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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Anordnung mit mehreren Pixeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Gerät, aufweisend einen Bildsensor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.
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Durch die
DE 26 08 998 A1 ist eine Farbbildabtastanordnung mit einer Bildsensoranordnung bekannt, die Sensorelemente einer ersten Art, einer zweiten Art und einer dritten Art aufweist, die auf Strahlung in einem ersten Spektralbereich bzw. einem zweiten Spektralbereich bzw. einem dritten Spektralbereich empfindlich sind, bei der die drei Arten von Sensorelementen in sich wiederholendem Muster über die Fläche der Sensoranordnung verteilt sind.
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Durch die
DE 38 30 731 A1 ist eine Vorrichtung zur Farbmessung für den Offsetdruck bekannt, wobei an einer eine auszumessende Vorlage überspannenden Brücke eine Farbmesseinrichtung beweglich angeordnet ist, wobei die Farbmesseinrichtung entweder einen Dreifarben-Simultan-Messkopf für die densitometrische Messung und einen weiteren Dreifarben-Simultan-Messkopf für die farbmetrische Messung umfasst oder wobei die Farbmesseinrichtung einen Simultan-Messkopf umfasst mit sechs optoelektrischen Wandlern, in deren Strahlengängen drei Farbfilter für die densitometrische und drei weitere Farbfilter für die farbmetrische Messung angeordnet sind.
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Durch die
DE 10 2005 045 357 A1 ist ein Farbdichtemessgerät zum Bestimmen der Farbdichte von einer auf einem Bedruckstoff aufgebrachten Farbschicht bekannt, mit einer Lichtquelle zum Beleuchten des Bedruckstoffes und einem Sensor zum Empfangen des vom Bedruckstoff remittierten Lichts, wobei der Sensor als ein Mehrfarben-Bildsensor gestaltet ist, und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der das an dem Mehrfarben-Bildsensor eintreffende Licht auf mindestens ein vorbestimmtes Wellenlängenband beschränkt ist.
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Ein mehrfarbiges Druckbild eines mit einer Druckmaschine, z. B. mit einer Rotationsdruckmaschine hergestellten Druckproduktes wird z. B. durch einen Übereinanderdruck mehrerer verschiedenfarbiger Farbauszüge erzeugt. In der Praxis, bei der Herstellung eines Druckproduktes z. B. im mehrfarbigen, insbesondere vierfarbigen Offsetdruck werden Farbauszüge zumindest in den Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb – zumeist ergänzt um einen schwarze Druckfarbe auf den Bedruckstoff auftragenden Farbauszug – verwendet. Jeder dieser Farbauszüge weist in der Regel eine Vielzahl von Rasterpunkten auf, welche die dem jeweiligen Farbauszug zugeordnete Druckfarbe zur Herstellung eines gemeinsamen Druckbildes auf den Bedruckstoff übertragen. Wenn zumindest auf einen Ausschnitt dieses Druckbildes weißes Licht einfällt, wird zumindest ein Teil des zumindest auf diesen Ausschnitt des Druckbildes eingefallenen Lichts von den z. B. mit den Rasterpunkten der Farbauszüge auf dem Bedruckstoff erzeugten Bildpunkten unter Berücksichtigung eines spektralen Absorptionsverlaufes der jeweils zumindest in diesem Ausschnitt des Druckbildes aufgetragenen Druckfarbe reflektiert. In Abhängigkeit von dem auf dem Bedruckstoff ausgeführten Übereinanderdruck z. B. von Rasterpunkten dieser verschiedenen Farbauszüge und der jeweiligen spektralen Reflexion, die von einer mit den von den jeweiligen Farbauszügen bereitgestellten Druckfarben bedruckten Oberfläche des Bedruckstoffes ausgeht, entsteht im Auge eines Betrachters durch einen an mindestens einer Position des aus den Farbauszügen aufgebauten Druckbildes ausgeführten autotypischen Farbmischprozess ein im sichtbaren Wellenlängenbereich liegender einheitlicher Farbeindruck. Jeder der einem Farbauszug zugeordneten spektralen Absorptionsverläufe weist mindestens ein Maximum jeweils bei einer bestimmten Wellenlänge auf, wobei sich vorzugsweise mindestens drei der am Aufbau des Druckbildes beteiligten Farbauszüge in der Wellenlänge des mindestens einen Maximums in ihrem jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf unterscheiden. Ein mit einer Druckmaschine ausgeführter Mehrfarbendruck ist überwiegend ein trichromatischer Abbildungsprozess, in welchem alle von einem Betrachter in einem Druckbild wahrnehmbaren Farben durch eine Mischung von auf den Bedruckstoff, z. B. Papier, aufgetragenen Grundfarben entstehen.
