DE10330071B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit: – wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung (1), mit wenigstens einer Strahlungsquelle, welche Strahlung aussendet; – wenigstens einer Strahlungsdetektoreinrichtung (20), welche wenigstens einen Teil der von der wenigstens einen Strahlungseinrichtung (1) ausgesandten und anschließend von einer Messfläche gestreuten und/oder reflektierten Strahlung aufnimmt und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist; und – einer optischen Trenneinrichtung (11) mit einer vorgegebenen Dicke, welche auf dem optischen Pfad zwischen der Strahlungseinrichtung (1) und der Strahlungsdetektoreinrichtung (20) angeordnet ist und welche wenigstens eine Öffnung (15) aufweist, die sich wenigstens abschnittsweise in einem vorgegebenen, von 0 Grad unterschiedlichen Winkel gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung (11) erstreckt.

Description

  • Die folgende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften, wie insbesondere, aber nicht ausschließlich, der Farbe.
  • Der optische Eindruck von Gegenständen bzw. deren Oberflächen, insbesondere von Oberflächen an Kraftfahrzeugen, wird maßgeblich durch deren Oberflächeneigenschaften bestimmt. Da das menschliche Auge nur bedingt zur objektiven Einstufung von Oberflächeneigenschaften geeignet ist, besteht ein Bedarf nach Hilfsmitteln und Apparaturen zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Oberflächeneigenschaften.
  • Dabei werden Oberflächeneigenschaften, wie beispielsweise der Glanz, der Orange Peel, die Farbe, Makro- und/oder Mikrostruktur Abbildungsschärfe, Glanzschleier, Oberflächenstruktur und/oder -topographie und dergleichen bestimmt.
  • Im Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen eine Strahlungseinrichtung eine Strahlung auf die zu untersuchende Messfläche wirft, und die von dieser Messfläche reflektierte und/oder gestreute Strahlung von einem Detektor aufgenommen und ausgewertet wird. Dabei besteht das Problem, dass die auf die Messfläche geworfene Strahlung unter vergleichbaren Verhältnissen ausgestrahlt wird, um so eine Bewertung der zu untersuchenden Oberfläche zu ermöglichen. So besteht beispielsweise jedoch nicht ausschließlich das Problem, dass die Strahlung unter einem vorgegebenen Winkel auf die zu untersuchende Messfläche zu richten ist. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und den Gegenstand des Anspruchs 25 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung auf, mit wenigstens einer Strahlungsquelle, welche eine Strahlung aussendet. Daneben ist eine Strahlungsdetektoreinrichtung vorgesehen, welche wenigstens einen Teil der von der wenigstens einen Strahlungsquelle ausgesandten und anschließend von einer Messfläche gestreuten und/oder reflektierten Strahlung aufnimmt, und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für wenigstens einen Parameter der reflektierten und/oder gestreuten Strahlung charakteristisch ist.
  • Des weiteren ist eine optische Trenneinrichtung mit einer vorgegebenen Dicke vorgesehen, welche auf dem optischen Pfad zwischen der Strahlungseinrichtung und der Strahlungsdetektoreinrichtung angeordnet ist. Dabei weist die optische Trenneinrichtung wenigstens eine Öffnung auf, die sich wenigstens abschnittsweise in einem vorgegebenen, von 0° unterschiedlichen Winkel gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung erstreckt.
  • Unter einer Messfläche ist jede Oberfläche zu verstehen, welche wenigstens einen Teil der auf sie eingestrahlten Strahlung reflektiert und/oder streut. Insbesondere werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Messflächen Oberflächen von Kraftfahrzeugen, wie insbesondere, aber nicht ausschließlich, deren lackierte Oberflächen verstanden.
  • Unter einem charakteristischen Messsignal wird ein Messsignal verstanden, dass von wenigstens einem Parameter der eingestrahlten Strahlung abhängt, wie beispielsweise deren Intensität, deren Wellenlänge oder dergleichen. Daneben kann unter einer Messfläche auch die Marmorierung eines Kunststoffes oder individuell gefertigten oder bearbeiteten Materials verstanden werden.
