DE2919504C2

DE2919504C2 - Colorimeter

Info

Publication number: DE2919504C2
Application number: DE2919504A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 4630 Bochum Rösler
Original assignee: Individual
Current assignee: Kollmorgen Instruments 8033 Martinsried De GmbH
Priority date: 1979-05-15
Filing date: 1979-05-15
Publication date: 1985-03-28
Also published as: DE2919504A1

Description

dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that

e) die Beleuchtungseinheit eine ringförmige Blitzlampe ist,e) the lighting unit is a ring-shaped flash lamp,

f) auf der anderen Seite der Ebene der Blitzlampe in einer zu dieser parallelen Ebene ein Vergleichsstandard angeordnet ist,f) on the other side of the plane of the flashlamp a comparison standard is arranged in a plane parallel to this,

g) der Abstand des Vergleichsstandards zur Ebene der Blitzlampe gleich dem Radius der Blitzlampe ist undg) the distance between the calibration standard and the plane of the flash lamp is equal to the radius of the flash lamp is and

h) das von dem Vergleichsstandard remittierte Licht auf die dispersive Anordnung gerichtet isth) the light reflected by the comparison standard is directed onto the dispersive arrangement

Die Erfindung betrifft ein Farbmeßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art Ein solches Farbmeßgerät ist aus der DE-OS 27 40 724 bekannt. The invention relates to a color measuring device of the type specified in the preamble of the patent claim Color measuring device is known from DE-OS 27 40 724.

Bei dem bekannten Farbmeßgerät ist eine stabförmige Blitzlampe vorgesehen, deren Licht über einen Diffusor in einen zylindrischen Hohlspiegel eingestreut und von diesem derart reflektiert wird, daß es zirkulär auf eine Probe fällt und einen kreisrunden Punkt auf der Probe beleuchtet. Das von der Probe reflektierte Licht wird über eine Linse einem Lichtleiter zugeführt, der es an eine spektrale Auswertevorrichtung weiterleitet. Von der Probe aus gesehen ist hinter der Blitzlampe ein Photodetektor vorgesehen, der die Intensität der von der Blitzlampe ausgesendeten Lichtimpulse mißt. Die Meßwerte werden zur Kompensation von Intensitätsschwankungen der Blitzröhre ausgewertet. In the known colorimeter, a rod-shaped flash lamp is provided, the light of which passes through a diffuser interspersed in a cylindrical concave mirror and reflected by this in such a way that it is circular a sample falls and illuminates a circular point on the sample. The light reflected from the sample is fed via a lens to a light guide, which forwards it to a spectral evaluation device. Seen from the specimen, a photodetector is provided behind the flash lamp, which measures the intensity of the the light pulses emitted by the flashlight. The measured values are evaluated to compensate for fluctuations in the intensity of the flash tube.

Das bekannte Farbmeßgerät ist konstruktiv aufwendig. Ferner ist festzustellen, daß der Detektor nur die Intensität der Blitzlampe auswertet, nicht aber einen Vergleichsstandard für die Spektralmessung bildet. Da es bei Blitzlampen der hier betrachteten Art von Blitz zu Blitz spektrale Verteilungsänderungen gibt, kann das bekannte Farbmeßgerät derartige Verteilungsänderungen nicht erkennen, wodurch Meßfehler entstehen.The known color measuring device is structurally complex. It should also be noted that the detector only the Evaluates the intensity of the flash lamp, but does not form a comparison standard for the spectral measurement. There With flash lamps of the type considered here, there are changes in the spectral distribution from flash to flash known color measuring devices do not recognize such changes in distribution, as a result of which measurement errors occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbmeßgerüt der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das bei einfachem konstruktiven Aufbau in der Lage ist, Änderungen der spektralen Verteilung des die Probe beleuchtenden Lichtes zu erkennen.The invention is based on the object of a Farbmeßgerüt to create the type described above, which is able to with a simple structural design, To recognize changes in the spectral distribution of the light illuminating the sample.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Merkmale Der Vergleichsstandard ermöglicht die erwähnten Meßfehler zu eliminieren. Dadurch, daß der Abstand des Vergleichssiandards zur Ebene der Blitzlampe gleich dem Radius der Blitzlampe ist, wird ein Beleuchtungswinkel von 45° gewährleistet Dieser Winkel entspricht der mittleren visuellen Beobachtung eines Gegenstandes und hat sich bei derartigen Farbmeßgeräten durchgesetztAccording to the invention, the object is achieved by the features specified in the characterizing part of the patent claim The comparison standard enables the mentioned measurement errors to be eliminated. Because the distance of the standard for comparison with the plane of the flash lamp is equal to the radius of the flash lamp, an illumination angle becomes of 45 ° This angle corresponds to the mean visual observation of an object and has established itself in such colorimeters

The use of a calibration standard for a

nem Farbmeßgerät ist zwar bekannt (DE-OS 28 13 908).nem colorimeter is known (DE-OS 28 13 908).

