CN105044036B - 检测表面性质的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于表面性质检测的设备，具有：外壳；光源，将光线穿过所述外壳上的开口射出至待检测表面；第一探测器装置，关于由所述光源辐射至所述表面上的光束成第一预设角度地设置在内部；第二探测器装置，关于由所述光源辐射至所述表面上的光束成第二预设角度地设置；以及第三探测器装置，关于由所述光源辐射至所述表面上的所述光束成第三预设角度地设置在所述外壳内；根据本发明，该设备包括具有相互不同的光学性质的至少两个滤波元件，所述滤波元件被设置在关于所述光源可移动的共用载体上，以这样的方式使得这些滤波元件中的每一个能够可选地被引入至位于所述光源和所述表面之间的光束路径中。

Description

检测表面性质的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种检测表面性质的设备和方法，特别是指检测光学表面性质例如特别但不限于颜色、色序(colour progression)、表面光洁度等。

背景技术

这类设备已经很久从现有技术中可知。高质量的表面，例如特别是车身油漆，经常具有在广泛不同的光学性质上的多样性。在某些条件下，有助于客观测定这些光学性质，或者测量以获得这些光学性质在不同照明下是如何起作用的。为此，通过各种设备和方法能够测定这些表面性质已经从现有技术中可知。通过这种方法，US 2007/0206195描述了例如一种用于测定表面性质的设备，该设备具有多个探测器元件，该探测器元件能够探测待检测表面的散射辐射。各种滤波元件能够在不同情况下借助循环带被插至这些探测器装置前方。在这种情况下，该设备可以在工作和生产上都相对复杂。此外，由于这种配置，不能探测某些效应例如待测定表面的荧光性，因为样品没有被不同波长的光线连续地照射，同时探测光线被光谱分解。

US 7,433,055 B2同样描述了一种用于检测光学表面性质的设备，该设备在此情况下具有载体，该载体上配置有具有不同发射光谱的多种光源。这样，可以通过不同性质的光获得待检测表面的应力。

然而，该设备具有以下缺点：需要向配置在可移动载体上的单个光源提供电流。此外，这种单个光源的损坏必须替换整个载体。就本申请的说明而言，关于发射光谱的光源的详细特征和选择是额外必要的。

发明内容

因此，本发明的目的在于可提供一种表面性质检测设备和表面性质检测方法，与从现有技术中可知的设备相比，能够简化工作和生产，并且不易损坏，另外提供了测量荧光性的可能性。

根据本发明实现了独立权利要求的主题。优选实施例和进一步的改进构成从属权利要求的主题。

根据本发明的一种用于表面性质检测的设备或者表面性质测定设备，分别具有：外壳(也指下文的光学部件)以及光源，通过外壳上的开口将光线集中至待检测表面；此外，该设备具有第一探测器装置，设置在外壳的内部和/或关于被光源辐射至表面上的光线成第一预设角度地设置在外壳上；此外，该设备具有第二探测器装置，设置在外壳的内部和/或关于被光源辐射至表面上的光束成第二预设角度地设置在外壳上；该设备还具有第三探测器装置，设置在外壳的内部和/或关于被光源辐射至表面上的光束成第三预设角度地设置在外壳上。

根据本发明该设备具有相互不同的光学性质的至少两个滤波元件，至少两个滤波元件按照以下方式被设置在关于光源可移动的共用载体上：使得这些滤波元件中的每一个可选地能够被带入至位于光源和表面之间的光束路径内。

因此，在本发明的范围内提出了多个滤波元件应被设置在朝向辐射的侧面上，即位于光源和待检测表面之间。首先，这个程序似乎不能实行，因为这样的话辐射光线的高比例功率被各个滤波元件一开始被去掉，并且对于测量不再有效。另一方面，然而，该设备提供了分别利用仅仅一个光源工作或者一种特定类型的光源工作的可能。此外，这些光源能够以静止的方式被设置，并且因此在可移动载体上不需要被提供电流。这样，损坏的风险能够被降到最低，此外，与上文中所引用的还需要替换具有多个光源的整个载体的现有技术相比，光源的替换更加简单。然而，有人指出，根据本发明的该设备以及根据本发明的该方法还能够以仅仅两个探测器装置的方式使用，两个探测器装置记录被表面反射和/或散射的光线。然而，第三探测器装置或者第三测量角度分别有助于精密测量。因此，本申请人也保留要求保护仅仅具有两个探测器装置的该设备的权利。