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Der Farbeindruck einer ausgewählten Position des Druckbildes lässt sich anhand eines von der internationalen Beleuchtungskommission CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) definierten Farbraums, z. B. CIELAB oder CIELUV, zahlenmäßig darstellen. In der Praxis wird dazu ein als ein Farbspektralfotometer ausgebildetes Messgerät verwendet, welches zur Messwerterfassung mit mehreren, z. B. drei vorzugsweise optoelektronischen Sensoren ausgestattet ist, wobei diese Sensoren in Verbindung mit einer Messwerterfassung an einer ausgewählten Position des Druckbildes jeweils getrennt voneinander ein von einer Recheneinheit auswertbares Messsignal bereitstellen, wobei das jeweilige Messsignal dieser Sensoren jeweils zumindest von der Wellenlänge des zumindest von der ausgewählten Position im Ausschnitt des Druckbildes reflektierten und von dem jeweiligen Sensor erfassten Lichts abhängig ist. Ein aus den Messsignalen abgeleiteter farbmetrischer Messwert ist dann z. B. an einer Anzeigeeinrichtung darstellbar, wobei dieser Messwert insbesondere z. B. in Form von Koordinaten einen bestimmten Farbort in dem für die Messwertauswertung gewählten Farbraum angibt. Der den Farbort eines Farbeindrucks angebende Messwert wird z. B. zur Einstellung zumindest eines den Druckprozess beeinflussenden Aggregats der Druckmaschine, z. B. eines ihrer Farbwerke, verwendet. Die Sensoren des Farbmessgerätes werden also derart betrieben, dass sie jeweils das reflektierte Licht sich unterscheidender Wellenlängenbereiche erfassen, wobei diesen Sensoren in ihrem jeweiligen Wellenlängenbereich jeweils eine die Lichterfassung begrenzende Filterkurve zugeordnet ist, wobei die diesen Sensoren zugeordneten Filterkurven zumindest im Wellenlängenbereich ihrer jeweiligen Bandbreite voneinander separiert sind, wobei jede Filterkurve jeweils auf die Erfassung von genau einem jeweils bei einer bestimmten Wellenlänge auftretenden Maximum im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellt ist. Im Ergebnis misst ein z. B. mindestens einen Dreibereichssensor aufweisendes Farbmessgerät in einem Druckbild punktuell den jeweiligen Farbeindruck aus. Die Messwerterfassung eines Farbmessgerätes ist damit stets auf eine einzelne Position im Druckbild gerichtet, jedoch nicht auf eine ganzheitliche Abbildung zumindest eines Ausschnittes des Druckbildes.
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Überdies ist es bekannt, zumindest einen Ausschnitt eines Druckbildes eines mit einer Druckmaschine hergestellten Druckproduktes vorzugsweise in einem laufenden Druckprozess insbesondere zur Durchführung einer Qualitätskontrolle des mit der Druckmaschine erzeugten Druckbildes mit einem Inspektionssystem, vorzugsweise einem Inline-Inspektionssystem, vorzugsweise fortlaufend fotografisch möglichst naturgetreu und verzerrungsfrei abzubilden. Zu diesem Zweck wird in der Druckmaschine z. B. ein kamerabasiertes Inspektionssystem eingesetzt, welches vorzugsweise die gesamte Breite des in der Druckmaschine bedruckten Bedruckstoffes, z. B. die Breite einer Materialbahn oder eines Bogens, z. B. mithilfe eines Bildsensors, z. B. eines CCD- oder CMOS-Sensors, durch die Erzeugung mindestens eines digitalen Fotos oder in einer Videosequenz abbildet. Jedes einzelne digitale Foto des gewählten Ausschnitts des Druckbildes kann durch einen Scan-Vorgang erzeugt sein, indem eine Abbildung des Druckbildes zeilenweise aufgenommen und ein das Druckbild ganzheitlich abbildendes Foto durch eine Aneinanderreihung dieser Bildzeilen zusammengesetzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Anordnung mit mehreren Pixeln sowie ein einen Bildsensor aufweisendes Gerät zu schaffen, wobei mit dem Verfahren und mit dem Gerät sowohl eine farbmetrische Messung in einem von einer Druckmaschine erzeugten Druckbild als auch eine fotografische Abbildung zumindest eines gewählten Ausschnitts dieses Druckbildes möglich sind.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 11 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit derselben Anordnung hinsichtlich zumindest eines ausgewählten Ausschnitts eines z. B. aus Rasterpunkten mehrerer verschiedener Farbauszüge aufgebauten Druckbildes sowohl eine farbmetrische Messung als auch eine Inspektion, d. h. eine das Druckbild abbildende Erfassung möglich sind, wobei beide Arbeitsvorgänge gegebenenfalls sogar gleichzeitig ausgeführt werden können. Die gefundene Lösung ist zur Verwendung in einer Druckmaschine geeignet, insbesondere auch als Bestandteil eines Inspektionssystems, vorzugsweise eines Inline-Inspektionssystems, mit welchem bei einer laufenden Produktion der Druckmaschine sowohl ein vom Druckbild ausgehender Farbreiz z. B. zur Einstellung zumindest eines den Druckprozess beeinflussenden Maschinenaggregats, z. B. eines Farbwerkes, erfassbar und einer Auswertung zuführbar als auch das Druckbild zumindest ausschnittsweise z. B. für eine Qualitätskontrolle des mit der Druckmaschine erzeugten Druckbildes abbildbar ist. Da beide genannten Arbeitsvorgänge mittels derselben erfindungsgemäßen Anordnung ausführbar sind, ist es nicht erforderlich, in der Druckmaschine sowohl z. B. ein Farbspektrometer als auch z. B. ein kamerabasiertes Inspektionssystem jeweils getrennt voneinander als eigenständige Geräte vorzuhalten. Vielmehr ermöglicht die gefundene Anordnung die Schaffung eines multifunktionalen Kombinationsgerätes zur Ausführung beider vorgenannter Arbeitsvorgänge. Die Integration beider Funktionen in dieselbe Anordnung erspart Kosten und nutzt den begrenzten Bauraum zur Anbringung messtechnischer Einrichtungen an einer Druckmaschine effizienter. Überdies ist es mit der gefundenen Anordnung auch möglich, den jeweiligen Farbton von Sonderfarben zu ermitteln sowie eine von einem eventuellen Glanz der Oberfläche des Bedruckstoffes unbeeinträchtigte Farbmessung durchzuführen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine erste Anordnung mit mehreren Pixeln;
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2 ein erstes Diagramm mit dem jeweiligen Verlauf diverser Filterkurven;
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3 eine weitere Anordnung mit mehreren Pixeln;
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4 ein zweites Diagramm mit dem jeweiligen Verlauf diverser Filterkurven;
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5 eine Messanordnung mit einer Anordnung gemäß der 1 oder 3.
