DE2000816A1

DE2000816A1 - Photoelektrische Anordnung zur Unterscheidung von Farben

Info

Publication number: DE2000816A1
Application number: DE19702000816
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M Antrag
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1970-01-09
Filing date: 1970-01-09
Publication date: 1971-07-15

Description

Shotoelektronische Anordnung zur Unterscheidung von Farben Die Erfindung betrifft eine photo elektronische Anordnung zur Unterscheidung vorgegebener Farbmarkierungen, insbesondere von auf Körpern aufgebrachten Farbcodierungen, wobei die Farbmarkierungen mit Licht abgetastet werden und das von den Farbmarkierungen zurückgeworfene Licht über optische Mittel in einzelne Spektralbereiche aufgeteilt wird.
In vielen Zweigen der Industrie werden Farbmarkierungen, die auf irgendeinem Träger aufgebracht sind, als Informationsmittel verwendet. Durch Erkennen der einzelnen Farben werden an einer bestimmten Stelle oder zu einem bestimmten Zeitpunkt Steuervorgänge, Kontrollvorgänge o. ähnl. ausgelöst.
Die oben angegebenen Geräte finden überall dort Verwendung, wo Farbmarkierungen erkannt und unterschieden werden müssen. Dies ist zB. beim Lesen von farbigen Mustervorlagen (Jacquard-Karten), bei der Kontrolle von Farbmarkierungen auf Ampullen oder Flaschen oder beim Lesen von Farbcodierungen auf Behältern in Lagern, bei der Kontrolle von Montagearbeiten an mehrfarbigen Teilen, bei Sortieraufgaben in der Verpackungsindustrie, o. dgl.
der Fall.
Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind eine Reihe von Anordnungen bekannt (siehe z.B. Patentschrift 59 361 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen, deutsche Auslegeschrift 1 155 728, deutsche Patentschrift 1 135 388 geworden oder vorgeschlagen (Patentanmeldung P 19 02 101 3) worden. Allen diesen Anordnungen ist gemeinsam, daß Farben, die im sichtbaren Spektralbereich auch als solche zu erkennen sind, erkannt und unterschieden werden können. Für viele Fälle ist eine derart sichtbare Farbmarkierung unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die derartige sichtbares Farbmarkierungen vermeidet und "unsichtbare" Farbmarkierungen erkennt und unterscheidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Farbmarkierungen Lmineszenzfarben sind Dadurch ergeben sich vor allem die Vorteile, daß die Farbmarkierungen unsichtbar bzw. weitgehend uneichtbar sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und anhand der Figuren hervor.
Fig. 1 zeigt prinzipiell die Erfassung und Unterscheidung von Lumineszenzfarben.
Fig. 2 eine prinzipielle Anordnung, mit der die Unterscheidung der Komponenten einer Farbmischung möglich ist.
In Fig. 1 fällt das Licht einer Lichtquelle, die in einem Bereich strahlt, der für Lumineszenzfarben anregend ist (UV-Bereich), über einen dichroitischen Spiegel 2 und eine Linse 3 auf einen Träger 4, auf dem Lumineszenzfarben aufgebracht sind.
Bei der Lichtquelle kann es sich um eine Quarzlampe oder um einen im anregenden Bereich strahlenden Laser handeln. Auch kann eine über einen weiten Spektralbereich strahlende Lichtquelle vorgesehen sein, wobei durch nachgeschaltete Filter der Anregungsbereich ausgeblendet wird. Der Anregungsspektralbereich liegt im ultravioletten Bereich, während der Bereich des von den Lumineszenzstoffen emittierten Lichtes im sichtbaren Bereich liegt. Der dichroitische Spiegel 2 ist für UV-Licht durchlässig, während er das von den Lumineszenzsubstanzen emittierte sichtbare Licht auf den dichroitischen Spiel 5 umlenkt.
Dieser Spiegel 5 teilt das Licht nach zwei Spektralbereichen auf und leitet es auf die photoelektrischen Wandler 6 und 7. Auswertung nach Farben kann nun durch eine photoelektronische Schaltungsanordnung erfolgen, wie dies z.B. in der Anmeldung P 19 02 101.3 gezeigt ist. Dort wird die Auswertung nach Farben auf elektronischem Weg vorgenommene Es sind zwei photoelektrische Wandler vorgesehen, von denen Jeder auf Licht eines von zwei benachbarten Spektralbereichen anspricht. Die Empfindlichkeitskurven der beiden Wandler überlappen sich dort derart, daß beide Wandler auch auf Licht des Bereiches zwigohet den besagten Spektralbereichen ansprechen. Es sind Auswerte schaltungen zur Bewertung der Ausgangssignale der photoelektrischen Wandler vorgesehen, welche die vorzeichenbehaftete Differenz und die Summe der Ausgangs signale bilden und beide Ergebnisse miteinander verknüpfen, beispielsweise in der Form, daß durch die Differenzen kleiner null, null und größer null drei Farbgruppen mit fest zugeordneten Farben festgelegt sind und daß innerhalb einer Farbgruppe die Farben aufgrund der Größe des Summensignals in Bezug auf Referenzsignale bestimmt sind.
Eine optische Auswertung nach 3 Farben ist in Fig. 2 gezeigt0 Das von den Lumineszenzsubstanzen zurückgeworfene, im sichtbaren Bereich liegende Licht wird über den Spiegel 2 nacheinander über zwei dichroitische Spiegel 8 und 9 geleitet. Von jedem dichroitischen Spiegel wird ein ganz bestimmter Farbbereich reflektiert bzw. durchgelassen und so auf einen der photoelektrischen Empfänger 10, 11, 12 umgelenkt, wodurch die entsprechende Farbe erkannt ist0 Mit dieser entsprechenden Anordnung kann auch ein Farbgemisch sehr einfach in seine Spektral-Komponenten zerlegt werden, z.B. können 2, 3, 4 ... m aus n mögliche Farben unterschieden werden. Auf diese Weise ist es also möglich, eine Farbmarkierung als Farbmischung darzustellen und die einzelnen Komponenten der Farbmisdhung zu erkennen und zu unterscheiden.
Anstatt dichroitischer Spiegel können zur Lichtteilung und Farbtrennung auch Lichtteiler Verwendung finden, denen entsprechende izarbfilter, insbesondere Interfererizfilter nchescaltet sind.
Um die Anordnung gleichlichtunempfindlich zu machen, kann in bekannter Weise eine Wechsellichtquelle Verwendung finden0 Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Abtastung an einem ganz bestimmten, festen Ort. Im Abtastzeitpunkt muß die jeweilige Abtaststelle des Bumineszenzfarbenträgers an diesem Ort positioniert sein. Diese Forderung hat bei vielen Anwendungsfällen Nachteile.
Zur Abhilfe kann der Abtastlichtstrahl über ein optisches Element geleitet werden das den Strahl periodisch ablenkt (Fahrstrahlprinzip). Bei dem optischen Element kann es sich z0B. um Schwing- oder Drehspiegel oder um sich drehende Spiegelräder handenn. Dadurch kann die Abtastung nicht nur an einem Punkt sondern über eine ganze Strecke erfolgen. Dadurch wird insbesondere bei senkrecht zu dieser Abtaststrecke durchlaufenden Gegenständen eine Positionierung der Farbmarke unnötige