此外，有必要只有一次将滤波器粘接至初级侧面，但是在次级侧面上有必要将滤波器设置在各个探测器前面。此外，与例如半导体光源相比，干扰滤波器提供了以精密的方式定义和实现照明的光谱辐射特性的可能。因此，边缘陡度或总亮度例如能够被提前确定，或者次级最大值也能以谨慎的方式被产生或被阻止。优选地，多个滤波元件中的一个能够在不同情况下被移动至位于光源和表面之间的光线的光束路径内。优选地，两个不同的滤波元件按照以下方式被设计：如果它们在光束内被连续定位，在同时工作时它们基本不允许光线穿过。这两个滤波器的通过波长范围被清楚地区分。优选地，与辐射装置或各个光源或光源组相比，该设备具有更多的探测器装置。这样，滤波器的套数能够保持低数量，以特别优选的方式，能够利用仅仅一套滤波器进行工作。

基于滤波元件设置在朝向辐射的侧面而非朝向探测器的侧面上，使该表面的荧光性的测量也能够成为可能。在光学部件内的探测器装置的设置被理解为：尽管探测器元件本身也许可能用几何学被定位在光学测量空间之外，优选地，探测器装置按照以下方式设置：大体唯一地产生自光学测量空间的内部的辐射，尤其产生自待检测表面的辐射，到达探测器装置。

优选地，除了光线经由其被辐射至表面上的上述开口以外，光学测量空间不具有其它的开口，通过该其它的开口光线从外部或者外界光线分别能够进入外壳。优选地，腔体被形成在光学测量空间的内部，光源和辐射装置两者一般分别能够辐射光线至该腔体，

相应地，多个探测器装置按照以下方式被设置：它们能够探测发生在这个空间内的辐射。这样，通道被设置在界定了这个空间的壁上，通过该通道由表面所散射和/或反射的辐射到达各个探测器装置。光学元件例如镜头、光圈、光束扩散器、分束器以及其它类似物能够被设置在这些通道内或通道上。优选地，通过使用这些至少部分地穿过外壳的壁的通道，多个探测器装置彼此相邻地设置。

优选地，各个探测器装置被设置在一个平面内。这意味着辐射的光线以及被探测器记录的光线在各种情况下被定位在共用平面内。然而，使个别的探测器装置关于这个平面的横向移位将成为可能。在此情况下，尤其是荧光辐射的探测器不需要与辐射源被定位在一个平面内，因为由样品辐射的荧光向各个方向放射。

就根据本发明的设备而言，辐射至表面的光线因而能够从不同角度由表面测定，也就是说在这些角度上各个探测器装置被设置。这样，能够从不同的观察角度观察到表面的色彩效应(colour impression)。当待检测表面为着色效应的表面例如混合有颜料的所谓的彩绘效应时，这是尤其优选的。它们可以是例如但不限于铝、青铜、干涉、云母、珍珠、玻璃颜料或螺旋波(helicons)。

优选地，表面性质为待检测表面的色彩性质。这样，各个探测器装置也能用于尤其用于测定表面的色彩性质。

优选地，探测器装置作为能够发出被探测到的辐射的强度数值的探测器装置。探测器装置还可能被用于考虑到辐射的空间分辨的分辨率，例如CCD芯片、照相机元件及其类似物。

优选地，光学元件例如但不限于镜头、光圈、分束器或扩散板被设置在光源和滤波元件之间。优选地，光学元件例如镜头、光圈、扩散板及其类似物被设置在滤波器和待检测表面之间。

优选地，两个不同的滤波元件关于它们传播的波长等级不同，即在一定程度上取决于击中这些滤波元件的光线的波长。

同样优选地，使用带通滤波器，以大体相同的间隔覆盖可见光谱区或320至720nm的光谱区，并且在各种情况下具有例如10或20nm的通过范围。因此优选地，各个带通滤波器的通过范围在5nm和30nm之间，优选地在8nm和25nm之间。优选地，提供了具有不同通过范围的带通滤波器，例如提供了某范围，在该范围内人眼特别敏感的较小的通过范围。例如光谱的绿色范围。