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1 zeigt in einer perspektivischen Schnittdarstellung zumindest teilweise eine Anordnung 01 mit einer auf einem flächigen Träger 02 angeordneten Gruppe von mehreren Pixeln 03, d. h. von lichtempfindlichen optoelektronischen Sensorelementen 03, wobei mehrere der in dieser Gruppe angeordneten Pixel 03 mit ihrer jeweiligen Wirkfläche 04 von der von dem Träger 02 abgewandten Seite jeweils auf sie einfallendes Licht erfassen. Das erfasste Licht ist zuvor z. B. von der Oberfläche eines Bedruckstoffes reflektiert worden. Die Wirkfläche 04 jeden Pixels 03 ist insbesondere durch dessen vom Träger 02 abgewandte Fläche gebildet, welche z. B. rund oder eckig, insbesondere quadratisch ausgebildet sein kann. Die Wirkfläche 04 des jeweiligen Pixels 03 weist einen Durchmesser z. B. im Bereich nur einiger μm auf und liegt vorzugsweise bei weniger als 25 μm. Die Pixel 03 an sich können nur ein mit der Lichtintensität, d. h. der Helligkeit, korrespondierendes Messsignal bereitstellen. Die Pixel 03 sind auf dem Träger 02 vorzugsweise in mehreren parallelen Reihen 37 angeordnet, wobei jede dieser Reihen 37 von Pixeln 03 eine Zeile eines mehrere Zeilen aufweisenden Flächenbildsensors bilden kann.
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Hinsichtlich der auf dem Träger 02 ausgebildeten Anordnung 01 von Pixeln 03 ist vorgesehen, dass verschiedene Pixel 03 jeweils Licht sich unterscheidender Wellenlängenbereiche erfassen, indem ausgewählte einzelne Pixel 03 oder vorzugsweise ganze Reihen 37 von Pixeln 03 zur Erfassung jeweils nur einer bestimmten Lichtfarbe verwendet werden. Andere einzelne Pixel 03 oder andere ganze Reihen 37 von Pixeln 03 werden dann jeweils zur Erfassung einer Lichtfarbe verwendet, die sich von derjenigen unterscheidet, zu der die vorgenannten Pixel 03 verwendet werden. Die einzelnen Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 stellen infolge des Lichteinfalls jeweils ein Messsignal bereit, wobei das jeweilige Messsignal dieser Pixel 03 jeweils zumindest von der jeweiligen Intensität des von dem oder den jeweiligen Pixel(n) 03 in einem bestimmten Bereich der Wellenlänge erfassten Lichts abhängig ist. Infolge ihrer jeweiligen z. B. nach Lichtfarben selektiven Lichterfassung stellen die betreffenden Pixel 03 oder die betreffenden Reihen 37 von Pixeln 03 ihr jeweiliges Messsignal zu jedem beliebigen Messzeitpunkt getrennt von anderen Pixeln 03 oder anderen Reihen 37 von Pixeln 03 bereit. Das jeweilige Messsignal eines jeden Pixels 03 oder einer jeden Reihe 37 von Pixeln 03 wird an eine vorzugsweise elektronische Recheneinheit (nicht dargestellt) zur Auswertung weitergeleitet. Von der Recheneinheit zum selben Zeitpunkt erfasste Messsignale verschiedener Pixel 03 oder verschiedener Reihen 37 von Pixeln 03 können z. B. zu einer Farbinformation hinsichtlich eines bestimmten Messpunktes zusammengesetzt werden.
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Die Anordnung 01 von Pixeln 03 auf dem Träger 02 kann vorsehen, dass z. B. nur jede zweite von mehreren zueinander parallelen, aufeinander folgend angeordneten Reihen 37 von Pixeln 03 aktiv ist, was in der Schnittdarstellung der 1 durch eine Schraffur der jeweils aktiven einzelnen Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 angedeutet ist, oder dass – zu der vorgenannten Variante wirkungsgleich – das jeweilige Messsignal nur jeden zweiten Reihe 37 von Pixeln 03 von der Recheneinheit ausgewertet wird. Alle auf demselben Träger 02 angeordneten Pixel 03 oder zumindest alle Pixel 03 derselben Reihe 37 sind vorzugsweise baugleich ausgebildet und können grundsätzlich dieselbe Lichtempfindlichkeit aufweisen. Der Träger 02 mitsamt seinen Pixeln 03 oder zumindest alle Pixel 03 derselben Reihe 37 sind vorzugsweise Bestandteil eines Bildsensors, wobei der Bildsensor z. B. als ein CMOS-Sensor oder als ein CCD-Sensor ausgebildet ist.
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Die Selektivität mehrerer an sich baugleicher Pixel 03 hinsichtlich ihrer jeweiligen, sich unterscheidende Wellenlängenbereiche betreffenden Lichterfassung von gemeinschaftlich auf diese Pixel 03 einfallendem Licht wird z. B. dadurch erreicht, dass im Lichtweg auf der Wirkfläche 04 zumindest der aktiven Pixel 03 jeweils mindestens ein optisches Filter 06 bis 13, z. B. ein Farbfilter, angeordnet ist, wobei jedes Filter 06 bis 13 nur einen bestimmten Anteil des auf die Pixel 03 einfallenden Lichts auf die jeweilige Wirkfläche 04 der betreffenden Pixel 03 gelangen lässt. So ist diesen Pixeln 03 durch das jeweilige Filter 06 bis 13 jeweils eine Filterkurve zugeordnet, welche im Wellenlängenbereich des auf die Pixel 03 einfallenden Lichts die von den Pixeln 03 ausgeübte Lichterfassung auf eine gewisse Bandbreite begrenzt. Bei mindestens drei verschiedenen Pixeln 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 sind die ihnen jeweils zugeordneten Filterkurven zumindest in ihrer jeweiligen Bandbreite voneinander separiert. Die jeweilige Bandbreite einer jeden Filterkurve soll in Anlehnung an eine in der Filtertechnik übliche Festlegung derjenige beidseitig jeweils durch eine Grenzwellenlänge festgelegte Wellenlängenbereich sein, in welchem die jeweilige Wirkfläche 04 eines bestimmten Pixels 03 einfallendes Licht mit einer relativ zu einer maximalen Intensität noch mindestens 70%-igen Intensität erfasst, wobei die maximale Intensität von einer Transmissivität des diesem Pixel 03 zugeordneten Filters 06 bis 13 abhängig ist. Mit Transmissivität ist hier die Lichtdurchlässigkeit des jeweiligen Filters 06 bis 13 gemeint. Zur Festlegung der Bandbreite der jeweiligen Filterkurve soll demnach auf einen Transmissionsgrad des jeweiligen Filters 06 bis 13 oder dessen Durchlassgüte für das einfallende Licht abgestellt werden.
