a , I b ). Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer Strahlführungseinrichtung (4) zum Führen des von den Lichtquellen (2a-d) erzeugten Lichtes zu wenigstens einer gemeinsamen Austrittsapertur (6a,b).Device according to claim 1, with a beam guiding device ( 4 ) for guiding the light generated by the light sources (2a-d) to at least one common exit aperture ( 6a, b ). Einrichtung nach Anspruch 2, bei der als Strahlführungseinrichtung (4) eine Lichtleiteranordnung vorgesehen sind.Device according to claim 2, in which the beam guiding device ( 4 ) a light guide arrangement are provided. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der als Lichtquellen (2a-d) spektral schmalbandige LED's vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, in which the light sources ( 2a-d ) spectrally narrow-band LEDs are provided. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens zwei Austrittsaperturen (6a,b) zum Beleuchten der Oberfläche (8) unter verschiedenen Einstrahlwinkeln (α,β) vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, in which at least two exit apertures ( 6a, b ) to illuminate the surface ( 8th ) are provided at different angles of incidence (α, β). Einrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Austrittsapparatur (6a,b) eine Eintrittsapertur (18a bzw. b) zugeordnet ist.Device according to claim 5, in which each outlet apparatus ( 6a, b ) an entrance aperture ( 18a respectively. b ) assigned. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der jeder Eintrittsapertur (18a,b) ein Lichtempfänger (2a bzw. b) zugeordnet ist.Device according to claim 6, in which each entrance aperture ( 18a, b ) a light receiver ( 2a respectively. b ) assigned. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Auswerteeinrichtung (26) zum Ermitteln der Kenngröße eine Rechenschaltung zur Bildung eines Quotienten aus den gemessenen Intensitäten (Ia, Ib) umfasst.Device according to one of the preceding claims, the evaluation device ( 26 ) for determining the parameter comprises a computing circuit for forming a quotient from the measured intensities (I a , I b ).
DE10257640A 2002-12-10 2002-12-10 Device for recording the color impression of a surface Withdrawn DE10257640A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10257640A DE10257640A1 (en) 2002-12-10 2002-12-10 Device for recording the color impression of a surface
AU2003298108A AU2003298108A1 (en) 2002-12-10 2003-11-07 System for detecting the perceived colour of a surface
PCT/EP2003/012464 WO2004053441A1 (en) 2002-12-10 2003-11-07 System for detecting the perceived colour of a surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10257640A DE10257640A1 (en) 2002-12-10 2002-12-10 Device for recording the color impression of a surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10257640A1 true DE10257640A1 (en) 2004-07-08

Family

ID=32477514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10257640A Withdrawn DE10257640A1 (en) 2002-12-10 2002-12-10 Device for recording the color impression of a surface

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003298108A1 (en)
DE (1) DE10257640A1 (en)
WO (1) WO2004053441A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005042991A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Giesecke & Devrient Gmbh Method and device for testing value documents

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678338A (en) * 1982-11-22 1987-07-07 Hitachi Maxell, Ltd. Color sensor
US4917500A (en) * 1987-12-03 1990-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Color sensor system for the recognition of objects with colored surfaces
JPH02302633A (en) * 1989-05-17 1990-12-14 Murakami Shikisai Gijutsu Kenkyusho:Kk On-line measuring method of spectral solid-angle reflectance inherent to semipermeable sheet
JPH04213033A (en) * 1990-12-10 1992-08-04 Toyota Motor Corp Color measuring apparatus for metal-based applied color
EP0505878A1 (en) * 1991-03-25 1992-09-30 Eaton Corporation Photoelectric color sensor
WO1995024620A1 (en) * 1994-03-08 1995-09-14 Cohen, Cindy Color meter
JPH07294334A (en) * 1994-04-28 1995-11-10 Minolta Co Ltd Colorimetric device
DE4434168A1 (en) * 1994-09-24 1996-03-28 Byk Gardner Gmbh Device and method for measuring and evaluating spectral radiation and in particular for measuring and evaluating color properties

