DE2218134A1 - Method for displaying the amount of light reflected by an illuminated object and the arrangement for carrying out the same - Google Patents

Method for displaying the amount of light reflected by an illuminated object and the arrangement for carrying out the same

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DE2218134A1 DE19722218134 DE2218134A DE2218134A1 DE 2218134 A1 DE2218134 A1 DE 2218134A1 DE 19722218134 DE19722218134 DE 19722218134 DE 2218134 A DE2218134 A DE 2218134A DE 2218134 A1 DE2218134 A1 DE 2218134A1
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Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2218134Patent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2218134

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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<983921/22;·<983921/22; ·

Mandrel Industries Inc., 0909 Southwest Freeway, ilouston,Mandrel Industries Inc., 0909 Southwest Freeway, ilouston,

Texas, USATexas, USA

Verfahren zur Anzeige der von einem beleuchteten Objekt reflektierten Lichtmenge sowie Anordnung zur DurchführungMethod for displaying the amount of light reflected by an illuminated object and arrangement for implementation

desselbensame

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige der Lichtmenge, die von einem im optischen Frequenzspektrum beleuchteten Objekt reflektiert wird, sowie eine Farbmonitoranordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for displaying the amount of light emitted by one in the optical frequency spectrum illuminated object is reflected, as well as a color monitor arrangement for performing this method.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung eignen sich speziell zur Anzeige einer Abweichung in der Farbe bzw. im Farbton eines Produktes im optischen Frequenzspektrum, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, das ein Maß für die Abweichung der Farbe von einer vorgewähl-The method according to the invention and the arrangement according to the invention are particularly suitable for displaying a deviation in the color or in the hue of a product in the optical frequency spectrum, whereby an output signal is generated, which is a measure of the deviation of the color from a preselected

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ten Farbe unabhängig von Änderungen der Lichthelligkeit in der Umgebung ist.th color is independent of changes in light brightness in the surroundings.

Für industrielle Anwendungszwecke ergibt sich ein steigender Bedarf an Kontrollmöglichkeiten der Farbe eines Produktes, während seiner Verarbeitung. Diese Farbkontrolle kann beispielsweise aus Gründen der Farbanpassung oder der Überwachung des Bearbeitungszustandes eines Produktes erwünscht sein, was beispielsweise beim Färben, Rösten, Backen, Mischen, Sortieren, usw., der Fall ist. Weiterhin kann es sich dabei auch einfach darum handeln, zwischen verschiedenen Posten von Produkten eine gleichbleibende Farbe aufrechtzuerhalten, welche fUr das Produkt bezeichnend ist und/oder welche für den Verbraucher eine angenehme Erscheinungsform des Produktes gewährleistet.For industrial purposes, there is an increasing need for control options for the color of a product, during its processing. This color control can, for example, for reasons of color matching or monitoring of the The processing state of a product may be desirable, for example when dyeing, roasting, baking, mixing, sorting, etc., is the case. Furthermore, it can also simply be a question of between different items of products to maintain a constant color, which is characteristic of the product and / or which is a for the consumer pleasant appearance of the product guaranteed.

Beispielsweise müssen Handelswaren, wie beispielsweise Erdnüsse, Kaffeebohnen, Kartoffelchips, Backwaren u.a. bis zu einem gewissen Grade geröstet, gebacken oder gemischt werden, wobei diese Vorgänge generell zu einer bestimmten Farbe führen und damit durch diese Farbe gekennzeichnet sind. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Braunton, um einen Beizfarbton, einen Gelb-Braun-Ton, einen Rotton usw. handeln. Der Farbton ist in diesen Fällen ein Maß für den Grad der Bearbeitung des Produktes. Dieser Bearbeitungsgrad des Produktes bestimmt nicht nur direkt den Geschmack und damit die Qualitiät des Produktes, sondernauch sein Aussehen und damit seine sichtbare Qualität für den Verbraucher.For example, merchandise such as peanuts, coffee beans, potato chips, baked goods, etc. must be up to roasted, baked or mixed to a certain extent, these processes generally resulting in a certain color and are thus identified by this color. This can be, for example, a brown shade, a stain shade, act a yellow-brown tone, a red tone, etc. In these cases, the hue is a measure of the degree of processing of the product. This degree of processing of the product not only directly determines the taste and thus the quality of the product, but also its appearance and thus its visible quality for the consumer.

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Weiterhin erfordern landwirtschaftliche Produkte, wie beispielsweise unreife, reife oder überreife Tomaten, frisch gesbhälte Pfirs/iche und Birnen eine Trennung vor der Weiterverarbeitung, um sie verschiedenartigen äußeren Einflüssen, wie Temperatur, Lagerung, über Zeit, usw. in verschiedenem Grade aussetzen zu können, damit ein jeweils gleich gutes Endprodukt gewährleistet ist. In diesem Falle ist die Farbe ein Haß für den Grad der Reife des Produktes.Furthermore, agricultural products such as unripe, ripe or overripe tomatoes require freshly peeled Peaches and pears have to be separated before further processing in order to protect them from various external influences, such as temperature, storage, over time, etc., to various degrees to be able to suspend, so that an equally good end product is guaranteed. In this case the color is a hatred for the degree of maturity of the product.

Weiterhin ist es bei der Herstellung von Farben, Textilien, Papier, Kacheln, usw. wünschenswert, eine gleichbleibende Farbe zu gewährleisten, um für das Auge unangenehme Abweichungen im Farbton so gering wie möglich zu halten.Furthermore, in the production of paints, textiles, paper, tiles, etc., it is desirable to ensure a constant color in order to avoid deviations which are unpleasant to the eye to keep the shade as low as possible.

Bekannte Möglichkeiten zur Gewährleistung einer Farbanpassung bestehen darin, eine Probe des Produktes nach seiner Verarbeitung oder während seiner Verarbeitung zu entnehmen und dabei einen Farbvergleich mit einem bearbeiteten Produkt und einem Farbnormal mittels eines Spektrophotometers, eines Kolorimeters oder einer anderen entsprechenden Anordnung durchzuführen. Ein derartiges Verfahren ist unhandlich, zeitaufwendig und kann generell nicht kontinuierlich während des tatsächlichen Bearbeitungsvorgangs des Produktes durchgeführt werden. Vielmehr kann ein derartiges Verfahren erst nach der Verarbeitung ad er einer Teilverarbeitung durchgeführt werden. Daraus ergibt sich, daß die Bearbeitungsvorrichtung während des Bearbeitungsvorganges nicht korrigiert werden kann, um Farbabweichungen des Produktes von der geforderten Farbe ausgleichenKnown possibilities for ensuring color matching are to take a sample of the product after it has been processed or during its processing and thereby a color comparison with a processed product and a color standard by means of a spectrophotometer, a colorimeter or another corresponding arrangement. Such a procedure is unwieldy, time consuming, and can generally not be carried out continuously during the actual processing of the product. Much more Such a method can only be carried out after processing or partial processing. From this it follows that the processing device cannot be corrected during the processing process in order to compensate for color deviations of the product from the required color