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Wenn in einem Offsetdruck Farbauszüge z. B. die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb auf den Bedruckstoff auftragen, sind die Filter 06 bis 13 derart festgelegt, dass eines dieser Filter 06 bis 13 seine größte Lichtdurchlässigkeit für Gelb aufweist, z. B. das Filter 06, wohingegen ein anderes der Filter 06 bis 13 seine größte Lichtdurchlässigkeit für Magenta aufweist, z. B. das Filter 07, und ein weiteres der Filter 06 bis 13, z. B. das Filter 08, für Cyan. Diese den jeweiligen Druckfarben zugeordnete Filter 06; 07; 08 sind z. B. auf oder an der jeweiligen Wirkfläche 04 von jeweils einem oder mehreren Pixeln 03 angeordnet. Jedes der Filter 06 bis 13 kann aus einem eingefärbten Glas, Kunststoff oder einer Folie hergestellt sein.
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Die jeweiligen Filterkurven der den jeweiligen Druckfarben zugeordneten Filter 06; 07; 08 sind vergleichsweise schmalbandig, d. h. deren jeweilige Bandbreite ist gering im Vergleich zu der jeweiligen Filterkurve zumindest einiger anderer in dieser Anordnung 01 verwendeten Filter 09; 11. Die Filterkurven der den jeweiligen Druckfarben zugeordneten Filter 06; 07; 08 sind daher zumindest im Wellenlängenbereich ihrer jeweiligen Bandbreite voneinander separiert, sodass sich zwischen benachbarten Filterkurven ein Wellenlängenbereich befindet, in welchem die diesen Filtern 06; 07; 08 zugeordneten Pixel 03 auf deren jeweilige Wirkfläche 04 einfallendes Licht aufgrund der jeweiligen Transmissivität dieser Filter 06; 07; 08 in diesem Wellenlängenbereich zwischen zwei benachbarten Filterkurven mit einer Intensität von deutlich weniger als 50% erfassen. Die diesen Filtern 06; 07; 08 zugeordneten Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 vermögen daher ein Druckbild, welches Licht im Wellenlängenbereich zwischen zwei benachbarten, jeweils einer auf den Bedruckstoff übertragenen Grundfarbe zugeordneten Filterkurven reflektiert, nicht ausreichend abzubilden. Daher sind in der zuvor beschriebenen Anordnung 01 von Pixeln 03 weitere jeweils voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche des reflektierten Lichts erfassende Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 vorgesehen, wobei diese weiteren Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 mit ihrer jeweiligen Filterkurve jeweils einzeln oder durch eine Überlagerung der jeweiligen Filterkurve von mehreren dieser Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 zumindest einen Wellenlängenbereich des reflektierten Lichts, der zwischen zwei voneinander separierten Filterkurven von auf die Erfassung jeweils eines Maximums im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellten Pixeln 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03 liegt, mit einer relativ zu ihrer maximalen Intensität mindestens 50%-igen Intensität erfassen. Pixel 03, die einen Wellenlängenbereich des reflektierten Lichts, der zwischen zwei voneinander separierten Filterkurven von auf die Erfassung jeweils eines Maximums im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellten Pixeln 03 liegt, erfassen, d. h. einem so genannten Zwischenbereich zugeordnet sind, weisen Filter 09; 11 jeweils mit einer vorzugsweise breitbandigen Filterkurve auf. Die jeweils zumindest einem Zwischenbereich zugeordneten Filter 09; 11 können wieder jeweils mehreren Pixeln 03 oder ganzen Reihen 37 von Pixeln 03 zugeordnet sein.
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Es sind somit in der mindestens einen Anordnung 01 von Pixeln 03 neben schmalbandig Grundfarben erfassenden Pixeln 03, welche eine erste Teilmenge der Pixel 03 dieser Anordnung 01 bilden, weitere eine zweite Teilmenge von Pixeln 03 bildende Pixel 03 jeweils mit einer ihnen zugeordneten Filterkurve vorgesehen, wobei sich vorzugsweise auch die Filterkurven dieser letzteren Pixel 03 durch die jeweilige Transmissivität der jeweiligen ihnen zugeordneten Filter 09; 11 voneinander unterscheiden. Dabei erfassen vorzugsweise mehrere dieser zur zweiten Teilmenge gehörenden Pixel 03 reflektiertes Licht zumindest in einem zwischen zwei voneinander separierten, auf die Erfassung jeweils eines Maximums im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellten Filterkurven liegenden Wellenlängenbereich, wobei die jeweilige einem dieser weiteren Pixel 03 zugeordnete Filterkurve in dem von diesen Pixeln 03 zu erfassenden Wellenlängenbereich noch mindestens 50% ihrer maximal möglichen Intensität aufweist.