  • Unter einer optischen Trenneinrichtung wird eine Einrichtung verstanden, die geeignet ist, eine optische Strahlung, insbesondere Licht – insbesondere, aber nicht ausschließlich – im sichtbaren Bereich zu blockieren, bzw. den Durchgang dieses Lichtes auf einen vorgegebenen optischen Pfad wenigstens teilweise zu verhindern.
  • Unter einer Öffnung, die sich wenigstens abschnittsweise in einem vorgegebenen, von 0° unterschiedlichen Winkel gegenüber der Dicke erstreckt, wird eine solche Öffnung verstanden, die sich nicht senkrecht zur Oberfläche der Trenneinrichtung erstreckt, sondern in einem hierzu vorgegebenen Winkel.
  • Unter dem Begriff Öffnungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindungen Flächen- oder Raumsegmente verstanden, innerhalb derer sich wenigstens teilweise materialleere Räume befinden. Unter einer Öffnung werden somit auch Schlitze, Spalte und dergleichen verstanden
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Öffnung der optischen Trenneinrichtung in der Draufsicht im wesentlichen die Gestalt einer Kreisbahn bzw. eines kreisförmigen Schlitzes auf. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass beispielsweise auf einer vorgegebenen Querschnittsfläche der optischen Trenneinrichtung die Öffnung im Querschnitt eines Kreises eine vorgegebenen Kreisliniendicke aufweist. Dabei werden unter im wesentlichen der Gestalt eines Kreisumfangs auch solche Gestalten verstanden, bei denen dieser Kreis unterbrochen ist, insbesondere aber nicht ausschließlich von einzelnen, mehr oder weniger breiten Stegen unterbrochen wird.
  • Bei Betrachtung der kompletten Trenneinrichtung, auch hinsichtlich ihrer Dicke, weist die Öffnung im Querschnitt die Gestalt eines Kreisumfangs auf, und in ihrer dreidimensionalen Betrachtung die Form eines Kegels bzw. Kegelabschnittes mit vorgegebenem Kegelwinkel. Anders ausgedrückt, wird wenigstens eine Wandung der Öffnung bzw. des Schlitzes im wesentlichen durch die Mantelfläche eines Kegels beschrieben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Öffnung an den Innenseiten im wesentlichen strahlungsabsorbierende Eigenschaften, insbesondere gegenüber der durch sie hindurchtretenden Strahlung auf. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass durch diese Öffnung tretende Strahlung nicht an den Innenseiten der Öffnung reflektiert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der Winkel, in dem sich die Öffnung gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung erstreckt, zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 15° und 75°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 60°, und insbesondere im Bereich von 45°. Die optische Trenneinrichtung ist bevorzugt parallel zu der Messfläche angeordnet. Dies bedeutet, dass die durch diese Öffnung tretende Strahlung im wesentlichen unter dem vorgegebenen Winkel auf die Messfläche trifft.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die optische Trenneinrichtung an wenigstens einer der wenigstens optischen Strahlungseinrichtung zugewandten Fläche wenigstens teilweise gegenüber der von der Strahlungseinrichtung ausgesandten Strahlung reflektierende und/oder streuende Eigenschaften auf. Bevorzugt wird ein möglichst großer Anteil der von der Strahlungseinrichtung ausgesandten Strahlung von der entsprechenden Fläche der optischen Trenneinrichtung gestreut und/oder reflektiert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die optische Trenneinrichtung einteilig aufgebaut. Dabei weist die optische Trenneinrichtung an der Strahlungseinrichtung zugewandten Fläche, wie oben dargestellt, bevorzugt eine die Strahlung reflektierende und/oder streuende Beschichtung auf. In diesem Fall ist bevorzugt eine Öffnung vorgesehen, die sich, wie oben bereits angemerkt, im wesentlichen auf einer Kreislinie erstreckt, jedoch von einzelnen Stegen unterbrochen ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform setzt sich die optische Trenneinrichtung aus wenigstens zwei Komponenten zusammen. Diese beiden Komponenten können miteinander bevorzugt verbunden werden durch form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindungen, welche aus der Gruppe von Verbindungen ausgewählt ist, welche Verkleben, Verlöten und dergleichen enthält. In diesem Fall muss diejenige Komponente, welche der optischen Strahlungseinrichtung zugewandt ist, bzw. die Oberfläche derjenigen Komponente, die der Strahlungseinrichtung zugewandt ist, wenigstens teilweise strahlungsreflektierende und/oder streuende Eigenschaften aufweisen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von ersten Strahlungseinrichtungen vorgesehen, welche gegenüber der Messfläche an vorgegebenen Positionen angeordnet sind. Dabei können diese Positionen derart angeordnet sein, dass sie im wesentlichen äquidistant zu der Messfläche sind.