在另一优选实施例中，该设备具有至少一个温度测量仪器。优选地，温度测量仪器测定光源的温度。这个类型的光源的辐射特性也取决于这个光源的工作温度。还有可能的是，通过测定温度考虑辐射特性的这些变化。然而，另外有可能的是，提供了测量仪器，测定光源的工作变量特性，例如工作电流和/或工作电压。温度的相关指数可以由这些参数测定。此外，还有可能的是，外界环境温度也能够对借助温度测量仪器测量的测量数值产生影响。这样，能够歪曲测量结果的条件能够被探测到并被校正。

优选地，至少一个探测器装置为照相机，特别优选的方式为光谱照相机。后者提供了对于由样品反射的光线的各个不同颜色成分或区域的空间分辨率方面的有利条件。尽管，常规的颜色照相机获得了天然地在人眼前面起作用的颜色印象，因此它们绝不覆盖整个现有的带宽，实际上对于我们来说为可见光。除了空间分辨率之外，光谱照相机提供了大体上更为精确的颜色信息的分辨率。

此外，还能够使用具有n个不同辐射光谱的照明通道的黑白照相机。RGB照相机仅提供三种波长范围，但是，具有n个离散波长的照明的照相机能够检测具有n个颜色通道的样品。此外，此处提出的三个步骤是可以结合的。

这样，一方面可能采用相对昂贵的照相机，然而，也可能将常规照相机通过附加结构转化为这种光谱照相机。在此情况下，可能的是，穿过被拍照物体(在此情况下为表面)的光线通过镜头被成像至光纤网格。该网格可以为例如塑性材料的特殊薄片。这个薄片在光束到达照相机之前使其偏移至取决于波长的不同程度。

这样，不同颜色的光线落到照相机传感器的不同位置。于是，表面的光学性质由传感器的测量数据分别被数学上地测定或通过软件测定。此外，可以使用具有嵌入式滤波器轮的照相机。

在另一优选实施例中，光学部件或者相邻的底座能够分别被设置在传感器装置上，例如特别但不限于机械传感器，以确定装置关于表面的理想位置是否被观察到了。在此情况下，可能的是，三个按钮开关按照以下方式设置：当打开全部的三个按钮开关时，可能呈现出装置关于表面的理想定位。

优选地，此处描述的该设备被用于颜色测量，例如用于确定颜色配方，该颜色配方例如分别用于机动车车身或它们的涂料。此外，该设备还能够用作数据库，在涂料情况或者甚至在再抛光领域特别但不限于机动车辆情况时检索该数据库，并且任意地例如在家具情况下检索该数据库。

总的来说，装置能够被用于控制或分析涂料或者甚至是塑性材料表面。此外，可能探测荧光性或荧光增白剂。实际上，使用廉价的荧光物质取代昂贵的彩色颜料，特别是以这种方式取代白色颜料。

在另一优选实施例中，该设备具有测量仪器，来测定关于待检测表面的覆盖距离。在此情况下，可能的是，该设备关于表面被移走，并且可能测定覆盖路径。这样，可能的是，一个或多个轮子被设置在外壳上，这些轮子中的至少一个被用于测定距离。

在另一优选实施例中，该设备具有位置探测元件，来测定可移动载体关于光源的位置。这样例如载体设置在位于指定位置会触发反应的元件上。例如镜子，以特定方式引导信号至探测器，使得载体的位置能够被探测。还能够以简单的方式使用反射或交叉挡光板。然而，还可能的是，滤波器轮的位置由具有例如在整个可见范围内传输或在可见范围内完全受阻或在精确限定的UV或IR范围内透明的特性的滤波器测定。通过光学传感和合适的评估逻辑执行该测定，为此探测器精确地测定和过滤

在另一优选实施例中，至少一个探测器装置具有放大器装置，来放大产生自探测器装置的针对于入射辐射的信号。优选地，在此情况下，这个放大器装置能够依赖波长，使得不同波长范围能够被放大至不同程度。这样，在各个探测器装置内，波长光谱的波动能够通过不同程度的放大而有目的地相同。