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zu können. Bei bekannten Anordnungen dieser Art 1st es auch nicht möglich, kontinuierlich Signale zu erzeugen, welche ein Maß für die Farbe des Produktes sind und kontinuierlich auf die Verarbeitungsvorrichtung zurückgeführt werden können, um Farbdifferenzen während des Bearbeitungsvorgangs des Produktes unmittelbar auszugleichen.to be able to. In known arrangements of this type, it is also not possible to continuously generate signals which are a measure of the color of the product and can be continuously traced back to the processing device, in order to immediately compensate for color differences during the processing of the product.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren und eine Anordnung der in Rede stehenden Art anzugeben, bei denen die Nachteile der vorstehend erläuterten bekannten Verfahren und Anordnungen vermieden sind. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis zweier spezifischer, von demselben Bereich des Produktes reflektierter Wellenlängen gemessen wird, das ein Maß für die Farbe des Produktes darstellt.The present invention is based on the object of specifying a method and an arrangement of the type in question, in which the disadvantages of those explained above known methods and arrangements are avoided. This task is performed in a method of the type mentioned at the beginning solved according to the invention in that the ratio of two specific, reflected from the same area of the product Wavelengths are measured, which is a measure of the color of the product.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Farbmonitoranordnung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens zur kontinuierlichen Anzeige der Lichtmenge, welche von einem im optischen Frequenzspektrum beleuchteten Produkt reflektiert wird, durch folgende Merkmale gekennzeichnet:In a further development of the invention, a color monitor arrangement for carrying out the aforementioned method for continuously displaying the amount of light which is reflected by a product illuminated in the optical frequency spectrum is implemented the following features:

ein Elektro-optisches System zur Beobachtung desselben Bereiches des Produkts in einem Paar von koaxialen optischen Wegen zweier spektraler Wellenlängen im optischen Frequenzspektrum, wobei die optischen Wege Lichtwerte reflektierter Energie bei den beiden Wellenlängen besitzen, die ein Maß für die Farbe bei diesen Wellenlängen sind,an electro-optic system for observing the same area of the product in a pair of coaxial optics Because of two spectral wavelengths in the optical frequency spectrum, the optical paths being light values of reflected energy at the two wavelengths, which are a measure of the color at these wavelengths,

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und eine an das elektro-optische System angekoppelte elektrische Anordnung zur Erzeugung eines Verhältnisses der I_. entwerte, das ein Naß für die reflektierten Energien bei den Wellenlängen und damit der Farbe des Produktes ist.and an electrical arrangement coupled to the electro-optical system for generating a ratio of the I_. devalue, the wet for the reflected energies in the Wavelengths and thus the color of the product.

Die vorliegende Erfindung sieht also ein Verfahren und eine Anordnung vor, bei denen ein elektro-optisches System kontinuierlich und automatisch betreibbar ist, um eine Farbüberwachung während eines gesamten Bearbeitungsvorgangs eines Produktes und nicht nur bei einem ausgewählten Produkt durchfuhren zu können. Das System setzt sich grundsätzlich aus einer elektro-optischen Beobachtungsanordnung und einer elektronischen Rechnerregelanordnung zusammen. Da bei der Beobachtung die Farbe eines Bereiches von der Intensität der verschiedenen reflektierten Farben abhängt, stellt die Berechnung des Verhältnisses der Intensitäten zwischen zwei speziellen Farben, welche in Anpassung an das spezielle Produkt ausgewählt sind, ein Mittel zur Anzeige der Farbe des Produktes dar. Jede Intensitätsänderung einer der beiden ausgewählten Farben fuhrt unabhängig davon, wie klein sie auch ist, zu einer Änderung des erfindungsgemäß bestimmten Farbverhältnisses, wodurch ein Ausgangssignal erzeugbar ist, das ein Maß für die Änderung des Verhältnisses und damit fUr die Differenz bzw. die Abweichung des Farbtons des Produktes von der gewünschten Farbe ist.The present invention thus provides a method and an arrangement in which an electro-optical system can be operated continuously and automatically in order to monitor color during an entire machining process Product and not just with a selected product. The system is basically exposed an electro-optical observation arrangement and an electronic computer control arrangement together. Since the Observation of the color of an area depends on the intensity of the different reflected colors, represents the calculation of the ratio of the intensities between two special colors, which in adaptation to the special product are selected, a means for displaying the color of the product. Any change in intensity of either of the two selected Irrespective of how small they are, colors lead to a change in the color ratio determined according to the invention, as a result of which an output signal can be generated which is a measure for is the change in the ratio and thus for the difference or the deviation of the color shade of the product from the desired color.

Erfindungsgemäß ist dabei eine Kombination einer optischen Anordnung zur Beleuchtung und zur koaxialen Beobachtung desAccording to the invention, a combination of an optical arrangement for illumination and for the coaxial observation of the

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beleuchteten Produktes vorgesehen. Die koaxiale optische Beobachtungsanordnung ist dabei an elektro-optische Wandler angekoppelt, um ein Paar von elektrischen Ausgangssignalen zu erzeugen, welche ein Maß für die Intensitäten der beiden vorgewählten Farben sind, wobei die elektrischen Ausgangssignale zeitlich synchron sind. Diese Synchronisations-Ausgangssignale werden ihrerseits in eine Rechnerregelanordnung eingespeist. Jede Abweichung des Verhältnisses der durch die elektrischen Ausgangssignale repräsentierten Farbintensitäten fuhrt zu einer Ausgangssignal-Änderung der Rechnerregelanordnung, wobei diese /Änderung angezeigt und/oder als RUckkoppelsignal zur Regelung der Verarbeitungsvorrichtung verwendet werden kann, welche die Änderung der Farbe des Produktes herbeifuhrt.illuminated product provided. The coaxial optical observation arrangement is connected to electro-optical converters coupled to a pair of electrical output signals generate, which are a measure of the intensities of the two preselected colors, with the electrical output signals are synchronized in time. These synchronization output signals are in turn fed into a computer control arrangement. Any deviation in the ratio of the color intensities represented by the electrical output signals leads to a change in the output signal of the computer control arrangement, this change being displayed and / or as a feedback signal can be used to control the processing device that brings about the change in the color of the product.