  • Bevorzugt sind die ersten Strahlungseinrichtungen in einem ersten Gehäuseteil angeordnet. Dabei weist dieser erste Gehäuseteil eine im wesentlichen halbkugelförmige Gestalt auf. Bevorzugt sind dabei die Vielzahl von Strahlungseinrichtungen im wesentlichen auf einen Höhenkreis des im wesentlichen halbkugelförmigen Gehäuses angeordnet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem ersten Gehäuse eine Vergleichsmesseinrichtung angeordnet. Diese Vergleichsmesseinrichtung dient dazu, wenigstens einen Teil der von der Vielzahl von Strahlungseinrichtungen ausgesandten Strahlung, bevorzugt nach wenigstens einmaliger Streuung und/oder Reflexion aufzunehmen, um diese als Referenzwert für den von der Strahlungsdetektoreinrichtung aufgenommenen Anteil der Strahlung zu verwenden. Zu diesem Zweck weist die Vergleichsmesseinrichtung eine optische Barriere auf, welche dafür sorgt, dass das Licht der Strahlungseinrichtungen nicht direkt in die Vergleichsmesseinrichtung gelangen kann, sondern zunächst an wenigstens einer Oberfläche, die insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Oberfläche der optischen Einrichtung reflektiert und/oder gestreut wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Gehäuseteil an wenigstens einem Teil seiner der Messfläche zugewandten Oberfläche strahlungsreflektierende und/oder strahlungsstreuende Eigenschaften auf. Bei der der Messfläche zugewandten Oberfläche handelt es sich im Fall eines im wesentlichen halbkugelförmigen Gehäuses um die Innenflächen dieses Gehäuses. Auf diese Weise soll erreicht werden, dass das von den Strahlungseinrichtungen ausgesandte Licht im Inneren des ersten Gehäuseteils mehrfach reflektiert wird, bis es schließlich durch die Öffnung auf die Messfläche gelangt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Strahlungseinrichtung eine Strahlungsstreueinrichtung auf. Durch diese Strahlungsstreueinrichtung wird gewährleistet, dass das von der Strahlungsquelle bzw. der Strahlungseinrichtung ausgestrahlte Licht gestreut wird, und somit im wesentlichen diffuses Licht erzeugt wird.
  • Die wenigstens eine Strahlungsstreueinrichtung ist einer Gruppe von Strahlungsstreueinrichtungen entnommen, welche Strahlungsstreuscheiben, Mattglasscheiben, Diffusorfolien und dergleichen enthält.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung wenigstens eine Strahlungsquelle auf, welche aus einer Gruppe von Strahlungsquellen ausgewählt ist, welche thermische Strahlungsquellen, wie insbesondere, aber nicht ausschließlich, Glühlampen, Halogenlampen, kohärente und nicht-kohärente Halbleiterstrahlungsquellen, Heißentladungsstrahlungsquellen, Laser und dergleichen aufweist. Bei der ausgesandten Strahlung handelt es sich bevorzugt, aber nicht ausschließlich, um Licht im sichtbaren Bereich. Es kann jedoch auch Licht im infraroten und/oder ultravioletten Wellenlängenbereich verwendet werden. Auch eine Verwendung von Röntgenstrahlen und ähnlichen Strahlen liegt im Bereich der Erfindung.