在另一优选实施例中，至少一个滤波元件为带通滤波元件，这种带通滤波器只允许一个特定的光线波长范围通过。优选地，在这个范围的边缘，滤波元件的传输下降相当大的程度。优选地，滤波元件仅允许超出这个传输波长范围的小于1％的部分通过，优选(显著)地小于0.1％，特别优选地小于0.05％。对于荧光性的测量，优选使用具有光密度至少为5(OD 5)的滤波器。因此，优选地，这种类型的多个滤波元件用来传输不同波长范围的光线或者允许它们分别穿过。优选地，全部的这些滤波器整体覆盖光线的完整的可见范围。优选地，带通滤波器为具有干扰滤波器的滤色器。这样，优选地，至少一个滤波元件具有干扰滤波器。

在另一优选实施例中，光源为发光二极管(LED)，特别为白光LED。优选地，这个LED具有优选范围在1瓦特到5瓦特之间的输出功率，优选地在1瓦特到2瓦特之间。优选地，光源辐射覆盖光线的至少整个可见光谱。此外，光源同样能辐射出光线的紫外部分(UV)和红外部分(IR)。特别优选地，光源还覆盖临近光线的可见范围的紫外光范围。优选地，这个范围从可见波长范围开始至少延伸至300nm，优选至少至320nm，优选至少至340nm，特别优选的方式至少至360nm。优选地，覆盖了连续的范围，从这些指定的波长直到可见波长范围为止。光线的可见波长范围从大约400nm延伸至700nm。

优选地，在此情况下，这个LED具有初始辐射，在整个可见波长范围上辐射，即大约在400nm和700nm之间。优选地，当使用滤波器并且设计有各个探测器装置的放大器时，被辐射的辐射物的波长特性被考虑。这样，各个探测器装置的放大器装置的放大系数能够适应于各自的滤波器。

优选地，光源具有磷光物质，这个物质对所产生的或辐射的光线分别产生频移。这样，能够实现光源的更加相同的输出光谱。这样，优选地，所有通道的放大率能够达到相似水平，并且这需要相似的噪声方式。灯的相同输出光谱还可以通过调整滤波器的传输程度来实现。在此情况下，滤波器按照以下方式设计：LED的产物和任意带通间隔的滤波器的传输程度各自被提升到相似等级，或大体相同的等级。

在另一优选实施例中，关于光源可移动的所述载体为旋转轮。优选地，多个滤波元件被设置在这个轮上，因此，它们能够随意地被替换至位于光源和待检测表面之间的光束路径内。优选地，该设备具有用于滤波器轮的电动机驱动装置，因此，多个滤波器能够以预设顺序被替换至光源和待检测表面之间，特别是以程序控制的方式。优选地，电动机驱动装置为步进电机驱动装置，然而，也可以使用直流电机。优选地，使用位移传感器和/或角度传感器测量旋转运动。因此，旋转运动能够被有目的地监测或在指定点停止，例如在每个滤波器的中部。在旋转运动期间，照明能够以连续的方式被触发，或者能够在每个滤波器上被有目的地打开或关闭。

此外，优选地，该设备具有用于控制电动机驱动装置的控制装置。在此情况下，这个控制装置能够使滤波元件以预设顺序被替换至位于光源和表面之间的光束路径内。优选地，这个控制装置也控制光源和/或各个探测器装置。这样，在测量顺序的范围内，例如借助多个探测器装置同时使用第一滤波元件能够先执行测量，然后同时使用另一滤波元件接着执行测量。

在另一优选实施例中，该设备具有第二光源，同样直射光线至待检测表面。这个第二光源能够以不同于第一光源的照明角度设置在测量平面内。从这个第二光源可以探测表面的另外的光学性质，例如在另外的角度范围上的增加的颜色级数测定、颜色分布、颜色转变、亮度转变、光泽、浑浊度、橘皮似的表层及类似物。

