DE10310595A1

DE10310595A1 - Messvorrichtung mit Bildverarbeitung, Beleuchtungssystem dafür, Verfahren zur Steuerung des Beleuchtungssystems, Steuerungsprogramm für das Beleuchtungssystem und Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Programmen zur Steuerung des Beleuchtungssystems

Info

Publication number: DE10310595A1
Application number: DE10310595A
Authority: DE
Inventors: Eisuke Moriuchi; Seiji Shimokawa; Keiji Akagi; Hiroyuki Yoshida
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: US20060132800A1; JP2003269919A; US7016053B2; CN100487730C; US7177033B2; DE10310595B4; CN1448691A; US20030169431A1

Abstract

Die Leuchtstärke und die Farbsättigung jeder Lumineszenzlichtquelle werden für einen eingeprägten Stromwert gemessen; es wird ein Mischverhältnis von Intensitäten von Licht, das von den lumineszenten Lichtquellen ausgesendet wird, berechnet, das zur Mischung der Beleuchtung bei der vorgegebenen Farbsättigung mit der durch einen Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich, mittels einer theoretischen Gleichung zum Berechnen von Änderungen in der Farbsättigung, die mit Änderungen in den Leuchtstärken der lumineszenten Lichtquellen bei der Farbsynthese korreliert sind; ferner werden Leuchtstärken jeder Lichtquelle zum Erzeugen einer Leuchtstärke, die mittels eines Instruktionswertes vorgegeben ist, aus einem Mischverhältnis berechnet und es wird der Wert für den eingeprägten Strom, der zur Ansteuerung der Lichtquelle zur Aussendung von Licht bei der Leuchtstärke erforderlich ist, wird aus den Eigenschaften der Lichtquellen ausgelesen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung, das zum Messen der Größe oder der Form eines Messobjekts aus einem Bild des gemessenen Objekts, das mittels eines optischen Systems, einem Beleuchtungssystem oder der Messvorrichtung ermittelt wurde, verwendet wird; ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems, ein Steuerprogramm für das Beleuchtungssystem und ein Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Steuerprogramm für das Beleuchtungssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Beleuchtungssystem oder eine Beleuchtungssteuerung für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung, wobei die Leuchtstärke oder die Farbsättigung eines auf ein zu messendes Objekt ausgestrahlten Lichts stabilisierbar ist.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Es gibt ein Messgerät mit Bildverarbeitung, das einen gemessenen Bereich eines Messobjekts mit einem optischen Vergrößerungssystem vergrößern und die Größe oder die Form des zu messenden Objekts aus dem vergrößerten Bild messen kann. Die Messvorrichtung mit Bildverarbeitung, wie sie zuvor beschrieben ist, umfasst beispielsweise ein Mikroskop, einen Projektor und ein dreidimensionales Bildmessgerät. Bei der Messvorrichtung mit Bildverarbeitung spielt das Beleuchten eines zu messenden Objekts eine äußerst wichtige Rolle in Hinblick auf das Ermitteln eines Bildes des gemessenen Objekts.
Als Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung, wie sie zuvor beschrieben ist, sind zusätzlich zu einem System mit vertikal einfallendem Licht, in welchem das Licht von einem im Wesentlichen über einem zu messenden Objekt liegenden Punkt auf das zu messende Objekt ausgestrahlt wird, ein System mit diagonal einfallendem Licht bekannt, in welchem Licht auf ein zu messenden Objekts von einem Punkt aus eingestrahlt wird, der in einer Richtung liegt, die unter einem spezifizierten Winkel gegenüber einer optischen Achse des optischen Bildaufnahmesystems geneigt ist; ferner ist ein Durchlichtsystem bekannt, in welchem Licht von einem Punkt aus auf das zu messende Objekt ausgestrahlt wird, der im Wesentlichen unmittelbar unter einem Messobjekt liegt.
In jüngerer Vergangenheit wird eine LED (lichtemittierende Diode) als eine Lumineszenzlichtquelle für Beleuchtungssysteme, wie sie zuvor beschrieben sind, verwendet. Bei LED's variieren im Allgemeinen die Lichtintensität und die Farbsättigung stark auf Grund von Faktoren, etwa von Fehlern, die während des Herstellungsprozesses auftreten. Um dieses Problem zu lösen, werden LED's entsprechend der Lichtintensität und der Farbsättigung für den Verkauf auf dem Markt in diverse Typen eingestuft (siehe Fig. 11).
Die Händler müssen jedoch die Einstufungen der LED's vor dem Verkauf spezifizieren, was zu erhöhten Kosten führt; selbst wenn ein Händler LED's unter Spezifizierung der Art vor dem Verkauf einkauft, gibt es dennoch eins Schwankung der Produktqualität innerhalb eines Typenbereichs, wodurch eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung äußerst negativ beeinflusst werden kann. Wenn beispielsweise die Lichtintensität bzw. Leuchtstärke von einer LED zu einer anderen LED sich ändert, ist eine zuverlässige Kompatibilität von Komponenten der Messvorrichtung mit Bildverarbeitung nicht mehr gegeben.
Wenn ferner rotes, grünes und blaues Licht, das von entsprechenden LED's ausgesendet wird, gemischt wird und das vereinigte Licht auf ein zu messendes Objekt eingestrahlt wird, kann manchmal die gleiche Farbsättigung nicht reproduziert werden, wenn sich die Leuchtstärke des gemischten Lichts ändert.
Wenn es erforderlich ist, die Lichtintensität einer LED zu steuern, wird im Allgemeinen die Intensität des ausgesandten Lichts, d. h. die Leuchtstärke, durch Variieren eines eingeprägten Stromes (Vorwärtsstrom) durch den LED-Chip gesteuert. Da jedoch die Lichtintensitätseigenschaften jeder LED in Abhängigkeit des Stromes nicht linear sind (siehe Fig. 12), wenn beispielsweise Werte für LED's, die Licht mit unterschiedlichen Farben aussenden, sich um gleiche Stufen ändern, kann sich ein Anteil jeder Farbe in dem kombinierten Licht ändern, so dass die spezielle Farbsättigung des kombinierten Lichts nicht in zuverlässiger Weise reproduziert werden kann. Diese Änderung bei der Farbsättigkeit wird durch eine Aberration des optischen Elements noch verstärkt, was wiederum die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt.
Im Detail weist die Messvorrichtung mit Bildverarbeitung beispielsweise ein Beleuchtungssystem zum Ausleuchten eines zu messenden Objekts mit Licht, einen lichtempfangenden Sensor zum Empfangen des von dem gemessenen Objekt reflektierten Lichts und einen Bildprozessor zum Ermitteln einer Form des gemessenen Objekts aus einem Bild, das von dem Lichtempfangssensor empfangen wurde, auf. Das Beleuchtungssystem umfasst beispielsweise mehrere lumineszente Lichtquellen (LED's), die Licht mit unterschiedlichen Farben aussenden können, einen Stromsteuerungsabschnitt zum Steuern eines Stromes, der jeweils in die lumineszenten Lichtquellen zur Lichtemission eingeprägt wird, und eine Instruktionswerteingabeeinrichtung, die extern bedient werden kann, um darin die Leuchtstärke der Belichtung als Instruktion- bzw. Eingabewert einzustellen.
Die Farbsättigungskoordinaten (x, y) für die Lichtemission werden zuvor für jede LED als eine lumineszente Lichtquelle für Licht mit einer speziellen Farbe festgelegt, und daher wird für gemischtes Licht mit einer spezifizierten Mischfarbe, beispielsweise weißes Licht mit den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) das Mischungsverhältnis des Lichts, das von den LED's ausgesandt wird, für Elementfarben (r_R, r_G, r_B> berechnet. Dann wird die Intensität des von jeder LED ausgesandten Lichts entsprechend der Leuchtstärke L, die von der Instruktionswerteeingabevorrichtung vorgegeben wird, bewertet, wie dies im Folgenden entsprechend gezeigt ist. In den folgenden Gleichungen bezeichnet L_R die Leuchtstärke der rot strahlenden LED, L_G bezeichnet die Leuchtstärke der grün leuchtenden LED und L_B bezeichnet die Leuchtstärke der blau leuchtenden LED.

