DE4434168B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften Download PDF

Info

Publication number
DE4434168B4
DE4434168B4 DE4434168A DE4434168A DE4434168B4 DE 4434168 B4 DE4434168 B4 DE 4434168B4 DE 4434168 A DE4434168 A DE 4434168A DE 4434168 A DE4434168 A DE 4434168A DE 4434168 B4 DE4434168 B4 DE 4434168B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radiation
wavelength range
spectral
predetermined wavelength
radiation sources
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE4434168A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4434168A1 (de
Inventor
Uwe Dipl.-Phys. Sperling
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.)
BYK Gardner GmbH
BYK Gardner USA Inc
Original Assignee
BYK Gardner GmbH
BYK Gardner USA Inc
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 BYK Gardner GmbH, BYK Gardner USA Inc filed Critical BYK Gardner GmbH
Priority to DE4434168A priority Critical patent/DE4434168B4/de
Priority to US08/809,511 priority patent/US5844680A/en
Priority to JP8510620A priority patent/JPH10508940A/ja
Priority to PCT/EP1995/003789 priority patent/WO1996009524A1/de
Publication of DE4434168A1 publication Critical patent/DE4434168A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4434168B4 publication Critical patent/DE4434168B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251Colorimeters; Construction thereof
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01J3/52Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using colour charts
    • G01J3/524Calibration of 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
    • G01J2003/467Colour computing
    • 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
    • G01J2003/507Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors the detectors being physically selective
    • 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
    • G01J3/51Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • G01J3/513Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters having fixed filter-detector pairs

Abstract

Vorrichtung zur Messung und Auswertung einer spektralen Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Wellenlängenbereiches und insbesondere zur Erfassung von Farbeigenschaften mit:
einer Anzahl von N1 Strahlungsquellen, welche eine Strahlung aussenden, die spektral über einen Wellenlängenbereich verteilt ist, der wenigstens teilweise innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches liegt, wobei die spektralen Charakteristiken dieser einzelnen Strahlungsquellen voneinander unterschiedlich sind und N1 größer oder gleich 1 ist,
einer Sensoreinrichtung, welche die Strahlung innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches erfaßt und ein elektrisches Signal erzeugt, welches repräsentativ ist für die Intensität der erfaßten Strahlung,
einer Steuereinrichtung, welche den Betrieb dieser Vorrichtung steuert und welche bewirkt, daß die Strahlungsquellen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen in vorgegebenen Kombinationen betätigt werden,
einer Speichereinrichtung, in welcher die durch die Steuereinrichtung erfaßten Werte für die jeweilige Kombination von Strahlungsquellen erfaßt und abgespeichert werden,
wobei die Steuereinrichtung aus diesen gespeicherten Werten Kennwerte zur Kennteichnung der spektralen Eigenschaften dieser Strahlungsquellen berechnet,
dadurch...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen. Dabei sind unter dem Begriff "spektrale Strahlungen" Strahlungen zu verstehen, die sich über einen bestimmten Wellenlängenbereich erstrecken. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung und Auswertung der Farbeigenschaften von passiv oder aktiv strahlenden Körpern.
  • Die Aufgabe und Lösung der Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Messung und Auswertung der spektralen Eigenschaften von Farben beschrieben, das heißt von Strahlungen, die im sichtbaren Lichtbereich zwischen 380 und 780 Nanometer (nm) liegen. Die Erfindung und ihre Anwendung ist jedoch nicht auf den Bereich des sichtbaren Lichtes beschränkt, sondern auch auf Strahlungen anwendbar, welche eine größere bzw eine kleinere Wellenlänge aufweisen.
  • Die Farbe der Oberflächen ist eine wesentliche Eigenschaft von allen Gegenständen des täglichen Lebens, wie beispielsweise Kleidung, Einrichtungsgegenstände und Gebrauchsgegenstände, wie Autos und dergleichen. Der Farbeindruck entsteht dadurch, daß z.B. mit Licht bestrahlte Oberflächen das auftreffende Licht in einer bestimmten Weise absorbieren bzw. reflektierten, so daß das von der Oberfläche reflektierte Licht einen bestimmten spektralen Verlauf aufweist, der vom Auge eines Betrachters als Farbe erkannt wird. Um Farben bzw. farbige Oberflächen reproduzierbar herstellen zu können, ist es erforderlich, diesen spektralen Verlauf zu erfassen.
  • Die Kenntnis der spektralen Eigenschaften von Farbe ist auch wichtig, um Farbe fotografisch, auf Druckerzeugnissen, Filmen usw. korrekt darzustellen und insbesondere, um Farbe auf elektronischem Weg erfassen, übertragen und beispielsweise auf den Bildschirmen von Fernsehgeräten und Computermonitoren korrekt darstellen zu können.
  • Die spektrale Verteilung des Lichtes, welches beispielsweise von einem farbigen Körper reflektiert wird und welches einen bestimmten Farbeindruck erzeugt, wird als Farbreizfunktion φ(λ) bezeichnet. Die Farbreizfunktion wird zum einen durch die spektrale Verteilung des Lichtes S(λ), das auf den Körper auftrifft, sowie durch die von der Wellenlänge abhängige, die Reflexionseigenschaft kennzeichnende Remissionsfunktion ϱ(λ) bestimmt. Dabei ist die Farbreizfunktion φ(λ) = ϱ(λ) S(λ)das bedeutet, daß die Farbreizfunktion das Produkt der spektralen Strahlungsverteilung der Lichtquelle und der Remissionsfunktion ist.
  • Falls das Licht vom Körper nicht reflektiert wird, sondern den Körper durchleuchtet, tritt anstelle der Remissionsfunktion die spektrale Transmissionsfunktion τ(λ).
  • Die Abhängigkeit der Farbreizfunktion von der spektralen Verteilung des Lichtes, das auf die Oberfläche fällt, bedeutet, daß sich der Farbendruck ändern kann, wenn sich die spektrale Intensitätsverteilung der Beleuchtung ändert. Derartige Unterschiede sind beispielsweise zu beobachten, wenn ein Gegenstand zuerst mit Tageslicht (Metamerie) und dann mit Kunstlicht beleuchtet wird.
  • Es hat sich gezeigt, daß der Farbeindruck, den eine Farbe beim sogenannten Normbeobachter bewirkt, durch drei Variable, sogenannte Primärvalenzen, beschrieben werden kann. Danach werden die Farbwerte R, G, B einer Farbe, die durch eine Farbreizfunktion φ(λ) hervorgerufen wird, durch folgende Integrationen bestimmt: X = k ∫λφ(λ)x(λ)dλ, Y = k ∫λφ(λ)y(λ)dλ, Z = k ∫λφ(λ)z(λ)dλ,
  • Dabei sind X, Y, Z die Farbwerte, φ(λ) ist die Farbreizfunktion, x, y und z ist die Norm-Spektralwertfunktion in Abhängigkeit von λ. Eine entsprechende Norm für Farbwerte wurde 1931 von der CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) für die Beobachtung kleiner Farbflächen festgelegt, und zwar für einen Beobachtungswinkel von 2°. 1964 wurde dieses System durch ein 10°-System ergänzt. Neben diesen Normungen gibt es auch andere Farbstandards, die von nationalen Normorganisationen festgelegt wurden, und in der Regel auf der Young-Helmholtzschen Dreifarbentheorie beruhen.
  • Zur Messung der Farbeigenschaften eines Körpers gibt es eine Vielzahl von Geräten, deren wichtigsten Typen nachfolgend kurz beschrieben werden.
  • Ein typisches passives Farbmeßgerät mißt die von einem Körper durch Selbststrahlung oder durch Reflexion ausgehende Strahlung mittels dreier lichtsensitiver Detektoren, vor die jeweils ein Filter geschaltet ist, durch welche zum Beispiel die vorgenannten Spektralwert-Funktionen x(λ), y(λ) und z(λ) nachgebildet sind. Aus den Meßwerten der Sensoren können unmittelbar die Farbwerte X, Y, Z berechnet und angezeigt werden. Der Nachteil dieses Gerätes ist jedoch, daß die Filterfunktionen den jeweiligen Spektralwert-Funktionen sehr genau nachgebildet sein müssen, was sehr aufwendig ist. Außerdem können diese Geräte Metamerie-Effekte nicht erfassen.
  • Wird das Gerät zur Messung von reflektierenden Flächen verwendet, sind die gemessenen Werte nur aussagekräftig, wenn die Probe mit einer Normlichtart, wie sie beispielsweise in der deutschen DIN5033 festgelegt ist, belichtet wird.
  • Das genannte Farbmeßgerät erlaubt nur die Anzeige der drei Farbwerte, die Remissionsfunktion in Abhängigkeit von λ kann damit jedoch nicht ermittelt werden.
  • Eine weitere Bauart von Farbmeßgeräten sind die sogenannten Spektralphotometer. Bei diesen Geräten sind z.B. 16 oder 32 schmalbandige Filter in Verbindung mit einem Sensor vorgesehen, so daß die Intensität des reflektierten Lichtes in einem schmalen Wellenlängenbereich erfaßt werden kann. Dadurch kann die Remissionsfunktion in Abhängigkeit von der Wellenlänge über den jeweiligen Wellenlängenbereichen bestimmt und daraus die spektrale Verteilung dieser Funktion aufgezeichnet werden. Dabei ist allerdings für jeden als Stützstelle verwendeten Kurvenpunkt der spektralen Verteilung ein eigenes Filter erforderlich. Auch hier ist jedoch der Nachteil, daß die konstruktive Gestaltung des Gerätes und insbesondere die Herstellung der schmalbandigen Filter sehr aufwendig ist, so daß die Geräte in der Regel nur im Labor eingesetzt werden.