优选地，至少一个滤波元件还能够处于位于第二光源和待检测表面之间的光束路径内。在此情况下，可能的是，这个滤波元件被设置在和能够被替换至位于第一光源和表面之间的那些滤波元件相同的载体上。此外，可能的是，载体上的特定的滤波元件既能够被替换至位于第一光源和表面之间的光束路径内，又能被替换至位于第二光源和表面之间的光束路径内。优选地，所有的滤波元件既能够分别被替换或者被移动至位于第一光源和表面之间的光束路径内，又能够分别被替换或者被移动至位于第二光源和表面之间的光束路径内。

此外，提供的另外的光源也进行(关于表面的)不同角度的辐射。

在此情况下，优选地，第一光源和第二光源以交互的方式被触发。在不同情况下，不同的滤波器被替换至光束路径。

在另一应用中，可能的是，光源例如白光LED被设置在滤波轮上方。在另一优选实施例中，该设备既具有进行整体颜色测量的探测器装置，又具有对散射光线或反射光线分别进行空间分辨测定的探测器装置。这样，例如通过效应颜料实现的涂料表面的不均匀性能够被更加精确地测量和空间分辨。

在另一优选实施例中，该设备具有位于待检测表面和至少一个探测器装置之间的分束器装置。这样例如，在有照明镜头的情况下，提供有对参考光束路径进行分离的分束器，以便测量例如照明强度或者光谱。相应地，这个被测量的信号能够依次被用于该设备的校准或测量纠偏。

在另一优选实施例中，该设备具有荧光测量仪器，本质上，这个荧光测量仪器以至荧光测量通道能够作为一个整体被分别设置在光学装置或者外壳的任何所需区域。然而，优选地，这些传感装置被指向待监测表面。优选地，至少一个这种类型的荧光测量仪器被设置在外壳的侧壁上，优选地分别位于测量区域上方或者位于待检测表面的上方。优选地，荧光测量仪器具有优选通过滤波器对不同波长范围做出反应的多个通道。这样，能够用不同波长范围的照明来辐照样品，并且这样能够使用荧光探测器测量样品的荧光的存在。还可以使用谱仪组件例如基于网格和棱镜来使用荧光测量仪器。因此，优选地，荧光测量仪器适合用来记录待探测光线的波长范围的多样性，优选地相互独立，以及优选地用于评价它们。

在此情况下，荧光测量仪器同样能够被合并至外壳的壁上。在此情况下，荧光辐射能够通过通道从表面到达荧光测量仪器，该通道同样能够被设置在外壳壁内。然而，优选地，荧光测量仪器按照以下方式被设置：它专门探测源自于待检测表面的辐射。

如上所述，外壳分别具有凹槽或者测量空间，光源向凹槽或者测量空间辐射光线。在此情况下，优选地，限定这个凹槽的壁能够进行辐射吸收。这样，可能的是，探测器装置接收基本仅源于表面的光线。

以扩散方式反射或者以扩散方式照明的元件，能够被用于产生扩散光线因而以扩散方式辐照样品，被分别附着至光学部件的壁上或者光学测量空间。因此，有必要在结构上确保没有光线或者非常少的光线从这些扩散区域直接穿过进入探测器装置。

本发明进一步分别与一种检测表面性质的方法或者表面性质测定方法有关。在此情况下，借助光源将光线分别穿过外壳上的开口或者测量空间辐射至待检测表面，利用第一探测器装置关于从光源辐射至表面的光线成第一预设角度地探测由于这个辐射而被表面反射和/或散射的光线，利用第二探测器装置和关于从光源辐射至表面的光束成第二预设角度地探测由于这个辐射而被表面反射和/或散射的光线，以及利用第三探测器装置关于从光源射出至表面的光束成第三预设角度地探测由于这个辐射而被表面反射和/或散射的光线。

根据本发明，当执行本方法时，具有相互不同的光学性质的至少两个滤波元件最后被时间交错地引入至位于光源和表面之间的光束路径，以便在每种情况下这两个滤波元件中只有一个滤波元件出现在这个光束路径中，至少两个滤波元件被设置在关于光源可移动的共用载体上。

因此就该方法而言还提出了，滤波元件可以被定位在位于朝向辐射的侧面上的光束路径内。如上所述，优选地，滤波元件仅允许特定的波长范围通过。优选地，在测量过程中，多个滤波元件被定位在位于光源和表面之间的光束路径内。