Das System wird dadurch kalibriert, daß eine optische Bezugsanordnung mit vorgegebenem Reflexionsvermögen, das dem Refelxionsvermögen des Produktes im beobachteten Bereich entspricht, vorgesehen wird, und daß die Eichung der Rechnerregelanordnung so eingestellt wird, daß sie ein dem Reflexionsvermögen der vorgegebenen optischen Bezugsanordnung entsprechendes Ausgangssignal liefert. Nach dieser Eichung besitzt das von den Produkten, Materialien usw. reflektierte und angezeigte Licht einen speziellen bichromatischen Farbwert, welcher der Produktfarbe entspricht, wodurch sich ein der Produktfarbe entsprechendes Ausgangssignal ergibt. Die Farbmonitoranordnung gemäß der Erfindung kann auch in vielen der heute erhältlichen Sortiervorrichtungen verwendet werden, in denen ein Farbart-Auswahlvorgang durchgeführt wird.The system is calibrated by providing an optical reference structure of predetermined reflectivity corresponding to the reflectivity of the product in the observed area and adjusting the calibration of the computer control system to provide an output signal corresponding to the reflectivity of the predetermined optical reference structure. After this calibration, the light reflected and displayed by the products, materials, etc. has a special bichromatic color value which corresponds to the product color, resulting in an output signal corresponding to the product color. The color monitor arrangement according to the invention can also be used in many of the sorting devices available today in which a chrominance selection process is carried out.

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Sie eignet sich dabei speziell für Fälle, in denen zwischen einer großen Anzahl von sich graduell ändernden Farbtönen unterschieden werden muß. Die erfindungsgemäße Anordnung kann dabei anstelle von optischen Beobachtungsanordnungen und elektronischen Farbfeststellanordnungen verwendet werden, welche generell in derartigen bekannten Sortiervorrichtungen vorhanden sind. Farbänderungen in derartigen bekannten Sortiervorrichtungen können mittels der erfindungsgemßäen Anordnung als Farbverhältnis-Änderung angezeigt werden, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, das ein Maß fUr eine Farbänderung ist. Pro Kanal der Sortiervorrichtung kann dabei eine erfindungsgemäße Anordnung verwendet werden, so daß aufeinanderfolgende Werte des elektrischen Ausgangssignals aufeinanderfolgenden getrennten Sortierkanälen zugeordnet werden können, wobei das Produkt nach Aufeinanderfolgen der Farben oder Farbtönen beim Durchlauf durch die optische Beobachtungsanordnung getrennt wird.It is particularly suitable for cases in which between a large number of gradually changing color tones must be distinguished. The arrangement according to the invention can instead of optical observation arrangements and electronic color detection arrangements, which are generally present in such known sorting devices, are used. Color changes in such known sorting devices can be achieved by means of the arrangement according to the invention can be displayed as a change in color ratio, an output signal being generated which is a measure of a change in color is. An arrangement according to the invention can be used per channel of the sorting device, so that successive values of the electrical output signal can be assigned to successive separate sorting channels, with the product is separated according to the successive colors or hues as it passes through the optical observation arrangement.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nchfolgenden B< der Figuren. Es zeigt:Further features and details of the invention emerge from the following B < of the figures. It shows:

aus der nchfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsformen anhandfrom the following description of embodiments based on

Fig. 1 eine vereinfachte Blockdarstellung des grundsätzlichen elektro-optisehen Systems gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a simplified block diagram of the basic electro-optical system according to the invention;

Fig. 2 eine detailliertere Blockdarstellung des Systems nach Fig. 1 mit einem modifizierten optischen System gemäß der Erfindung;FIG. 2 shows a more detailed block diagram of the system according to FIG. 1 with a modified optical system according to FIG the invention;

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Fig. 3 eine vereinfachte Aufrißdarstellung eines optischenFigure 3 is a simplified elevational view of an optical

Systems, das ein optisches Synchronisationssystem gemäß der Erfindung bildet;System forming an optical synchronization system according to the invention;

Fig. 4 einen vereinfachten Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3;Fig. 4 is a simplified cross-section taken along line 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine vereinfachte Aufrißdarstellung des optischen Betrachtungssystems, das zusammen mit dem optischen System nach den Fig. 3 und 4 gemeinsam eine Beobachtungsund Synchronisationsoptik gemäß der Erfindung bildet;FIG. 5 shows a simplified elevation view of the optical viewing system which, together with the optical system according to FIGS. 3 and 4, together forms observation and synchronization optics according to the invention; FIG.

Fig. 6 ein detailliertes Schaltbild einer Ausführungsform der6 is a detailed circuit diagram of an embodiment of FIG

elektronischen Rechnerregelanordnung gemäß der Erfindung;electronic computer control arrangement according to the invention;

Fig. 7 eine Darstellung der Auslegung der Vorderseite der Rechnerregelanordnung gemäß der Erfindung, welche die verschiedenen, in Fig. 6 schematisch dargestellten Regler im einzelnen zeigt; und7 shows an illustration of the layout of the front side of the computer control arrangement according to the invention, which includes the various controllers shown schematically in FIG shows in detail; and

Fig. 8 ein Diagramm des funktionellen Zusammenhangs der Wellenlänge und des Reflexionsvermögens.8 shows a diagram of the functional relationship between the wavelength and the reflectivity.

In Fig. 1 ist schematisch eine Farbmonitoranordnung 12 gemäß der Erfindung dargestellt. Darin wird eine Fördervo rrichtung für die Produkte, wie beispielsweise eine Rinne oder ein endloses Förderband 14 durch eine Lichtquelle 16 beleuchtet, welche beispielsweise eine Glühlampe, eine FluoreszenzlampeIn Fig. 1, a color monitor arrangement 12 is shown schematically according to the invention. A conveyor device is placed in it for the products, such as a chute or an endless conveyor belt 14 illuminated by a light source 16, which for example an incandescent lamp, a fluorescent lamp