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19617009C2 (en) * 1996-04-27 1999-05-20 Roland Man Druckmasch Photoelectric measuring device
DE19930688A1 (en) * 1999-07-02 2001-01-04 Byk Gardner Gmbh Surface quality determination device for car bodywork, comprises illuminating device containing light emitting diode and device capturing light reflected from surface which contains photosensor, filter between them modifying light
FR2801125B1 (en) * 1999-11-17 2002-02-22 Montage Et Cablage Electroniqu APPARATUS AND METHOD FOR VERIFYING AUTHENTICITY OF DOCUMENTS, FOR EXAMPLE BANKNOTES OR CHECKS
GB0025096D0 (en) * 2000-10-13 2000-11-29 Bank Of England Detection of printing and coating media

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4678338A (en) * 1982-11-22 1987-07-07 Hitachi Maxell, Ltd. Color sensor
US4917500A (en) * 1987-12-03 1990-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Color sensor system for the recognition of objects with colored surfaces
JPH02302633A (en) * 1989-05-17 1990-12-14 Murakami Shikisai Gijutsu Kenkyusho:Kk On-line measuring method of spectral solid-angle reflectance inherent to semipermeable sheet
JPH04213033A (en) * 1990-12-10 1992-08-04 Toyota Motor Corp Color measuring apparatus for metal-based applied color
EP0505878A1 (en) * 1991-03-25 1992-09-30 Eaton Corporation Photoelectric color sensor
WO1995024620A1 (en) * 1994-03-08 1995-09-14 Cohen, Cindy Color meter
JPH07294334A (en) * 1994-04-28 1995-11-10 Minolta Co Ltd Colorimetric device
DE4434168A1 (en) * 1994-09-24 1996-03-28 Byk Gardner Gmbh Device and method for measuring and evaluating spectral radiation and in particular for measuring and evaluating color properties

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004053441A1 (en) 2004-06-24
AU2003298108A1 (en) 2004-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10010213B4 (en) Optical measuring device, in particular for quality monitoring in continuous processes
DE19950588B4 (en) Apparatus and method for quality control of especially painted surfaces
DE3713149A1 (en) REMOTE MEASUREMENT SPECTROPHOTOMETER
DE2740724A1 (en) SPECTROPHOTOMETER WITH SIMULTANEOUS DETERMINATION OF LIGHT INTENSITY
WO2003002991A2 (en) Device for photometric measurement of several samples
DE68922181T2 (en) Optical transmission spectrometer.
DE102011050969A1 (en) Apparatus for referenced measurement of reflected light and method for calibrating such a device
EP0174496A2 (en) Procedure for measuring the radiation wavelength and the wavelength-corrected radiation power of monochromatical light-sources and arrangement for carrying out this procedure
EP2622323B1 (en) Apparatus for spectroscopically examining samples
WO1999061894A1 (en) Device for detecting substances in fluid phase
EP2513874B1 (en) Sensor for inspecting value documents
DE60205406T2 (en) OPTICAL TWO-WAVELENGTH FLUORESCENT ANALYZER
DE3244286C2 (en) Apparatus for recognizing the colors of samples and providing information relating to their color
DE3831287C2 (en) Optical colorimeter
DE19610393A1 (en) Identification and/or classification of precious stones using light spectrometer
DE19811150C2 (en) Thin-layer chromatography
DE102017108552B4 (en) Spectrometric measuring head with several transmission light entry windows
DE102004058408B4 (en) Device for determining surface properties
DE69316365T2 (en) DEVICE FOR MEASURING LIGHT
EP0548027B1 (en) Apparatus for spectro photometric analysis
DE10257640A1 (en) Device for recording the color impression of a surface
EP0394909A1 (en) Method for diffuse illumination of a measuring area in a test carrier analysing system
EP1650589B1 (en) Microscope having a device for recognition of optical components
DE19816359A1 (en) Optical structural change detector for surface of moving part, especially adhesive layer
EP0895588B1 (en) Investigation device

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal
8165 Unexamined publication of following application revoked