优选地，通过至少一个探测器装置并且优选地通过全部的探测器装置，利用(光束路径内的)这些滤波元件中的每一个分别进行图像记录或者强度测量。这样，为了通过具有不同波长的光线的辐射来测定表面，由这个表面所引起的反射辐射或者散射辐射的记录被检测，特别是关于颜色形状及其荧光性的出现。

这样，优选地，表面性质为待检测表面的颜色性质。优选地，表面为一层涂料，特别是一层车辆的涂料。优选地，表面进一步为具有效应颜料的涂料。由于这个程序，亮度转变或者颜色转变或者颜色绝对值能够例如通过L,a,b刻度尺被测定。效应颜料以整个表面的颜色、尺寸、辐射强度或类似物为特征。

在另一优选方法中，至少在一段时间内探测荧光辐射，这样，特别是产生自待检测表面的荧光辐射。优选地，这个荧光辐射被另外的辐射探测装置所记录。在另一优选方法中，这个荧光辐射能够至少在一段时间内作为另一辐射被同时记录。

在另一优选方法中，还利用另外的光源辐照待检测表面。在此情况下，优选地，这个第二光源独立于第一光源，特别地，还能够独立于第一光源地被控制。优选地，滤波元件被设置在第二光源和表面之间。

附图说明

通过附图其它的优点和实施例是显而易见的，附图中：

图1为根据本发明的设备的示意图；

图2为滤波器轮的平面图；

图3为图2所示的滤波器轮的斜视图；以及

图4为图3所示的滤波器轮的放大示意图。

附图标记说明

a1 角度a1

a2 角度a2

a3 角度a3

S1 辐射光线、光束路径

K 圆周线

1 设备

2 第一光源

4 第一探测器装置

4a 镜头

6 第二探测器装置

6a 镜头

8 第三探测器装置

8a 镜头

10 待检测表面

12 光学部件

14a 滤波元件

14b 滤波元件

14c 滤波元件

16 图像记录装置、探测器装置

18 驱动装置

20 滤波器轮、(可移动的)载体

24 通道

26 光学元件

30 开口

32 第二光源

34、36 另外的光源 42 分束器

44a 传感器、传感元件

44b 传感器、传感元件

52 凹槽

54 连接板

56 校准元件

57 用于辐射源的相关测量的分束器

58 另外的探测器装置

具体实施方式

图1为根据本发明的用于待检测表面10的光学性质检测的设备1的示意图。该设备1具有光学部件12，提供有多种不同的测量仪器，并且将测量空间包围。在这种情况下，附图标记2表示第一光源，该第一光源2发光，并且通过测量空间的开口30沿虚线S1射出至待检测表面10上(线偏振光束落到待检测表面10上)。多个探测器装置记录了待检测表面10投射回来(也就是说，尤其是散射和/或反射)的该光线。

这样，附图标记4表示第一探测器装置，该第一探测器装置4记录了到达角度a1的辐射，由辐射方向S1测定，并且被待检测表面10反射和/或散射。附图标记6表示第二探测器装置，该第二探测器装置6记录了被待检测表面10散射至角度a2处的光线。附图标记8表示第三探测器装置，该第三探测器装置8记录了散射至角度a3处的辐射。这样，待检测表面10从不同的角度被观察，因为不同角度的观察是待检测表面10的影像(optical impression)整体所特有的。

在不同情况下，第一探测器装置4、第二探测器装置6和第三探测器装置8发出数值，这些数值是到达第一探测器装置4、第二探测器装置6和第三探测器装置8的辐射强度(intensity)的特征。通过在不同观察角度的这些强度数值，待检测表面10的影像能够被测定。这样，第一探测器装置6仅仅被概括性地示意出，因为其没有位于图1所示的平面上，而是关于该平面横向偏移。附图标记58表示另一(第四)辐射探测器装置，该探测器装置58相对于辐射装置设置在另一角度处。