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und von beiden eine Kombination sein kann. Produkte 18 werden durch eine Abschirmung 20 von Farbänderungen hervorrufendem Licht aus der Umgebung abgeschirmt. Für Lichthelligkeitsänderungen ist die Abschirmung 20 nicht erforderlich, da die erfindungsgemäße Anordnung einen Teilungsprozess durchfü hrt, bei dem beide Eingangsgrößen den gleichen Helligkeitsänderungen unterworfen sind, so daß sie durch diesen'Teilungsprozess ausgelöscht werden. Eine generell mit 22 bezeichnete elektro-optiscbe Beobachtungsanordnung enthält ein Synchronisations-Linsensystem 24, das koaxial im Abstand von einem Objektlinksensystem 26 angeordnet ist. Die Linsensysteme 24 und 26 sind im Beispieals Plan-Konvex-Doppellinsen dargestellt. In den Linsensystemen 24 und 26 sind optische Blenden 28 und 30 angeordnet. Die Linsensysteme 24 und 26 bilden zusammen mit den Blenden 28 und 30 ein gemeinsames koaxi-ales optisches System in Form eines optischen Objektsystems und eines optischen Synchronisationssystems, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Dieses gemeinsame koaxiale optische System bildet einen optischen Weg 38, welcher hier als "Beobachtungsstrahl11 bezeichnet werden kann. Dieser "Strahl" 38 wird durch das vom Produkt reflektierte Licht gebildet und durch den optischen Teil der elektro-optischen Beobchtungsanordnung 22 geformt und geführt. Vor dem Objektivlinsensystem 26 ist ein optischer Schieber 29 angeordnet, durch den während des Eichvorgangs das gesamte auf die Beobachtungsanordnung 22 gestrahlte Licht gesperrt werden kann. and can be a combination of both. Products 18 are shielded by a shield 20 from light from the environment which causes color changes. The screen 20 is not required for changes in light brightness, since the arrangement according to the invention carries out a division process in which both input variables are subjected to the same changes in brightness, so that they are extinguished by this division process. An electro-optical observation arrangement, generally designated 22, contains a synchronization lens system 24 which is arranged coaxially at a distance from an object link system 26. The lens systems 24 and 26 are shown, for example, as plan-convex double lenses. Optical diaphragms 28 and 30 are arranged in the lens systems 24 and 26. The lens systems 24 and 26 together with the diaphragms 28 and 30 form a common coaxial optical system in the form of an optical object system and an optical synchronization system, which are arranged coaxially to one another. This common coaxial optical system forms an optical path 38, which can be referred to herein as "observation beam 11. This" beam "38 is formed by the light reflected from the product and shaped and guided by the optical part of the electro-optical observation arrangement 22 An optical slide 29 is arranged in the objective lens system 26, by means of which all the light radiated onto the observation arrangement 22 can be blocked during the calibration process.

Durch das Objektivlinsensystem 26 wird das vom Produkt 18 stammende Licht gesammelt und in eine Bildebene A fokussiert, wel-Through the objective lens system 26, that originates from the product 18 Light collected and focused in an image plane A, which

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che sich im Synchronisationslinsensystem 24 (Plankonvexe Doppellinsen) befindet. Diese Ebene stellt einen Brennpunkt für das Bild des Produktes 18 dar. Die optische Blende 28 ist in der Bildebene A angeordnet, wodurch das Bild des Objektes 18 begrenzt wird. Diese BJe nde 28 ist aus lichtundurchlässigem Material hergestellt und besitzt eine zentrale öffnung 31, deren Größe und Gestalt durch den zu beobachtenden Bereich des Produktes 18 bestimmt wird. Die Blende 28 begrenzt weiterhin das Beobachtungsfeld, um unerwünschtes Licht von außerhalb des gewünschten Beobachtungsbereiches zu eliminieren.surface in the synchronization lens system 24 (planoconvex double lenses) is located. This plane represents a focal point for the image of the product 18. The optical shutter 28 is arranged in the image plane A, whereby the image of the object 18 is limited. This BJe nde 28 is made of opaque Material made and has a central opening 31, the size and shape of which is determined by the area of the product 18 to be observed. The aperture 28 continues to limit the field of view to avoid unwanted light from outside the to eliminate the desired observation area.

Im Objektlinsensystem 26 (plankonvexe Doppellinsen) ist eine synchronisierende optische Blende 30 angeordnet. Dtiinter dem synchronisierenden Linsensystem 24 und der optischen Blende ist ein ungefärbter halbtransparenter Spielstrahlsplitter 36 angeordnet. Dieser Splitter 36 führt einen Teil des Lichtes aus der begrenzten Bildebene A auf einen photo-elektrischen Fühler 32, und richtet den verbleibenden Teil des Lichtes auf einen photo-elektrischen Fühler 34. Der durch die synchronisierende Blende 30 gebildete Bereich wird durch das synchronisierende Linsensystem in Bildebenen B und C fokussiert, welche in photoempfindlichen Elementen 33 und 35 in den photo-elektrischen Fühlern 32 und 34 liegen. Die synchronisierende Blende 30 ist aus licht-undurchlässigem Material hergestellt und besitzt eine zentrale Öffnung 40, deren Größe und Gestalt durch die Gestalt der photoempfindlichen Bereiche der phutoempfindlichen Elemente 33 und 35 festgelegt werden. Im Weg der auf die photo-elektrischen Fühler 32 und 34 reflektierenden strahlenA synchronizing optical diaphragm 30 is arranged in the object lens system 26 (plano-convex double lenses). Dti behind that synchronizing lens system 24 and the optical diaphragm an uncolored, semitransparent play beam splitter 36 is arranged. This splitter 36 guides part of the light from the limited image plane A onto a photo-electric sensor 32, and erects the remaining part of the light a photo-electric sensor 34. The area formed by the synchronizing shutter 30 is determined by the synchronizing Lens system focused in image planes B and C, which in photosensitive elements 33 and 35 in the photo-electric Sensors 32 and 34. The synchronizing diaphragm 30 is made of light-impermeable material and has a central opening 40, the size and shape of which is determined by the shape of the photosensitive areas of the phuto-sensitive Elements 33 and 35 are defined. In the way of the photo-electric sensors 32 and 34 reflecting rays

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sind Farbfilter 42 und 44 angeordnet.color filters 42 and 44 are arranged.

Da das Objekt für das synchronisierende System durch den durch die synchronisierende Blende 30 gebildeten Bereich festgelegt wird, befindet sich das von den photo-elektrischen Fühlern 32 und 34 empfangene Licht in Synchronismus. Dieses Licht ist vollständig diffus, so daß sich keine Bildcharakteristiken des Produktes IG oder der Blende 28 ergeben. Erfindungsgemäß wird der Farbton des Produktes durch Berechnung des Verhältnisses zweier spezifischer Wellenlängen des reflektierten Lichtes angezeigt, wobei diese beiden spezifischen Wellenlängen von der Farbe des Produktes abhängen. Dieses Licht geht von genau demselben Bereich des Produktes aus. Jeder Farbton wird dabei durch sein eigenes Identifizierungs-Differenz-Verhältnis repräsentiert.Since the object for the synchronizing system is determined by the area formed by the synchronizing diaphragm 30 becomes, the light received by the photo-electric sensors 32 and 34 is in synchronism. That light is complete diffuse, so that no image characteristics of the product IG or the diaphragm 28 result. According to the invention the color of the product by calculating the ratio of two specific wavelengths of the reflected light displayed, these two specific wavelengths depending on the color of the product. This light goes from exactly the same area of the product. Each color tone is characterized by its own identification-difference ratio represents.