  • Bei einer anderen Bauart von Spektralphotometern wird das reflektierte Licht zerlegt, wobei für die Zerlegung entweder ein Prisma verwendet wird, da die Brechung von der Wellenlänge abhängig ist, bzw. ein Gitter, da die Beugung ebenfalls von der Wellenlänge abhängig ist. Diese Geräte sind jedoch bezüglich ihres Aufbaus außerordentlich aufwendig, so daß auch hier die Laboranwendung im Vordergrund steht.
  • Ein weiteres bekanntes Farbmeßgerät ist der Monochromator, der jeweils nur Licht einer bestimmten Wellenlänge auf die Probe fallen läßt, wodurch eine genaue Erfassung der spektralen Verteilung möglich ist. Auch dieses Gerät ist jedoch sehr aufwendig und wie das vorher beschriebene Spektralphotometer im wesentlichen ein reines Laborgerät.
  • Es hat bereits zahlreiche Bestrebungen gegeben, ein Farbmeßgerät zu entwickeln, welches auch für den Einsatz außerhalb des Labors, also z.B. in der Produktion und dergleichen, geeignet ist.
  • Ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE 42 02 822 A1 bekannt geworden. Bei diesem Farbmeßgerät ist ein zylindrisches Substrat vorgesehen, auf dessen einer Seite ein Temperatursensor und auf dessen anderer Seite im Kreis angeordnete Lichtquellen aufgebracht sind, die durch eine zylindrische Wand von einer Anordnung von vier lichtempfindlichen Sensoren getrennt sind. Das Gerät weist weiterhin eine Vielzahl von Glasfasern auf, mit denen Licht von den Lichtquellen zu einer zu messenden Fläche geführt wird, dort reflektiert und über die Glasfasern zu den Sensoren zurück geführt wird.
  • Die Lichtquellen und die Sensoren haben jeweils unterschiedliche spektrale Charakteristiken, und die Lichtquellen werden nacheinander mit Energie versorgt und das jeweils reflektierte Licht mit den Detektoren gemessen.
  • Anschließend wird ein Satz gewichteter Integrationen gebildet, wobei die Anzahl der Integrationen das Produkt aus der Anzahl der Lichtquellen und der Anzahl der Detektoren ist. Die Wichtungsfunktionen der Integrationen sind das Produkt der jeweiligen Beleuchtungs-Wichtungsfunktion und der jeweiligen Sensor-Wichtungsfunktion. Aus diesem Satz von gewichteten Integrationswerten wird durch lineare Transformation ein Satz von gewichteten Integrationswerten berechnet, indem vorbestimmte Koeffizienten für die Transformation verwendet werden. Dadurch ist es möglich, mit Bauelementen, deren spektrale Charakteristik nicht den Charakteristiken zur Bestimmung von Normfarbwerten entspricht, Normfarbwerte zu berechnen. Die Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die spektrale Auflösung unmittelbar an die Anzahl der Beleuchtungsquellen und Sensoren gebunden ist. Um eine relativ geringe Auflösung mit 18 Werten, deren Abstand zudem nicht notwendigerweise gleich ist, zu erreichen, sind beispielsweise 6 Beleuchtungsquellen und 3 Sensoren erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung und Auswertung einer spektralen Strahlung zu schaffen, welche einfach und kostengünstig gefertigt werden kann und welche Strahlungsmessungen und Auswertungen mit hoher spektraler Auflösung erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 12.
  • Durch die Erfindung wird ein Farbmeßgerät geschaffen, welches auf der einen Seite einfach aufgebaut ist, welches aber auf der anderen Seite so gestaltet ist, daß eine vollständige Erfassung der spektralen Verteilung einer Strahlungsquelle möglich ist, wobei im Unterschied zu den bekannten Geräten keine aufwendigen, exakten Filter und keine teuren Gitter benötigt werden.
  • Die Erfindung kann in unterschiedlicher Weise verwirklicht werden, wobei das erfinderische Prinzip in allen Ausführungsformen beibehalten wird.
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung als aktive Vorrichtung gestaltet. Dies bedeutet, daß die Vorrichtung über wenigstens eine Strahlungsquelle verfügt, in der elektrische Energie in Strahlungsenergie umgewandelt wird. Die von einer zu messenden Probe reflektierte Strahlung bzw. die durch die Probe durchtretende Strahlung wird von einer Sensoreinrichtung erfaßt und durch die Steuereinrichtung ausgewertet.
  • Der Aufbau dieser aktiven Vorrichtung kann in unterschiedlicher Weise gestaltet werden.
  • Bei einer ersten zu bevorzugenden Ausführungsform ist eine Anzahl von n Strahlungsquellen mit unterschiedlicher spektraler Charakteristik vorgesehen, deren Charakteristiken so ausgewählt sind, daß sie sich zumindest teilweise überlappen und daß sie voneinander linear unabhängig sind. Zur Erfassung der vom Körper reflektierten oder durch den Körper hindurch geleiteten Strahlung ist ein Sensor vorgesehen, der im gesamten interessierenden Wellenlängenbereich der Strahlung empfindlich ist.
  • Zur Kalibrierung der Vorrichtung wird für jede individuelle Vorrichtung ein Satz von n Eichstandards mit bekannter Reflexionscharakteristik im interessierenden Wellenlängenbereich vermessen. Werden beispielsweise 8 Strahlungsquellen mit linear voneinander unabhängiger spektraler Charakteristik benutzt, so werden 8 Eichstandards verwendet und in vorgegebenen Wellenlängenabständen, beispielsweise für 50 äquidistante Stützstellen im interessierenden Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm, die entsprechenden bekannten Reflexionswerte dieser Eichstandards in die Vorrichtung eingegeben. Die Messung erfolgt sequentiell, dies bedeutet, daß für jede einzelne Lichtquelle die Reflexionsintensität für alle 8 Eichstandards gemessen werden.
  • Auf diese Weise werden, wie dies in der speziellen Beschreibung im einzelnen erläutert ist, acht Kalibrierfunktionen in Abhängigkeit der Wellenlänge gebildet. Wird nun das Reflexions- oder Transmissionsverhalten einer unbekannten Probe gemessen, so werden die für die acht unterschiedlichen Lichtquellen erhaltenen Meßergebnisse mit diesen Kalibrierfunktionen verknüpft und es ergibt sich dann die spektrale Charakteristik des Reflexions-/Transmissionsvermögens der Probe.
  • Auf diese Weise ist es möglich, ohne Monochromator und ohne komplizierte spektrale Zerlegung des Lichtes einer Strahlungsquelle die spektrale Charakteristik der Probe zu erfassen.
  • Falls die Auflösung mit z.B. 50 Stützstellen nicht ausreicht, kann die Genauigkeit ohne weiteres erhöht werden, indem 100 oder 200 Stützstellen verwendet werden.
  • In einer zweiten Ausführungsform wird nur eine Lichtquelle verwendet, welche Licht im gesamten interessierenden Wellenlängenbereich mit vorgegebener Charakteristik ausstrahlt. In diesem Fall sind eine Anzahl von n Sensoren mit unterschiedlicher spektraler Charakteristik vorgesehen, wobei sich die Wellenlängenbereiche der Sensoren wenigstens teilweise überlappen und wobei die Charakteristiken voneinander linear unabhängig sind.
  • Auch in diesem Fall wird eine Anzahl von n Eichstandards vermessen und die Auswertung wird durchgeführt, wie vorstehend für n verschiedene Lichtquellen beschrieben.
  • Bei einer dritten Ausführungsform der aktiven Vorrichtung ist eine Anzahl von n Lichtquellen mit unterschiedlicher spektraler Charakteristik vorgesehen, wobei sich die Charakteristiken im interessierenden Wellenlängenbereich zumindest teilweise überlappen und wobei diese Charakteristiken voneinander linear unabhängig sind, sowie eine Anzahl von m Sensoren von unterschiedlicher spektraler Charakteristik, wobei sich die Charakteristiken der Sensoren ebenfalls teilweise überlappen und voneinander linear unabhängig sind.
  • In diesem Fall werden im Idealfall p = n·m Eichstandards zur Kalibrierung verwendet, und es wird in gleicher Weise ein lineares Gleichungssystem aufgestellt und Kalibrierfunktionen ermittelt, wie dies bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fall ist. Falls in einem bestimmten Wellenlängenintervall kein Unterschied der spektralen Sensorcharakteristik bezüglich einer der Lichtquellen besteht, reduziert sich die Zahl der Kalibrierfunktionen und damit auch die Anzahl der zu verwendenden Eichstandards entsprechend.
  • Eine weitere zu bevorzugende Ausführungsform des Farbmeßgerätes ist als passive Vorrichtung gestaltet. Bei dieser Vorrichtung ist keine Strahlungsquelle vorgesehen, sondern es ist eine Anzahl von n Sensoren mit teilweise überlappenden, linear voneinander unabhängigen spektralen Charakteristiken vorgesehen. Diese Vorrichtung kann verwendet werden, um die spektrale Charakteristik von aktiven Strahlungsquellen, also beispielsweise des Umgebungslichtes, einer bestimmten Lichtquelle und dergleichen, zu erfassen.
  • Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Kalibrierung in entsprechender Weise mit n aktiven Strahlungsquellen, deren spektrale Charakteristik im interessierenden Wellenlängenbereich bekannt ist. Als aktive Strahlungsquellen können beispielsweise Reflexions-Eichstandards mit bekannter Reflexionscharakteristik verwendet werden, die mit einer externen Lichtquelle mit bekannter spektraler Intensitätsverteilung beleuchtet werden. Aus dem Produkt der spektralen Charakteristik der Lichtquelle und der spektralen Charakteristik des Reflexions-Eichstandards ergibt sich dann die Farbreizfunktion, die von den Sensoren der Vorrichtung erfaßt wird. Mit dieser bekannten Charakteristik werden wiederum wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Kalibrierfunktionen gebildet und darauf in der Vorrichtung aus den Meßergebnissen die spektrale Verteilung einer Strahlungsquelle bestimmt.