滤波器轮20，具有多个滤波元件，被提供在第一光源2和待检测表面10之间，即位于光束路径S1的区域内。在此情况下，附图标记D表示滤波器轮围绕其旋转的旋转轴。该旋转轴D在此情况下与光束方向S1大体平行，大体平行被理解为：旋转轴的方向与光束方向S1不同，相差不超过15°，优选相差不超过5°，特别优选的方式相差不超过3°。附图标记46表示光学部件12的内部，这样，该内部46能够被制成半球状以至半椭圆形。在内部46内发生的辐射能够到达各个探测器装置。

由于滤波器轮20旋转设置的变化，不同的滤波器能够被移动，或者分别被替换至位于第一光源2和待检测表面10之间的光路内。附图标记24表示临近滤波元件的通道，光线穿过通道24。

附图标记26表示光学元件，例如镜头，光学元件26影响光束。

附图标记18表示驱动装置，例如发动机，能够改变滤波器轮20的旋转设置。在此情况下，该发动机能够在测量程序的范围内被驱动，因此，指定的滤波元件能够有目的地被替换至光束路径内。

此外，第一探测器装置4、第二探测器装置6和第三探测器装置8在此情况下具有镜头4a、6a和8a。附图标记16表示图像记录装置，图像记录装置16在此情况下被垂直设置在所述待检测表面的上方。从该待检测表面到达探测器装置16的光线的特定部分能够借助分束器42被分离，用于例如另一积分测色(integral colour measurement)。

附图标记34表示另一照明装置，照明装置34用于照明样品以便进行空间分辨检测。附图标记44a和44b表示两个传感器，传感器44a、44b被设置在外壳的底面。当所述设备关于待检测表面10被准确定位时，这两个传感元件44a、44b被驱动，并且还有另一传感元件(未示出)。

附图标记36表示另一照明装置，照明装置36辐照测量位置，这个照明装置被定位于例如自第一光源2发出的光线的反射角，同时起到阻光器的作用以便于照明源2的直接反射辐射。

附图标记40表示荧光探测装置，然而，荧光探测装置40在此情况下仅仅被概括性地示意出。这个荧光测量仪器40与待检测表面10对准，并探测来自它的荧光辐射。这个对应的荧光辐射也能被用于评估该待检测表面的光学特性。

附图标记32大体上概括性地表示第二光源，第二光源32也被用于待检测表面10的照明。借助这个第二光源该待检测表面能够在第二角度上被辐照。在此情况下，该第二光源按照以下方式设置：从第二光源32产生的光线也能通过滤波器轮20以及这样一个指定的滤波器。光线通过另外的光学元件例如镜头、光圈、光束扩散器或分束器(图中未示出)能够被直接地对准测量位置。附图标记57表示分束器。

图2为滤波器轮的示意图。由此可见，这个滤波器轮具有多个滤波元件14a、14b、14c等，在此情况下全部设置在特定的圆周线K上。如上所述，各个滤波元件在不同情况下优选为带通滤波器，带通滤波器仅允许光线的特定光谱部分被传播。

图3为图2所示的滤波器轮20的透视示意图。在此情况下，各个滤波元件的环形设置再一次显而易见。

图4为图3所示的滤波器轮20的放大示意图。由此可见，在此情况下，该滤波器在不同情况下被设置在凹槽52内，多个凹槽借助连接板54相互之间分离。有利于分别对凹槽或断面部分52完全抛光。优选地，切屑不再出现在各个凹槽内。多个连接板能够被用于简单定位、粘接或咬接多个滤波器，或甚至防止多个滤波器之间的光学色度亮度干扰。至于另一优选实施例，滤波器轮20或载体20的整个底面(即朝向待检测表面10的侧面)被保持为黑色表面，优选被保持为无光泽面。这样，测量结果可能不被这个表面(尤其不利地)影响。

附图标记56表示校准元件，通过校准元件56，滤波器轮20的特定的旋转设置能够被测定。其可以为例如镜像元件或金属元件，该元件对特定位置的信号进行探测，因此这种旋转设置能够以有目的的方式被配置。

本申请人保留要求保护本申请文件公开的作为本发明本质的所有特征的权利。至于该些特征，其每个特征或者相互结合，相对于现有技术具有新颖性。

Claims (13)