Die Charakteristiken, d.h. die Farbwellenlängen der Filter 42 und 44 werden durch das zu sort/ierende Produkt festgelegt. Es sei beispielsweise angenommen, daß es sich bei dem Produkt um Kartoffelchips handelt, welche in einer nicht dargestellten Vorrichtung in heißem Ül gebacken und auf das Förderband 14 gebracht werden. In diesem Fall werden die Filter 42 und 44 so gewählt, daß sie spezielle schmale Bänder (d.h. Wellenlängen) von blövulich-grünem und rotem Licht (496 und 676 Nanometer) durchlassen, da das Verhältnis des bläulich-grünen und roten Lichtes, das von einem Kartoffelchip reflektiert wird, mit der Backzeit zunimmt; d.h., das bläulich-grüne Licht nimmt schneller als der rote Lichtstrahl ab, wenn sich die Chips-FarbeThe characteristics, ie the color wavelengths, of the filters 42 and 44 are determined by the product to be sorted. It is assumed, for example, that the product is potato chips which are baked in hot oil in a device (not shown) and brought onto the conveyor belt 14. In this case, the filters 42 and 44 are chosen so that they pass special narrow bands (ie wavelengths) of bluish green and red light (496 and 676 nanometers), as the ratio of the bluish green and red light emitted by one Potato chip is reflected as the baking time increases; that is, the bluish-green light decreases faster than the red light beam when the chips change color

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während der Behandlung in heißem Öl von einer weißen Cremefarbe in eine starke Rostfarbe ändert. Das Fortschreiten des Backvorgangs und damit das Aussehen der Kartoffelchips wird also durch Anzeigen der Änderung des Verhältnisses von bläulich-grünem zu rotem Licht reguliert.changes from a white cream color to a strong rust color during treatment in hot oil. The progression of the The baking process and thus the appearance of the potato chips is thus indicated by the change in the ratio of regulates bluish-green to red light.

Aus dem Diagramm nach Fig. 8 ist der Vorgang der Farbänderung der Kartoffelchips während des Backvorgangs relativ zu den durch die erfindungsgemäße Anordnung erzeugten Verhältniswerten ersichtlich. Dieses Diagramm ist an sich ohne nähere Erläuterung verständlich. Bei der Wellenlänge des ζ-Kanalfilters 42 (Für 496 Nanometer) reflektiert ein "heller" Chip (ein noch nich durchgebackener Chip) 47 >S des Lichtes, während er bei der Wellenlänge des y-Kanalfilters 44 (676 Nanometer) 74 % des Lichtes reflektiert. Andererseits reflektiert ein "dunkler" Chip (ein zu stark gebackener Chip) 40 % des Lichtes bei der Wellenlänge des Z-Kanalfilters 42 und 70 % des Lichtes bei der Wellenlänge des y-Kanalfilters 44. Daher sieht das Filter 42 eine Abnahme von 7 % des Licht-Reflexionsvermögens, während das Filter 44 lediglich eine Abnahme von 7 % des Reflexionsvermögens sieht. Wird also während des Backens des Chips ein Verhältnis z/xy gemessen, so ist dies für einen nichtstark genug gebackenen Chip gleich 47/74 oder 63,5 % und für einen zu stark gebackenen Chip gleich 40/70 oder 57,1 %, Die Differenz dieser Verhältnisse von 63,5 - 57,1 =6,4 %. Dieses Verhältnis kann durch die extrem empfindliche erfindungsgemäße Anordnung festgestellt werden, da sie so eingestellt ist, daß sich ein voller Skalenausschlag für eine Differenz von 10 % der Verhältnisse ergibt. Auf diese Weise können auch noch AbweichungenThe diagram according to FIG. 8 shows the process of changing the color of the potato chips during the baking process relative to the ratio values generated by the arrangement according to the invention. This diagram is understandable per se without further explanation. At the wavelength of the ζ-channel filter 42 (for 496 nanometers) a "bright" chip (a chip that has not yet been baked through) reflects 47> S of the light, while at the wavelength of the y-channel filter 44 (676 nanometers) it reflects 74 % of the light reflected. On the other hand, a "dark" chip (an over-baked chip) reflects 40 % of the light at the wavelength of the Z-channel filter 42 and 70 % of the light at the wavelength of the y-channel filter 44. Therefore, the filter 42 sees a decrease of 7 % of light reflectance, while filter 44 sees only a 7% decrease in reflectance. If a ratio z / xy is measured while the chip is being baked, this is 47/74 or 63.5 % for a chip that has not been baked sufficiently and 40/70 or 57.1 % for a chip that has been baked too much Difference in these ratios of 63.5 - 57.1 = 6.4 %. This ratio can be determined by the extremely sensitive arrangement according to the invention, since it is set in such a way that there is a full scale deflection for a difference of 10 % of the ratios. In this way there can also be deviations

2098ΛΛ/08Λ5 1O 2098ΛΛ / 08Λ5 10

in der Größenordnung von 0,1 % durch die erfindungsgemäße Anordnung leicht festgestellt und angezeigt werden.in the order of 0.1 % can be easily detected and displayed by the arrangement according to the invention.

Die elektrischen Ausgangssignale der photo-elektrischen Fühler 32 und 34 (im folgenden als Farbsignale bezeichnet) sind proportional zur Intensität der beiden Farbwerte, welche von den Filtern 42 und 44 geliefert werden. Diese Farbsignale werden über einen spannungsgesteuerten Leitungstreiber 47 mit kleiner Ausgangsimpedanz (Fig. 2) und ein Kabel 43 mit vorgegebenerLänge auf eine generell mit 46 bezeichnete Elektronen-Rechnerregelanordnung gegeben. Der im folgenden noch genauer zu beschreibende Leitungstreiber 47 enthält gemäß Fig. 2 ein Paar von 100 /Sig rückgekoppelten Operationsverstärkern^) und mit Feldeffekttransistoren in den Eingangskreisen (beispielswa.se Typ Faiachild 740), welche unabhängig von Änderungen der Länge des Kabels 48 eine sehr kleine Ausgangsimpedanz für die Rechnerregelanordnung 46 darstellen. Die spannungsgesteuerten Operationsverstärker 50 und 52 sind durch einen metallischen Ring 53 (als gestrichelte Linien dargestellt) thermisch gekoppelt, wodurch die Drift aufgrund von Temperaturdifferenzen zwischen den Verstärkern kompensiert wird.The electrical output signals of the photo-electrical sensors 32 and 34 (hereinafter referred to as color signals) are proportional to the intensity of the two color values which are from filters 42 and 44 are supplied. These color signals are transmitted via a voltage-controlled line driver 47 low output impedance (Fig. 2) and a cable 43 of predetermined length to an electron computer control arrangement, generally designated 46 given. The line driver 47, to be described in more detail below, contains a according to FIG Pair of 100 / Sig feedback operational amplifiers ^) and with field effect transistors in the input circuits (for example, type Faiachild 740), which are independent of changes in the Length of the cable 48 represent a very small output impedance for the computer control arrangement 46. The voltage controlled Operational amplifiers 50 and 52 are thermally coupled by a metallic ring 53 (shown as dashed lines), whereby the drift due to temperature differences between the amplifiers is compensated.