  • Die Anzeige der gemessenen und berechneten Werte kann bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in unterschiedlichen Variationen erfolgen.
  • Vorzugsweise erfolgt die Darstellung mit einem Display, das entweder unmittelbar an der Vorrichtung selbst angeordnet ist oder das auch separat von der Vorrichtung sein kann und mit dieser durch ein Kabel od. dgl. verbunden ist.
  • Auf einem solchen Display kann dann die ermittelte spektrale Strahlungsverteilung in einem üblichen rechtwinkligen Koordinatensystem über der Wellenlänge dargestellt werden.
  • Es ist weiterhin möglich, aus der spektralen Verteilung Farbkennwerte nach einem der bekannten Farbstandards zu berechnen. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Schalteinrichtung auf, die beispielsweise mit mehreren einzelnen Eingabeschaltern bestückt ist, mit der zwischen mehreren Farbstandards umgeschaltet werden kann, so daß eine einmal erfolgte Messung auf verschiedene Weise ausgewertet werden kann.
  • Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann die Steuereinrichtung so gestaltet werden, daß außer der vollständigen spektralen Verteilung und der Ausgabe genormter Farbkennwerte die Ausgabe von Meßwerten in der Weise möglich ist, daß die Vorrichtung einen bestimmten Gerätetyp nachbildet. Dies erlaubt es dem Benutzer, die Meßwerte der Vorrichtung mit den Meßwerten des anderen Gerätetyps unmittelbar zu vergleichen, auch wenn die Ausgabe dieses anderen Gerätetyps nicht nach genormten Farbkennwerten erfolgt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung.
  • Darin zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 2 ein Diagramm, welches die spektrale Intensitätsverteilung von acht verschiedenen LEDs zeigt, wobei die Intensität auf der Ordinate und die Wellenlänge auf der Abszisse dargestellt ist;
  • 3 die Remissionsspektren von acht Eichstandards, wobei das Remissionsvermögen auf der Ordinate und die Wellenlänge auf der Abszisse abgetragen ist;
  • 4 die Kalibrierfunktionen eines Kalibrierbeispiels für das Ausführungsbeispiel gemäß 1;
  • 5 ein Beispiel eines Meßergebnisses bei der Berechnung des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
  • 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung;
  • 9 ein Detail einer Meßeinrichtung, und zwar ein Farbmeßkopf zum Aufsetzen auf eine zu messene Fläche in einer Schnittdarstellung und
  • 10 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 9.
  • Die Erfindung wird nun in bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben, deren Aufbau in 1 schematisch dargelegt ist.
  • Diese Ausführungsform ist dafür vorgesehen, Reflexionseigenschaften einer zu prüfenden Oberfläche 1 festzustellen.
  • Die Vorrichtung weist dazu eine Lichtquelle 2 auf, die eine Vielzahl von Licht ausstrahlenden Elementen L1 bis L8 aufweist, sowie eine Sensoreinrichtung 3.
  • Die lichtausstrahlenden Elemente L1 bis L8 sind LEDs (Light Emitting Diodes), der Lichtsensor 3 kann aus einer Gruppe von lichtempfindlichen Elementen ausgewählt werden, die eine Fotodiode, einen Fototransistor, einen Fotowiderstand, etc. enthält. Wesentlich ist, daß der Lichtsensor 3 im gesamten interessierenden Wellenbereich, das ist bei Licht der Bereich zwischen 380 und 780 nm, empfindlich ist.
  • Die Eigenschaften der LEDs werden weiter unten in bezug auf die Funktion des Ausführungsbeispiels erläutert.
  • Die Vorrichtung wird insgesamt von einer Steuereinrichtung 5 gesteuert, die vorzugsweise einen Mikroprozessor und die verschiedenen Signalein- und -ausgänge aufweist, um den Betrieb der Lichtquellen L1 bis L8 zu steuern und Meßwerte vom Fotosensor 3 aufzunehmen. Die Steuereinrichtung ist mit einer Speichereinrichtung 6 verbunden, in der ein Programm zum Betrieb der Steuereinrichtung abgespeichert ist und in dem auch die Meßwerte während des Meßvorgangs abgespeichert werden.
  • Weiterhin ist die Steuereinrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Anzeigeeinrichtung 8 verbunden. Diese Anzeigeeinrichtung ist vorzugsweise als LCD-Anzeige (Liquid Crystal Display) aufgebaut und ist in der Lage, Zahlen und grafische Symbole darzustellen.
  • Die Steuereinrichtung ist weiterhin mit einer Eingabeeinrichtung 9 verbunden, die es dem Benutzer ermöglicht, Befehle an die Steuereinrichtung einzugeben. Diese Steuereinrichtung kann aus mehreren Schaltern bestehen, die vom Benutzer betätigt werden, es kann aber auch eine vollständige alphanumerische Tastatur für die Eingabe von Zahlen und Buchstaben vorgesehen sein.
  • Statt der Anzeigeeinrichtung 8 und der Eingabeeinrichtung 9 sowie, je nach Gestaltung auch statt der Speichereinrichtung 6, kann die Steuereinrichtung 5 unmittelbar an einen Computer angeschlossen werden, beispielsweise an einen zentralen Computer oder an einen PC. In diesem Fall werden die Funktionen der Steuereinrichtung über den PC gesteuert und die Ergebnisse auf dem Monitor des PC dargestellt.
  • Es kann weiterhin eine Druckeinrichtung vorgesehen sein, um Buchstaben, Zahlen und insbesondere grafische Symbole auszugeben.
  • Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels und insbesondere die zugrundeliegende mathematische Analyse wird nun in bezug auf die 2 bis 5 erläutert:
    Die Vorrichtung weist 8 LEDs auf, deren spektrale Intensitätsverteilung im Wellenlängenintervall zwischen 380 und 780 nm unterschiedlich ist. Unterschiedlich bedeutet in diesem Fall, daß die spektralen Verläufe, wie sie in 2 dargestellt sind, linear voneinander unabhängig sind. Die gewünschte lineare Unabhängigkeit kann erreicht werden, indem entsprechend viele LEDs mit unterschiedlicher spektraler Charakteristik ausgewählt werden oder indem die LEDs mit einem Filter versehen werden, der dem von dieser Lichtquelle ausgestrahlten Licht insgesamt eine spektrale Verteilung verleiht, die von der Verteilung der anderen LEDs linear unabhängig ist.
  • Die spektralen Charakteristiken der LEDs müssen weiterhin so ausgewählt werden, daß sich die Bereiche zumindest teilweise überlappen. Dadurch wird sichergestellt, daß eine Belichtung der Probe im gesamten interessierenden Wellenlängenbereich erfolgt.
  • 2 zeigt ein Beispiel einer spektralen Wellenlängenverteilung von 8 LEDs, wie sie nach der Erfindung benötigt werden. Auf der Ordinate ist die Intensität der LEDs, normiert auf einen Kennwert 1 dargestellt, während auf der Abszisse der Wellenlängengereich zwischen 380 und 780 nm dargestellt ist.
  • Entscheidend für die Funktion der Vorrichtung ist die Kalibrierung, die nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.
  • Zur Kalibrierung wird eine Anzahl von Eichstandards mit bekanntem Remissionsspektrum verwendet, wobei die spektralen Verteilungen der einzelnen Eichstandards ebenfalls wieder voneinander linear unabhängig sind.
  • Die spektrale Intensitätsverteilung von 8 beispielhaft ausgewählten Eichstandards ist in 3 dargestellt. Dabei ist auf der Ordinate ein dimensionsloser Kennwert für das Reflexionsvermögen aufgetragen, während auf der Abszisse wiederum der interessierende Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm aufgetragen ist.
  • Zur Kalibrierung wird jeder Eichstandard nacheinander mit den einzelnen Lichtquellen L1 bis L8 beleuchtet und die Intensität des reflektierten Lichtes mit dem Sensor 3 gemessen. Die gemessenen Werte werden durch die Steuereinrichtung 5 erfaßt und im Speicher 6 der Vorrichtung abgelegt. Diese Vorgehensweise wird für alle Eichstandards durchgeführt. Werden, wie im vorliegenden Fall, 8 Lichtquellen verwendet, so werden auch entsprechend 8 Eichstandards zur Kalibrierung benutzt.
  • Zur Auswertung der Kalibrierung wird folgendes mathematisches Verfahren angewendet:
    Für jeden der Eichstandards ist das Remissionsverhalten über den gesamten Wellenlängenbereich bekannt. Wird nun ein Ausschnitt aus diesem Wellenlängenbereich, nämlich das Intervall Δλ betrachtet, so ergibt sich folgende Gleichung für den Zusammenhang zwischen den gemessenen Sensorsignalen und dem tatsächlichen Remissionsvermögen in diesem Intervall: IΔλ = k1L1 + k2L2 + ... + knL 1.1 darin bedeuten:
    IΔλ Remissionsvermögen des Eichstandards im Intervall Δλ,
    L1 gemessene remittierte Intensität der Lichtquelle i,
    k, Koeffizienten für das Intervall Δλ
  • Es ergibt sich also eine Gleichung mit n unbekannten Koeffizienten K1 bis Kn, wobei n die Anzahl der linear unabhängigen Lichtquellen ist.
  • Wie ausgeführt, werden für die Kalibrierung m Eichstandards verwendet, wobei die Anzahl m gleich der Anzahl der unabhängigen Lichtquellen n ist.