L_R = r_RL
L_G = r_GL
L_B = r_BL
Anschließend werden Werte für eingeprägte Ströme, die zum Betrieb der LED's mit den spezifizierten Leuchtstärken L_R, L_G und L_B erforderlich sind, berechnet. Der Stromsteuerabschnitt prägt Ströme in die LED's entsprechend den Instruktionswerten ein.
In der zuvor beschriebenen Konfiguration weist ein Anwender die Leuchtstärke L für die Belichtung mittels der Instruktionswerteingabevorrichtung an. Danach ermöglicht es die Stromsteuervorrichtung für den eingeprägten Strom, dass die spezifizierten Ströme in die lumineszierenden Lichtquellen eingeprägt werden, so dass ein Mischlicht mit einer spezifizierten Farbsättigung, beispielsweise einer weißen Farbe, erzeugt und gemäß der eingegebenen Leuchtstärke ausgestrahlt wird. Wenn die spezifizierten Ströme in die LED's eingeprägt werden, senden die lumineszenten Lichtquellen für die Lichtemission Licht entsprechend den spezifizierten Leuchtstärken (L_R, L_G, L_B) aus, und es wird weißes Licht auf ein Messobjekt entsprechend der angewiesenen Leuchtstärke eingestrahlt. Das von dem gemessenen Objekt reflektierte Licht wird von dem Lichtempfangssensor aufgenommen, und es werden Parameter, etwa die Form oder die Größe des gemessenen Objekts beispielsweise durch Detektieren von Rändern des gemessenen Objekts aus dem empfangenen Bild gemessen.
Bei der Messung eines Bildes sind die Leuchtstärke und die Farbsättigung des auf ein zu messendes Objekt eingestrahlten Lichts äußerst wichtig. Wenn beispielsweise die tatsächliche Leuchtstärke für die Belichtung im Vergleich zu der spezifizierten Leuchtstärke geringer ist, ist die Lichtintensität nicht ausreichend und es kann kein Bild erzeugt werden, oder die Randerkennung kann nicht ausgeführt werden. Wenn die tatsächliche Leuchtstärke für die Belichtung größer als die spezifizierte Leuchtstärke ist, ist die Belichtung gesättigt, so dass das Bild verschwommen ist (oder teilweise fehlt), und eine Randerkennung kann auch in diesem Falle nicht durchgeführt werden.
Wenn zudem die Farbsättigung in der Beleuchtung einen Aberrationsfehler aufweist, der durch weißes Licht verursacht ist, kann ein Bild eines farbigen Messobjektes nicht in genauer Weise aufgenommen werden und eine Randerkennung kann auch in diesem Falle nicht ausgeführt werden. D. h., eine Steuerung der in eine rote LED, eine grüne LED und eine blaue LED eingeprägten Ströme zur genauen Steuerung der Leuchtstärke und der Farbsättigung für Mischlicht ist äußerst wichtig für eine präzise Messung.
Da jede LED einen individuellen Unterschied (Varianz) besitzt, variiert auch die Leuchtstärke jeder einzelnen Diode in nachteiliger Weise, selbst wenn der Strom mit dem gleichen Nennwert eingeprägt wird. Fig. 26A, Fig. 26B und 27 zeigen die Abhängigkeiten zwischen den eingeprägten Stromwerten und den Leuchtstärken, wenn eine rote LED, eine grüne LED und eine blaue LED angesteuert werden, um Licht mit entsprechenden Farben im jeweiligen Beleuchtungssystem auszusenden. Z. B. wird bei den Leuchtstärkeeigenschaften der in Fig. 26A gezeigten roten LED bei einem Anstieg des eingeprägten Stromes ebenso die Leuchtstärke in allen Vorrichtungen größer, aber, wie aus dem Vergleich zwischen dem Bauteil 1 und dem Bauteil 4 hervorgeht, variiert eine Differenz in der Leuchtstärke in einem Bauteil deutlich, wenn ein Strom mit einem größeren Wert eingeprägt wird. Dies gilt auch für die in Fig. 26B gezeigte grüne LED und für die in Fig. 27 gezeigte blaue LED. D. h., ein eingeprägter Stromwert, der zum Ansteuern jeweils einer LED zur Aussendung von Licht mit einem spezifizierten Leuchtstärkewert erforderlich ist, variiert von einer LED zu anderen, so dass selbst, wenn die Leuchtstärke angegeben wird, ein Wert eines eingeprägten Stromes für eine jeweilige LED nicht in einfacher Weise abgeschätzt werden kann.
Wenn ein Strom entsprechend einem angegebenen Wert für die Stromeinprägung eingeprägt wird, kann die Leuchtstärke einer jeweiligen LED von dem Sollwert abweichen, was wiederum ein Abweichen der Intensität des Mischlichtes von dem Sollwert hervorruft. Wenn die Leuchtstärke jeder LED von dem Sollwert abweicht, dann weicht ebenso die Farbsättigung des Mischlichtes in nachteiliger Weise von dem Sollwert ab.
Ferner enthält die Farbsättigung des von jeder LED ausgesandten Lichts den individuellen Unterschied und zudem ändert sich die Farbsättigung in korrelierter Weise mit einer Änderung der Intensität des ausgesandten Lichts. Fig. 28, Fig. 29A, Fig. 29B, Fig. 30A und Fig. 30B zeigen die Korrelation zwischen der Leuchtstärke und der Farbsättigung, wenn eine rote LED, eine grüne LED und eine blaue LED jeweils zur Lichtemission angeregt werden.
Beispielsweise ist die x-Koordinate für die Farbsättigung einer blauen LED in jedem Beleuchtungssystem in Fig. 30A gezeigt. Diese Figur zeigt, wie die Farbsättigungskoordinaten sich in Abhängigkeit von Änderungen der Leuchtstärke ändern. Ferner zeigt diese Figur, dass die Farbsättigung in jedem Beleuchtungssystem unterschiedlich ist. Aus Fig. 28, Fig. 29A und Fig. 29B erkennt man, dass dies auch für eine rote LED und eine grüne LED gilt.
Anders ausgedrückt, da die Farbsättigung des von jeder LED ausgesandten Lichts unterschiedlich ist, wird die Farbsättigung des gemischten Lichts von der gewünschten abweichen, wenn ein Mischverhältnis jedes Lichts zum Erzeugen eines gemischten Lichts entsprechend einer Eigenschaft festgelegt ist.
Wenn die Intensität des von jeder LED ausgesandten Lichts eingestellt wird, wobei die Differenz der Leuchtstärkeeigenschaften jeder einzelnen LED berücksichtigt werden, um einen Wert des in die LED eingeprägten Stromes zur Erreichung der gewünschten Leuchtstärke in dem gemischten Licht zu ändern, ist es möglich, die genaue Leuchtstärke zu erreichen. Wenn dabei jedoch die Leuchtstärke geändert wird, ändert sich auch die Farbsättigung und daher tritt das Problem auf, dass die Farbsättigung des gemischten Lichts von dem Sollwert abweicht.
Selbst wenn andererseits ein Farbmischverhältnis des Lichts, das von den LED's ausgesandt wird, ausgewählt wird, in dem die Farbsättigung zum Verwirklichen der gewünschten Farbsättigung zur Ausleuchtung mit dem gemischten Licht berücksichtigt wird, ist die Farbsättigung des von der jeweiligen Diode ausgestrahlten Lichts unterschiedlich und damit ändert sich die Farbsättigung des ausgesandten Lichts in Abhängigkeit von der Leuchtstärke, so dass die Farbsättigung einer LED nicht in einheitlicher Weise bewertet werden kann und ein Mischverhältnis zum Erreichen der gewünschten Farbsättigung kann damit nicht in einfacher Weise ausgewählt werden.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung bereitzustellen, das in der Lage ist, die zuvor beschriebenen Probleme der bekannten Technologie zu überwinden und eine stabile Beleuchtung hinsichtlich von Parametern, etwa der Leuchtstärke und der Farbsättigung, zu realisieren.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung bereit, das ein optisches System zur Ausleuchtung mit einer Lumineszenzlichtquelle aufweist, wobei Licht von diesem optischen System zum Beleuchten eines zu messenden Objekts zur Messung der Größe, der Form oder anderer Parameter des gemessenen Objekts aus einem erhaltenen Bild des gemessenen Objekts ausgestrahlt wird, wobei das Beleuchtungssystem umfasst: eine Speichereinheit zum Speichern von Daten, die eine Abhängigkeit zwischen der Leuchtstärke, die mit dem optischen System zum Beleuchten erreicht wird, und einem durch die Lumineszenzlichtquelle getriebenen Stromes betrifft, und eine Steuereinheit zum Steuern eines eingeprägten Stromes, der durch die Lumineszenzlichtquellen fließt, so dass die Leuchtstärke, die mit dem optischen System zum Beleuchten erreicht wird, einem Sollwert entspricht.
Wenn bei dieser Anordnung Daten, die die Abhängigkeit zwischen der mit dem optischen System zur Beleuchtung erreichten Leuchtstärke und einem Strom, der durch die Lumineszenzlichtquelle getrieben wird, betreffen, in der Speichereinheit gespeichert sind, kann die Leuchtstärke, die mit dem optischen System erreicht wird, d. h. die Leuchtstärke eines auf ein zu messenden Objekts eingestrahlten Lichts, so gesteuert werden, dass der Sollwert erreicht wird, indem der durch die Lumineszenzlichtquelle getriebene Strom auf der Grundlage der Daten, die die Abhängigkeit zwischen der Leuchtstärke und dem Stromwert betreffen, die in dieser Speichereinheit gespeichert ist, gesteuert wird. Somit kann ein negativer Einfluss durch eine Variierung der Intensität des von der Lumineszenzlichtquelle emittierten Lichtes unterdrückt werden und eine Beleuchtung kann mit einer stabilen Leuchtstärke ausgeführt werden; des weiteren ist eine Kompatibilität von Teilen zwischen Messvorrichtungen mit Bildbearbeitung sichergestellt.
In dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Lumineszenzlichtquelle für das optische System zum Beleuchten LED's, und mehrere Instruktionen für die Beziehung zwischen der mit dem optischen System zum Beleuchten erreichten Leuchtstärke und einem durch jede der LED's fließenden eingeprägten Stromes sollte vorzugsweise in der Speichereinheit als unterschiedliche Referenzen für die Leuchtstärke gespeichert sein.
Mit dieser Ausgestaltung kann zusätzlich zu den grundlegenden vorteilhaften Wirkungen, die durch die zuvor beschriebene vorliegende Erfindung erreicht werden, eine Beleuchtung mit stabiler Leuchtstärke verwirklicht werden, selbst wenn LED's mit geringerer Einstufung, die von Herstellern vertrieben werden, gekauft werden.
In dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lumineszenzlichtquelle des optischen Systems zum Beleuchten LED's, die rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht aussenden, und mehrere Datensätze, die die Beziehungen zwischen der mit den optischen System zum Beleuchten erreichten Leuchtstärke, wenn eine LED eingeschaltet ist, und einem eingeprägten Strom, der durch die LED fließt, betreffen, werden vorzugsweise für jede LED als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken festgelegt.
In dieser Ausführungsform werden LED's, die Licht mit roter, grüner und blauer Farbe aussenden, als Lumineszenzlichtquellen für das optische System zum Beleuchten vorgesehen, so dass eine Farbe des auf ein zu messenden Objekts eingestrahlten Lichts in unabhängiger Weise geändert werden kann, indem eine LED entsprechend der benötigten Farbe ausgewählt wird. Daher kann das Beleuchtungssystem auf eine Vielzahl von zu messenden Objekten reagieren und kann in genauer Weise Bilder der zu messenden Objekte aufzeichnen.
Ferner werden mehrere Datensätze, die die Abhängigkeit zwischen der Leuchtstärke, die mit dem optischen System zum Beleuchten erreicht wird, wenn eine LED eingeschaltet ist, und einem eingeprägten Strom, der durch die LED fließt, betreffen, für jede LED als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken festgelegt, so dass selbst wenn eine Messung durch Aussenden von Licht mit beliebiger Farbe zu einem zu messenden Objekt durchgeführt wird, eine Beleuchtung mit stabiler Leuchtstärke realisiert werden kann.
In dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Lumineszenzleuchtquelle für das optische System zum Beleuchten LED's, die Licht roter, grüner und blauer Farbe emittieren, und die Speichereinheit speichert vorzugsweise darin mehrere Datensätze zum Einprägen eines Stroms durch jede LED so, dass ein Mischverhältnis von Licht, das von den LED's ausgesandt wird, bei einem konstanten Wert gehalten wird, als Referenzen für Leuchtstärken von Mischlicht.
Mit dieser Ausführungsform kann zusätzlich zu der vorteilhaften Wirkung, die im vorhergehenden Paragraphen beschrieben ist, der Vorteil erreicht werden, dass eine beliebige Farbe durch Mischen von Licht, das von den LED's ausgesandt wird, die jeweils eine der drei Farben (rot, grün und blau) aussenden, verwirklicht werden kann.
Da ferner die Speichereinheit, die darin mehrere Datensätze zum Einprägen eines Stromes durch jede LED derart, dass ein Mischverhältnis der Intensität des Lichts, das von den LED's ausgesendet wird, bei einem konstanten Wert gehalten wird, als Referenzen für Leuchtstärken des gemischten Lichts gespeichert hat, wird das Mischverhältnis des Lichts, das von den LED's ausgesandt wird, bei einem konstanten Wert gehalten, so dass die gleiche Farbsättigung immer erreicht werden kann, selbst wenn die Leuchtstärke des Lichts mit der Mischfarbe sich ändert.
In dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung speichert die Speichereinheit vorzugsweise mehrere Datensätze zum Einprägen eines Stromes durch jede LED, so dass ein Mischverhältnis des Lichts, das von den LED's emittiert wird, bei einem konstanten Wert gehalten wird, um eine gemischte weiße Farbe aus dem roten, grünen und blauen Licht zu erhalten, als Referenzen für Leuchtstärken des synthetisierten Lichts.
Mit dieser Ausführungsform kann synthetisiertes weißes Licht realisiert werden, indem Licht gemischt wird, das von den LED's ausgesandt wird, wobei diese jeweils eine der drei Farben aussendet, und selbst wenn die Leuchtstärke des gemischten weißen Lichts sich ändert, wird ein Mischverhältnis des von den LED's ausgesandten Lichts bei einem konstanten Wert gehalten, so dass das synthetisierte weiße Licht stets mit der gleichen Farbsättigung erhalten werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das oben genannte Problem bei der konventionellen Technik zu lösen, indem ein Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren, ein Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm, ein Speichermedium, ein Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm, ein Beleuchtungssystem und eine Messvorrichtung, die eine Mischbeleuchtung mit voreingestellter Leuchtstärke sowie voreingestellter Farbsättigung ermöglicht, bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems bereit, wobei dieses umfasst: mehrere Lumineszenzlichtquellen, die Licht mit unterschiedlichen Farben aussenden, eine Stromsteuerungseinrichtung zum Steuern eines eingeprägten Stromes in die mehreren Lumineszenzlichtquellen, und eine Eingabevorrichtung zum Eingeben von Instruktionswerten, um die Leuchtstärke vorzugeben, um damit synthetisiertes Licht mit der Leuchtstärke und der vorgegebenen Farbsättigung zu erzeugen, die durch die Instruktionswerte vorgegeben sind, indem Licht, das von dem Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, gemischt wird, wobei das Verfahren umfasst: einen Lichtquelleneigenschaftsmessschritt zum Messen der Intensität und der Farbsättigung in Abhängigkeit von einem Wert des in jede der mehreren Lumineszenzlichtquellen eingeprägten Stromes; einen Mischverhältnisberechnungsschritt zum Berechnen eines Mischverhältnisses von Intensitäten von Licht, das von den mehreren Lumineszenzlichtquellen emittiert wird und für das Mischen des Messlichtes entsprechend der Leuchtstärke, die von den Instruktionswerten vorgegeben ist und der zuvor festgelegten Farbsättigung, mittels der theoretischen Gleichung zum Berechnen eines Mischverhältnisses von Intensitäten des Lichts, das zum Synthetisieren einer zusammengesetzten Farbe mit der momentanen Farbsättigung aus einer Vielzahl von Lichtfarben mit jeweils unterschiedlicher Farbsättigung in Reaktion auf Änderungen in der Farbsättigung entsprechend den Änderungen in den Leuchtstärken der Lumineszenzlichtquellen, die in den Lichtquelleneigenschaftenmessschritt gemessen wurden, verwendet wird; einen Leuchtstärkberechnungsschritt zum Berechnen der Leuchtstärken der mehreren Lumineszenzlichtquellen zum Erzeugen der Leuchtstärke, die durch den Instruktionswert vorgegeben ist, aus dem Mischverhältnis, das in dem Mischverhältnisberechnungsschritt berechnet wurde; und einen Stromwertausleseschritt zum Auslesen der eingeprägten Stromwerte, die erforderlich sind, um die mehreren Lumineszenzlichtquellen zum Aussenden von Licht mit Leuchtstärken anzusteuern, die in dem Leuchtstärkenberechnungsschritt aus den Eigenschaften der mehreren Lumineszenzlichtquellen, die aus dem Lumineszenzlichtquelleneigeschaftenmessschritt erhalten wurden, berechnet werden.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann eine Mischfarbe mit der angewiesenen Farbsättigung bei der vorgegebenen Leuchtstärke erzeugt werden, indem Licht mit unterschiedlichen Farben gemischt wird.
In dem Lichtquelleneigenschaftenmessschritt werden Beziehungen zwischen einem eingeprägten Stromwert und einer Leuchtstärke oder Farbsättigung überprüft, indem der eingeprägte Stromwert für jede der Lumineszenzlichtquellen geändert wird. D. h., wenn die Lumineszenzlichtquellen unterschiedlich voneinander hinsichtlich der Qualität sind, sind ebenso die Leuchtstärke und die Farbsättigung des Lichts, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesendet wird, voneinander unterschiedlich, selbst wenn der gleiche Strom in jede der Lumineszenzlichtquellen eingeprägt wird. Selbst wenn ein Mischverhältnis von Licht mit unterschiedlichen Farben konstant gehalten wird, tritt bei strenger Prüfung manchmal eine Änderung in der Farbsättigung auf, wenn sich die Leuchtstärke ändert. Obwohl diese Änderung bei der allgemeinen Messung kein Problem darstellt, für die die strikte Einhaltung dieser Werte nicht erforderlich ist, ist eine zusätzliche Kompensation dieser Änderungen bei solchen Messungen erforderlich, die eine genaue Einhaltung dieser Werte erfordern. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es notwendig, Eigenschaften jeder einzelnen Lumineszenzlichtquelle zu prüfen.
In dem Mischverhältnisberechnungsschritt werden die Eigenschaften jeder einzelnen Lumineszenzlichtquelle berücksichtigt, wenn ein Mischverhältnis von Licht, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, für das Erzeugen einer Mischfarbe aus der aktuellen Farbsättigung bei einer vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich ist, d. h. ein Mischverhältnis von Intensitäten des Lichts, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, wird berechnet. Wenn ferner eine hohe Präzision erforderlich ist, wird, wenn sich die Leuchtstärken ändern und damit ebenso sich ggf. die Farbsättigung ändert, das Mischverhältnis berechnet, indem überprüft wird, ob die vorgegebene Farbsättigung mit der theoretischen Gleichung gemischt werden kann oder nicht.
Ferner wird die Leuchtstärke, die für jede der Lumineszenzlichtquellen erforderlich ist, aus dem Mischverhältnis berechnet, das in dem zuvor genannten Schritt berechnet wird, um einen benötigten eingeprägten Stromwert zu ermitteln, um jede der Lumineszenzlichtquellen zum Aussenden von Licht mit der erforderlichen Leuchtstärke anzusteuern. Wenn ein Strom in jeder der Lumineszenzlichtquelle gemäß dem eingeprägten Stromwert eingeprägt wird, kann synthetisiertes Licht mit der momentanen Farbsättigung bei der angewiesenen Leuchtstärke erzeugt werden.
In dem Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Mischverhältnisberechnungsschritt vorzugsweise: einen ersten temporären Mischverhältniseinstellungsschritt zum anfänglichen Einstellen eines ersten temporären Mischverhältnisses auf der Grundlage eines vorgegebenen Prozentsatzes als das Mischverhältnis; einen temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt zum Berechnen jeder Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen, die zum Erzeugen der Leuchtstärke erforderlich ist, die von dem Instruktionswert vorgegeben wird, auf der Grundlage des ersten temporären Mischverhältnisses; einen Farbsättigungsausleseschritt zum Auslesen der Farbsättigung des Lichts, das von jeder der Lumineszenzlichtquellen mit der Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, wobei die Leuchtstärke in dem temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt aus einem Ergebnis der Messung in dem Lichtquelleneigenschaftenmessschritt berechnet wird; einen zweiten temporären Mischverhältniseinstellungsschritt zum Berechnen - auf der Grundlage der theoretischen Gleichung - eines Mischverhältnisses von Intensitäten von Licht, das von den Lumineszenzlichtquellen emittiert wird, das erforderlich ist, um die voreingestellte Farbsättigung für synthetisiertes Licht bei der Farbsättigung zu erzeugen, die in dem Farbsättigungsausleseschritt ausgelesen wurde, als ein zweites temporäres Mischverhältnis; einen temporären Mischverhältnisvergleichsschritt zum Vergleichen des ersten temporären Mischverhältnisses mit dem zweiten temporären Mischverhältnis; und einen temporären Mischverhältniswiedereinstellungsschritt zum Wiedereinstellen des zweiten temporären Mischverhältnisses als das erste temporäre Mischverhältnis auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs in dem temporären Mischverhältnisvergleichsschritt.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird zunächst ein erstes temporäres Mischverhältnis eingestellt, und eine Leuchtstärke für jede der Lumineszenzlichtquellen zum Synthetisieren einer Leuchtstärke, die gemäß diesem ersten temporären Mischverhältnis als Sollwert vorgegeben wird, wird berechnet. Wenn jede der Lumineszenzlichtquellen veranlasst wird, Licht mit dieser Leuchtstärke auszusenden, entspricht die Farbsättigung nicht immer dem vorgegebenen Wert, obwohl die Leuchtstärke der synthetisierten Farbe der Instruktion bzw. dem Sollwert folgt. Um dieses Problem zu überwinden, wird eine Farbsättigung entsprechend der Leuchtstärke für jede der Lumineszenzlichtquellen aus den Eigenschaften jeder der Lumineszenzlichtquellen ausgelesen. Dann wird mittels der Theorie für die Farbsynthese ein zweites Mischverhältnis zum Synthetisieren der vorgegebenen Farbsättigung bei dieser Farbsättigung als ein zweites Mischverhältnis berechnet. Wenn die Farbsättigung konstant gehalten wird, selbst wenn sich die Leuchtstärke ändert, erwartet man, dass die synthetisierte Farbe mit der vorgegebenen Farbsättigung gemischt werden kann, indem das Mischverhältnis verwendet wird, das mittels der Theorie für die Farbsynthetisierung ermittelt wurde, wobei sich jedoch die Farbsättigung in Reaktion auf die Änderung der Leuchtstärke ebenso ändert, und daher kann angenommen werden, dass die vorgegebene Farbsättigung nicht erreicht werden kann, wenn dem zweiten temporären Mischverhältnis entsprochen wird, wenn das zweite temporäre Mischverhältnis stark von dem ersten temporären Mischverhältnis abweicht.
Um dieses Problem zu überwinden, d. h. wenn die Differenz zwischen den beiden temporären Mischverhältnissen größer als der zulässige Grenzwert ist, wird das zweite temporäre Mischverhältnis erneut eingestellt, um dieses näher an das erste temporäre Mischverhältnis heranzuführen, indem das erste und das zweite temporäre Mischverhältnis miteinander verglichen werden. Diese Berechnung wird ausgeführt bis die Differenz zwischen den beiden temporären Mischverhältnissen innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Wie zuvor beschrieben ist, kann durch Wiederholen des Berechnens auf der Grundlage der Theorie für die Farbmischung unter Berücksichtigung der Eigenschaften jeder Lumineszenzlichtquelle bis ein Ergebnis des Berechnens innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, ein Mischverhältnis zum Erzeugen einer Mischfarbe mit der vorgegebenen Farbsättigung bei der angewiesenen Leuchtstärke berechnet werden, unabhängig davon, ob eine nichtlineare Änderung in der Farbsättigung, die durch die Änderung in der Leuchtstärke hervorgerufen wurde, vorliegt, und ferner kann eine Differenz zwischen einem theoretischen Wert, der durch die Theorie für die Farbsynthese ermittelt wurde, und der tatsächlichen Farbe auf einen Wert innerhalb des zulässigen Bereiches eingestellt werden.
Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Durchschnittsfarbsättigungsberechnungsschritt zum Berechnen eines Durchschnittswertes für, die Farbsättigung des Lichts, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, wobei der Schritt nach dem Lichtquelleneigenschaftenmessschritt ausgeführt wird; und einen repräsentativen Mischverhältnisberechnungsschritt zum Berechnen eines Mischverhältnisses von Licht, das von dem Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, das erforderlich ist, um die vorgegebene Farbsättigung des synthetisierten Lichts auf der Grundlage des durchschnittlichen Farbsättigungswertes zu erzeugen, der in dem Durchschnittsfarbsättigungsberechnungsschritt berechnet wurde, mittels der theoretischen Gleichung als ein repräsentatives Mischverhältnis, wobei das erste Mischverhältnis aus dem ersten temporären Mischverhältniseinstellungsschritts vorzugsweise das repräsentative Mischverhältnis ist.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird ein Durchschnittswert der Farbsättigung des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts für jede der Lumineszenzlichtquellen berechnet, und ein Mischverhältnis zum Erzeugen der voreingestellten Farbsättigung wird mit dem Durchschnittswert für die Farbsättigung und mittels der Theorie für die Farbmischung berechnet. Dann wird dieses repräsentative Mischverhältnis zunächst als das erste temporäre Mischverhältnis festgelegt.