Die Farbsignale von den elektro-optischen Wandlern 32 und 34 werden auf einen Analog-Vervielfacher-Teiler 54 gegeben, welcher unten in Verbindung mit Fig. 2 noch näher beschrieben wird. Der Teiler 54 stellt eine Anordnung dar, welche ein wahres analoges Verhältnis bildet, d.h. sein Ausgangssignal ist ein wahres Verhältnis bzw. eine Division der auf ihn gegebenen Farbsignale. Als typischer Teiler 54 kann das Modell 107C der Firma Hybrid Systems Corp. Verwendung finden.The color signals from the electro-optical converters 32 and 34 are applied to an analog multiplier-divider 54, which will be described in more detail below in connection with FIG. The divider 54 represents an arrangement which is a true forms an analog ratio, i.e. its output signal is a true ratio or a division of the given to it Color signals. A typical divider 54 can be the Model 107C from Hybrid Systems Corp. Find use.

2098ΛΛ/08452098ΛΛ / 0845

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Da die beiden auf den Teiler 54 gegebenen Farbsignale ein Maß für die Intensitäten der durch das Produkt hervorgerufenen und über die Filter 42 und 44 gegebenen Farben sind, ergibt sich, daß das Äusgangssignal des Teilers 54 (im folgenden als Farbverhältnis-Signal bezeichnet) dem wahren Verhältnis der beiden Farben entspricht. Dieses Farbverhältnissignal wird auf ein Signalanzeigeinstrument 56 sowie auf einen Ausgang 58 gegeben. Dieses Signal kann in verschiedenem Format vorliegen, was im folgenden noch genauer erläutert wird. Since the two color signals given to the divider 54 are a measure of the intensities of the colors produced by the product and given via the filters 42 and 44, the result is that the output signal of the divider 54 (hereinafter referred to as the color ratio signal) is true Corresponds to the ratio of the two colors. This color ratio signal is given to a signal display instrument 56 and to an output 58. This signal can be in various formats, which will be explained in more detail below.

Fig. 2 zeigt im einzelnen eine Ausführungsform der Farbmonitoranordnung 12 nach Fig. 1, wobei in Fig. 2 sich entsprechende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Produkt k 18 auf dem Förderband 14 wird über den optischen Weg 38 beobachtet, welcher durch das gemeinsame koaxiale optische System gebildet wird. Ein Strahlsplitter 36, welcher dem Strahlsplitter nach Fig. 1 entspricht, teilt den optischen Weg 38 so auf, daß ein erstes Paar von reflektierten und weiter übertragenen Lichtwegen gebildet wird. Der Übertragungslichtweg kann an einer Stelle 60 über eine Beobachtungsanordnung 62 beobachtet werden, wobei der tatsächliche Bereich auf dem Förderband 14 über den optischen Weg 38 beobachtet wird, wodurcfi die Orientierung der elektro-optischen Beobachtungsanordnung 42 relativ zum Produkt Io erleichtert wird. Im reflektierten optischen Weg ist ein zweiter Strahlsplitter 54 angeordnet, wobei ein Teil der Lichtenergie vom Produkt 18 auf eine Photovervielfacherröhre 66 des photo-elektrischen Fühlers 32 über das Farifilter 32 reflektiert und der verbleibende Teil über das FarbfilterFIG. 2 shows in detail an embodiment of the color monitor arrangement 12 according to FIG. 1, components that correspond to one another in FIG. 2 being provided with the same reference numerals. The product k 18 on the conveyor belt 14 is observed via the optical path 38 which is formed by the common coaxial optical system. A beam splitter 36, which corresponds to the beam splitter of FIG. 1, divides the optical path 38 so that a first pair of reflected and further transmitted light paths is formed. The transmission light path can be observed at a point 60 via an observation arrangement 62 , the actual area on the conveyor belt 14 being observed via the optical path 38, whereby the orientation of the electro-optical observation arrangement 42 relative to the product Io is facilitated. A second beam splitter 54 is arranged in the reflected optical path, with part of the light energy from product 18 being reflected onto a photomultiplier tube 66 of photoelectric sensor 32 via the color filter 32 and the remaining part via the color filter

209844/0845209844/0845

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auf eine Photovervielfacherröhre 68 des photo-elektrisclien FUhlers 34 Übertragen wird. Die Anordnung nach Fig. 1 ist dabei eine vereinfachte Ausführung der Anordnung nach Fig. 2, wobei es in der letztgenannten Anordnung möglich ist, das Bild im optischen Weg 38 von außen zu beobachten.onto a photomultiplier tube 68 of the photo-electric FUhlers 34 is transmitted. The arrangement of Fig. 1 is a simplified embodiment of the arrangement according to FIG. 2, in which case it is possible in the latter arrangement that Observe the image in the optical path 38 from the outside.

Die elektro-optische Beobachtungsanordnung 22 ist gemäß Fig.2 in einem Gehäuse 70 angeordnet, in dem sich auch der Treiber 47 befindet, welcher die Ausgangssignaleder Photovervielfacherröhren 66 und 68 Über Lastwiderstände 67 und 69 aufnimmt. Der Treiber 47 enthält die vorerwähnten Operationsverstärker 50 und 52, welche eine sehr kleine Ausgangsimpedanz besitzen. Die Farbsignale von den Operationsverstärkern 50 und 52 werden in die Rechnerregelanordnung 46 (in einem Gehäuse 71 befindlich) als z- und y-Eingangssignale eingespeist. Die variable Kabellänge wird dabei durch den Abstand des Rechnerregelsystems 46 (Gehäuse 7l) von der elektro-optischen Beobachtungsanordnung 22 (Gehäuse 70) bestimmt. Das Farbverhältnissignal auf einer Ausgangsleitung 76 ist daher gleich dem Verhältnis z/y. Jede Abweichung von einer der Farben tritt dabei auf der Leitung 76 als Änderung des voreingestellten Verhältri sses z/y auf. Andererseits tritt jede Änderung in den Helligkeitswerten sowohl im z- als auch y-Farbsignal auf, so daß diese Helligkeitsänderungen im Verhältnis z/y kompensiert werden.The electro-optical viewing assembly 22 is arranged according to Figure 2 in a housing 70, also the driver is in the 47, wherein the output signals of the photomultiplier tubes 66 and 68 via load resistors 67 and 69 receives. The driver 47 contains the aforementioned operational amplifiers 50 and 52, which have a very small output impedance. The color signals from the operational amplifiers 50 and 52 are fed into the computer control arrangement 46 (located in a housing 71) as z and y input signals. The variable cable length is determined by the distance between the computer control system 46 (housing 71) and the electro-optical observation arrangement 22 (housing 70). The color ratio signal on an output line 76 is therefore equal to the ratio z / y. Any deviation from one of the colors occurs on line 76 as a change in the preset ratio z / y. On the other hand, any change in the brightness values occurs in both the z and y color signals, so that these brightness changes are compensated for in the ratio z / y.