  • Betrachtet man nun das Remissionsvermögen im gegebenen Intervall Δλ für jeden der m Eichstandards, ergibt sich folgendes Gleichungssystem: I = kL11 + kL21 + ... + kLn1 I = kL12 + kL22 + ... + kLn2 ⋮ = ⋮ + ⋮ + ⋮ + ⋮ 1.2 I = kL1n + kL2n + ... + kLnm
  • Darin bedeuten:
    I = Remissionsvermögen des Eichstandards k an der Stelle λ,
    Li,k = gemessene Intensität bei Lichtquelle i auf Eichstandard k,
    ki,λ = Koeffizient zu Lichtquelle i an der Stelle λ,
  • Dieses Gleichungssystem ist ein lineares Gleichungssystem, in dem die Werte I1(λ) bis In(λ) bekannt sind, da Eichstandards mit bekanntem Reflexionsvermögen im Bereich Δλ vermessen worden sind, und in dem weiterhin die Werte L als Ergebnis der durchgeführten Messung bekannt sind. Unbekannt sind in dieser Gleichung die Koeffizienten K1 bis Kn.
  • Da die Charakteristiken der LEDs und der Eichstandards jeweils voneinander linear unabhängig sind, hat dieses Gleichungssystem in jedem Fall eine nicht-triviale Lösung, die sich ergibt, indem die Koeffizientenmatrix des Gleichungssystems invertiert und mit den bekannten Remissionswerten des Eichstandards multipliziert wird. Daraus folgen die Koeffizienten K1 bis Kn, wie dies in Gleichung 1.3 erläutert ist.
  • Figure 00170001
  • Dieses Gleichungssystem bezieht sich auf ein ganz bestimmtes vorgegebenes Wellenlängenintervall Δλ. Unterteilt man den interessierenden Wellenlängenbereich in eine Anzahl von x gleichen Intervallen Δλ, so ergeben sich entsprechenderweise x lineare Gleichungssysteme der in Gleichung 1.3 beschriebenen Art.
  • Läßt man die Intervalle Δλ kleiner werden, erhöht also im interessierenden Wellenlängenbereich die Anzahl x, so läßt sich schließlich der Grenzübergang 1.4
    Figure 00170002
    durchführen. Dann stehen auf der linken Seite des gleichen Systems 1.2 nicht länger diskrete Remissionswerte IkΔλ für ein vorgegebenes Intervall, sondern die kontinuierlichen Remissionsspektren IkΔ(λ) der Eichstandards.
  • Auf der rechten Seite von Gleichung 1.2 werden die diskreten Koeffizienten kIΔλ zur Funktion von λ und nach Umstellung ergibt sich folgende Lösung für das Gleichungssystem:
    Figure 00170003
  • Darin bedeuten:
    Li,k = gemessenes Sensorsignal bei eingeschalteter Lichtquelle i auf Eichstandard k,
    Ik(λ) = Remissionsspektrum des Eichstandards k,
    ki(λ) = Kalibrierfunktionen für die einzelnen Lichtquellen.
  • k1() bis kn() sind nun Kalibrierfunktionen, die angeben, wie sich das auf die Probe auftreffende Licht der Lichtquellen L1 bis L8 anteilig aus den einzelnen Lichtquellen zusammensetzt.
  • Bei der Implementierung des Verfahrens in eine Vorrichtung, die mit einem konventionellen digitalen Mikroprozessor arbeitet, wird der Grenzübergang → 0 nicht durchgeführt, sondern eine entsprechend große Anzahl von x Stützstellen, beispielsweise 50 oder 100 Stützstellen, je nach gewünschter Auflösegenauigkeit, gewählt. Anstelle der kontinuierlichen Kalibrierfunktionen ergeben sich dann Funktionen, die durch diskrete Stützstellen gekennzeichnet sind. Wählt man die Anzahl x der Stützstellen groß genug, ergibt sich aus der diskreten Funktion jedoch ohne weiteres der kontinuierliche Funktionsverlauf, da die Reflexionseigenschaften keine Unstetigkeiten enthalten.
  • Die diskreten Funktionswerte der Kalibrierfunktionen werden im Gerät dauerhaft abgespeichert.
  • Die eigentliche Messung wird nun wie folgt durchgeführt:
    Die zu messende Oberfläche wird, wie in 1 dargestellt, durch die LEDs L1 bis L8 nacheinander belichtet und die Meßwerte abgespeichert. Daraus ergibt sich ein Meßvektor M, mit einzelnen Werten M1 bis Mn, der genauso viele Komponenten hat, wie linear voneinander unabhängige Beleuchtungseinrichtungen L1 bis L8 vorhanden sind. Wenn als Sensor 3, wie zu bevorzugen ist, eine Fotodiode verwendet wird, sind die einzelnen Komponenten des Meßvektors M1 bis M8 Spannungswerte, die in Volt gemessen und abgespeichert werden. In diesem Fall werden auch die diskreten Einzelwerte der Kalibrierfunktionen unmittelbar in Volt abgespeichert.
  • Der Meßvektor wird mit den diskreten Werten der Kalibrierfunktionen multipliziert, wobei folgenden Gleichung verwendet wird:
    Figure 00190001
  • Darin bedeutet Result die Intensität an einer bestimmten Stützstelle r, Mess den Meßvektor und Kn,r den diskreten Kalibrierwert für die LEDs mit der Nummer n und die Stützstelle r.
  • Das Ergebnis ist also die Intensitätsverteilung über dem interessierenden Wellenlängenbereich für x Stützstellen.
  • Das Verfahren zur Kalibrierung und das Meßverfahren wird nun anhand eines Meßbeispiels erläutert.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, deren Aufbau dem Aufbau in 1 entspricht, wurden mit den 8 verschiedenen LEDs die Remissionswerte von 8 verschiedenen Eichstandards gemessen. Daraus ergab sich eine Matrix von Meßwerten L, die in Tafel 1 wiedergegeben ist. Dabei entsprechen die Zeilen den einzelnen Eichstandards und die Spalten den LEDs. Die Werte dieser Matrix sind die unmittelbar erfaßten Spannungswerte des Lichtsensors 3 in Volt.
  • Für die Eichstandards sind die Remissionswerte in Schritten von 10 nm zwischen 380 und 720 nm, normiert auf den dimensionslosen Kennwert 1, der einer Remissionswert von 100% entspricht, vorgegeben. Die sich daraus ergebende Matrix hat folgenden Aufbau:
    Figure 00200001
  • Dabei entsprechen die einzelnen Zeilen wiederum den einzelnen Eichstandards, d.h. die erste Zeile enthält die Werte (die in der Tafel selbst nicht wiedergegeben sind) für einen Eichstandard in weißer Farbe, die zweite Zeile die Werte für einen Eichstandard mit der Farbe pink und die letzte dargestellte Zeile die Werte für einen Eichstandard in der Farbe blau. Bei der hier zur Vereinfachung vorgenommenen Unterteilung von 10 nm ergeben sich im Bereich von 380 bis 720 nm insgesamt 35 Stützstellen. Dies bedeutet, daß jede Zeile der Matrix I insgesamt 35 einzelne Funktionswerte aufweist.
  • Die Matrix L wird invertiert und mit den Werten von I multipliziert. Daraus ergeben sich die Kalibrierfunktionen, wie sie in der 4 wiedergegeben sind.
  • Bei der Messung einer unbekannten Probe wurden für die einzelnen LEDs der folgende Meßvektor ermittelt:
    M → = 1.26, 1.173, 1.32, 1.11, 1.19, 1.095, 1.295, 1.115
  • Diese Werte sind ebenfalls in der Einheit Volt.
  • Der Meßvektor M wird mit den Kalibrierfunktionen multipliziert. Da 35 diskrete Stützstellen vorhanden sind, werden die Kalibrierwerte für jede Stützstelle mit dem Meßvektor multipliziert und die einzelnen Werte addiert, wie dies in Gleichung 1.6 wiedergegeben ist.
  • Daraus ergibt sich der spektrale Verlauf der Probe, wie er in 5 dargestellt ist. In dieser Probe ist das Reflexionsvermögen auf der Ordinate und der Wellenlängenbereich wiederum auf der Abszisse aufgetragen. Aus der Spektralverteilung erkennt der Fachmann, daß hier eine grüne Probe vermessen worden ist.
  • Wie das Beispiel zeigt, ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, mit einer relativ geringen Anzahl von nur 8 LEDs die spektrale Intensitätsverteilung über den gesamten Bereich des sichtbaren Lichtes zu erhalten. Falls der Benutzer weitere Informationen wünscht, können aus dieser spektralen Verteilung gemäß den in der Farbmetrik bekannten Beziehungen die Farbkennwerte nach CIE, ASTM oder DIN berechnet und angezeigt werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die 6 beschrieben.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur eine Strahlungsquelle 21 vorgesehen, die Licht über den gesamten interessierenden Wellenlängenbereich ausstrahlt. Das Licht der Strahlungsquelle 21 wird von der Probe 20 reflektiert und fällt auf 8 Sensoren S1 bis S8, deren jeweilige Wellenlängencharakteristika sich wenigstens teilweise überlappen und linear voneinander unabhängig sind.
  • Die lineare Unabhängigkeit kann erreicht werden, indem entsprechend viele verschiedene Typen von Sensoren verwendet werden, oder indem die Sensoren Filter aufweisen, die die gewünschte unterschiedliche spektrale Verteilung ergeben.
  • Die übrigen Teile der Steuereinrichtung 5, Speicher 6, Display 8 usw. sind wie beim Ausführungsbeispiel gemäß 1.
  • Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
    Die Lichtquelle 21 wird einmal betätigt und es werden die Signale der Sensoren S1 bis S8 durch die Steuereinrichtung 5 aufgenommen und im Speicher 6 abgelegt.
  • Es wird dann in gleicher Weise ein Gleichungssystem aufgestellt, wie dies vorstehend in bezug auf die Gleichungen 1.1 bis 1.5 erläutert wurde. Im Unterschied zu den vorstehend erläuterten Gleichungen ist hier jedoch nicht LI die gemessene remittierte Intensität der Lichtquelle I, sondern die durch den Sensor I gemessene remittierende Intensität. In entsprechender Weise ist KI,λ der Koeffizient des Sensors I an der Stelle λ und die Kalibrierfunktion KI(λ) bilden dann die Kalibrierfunktionen für die einzelnen Sensoren.
  • Im übrigen gelten für die mathematische Analyse und für die Berechnung der spektralen Verteilung aus den Meßwerten das gleiche wie vorstehend in bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1 erläutert.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die 7 beschrieben.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Lichtquellen L1, L2, L3 vorgesehen, die insgesamt als Strahlungsquellen 31 bezeichnet sind. Das von diesen Lichtquellen an der Probe 30 reflektierte Licht wird von einer Empfangseinrichtung 32 aufgenommen, die drei Sensoren S1, S2 und S3 aufweist.
  • Die spektrale Charakteristiken der Lichtquellen L1, L2, L3 überlappen sich zumindest teilweise und sind linear voneinander unabhängig. Entsprechendes gilt auch für die Sensoren S1, S2 und S3.
  • Die übrigen Bauteile der Vorrichtung entsprechen den Bauteilen, wie sie in bezug auf 1 und 6 beschrieben wurden.
  • Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
    Die Kalibrierung wird in gleicher Weise vorgenommen, wie in bezug auf die 1 und 6 beschrieben. Es werden bei diesem Ausführungsbeispiel aber insgesamt 9 Eichstandards benötigt und es wird jeder Eichstandard hintereinander durch die Lichtquellen L1, L2 und L3 beleuchtet. Die jeweils mit den Sensoren S1 bis S3 gemessenen Meßwerte werden im Speicher abgelegt. Dann werden in ähnlicher Weise Kalibrierfunktionen gebildet, wie vorstehend beschrieben. Dabei wird von folgender Gleichung ausgegangen:
    Figure 00230001
  • Darin bedeuten:
    I = Remissionsvermögen des Eichstandards im Intervall Δλ
    KI,J = Koeffizient für das jeweilige Δλ für die Lichtquelle I und den Sensor J
    LI,J = vom Sensor J gemessene remittierte Intensität der Lichtquelle I.
  • Es ergeben sich dann n = I.J unbekannte Koeffizienten KI,J das bedeutet beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei Lichtquellen und drei Sensoren insgesamt neun unbekannte Koeffizienten. Mit neun Eichstandards ergibt sich dann wieder ein Gleichungssystem, wie dies in Gleichung 1.2 beschrieben ist, und welches neun Gleichungen mit neun unbekannten Koeffizienten aufweist. Dieses Gleichungssystem kann, wie vorstehend beschrieben, gelöst werden und es ergeben sich dann neun Kalibrierfunktionen. Aus diesen Kalibrierfunktionen wird in gleicher Weise dann die spektrale Verteilung berechnet, wie dies in bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1 erläutert wurde.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nun in bezug auf die 8 beschrieben.
  • Dieses Ausführungsbeispiel ist dafür vorgesehen, aktiv strahlende Strahlungsquellen zu vermessen, d.h. es ist keine Einrichtung vorgesehen, um eine Probe mit einer Lichtquelle zu bestrahlen.
  • Die Strahlungsquelle ist insgesamt mit 40 bezeichnet und es ist eine Sensoreinrichtung 41 mit 8 Sensoren S1 bis S8 vorgesehen, um die von der Strahlungsquelle 40 ausgehende Strahlung zu erfassen. Die Sensoren S1 bis S8 überlappen sich zumindest teilweise im interessierenden Bereich und weisen spektrale Charakteristiken auf, die voneinander linear unabhängig sind.
  • Die übrigen Bauteile der Vorrichtung entsprechen den Bauteilen, wie sie vorstehend in bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele erläutert wurden.
  • Die Funktion dieser Vorrichtung ist wie folgt:
    Zur Kalibrierung der Vorrichtung wird ein Meßaufbau verwendet, der der Vorrichtung gemäß 6 entspricht. Dies bedeutet, daß eine Lichtquelle mit bekannter spektraler Verteilung verwendet wird, mit der eine Anzahl von Eichstandards belichtet wird, die der Anzahl der Sensoreinrichtung 41 entspricht. Aus den aufgenommenen und im Speicher 6 abgelegten Meßwerten werden Kalibrierfunktionen gebildet, wie dies vorstehend erläutert worden ist. Statt der Eichstandards können auch eine entsprechende Anzahl von Lichtquellen mit bekannter spektraler Charakteristik verwendet werden.
  • Zur Messung wird das Licht der zu messenden Strahlungsquelle aufgenommen, wobei die Strahlungsquelle eine aktiv strahlende Quelle sein kann, also beispielsweise eine Lampe, eine LED oder dergl. oder aber auch eine passive Strahlungsquelle, beispielsweise eine Oberfläche, die mit Tageslicht oder Kunstlicht beleuchtet wird. Die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung wird durch die Sensoren S1 bis S8 erfaßt und die Meßwerte im Speicher 6 abgelegt. Anschließend wird, wie vorstehend erörtert, mit Hilfe der gespeicherten Kalibrierfunktionen die spektrale Verteilung der Strahlungsquelle berechnet.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die 9 und 10 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die konkrete Gestaltung eines Farbmeßkopfes zur Aufnahme von Strahlungsquellen und Sensoren.
  • Der Meßkopf besteht aus einer insgesamt mit 100 bezeichneten rotationssymmetrischen Meßglocke, in die Strahlungsquellen und Sensoren eingesetzt werden. Die Meßglocke weist einen zylindrischen Abschnitt 100a auf, an den sich ein Abschnitt 100b anschließt, der sich linear verjüngt. An diesen sich verjüngenden Abschnitt 100b schließt sich ein kreisscheibenförmiger Abschnitt 100c an. Der Winkel α, den der sich verjüngende Abschnitt 100b zur Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Meßglocke aufweist, beträgt z.B. 45°. In diesem sich verjüngenden Abschnitt sind insgesamt 24 Bohrungen 101 im äquidistanten Winkelabstand, bezogen auf die Rotations-Symmetrieachse der Glocke und in der gleichen Ebene in bezug auf diese Achse, angeordnet. In diese Bohrung 101 werden, wie später noch erläutert wird, 24 LEDs 110 bzw. 24 Sensoren angeordnet.
  • Im kreisförmigen Abschnitt 100c der Glocke ist eine Bohrung 104 konzentrisch zur Rotations-Symmetrieachse angeordnet, in der ein Meßzylinder 105 durch Kleben oder dgl. befestigt ist. Dieser Meßzylinder 105 ragt um eine bestimmte Länge in die Glocke hinein und trägt eine Linse 108, die dem offenen Ende 100d der Glocke zugewandt ist. An dem dieser Linse abgewandten Ende des Zylinders ist, in 9 nur schematisch angedeutet, eine Blende 107 vorgesehen, hinter der ein Sensor 106 befestigt ist.
  • Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
    Der Farbmeßkopf ist dafür vorgesehen, in einer Anordnung verwendet zu werden, wie sie in bezug auf die 1 beschrieben worden ist. Die 24 LEDs 101 entsprechen also den dort gezeigten LEDs L1 bis L8.
  • Die 24 LEDs sind jeweils in Gruppen zu drei LEDs zusammengefaßt, die im gleichen Winkelabstand von 120° zueinander angeordnet sind und die jeweils das identische Licht ausstrahlen. Der Farbmeßkopf weist somit 8 Gruppen von verschiedenen LEDs auf. Die spektrale Verteilung dieser 8 LED-Typen überlappt sich zumindest teilweise im interessierenden Wellenlängenbereich und ist linear voneinander unabhängig. Die Verwendung von 3 im Umfang verteilten LED's hat den Vorteil, daß eine eventuelle Schattenbildung bei texturierten Oberflächen die Messung nicht verfälscht.
  • Der Sensor 106 entspricht dem Sensor 3 in 1 und kann die Intensität des Lichtes im gesamten interessierenden Wellenlängenbereich messen.
  • Zur Messung wird der Farbmeßkopf mit der Glocke 100 auf die zu messende Fläche aufgesetzt, und zwar vorzugsweise in der Art, daß kein Fremdlicht mehr in die Glocke einfallen kann. Dann werden hintereinander die jeweils drei zusammengehörigen LEDs 101 aktiviert und strahlen ihr Licht in Richtung auf den Meßfleck, der sich auf der Probe im wesentlichen in Verlängerung der Rotations-Symmetrieachse 103 der Glocke befindet. Das vom Meßfleck reflektrierte Licht wird über den Sensor 106 erfaßt und im Speicher 6 der Vorrichtung abgelegt. Sobald alle Gruppen von LEDs aktiviert und die entsprechenden Meßwerte aufgenommen und im Speicher 6 abgelegt wurden, beginnt dann die Auswertung, wie sie vorstehend in bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben wurde.
  • Wie aus der 9 zu erkennen ist, ist durch die Winkelgestaltung des sich verjüngenden Abschnittes der Glocke sichergestellt, daß die LEDs im Winkel von 45° auf die zu messende Oberfläche strahlt. Würde die Reflexion exakt dem Fresnel'schen Reflexionsgesetz entsprechen, wonach der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist, würde das von der LED ausgestrahlte Licht nicht zum Sensor, sondern auf die jeweils gegenüberliegende Wand reflektiert. Dadurch ist sichergestellt, daß der Sensor nicht die Fresnel'sche Reflexion mißt, sondern die diffuse Reflexion der Meßfläche, die für den Farbeindruck entscheidend ist.