Die Berechnung auf der Grundlage der Theorie für die Farbmischung wird wiederholt bis die Differenz zwischen dem ersten temporären Mischverhältnis und dem zweiten temporären Mischverhältnis innerhalb des zulässigen Bereiches liegt und selbstverständlich sollten das erste temporäre Mischverhältnis und das zweite temporäre Mischverhältnis vorzugsweise möglichst gleiche Werte aufweisen. Anstatt ungefähre Intensitätsprozentsätze für das Bewerten des ersten temporären Mischverhältnisses zu verwenden, kann durch Anwenden des repräsentativen Mischverhältnisses, das auf der Grundlage des Durchschnittswerts für die Farbsättigung berechnet ist, der zulässige Wert erreicht werden und die Berechnung kann rascher abgeschlossen werden.
Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Verifizierungsschritt zum tatsächlichen Verifizieren des eingeprägten Stromwertes, der in dem Stromwertausleseschritt ausgelesen wird; und einen Korrekturschritt zum Korrigieren des eingeprägten Stromwertes auf der Grundlage eines Ergebnisses der Verifizierung in dem Verifizierungsschritt. Der Verifizierungsschritt umfasst ferner: einen Verifizierungs-/Messschritt zum Einprägen eines eingeprägten Stromes in jede der Lumineszenzlichtquellen gemäß dem eingeprägten Stromwert, der in dem Stromwertausleseschritt ausgelesen wurde, und zum Messen der Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung, die dann vorhanden ist; einen Verifizierungs-/Vergleichsschritt zum Vergleichen der in dem Verifizierungs/Messschritt gemessenen Farbsättigung mit dem vorgegebenen Sollwert für die Farbsättigung; und einen Farbsättigungskorrekturratenspeicherschritt zum Speichern der Differenz zwischen der Farbsättigung, die auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs in dem Verifizierungs/Vergleichsschritt gemessen wurde, und dem vorgegebenen Sollwert der Farbsättigung als eine Farbsättigungskorrekturrate; ferner umfasst der Korrekturbereich vorzugsweise einen Schritt zum Berechnen des Mischungsverhältnisses durch Verschieben des vorgegebenen Sollwertes für die Farbsättigung gemäß der Farbsättigungskorrekturrate, wenn das Mischungsverhältnis mittels der theoretischen Gleichung in dem Mischungsverhältnisberechnungsschritt berechnet wird.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann eine synthetisierte Farbe mit der vorgegebenen Farbsättigung in genauer Weise bei der tatsächlich vorgegebenen Leuchtstärke gemischt werden, obwohl es einen Unterschied zwischen einem Ergebnis der theoretischen Berechnung und dem tatsächlichen Wert gibt.
Eine gemischte bzw. synthetisierte Farbe wird gemäß einem vorgegebenen eingeprägten Stromwert gemischt, der theoretisch berechnet ist, und die Farbsättigung dieser gemischten Farbe wird tatsächlich gemessen. Anschließend wird eine Differenz zwischen dem vorgegebenen Farbsättigungssollwert und dem tatsächlichen Wert als eine Farbsättigungskorrekturrate berechnet. Wenn die Theorie für die Farbsynthese angewendet wird, kann durch Berücksichtigung der Farbsättigungskorrekturrate für das Einstellen eines Sollwertes für die Berechnung die Differenz zwischen der Theorie und der Messung eliminiert werden, so dass die Farbsättigung der tatsächlich gemischten Farbe mit dem vorgegebenen Sollwert übereinstimmt.
Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise einen Instruktionswert/Ist-Wert-Tabellenspeicherungsschritt zum Speichern des eingeprägten Stromwertes und des Instruktionswertes in Form einer Tabelle, wobei der eingeprägte Strom und der Instruktionswert miteinander korreliert sind.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann eine Mischbeleuchtung mit einer gewünschten Farbe in einfacher Weise durchgeführt werden, indem lediglich der eingeprägte Stromwert aus der Tabelle ausgelesen wird, da eine Tabelle mit Daten hinsichtlich der Abhängigkeiten zwischen einem Instruktionswert und einem eingeprägten Stromwert darin aufgezeichnet ist, wenn eine Leuchtstärke mit einem Instruktionswert vorgegeben wird. Selbst wenn diverse Pegel an Farbsättigung erforderlich sind, kann eine Beleuchtung mit einer gewünschten Mischfarbe in einfacher Weise ausgeführt werden, indem die Abhängigkeiten zwischen den diversen Instruktionswerten, die jeweils eine Farbsättigung bezeichnen, und den eingeprägten . Stromwerten, die dazu in Beziehung stehen, gespeichert werden.
In dem Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen die Lumineszenzlichtquellen vorzugsweise LED's (lichtemittierende Dioden).
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann ein Strom für die Lichtemission verringert werden, so dass die Leistungsaufnahme in dem Beleuchtungssystem reduziert werden kann.
Ferner umfasst jeder der Lumineszenzlichtquellen LED's, die rotes bzw. grünes bzw. blaues Licht aussenden. Durch das Mischen der roten, grünen und blauen Farben kann eine beliebige Farbe gemischt werden. Es können zusätzlich weitere LED's vorgesehen sein, die Licht mit anderen Farben aussenden, etwa gelb, purpur und dunkelgrün.
Das Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem Computer verwendet, der in ein Beleuchtungssystem mit mehreren Lumineszenzlichtquellen integriert ist, wovon jede Licht mit einer unterschiedlichen Farbe aussendet, wobei eine Einprägestromsteuereinheit zum Erzeugen von synthetisiertem Licht mit der vorgegebenen Leuchtstärke und Farbsättigung durch Synthetisieren von Licht aus den Lumineszenzlichtquellen mittels einer Steuerung eines eingeprägten Stromes für jede der Lumineszenzlichtquellen, und eine Eingabevorrichtung zum Eingeben eines Instruktionswertes zum Vorgeben einer Leuchtstärke der Beleuchtung vorgesehen sind; das Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm lässt den Computer folgende Schritte ausführen. Einen Lichtquelleneigenschaftenmessschritt zum Messen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in Korrelation zu dem eingeprägten Stromwert für jede Lumineszenzlichtquelle; einen Mischverhältnisberechnungsschritt zum Berechnen eines Mischverhältnisses von Intensitäten des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, das zur Synthetisierung der Mischbeleuchtung mit der vorgegebenen Farbsättigung bei der Leuchtstärke, die durch den Instruktionswert vorgegeben ist, mittels der theoretischen Gleichung zum Berechnen von Änderungen in der Farbsättigung in Reaktion auf Änderungen in der Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen die in dem Lichtquelleneigenschaftenmessschritt gemessen wurden, und einem Mischverhältnis von Intensitäten des Lichts mit unterschiedlichen Farben, das zum Synthetisieren einer Mischfarbe bei der vorgegebenen Farbsättigung aus Farben mit jeweils anderer Farbsättigung erforderlich ist; einen Leuchtstärkenberechnungsschritt zum Berechnen einer erforderlichen Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen, die zum Erzeugen der Leuchtstärke, die von dem Instruktionswert vorgegeben ist, aus dem Mischverhältnis, das in dem Mischverhältnisberechnungsschritt berechnet wurde; und einen Stromwertausleseschritt zum Auslesen des eingeprägten Stromwertes, so dass jede der Lumineszenzlichtquellen bei der Leuchtstärke emittiert, die in dem Leuchtstärkeberechnungsschritt aus den Eigenschaften der Lumineszenzlichtquellen, die in dem Lichtquelleneigenschaftenmessschritt ermittelt wurden, berechnet wurde.
Das Speichermedium gemäß der vorliegenden Erfindung speichert darin das zuvor beschriebene Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform können die gleichen Wirkungen erreicht werden, wie dies mit dem Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Durch Einbinden eines Computers mit einer CPU (zentralen Rechnereinheit) oder einem Speicher (Speichervorrichtung) und Übersetzen eines Programms, um den Computer anzuweisen, jeden der zuvor beschriebenen Schritte auszuführen, ist es möglich, in einfacher Weise Parameter in jedem Schritt zu ändern. Ferner ist es möglich, direkt ein Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Programm in dem Computer zu installieren, oder ein Ausleseelement zum Auslesen von Information, die in dem Speichermedium gespeichert ist, als eine externe Anwendung für den Rechner auszulesen und das Programm von dieser Ausleseeinheit aus in dem Computer zu installieren. Ferner kann das Programm über eine Kommunikationsleitung oder eine Funkkommunikationsleitung, etwa das Internet, einem LAN-Kabel, oder einer Telefonleitung für die Installierung übertragen werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Beleuchtungssystem bereit, das umfasst: Lumineszenzlichtquellen, die jeweils Licht mit unterschiedlicher Farbe aussenden, eine Stromsteuereinheit zum Steuern eines eingeprägten Stromes für die Lumineszenzlichtquellen, und eine Eingabevorrichtung zum Einspeisen eines Instruktionswertes zum Vorgeben einer Leuchtstärke für die Beleuchtung, wobei das Beleuchtungssystem eine Mischbeleuchtung mit der vorgegebenen Leuchtstärke und der Farbsättigung erzeugt, indem Licht von dem Lumineszenzlichtquellen gemischt wird; in diesem Beleuchtungssystem umfasst die Stromsteuereinheit eine Lichtquelleneigenschaftsmessvorrichtung zum Messen und Speichern von Daten, die die Leuchtstärke und die Farbsättigung betreffen, in Reaktion auf den eingeprägten Stromwert für jede der Lumineszenzlichtquellen; eine Mischverhältnisberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Mischungsverhältnisses der Intensitäten des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, das für das Mischen der Mischbeleuchtung bei der vorgegeben Farbsättigung und mit der Leuchtstärke, die mittels des Instruktionswertes vorgegeben wird, durch die theoretische Gleichung zum Berechnen von Änderungen der Farbsättigung in Reaktion auf Änderungen der Leuchtstärken der Lumineszenzlichtquellen, die in der Lichtquelleneigenschaftenmesseinrichtung gemessen wurde, und in Reaktion auf ein Mischungsverhältnis von Intensitäten des Lichts mit unterschiedlichen Farben, das zum Mischen einer Mischfarbe bei der vorgegebenen Farbsättigung aus den mehreren Farben mit jeweils unterschiedlicher Farbsättigung erforderlich ist; eine Leuchtstärkeberechnungseinrichtung zum Berechnen der Leuchtstärke für jede der Lumineszenzlichtquellen, um die Leuchtstärke, die durch den Instruktionswert vorgegeben ist, aus dem Mischungsverhältnis, das mittels der Mischverhältnisberechnungseinrichtung berechnet wurde, zu erzeugen; eine Ausleseeinrichtung für den eingeprägten Strom zum Auslesen des eingeprägten Stromwertes, der jede Lumineszenzlichtquelle veranlasst, Licht mit der Leuchtstärke auszusenden, die mittels der Leuchtstärkeberechnungseinrichtung berechnet wurde; und eine Instruktionswert-/Stromwert-Tabellenspeicherungseinheit zum Speichern einer Instruktionswert-/Stromwerttabelle, in der der eingeprägte Stromwert, der von der Stromausleseeinheit ausgelesen wird, zu dem Instruktionswert in Beziehung gesetzt ist. Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform können die gleichen Wirkungen erreicht werden, wie sie durch das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, das zuvor beschrieben wurde, erreicht werden.
Eine Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Beleuchtungssystem zum Einstrahlen von Licht auf ein zu messendes Objekt; ein Lichtempfangssensor zum Aufnehmen von reflektiertem Licht von dem Messlicht; und eine Bildverarbeitungseinheit zum Ermitteln der Form des gemessenen Objekts aus dem Bild, das mittels des Lichtempfangssensors aufgenommen wurde, mittels einer Bildverarbeitung.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann ein genaues Bild des gemessenen Objekts mittels des Lichtempfangssensors ermittelt werden, da Licht mit der vorgegebenen Farbsättigung bei der vorgegebenen Leuchtstärke von dem Beleuchtungssystem auf ein zu messendes Objekt eingestrahlt wird. Daher kann die genaue Form des gemessenen Objekts durch Bearbeitung des Bildes ermittelt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Bereich eines optischen Systems in der obigen Ausführungsform zeigt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beleuchtungssystem gemäß der Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 ist eine Blockansicht, die eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung gemäß der Ausführungsform zeigt;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine Lichtsteuerungstabelle für jede einzelne LED in der Ausführungsform darstellt;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine Lichtsteuerungstabelle für eine Beleuchtung mit Mischfarbe in der Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine Systemkonfiguration darstellt, wenn die Lichtsteuerungstabelle für jede einzelne LED und die Lichtsteuerungstabelle für eine Mischfarbenbeleuchtung vorbereitet werden;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Tabelle zeigt, die in dem in Fig. 7 gezeigten System ermittelt wird;
Fig. 9 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis der Messung von Farbsättigungskoordinatenwerten unter Verwendung der in Fig. 6 gezeigten Daten zeigt, wenn die Leuchtstärke geändert wird;
Fig. 10 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel des optischen Systems für das Beleuchten gemäß der obigen Ausführungsform zeigt;
Fig. 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Lichtintensitätseinstufung und der Farbsättigungseinstufung für LED's zeigt;
Fig. 12 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit zwischen einem eingeprägten Strom, der durch eine LED fließt, und der relativen Intensität des ausgesandten Lichts zeigt;
Fig. 13 ist eine Ansicht, die eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Beleuchtungssteuerungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 15 ist eine Ansicht, die eine Instruktionswert-/Stromwerttabelle zeigt, die in der zweiten Ausführungsform verwendet ist;
Fig. 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Instruktionswert-/Stromwerttabelle während der Vorbereitung der in Fig. 15 gezeigten Instruktionswert-/Stromwerttabelle zeigt;
Fig. 17A ist eine Ansicht, die eine Steuerkurve zeigt, die zum Festlegen einer Beziehung zwischen einem Instruktionswert und einer Leuchtstärke in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, während Fig. 17B eine Ansicht ist, die eine Tabelle zeigt, in der die Instruktionswerte mit den Leuchtstärken korreliert sind;
Fig. 18 ist ein Flussdiagramm, das einen grundsätzlichen Datenvorbereitungsschritt in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 19 ist eine Ansicht, die Eigenschaften jeder der Lumineszenzlichtquellengruppen in Abhängigkeit von einem eingeprägten Stromwert in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 20 ist ein Flussdiagramm, das den Schritt des Vorbereitens der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 21 ist ein Flussdiagramm, das einen Mischverhältnisberechnungsschritt in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 22 ist ein Flussdiagramm, das einen Verifizierungsschritt in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 23 ist eine Ansicht, die eine Differenz zwischen einem theoretischen Wert und einem tatsächlichen Wert in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 24 ist ein Flussdiagramm, das einen Korrekturschritt in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 25 ist eine Ansicht, die eine Leuchtstärke und eine Farbsättigung in der Mischbeleuchtung nach Korrektur in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 26A ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit zwischen einem eingeprägten Stromwert und der Leuchtstärke in einer Gruppe von LED's zeigt, die jeweils Licht mit roter Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf der Grundlage der konventionellen Technik aussenden, während Fig. 26B eine Ansicht ist, die die Abhängigkeit zwischen einem eingeprägten Stromwert und der Leuchtstärke in einer Gruppe von LED's zeigt, die jeweils Licht mit grüner Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf Grundlage der konventionellen Technik zeigt;
Fig. 27 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit zwischen einem eingeprägten Stromwert und der Leuchtstärke in einer Gruppe von LED's zeigt, die jeweils Licht mit blauer Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf der Grundlage der konventionellen Technik emittiert;
Fig. 28A und Fig. 28B sind Ansichten, die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in einer Gruppe von LED's zeigen, die jeweils Licht mit roter Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf der Grundlage der konventionellen Technologie aussenden;
Fig. 29A und Fig. 29B sind Ansichten, die die Abhängigkeit zwischen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in einer Gruppe von LED's zeigen, die jeweils Licht mit grüner Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf der Grundlage der konventionellen Technik emittieren; und
Fig. 30A und Fig. 30B sind Ansichten, die die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in einer Gruppe von LED's zeigen, die jeweils Licht mit blauer Farbe für jedes Beleuchtungssystem auf der Grundlage der konventionellen Technik aussenden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es werden nun mit Bezug zu den angefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen des Beleuchtungssystems für eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
Fig. 1 ist eine Frontansicht, die eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Messvorrichtung mit Bildbearbeitung umfasst einen Grundkörper 1 der Messvorrichtung, eine Halterung 2, die zur Aufnahme eines zu messenden Objekts auf dem Grundkörper 1 der Messvorrichtung vorgesehen ist, derart, dass eine freies Bewegen nach vorne und nach hinten sowie in seitlichen Richtungen möglich ist; und eine optische Systemeinheit 3, die an dem Grundkörper 1 der Messvorrichtung so vorgesehen ist, dass diese sich in vertikaler Richtung gegen die Halterung 2 bewegen kann und die Größe oder Form eines zu messenden Objekts aus einem Bild des gemessenen Objekts, das mittels der optischen Systemeinheit 3 ermittelt wurde, misst.
Die optische Systemeinheit 3 besitzt ein Gehäuse 11, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. An einem zylindrischen Bereich 11A der unteren Fläche des Gehäuses 11 ist ein Objektiv (Objektlinse) 13 mittels eines Objektivhalters 12 vorgesehen, der entlang der optischen Achse L1 (in vertikaler Richtung in Fig. 1) verschiebbar ist. Ein Aktuator 14 ist als ein Antriebsmechanismus zum Bewegen des Objektivhalters 12 in Richtung entlang der optischen Achse L1 zwischen dem zylindrischen Bereich 11A und dem Objektivhalter 12 vorgesehen. Der Aktuator 14 umfasst einen Magnet 15, der an dem zylindrischen Bereich 11A befestigt ist, und eine Spule 16, die an dem Objektivhalter 12 befestigt ist. Eine CCD-(ladungsgekoppeltes Bauteil)Kamera 17 und eine Lichteinlassröhre 18 sind an der oberen Fläche des Gehäuses 11 montiert. Die CCD-Kamera 17 ist auf der optischen Achse L1 des Objektivs 13 angeordnet und umfasst ein optisches Beobachtungssystem, das in der Lage ist, ein zu messendes Objekt auf der Grundlage des von dem Objektiv 13 ausgesandten Lichts zu beobachten. Es sollte beachtet werden, dass eine C-MOS-(Komplemetiermetalloxidhalbleiter)Kamera, ein photoelektrisches Transferelement oder ein Bildaufnahmeelement auf der Grundlage anderer Prinzipien oder anderer Strukturen anstelle der CCD-Kamera 17 verwendet werden kann.
In dem Gehäuse 11 sind vorgesehen: ein Spiegel 21, der von einem optischen Beleuchtungssystem 31 ausgesandtes Licht reflektiert, wobei das optische System mittels einer Glasfaser oder dergleichen mit der Lichteinlassröhre 18 unter rechtem Winkel in Richtung entlang der optischen Achse L1 verbunden ist, ein Strahlteiler 22, der das reflektierte Licht von dem Spiegel 21 in Richtung entlang der optischen Achse L1 zu dem Objektiv 13 reflektiert, und eine Linse 23, die zwischen dem Strahlteiler 22 und der CCD-Kamera 17 vorgesehen ist.
Das optische Beleuchtungssystem 31 umfasst ein Gehäuse 32, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In dem Gehäuse 32 sind vorgesehen: LED's 33R, 33G, 33B als lumineszente Lichtquellen, die Licht mit roter bzw. grüner bzw. blauer Farbe aussenden. Die LED's 33R, 33G, 33B können jeweils eine einzelne Einheit sein, oder können eine gesamte Einheit sein, die jeweils mehrere Elemente aufweist. Ein Strahlteiler 35, eine Linse 36 und ein Strahlteiler 37 sind der Reihe nach auf der optischen Achse L2 der LED 33G vorgesehen. Licht von der LED 33B wird in den Strahlteiler 35 aus einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse L2 eingeführt. Licht von der LED 33R wird in den Strahlteiler 37 mittels eines Spiegels 40 und einer Linse 41 aus einer Richtung senkrecht zur optischen Achse L2 eingespeist.
Fig. 4 ist eine Blockansicht, die eine Steuereinheit für eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Steuereinheit umfasst eine CPU 51 als Steuereinheit. Mit der CPU 51 sind verbunden: ein CRT 53 über einen Anzeigesteuerungsbereich 52, und LED's 33R, 33G und 33B über entsprechende LED-Treiber 54 bis 56. Ferner sind ein Instruktionseingabeabschnitt 61, die CCD-Kamera 17, X-Y-Z-Kodierer 62 zur Erfassung einer Position der Halterung 2 in X- und Y-Achsenrichtungen und einer Position der optischen Einheit 3 (Objektiv 13) in der Z-Achsenrichtung, und ein Speicher 62 mit der Steuereinheit verbunden.
Eine Beleuchtungssteuerungstabelle 64 für jede LED und eine Mischfarbenbeleuchtungssteuerungstabelle 65 sind in dem Speicher 63 vorgesehen. Mehrere Datensätze hinsichtlich den Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke, die mittels des optischen Beleuchtungssystems 31 erhalten werden, wenn jede der LED's 33R, 33G und 33B eingeschaltet ist, und dem eingeprägten Strom, der durch jede der LED's 33R, 33G und 33B fließt, sind als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken (W10 bis W100) in der Beleuchtungssteuerungstabelle 64 für jede LED festgelegt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Mehrere Datensätze hinsichtlich des Stromes, der durch die LED's 33R, 33G und 33B fließt, sind in einer Mischbeleuchtungssteuerungstabelle 65 festgelegt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, so dass ein Mischungsverhältnis von Licht, das von den LED's 33R, 33G und 33B ausgesandt wird, konstant gehalten wird, um Mischlicht (synthetisiertes weißes Licht) aus dem roten, grünen und blauen Licht als Referenzen für unterschiedliche Beleuchtungsstärken des synthetisierten weißen Lichts (W10 bis W100) zu erhalten. Die Tabellen 64, 65 können mittels des in Fig. 7 gezeigten Verfahrens erstellt werden.
Eine Steuereinheit 71 zum Steuern der Ströme, die durch die Lichtquellen fließen, ist mit dem optischen Beleuchtungssystem 31 verbunden, und ferner ist ein Sensor 72, etwa ein Farbleuchtstärkemesser, an einer Position zum Empfangen von Licht von dem optischen Beleuchtungssystem 31 vorgesehen, und die Leuchtstärke, die mittels des Sensor 72 gemessen wird, wird in einen Personalcomputer (PC) 73 eingelesen. Der Personalcomputer 73 liest einen Wert eines Stromes (ein Wert des in jede der Lichtquellen eingeprägten Stromes) aus der Steuereinheit 71 aus und erstellt eine Tabelle, die die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke und einem Stromwert zeigen. Wie beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist, werden Tabellen für die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke und einem Stromwert für die Beleuchtungssysteme A, B und C, die jeweils ein optisches Beleuchtungssystem aufweisen, erstellt und Ströme, die durch die Lumineszenzlichtquellen bzw. Lichtquellen fließen, werden auf der Grundlage dieser Tabellen gesteuert.
Mit der zuvor beschriebenen Ausgestaltung wird, wenn Licht mit einer einzigen Farbe, etwa Licht mit roter, grüner und blauer Farbe, für das Beleuchten eines zu messenden Objekts verwendet wird, ein Strom, der durch die LED's 33R, 33G und 33B fließt, mittels der Beleuchtungssteuerungstabelle 64 für jede einzelne LED gesteuert, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn ferner weißes Licht, das aus rotem, grünem und blauem Licht synthetisiert ist, ausgestrahlt wird, wird der durch jede der LED's 33R, 33G und 33B fließende Strom unter Verwendung der Mischlichtsteuerungstabelle 65, die in Fig. 6 gezeigt ist, gesteuert.