Claims

Patentansprüche 4. Photoelektronische Anordnung zur Unterscheidung vorgegebener Farbmarkierungen' insbesondere von auf Körpern aufgebrachten Parbcodierungen, wobei die Farbmarkierungen mit Licht abgetastet werden und das von den Farbmarkierungen zurückgeworfene Licht über optische I;tittel in einzelne Spektralbereiche aufgeteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmarkierungen Bumineszenzfarben sind und das abtastende Licht die Lumineszenzfarben anregende Wellenlängen (UV-Bereich) enthält.
2. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anregende Lichtquelle eine Quarzlampe ist.
3. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anregende Lichtquelle ein im UV-Bereich strahlender Laser ist.
40 Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Farbmarkierungen im Autokollimationsverfahren abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Trennung des anregenden und zurückgeworfenen Lichtes ein dichroitischer Spiegel (2) verwendet wird, der den Anregungsspektral bereich (Uv-Bereich) von dem Emissionspektralbereich (sichtbarer Bereich) trennt.
50 Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Farbmarkierung Licht einheitlicher Wellenlänge zurückstrahlt (reine Farbe).
6. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Farbmarkierung Licht verschiedener Wellenlängen zurückstrahlt (Farbmischung)
7. Photoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zurückgestrahlte Licht mittels optischer Mittel in einzelne Spektralbereiche zerlegt und auf photoelektronische Wandler geleitet wird0
8. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zurückgeworfene Licht über dichroitische Spiegel in einzelne Spektralbereiche zerlegt wird.
9. Photoelektronis = Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zurückgeworfene Licht über Teilerspiegel und Farbfilter in einzelne Spektralbereiche zerlegt wird.
100 Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilter Interferenzfilter sind.
11. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastlichtstrahl die Farbmarkierungen an einem festen Ort abtastet, an dem die Farbmarkierungen zum Abtastzeitpunkt positioniert sind.
12. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastlichtstrahl mittels an sich bekannter optischer Mittel periodisch abgelenkt wird, und da13 der Abtastort für die Farbmarkierungen irgendwo innerhalb der Auslenkung des Lichtstrahles liegt0
13. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den photoelektronischen Wandlern elektronische Auswerteschaltungen nachgeschaltet sind, die als Abtastergebnis an einem Ausgang die erkannte reine Farbe anzeigen,
14. Photoelektronische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den photoelektronischen Wandlern elektronische Auswerteschaltungen nachgeschaltet sind, die an mehreren Ausgängen die erkannten Farben einer Farbmischung anzeigen.