DD233873A1

DD233873A1 - MEASURING DEVICE FOR IDENTIFYING DIFFERENTLY FLACED ELEMENTS

Info

Publication number: DD233873A1
Application number: DD26606384A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Gabler
Original assignee: Adl Inst Phytopathologie
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1986-03-12

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.The measuring device allows the identification of surface elements due to their reflection, remission or absorption properties in the visible light and the subsequent near infrared and ultraviolet. The measuring system preferably uses three broadband interference beam splitters and detectors, the output signals of which are programmably amplified and discriminated logically combined to form an identification signal. The sample is irradiated by three independent tunable narrow-band illumination sources whose wavelengths can be matched to the optical properties of the sample.

Description

Field of application of the invention:

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.Recognition of color-contrasting surface elements on plant leaves and other parts of plants, identification of surface elements of known spectral remission or absorption in addition to differently colored parts in microscopic preparations. Control of production by detecting surface elements of known spectral remission in addition to any other on planar products, such as metal strips, paper, textile surfaces, wood, films, magnetic films o.

Characteristic of the known technical solutions:

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.Known technical solutions for identification use the measurement of the color locus when illuminated with white light. As a result, considerable demands are made on the measurement accuracy to distinguish small differences. Since the measurements of the color location are carried out broadband, differences in only narrow spectral ranges are not recognizable.

Object of the invention:

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.The use of the measuring arrangement allows the automation of control functions and thus the replacement of human, subject to fatigue subjective assessment, it allows the decision according to objective criteria. The extension of the possible spectral range for identification into invisible wavelengths, near ultraviolet and near infrared, and the independent measurement in multiple colors significantly increases the probability of recognition.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

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.By the measuring arrangement, those which have defined remission or absorption properties in preferably narrow spectral ranges are found out of objects of any desired color. Due to the continuous adjustability of the wavelengths of the excitation light sources, there is the possibility of adapting the wavelengths used for the detection to the spectral sample properties and thus a high degree of certainty of identification even of samples whose colors can not be distinguished in the white light from the eye. According to the invention, the sample is irradiated or irradiated by a plurality of, preferably three, almost monochromatic light sources. The sample is in its remitted or transmitted light on detectors by means of an imaging optical component, for. As an achromatic lens, imaged. Semi-transparent interference mirrors are mounted in the image-side beam path, which have a high reflectivity in a wide spectral range and a high transmittance outside. Within the reflection range of each mirror, the associated light source can be set to an appropriate wavelength. The use of line or matrix-type detector systems allows a measurement of the intensity differences between the different surface elements. The testing of the measuring arrangement with a standard of reflection or an absorption standard before the beginning of the measurement allows a computational correction of irregularities of the illumination and of the detector system.

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.The decisions that the requirements are met in one spectral range can be variably logically linked to the decisions of the other spectral ranges to an identity signal which is assigned to a surface element and z. B. can be counted or otherwise processed.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

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 VerlaufsinterferenzfilterrThe sample to be examined on a transport system 1 is illuminated by three light sources 9, 10 and 11 with approximately monochromatic radiation. The variation of the illumination wavelengths takes place, for example, with gradient interference filter

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.An achromatic lens system 2 images the sample. The beam splitter 3 reflects the spectral range of 400-60OnT on the detector 6, long-term proportions are transmitted. Beam portion 4 reflects the area <850 nm onto detector 7 and longer wavelength portions pass through. Beam splitter 5 reflects the predominant portion of the transmitted light on detector 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.In the transmitted light of all beam splitters, there is the possibility of observation of the sample. The use of other reflection regions of the beam splitters allows the universal use of the measuring arrangement in other optical spectral ranges as a function of the spectral sensitivity of the detectors.

Claims

Invention claim:

1. measuring devices for identifying differently colored surface elements, which are adapted by a plurality of light sources whose spectral distribution of the sample and the beam splitters are adapted, which converts the light transmitted, reflected or remitted by an element, divided over several band-filter-like interference mirror light into electrical signals, programmatically amplifies and compares in each spectral range, with preselectable limits, and logically processes the decisions into an identity signal.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the light source illuminates the samples at an angle that the exciting light is not reflected at the surface reflecting or not directly irradiates the sample.

3. Measuring device according to claim!, Characterized in that in addition to point detectors and line or area detectors are used to increase the measuring speed.

4. Measuring device according to claim 1, characterized in that the wavelength of the exciting light sources in the reflection region of the beam splitter is narrowband tunable.

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