Es ist erforderlich, daß das dem kleineren der beiden Farbwerte entsprechende Filter (42) im z-Kanal angeordnet ist, und daß das dem größeren Farbwert entsprechende Filter (44) im y-Kanal angeordnet ist, woraus sich das richtige Zahlen-It is necessary that the filter (42) corresponding to the smaller of the two color values is arranged in the z-channel, and that the filter (44) corresponding to the larger color value is arranged in the y-channel, from which the correct numerical

209844/0845 ,. "209844/0845,. "

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verhältnis fUr den Divisionsvorgang ergibt, welcher durch den Teiler 54 vorgenommen wird. Dabei handelt es sich mit anderen Worten dareum, daß der kleinere Wert durch den größeren Wert geteilt wird, wodurch sich ein Prozentsatz kleiner 100 % ergibt, welcher dem Verhältnis der beiden Farben entspricht.ratio for the division process, which is carried out by the divider 54 results. In other words, the smaller value is divided by the larger value, resulting in a percentage less than 100 % , which corresponds to the ratio of the two colors.

Die vom Teiler 54 abgehende Leitung 76 ist an einen Geschwindigkeitssteuerkreis 78 angekoppelt, welcher ein Glied mit variabler Zeitkonstante enthält, das im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel durch einen veränderbaren Widerstand 80 und eine dazu in Serie liegende Kapazität 82 gebildet wird, welche ihrerseits mit Erde verbunden ist. Der Schieber des Widerstandes 80 ist an einen Operationsverstärker 84 mit einem Feldeffekttransistor im Eingangskreis angekoppelt, welcher Fehler im elektrischen Signal dadurch vermeidet, daß eine Belastung des Widerstandes 80 erfolgt. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 84 wird gegen Erde 86 auf ein Paar von Klemmen 88 gegeben, wodurch sich ein analoges Ausgangssignal ergibt. The line 76 going out from the divider 54 is coupled to a speed control circuit 78 which contains a member with a variable time constant, which in the present exemplary embodiment is formed by a variable resistor 80 and a capacitance 82 in series with it, which in turn is connected to earth. The slide of the resistor 80 is coupled to an operational amplifier 84 with a field effect transistor in the input circuit, which prevents errors in the electrical signal in that the resistor 80 is loaded. The output of operational amplifier 84 is applied to a pair of terminals 88 to ground 86, resulting in an analog output signal.

In bestimmten Anwendungsfällen ist es erwünscht, Änderungen der Farbe des Produktes auszumitteln. Der voreerwähnte Geschwindigkeitssteuerkreis 78 wirkt daher als Anordnung zur Ausmittelung der Verschiebungen des Farbverhältnissignals. Auf diese Wese wird es möglich, daß eine bestirnte Zeit verstreicht, bevor RUckkopplungssignale vom Regelsignalsystem die geregelte Bearbeitungsvorrichtung beeinflußen.In certain applications it is desirable to average out changes in the color of the product. The aforementioned speed control circuit 78 therefore acts as an arrangement for Averaging of the shifts in the color ratio signal. In this way it is possible that a certain time elapses before feedback signals from the control signal system influence the controlled processing device.

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209844/0845209844/0845

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 84 wird weiterhin über einen Analog-Digital-Konverter 92 auf mehrere Ausgangsklemmen 90 gegeben, Über den die digitalen Ausgangssignale verfügbar sind, Über welche die Farbmonitoranordnung 12 mit digital ausgelegten Prozessregelanordnungen, wie beispielsweise digitalen Rechnern, digitalen Aufzeichnungsgeräten, usw. (nicht dargestellt) gekoppelt werden kann, welche Prozessoperationen steuern.The output signal of the operational amplifier 84 is also given via an analog / digital converter 92 to a plurality of output terminals 90, via which the digital output signals are available via which the color monitor arrangement 12 with digitally designed process control arrangements, such as digital computers, digital recording devices, etc. (not shown) can be coupled which process operations control.

Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 84 wird weiterhin auf das Anzeigeinstrument 56 gegeben, das eine Skala 94 zur visuellen Anzeige des Ausgangssignals sowie Hoch-/Tief-Einstellpunktrelais 96 zur Regelung des Betriebs der Bearbeitungsvorrichtung (nicht dargestellt) Über mehrere RUckkoppelausgangsklemmen 98 aufweist. Die RUckkoppelausgangsklemmen 98 sind über einen RUckkoppelkreis (nicht dargestellt) auf Regelvorrichtungen der Verarbeitungsanordnung geschaltet. Dabei kann es sich beispielsweise um Temperaturregelungen eines Ofens, einer Backanlage oder um die Regelung von Ventielen in einer Produktmischvorrichtung handeln/ die genannten Ausgangsklemmen 88, 90 und 98 entsprechen der Ausgangsklemme 58 nach Fig.l.The output signal of the operational amplifier 84 is still given to the display instrument 56, which has a scale 94 for visual display of the output signal as well as high / low set point relay 96 for regulating the operation of the machining device (not shown) via several feedback output terminals 98. The feedback output terminals 98 are Connected via a feedback circuit (not shown) to control devices of the processing arrangement. Here can it is, for example, temperature control of an oven, a baking system or the control of valves in one Act product mixing device / the output terminals 88, 90 and 98 mentioned correspond to the output terminal 58 according to Fig.l.