Das von jeder der LED's 33R, 33G und 33B ausgesandte Licht wird von dem Spiegel 21 in dem Gehäuse 11 reflektiert und dieses wird anschließend von dem Strahlteiler 22 reflektiert und wird durch das Objektiv 13 auf das zu messende Objekt, das sich auf der Halterung 2 befindet, eingestrahlt. Das Licht von dem gemessenen Objekt läuft durch das Objektiv 13 und den Strahlteiler 22 und wird entsprechend der Vergrößerung der Linse 23 zu dem von der CCD-Kamera 17 gebildeten Bild vergrößert oder verkleinert.
Die CPU 51 steuert den Aktuator 14 auf der Grundlage eines Kontrastwertes für jedes Pixel, das von der CCD-Kamera 17 aufgenommen wird, an, um das Objektiv 13 in Richtung entlang der optischen Achse L1 zu verschieben, um damit den Focus einzustellen.
In diesem Zustand werden Parameter, wie die Größe und Form des gemessenen Objekts, aus dem Bild des gemessenen Objekts, das mittels der CCD-Kamera 17 als Bild aufgenommen ist, gemessen.
Daher werden in dieser Ausführungsform in einer Beleuchtungssteuerungstabelle 64 für jede einzelne LED Daten darin gespeichert, die die Abhängigkeit betreffen zwischen der Leuchtstärke, die mit dem optischen Beleuchtungssystem 31 erreicht wird, und einem Strom, der durch jede der LED's 33R, 33G und 33B fließt, so dass die Leuchtstärke des auf ein zu messendes Objekt eingestrahlten Lichts entsprechend dem vorgegebenen Wert gesteuert werden kann, indem der durch die jeweiligen LED's 33R, 33G und 33B fließende Strom auf der Grundlage der Daten, die die Leuchtstärke und die Strömung betreffen und in der Beleuchtungssteuerungstabelle für jede einzelne LED 64 gespeichert sind, gesteuert wird.
Auf Grund der zuvor beschriebenen Merkmale kann der Einfluss der Ungleichförmigkeit der Intensitäten des Lichts, das von den mehreren Lichtquellen ausgesandt wird, mittels der Beleuchtung, die mit stabiler Leuchtstärke durchgeführt wird, unterdrückt werden, und ferner wird die Kompatibilität der Teile bei Messgeräten mit Bildbearbeitung gewährleistet. Selbst wenn zudem die Leuchtdioden 33R, 33G und 33B schlechter werden, können die LED's 33R, 33G und 33B kalibriert werden, indem die Daten in der Beleuchtungssteuerungstabelle für jede einzelne LED 64 sowie in der Farbenbeleuchtungssteuerungstabelle 65 neu geschrieben werden, indem die Messung gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren durchgeführt wird.
Insbesondere für LED's, die von Herstellern zum Verkauf (gemäß der Leuchtstärke und der Farbsättigung) eingestuft sind, kann eine Beleuchtung mit stabiler Leuchtstärke bei geringen Kosten verwirklicht werden, selbst wenn LED's mit geringer Einstufung gekauft werden.
Ferner besitzt das Beleuchtungssystem LED's 33R, 33G und 33B, die Licht mit roter, grüner und blauer Farbe aussenden, als die Lumineszenzlichtquellen für das optische Beleuchtungssystem 31, und durch Auswählen einer der LED's 33R, 33G und 33B, die Licht mit einer gewünschten Farbe aussenden, oder durch Mischen des Lichts, das von diesen drei LED's 33R, 33G und 33B ausgesendet wird, kann eine Farbe des auf ein zu messendes Objekt eingestrahlten Lichts in freier Weise geändert werden. Somit kann das Beleuchtungssystem auf diverse Arten auf die zu messenden Objekten reagieren und kann genaue Bilder der gemessenen Objekte aufnehmen.
Zu dem sind mehrere Datensätze für Ströme, die durch die LED's 33R, 33G und 33B getrieben werden, die für das Konstanthalten eines Mischungsverhältnisses von Licht, das von den LED's 33R, 33G und 33B emittiert wird, um weißes Licht aus roten, grünen und blauem Licht zu synthetisieren, in der Mischfarbenbeleuchtungssteuerungstabelle 65 als Referenzen für die diversen Leuchtstärken gespeichert, und selbst wenn die Leuchtstärke des synthetisierten weißen Lichts sich ändert, wird das Mischverhältnis des von dem LED's 33R, 33G und 33B emittierten Lichts immer konstant gehalten, so dass das synthetisierte weiße Licht mit der gleichen Farbsättigung (weiß) immer erhalten werden kann.
Es wurden Farbsättigungskoordinaten gemessen, wenn die Leuchtstärke des optischen Beleuchtungssystems 31 graduell geändert wurde, indem die durch die LED's 33R, 33G und 33B schließenden Ströme geändert wurden und wobei die in Fig. 6 gezeigten Daten berücksichtigt wurden. Ein Ergebnis der Messung ist in Fig. 9 gezeigt. Aus dieser Figur kann man erkennen, dass die Ungleichförmigkeit der Leuchtstärken der Lumineszenzlichtquellen bei der Beleuchtung, die mit der stabilen Farbsättigung realisiert wurde, unterdrückt sind.
Die vorliegende Erfindung wurde zuvor mit Bezug zu einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt ist, und es können selbstverständlich diverse Verbesserungen und Gestaltungsänderungen durchgeführt werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise wurde bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform angenommen, dass die vorliegende Erfindung auf das Beleuchten mittels einfallendem Licht zum Beleuchten eines zu messenden Objekts über eine Position unmittelbar über dem gemessenen Objekt angewendet wurde, aber diese Erfindung ist nicht auf diesen Fall eingeschränkt und kann auf diverse Arten von Beleuchtungssystemen angewendet werden, etwa auf ein Durchlichtsystem, ein System mit diagonal einfallendem Licht und ein Ringbeleuchtungssystem.
Für das Durchlichtsystem kann beispielsweise die LED-Einheit, die in Fig. 10 gezeigt ist, verwendet werden. Diese LED-Einheit umfasst eine einzelne LED 33W, die weißes Licht aussendet, einen Spiegel 82 zum Reflektieren des von der LED 33W ausgesandten Lichts unter einem rechten Winkel (nach oben zu der Halterung 2), eine Linse 84, die an der gegenüberliegenden Seite von dem Spiegel 82 positioniert ist, und ein Gehäuse 85 zum Aufnehmen der obigen Komponenten.
In diesem Falle ist eine Beleuchtungssteuerungstabelle vorgesehen, in der Daten hinsichtlich der Abhängigkeit zwischen einem durch die LED 33W fließenden Strom, wobei weißes Licht ausgesendet wird, und eine Leuchtstärke des ausgesandten Lichts gespeichert sind, so dass der durch die LED 33W fließende Strom durch Bezugnahme auf diese Beleuchtungssteuerungstabelle gesteuert werden kann.
In der in Fig. 10 gezeigten LED-Einheit können mehrere LED's, die jeweils weißes Licht aussenden, als die Lumineszenzlichtquellen verwendet werden, oder es können LED's verwendet werden, die die drei Farben emittieren.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die LED's 33R, 33G und 33B, die Licht mit drei Farben aussenden, als die Lumineszenzlichtquellen vorgesehen und synthetisiertes weißes Licht wird erzeugt, indem das von den LED's 33R, 33G und 33B ausgesandte Licht synthetisiert wird; es kann aber Licht mit einer beliebigen anderen Farbe als weiß erzeugt werden, indem ein Mischverhältnis des von den LED's 33R, 33G und 33B ausgesandten Lichtes geändert wird.
Es ist nicht immer erforderlich, die LED's 33R, 33G und 33B, die Licht mit drei Farben emittieren, vorzusehen, und es kann eine LED mit einer speziellen Farbe oder eine Lumineszenzlichtquelle, die keine LED ist, beispielsweise eine Halogenleuchte, als die Lumineszenzlichtquelle verwendet werden.
Ferner ist in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform die Beleuchtungssteuerungstabelle für jede einzelne LED 64, in der mehrere Datensätze hinsichtlich der Leuchtstärke, die mit dem optischen Beleuchtungssystem 31 erreicht wird, wenn alle LED's 33R, 33G und 33B eingeschaltet sind, und des in die LED's 33R, 33G und 33B eingeprägten Stromes als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken (W10 bis W100) gespeichert sind, für jede der LED's 33R, 33G und 33B vorgesehen, oder die Mischfarbenbeleuchtungssteuerungstabelle 65 ist vorgesehen, in der mehrere Datensätze hinsichtlich des durch die LED's 33R, 33G und 338 fließenden Stromes, derart, dass das Mischverhältnis des von den LED's 33R, 33G und 33B ausgesandten Lichts konstant gehalten wird, um Licht mit einer Mischfarbe (synthetisierte weiße Farbe) aus rot, grün und blauem Licht zu mischen, als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken (W10 bis W100) des gemischten weißen Lichts gespeichert sind, wobei allerdings die Abhängigkeiten als ungefähre Ausdrücke oder ein Graph gespeichert sein können.
In der ersten Ausführungsform ist das optische Beleuchtungssystem 31 mittels einer Glasfaser oder dergleichen mit der Lichteinlassröhre 18 in dem Gehäuse 11 verbunden, aber das optische Beleuchtungssystem 31 kann direkt mit der Lichteinlassröhre 18 in dem Gehäuse 11 verbunden sein.
Ferner wird in der ersten Ausführungsform das Objektiv 13 mittels des Aktuators 14 in Richtung entlang der optische Achse L1 zu dem Gehäuse 11 hin bewegt, aber es kann das gesamte optische Beleuchtungssystem 31, das in Fig. 2 gezeigt ist, beispielsweise mit einem Motor in Richtung entlang der optischen Achse L1 bewegt werden.
Zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Messvorrichtung mit Bildbearbeitung basierend auf einem Aufbau, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, angewendet werden kann, sondern auch auf andere Arten optischer Messgeräte, etwa auf ein Mikroskop, einen Projektor und ein dreidimensionales Bildmessgerät.
Im weiteren wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 13 zeigt eine Messvorrichtung mit Bildbearbeitung 101 als ein Messgerät mit dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Diese Messvorrichtung 101 umfasst ein Beleuchtungssystem 103 zum Aussenden von Licht zu einem zu messenden Objekt (nicht gezeigt), das auf einer Halterung 103 angeordnet ist, eine Bildaufnahmeeinheit 104 zum Empfangen des von dem gemessenen Objekt reflektierten Lichts, und eine Bildverarbeitungseinheit 105 zum Messen einer Form eines zu messenden Objekts aus einem Bild, das mit der Bildaufnahmeeinheit 104 gewonnen wird. In Fig. 13 ist ein Farbleuchtstärkenmesser 106 zum Messen der Leuchtstärke und der Farbsättigung der Beleuchtung auf der Halterung 102 anstelle eines zu messenden Objekts angeordnet.
Das Beleuchtungssystem 1103 umfasst ein Einfallslichtbeleuchtungssystem 131 zum Aussenden von Licht von eüner Position unmittelbar über einem zu messenden Objekt, ein Ringbeleuchtungssystem 132 zum Aussenden eines ringförmigen Lichtstrahles, der um die optische Achse A zentriert ist, die das gemessene Objekt mit der Bildaufnahmeeinheit 104 verbindet, und eine Beleuchtungssteuereinheit 133.
Das Einfallslichtbeleuchtungssystem 131 umfasst ein Gehäuse 311, eine LED 391, die Licht mit roter Farbe aussendet, eine LED 392, die Licht mit grüner Farbe aussendet, und eine LED 393, die Licht mit blauer Farbe aussendet, als Lumineszenzlichtquellen, die in dem Gehäuse 211 untergebracht sind, eine Linse 312 zum Bündeln und Zusammenführen von Licht, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, und einen dichroischen Spiegel 313, der das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandte Licht zu der Linse 312 führt. Der dichroische Spiegel 313 ermöglicht den Durchgang oder das Reflektieren von Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge und führt in effizienter Weise Licht von den Lumineszenzlichtquellen zu der Linse 312, um Licht zu mischen, indem selektiv das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandte Licht durchgelassen oder reflektiert wird. Das gemischte Licht von dem Einfallslichtbeleuchtungssystem 131 wird von dem Spiegel 314 in Richtung entlang der optischen Achse A reflektiert und wird anschließend von einem Halbspiegel 315, der auf der optischen Achse A vorgesehen ist, in Richtung auf ein zu messendes Objekt reflektiert.
Es sind mehrere Leuchtdioden 391, die jeweils Licht mit roter Farbe, mehrere Leuchtdioden 392, die jeweils Licht mit grüner Farbe und mehrere Leuchtdioden 393, die jeweils Licht mit blauer Farbe aussenden, vorgesehen, und der Begriff LED bezeichnet in der folgenden Beschreibung eine Gruppe von LED's, die das gleiche Licht aussenden.
Das Ringbeleuchtungssystem 132 umfasst ein ringförmiges Gehäuse 321, das um die optische Achse A herum angeordnet ist; die rotes Licht aussendende LED 391, die grünes Licht aussendende LED 392 und die blaues Licht aussendende LED 393, die in dem Gehäuse 321 als Lumineszenzlichtquellen untergebracht sind, einen Reflexionsspiegel 323 zum Reflektieren von Licht, das von jeder der Lumineszenzlichtquellen ausgesendet wird, zu einem zu messenden Objekt, und einen dichroischen Spiegel 324, der das von jeder der Lumineszenzlichtquellen ausgesandte Licht zu dem Reflektionsspiegel 323 lenkt. Die rotes Licht aussendende LED 391, die grünes Licht aussendende LED 392 und die blaues Licht aussendende LED 393 sind als Lumineszenzlichtquellen in Ringform um die optische Achse herum angeordnet. Der dichroische Spiegel 324 reflektiert Licht von jeder der Lumineszenzlichtquellen zu der Richtung gegenüberliegend zu der optischen Achse A. Der Reflexionsspiegel 323 reflektiert das Licht von dem dichroischen Spiegel 324 zu einem zu messenden Objekt.
Die Beleuchtungssteuereinheit 133 umfasst, wie in Fig. 14 gezeigt ist, eine Eingabeeinheit 134 zum Festlegen und Eingeben eines Instruktionswertes zum Vorgeben einer Leuchtstärkebeleuchtung, einen Speicher (eine Vorrichtung zum Speichern eines Instruktionswertes/Stromwertes) 3 W zum Speichern einer Instruktionswert bzw. Sollwert-/Stromwerttabelle 136, in der Datensätze für die Abhängigkeiten zwischen den Instruktionswerten und Werten von in die Lumineszenzlichtquellengruppen 391 bis 393 eingeprägten Ströme gespeichert sind, einen Treiber 137 zum Einprägen eines Stromes in jede der Lumineszenzlichtquellen, und eine zentrale Rechnereinheit (CPU) 138. Hierbei bilden der Speicher 135, der Treiber 137 und die CPU 138 eine Stromeinprägesteuereinheit. Die Eingabeeinheit 134 umfasst Hebel oder Knöpfe oder dergleichen, die so vorgesehen sind, dass diese von außen manuell bedienbar sind. Der Instruktionswert bzw. Sollwert, der mittels der Eingabeeinheit 134 festgelegt und eingegeben wird, wird an die CPU 138 weitergeleitet.
Die Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 ist, wie in Fig. 15 gezeigt ist, eine Tabelle, in der Werte der Ströme, die in jede LED-Gruppe unter den Gruppen der LED's 391 mit rotem Licht, der Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht und der Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht einzuprägen sind, in Korrelation zu den Instruktionswerten gespeichert sind. Die Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 wird erstellt, indem die Leuchtstärkeeigenschaften jeder der LED-Gruppen 391 bis 393, die Farbsättigungseigenschaften und die individuellen Unterschiede jedes einzelnen Produkts kalibriert werden, um einen Wert eines in jede der Gruppen von LED's 391 mit rotem Licht, in die Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht und in die Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht eingeprägt wird, zu berechnen, um damit weißes Licht bereitzustellen, das ein Mischlicht mit der Leuchtstärke ist, die durch einen Instruktionswert vorgegeben ist. Es gibt keine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Farbsättigung des synthetisierten Lichts, aber es wird in der folgenden Beschreibung ein weißes Mischlicht mit den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) angenommen.
Die Erstellung der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 ist nachfolgend beschrieben.
Die CPU 138 liest gemäß einem von der Eingabeeinheit 134 angewiesenen Instruktionswert Werte für eingeprägte Ströme entsprechend einem Instruktionswert, der von der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136, die in dem Speicher 135 für jede der Gruppen aus LED's 391 mit rotem Licht, der Gruppe aus LED's 392 mit grünem Licht und der Gruppe aus LED's 393 mit blauem Licht gespeichert ist, aus. Die CPU 138 sendet den ausgelesenen Instruktionswert zu dem Treiber 137.
Die CPU 138 umfasst eine Messvorrichtung für die Eigenschaften der Lumineszenzlichtquelle, eine Mischverhältnisberechnungseinheit, eine Leuchtstärkeberechnungseinheit, eine Ausleseeinheit für den eingeprägten Strom oder dergleichen, und die Funktion dieser Einheit wird nachfolgend mit Bezugnahme zu einem Flussdiagramm beschrieben.
Der Treiber 137 prägt einen Strom in jede der LED-Gruppen 391 bis 393 ein, so dass die LED Licht aussendet, wobei der Treiber einen roten LED-Treiber 371 zum Einprägen eines Stromes in jede der LED's 391 für rotes Licht, einen grünen LED-Treiber 372 zum Einprägen eines Stromes in jede LED's 392 mit grünem Licht und einen blauen LED- Treiber 373 zum Einprägen eines Stromes in jede der LED's 393 mit blauem Licht aufweist. Der Treiber 137 prägt die Ströme mittels der Treiber 371 bis 373 auf Grund einer Anweisung für den eingeprägten Stromwert von der CPU 138 ein.
Die Bildaufnahmeeinheit 104 umfasst eine Bildaufnahmelinse 141 zum Bündeln des von einem zu messenden Objekt reflektierten Lichts und eine CCD-Kamera 142 mit einem Bildaufnahmeelement zum Aufnehmen von Licht von der Bildaufnahmelinse 141.
Anschließend wird der Schritt zum Erstellen der Instruktionswert-/Stromwerttabelle beschrieben.
Für das Erstellen der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 wird zunächst ein Farbbeleuchtungsmesser als ein Leuchtstärken-/Farbsättigungssensor zum Messen der Leuchtstärke und der Farbsättigung der Beleuchtung auf der Halterung 102 installiert. Die Daten für die Leuchtstärke und die Farbsättigung der Beleuchtung, die mit dem Farbsättigungsmesser 106 gemessen wird, wird an die CPU 138 weitergeleitet.
Der Schritt zum Erstellen der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 umfasst, wie in dem in Fig. 16 dargestellten Flussdiagramm gezeigt ist, einen Schritt zum Erstellen einer Instruktionswert-/Leuchtstärketabelle ST1 zum Einstellen der Leuchtstärke der Beleuchtung auf einen Instruktionswert, einem Fundamentaldatenerstellungsschritt ST2 zum Abholen von Daten in Bezug auf die Leuchtstärke und die Farbsättigungseigenschaften jeder LED-Gruppe als fundamentale Daten, einem Instruktionswert-/Stromwerttabellenerstellungsschritt ST3 zum Erstellen einer temporären Tabelle für Instruktionswerte/Stromwerte, die eine Abhängigkeit zwischen einem Instruktionswert basierend auf den Eigenschaften jeder der LED-Gruppen 391 bis 393, die in dem Fundamentaldatenerstellungsschritt ST2 ermittelt wurden, und der Leuchtstärke, die durch den Instruktionswert vorgegeben ist, kennzeichnet, einem Verifizierungsschritt ST4 zum Verifizieren der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle und einen Korrekturschritt ST7 zum Korrigieren der temporären Instruktionswert-/Stromweruabelle auf der Grundlage eines Korrekturergebnisses in dem Verifizierungsschritt ST4.
Jeder der Schritte ist programmiert und wird ausgeführt, wenn das Programm in der CPU 138 abgearbeitet wird.
Der Schritt ST1 zum Erstellen der Instruktionswert-/Leuchtstärkentabelle wird im Folgenden beschrieben.
Die Beziehung zwischen einem Instruktionswert (%) und der Leuchtstärke (Lx) ist durch eine Steuerkurve ausgedrückt, in der ein Instruktionswert als horizontale Achse und die Leuchtstärke als vertikale Achse aufgetragen ist, wobei die Leuchtstärke für einen Instruktionswert bzw. Sollwert festgelegt wird, wie in Fig. 17A gezeigt ist. Die Abhängigkeit kann zuvor in der CPU 138 gespeichert werden, oder kann erneut mittels der Eingabevorrichtung 134 festgelegt werden. Die Leuchtstärke entsprechend einem Instruktionswert wird aus der Steuerkurve ausgelesen und die Instruktionswert-/Leuchtstärketabelle, in der die Leuchtstärke mit einem Instruktionswert in Beziehung gesetzt ist, wird erstellt, wie in Fig. 17B gezeigt ist.
Als nächstes wird der Schritt ST2 zur Vorbereitung der Fundamentaldaten beschrieben.
Der Fundamentaldatenerstellungsschritt ST2 umfasst, wie in dem Flussdiagramm aus Fig. 18 gezeigt ist, einen Schritt ST21 zum Messen der Abhängigkeit zwischen den eingeprägten Stromwerten und den Eigenschaften der Gruppen der LED's 391 mit rotem Licht; einen Schritt ST22 zum Messen der Abhängigkeit zwischen den eingeprägten Stromwerten und den Eigenschaften der Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht; einen Schritt ST23 zum Messen der Abhängigkeit zwischen den eingeprägten Stromwerten und den Eigenschaften der Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht; einen Schritt ST24 zum Berechnen eines Mittelwerts der Farbsättigung für die LED's 391 bis 393 (Schritt zum Berechnen der mittleren Farbsättigung); und einen Schritt ST25 zum Berechnen eines repräsentativen Mischverhältnisses (repräsentativer Mischverhältnisberechnungsschritt) zum Erzeugen des sogenannten synthetisierten Lichts, d. h. des synthetisierten Lichts bzw. des Mischlichts mit den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) gemäß der mittleren Farbsättigung.
Es wird zunächst der Schritt ST21 zum Messen einer Beziehung zwischen einem eingeprägten Stromwert und den Eigenschaften der Gruppe der LED's 391, die jeweils rotes Licht aussenden, beschrieben.
Wenn die Eigenschaften der Gruppe der LED's 391, die jeweils rotes Licht aussenden, überprüft werden, sendet die CPU 138 eine Anweisung an den roten LED-Treiber 371, um nacheinander von Null beginnend den eingeprägten Strom zu erhöhen. Danach wird ein Strom nacheinander von Null beginnend von dem roten LED-Treiber 371 in die Gruppe der LED's 391, die jeweils rotes Licht aussenden, eingeprägt, und die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht senden Licht entsprechend zu dem eingeprägten Stromwert aus. Anschließend misst der Farbleuchtstärkenmesser 106 die Leuchtstärke und die Farbsättigung der Beleuchtung durch die Gruppe der LED's 391, die jeweils mit rotem Licht strahlen. Ein Messergebnis wird der CPU 138 zugeleitet. Die CPU 138 speichert darin Daten hinsichtlich der Abhängigkeit zwischen der Leuchtstärke und der Farbsättigung für den jeweiligen eingeprägten Strom für die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht. Diese Abhängigkeit wird als eine Abhängigkeit zwischen den Farbsättigungskoordinaten (X, Y) und der Leuchtstärke der Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht für den jeweiligen eingeprägten Stromwert gespeichert, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist.
Nach der Messung der Stromwerte in einem effektiven Bereich (z. B. 65536 im Falle einer 16-Bit-Steuerung) für die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht, wird eine Messung für die Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht und für die Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht (Schritte ST22 und ST23) durchgeführt, und die Tabelle für die Abhängigkeiten zwischen dem eingeprägten Stromwert der Leuchtstärke und der Farbsättigung wird als ein Ergebnis der Messung erstellt, wie in Fig. 19 gezeigt ist.
Es ist zu beachten, dass der Schritt zum Messen der Eigenschaften der Lichtquellen die Schritte ST21, ST22 und ST23 umfasst.
Danach wird ein Mittelwert der Farbsättigung für jede der LED-Gruppen 391 bis 393 berechnet (ST24). D. h., ein Wert, der durch Mitteln der Farbsättigungswerte erhalten wird, die für jeden eingeprägten Strom gemessen wurden, wird für jede der LED- Gruppen 391 bis 393 berechnet. Die durchschnittlichen Farbsättigungswerte für jede der LED-Gruppen 391 bis 393 sind in der untersten Reihe in Fig. 19 gezeigt.
Danach wird ein repräsentatives Mischverhältnis berechnet (ST25). Das repräsentative Mischverhältnis ist ein Verhältnis der Leuchtstärken der LED-Gruppen zum Synthetisieren der Mischfarbe CIE 1931 entsprechend den Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3), d. h. der Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht, der Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht und der Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht, wobei angenommen ist, dass die Farbsättigung der LED's 391 bis 393 die gemittelte Farbsättigung ist.
Das Mischverhältnis zum Synthetisieren einer Mischfarbe (x, y, E) kann durch die Gleichung für die Farbmischung berechnet werden. Die Theorie für die Farbmischung ist im Folgenden beschrieben.
Die Intensität der Leuchtstärke wird durch E ausgedrückt. Ferner ist hierbei angenommen, dass der CIT-Wert für die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht (X_R, Y_R, ER), der CIE-Wert für die Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht (X_G, Y_G, E_G) und der CIE-Wert für die Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht (X_B, Y_B, E_B) beträgt. Die synthetisierte Farbe, die dadurch entsteht, wird durch den folgenden Ausdruck beschrieben:

wobei T_R = E_R/Y_R, T_G = E_G/Y_G, T_B = E_B/Y_B ist.
Die T_R, T_G und T_B werden aus der Gleichung 1 wie folgt erhalten:

wobei D = y (x_B y_R - x_Gy_R + x_Ry_G - x_By_G + x_Gy_B - x_Ry_B)
Daher lässt sich die Intensität des von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandten Lichts für das Mischen der synthetisierten Farbe (x, y, E) wie folgt ausdrücken:

wobei D = y (x_By_R - x_Gy_R + x_Ry_G - x_By_G + x_Gy_B - x_Ry_B)
Das Mischverhältnis (r_R, r_G, r_B) zum Mischen der Farbsättigungskoordinaten (x, y) für die Mischbeleuchtung wird aus einem Verhältnis aus den Intensitäten E_R, E_G und E_B des von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandten Lichts erhalten.
Dann wird unter der Annahme, dass die durchschnittliche Farbsättigung für die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht (X_Rave, Y_Rave), für die Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht (X_Gave, Y_Gave) und für die Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht (X_Bave, Y_Bave) ist, das repräsentative Mischverhältnis (r_Rave, r_Gave und r_bave) zum Synthetisieren der Mischfarbe mit dem CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3, 1) durch die CPU 138 mittels der Gleichung 3 berechnet.
Anschließend wird der Wert zum Erstellen der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle ST3 beschrieben.
Der Schritt zum Erstellen der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle (Fig. 16, Schritt 3) umfasst, wie in Fig. 20 gezeigt ist, einen Mischverhältnisberechnungsschritt ST33 zum Berechnen eines Mischungsverhältnisses zum Erzeugen der synthetisierten Farbe (0.3, 0.3 Li), einen Leuchtstärkenberechnungsschritt ST34 zum Berechnen der Leuchtstärke jeder der LED-Gruppen 391 bis 393 aus dem Mischverhältnis, das in dem Mischverhältnisberechnungsschritt ST33 berechnet wurde, und einen Stromwertausleseschritt ST35 zum Auslesen eines eingeprägten Stromwertes, so dass jede der LED = Gruppen 391 bis 393 Licht mit der Leuchtstärke aussendet, die in dem Leuchtstärkeberechnungsschritt (eingeprägter Stromwertausleseschritt) berechnet wurde.
Bei dem Schritt zur Erstellung der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle ST3 wird zunächst die Leuchtstärke Li für die Instruktion i aus der Instruktions-/Leuchtstärkentabelle (siehe Fig. 17B) ausgelesen (ST32). In diesem Schritt wird zunächst der Zelle i für den Instruktionswert i mit Null initialisiert (ST31). Wenn die Operationen der Schritte ST33 bis ST35 ausgeführt sind, wird der Zähler i nacheinander um einen Schritt erhöht (ST38), und die Operationen der Schritte ST32 bis ST35 werden für alle Instruktionswerte i ausgeführt (ST36).
Als nächstes wird der Mischverhältnisberechnungsschritt (ST33) beschrieben.
Der Mischverhältnisberechnungsschritt ST33 umfasst, wie in Fig. 21 gezeigt ist, einen ersten temporären Mischverhältniseinstellungsschritt ST331 zum Einstellen bzw. Festlegen eines temporären Mischverhältnisses der Intensitäten des von den LED- Gruppen 391 bis 393 aufgesandten Lichts als ein temporäres Mischverhältnis; einen temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt ST332 zum Berechnen einer Leuchtstärke für jede der LED-Gruppen 391 bis 393, die zum Synthetisieren des Mischlichtes mit der vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich ist, gemäß dem ersten temporären Mischverhältnis; einen Farbsättigungsausleseschritt ST333 zum Auslesen der Farbsättigung des von jeder der LED-Gruppen 391 bis 393 mit der Leuchtstärke jeder der LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandten Lichts, die in dem temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt ST332 berechnet wurden; einen zweiten temporären Mischverhältnisberechnungsschritt STE334 zum Berechnen eines Mischverhältnisses der Intensitäten des von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandten Lichts, die für das Mischlicht bei der vorgegebenen Farbsättigung, die in den Farbsättigungsausleseschritt ST333 ausgelesen wurde, erforderlich sind; als ein zweites temporäres Mischverhältnis; einen temporären Mischverhältnisvergleichsschritt ST335 zum Vergleichen des ersten temporären Mischverhältnisses mit dem zweiten temporären Mischverhältnis; und einen temporären Mischverhältniswiederfestlegungsschritt ST338 zum erneuten Festlegen des zweiten temporären Mischverhältnisses als ein erstes temporäres Mischverhältnis auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses aus dem temporären Mischverhältnisvergleichsschritt ST335.
In dem ersten temporären Mischverhältniseinstellungsschritt ST331 wird zunächst temporär das erste temporäre Mischverhältnis (r_Ri, r_Gi, r_Bi), das ein Verhältnis der Intensitäten des von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandten Lichts ist, in dem repräsentativen Mischverhältnis (r_Rave, r_Gave, r_bave) festgelegt.
In dem temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt ST332 werden die Leuchtstärken (L_Ri; , L_Gi, L_Bi; ) der LED-Gruppen 391 bis 393, die zum Erzeugen des synthetisierten Lichts mit der Leuchtstärke Li erforderlich sind, entsprechend dem ersten temporären Mischverhältnis berechnet. In diesem Schritt wird die Leuchtstärke jeder der LED- Gruppen 391 bis 393 durch die folgenden Ausdrücke berechnet:

L_Ri; = r_RiLi
L_Gi; = r_GiLi
L_Bi; = r_GiLi (Gleichung 4)
In diesem Schritt wird das erste temporäre Mischverhältnis in dem repräsentativen Mischverhältnis festgelegt (ST331). Das repräsentative Mischverhältnis wird als ein Mischverhältnis festgelegt, das zum Synthetisieren von Licht mit den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) erforderlich ist, wobei angenommen wird, dass die Farbsättigung jeder der LED-Gruppen 391 bis 393 immer konstant gehalten wird, unabhängig von der Intensität des emittierten Lichts. Wenn daher jede der LED-Gruppen 391 bis 393 zur Aussendung von Licht mit (L_Ri, L_Gi, L_Bi) angeregt wird, ist die Leuchtstärke auf L1 festgelegt, aber die eigentliche Farbsättigung ändert sich auf Grund der Differenz in der Intensität des emittierten Lichts, so dass manchmal die Farbsättigung des synthetisierten Lichts von dem CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) abweichen kann.
In dem Farbsättigungsausleseschritt ST333 wird die Farbsättigung des Lichts, das ausgesandt wird, wenn jede der LED-Gruppen 391 bis 393 Licht mit der Leuchtstärke (L_Ri, L_Gi, L_Bi) ausgesendet wird, die in dem temporären Leuchtstärkeberechnungsschritt ST332 berechnet wurde, ausgelesen. Die bei der Leuchtstärke ermittelte Farbsättigung wird aus der Tabelle ausgelesen, die darin Daten speichert, die die Abhängigkeiten zwischen den eingeprägten Stromwerten, der Farbsättigung und der Farbsättigung, die in dem Fundamentaldatenvorbereitungsschritt ST2 (siehe Fig. 19) erstellt wurden, betreffen.
Es wird hierin angenommen, dass die für die Gruppe der LED's 391 mit rotem Licht, die Gruppe LED's 392 mit grünem Licht und die Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht wie folgt sind:
die Farbsättigung des Lichts, das von der Gruppe der LED's 391 bis rotem Licht ausgesendet wird, beträgt R = (X_Ri Y_Ri)
die Farbsättigung des Lichts, das von der Gruppe der LED's 392 mit grünem Licht ausgesendet wird, beträgt R = (X_Gi, Y_Gi)
die Farbsättigung des Lichts, das von der Gruppe der LED's 393 mit blauem Licht ausgesendet wird, beträgt B = (X_Bi, Y_Bi).
Wenn der ausgelesene Wert für die Farbsättigung von der durchschnittlichen Farbsättigung abweicht, kann das Mischverhältnis, das zum Synthetisieren von Licht mit diesem Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) erforderlich ist, von dem ersten Mischverhältnis (repräsentatives Mischverhältnis in diesem Schritt) abweichen.
In dem zweiten temporären Mischverhältnisberechnungsschritt ST334 wird ein Mischverhältnis, das zum Erzeugen des synthetisierten Lichts mit der in dem Farbsättigungsausleseschritt ST333 ausgelesenen Farbsättigung, d. h. dem Licht mit dem CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3), erforderlich ist, als ein zweites temporäres Mischverhältnis (r_Ri', r_Gi', r_Bi') berechnet.
Die Intensitäten des Lichts, das von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesendet wird und die zum Erzeugen des synthetisierten Lichts mit der Farbsättigung von (0.3, 0.3), d. h. E_R, E_G, E_B erforderlich ist, werden mittels der Gleichdung 3 berechnet. Daher wird das zweite temporäre Mischverhältnis (r_Ri', r_Gi', r_Bi') als ein Verhältnis von (E_R, E_G, E_B) berechnet.
In dem temporären Mischverhältnisberechnungsschritt ST335 wird das erste temporäre Mischverhältnis mit dem zweiten temporären Mischverhältnis verglichen. Jede Komponente des ersten temporären Mischverhältnisses wird mit jeder Komponente des zweiten temporären Mischverhältnisses verglichen.
In der Theorie der Farbsynthese wird die Berechnung auf der Grundlage der Farbsättigung ausgeführt, wenn die Lichtemission gemäß dem ersten temporären Mischverhältnis durchgeführt wird, um ein zweites temporäres Mischverhältnis zu berechnen, aber tatsächlich ändert sich die Farbsättigung in nichtlinearer Weise im Zusammenhang mit der Änderung in der Leuchtstärke, so dass selbst wenn synthetisiertes Licht gemäß dem zweiten temporären Mischverhältnis erzeugt wird, die Farbsättigung von den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) abweichen kann.
Um dieses Problem zu lösen, wird eine konvergierende Berechnung wiederholt durchgeführt, indem das zweite temporäre Mischverhältnis als erste temporäres Mischverhältnis festgelegt wird, und ein Maß der Konvergenz wird in dem temporären Mischverhältnisvergleichsschritt ST335 bewertet.
In dem temporären Mischverhältnisvergleichsschritt ST335 werden Differenzen zwischen jeder Komponente des ersten temporären Mischverhältnisses (r_Ri, r_Gi, r_bi) und der entsprechenden Komponente in dem zweiten temporären Mischverhältnis (r_Ri', r_Gi', r_bi') mit den entsprechenden Referenzwerten ε verglichen. Wenn die Differenz zwischen einer Komponente und der entsprechenden Komponente kleiner als der vorgegebene Referenzwert ε ist (im Schritt ST336: ja), d. h., wenn die unten dargestellte Ungleichung erfüllt ist, wird das zweite temporäre Mischverhältnis als ein temporäres Mischverhältnis für den Instruktionswert i festgelegt. Hierbei ist der Referenzwert ε eine Differenz zwischen dem ersten temporären Mischverhältnis und dem zweiten temporären Mischverhältnis, wobei eine Änderung der Farbsättigung, die durch eine Änderung der Leuchtstärke hervorgerufen wird, innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.