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Es kann vorgesehen sein, dass innerhalb der in der 1 dargestellten Anordnung 01 die mindestens einem Pixel 03 oder einer ganzen Reihe 37 von Pixeln 03 zugeordnete Filterkurve im Wellenlängenbereich infraroter Strahlung liegt, wozu diesem Pixel 03 oder der betreffenden Reihe 37 von Pixeln 03 vorzugsweise ein seine höchste Transmissivität im infraroten Wellenbereich aufweisendes Filter 12 zugeordnet ist. Ein solcher Filter 12 sperrt demnach den Zugang von Strahlung im sichtbaren und im ultravioletten Wellenlängenbereich zu dem mindestens einen ihm zugeordneten Pixel 03 oder der betreffenden Reihe 37 von Pixeln 03. In Verbindung mit dieser Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn in der betreffenden Anordnung 01 von Pixeln 03 alle Pixel 03 außer das mindestens eine Pixel 03 oder die mindestens eine betreffende Reihe 37 von Pixeln 03 mit der im Wellenlängenbereich infraroter Strahlung liegenden Filterkurve gegen eine Erfassung infraroter Strahlung z. B. durch die Verwendung eines IR-Sperrfilters 13 gesperrt sind. Mit einem Pixel 03 oder einer Reihe 37 von Pixeln 03 mit einem für den Wellenlängenbereich infraroter Strahlung transmissiven Filter 12 ist z. B. eine Überprüfung eines auf dem Bedruckstoff aufgetragenen transparenten Klarlackes, z. B. einer Kaltsiegelfläche, möglich. Auch kann eine Information, welche aus dem vom infrarote Strahlung erfassenden Pixel 03 bereitgestellten Messsignal gewonnen wird, für eine vom Bedruckstoff abhängige Korrektur anderer Messwerte dieser Anordnung 01 verwendet werden. Diese Korrektur kann dann rechnerisch in Anwendung mathematischer Methoden in der die Messsignale auswertenden Recheneinheit durch Abarbeitung eines dort hinterlegten Programms erfolgen.
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Überdies kann vorgesehen sein, dass in der Anordnung 01 von Pixeln 03 mindestens ein Pixel 03 oder eine Reihe 37 von Pixeln 03 z. B. auch zusätzlich zu einem IR-Sperrfilter 13 einen Polarisationsfilter 14 aufweist (3). In Verbindung mit dieser einen Polarisationsfilter 14 verwendenden Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn in der betreffenden Anordnung 01 von Pixeln 03 alle Pixel 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03, deren jeweilige Filterkurve jeweils auf ein Maximum im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellt ist, einen Polarisationsfilter 14 aufweisen. Mit dem Polarisationsfilter 14 lassen sich die Messwerterfassung beeinträchtigende Glanzeffekte eliminieren.
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Wenn in einer Anordnung 01 von Pixeln 03 mehrere dieser Pixel 03 z. B. durch eine Zuordnung entsprechender Filter 06 bis 14 zu deren jeweiliger Wirkfläche 04 jeweils dieselbe Filterkurve aufweisen, sind diese Pixel 03 gleicher Filterkurve vorzugsweise zeilenförmig in einer Reihe 37 angeordnet. Vorzugsweise sind alle Pixel 03 mit einer bestimmten Filterkurve jeweils in einer Reihe 37 angeordnet. Wenn eine Anordnung 01 von Pixeln 03 mehrere Reihen 37 aufweist, so können diese Reihen 37 jeweils unmittelbar benachbart angeordnet sein. Diese in derselben Anordnung 01 von Pixeln 03 vorhandenen Reihen 37 sind vorzugsweise zueinander parallel angeordnet. Die aus mehreren Pixeln 03 bestehende Anordnung 01 kann z. B. mindestens fünf oder mehr Reihen 37 von Pixeln 03 aufweisen, wobei jede Reihe 37 eine Vielzahl von Pixeln 03 mit jeweils derselben Filterkurve umfasst. Das jeweilige Messsignal von Pixeln 03 derselben Reihe 37 wird z. B. je nach Typ des verwendeten Bildsensors von der Recheneinheit entweder für die jeweilige gesamte Reihe 37 gemeinschaftlich oder für jedes Pixel 03 dieser Reihe 37 einzeln erfasst und ausgewertet. Es kann auch vorgesehen sein, dass in einer Folge von aufeinander folgenden Reihen 37 von Pixeln 03 das jeweilige Messsignal nur jeder zweiten Reihe 37 von der Recheneinheit erfasst wird. Durch diese Maßnahme wird ein Risiko hinsichtlich eines spektralen Übersprechens an einer Grenzfläche zwischen zwei benachbarten Reihen 37 von Pixeln 03 vermieden. Überdies verringert dies die erforderliche Platzierungsgenauigkeit für das betreffende in Zuordnung zu der jeweiligen Wirkfläche 04 der Pixel 03 anzubringende Filter 06 bis 14.
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Die 2 zeigt in einem Diagramm beispielhaft den Verlauf diverser Filterkurven 16 bis 22, wobei über der Abszisse die jeweils auf den Wert Eins normierte Intensität der Transmissivität der jeweiligen Filterkurve 16 bis 22 angegeben ist. Der auf der Abszisse dargestellte Ausschnitt aus dem elektromagnetischen Spektrum mit dem vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Lichtspektrum im Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 710 nm enthält zur Orientierung einige Wertangaben zur Wellenlänge λ in Nanometer. Die Filterkurve 16 des der Druckfarbe Gelb zugeordneten Filters 06 erreicht das Maximum M16 der Transmissivität bei einer Wellenlänge λ von etwa 450 nm. Dieses Filter 06 erscheint blau. Die Filterkurve 17 des der Druckfarbe Magenta zugeordneten Filters 07 erreicht das Maximum M17 der Transmissivität bei einer Wellenlänge λ von etwa 530 nm. Dieses Filter 07 erscheint grün. Die Filterkurve 18 des der Druckfarbe Cyan zugeordneten Filters 08 erreicht das Maximum M18 der Transmissivität bei einer Wellenlänge λ von etwa 600 nm. Dieses Filter 08 erscheint rot.