  • Bevorzugt weisen wenigstens zwei Strahlungsquellen unterschiedliche Strahlungscharakteristiken auf. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Vielzahl von Strahlungsquellen mit unterschiedlichen spektralen Strahlungscharakteristiken ausgewählt, so dass im wesentlichen der gesamte sichtbare Wellenlängenbereich abgedeckt wird. Dabei wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Anzahl der einzelnen Strahlungsquellen so gewählt, dass das Licht bzw. dessen Intensität im wesentlichen gleichmäßig über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich verläuft. Unter im wesentlichen gleichmäßig wird dabei verstanden, dass sich die Intensität im gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich um einen vorgegebenen Mittelwert bewegt, wobei die Abweichungen zwischen 50% und 200% des Mittelwertes liegen, bevorzugt zwischen 40% und 150% und besonders bevorzugt zwischen 80% und 120%.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Strahlungsquelle in wenigstens einem Strahlungsparameter veränderbar, welcher einer Gruppe von Parametern entnommen ist, die die Strahlungsintensität, die Wellenlänge der Strahlung, die Strahlungspolarisationsrichtung, die zeitliche Strahlungsintensitätsmodulation und dergleichen enthält. Unter der Strahlungsintensitätsmodulation wird verstanden, dass in einem vorgegebenen Zeitraum die Intensität variiert werden kann, bzw. die zugehörige Strahlungsquelle aus- und angeschaltet werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens die erste Strahlungsdetektoreinrichtung in einem zweiten Gehäuseteil angeordnet.
  • Dabei weist der zweite Gehäuseteil an wenigstens einem Teil der Strahlungsdetektoreinrichtung zugewandten Flächen strahlungsabsorbierende Eigenschaften auf. Darunter ist zu verstehen, dass Licht, das über die optische Trenneinrichtung auf diese Flächen gelangt, im wesentlichen absorbiert wird. Bevorzugt weist der zweite Gehäuseteil wenigstens in sämtlichen der Strahlungsdetektoreinrichtung zugewandten Flächen, bevorzugt alle Innenflächen, strahlungsabsorbierende Eigenschaften auf. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass kein Licht, welches im zweiten Gehäuseteil reflektiert und dabei gestreut wird, in die erste Strahlungsdetektoreinrichtung gelangt, sondern im wesentlichen nur solches Licht, welches von der Messfläche reflektiert und/oder gestreut wurde.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dringt in das zweite Gehäuse im wesentlichen keine Strahlung von außen, welche nicht an der Messfläche gesteuert und/oder reflektiert wurde. Dies bedeutet, dass das Gehäuse mit Ausnahme einer Öffnung, welche der Messfläche zugewandt ist, keine weiteren Öffnungen aufweist, durch welche von außen Licht in den zweiten Gehäuseteil eindringen kann. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften gerichtet. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt eine erste Strahlung durch wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung der oben beschriebenen Ansprüche ausgesandt. Diese Strahlung wird an wenigstens einer Oberfläche gestreut und/oder reflektiert und durch eine Öffnung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche geführt. In einem nächsten Verfahrensschritt wird die Strahlung auf eine Messfläche gerichtet und schließlich die von der Messfläche gestreute und/oder reflektierte Strahlung mit einer Strahlungsdetektoreinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche wenigstens teilweise aufgenommen.
  • Bevorzugt wird die von der ersten Strahlungseinrichtung ausgesandte Strahlung mehrfach an der Innenfläche des ersten Gehäuseteils nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche reflektiert und/oder gestreut. Auf diese Weise werden die Eigenschaften des auf die Messfläche gelangenden Lichtes verbessert. Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften; und
  • 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften in einer weiteren Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften. Das Bezugszeichen 1 bezieht sich auf eine erste Strahlungseinrichtung. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei um eine Leuchtdiode. Diese Leuchtdiode ist in einer Öffnung 3 des ersten Gehäuseteils 5 angeordnet. Bevorzugt ist eine Vielzahl erster Strahlungseinrichtungen 1 in einer Vielzahl von Öffnungen 3 angeordnet. Die einzelnen Strahlungseinrichtungen bzw. deren Leuchtdioden weisen bevorzugt unterschiedliche Strahlungscharakteristika auf, insbesondere senden sie Licht unterschiedlicher Wellenlängen aus.
  • Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf eine Vergleichsmesseinrichtung. Diese Vergleichsmesseinrichtung weist eine Strahlungsblockiereinrichtung auf, um zu verhindern, dass Licht direkt von den Strahlungseinrichtungen 1 in die Vergleichsmesseinrichtung 6 gelangt. Vielmehr soll im wesentlichen nur solches Licht in die Vergleichsmesseinrichtungen gelangen, welches insbesondere bereits wenigstens zweimal, bevorzugt mehrfach gestreut und/oder reflektiert wurde.
  • Das Bezugszeichen 11 bezieht sich auf eine optische Trenneinrichtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist diese optische Trenneinrichtung aus zwei Bestandteilen 11a und 11b zusammengesetzt. Der obere Bestandteil 11a ist so ausgeführt, dass die Öffnung 15, die in dem unteren Bestandteil 11b angebracht ist, frei liegt, das heißt der Strahlung zugänglich ist. Diese ist auf der linken Seite des Bildes durch das Bezugszeichen 12a angedeutet. Zur Befestigung des unteren Bestandteils 11b muss jedoch der obere Bestandteil 11a eine gewisse Anzahl an Stegen aufweisen. Ein solcher Steg ist durch das Bezugszeichen 12b gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind insbesondere drei derartige Stege vorgesehen. Dabei ist in der gezeigten Querschnittsdarstellung in 1 einer dieser Stege 12b sichtbar. Die Dicke der optischen Trenneinrichtung ist mit d gekennzeichnet. Man erkennt, dass sich die Öffnung 15 in einem vorgegebenen Winkel gegenüber dieser Dicke erstreckt.
  • Unterhalb der optischen Trenneinrichtung 11 ist der zweite Gehäuseteil 8 angeordnet. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 22 auf eine Öffnung im unteren Gehäuseteil. Bei der Messung befindet sich die Messfläche unterhalb dieser Öffnung. Die Breite der Öffnung 22 liegt zwischen 10 mm und 50 mm, bevorzugt zwischen 20 mm und 40 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 30 mm.
  • Senkrecht über der Messfläche ist die Detektoreinrichtung 20 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Detektoreinrichtung an anderen Positionen gegenüber der Messfläche – sei es auch unter anderen Winkeln – anzuordnen. Die Detektoreinrichtung weist ein Linsensystem 23 auf. Die Brennweite dieser Linse liegt zwischen 5 mm und 40 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm und besonders bevorzugt zwischen 15 mm und 20 mm.
  • Hinter dieser Linse 23 ist ein Filter 24 und ein bzw. eine Vielzahl von Photodioden 21 angeordnet. Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet eine Blende.
  • Die Apertur der Öffnung 15 beträgt ca. 10° und die Öffnung ist in Bezug auf die Meßfläche mit einem Winkel α von ca. 10° angeordnet.
  • Daneben ist eine weitere Strahlungseinrichtung 32 und eine weitere Detektoreinrichtung 38 vorgesehen. Mit Hilfe dieser beiden Einrichtungen können an der Messfläche Glanzmessungen durchgeführt werden, wobei der Einfallswinkel des von der Strahlungseinrichtung 32 ausgestrahlten Lichtes im wesentlichen gleich dem Ausfallswinkel ist. Die Strahlungseinrichtung 32 weist eine oder mehrere Strahlungsquellen 31 sowie eine Linse bzw. ein Linsensystem 34 auf. Auch die Strahlungsdetektoreinrichtung 35 weist ein Linsensystem 35 auf.
  • Bei der Messung wird in den Strahlungseinrichtungen 1 Licht in Richtung der optischen Trenneinrichtung 14 ausgestrahlt. Die den Strahlungseinrichtungen 1 zugewandte Oberfläche der optischen Trenneinrichtung weist, wie oben erwähnt, lichtreflektierende und/oder streuende Eigenschaften auf. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, kann es sich um eine Metallspiegeloberfläche oder verspiegeltes Glas handeln.