However, the measuring head is completely different here. It is

eine kontinuierliche Beleuchtung in einer Ulbrichtkugel vorgesehen. Eine berührungslose Messung, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Farbmeßgerät möglich ist, kann mit dem bekannten Gerät nicht erfolgen.continuous lighting is provided in an integrating sphere. A non-contact measurement like the one with the color measuring device according to the invention is possible, cannot be done with the known device.

Hinzuweisen ist auch noch darauf, daß da? bei dem erfindungsgemäßen Farbmeßgerät remittierte Licht beispielsweise mit einer Vorrichtung, die nach der DE-OS 27 40 724 (Fig. 2) bekannt ist auf die dispersive An-It should also be pointed out that there? in which Color measuring device according to the invention remitted light, for example, with a device which, according to DE-OS 27 40 724 (Fig. 2) is known to the dispersive approach

•ίλ Ar/iniitiff «ύαΙαλΙλ* luAP/^An bann• ίλ Ar / iniitiff «ύαΙαλΙλ * luAP / ^ An bann

Nachfolgend wird das erfindungsgemäßen Farbmeßgerät noch etwas näher erläutertThe color measuring device according to the invention is explained in somewhat more detail below

Durch den Einsatz mehrerer optischer Detektoren kann das Remissionsspektrum einer Körperfarbe simultan gemessen werden. Das von der Probe remittierte Licht einer Beleuchtungsquelle wird dazu dispergiert, wozu z. B. Prismen, Interferenzverlauffilter oder ebene oder konkave Beugungsgitter verwendet werden können. In der Spektralebene angeordnete bekannte optisehe Detektoren (Bildsensoren) wandeln die optischen Signale in elektrische Signale um und speichern diese in analoger Form. Die Weiterverarbeitung dieser Signale erfolgt seriell, wodurch eine hohe Relativgenauigkeit erreicht wird. Die Signale werden digitalisiert und in einem Digitalrechner mit den in der Farbmeßtechnik üblichen Verfahren verarbeitet Durch den Einsatz von zwei eindimensionalen oder einem zweidimensionalen Bildsensor in der Spektralebene können gleichzeitig mehrere optische Spektren gemessen werden, z. B. das Spektrum einer unbekannten Probe und das einer bekannten Referenz. Der Vorteil liegt im Ausschalten wesentlicher Fehlerquellen, z. B. der Lichtquelle, des dispersiven Elements, der elektrischen Verarbeitung durch eine anschließende Korrekturberechnung.By using several optical detectors, the remission spectrum of a body color can be measured simultaneously be measured. The light from an illumination source remitted by the sample is dispersed to why z. B. prisms, graduated interference filters or flat or concave diffraction gratings can be used. Well-known optical detectors (image sensors) arranged in the spectral plane convert the optical ones Convert signals into electrical signals and store them in analog form. The further processing of these signals takes place in series, whereby a high relative accuracy is achieved. The signals are digitized and in processed by a digital computer with the methods customary in color measurement technology two one-dimensional or one two-dimensional image sensor in the spectral plane can simultaneously multiple optical spectra are measured, e.g. B. the spectrum of an unknown sample and that of a known one Reference. The advantage lies in the elimination of essential sources of error, e.g. B. the light source, the dispersive Elements, the electrical processing through a subsequent correction calculation.

Bedingt durch die kurzen Ansprechzeiten der Bildsensoren ist eine Beleuchtung der Probe (und des Standards) durch eine Blitzlampe möglich. Als Vorteile ergeben sich eine sehr kurze Meßzeit und daher auch bei thermochromen Proben keine Farbänderung. Zudem ist die SDektrale Energieverteilung einer Xenon-Blitzlampe tageslichtähnlich, also optimal für die Farbmessung.Due to the short response times of the image sensors, illumination of the sample (and the standard) possible with a flashlight. The advantages are a very short measurement time and therefore also with thermochromic samples no color change. In addition, the sDral energy distribution of a xenon flash lamp similar to daylight, so ideal for color measurement.

Die Realisierung einer 45° Beleuchtungsgeometrie mit Rundumbeleuchtung erfordert bei konventionellen Farbmeßgeräten einen hohen Aufwand, während eine Ringblitzlampe optimale Ergebnisse liefert und zudem ohne zusätzliche Optik eine gleichzeitige Beleuchtung von Probe und Standard ermöglicht. Unterschiede in der Blitzbeleuchtung können durch die Simultanmessung erkannt und kompensiert werden.The implementation of a 45 ° lighting geometry with all-round lighting requires conventional Color measuring devices require a lot of effort, while a ring flash lamp delivers optimal results and moreover enables simultaneous illumination of sample and standard without additional optics. differences in the flash lighting can be recognized and compensated for by the simultaneous measurement.

Claims

Claim:
Colorimeter where

a) a ring-shaped illumination unit is provided to illuminate the sample,

b) the sample on one side of the plane of the illumination unit in a parallel to this Level is arranged,

c) the distance between the sample and the plane of the illumination unit is equal to the radius of the lighting unit and

d) the light reflected by the sample is directed onto a dispersive arrangement in which A large number of photoelectric detectors are arranged in the spectral plane,