DD233873A1 - Messeinrichtung zur identifikation unterschiedlich gefaerbter flaechenelemente - Google Patents

Abstract

Die Messeinrichtung ermoeglicht die Identifikation von Flaechenelementen auf Grund ihrer Reflektion, Remission oder Absorptionseigenschaften im Bereich des sichtbaren Lichtes und des sich anschliessenden nahen Infrarot und Ultraviolett. Das Messsystem benutzt vorzugsweise drei breitbandige Interferenzstrahlteiler und Detektoren, deren Ausgangssignale programmierbar verstaerkt und diskriminiert logisch zu einem Identifikationssignal zusammengefasst werden. Die Probe wird durch drei unabhaengige abstimmbare schmalbandige Beleuchtungsquellen bestrahlt, deren Wellenlaengen den optischen Eigenschaften der Probe angepasst werden koennen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Erkennen von farblich sich abhebenden Flächenelementen an pflanzlichen Blättern und anderen Pflanzenteilen, Identifikation von Flächenelementen bekannter spektraler Remission oder Absorption neben anders gefärbten Anteilen in mikroskopischen Präparaten. Kontrolle der Produktion durch Erkennen von Oberflächenelementen bekannter spektraler Remission neben beliebigen anderen an flächenhaften Produkten, wie Metallbänder, Papier, textile Flächen, Holz, Filmen, Magnetfolien o. a.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Bekannte technische Lösungen zur Identifikation benutzen die Messung des Farbortes bei Beleuchtung mit weißem Licht. Dadurch sind zur Unterscheidung kleiner Differenzen erhebliche Anforderungen an die Meßgenauigkeit notwendig. Da die Messungen des Farbortes breitbandig ausgeführt werden, sind Unterschiedein nur engen Spektral bereichen nicht erkennbar.

Ziel der Erfindung:

Der Einsatz der Meßanordnung gestattet die Automatisierung von Kontrollfunktionen und damit den Ersatz menschlicher, der Ermüdung unterliegender subjektiver Beurteilung, sie ermöglicht die Entscheidung nach objektiven Kriterien. Die Ausweitung des möglichen Spektralbereiches zur Identifikation in nicht sichtbare Wellenlängen, nahes Ultraviolett und nahes Infrarot und die unabhängige Messung in mehreren Farben erhöht die Erkennungswahrscheinlichkeit wesentlich.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Durch die Meßanordnung werden aus beliebig gefärbten Objekten diejenigen herausgefunden, die festgelegte Remission oder Absorptionseigenschaften in vorzugsweise eng begrenzten Spektralbereichen besitzen. Durch die kontinuierliche Einstellbarkeit der Wellenlängen der Anregungslichtquellen besteht die Möglichkeit der Anpassung der zur Erkennung benutzten Wellenlängen an die spektralen Probeneigenschaften und damit eine hohe Sicherheit der Identifikation auch von solchen Proben, deren Farben im weißen Licht vom Auge nicht unterschieden werden können. Erfindungsgemäß wird die Probe durch mehrere, vorzugsweise drei, nahezu monochromatische Lichtquellen be- oder durchstrahlt. Die Probe wird in ihrem remittierten oder hindurchgelassenen Licht auf Detektoren mittels eines abbildenden optischen Bauteils, z. B. einer achromatischen Linse, abgebildet. Im bildseitigen Strahlengang sind teildurchlässige Interferenzspiegel angebracht, die in einem breiten Spektralbereich ein hohes Reflektionsvermögen besitzen und außerhalb eine hohe Durchlässigkeit. Innerhalb des Reflektionsbereiches jedes Spiegel kann die zugeordnete Lichtquelle auf eine geeignete Wellenlänge eingestellt werden. Die Anwendung zeilen- oder matrixförmiger Detektorsysteme ermöglicht eine Messung der Intensitätsunterschiede zwischen den verschiedenen Flächenelementen. Die Prüfung der Meßanordnung mit einem Reflektionsstandard oder einem Absorptionsstandard vor Beginn der Messung erlaubt eine rechentechnische Korrektur von Ungleichmäßigkeiten der Beleuchtung und des Detektorsystems.

Die Entscheidungen, daß in einem Spektralbereich die Forderungen erfüllt sind, können mit den Entscheidungen der anderen Spektralbereiche variabel logisch verknüpft werden zu einem Identitätssignal, das einem Flächenelement zugeordnet ist und z. B. gezählt oder anderweitig verarbeitet werden kann.

Ausführungsbeispiel:

Die zu untersuchende Probe auf einem Transportsystem 1 wird durch drei Lichtquellen 9,10 und 11 mit angenähert monochromatischer Strahlung beleuchtet. Die Variation der Beleuchtungswellenlängen erfolgt beispielsweise mit Verlaufsinterferenzfilterr

Ein achromatisches Linsensystem 2 bildet die Probe ab. Der Strahlteiler 3 reflektiert den spektralen Bereich von 400-60OnT auf den Detektor 6, langvveiligere Anteile werden hindurchgelassen. Strahlteiier4 reflektiert den Bereich <850nm auf den Detektor 7 und langwelligere Anteile gehen hindurch. Strahlteiler 5 reflektiert den überwiegenden Anteil des hindurchgelassenen Lichts auf Detektor 8.

Im hindurchgelassenen Licht aller Strahlteiler besteht die Möglichkeit der Beobachtung der Probe. Die Verwendung anderer Reflektionsbereiche der Strahlteiler ermöglicht in Abhängigkeit von von der spektralen Empfindlichkeit der Detektoren die universelle Benutzung der Meßanordnung auch in anderen optischen Spektralbereichen.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Meßeinrichtungen zur Identifikation unterschiedlich gefärbter Flächenelemente, die von mehreren Lichtquellen, deren spektrale Verteilung der Probe und den Strahlteilern angepaßt ist, beleuchtet werden, die das von einem Element hindurchgelassene, reflektierte oder remittierte, über mehrere bandfilterartige Interferenzspiegel geteilte Licht in elektrische Signale wandelt, diese programmierbar verstärkt und in jedem Spektralbereich, mit vorwählbaren Grenzen vergleicht und die Entscheidungen logisch zu einem Identitätssignal verarbeitet.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Lichtquelle die Proben unter einem Winkel beleuchtet, daß das anregende Licht nicht spiegelnd an der Oberfläche reflektiert wird bzw. nicht direkt die Probe durchstrahlt.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß neben Punktdetektoren auch Linien- oder Flächendetektoren zur Steigerung der Meßgeschwindigkeit verwendet werden.
4. 4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wellenlänge der anregenden Lichtquellen im Reflektionsbereich derStrahlateilerschmalbandig abstimmbar ist.

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