  • Für die Kalibrierung der Vorrichtung wird, wie dies in bezug auf die 1 erläutert worden ist, der Meßkopf auf Eichstandards mit bekanntem Reflexionsverhalten aufgesetzt und die Meßwerte zur Kalibrierung herangezogen.
  • Beim dem in 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiel werden insgesamt 24 LEDs verwendet, die in Gruppen zu je drei identischen LEDs geschaltet sind. Stattdessen können auch mehr oder weniger LEDs verwendet werden oder auch eine andere Art der Gruppenbildung gewählt werden.
  • Eine (nicht dargestellte) Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 9 und 10 entspricht dem Ausführungsbeispiels gemäß 6.
  • Bei diesem Auführungsbeispiel wird ein Farbmeßkopf verwendet, wie er in 9 dargestellt ist. Statt des Sensors 106 wird jedoch in dem Zylinder eine Strahlenquelle verwendet, die den gesamten interessierenden Wellenlängenbereich überdeckt, und es werden statt der LEDs 110 Sensoren in den Bohrungen 101 angeordnet. Wird das Ausführungsbeispiel analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 6 gestaltet, werden insgesamt acht Bohrungen 101 vorgesehen und insgesamt acht Sensoren verwendet, deren spektrale Charakteristika sich teilweise überlappt und die linear voneinander unabhängig sind.
  • Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, erlaubt es die vorliegende Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen zu schaffen, welche mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Strahlungsquellen bzw. Sensoren eine Erfassung der spektralen Verteilung einer Strahlung ermöglicht. Aufgrund des einfachen Aufbaues kann die Vorrichtung relativ klein und handlich gestaltet werden, so daß ihre Verwendung nicht nur im Labor möglich ist, sondern daß sie auch unmittelbar in der Produktion eingesetzt werden kann, um die Farbqualität laufend zu überwachen.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Messung und Auswertung einer spektralen Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Wellenlängenbereiches und insbesondere zur Erfassung von Farbeigenschaften mit: einer Anzahl von N1 Strahlungsquellen, welche eine Strahlung aussenden, die spektral über einen Wellenlängenbereich verteilt ist, der wenigstens teilweise innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches liegt, wobei die spektralen Charakteristiken dieser einzelnen Strahlungsquellen voneinander unterschiedlich sind und N1 größer oder gleich 1 ist, einer Sensoreinrichtung, welche die Strahlung innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches erfaßt und ein elektrisches Signal erzeugt, welches repräsentativ ist für die Intensität der erfaßten Strahlung, einer Steuereinrichtung, welche den Betrieb dieser Vorrichtung steuert und welche bewirkt, daß die Strahlungsquellen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen in vorgegebenen Kombinationen betätigt werden, einer Speichereinrichtung, in welcher die durch die Steuereinrichtung erfaßten Werte für die jeweilige Kombination von Strahlungsquellen erfaßt und abgespeichert werden, wobei die Steuereinrichtung aus diesen gespeicherten Werten Kennwerte zur Kennteichnung der spektralen Eigenschaften dieser Strahlungsquellen berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungsquellen derart ausgewählt sind, daß die Überlagerung ihrer spektralen Charakteristiken diesen vorgegeben Wellenlängenbereich abdeckt, daß die spektralen Charakteristiken der Strahlungsquellen weiterhin derart beschaffen sind, daß die Charakteristiken von wenigstens N2 dieser Strahlungsquellen linear voneinander unabhängig sind, daß diese Sensoreinrichtung eine Anzahl von M1 Sensoren aufweist, deren spektrale Charakteristiken sich im vorgebenen Wellenlängenbereich so überlagern, daß dieser ganze vorgegebene Wellenlängenbereich abgedeckt ist, wobei M1 größer oder gleich 1 ist; daß die spektralen Charakteristiken der Sensoren weiterhin derart beschaffen sind, daß die Charakteristiken von wenigstens M2 dieser Sensoren linear voneinander unabhängig sind, daß das sich aus der Multiplkation der Werte für N2 und M2 ergebende Produkt P = N2·M2 größer als 1 ist; daß in dieser Speichereinrichtung eine Anzahl von P Kalibrierfunktionen gespeichert sind, die sich zumindest teilweise über diesen vorgegebenen Wellenlängenbereich erstrecken und die den Zusammenhang zwischen der mit der individuellen Vorrichtung gemessenen spektralen Intensitätsverteilung von P Eichstandards und deren bekannten Remissionsspektren definieren wobei die spektralen Charakteristiken dieser Remissionsspektren voneinander linear unabhängig sind und sich wenigstens teilweise so überlappen, daß der gesamte Wellenlängenbereich erfaßt ist und daß durch eine Verknüpfung dieser Kalibrierfunktionen mit den für die zu messende Strahlung durch die Sensoreinrichtung ermittelten Meßwerten der spektrale Verlauf der zu messanden Strahlung bestimmt wird.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N1 und N2 größer ist als 1, d.h. daß wenigstens zwei Strahlungsquellen mit sich überlappenden und linear voneinander unabhängigen spektralen Charakteristiken vorgesehen sind, und daß die Anzahl M1 und M2 gleich 1 ist, d.h., daß ein Sensor vorgesehen ist, welcher innerhalb des gesamten vorgegebenen Wellenlängenbereiches empfindlich ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anzahl N1 und die Anzahl N2 1 ist, d.h. daß nur eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, deren Strahlung diesen vorgegebenen Wellenlängenbereich abdeckt und daß die Anzahl M1 und M2 wenigstens gleich 2 ist, d.h., daß wenigstens zwei Sensoren vorgesehen sind, deren Charakteristiken sich wenigstens teilweise so überlappen, daß dieser gesamte vorgegebene Wellenlängenbereich abgedeckt ist und die Charakteristiken voneinander linear unabhängig sind.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N2 und M2 jeweils größer als 1 ist.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungsquelle die zu messende Strahlung aussendet und dieser vorgegebene Wellenlängenbereich der Wellenlängenbereich ist, in dem diese von dieser Strahlungsquelle ausgestrahlte Strahlung zu erfassen ist.
  6. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des vorgegebenen Wellenlängenbereiches eine Anzahl von x, vorzugsweise äquidistante Stützstellen vorgesehen ist und daß diese Kalibrierfunktionen derart gebildet sind, daß die spektrale Verteilung der zu messenden Strahlen an diesen x Stützstellen bestimmt wird.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kalibrierfunktionen an jeder dieser x Stützstellen bestimmt werden, indem ein lineares Gleichungssystem gelöst wird, welches p Gleichungen mit p unbekannten Koeffizienten enthält.
  8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung einen Meßkopf aufweist, in der diese Strahlungsquelle oder Strahlungsquellen und dieser Sensor oder diese Sensoren angeordnet sind.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Meßkopf als Glocke ausgebildet ist, welche eine Meßöffnung aufweist, mit der die Glocke auf eine zu messende Fläche auf setzbar ist, und daß diese Strahlungsquellen und/oder diese Sensoren im Mantel dieser Glocke angeordnet sind.
  10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungsquelle eine Beleuchtungseinrichtung ist.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Beleuchtungseinrichtung eine light emitting diode (LED) ist.
  12. Verfahren zur Messung und Auswertung einer spektralen Strahlung innerhalb eines vorgegebenen Wellenlängenbereiches und insbesondere zur Erfassung von Farbeigenschaften bei welchem: eine Anzahl von N1 Strahlungsquellen eine Strahlung aussenden, die spektral über einen Wellenlängenbereich verteilt ist, der wenigstens teilweise innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches liegt, wobei die spektralen Charakteristiken dieser einzelnen Strahlungsquellen voneinander unterschiedlich sind und N1 größer oder gleich 1 ist, eine Sensoreinrichtung die Strahlung innerhalb dieses vorgegebenen Wellenlängenbereiches erfaßt und ein elektrisches Signal erzeugt, welches repräsentativ ist für die Intensität der erfaßten Strahlung, eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Betrieb dieser Vorrichtung steuert und bewirkt, daß die Strahlungsquellen in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen in vorgegebenen Kombinationen betätigt werden, in einer Speichereinrichtung die durch die Sensoreinrichtung erfaßten Werte für die jeweilige Kombination von Strahlungsquellen erfaßt und abgespeichert werden, und die Steuereinrichtung dann aus diesen gespeicherten Werten Kennwerte zur Kennzeichnung der spektralen Eigenschaften dieser Strahlungsquellen berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungsquellen derart ausgewählt sind, daß die Überlagerung ihrer spektralen Charakteristiken diesen vorgegeben Wellenlängenbereich abdeckt, daß die spektralen Charakteristiken der Strahlungsquellen weiterhin darart beschaffen sind, daß die Charakteristiken von wenigstens N2 dieser Strahlungsquellen linear voneinander unabhänigig sind, daß diese Sensoreinrichtung eine Anzahl von M1 Sensoren aufweist, deren spektrale Charakteristiken sich im vorgebenen Wellenlängenbereich so überlagern, daß dieser ganze vorgegebene Wellenlängenbereich abgedeckt ist, wobei M1 größer oder gleich 1 ist; daß die spektralen Charakteristiken der Sensoren weiterhin derart beschaffen sind, daß die Charakteristiken von wenigstens M2 dieser Sensoren linear voneinander unabhängig sind, daß das sich aus der Multiplkation der Werte für N2 und M2 ergebende Produkt P = N2·M2 größer als 1 ist; daß in dieser Speichereinrichtung eine Anzahl von P Kalibrierfunktionen gespeichert sind, die sich zumindest teilweise über diesen vorgegebenen Wellenlängenbereich erstrecken und die den Zusammenhang zwischen der mit der, individuellen Vorrichtung gemessenen spektralen Intensitätsverteilung von P Eichstandards und deren bekannten Remissionsspektren definieren wobei die spektralen Charakteristiken dieser Remissionsspektren voneinander linear unabhängig sind und sich wenigstens teilweise so überlappen, daß der gesamte Wellenlängenbereich erfaßt ist und daß durch eine Verknüpfung dieser Kalibrierfunktionen mit den für die zu messende Strahlung durch die Sensoreinrichtung ermittelten Meßwerten der spektrale Verlauf der zu messenden Strahlung bestimmt wird.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Anzahl N1 und N2 größer ist als 1, d.h. daß wenigstens zwei Strahlungsquellen mit sich überlappenden und linear voneinander unabhängigen spektralen Charakteristiken vorgesehen sind, und daß die Anzahl M1 und M2 gleich 1 ist, d.h., daß ein Sensor vorgesehen ist, welcher innerhalb des gesamten vorgegebenen Wellenlängenbereiches empfindlich ist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anzahl N1 und die Anzahl N2 1 ist, d.h. daß nur eine Strahlungsquelle vorgesehen ist, deren Strahlung diesen vorgegebenen Wellenlängenbereich abdeckt und daß die Anzahl M1 und M2 wenigstens gleich 2 ist, d.h., daß wenigstens zwei Sensoren vorgesehen sind, deren Charakteristiken sich wenigstens teilweise so überlappen, daß dieser gesamte vorgegebene Wellenlängenbereich abgedeckt ist und die Charakteristiken voneinander linear unabhängig sind.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N2 und M2 jeweils größer als 1 ist.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Strahlungsquelle die zu messende Strahlung aussendet und dieser vorgegebene Wellenlängenbereich der Wellenlängenbereich ist, in dem diese von dieser Strahlungsquelle ausgestrahlte Strahlung zu erfassen ist.