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Beidseitig des jeweiligen Maximums M16; M17; M18 lässt die Transmissivität der den jeweiligen Druckfarben zugeordneten Filter 06; 07; 08 rasch nach, denn die Bandbreite der jeweiligen Filterkurve 16; 17; 18 ist auf einen Wellenlängenbereich von z. B. weniger als 50 nm beschränkt und beträgt insbesondere nur etwa 20 nm bis 35 nm oder weniger. Daher sind die drei genannten Filterkurven 16; 17; 18 zumindest im wesentlichen Teil ihres Verlaufs deutlich voneinander beabstandet, sodass sich zwischen ihnen, d. h. zwischen zwei jeweils benachbarten Filterkurven 16; 17; 18, jeweils ein Zwischenbereich ausbildet, in welchem entweder keine oder nur eine sehr geringe Transmissivität der den jeweiligen Druckfarben zugeordneten Filter 06; 07; 08 besteht.
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Die Anordnung 01 von Pixeln 03, wie sie z. B. in der 1 dargestellt ist, enthält vorzugsweise jeweils mehrere Pixel 03, welchen jeweils ein Filter 09; 11 zugeordnet ist, deren jeweilige Filterkurve 19; 21 für vom Bedruckstoff reflektiertes Licht in einem mindestens einem der Zwischenbereiche zugeordneten Wellenlängenbereich ausreichend transmissiv ist, wobei eine ausreichende Transmissivität dann gegeben ist, wenn die Filterkurven 19; 21 derjenigen Pixel 03 dieser Anordnung 01, die jeweils aus zumindest einem zwischen zwei voneinander separierten Filterkurven 16; 17; 18 liegenden Wellenlängenbereich reflektiertes Licht erfassen, im Wellenlängenbereich des jeweiligen Zwischenbereichs relativ zu ihrer jeweiligen maximalen Transmissivität eine Transmissivität von mindestens 50% aufweisen.
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In der 2 ist auch eine für den infraroten Wellenlängenbereich transmissive Filterkurve 22 dargestellt, welche z. B. dem in der 1 dargestellten Filter 12 zugeordnet ist, welches seinerseits innerhalb der Anordnung 01 mindestens einem von deren Pixeln 03 zugeordnet ist. Beide Teilmengen von Pixeln 03 erfassen durch eine Überlagerung der ihnen jeweils zugeordneten Filterkurven 16; 17; 18; 19; 21; 27; 28; 29 gemeinsam mindestens 70% des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 710 nm.
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Die 3 zeigt in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise eine Anordnung 01 mit mehreren Pixeln 03, welche auf einem gemeinsamen Träger 02 – wie in der 1 dargestellt – in mehreren Reihen 37 angeordnet sind. Von den in der Schnittebene der in der 3 dargestellten Anordnung 01 in horizontaler Richtung aufeinanderfolgenden Reihen 37 von Pixeln 03 ist nur jede zweite Reihe 37 von Pixeln 03 genutzt. Genutzte Reihen 37 von Pixeln 03 sind in der 3 schraffiert dargestellt. Mindestens einer Reihe 37 von Pixeln 03 ist ein Filter 06 zur Erfassung der Druckfarbe Gelb zugeordnet. Mindestens einer weiteren Reihe 37 von Pixeln 03 ist ein Filter 07 zur Erfassung der Druckfarbe Magenta zugeordnet. Mindestens einer anderen Reihe 37 von Pixeln 03 ist ein Filter 08 zur Erfassung der Druckfarbe Cyan zugeordnet. Darüber hinaus ist mindestens einer Reihe 37 von Pixeln 03 ein Filter 23 zur Erfassung eines der Farbe Grün zugeordneten Wellenlängenbereichs zugeordnet. Dieses rot erscheinende Filter 23 weist seine größte Transmissivität insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 625 nm und 740 nm auf (Filterkurve 27). Mindestens einer weiteren Reihe 37 von Pixeln 03 ist ein Filter 24 zur Erfassung eines der Farbe Rot zugeordneten Wellenlängenbereichs zugeordnet. Dieser grün erscheinende Filter 24 weist seine größte Transmissivität insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 520 nm und 565 nm auf (Filterkurve 28). Mindestens einer anderen Reihe 37 von Pixeln 03 ist ein Filter 26 zur Erfassung eines der Farbe Gelb zugeordneten Wellenlängenbereichs zugeordnet. Dieser blau erscheinende Filter 26 weist seine größte Transmissivität insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 450 nm und 500 nm auf (Filterkurve 29).