|r_Ri - r_Ri'| < ε
|r_Gi - r_Gi'| < ε
|r_Bi - r_Bi'| < ε (Gleichung 5)
Wenn die Ungleichung 5 nicht erfüllt ist (im Schritt ST336: nein), wird das zweite temporäre Mischverhältnis als das erste temporäre Mischverhältnis (STE338) festgelegt, und die Operationen aus den Schritten STE332 bis ST335 werden wiederholt, bis die Differenz zwischen dem ersten temporären Mischverhältnis und dem zweiten temporären Mischverhältnis so konvergieren, um die Ungleichung 5 zu erfüllen.
Danach wird in dem Leuchtstärkenberechnungsschritt (Fig. 20, STE24) die Leuchtstärke des Lichts (L_Ri, L_Gi, L_Bi), das von den LED-Gruppen 391 bis 393 ausgesandt wird, und für die Mischbeleuchtung bei der Leuchtstärke L_i erforderlich ist, gemäß dem temporären Mischverhältnis berechnet. Diese Berechnung wird unter Anwendung der Gleichung 4 durchgeführt.
In dem Stromwertausleseschritt STE35 werden eingeprägte Stromwerte, die zum Anregen jeder LED-Gruppe 391 bis 393 zur Aussendung von Licht bei der Leuchtstärke, die in dem Leuchtstärkeberechnungsschritt ST34 berechnet wurde, aus der Fig. 19 ausgelesen und werden als die Werte für die LED-Gruppen 391 bis 393 in Reaktion auf den Instruktionswert i gespeichert.
Die Schritte in ST32 bis ST35 werden für alle Instruktionswerte i durchgeführt, d. h. für alle Werte des Zählers i in dem effektiven Bereich (ST36: ja), und die Stromwerte in Reaktion auf den Instruktionswert i für jede LED werden gespeichert, um die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle zu bilden (STE37).
Anschließend wird der Verifizierungsschritt durchgeführt, um die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle (Fig. 16, STE4) tatsächlich zu Verifizieren. D. h., synthetisiertes Licht wird gemäß der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle geliefert, und es wird verifiziert, ob die Farbsättigung der Beleuchtung den CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) entspricht oder nicht.
Der Verifizierungsschritt ST4 umfasst, wie in Fig. 22 gezeigt ist, einen Verifizierungs/Messschritt ST41 zum eigentlichen Bereitstellen von synthetisiertem Licht und zum Messen der Farbsättigung; dem Verifizierungs/Vergleichsschritt ST42 zum Vergleichen der gemessenen Farbsättigung mit der Sollfarbsättigung; und den Farbsättigungskorrekturratenspeicherschritt ST34 zum Speichern der Differenz zwischen der gemessenen Farbsättigung als Ergebnis des Vergleiches in dem Verifizierungs-/Vergleichsschritt ST42 und der vorgegebenen Sollfarbsättigung.
In dem Verifizierungs/Messschritt ST41 wird synthetisiertes Licht gemäß der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle bereitgestellt. In diesem Schritt gibt es keine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Leuchtstärke, und das synthetisierte Licht wird bereitgestellt, indem ein geeigneter Instruktionswert i ausgewählt wird. Anschließend wird die Farbsättigung der bereitgestellten synthetisierten Beleuchtung (x_i, y_i) gemessen.
Hierbei wird die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle so erstellt, um die Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung auf die CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) festzulegen, indem eine Berechnung auf Grundlage der Theorie für die Farbsynthese durchgeführt wird. Selbst wenn jedoch die Theorie für die Farbsynthese durch Spezifizieren der Vollfarbsättigung der synthetisierten Beleuchtung auf die CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) angewendet wird, kann es einen Unterschied zwischen dem theoretischen Wert und der tatsächlichen Farbsättigung geben (siehe Fig. 23).
In dem Verifizierungs-/Vergleichsschritt ST42 werden die gemessene Farbsättigung und die Sollfarbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) miteinander für jede Komponente in Hinblick auf den vorgegebenen zulässigen Wert α verglichen. Wenn die Differenz für eine Komponente als die vorgegebene zulässige Grenze α ist (ST42: ja), d. h., wenn die Ungleichung 6, die unten gezeigt ist, erfüllt ist, ist die Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung, die gemäß der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle bereitgestellt wird, innerhalb des zulässigen Bereichs und es wird bestimmt, dass ein Ergebnis der Verifizierung korrekt ist (ST45). Hierin ist der vorgegebene zulässige Wert α eine Farbdifferenz, die ein Messergebnis nicht beeinflusst, wenn ein zu messendes Objekt mittels der Bildbearbeitung vermessen wird.

|x_i - 0.3|< α
|y_i - 0.3|< α (Gleichung 6)
Wenn ein Ergebnis der Verifizierung korrekt ist (ST45), wird die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle als ein reguläre Instruktionswert-/Stromwerttabelle gespeichert (Schritt zum Speichern der Instruktionswert-/Stromwerttabelle, Fig. 16, 5T6).
Wenn andererseits die Ungleichung 6 nicht erfüllt ist, wird eine Farbsättigungskorrekturrate für jede Komponente als eine Farbsättigungskorrekturrate gespeichert (ST43). D. h., die Farbsättigungskorrekturrate (C_x, C_y) wird durch den folgenden Ausdruck beschrieben:

C_x = 0.3 - x_i
C_y = 0.3 - y_i (Gleichung 7)
Die Farbsättigungskorrekturrate kennzeichnet die Differenz zwischen einer Sollfarbsättigung, die durch Verwenden der Theorie für die Farbsynthese berechnet wurde, und der Farbsättigung des tatsächlich erzeugten synthetisierten Lichts, so dass man annehmen kann, dass die Farbsättigung des tatsächlich erzeugten synthetisierten Lichts mit dem Sollwert übereinstimmt, wenn die Sollfarbsättigung mittels der Farbsättigungskorrekturrate eingestellt wird, wenn die Berechnung auf der Grundlage der Theorie der Farbsynthese ausgeführt wird.
Nachdem die Farbsättigungskorrekturrate gespeichert ist, wird die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle korrigiert (Fig. 16, ST7).
Ein Ablauf der Korrektur der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle ist in dem Flussdiagramm in Fig. 24 gezeigt. Der Korrekturschritt ST7 ist, wie in Fig. 24 gezeigt ist, in Prinzip gleich dem Schritt zum Erstellen der temporären Instruktionswert-/Stromwerttabelle ST3 und entspricht dem Ablauf, der durch Kombination der Fig. 20 und der Fig. 21 erhalten wird.
In dem Korrekturschritt ST7 wird eine Berechnung ausgeführt, um die Farbsättigungskoordinaten (0.3 + C_x, 0.3 + C_y) zu erhalten, die durch Addieren der Farbsättigungskorrekturrate (C_x, C_y) erhalten wird, die unmittelbar vor dem Berechnen des zweiten temporären Mischverhältnisses durch die Theorie der Farbsynthese (ST76) als eine Sollfarbsättigung ausgelesen wurden.
Wie zuvor beschrieben ist, kann durch vorhergehendes Addieren einer Differenz zwischen einem auf Grundlage der Theorie für die Farbsynthese berechneten Wertes und der tatsächlichen Farbsättigung als eine Farbsättigungskorrekturrate, die Farbsättigung der tatsächlich erzeugten Mischfarbe als die Vollfarbsättigung festgelegt werden (Fig. 25).
Die korrigierte temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle wird erneut verifiziert (Fig. 16, STE4) und wenn ein Ergebnis des Verifizierens akzeptabel ist (ST5: ja), wird dieses in der regulären Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 (ST6) gespeichert.
Es zu beachten, dass die Farbsättigung konstant gehalten werden kann, ohne die Schritte ST4, ST5 und ST7 auszuführen. D. h., die Differenz, die beim Ausführen der Funktionsabläufe in diesen Schritten entsteht, ist sehr gering, und daher können die Schritte ST4, ST5, ST7 abhängig von der erforderlichen Genauigkeit bei einem Beleuchtungssystem weggelassen werden.
Als nächstes wird die Anwendung und die Funktion der Messvorrichtung 101 mit Bildverarbeitung beschrieben.
Wenn ein zu messendes Objekt mit der Messvorrichtung 101 mit Bildverarbeitung gemessen wird, wird zunächst ein zu messendes Objekt auf der Halterung 102 angebracht. Anschließend wird ein Instruktionswert bzw. ein Sollwert zum Vorgeben einer Leuchtstärke des Beleuchtungssystems 3 mittels einer Eingabeeinheit 134 (Eingabeschritt) eingegeben. Dann liest die CPU 138 einen eingeprägten Stromwert für jede der LED-Gruppen 391 bis 393 in Korrelation zu dem eingegebenen Instruktionswert aus der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 aus und sendet die Werte für den eingeprägten Strom zu dem Treiber 137. Wenn ein Strom von dem Treiber 137 in jede der LED-Gruppen 391 bis 393 eingeprägt wird, wird Licht von dem Einfallslichtbeleuchtungssystem 131 und dem Ringbeleuchtungssystem 132 abgestrahlt und es wird synthetisiertes weißes Licht auf das zu messende Objekt mit der vorgegebenen Leuchtstärke eingestrahlt (Lichtemissionsschritt). Das von dem gemessenen Objekt reflektierte Licht wird mittels der Bildaufnahmeeinheit 104 empfangen, und es wird die Form des gemessenen Objekts durch Bearbeitung des von der Bildverarbeitungseinheit 105 aufgenommenen Bildes gemessen. Ein Ergebnis der Berechnung durch die Bildverarbeitungseinheit 105 wird auf einer Anzeigeeinheit, etwa einem CRT, dargestellt oder wird auf einem Ausgabegerät, etwa einem Drucker, ausgegeben.
Mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform können die folgenden vorteilhaften Wirkungen erreicht werden.

1. Eigenschaften jeder der LED-Gruppen 391 bis 393 werden in dem Fundamentaldatenerstellungsschritt ST2 überprüft, und ein Wert für den eingeprägten Strom zum Erzeugen einer synthetisierten weißen Farbe bei der durch einen Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke wird auf Grund der Eigenschaften berechnet. Selbst wenn eine LED eine Abweichung aufweist, kann daher weißes Licht auf ein zu messendes Objekt mit der vorgegebenen Leuchtstärke eingestrahlt werden. Als Folge davon kann ein Bild des gemessenen Objekts in genauer Weise aufgenommen werden. Ferner kann ein Bild erhalten werden, unabhängig von einer Farbe oder Farben des gemessenen Objekts.
2. In dem Mischverhältnisberechnungsschritt ST33 wird das zweite temporäre Mischverhältnis zum Erzeugen einer vorgegebenen Farbsättigung, die durch Anwenden der Theorie für Farbsynthese berechnet wurde, mit dem ersten Mischverhältnis verglichen, wobei die Tatsache berücksichtigt wird, dass Farbsättigungsänderungen im Zusammenhang mit einer Änderung der Leuchtstärke auftreten können, und dieser Vergleichsvorgang wird wiederholt, bis die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Mischverhältnis innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Wie zuvor beschrieben ist, kann ein Mischverhältnis für eine synthetisierte Beleuchtung mit einer vorgegebenen Farbsättigung in genauer Weise erreicht werden.
3. Eine durchschnittliche Farbsättigung für jede der LED-Gruppen 391 bis 393 wird berechnet und es wird ein repräsentatives Mischverhältnis zum Erzeugen einer Mischfarbe mit der vorgegebenen Farbsättigung auf der Grundlage dieser mittleren Farbsättigung berechnet. Dann wird das Berechnen in dem Schritt zum Berechnen des Mischungsverhältnisses auf der Grundlage dieses repräsentativen Mischverhältnisses ausgeführt. Folglich ist es möglich, die Zeit für die Wiederholung bzw. die Ausführung der Berechnung in dem Mischverhältnisberechnungsschritt ST33 zu verringern, wodurch es möglich ist, ein Mischverhältnis rasch zu berechnen.
4. In dem Verifizierungsschritt 5T4 wird die temporäre Instruktionswert-/Stromwerttabelle, die durch Anwenden der Theorie für die Farbsynthese vermittelt wurde, verifiziert. Wenn in diesem Schritt die Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung, die tatsächlich bereitgestellt wird, von der vorgegebenen Farbsättigung abweicht, wird die Differenz als die Farbsättigungskorrekturrate verwendet. Anschließend wird ein Sollwert in der Theorie für die Farbsynthese durch den Farbsättigungskorrekturwert verschoben, um ein Mischverhältnis für die Korrektur zu berechnen. Damit kann ein synthetisiertes Licht mit einer Farbsättigung, die in präziser Weise auf den vorgegebenen Wert eingestellt ist, bereitgestellt werden, indem die Differenz zwischen dem theoretischen Wert und dem tatsächlichen Wert korrigiert wird. (5) Ein Wert für den eingeprägten Strom für einen vorgegebenen Wert wird in der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 erstellt, und wenn ein Instruktionswert durch die Eingabeeinheit 134 eingespeist wird, kann eine Reaktion auf eine Änderung in dem Instruktionswert in rascher Weise durchgeführt werden, indem lediglich der Wert aus dieser Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 ausgelesen wird.

Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene zweite Ausführungsform eingeschränkt ist, und es können selbstverständlich diverse Änderungen durchgeführt werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zuvor wurde der Fall beschrieben, wobei die Werte für den eingeprägten Strom im Voraus für alle Instruktionswerte berechnet und in der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 gespeichert werden, die Tabelle ist jedoch nicht immer erforderlich und die Schritte zum Berechnen eines Mischverhältnisses, zum Berechnen einer Leuchtstärke und zum Auslesen eines Wertes für den eingeprägten Strom oder andere erforderliche Vorgänge können der Reihe nach ausgeführt werden, nachdem ein Instruktionswert vorgegeben wurde.
Zuvor wurde der Fall beschrieben, in welchem der Verifizierungsschritt 5T4 nach dem Erstellen der Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 ausgeführt wird; es ist jedoch eine Ausführungsform möglich, in der die Verifizierung ausgeführt wird, unmittelbar nachdem ein eingeprägter Stromwert für einen Instruktionswert ermittelt wurde, eine Farbsättigungskorrekturrate berechnet wurde und die Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 gemäß dem Farbsättigungskorrekturwert erstellt wurde. Ferner kann, wenn Farbsättigungskorrekturraten für die Beleuchtungssysteme 131, 132 zuvor bekannt sind, die Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 erstellt werden, indem die Farbsättigungskorrekturraten verwendet und die Theorie für die Farbsynthese angewendet wird.
In der zuvor aufgeführten Beschreibung wurde die CIE 1931 Farbsättigungskoordinaten (0.3, 0.3) als vorgegebene Farbsättigung verwendet, aber es kann selbstverständlich eine beliebige andere Farbsättigung als ein vorgegebener Sollwert verwendet werden. Wenn die durchschnittliche Farbsättigung für jede der LED-Gruppen 391 bis 393 erstellt wird, und wenn ferner die Instruktionswert-/Stromwerttabelle 136 für die Beleuchtung bei der durchschnittlichen Absättigung erstellt wird, kann ein synthetisiertes Licht mit diversen Farbsättigungen bei der vorgegebenen Leuchtstärke erzeugt werden.
Des weiteren ist die lumineszente Lichtquelle nicht auf eine LED beschränkt und es können ferner LED's, die gelbes, purpur oder anders farbiges Licht emittieren, in Verbindung zu LED's, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren, verwendet werden. Selbstverständlich kann, selbst wenn lumineszente Lichtquellen mit Emission vieler Farben verwendet werden, eine synthetisierte Farbe bei der vorgegebenen Farbsättigung und bei der angewiesenen Leuchtstärke synthetisiert werden.