  17. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des vorgegebenen Wellenlängenbereiches eine Anzahl von x, vorzugsweise äquidistante Stützstellen vorgesehen ist und daß diese Kalibrierfunktionen derart gebildet sind, daß die spektrale Verteilung der zu messenden Strahlen an diesen x Stützstellen bestimmt wird.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kalibrierfunktionen an jeder dieser x Stützstellen bestimmt werden, indem ein lineares Gleichungssystem gelöst wird, welches p Gleichungen mit p unbekannten Koeffizienten enthält.
DE4434168A 1994-09-24 1994-09-24 Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften Expired - Lifetime DE4434168B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4434168A DE4434168B4 (de) 1994-09-24 1994-09-24 Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften
US08/809,511 US5844680A (en) 1994-09-24 1995-09-24 Device and process for measuring and analysing spectral radiation, in particular for measuring and analysing color characteristics
JP8510620A JPH10508940A (ja) 1994-09-24 1995-09-24 色特性の測定及び解析用を主とするスペクトル放射を測定・解析する装置及び方法
PCT/EP1995/003789 WO1996009524A1 (de) 1994-09-24 1995-09-24 Vorrichtung und verfahren zur messung und auswertung von spektralen strahlungen und insbesondere zur messung und auswertung von farbeigenschaften

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4434168A DE4434168B4 (de) 1994-09-24 1994-09-24 Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4434168A1 DE4434168A1 (de) 1996-03-28
DE4434168B4 true DE4434168B4 (de) 2004-12-30

Family

ID=6529105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4434168A Expired - Lifetime DE4434168B4 (de) 1994-09-24 1994-09-24 Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5844680A (de)
JP (1) JPH10508940A (de)
DE (1) DE4434168B4 (de)
WO (1) WO1996009524A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021096482A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Providing a status of a radiation emitter

Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19645306A1 (de) * 1996-05-08 1997-11-13 Neuhaus Neotec Maschinen Und A Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Röstvorganges zum Rösten von Kaffee
US6525819B1 (en) 1998-09-02 2003-02-25 Pocketspec Technologies Inc. Colorimeter for dental applications
US6259430B1 (en) 1999-06-25 2001-07-10 Sarnoff Corporation Color display
US6351308B1 (en) * 1999-11-24 2002-02-26 Xerox Corporation Color printer color control system with automatic spectrophotometer calibration system
DE19962779B4 (de) * 1999-12-23 2009-06-25 Byk-Gardner Gmbh Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität von Oberflächen
US6556932B1 (en) * 2000-05-01 2003-04-29 Xerox Corporation System and method for reconstruction of spectral curves using measurements from a color sensor and a spectral measurement system model
JP3930334B2 (ja) * 2001-03-21 2007-06-13 株式会社資生堂 分光反射率測定装置
US6674530B2 (en) * 2001-04-27 2004-01-06 International Business Machines Corporation Portable colorimeter
US6539323B2 (en) * 2001-05-04 2003-03-25 Electronics For Imaging, Inc. Methods and apparatus for correcting spectral color measurements
US6621576B2 (en) 2001-05-22 2003-09-16 Xerox Corporation Color imager bar based spectrophotometer for color printer color control system
US6633382B2 (en) 2001-05-22 2003-10-14 Xerox Corporation Angular, azimuthal and displacement insensitive spectrophotometer for color printer color control systems
JP4031824B2 (ja) * 2001-05-22 2008-01-09 ゼロックス コーポレイション カラープリント用色修正システム及び分光光度計
US6556300B2 (en) 2001-05-22 2003-04-29 Xerox Corporation Color imager bar based spectrophotometer photodetector optical orientation
US6567170B2 (en) 2001-06-25 2003-05-20 Xerox Corporation Simultaneous plural colors analysis spectrophotometer
US6721692B2 (en) * 2001-08-30 2004-04-13 Xerox Corporation Systems and methods for determining spectra using dynamic least squares algorithms with measurements from LED color sensor
US6584435B2 (en) * 2001-08-30 2003-06-24 Xerox Corporation Systems and methods for determining spectra using dynamic karhunen-loeve algorithms with measurements from led color sensor
US6639669B2 (en) 2001-09-10 2003-10-28 Xerox Corporation Diagnostics for color printer on-line spectrophotometer control system
US6836332B2 (en) * 2001-09-25 2004-12-28 Tennessee Scientific, Inc. Instrument and method for testing fluid characteristics
US20050018191A1 (en) * 2001-10-04 2005-01-27 Luo Ming Ronnier Apparatus and method for measuring colour
DE10149780B4 (de) 2001-10-09 2019-09-05 Byk Gardner Gmbh Einrichtung zur Beleuchtung einer Messfläche und Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der visuellen Eigenschaften von Körpern
US6750442B2 (en) 2002-03-06 2004-06-15 Xerox Corporation Use of spectral sensors for automatic media identification and improved scanner correction
JP2003269919A (ja) * 2002-03-11 2003-09-25 Mitsutoyo Corp 画像処理型測定機の照明装置
DE10234084B4 (de) * 2002-07-26 2006-06-14 Koenig & Bauer Ag Vorrichtung zur Inspektion von bogenförmigen Material
DE10246563A1 (de) * 2002-10-05 2004-04-15 november Aktiengesellschaft Gesellschaft für Molekulare Medizin Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Farbe/n auf einer Oberfläche
DE10257640A1 (de) * 2002-12-10 2004-07-08 Siemens Ag Einrichtung zum Erfassen des Farbeindruckes einer Oberfläche
JP2006510010A (ja) * 2002-12-12 2006-03-23 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 等色関数を概算する変換機構
US20050080348A1 (en) 2003-09-18 2005-04-14 Stahmann Jeffrey E. Medical event logbook system and method
US6949075B2 (en) * 2002-12-27 2005-09-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Apparatus and method for detecting lung sounds using an implanted device
US7499750B2 (en) 2003-04-11 2009-03-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Noise canceling cardiac electrodes
US8002553B2 (en) 2003-08-18 2011-08-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Sleep quality data collection and evaluation
US8606356B2 (en) 2003-09-18 2013-12-10 Cardiac Pacemakers, Inc. Autonomic arousal detection system and method
US7610094B2 (en) 2003-09-18 2009-10-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Synergistic use of medical devices for detecting medical disorders
US7720541B2 (en) 2003-08-18 2010-05-18 Cardiac Pacemakers, Inc. Adaptive therapy for disordered breathing
US7887493B2 (en) 2003-09-18 2011-02-15 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable device employing movement sensing for detecting sleep-related disorders
US7572225B2 (en) 2003-09-18 2009-08-11 Cardiac Pacemakers, Inc. Sleep logbook
US7532934B2 (en) * 2003-09-18 2009-05-12 Cardiac Pacemakers, Inc. Snoring detection system and method
US7668591B2 (en) 2003-09-18 2010-02-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Automatic activation of medical processes
US7757690B2 (en) * 2003-09-18 2010-07-20 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for moderating a therapy delivered during sleep using physiologic data acquired during non-sleep
US7575553B2 (en) 2003-09-18 2009-08-18 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and systems for assessing pulmonary disease
US7591265B2 (en) 2003-09-18 2009-09-22 Cardiac Pacemakers, Inc. Coordinated use of respiratory and cardiac therapies for sleep disordered breathing
EP2008581B1 (de) 2003-08-18 2011-08-17 Cardiac Pacemakers, Inc. Patientenüberwachungs-, Diagnose- und/oder Therapiesysteme und -verfahren
US8251061B2 (en) 2003-09-18 2012-08-28 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and systems for control of gas therapy
US8192376B2 (en) 2003-08-18 2012-06-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Sleep state classification
US7396333B2 (en) 2003-08-18 2008-07-08 Cardiac Pacemakers, Inc. Prediction of disordered breathing
US7662101B2 (en) 2003-09-18 2010-02-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Therapy control based on cardiopulmonary status
US7468040B2 (en) 2003-09-18 2008-12-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and systems for implantably monitoring external breathing therapy
US7336996B2 (en) * 2003-09-18 2008-02-26 Cardiac Pacemakers, Inc. Rate regularization of cardiac pacing for disordered breathing therapy
US7469697B2 (en) 2003-09-18 2008-12-30 Cardiac Pacemakers, Inc. Feedback system and method for sleep disordered breathing therapy
US7967756B2 (en) 2003-09-18 2011-06-28 Cardiac Pacemakers, Inc. Respiratory therapy control based on cardiac cycle
US7510531B2 (en) 2003-09-18 2009-03-31 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for discrimination of central and obstructive disordered breathing events
US7262853B2 (en) * 2003-09-23 2007-08-28 X-Rite, Inc. Color measurement instrument