1.一种用于表面性质检测的设备(1)，具有：

外壳；

第一光源(2)，该第一光源(2)将光线穿过光学部件(12)上的开口射出至待检测表面(10)；

第一探测器装置(4)，该第一探测器装置(4)关于由所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)上的光束(S1)成第一预设角度(a1)地设置在所述光学部件(12)内；

第二探测器装置(6)，该第二探测器装置(6)关于由所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)上的光束成第二预设角度(a2)地设置在所述光学部件(12)内；以及

第三探测器装置(8)，该第三探测器装置(8)关于由所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)上的光束(S1)成第三预设角度(a3)地设置在所述外壳内；

其特征在于，该设备(1)包括具有相互不同的光学性质的至少两个滤波元件(14a，14b)，所述至少两个滤波元件(14a，14b)按照以下方式被设置在关于所述第一光源(2)可移动的共用载体(20)上：使得这些滤波元件(14a，14b)中的每一个能够可选地被引入至位于所述第一光源(2)和所述待检测表面(10)之间的光束路径中，该设备(1)具有第二光源(32)，该第二光源(32)将光线射出至所述待检测表面(10)，其中，所述第二光源(32)以不同于所述第一光源(2)的照明角度设置在测量平面内，其中，至少一个滤波元件(14a，14b)能够被引入至位于所述第二光源(32)和所述待检测表面(10)之间的光束路径中，其中，该至少一个滤波元件(14a，14b)被设置在与能在所述第一光源和所述待检测表面之间的那些滤波元件相同的共用载体上，其中，该设备(1)包括位于所述待检测表面(10)和至少一个探测器装置之间的分束器装置，其中，从该待检测表面到达图像记录装置(16)的光线的一部分能够借助分束器(42)被分离，以用于积分测色。

2.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，至少一个滤波元件(14a，14b)为带通滤波元件。

3.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述第一光源(2)为发光二极管。

4.如权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述第一光源(2)覆盖整个可见光谱。

5.如权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述第一光源覆盖邻近所述光线的可见光谱的紫外范围部分。

6.如权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述第一光源(2)具有磷光物质。

7.如权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述共用载体(20)为旋转轮。

8.如权利要求1至3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有第二光源(32)，所述第二光源(32)将光线射出至所述待检测表面(10)。

9.如权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，至少一个滤波元件(14a，14b)能够被引入至位于所述第二光源(32)和所述待检测表面(10)之间的光束路径中。

10.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述第一光源(2)为白光发光二极管。

11.一种检测表面性质的方法，其中，

借助第一光源(2)将光线穿过光学部件(12)上的开口(30)辐射至待检测表面(10)；

利用第一探测器装置(4)关于从所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)的光束(S1)成第一预设角度(a1)地探测由于这个辐射而被所述待检测表面反射和/或散射的光线；

利用第二探测器装置(6)关于从所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)的所述光束(S1)成第二预设角度(a2)地探测由于这个辐射而被所述待检测表面反射和/或散射的光线；以及

利用第三探测器装置(8)关于从所述第一光源(2)辐射至所述待检测表面(10)的所述光束(S1)成第三预设角度(a3)地探测由于这个辐射而被所述待检测表面反射和/或散射的光线；

其特征在于，当执行该方法时，具有相互不同的光学性质的至少两个滤波元件(14a，14b)最后被时间交错地引入至位于所述第一光源(2)和所述待检测表面(10)之间的光束路径中，以便在每种情况下只有一个滤波元件(14a，14b)出现在这个光束路径内，所述至少两个滤波元件(14a，14b)被设置在关于所述第一光源(2)可移动的共用载体(20)上，其中，从待检测表面反射并且从该待检测表面到达图像记录装置(16)的光线的一部分能够借助分束器(42)被分离，以用于积分测色，并且其中，第二光源(32)将光线射出至所述待检测表面(10)，其中，所述第二光源(32)以不同于所述第一光源(2)的照明角度设置在测量平面内，其中，至少一个滤波元件(14a，14b)能够被引入至位于所述第二光源(32)和所述待检测表面(10)之间的光束路径中，其中，该至少一个滤波元件(14a，14b)被设置在与能在所述第一光源和所述待检测表面之间的那些滤波元件相同的共用载体上。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，至少在一段时间内还探测荧光辐射。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，还利用第二光源辐照所述待检测表面。

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