  • An der optischen Trenneinrichtung bzw. deren Oberfläche wird das Licht, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, nach oben in Richtung der gestrichelten Linie gestreut und/oder reflektiert. Auf diese Weise wird das Licht aus wenigstens einer, bevorzugt sämtlichen Strahlungseinrichtungen 1 innerhalb des oberen Gehäuseteils bevorzugt mehrfach reflektiert, bevor ein Anteil des Lichtes durch die Öffnung 15 hindurch in den unteren Gehäuseteil 8 gelangt. Auf diese Weise wird diffuses Licht erzeugt, welches dann unter einem durch den Winkel der Öffnung 15 bestimmten bzw. vorgegebenen Winkel gerichtet auf die Messfläche trifft. Die Strahlungsdetektoreinrichtung 20 nimmt einen Teil des in der Messfläche gestreuten und/oder reflektierten Lichtes auf.
  • Daneben kann die Vorrichtung eine Schichtdickenmesseinrichtung für die zu untersuchende Messfläche aufweisen. Diese Schichtdickenmesseinrichtung kann dabei in Berührungskontakt mit der zu untersuchenden Messfläche stehen oder auch berührungslos arbeiten. Eine mögliche Position für eine in Berührungskontakt stehende Schichtdickenmesseinrichtung ist durch das Bezugszeichen 50 angedeutet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können Bewegungseinrichtungen, wie – insbesondere, aber nicht ausschließlich – Räder vorgesehen sein, die es erlauben, die Messeinrichtung gegenüber der Messfläche zu bewegen. Diese Bewegungseinrichtungen können mit Weglängenmesseinrichtungen ausgestattet sein. Auf diese Weise können die Messergebnisse in Abhängigkeit beispielsweise eines zurückgelegten Weges aufgenommen werden.
  • 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer weiteren Perspektive, genauer gesagt aus einer gegenüber der in 1 um 90° gedrehten Perspektive. Dabei wurde eine Vielzahl von Öffnungen 3 dargestellt, in welche die Strahlungseinrichtungen 1 eingesetzt werden. Daneben ist die Vergleichsmesseinrichtung 6 dargestellt. Das Bezugszeichen 38 bezieht sich auf die zusätzliche Strahlungsdetektoreinrichtung, die in dieser Ausführungsform zur Aufnahme von Glanzmessungen dient. In dieser Ausführungsform sind insgesamt 16 Leuchtdioden vorgesehen.
  • Dabei wird bevorzugt durch die Leuchtdioden wenigstens der gesamte für das menschliche Auge sichtbare Bereich des Wellenlängenspektrums abgedeckt. Um zu erreichen, dass dabei die Strahlungsintensität über den gesamten Bereich im Wesentlichen konstant bleibt, werden in einzelnen Wellenlängenbereichen mehrere Dioden angeordnet.

Claims (26)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit: – wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung (1), mit wenigstens einer Strahlungsquelle, welche Strahlung aussendet; – wenigstens einer Strahlungsdetektoreinrichtung (20), welche wenigstens einen Teil der von der wenigstens einen Strahlungseinrichtung (1) ausgesandten und anschließend von einer Messfläche gestreuten und/oder reflektierten Strahlung aufnimmt und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist; und – einer optischen Trenneinrichtung (11) mit einer vorgegebenen Dicke, welche auf dem optischen Pfad zwischen der Strahlungseinrichtung (1) und der Strahlungsdetektoreinrichtung (20) angeordnet ist und welche wenigstens eine Öffnung (15) aufweist, die sich wenigstens abschnittsweise in einem vorgegebenen, von 0 Grad unterschiedlichen Winkel gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung (11) erstreckt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (15) der optischen Trenneinrichtung (11) in der Draufsicht die Gestalt eines kreisförmigen Schlitzes aufweist.
  3. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (15) wenigstens eine Wandung aufweist, die durch die Mantelfläche eines Kegels beschrieben wird.
  4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (15) an ihren Innenseiten absorbierende Eigenschaften gegenüber der von der Strahlungseinrichtung ausgesandten Strahlung aufweist.