US7383261B2 (en) * 2004-01-16 2008-06-03 Xerox Corporation Reference database and method for determining spectra using measurements from an LED color sensor, and method of generating a reference database
DE102004016829B4 (de) * 2004-04-01 2007-06-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Farbe von Schüttgut
WO2005106415A1 (en) 2004-04-30 2005-11-10 X-Rite, Incorporated Color measurement engine with parallel detectors
US7351245B2 (en) 2004-09-21 2008-04-01 Bernice Joy Rozinsky Apparatus and method for dislodging object from throat
US7996072B2 (en) 2004-12-21 2011-08-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Positionally adaptable implantable cardiac device
US7471385B2 (en) * 2005-01-13 2008-12-30 Xerox Corporation Systems and methods for selecting a reference database for determining a spectrum of an object based on fluorescence of the object
US7680534B2 (en) 2005-02-28 2010-03-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable cardiac device with dyspnea measurement
US7301627B2 (en) * 2005-04-05 2007-11-27 X-Rite, Inc. Systems and methods for monitoring a process output with a highly abridged spectrophotometer
US20060244806A1 (en) * 2005-04-12 2006-11-02 Overbeck James L Systems and methods for measuring a like-color region of an object
US7630755B2 (en) 2005-05-04 2009-12-08 Cardiac Pacemakers Inc. Syncope logbook and method of using same
US7557924B2 (en) * 2005-08-15 2009-07-07 X-Rite, Inc. Apparatus and methods for facilitating calibration of an optical instrument
WO2007022213A2 (en) * 2005-08-15 2007-02-22 X-Rite, Incorporated Spectrophotometer with light guiding element
US7557923B2 (en) * 2005-09-12 2009-07-07 University Of Kentucky Research Foundation Method and system for in situ spectroscopic evaluation of an object
US20070118180A1 (en) 2005-11-18 2007-05-24 Quan Ni Cardiac resynchronization therapy for improved hemodynamics based on disordered breathing detection
US7573575B2 (en) * 2005-12-29 2009-08-11 Honeywell International Inc. System and method for color measurements or other spectral measurements of a material
US7602493B2 (en) * 2006-02-14 2009-10-13 John Ramirez Electronic color matching apparatus and method of display
WO2008016590A2 (en) * 2006-07-31 2008-02-07 Visualant, Inc. System and method of evaluating an object using electromagnetic energy
US8081304B2 (en) 2006-07-31 2011-12-20 Visualant, Inc. Method, apparatus, and article to facilitate evaluation of objects using electromagnetic energy
US7996173B2 (en) 2006-07-31 2011-08-09 Visualant, Inc. Method, apparatus, and article to facilitate distributed evaluation of objects using electromagnetic energy
WO2009034515A2 (en) * 2007-09-11 2009-03-19 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Ambient light compensation sensor and procedure
DE102007053574B4 (de) 2007-11-09 2019-05-02 Byk Gardner Gmbh Farbmessgerät
US20100005911A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Atlas Material Testing Technology, Llc Weathering Test Apparatus With Real-Time Color Measurement
US8149405B2 (en) * 2009-05-06 2012-04-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Color analysis system and method
US8441641B1 (en) * 2010-04-21 2013-05-14 Larry Eugene Steenhoek Method for color measurement
DE102011016509A1 (de) 2011-04-08 2012-10-11 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten
US8888207B2 (en) 2012-02-10 2014-11-18 Visualant, Inc. Systems, methods and articles related to machine-readable indicia and symbols
JP6278625B2 (ja) * 2012-07-30 2018-02-14 キヤノン株式会社 測色装置及びそれを備える画像形成装置
US8902426B2 (en) 2013-01-31 2014-12-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Control of light-emitting diodes and sensors
US9316581B2 (en) 2013-02-04 2016-04-19 Visualant, Inc. Method, apparatus, and article to facilitate evaluation of substances using electromagnetic energy
US9041920B2 (en) * 2013-02-21 2015-05-26 Visualant, Inc. Device for evaluation of fluids using electromagnetic energy
WO2014165003A1 (en) 2013-03-12 2014-10-09 Visualant, Inc. Systems and methods for fluid analysis using electromagnetic energy
CN104215333B (zh) * 2013-06-04 2016-08-10 致茂电子(苏州)有限公司 二维式时序型色度计检测方法及该色度计
US10024833B2 (en) 2014-08-08 2018-07-17 Empire Technology Development Llc Quality control of dairy products using chromatic profiles
EP3035035B1 (de) 2014-12-18 2020-07-22 CLUTEX - Klastr Technické Textilie, o.s. Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Farben der Textiloberflächen und Messvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
US10768098B2 (en) * 2018-06-26 2020-09-08 Datacolor Inc. Spectrum recovery in a sample
US11340156B2 (en) * 2020-09-28 2022-05-24 Datacolor Inc. Spectrum recovery in a sample
DE102021118559A1 (de) 2021-07-19 2023-01-19 Senorics Gmbh Verfahren und System zur Analyse einer Probe anhand von Daten

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202822A1 (de) * 1991-01-31 1992-08-06 Carthy Cornelius J Mc Optische spektralanalysevorrichtung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE755253A (fr) * 1969-08-25 1971-02-25 Technicon Instr Appareil pour l'analyse simultanee de plusieurs elements par spectroscopie de fluorescence atomique
DE2513267C2 (de) * 1975-03-26 1977-05-18 Kloeckner Werke Ag Vorrichtung zur steuerung der erzeugung unipolarer funkenentladungen von legierungskomponenten von materialproben aus metall und/oder der auswertung der spektrallinien der mittels der funkenentladungen erzeugten beugungsspektren
US5210590A (en) * 1992-02-18 1993-05-11 L. T. Industries, Inc. Rapid scanning spectrographic analyzer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4202822A1 (de) * 1991-01-31 1992-08-06 Carthy Cornelius J Mc Optische spektralanalysevorrichtung
US5137364A (en) * 1991-01-31 1992-08-11 Mccarthy Cornelius J Optical spectral analysis apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021096482A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Providing a status of a radiation emitter

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10508940A (ja) 1998-09-02
US5844680A (en) 1998-12-01
WO1996009524A1 (de) 1996-03-28
DE4434168A1 (de) 1996-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4434168B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung und Auswertung von spektralen Strahlungen und insbesondere zur Messung und Auswertung von Farbeigenschaften
DE19962779B4 (de) Vorrichtung zur quantifizierten Bestimmung der Qualität von Oberflächen
EP2930494B1 (de) Handmessgerät zur erfassung des visuellen eindrucks eines messobjekts
EP1314972B1 (de) Spektralphotometer und Verwendung desselben
EP2270451B1 (de) Farbmessgerät
EP1775565B1 (de) Verfahren zur Farbmessung von gedruckten Proben mit Aufhellern
EP0683384B1 (de) Einrichtung zur Ermittlung des Farbwerts eines Lichtstroms
DE2351339C3 (de) Digital-Spektralfotometer
DE2638398A1 (de) Verfahren zum eichen von spektralphotometern
DE102018114860A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optischen Vermessung eines Messobjekts
DE19950588B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätskontrolle von insbesondere lackierten Oberflächen
EP0878704A1 (de) Remissionsmessvorrichtung
EP2409125B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung eines optischen vergleiches zwischen zumindest zwei mustern, vorzugsweise durch vergleich von auswählbaren ausschnitten
DE102007053574A1 (de) Farbmessgerät
DE60014944T2 (de) Vorrichtung zur bestimmung der räumlichen verteilung der spektralen emission eines objekts
DE4434203C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Messen visueller Eigenschaften von Oberflächen
DE2546253A1 (de) Photoempfaenger fuer ein spektralanalyse- und farbmessgeraet mit mehreren lichtempfindlichen empfaengern
EP1650589B1 (de) Mikroskop mit einer Vorrichtung zur Erkennung optischer Bauteile
DE3244286A1 (de) Elektro-optische vorrichtung zum erkennen von farben
WO2012130209A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur erfassung und analyse von laserstrahlung
EP3078950A1 (de) Farbmessverfahren und farbmessgerät
DE3843700C2 (de) Farbmeßgerät
DE3631032A1 (de) Spektrometer, verfahren zur kalibrierung eines spektrometers sowie verfahren zur messeung des remissionsspektrums eines analysegegenstandes mittels eines spektrometers
EP2195610B1 (de) Vefahren und vorrichtung zum erfassen einer oberfläche oder eines oberflächenabschnitts eines körpers
WO2018072985A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen eines direkten lichtreflexionsstrahls von einem objekt auf einen lichtsensor

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 4447826

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 4447826

8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right