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Die den jeweiligen Filtern 23; 24; 26 zugeordnete Filterkurve 27; 28; 29 ist exemplarisch in der 4 dargestellt, wobei im Diagramm der 4 auf dessen Ordinate eine relative Lichtempfindlichkeit aufgetragen ist. Diese Filterkurven 27; 28; 29 sind vergleichsweise breitbandig. Ihre jeweilige Bandbreite beträgt 40 nm, 50 nm oder sogar noch deutlich mehr. Die dem Filter 26 zur Erfassung der Farbe Gelb zugeordnete Filterkurve 29 überlagert vollständig die Filterkurve 16 zur Erfassung der Druckfarbe Gelb. Gleichfalls überlagert die dem Filter 24 zur Erfassung der Farbe Rot zugeordnete Filterkurve 28 vollständig die Filterkurve 17 zur Erfassung der Druckfarbe Magenta. Auch überlagert die dem Filter 23 zur Erfassung der Farbe Grün zugeordnete Filterkurve 27 vollständig die Filterkurve 18 zur Erfassung der Druckfarbe Cyan. Die Filterkurven 27; 28; 29 zur Erfassung der Farben Gelb, Rot oder Grün sind derart breitbandig, dass sie einen Zwischenbereich zwischen benachbarten, voneinander separierten Filterkurven 16; 17; 18, welche der Erfassung einer bestimmten Druckfarbe Gelb, Magenta oder Cyan zugeordnet sind, allein oder durch eine Überlagerung ihrer jeweiligen Filterkurven 27; 28; 29 aufgrund einer ausreichenden Transmissivität ihrer jeweiligen Filter 23; 24; 26 erfassen. Mit den die Filter 06; 07; 08 aufweisenden Pixeln 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03, deren schmalbandige Filterkurven 16; 17; 18 normiert und für eine Erfassung der Druckfarben Gelb, Magenta und Cyan ausgelegt sind, kann z. B. eine Farbdichtemessung hinsichtlich der auf dem Bedruckstoff aufgetragenen Druckfarben ausgeführt werden, wohingegen mit den Pixeln 03 oder Reihen 37 von Pixeln 03, die die Filter 23; 24; 26 mit den breitbandigen Filterkurven 27; 28; 29 zur Erfassung der Farben Gelb, Grün oder Rot aufweisen, vorzugsweise eine Farbortanalyse entsprechend der Farbwahrnehmung des menschlichen Auges ausführbar ist und mittels der Recheneinheit auch ausgeführt wird. Auch bei der in der 3 dargestellten Anordnung 01 können, wie bereits in Verbindung mit der 1 beschrieben, ein IR-Filter 12, ein IR-Sperrfilter 13 und/oder ein Polarisationsfilter 14 vorgesehen sein.
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Die in den 1 und 3 beispielhaft dargestellten Anordnungen 01 von Pixeln 03 jeweils vorzugsweise bestehend aus mehreren parallel zueinander angeordneten Reihen 37 von Pixeln 03 werden z. B. zur Inspektion eines Druckbildes auf einem Bedruckstoff sowie zur vorzugsweise gleichzeitigen Farbmessung an mindestens einer Position innerhalb dieses Druckbildes eingesetzt. Der Einsatzort kann z. B. innerhalb einer Druckmaschine sein, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, wobei das jeweilige Druckbild zumindest teilweise, d. h. zumindest ein Ausschnitt dieses Druckbildes, unmittelbar nach seiner Erzeugung vorzugsweise in einer laufenden Produktion der Druckmaschine durch Erstellung einer fotografischen Abbildung inspiziert und an mindestens einer Position farbmetrisch ausgemessen wird. Die jeweilige Anordnung 01 von Pixeln 03 ist z. B. als Bestandteil eines in der Druckmaschine angeordneten Inspektionssystems ausgebildet, wobei diese Anordnung 01 von Pixeln 03 z. B. als ein Bildsensor in CCD- oder CMOS-Technologie ausgebildet ist. Innerhalb dieser Anordnung 01 von Pixeln 03 sind jeweils mehrere Pixel 03 zeilenförmig angeordnet. Der zu inspizierende Bedruckstoff wird durch die Druckmaschine bewegt, wobei die Anordnung 01 von Pixeln 03 mit Bezug auf die Druckmaschine insbesondere ortsfest angeordnet und das Druckbild auf dem Bedruckstoff in einer relativ zu mindestens einer aus Pixeln 03 bestehenden Reihe 37 dieser Anordnung 01 im Wesentlichen orthogonalen Richtung vorzugsweise translatorisch bewegt ist. Zeilenweise erfasste Ausschnitte des zu inspizierenden Druckbildes werden in Abhängigkeit von einem eine Bewegungsgeschwindigkeit v des Druckbildes berücksichtigenden Signal aneinandergefügt, um eine vollständige Abbildung des Druckbildes zu erstellen. Auch berücksichtigt das Inspektionssystem bei der Darstellung der Abbildung des Druckbildes den jeweiligen mechanischen Abstand, den in der betreffenden Anordnung 01 Messsignale liefernde Reihen von Pixeln 03 zueinander aufweisen.