Claims

1. Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung mit einem optischen Beleuchtungssystem mit einer Lumineszenzlichtquelle, wobei Licht von diesem optischen Beleuchtungssystem auf ein zu messendes Objekt zur Messung von Parametern, etwa der Größe oder Form des gemessenen Objekts, aus einem Bild, das von dem gemessenen Objekt erhalten wird, eingestrahlt wird, wobei das Beleuchtungssystem umfasst:
eine Speichereinheit mit Daten, die die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke, die mit dem optischen Beleuchtungssystem erreicht wird, und den Strömen, die durch die Lumineszenzlichtquelle fließen, betreffen und darin gespeichert sind; und
eine Steuereinheit zum Steuern eines durch die Lumineszenzlichtquelle fließenden Stromes auf der Grundlage der in der Speichereinheit gespeicherten Daten, die die Abhängigkeiten zwischen der Leuchtstärke und dem Strom betreffen, derart, dass die mit dem optischen Beleuchtungssystem erreichte Leuchtstärke einem vorgegebenen Wert entspricht.

2. Das Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung nach Anspruch 1, wobei die Lumineszenzlichtquelle für das optische Beleuchtungssystem LED's umfasst; und
wobei die Speichereinheit darin Daten, die mehrere Abhängigkeiten zwischen der mit dem optischen Beleuchtungssystem erhaltenen Leuchtstärke und den eingeprägten Strömen, die dabei durch die LED's fließen, betreffen, als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken, speichert.

3. Das Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung nach Anspruch 1, wobei die Lumineszenzlichtquelle für das optische Beleuchtungssystem LED's aufweist, die Licht mit roter, grüner und blauer Farbe aussenden; und
wobei die Speichereinheit für jede der LED's Daten als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken speichert, die die Abhängigkeit zwischen der mit dem optischen Beleuchtungssystem erreichten Leuchtstärke, wenn die LED's eingeschaltet sind, und den eingeprägten Strömen, die durch die LED's fließen, betreffen.

4. Das Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung nach Anspruch 1, wobei die Lumineszenzlichtquelle für das optische Beleuchtungssystem LED's umfasst, die Licht mit roter, grüner und blauer Farbe aussenden; und
wobei die Speichereinheit darin Instruktionen für die Ströme speichert, die durch die LED's so getrieben werden, dass das Verhältnis der Intensitäten des von den LED's ausgesandten Lichts auf einen konstanten Wert festgelegt ist, um Licht mit einer synthetisierten Farbe aus einer Mischung mit rot, grün und blau zum Erreichen unterschiedlicher Pegel der Leuchtstärke des synthetisierten Lichts zu erhalten, und wobei die Speichereinheit ferner mehrere Datensätze speichert, die die Ströme betreffen, die durch die LED's getrieben werden, um unterschiedliche Pegel der Leuchtstärke für das synthetisierte Licht zu erreichen.

5. Das Beleuchtungssystem für eine Messvorrichtung mit Bildverarbeitung nach Anspruch 4, wobei die Speichereinheit darin Instruktionen für die Ströme speichert, die durch die LED's so getrieben werden, dass das Verhältnis der Intensitäten des Lichts, das von den LED's ausgesandt wird, bei einem konstanten Wert gehalten wird, um synthetisiertes weißes Licht, das aus rotem, grünem und blauem Licht gemischt ist, zu erhalten, und wobei diese ferner mehrere Datensätze für die Ströme als Referenzen für unterschiedliche Leuchtstärken des synthetisierten weißen Lichts speichert.

6. Beleuchtungssteuerungsverfahren zum Steuern eines Beleuchtungssystems, das umfasst: mehrere Lumineszenzlichtquellen, die Licht mit unterschiedlichen Farben aussenden, eine Stromeinprägesteuereinrichtung zum Steuern eingeprägter Ströme in die mehreren Lumineszenzlichtquellen und eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben von Instruktionswerten, um die Leuchtstärke vorzugeben, um damit eine synthetisierte Beleuchtung mit der Leuchtstärke und der vorgegebenen Farbsättigung, die mittels der Instruktionswerte vorgegeben wurden, durch Synthetisieren von Licht, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, zu erzeugen, wobei das Verfahren umfasst:
Messen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in Relation zu einem Wert des Stromes, der in jede der mehreren Lumineszenzlichtquellen eingeprägt wird;
Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des von den mehreren Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, das zum Synthetisieren einer Mischbeleuchtung bei der Leuchtstärke, die durch die Instruktionswerte vorgegeben ist und mit der vorgegebenen Farbsättigung erforderlich ist, mittels der theoretischen Gleichung zum Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des Lichts, die zum Synthetisieren einer Mischfarbe mit der vorgegebenen Farbsättigung aus mehreren Lichtstrahlen jeweils mit unterschiedlicher Farbsättigung erforderlich sind, in Reaktion auf Änderungen in der Farbsättigung entsprechend den Änderungen in den Leuchtstärken der Lumineszenzlichtquellen, die in dem Schritt zur Messung der Eigenschaften der Lichtquelle gemessen wurden;
Berechnen der Leuchtstärken der mehreren Lumineszenzlichtquellen zum Erzeugen der entsprechend dem Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke aus dem Mischverhältnis, das in dem Mischverhältnisberechnungsschritt berechnet wurde; und
Auslesen der Werte für den eingeprägten Strom, die erforderlich sind, um die mehreren Lumineszenzlichtquellen Licht mit den Leuchtstärken emittieren zu lassen, die in den Leuchtstärkeberechnungsschritt aus den Eigenschaften der mehreren Lumineszenzlichtquellen, die in dem Schritt zur Messung von Eigenschaften der Lumineszenzlichtquellen erhalten wurden, berechnet werden.

7. Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Berechnens des Mischverhältnisses umfasst:
einen ersten temporären Mischverhältniseinstellungsschritt zum anfänglichen Festlegen eines ersten temporären Mischverhältnisses auf der Grundlage eines vorgegebenen Prozentsatzes als das Mischungsverhältnis;
einen Schritt zum Berechnen einer temporären Leuchtstärke, wobei jede Leuchtstärke jede der Lumineszenzlichtquellen, die zum Erzeugen der durch den Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich ist, auf der Grundlage des ersten temporären Mischverhältnisses, berechnet wird;
einen Farbsättigungsausleseschritt zum Auslesen der Farbsättigung des von jeder der Lumineszenzlichtquellen mit der Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, die in dem Schritt zum Berechnen der temporären Leuchtstärke, aus einem Messergebnis von dem Schritt zum Messen der Lichtquelleneigenschaften, berechnet wurde;
einen Schritt zum Einstellen eines zweiten temporären Mischverhältnisses zum Berechnen auf der Grundlage der theoretischen Gleichung eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des Lichts, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, und das erforderlich ist, die vorgegebene Farbsättigung für eine synthetisierte Beleuchtung bei der in dem Farbsättigungsausleseschritt ausgelesenen Farbsättigung zu erzeugen, als ein zweites temporäres Mischverhältnis;
Vergleichen des ersten temporären Mischverhältnisses mit dem zweiten temporären Mischverhältnis; und
erneutes Einstellen des zweiten temporären Mischverhältnisses als das erste temporäre Mischverhältnis auf der Grundlage eines Vergleichsergebnis in dem Schritt zum Vergleichen des temporären Mischverhältnisses.

8. Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst:
Berechnen eines Durchschnittswertes für die Farbsättigung des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, wobei dieser Schritt nach dem Schritt des Messens der Eigenschaften der Lichtquellen ausgeführt wird; und
Berechnen eines Mischverhältnisses des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, das zum Erzeugen der vorgegebenen Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung erforderlich ist, auf der Grundlage der mittleren Farbsättigung, die in dem Schritt zum Berechnen der mittleren Farbsättigung berechnet wurde, und mittels der theoretischen Gleichung als ein repräsentatives Mischverhältnis, wobei das erste Mischverhältnis in dem ersten Schritt zum Einstellen eines temporären Mischverhältnisses das repräsentative Mischverhältnis ist.

9. Das Beleuchtungssystemsteuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner umfasst:
einen Verifizierungsschritt zum tatsächlichen Verifizieren des Wertes des eingeprägten Stromes, der in dem Schritt zum Auslesen des eingeprägten Stromwertes ausgelesen wurde; und
einen Korrekturschritt zum Korrigieren des Wertes des eingeprägten Stromes auf der Grundlage eine Ergebnisses des Verifizierens in dem Verifizierungsschritt, wobei der Verifizierungsschritt umfasst:
einen Verifizierungs-/Messschritt zum Einprägen eines Stromes in jede der Lumineszenzlichtquellen gemäß dem eingeprägten Stromwert, der in dem Schritt zum Auslesen des Wertes des eingeprägten Stromwertes ausgelesen wurde, und zum Messen der Farbsättigung der synthetisierten Beleuchtung, die sich daraus ergibt;
einen Verifizierungs-/Vergleichsschritt zum Vergleichen der in dem Verifizierungs/Messschritt gemessenen Farbsättigung mit der vorgegebenen Sollfarbsättigung;
einen Farbsättigungskorrekturratenspeicherschritt zum Speichern der Differenz zwischen der Farbsättigung, die auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses in dem Verifizierungs/Vergleichsschritt gemessen wurde, und der vorgegebenen Sollfarbsättigung als eine Farbsättigungskorrekturrate; und worin weiterhin der Korrekturabschnitt umfasst:
einen Schritt zum Berechnen des Mischungsverhältnisses durch Verschieben der vorgegebenen Sollfarbsättigung gemäß der Farbsättigungskorrekturrate, wenn das Mischverhältnis mittels der theoretischen Gleichung in dem Mischverhältnisberechnungsschritt berechnet wird.

10. Das Beleuchtungssystemsteuerverfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, das ferner umfasst: einen Instruktionswert-/Stromwert-Tabellespeicherschritt zum Speichern des Wertes für den eingeprägten Strom und des Instruktionswertes in Form einer Tabelle, wobei der eingeprägte Strom und der Instruktionswert miteinander in Beziehung stehen.

11. Das Beleuchtungssystemsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Lumineszenzlichtquelle LED's aufweist.

12. Belichtungssystemsteuerungsprogramm, das in einem Computer angewendet wird, der in einem Beleuchtungssystem integriert ist, das aufweist: mehrere Lumineszenzlichtquellen, die jeweils Licht mit unterschiedlicher Farbe aussenden, eine Stromeinprägesteuereinheit zum Erzeugen einer synthetisierten Beleuchtung mit der vorgegebenen Leuchtstärke und der Farbsättigung durch synthetisieren von Licht von den Lumineszenzlichtquellen mittels Steuern eines eingeprägten Stromes für jede der Lumineszenzlichtquellen, und eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben eines Instruktionswertes zum Vorgeben einer Leuchtstärke der Beleuchtung, wobei das Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm den Computer veranlasst, folgendes auszuführen:
Messen der Leuchtstärke und der Farbsättigung in Abhängigkeit zu dem Wert des eingeprägten Stromes für jede der Lumineszenzlichtquellen;
Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des Lichts, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesendet wird, das zum Synthetisieren einer Mischbeleuchtung mit der vorgegebenen Farbsättigung bei der Leuchtstärke, die mittels des Instruktionswertes vorgegeben ist, erforderlich ist, mittels der theoretischen Gleichung zum Berechnen von Änderungen in der Farbsättigung in Reaktion auf Änderungen in der Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen, die in dem Schritt zum Messen der Lichtquelleneigenschaften gemessen wurden, und Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des Lichts mit unterschiedlichen Farben, das zum Synthetisieren einer Mischfarbe bei der vorgegebenen Farbsättigung aus Farben jeweils unterschiedlicher Farbsättigung erforderlich ist;
Berechnen einer Leuchtstärke jeder der Lumineszenzlichtquellen, die zum Erzeugender durch den Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich ist, aus dem in dem Mischungsverhältnisberechnungsschritt berechneten Mischungsverhältnis; und
Auslesen des Wertes des eingeprägten Stromes, der erforderlich ist, um jede der Lumineszenzlichtquellen bei der Leuchtstärke zu betreiben, die in den Leuchtstärkeberechnungsschritt aus den Eigenschaften der Lumineszenzlichtquellen, die in dem Lichtquelleneigenschaftsmessschritt erhalten wurden, berechnet wurde.

13. Computerlesbares Speichermedium mit den darin gespeicherten Beleuchtungssystemsteuerungsprogramm nach Anspruch 12.

14. Beleuchtungssystem, das aufweist: Lumineszenzlichtquellen jeweils zum Aussenden von Licht mit unterschiedlicher Farbe, eine Stromeinprägesteuereinheit zum Steuern eines eingeprägten Stromes in die Lumineszenzlichtquellen, und eine Eingabeeinrichtung zum Eingeben eines Instruktionswertes zum Vorgeben einer Leuchtstärke der Beleuchtung, wobei das Beleuchtungssystem eine synthetisierte Beleuchtung mit der vorgegebenen Leuchtstärke und Farbsättigung erzeugt, indem Licht, das von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandt wird, gemischt wird, wobei die Stromeinprägesteuereinheit umfasst:
eine Lichtquelleneigenschaftenmesseinrichtung zum Messen und Speichern von Daten, die die Leuchtstärke und Farbsättigung in Reaktion auf den Wert des eingeprägten Stromes für jede der Lumineszenzlichtquellen betreffen;
eine Mischverhältnisberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten des von den Lumineszenzlichtquellen ausgesandten Lichts, das zum Synthetisieren einer Mischbeleuchtung mit der vorgegebenen Farbsättigung bei der durch den Instruktionswert vorgegebenen Leuchtstärke erforderlich ist, mittels der theoretischen Gleichung zum Berechnen von Änderungen in der Farbsättigung in Reaktion auf Änderungen in der Leuchtstärke der Lumineszenzlichtquellen, die mit der Lichtquelleneigenschaftenmesseinrichtung gemessen wurden, und zum Berechnen eines Mischungsverhältnisses von Intensitäten von Licht mit unterschiedlichen Farben, das zum Synthetisieren einer Mischfarbe mit der vorgegebenen Farbsättigung aus mehreren Farben mit jeweils unterschiedlicher Farbsättigung erforderlich ist;
eine Leuchtstärkeberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Leuchtstärke für jede der Lumineszenzlichtquellen, um die durch den Instruktionswert vorgegebene Leuchtstärke aus dem Mischverhältnis zu berechnen, das mittels der Mischverhältnisberechnungseinrichtung berechnet ist;
eine Ausleseeinheit für den eingeprägten Strom zum Auslesen des Wertes für den eingeprägten Strom, der jede der Lumineszenzlichtquellen ansteuert, Licht mit der Leuchtstärke auszusenden, die mittels der Leuchtstärkenberechnungseinrichtung berechnet ist; und
eine Instruktionswert-/Stromwerttabellespeicherungseinheit zum Speichern einer Instruktionswert-/Stromwerttabelle, in der der Wert des eingeprägten Stromes, der durch die Ausleseeinheit ausgelesen wird, mit dem Instruktionswert korreliert ist.

15. Messvorrichtung mit:
dem Beleuchtungssystem zum Beleuchten eines zu messenden Objekts gemäß dem Anspruch 14;
einem Lichtempfangssensor zum Empfangen von Licht, das von dem gemessenen Objekt reflektiert wird; und
einer Bildverarbeitungseinheit zum Ermitteln der Form des gemessenen Objekts aus dem Bild, das mittels des Bildempfangssensors empfangen wurde, mittels Bildverarbeitung.