  5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Winkel, in dem sich die Öffnung (15) gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung (11) erstreckt, zwischen 0 Grad und 90 Grad liegt.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Trenneinrichtung (11) an einer der wenigstens einen Strahlungseinrichtung (1) zugewandten Fläche wenigstens teilweise gegenüber der von der Strahlungseinrichtung ausgesandten Strahlung reflektierende und/oder streuende Eigenschaften aufweist.
  7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Trenneinrichtung (11) einteilig aufgebaut ist.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die optische Trenneinrichtung aus wenigstens zwei Komponenten (11a, 11b) zusammensetzt.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von ersten Strahlungseinrichtungen (1) vorgesehen ist, welche gegenüber der Messfläche an vorgegebenen Positionen angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Strahlungseinrichtungen in einem ersten Gehäuseteil (5) angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil (5) eine halbkugelförmige Gestalt aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Strahlungseinrichtungen (1) auf einem Höhenkreis des halbkugelförmigen ersten Gehäuseteils (5) angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Gehäuseteil eine Vergleichsmesseinrichtung (6) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmesseinrichtung (6) eine Strahlungsblockiereinrichtung aufweist.
  15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseteil (5) an wenigstens einem Teil seiner der Messfläche zugewandten Oberfläche strahlungsreflektierende und/oder strahlungsstreuende Eigenschaften aufweist.
  16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung (1) eine Strahlungsstreueinrichtung aufweist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Strahlungsstreueinrichtung einer Gruppe von Strahlungsstreueinrichtungen entnommen ist, welche Strahlungsstreuscheiben, Mattglasscheiben und Diffusorfolien aufweist.
  18. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung (1) wenigstens eine Strahlungsquelle aufweist, welche aus einer Gruppe von Strahlungsquellen ausgewählt ist, welche thermische Strahlungsquellen, Glühlampen, Halogenlampen, kohärente und nichtkohärente Halbleiterstrahlungsquellen, Gasentladungsstrahlungsquellen, Laser aufweist.
  19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Strahlungsquellen unterschiedliche spektrale Strahlungscharakteristiken aufweisen.
  20. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungsquelle in wenigstens einem Strahlungsparameter veränderbar ist, welcher einer Gruppe entnommen ist, die die Strahlungsintensität, Wellenlänge der Strahlung, Strahlungspolarisationsrichtung, zeitliche Strahlungsintensitätsmodulation aufweist.
  21. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Strahlungsdetektoreinrichtung (20) in einem zweiten Gehäuseteil (8) angeordnet ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (8) an wenigstens einem Teil der der Strahlungsdetektoreinrichtung zugewandten Flächen strahlungsabsorbierende Eigenschaften aufweist.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in den zweiten Gehäuseteil (8) keine Strahlung von außen eindringt, welche nicht an der Messfläche gestreut und/oder reflektiert wurde.
  24. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften von Kraftfahrzeugbestandteilen.
  25. Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit folgenden Schritten: – Aussenden einer ersten Strahlung durch wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung (1), – Reflexion und/oder Streuung der ersten Strahlung an einer Oberfläche einer optischen Trenneinrichtung (11), die auf dem optischen Pfad zwischen der Strahlungseinrichtung (1) und einer Strahlungsdetektoreinrichtung (20) angeordnet ist, – Führen eines Anteils des reflektierten und/oder gestreuten Lichts durch eine Öffnung (15) der optischen Trenneinrichtung, wobei sich die Öffnung in einem von 0 Grad verschiedenen Winkel gegenüber der Dicke der optischen Trenneinrichtung (11) erstreckt, – Aufnehmen wenigstens eines Teils des durch die Öffnung (15) geführten und von einer Messfläche gestreuten und/oder reflektierten Lichtanteils mittels einer Strahlungsdetektoreinrichtung (20), – Ausgeben wenigstens eines für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristischen Messsignals.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Strahlungseinrichtung (1) ausgesandte Strahlung mehrfach an der Innenfläche eines ersten Gehäuseteils (5) reflektiert und/oder gestreut wird.
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