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Das sowohl zu inspizierende als auch farbmetrisch zu vermessende Druckbild, welches z. B. aus Rasterpunkten mehrerer Farbauszüge aufgebaut ist, wird zumindest in einem Ausschnitt mit polychromatischem Licht, vorzugsweise mit Weißlicht, bestrahlt, wobei zumindest ein Teil dieses aufgestrahlten Lichts von der Oberfläche dieses Druckbildes zu der als Messanordnung dienenden Anordnung 01 von Pixeln 03 reflektiert wird. Dieser Betriebszustand ist in der 5 angedeutet. Ein auf einem Bedruckstoff 32 aufgebrachtes Druckbild 31 wird zumindest teilweise in einen Erfassungsbereich z. B. eines die Anordnung 01 mit den Pixeln 03 aufweisenden Inspektionssystems bewegt. Diese Anordnung 01 ist z. B. als Teil einer Zeilenkamera, insbesondere einer zum Inspektionssystem gehörenden Zeilenkamera, ausgebildet. Die Anordnung 01 ist mit der jeweiligen Wirkfläche 04 ihrer jeweiligen Pixel 03 z. B. mit einer Neigung in einem Winkel α bezogen auf ein auf dem Druckbild 31 stehendes Lot 33 auf die Oberfläche des Druckbildes 31 gerichtet. Eine erste, Weißlicht abstrahlende Lichtquelle 34 ist mit Bezug auf das Lot 33 z. B. mit einer Neigung in einem Winkel β angeordnet. Wenn mit dieser Messanordnung zudem der Glanz der Oberfläche des Druckbildes 31 zu analysieren ist, ist zusätzlich eine zweite, infrarote Strahlung emittierende Lichtquelle 36 vorgesehen, welche mit Bezug auf das Lot 33 z. B. mit einer Neigung in einem Winkel ε auf die Oberfläche des Druckbildes 31 gerichtet ist, wobei sich der zur IR-Lichtquelle 36 gehörende Winkel ε und der zur Zeilenkamera gehörende Winkel α in derselben vertikalen Ebene auf verschiedenen Seiten vom diese Ebene durchlaufenden Lot 33 befinden. Das Licht der ersten, Weißlicht abstrahlenden Lichtquelle 34 wird von der Oberfläche des Druckbildes 31 entsprechend dem Reflexionsgesetz unter einem Winkel γ reflektiert. Zwischen dem von der Oberfläche des Druckbildes 31 reflektierten Weißlicht und dem Erfassungswinkel α ist ein Winkel δ ausgebildet, wobei der Winkel δ der für eine Reflexunterdrückung verantwortliche Winkel ist. Wenn der zur Zeilenkamera gehörende Winkel α z. B. 15° und der zur ersten, Weißlicht abstrahlenden Lichtquelle 34 gehörende Winkel β z. B. 30° betragen, ergibt sich für den Winkel δ ein Wert von 45°. Der zur IR-Lichtquelle 36 gehörende Winkel ε ist vorzugsweise mit Bezug auf das Lot 33 spiegelbildlich und betragsgleich zu dem zur Zeilenkamera gehörenden Winkel α gewählt. Die erste, Weißlicht abstrahlende Lichtquelle 34 kann ebenfalls wie die Anordnung 01 mit den Pixeln 03 einen Polarisationsfilter aufweisen, wobei die jeweilige Durchlassrichtung von beiden Polarisationsfiltern zueinander orthogonal angeordnet ist.
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Wie zuvor beschrieben, ermöglicht die vorgeschlagene Lösung ein Verfahren zum Betrieb einer Anordnung 01 mit mehreren Pixeln 03 zur Abbildung zumindest eines Ausschnitts eines aus mehreren Farbauszügen bestehenden Druckbildes 31, wobei mehrere dieser Farbauszüge bei zumindest auf den abzubildenden Ausschnitt des Druckbildes 31 einfallenden polychromatischen Lichts jeweils einen spektralen Absorptionsverlauf mit mindestens einem Maximum M16; M17; M18 bei einer bestimmten Wellenlänge λ aufweisen, wobei die jeweiligen Wellenlängen λ des mindestens einen Maximums M16; M17; M18 im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von mehreren Farbauszügen dieses Druckbildes 31 voneinander verschieden sind, wobei verschiedene Pixel 03 aufgrund einer ihnen jeweils zugeordneten Filterkurve 16; 17; 18; 19; 21; 27; 28; 29 sich jeweils voneinander unterscheidende Wellenlängenbereiche des Lichts erfassen, wobei die jeweiligen einer ersten Teilmenge der Pixel 03 zugeordneten Filterkurven 16; 17; 18 zumindest im Wellenlängenbereich ihrer jeweiligen Bandbreite voneinander separiert sind, wobei mehrere dieser voneinander separierten Filterkurven 16; 17; 18 jeweils auf die Erfassung von genau einem jeweils bei einer bestimmten Wellenlänge λ auftretenden Maximum M16; M17; M18 im jeweiligen spektralen Absorptionsverlauf von einem der Farbauszüge eingestellt sind, wobei eine andere zweite Teilmenge von Pixeln 03 mit sich im Wellenlängenbereich ihrer jeweiligen Transmissivität voneinander unterscheidenden Filterkurven 19; 21; 27; 28; 29 reflektiertes Licht jeweils zumindest in einem der zwischen zwei voneinander separierten, Pixeln 03 der ersten Teilmenge zugeordneten Filterkurven 16; 17; 18 liegenden Wellenlängenbereiche erfasst. Dieses Verfahren ist z. B. in oder in Verbindung mit einem einen Bildsensor aufweisenden Gerät verwirklicht, wobei der Bildsensor zumindest einen Ausschnitt eines mit einer Druckmaschine erzeugten Druckbildes 31 fotografisch insbesondere naturgetreu und möglichst verzerrungsfrei abbildet, wobei der Bildsensor mit Bezug auf zumindest eine Position in dem abgebildeten Ausschnitt des Druckbildes 31 mehrere hinsichtlich eines farbmetrischen Messwertes auswertbare Messsignale erzeugt, wobei der farbmetrische Messwert von dieser Position in dem abgebildeten Ausschnitt des Druckbildes 31 einen Farbort in einem Farbraum angibt.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Anordnung
- 02
- Träger
- 03
- Sensorelement, Pixel
- 04
- Wirkfläche
- 05
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- 06
- Filter
- 07
- Filter
- 08
- Filter
- 09
- Filter
- 10
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- 11
- Filter
- 12
- Filter
- 13
- Sperrfilter
- 14
- Polarisationsfilter
- 15
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- 16
- Filterkurve
- 17
- Filterkurve
- 18
- Filterkurve
- 19
- Filterkurve
- 20
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- 21
- Filterkurve
- 22
- Filterkurve
- 23
- Filter
- 24
- Filter
- 25
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- 26
- Filter
- 27
- Filterkurve
- 28
- Filterkurve
- 29
- Filterkurve
- 30
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- 31
- Druckbild
- 32
- Bedruckstoff
- 33
- Lot
- 34
- Lichtquelle
- 35
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- 36
- Lichtquelle
- 37
- Reihe
- M16
- Maximum
- M17
- Maximum
- M18
- Maximum
- v
- Bewegungsgeschwindigkeit
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- γ
- Winkel
- δ
- Winkel
- ε
- Winkel
- λ
- Wellenlänge