Im Rahmen der Erfindung ist es wünschenswert, daß sich die Signale, welche von den Photovervielfacherröhren 66 und 68 auf den Teiler 54 gegeben, in Phase befinden, d.h. mit anderen Worten, daß sie sich zeitlich in Synchronismus befinden. Die Empf indlichkeit einer Photokathodenfläche (hier mit 33 bzw. 35 bezeichnet) ändert sich allerdings als Funktion dar Lage des auf diese Fläche auftreffenden Lichtflecks. DaherIn the context of the invention it is desirable that the signals which are given by the photomultiplier tubes 66 and 68 to the divider 54 are in phase, that is to say in other words that they are in synchronism in time. The sensitivity of a photocathode surface (denoted here by 33 or 35), however, changes as a function of the position of the light spot impinging on this surface. Therefore

209844/0845 -18-209844/0845 -18-

sind die Ausgangssignal-e der Photovervielfacherröhren 66 und 68 nicht notwendigerweise in Phase, wenn ein Lichtstrahl auf sie auftrifft, was sich aus der Tatsache ergibt, daß die Photokathodenelemente räumlich oder photo-optisch nicht so ausgebildet sind, daß sich längs ihrer Flächenabmessungen eine lineare Empfindlichkeit ergibt. Wenn die entsprechenden Ausgangssignale der Photovervielfacherröhren 66 und 68 nicht in Phase sind, so enthält der durch den Teiler 54 durchgeführte Divisionsprozess einen Fehler. Dies fuhrt seinerseits zu einem Fehler im Farbverhältnissignal.For example, the output signals-e of the photomultiplier tubes 66 and 68 are not necessarily in phase when a beam of light strikes them, as evidenced by the fact that the photocathode elements are not spatially or photo-optically designed to have linear sensitivity along their surface dimensions results. If the respective outputs from photomultiplier tubes 66 and 68 are out of phase, the division process performed by divider 54 contains an error. This in turn leads to an error in the color ratio signal.

Um diesen Fehler zu korrigieren und um gleichzeitig denselben Bereich in den beiden Farbkanälen zu betrachten,ist erfindungsgemttß das "optische Synchronisationssystem" vorgesehen, das durch die synchronisierende optische Blende 30 und das synchronisierende Linsensystem 24 gebildet wird. Die Größe der Öffnung 40 in der optischen Blende 30 ist sogewählt, daß sie an die Abmessungen des "Bereiches der besten Lichtsammlung" der Photokathodenelemente 33 und 35 angepaßt ist. Weiterhin e ist erfindungsgemäß die gemeinsame optische Beobachtungs anordnung in Kombination mit dem optischen Synchrinsationssystem dadurch vorgesehen, daß die optische Blende 28 und das Objektivlinsensystem 26 koaxial angeordnet sind. Diese kombinierte Optik bildet einen gemeinsamen koaxialen optischen Beobachtungsweg 28 in Verbindung mit dem optischen Synchronisationssystem.In order to correct this error and to simultaneously observe the same area in the two color channels, the "optical synchronization system", which is formed by the synchronizing optical diaphragm 30 and the synchronizing lens system 24, is provided according to the invention. The size of the opening 40 in the optical diaphragm 30 is chosen so that it is adapted to the dimensions of the "area of best light collection" of the photocathode elements 33 and 35. Furthermore, according to the invention, the common optical observation arrangement is provided in combination with the optical synchrinsation system in that the optical diaphragm 28 and the objective lens system 26 are arranged coaxially. These combined optics form a common coaxial optical observation path 28 in conjunction with the optical synchronization system.

In den Fig. 3 und 4 ist das optische Synchronisationssystem ohne das Objektivlinsensystem 26 und die optische Blende 28 dargestellt, d.h., diese Figuren zeigen die Optik ohne denIn FIGS. 3 and 4, the synchronization optical system is devoid of the objective lens system 26 and the optical diaphragm 28 shown, i.e. these figures show the optics without the

209844/0845 _i9_209844/0845 _ i9 _

beobachtenden Teil. Wie oben erwähnt, liefern die Photovervielfacherröhren nicht immer in Phase befindliche Ausgangssignale, wenn die gesamte Fläche ihrer Photokathodenelemente von Licht getroffen wird. Erfindungsgemäß ist daher die Öffnung 40 in der optischen Blende 30 so gewählt, daß sie wenig kleiner als der "Bereich bester Lichtsammlung11 ist. Da die beiden auf die photo-elektrischen Fühler 32 und 34 gegebenen Lichtstrahlen gleichzeitig von demselben Bereich ausgehen und da sie auf die "Bereiche der besteh Lichtsammlung11 der Röhren 66 und 68 gestrahlt werden, liefern diese Rühren 66 und 68 synchrone Signale, wodurch sichergestellt wird, daß die Über die Leitungen 73 und 74 auf den Teiler 54 gegebenen Signale in Phase befindlich sind. Damit wird eine genaue Teilung der beiden Farbsignale möglich.observing part. As noted above, the photomultiplier tubes do not always provide in-phase outputs when the entire surface of their photocathode elements is struck by light. According to the invention, the opening 40 in the optical diaphragm 30 is therefore selected so that it is slightly smaller than the "area of best light collection 11. Since the two light beams given to the photo-electric sensors 32 and 34 emanate from the same area at the same time and because they are on The "areas of the existing light collection 11 of the tubes 66 and 68 are irradiated, these agitators 66 and 68 provide synchronous signals, whereby it is ensured that the signals given over the lines 73 and 74 to the divider 54 are in phase. This enables an exact division of the two color signals.

Fig. 5 zeigt den Teil des optischen Systems, welcher den optischen Beobachtungsweg 38 festlegt und welcher zusammen mit dem optischen Synchronisaiionssystem nach den Fig. 3 und 4 die gemeinsame Optik zur Beobachtung des Produktes bildet, wobei synchrone elektrische Signale gebildet werden, welche ein Maß für die Farbe des Produktes sind. Das Licht vom Prod»kt 18, das durch das Objektivlinsensystem 26 gesammelt wird, wird in eine Bildebene A des Synchronisations-Umsensystems 24 fokussiert. Der Beobachtungsbereich auf dem Förderband 14 wird durch die optische Blende 28 festgelegt, welche zwischen den beiden plankonvexen Linsen des linsensysteras 24 angeordnet ist, wobei dieser Bereich beispielsweise kreisförmig, rechteckförmig oder quadratisch sein kann.Fig. 5 shows that part of the optical system which defines the optical observation path 38 and which together with the optical Synchronisaiionssystem according to FIGS. 3 and 4 forms the common optics for observing the product, with synchronous electrical signals are generated, which are a measure of the color of the product. The light from Product 18, that through the objective lens system 26 is collected is focused on an image plane A of the synchro-lens system 24. Of the The observation area on the conveyor belt 14 is defined by the optical diaphragm 28, which is arranged between the two plano-convex lenses of the lens system 24, this area being, for example, circular, rectangular or can be square.

Zur Bestimmung der Komponenten in der elektro-optischen Beobachtungsanordnung werden optische Längen L2, L3 und L4 (undOptical lengths L2, L3 and L4 (and

2098U/08A52098U / 08A5

damit die Brennweite des synchronisierenden Linsensystems 24) durch die Abmessungen, Abstände, usw. der Photokathoden in bezug auf das durch die optische Belnde 30 geformten Bildes festgelegt. Die Brennweite des Objektivlinsensystems 26 wird aus denGrößen L1 und L« bestimmt. Wie oben erwähnt, wird die Größe der optischen Blende 30 durch die Größe der Photokathodenelemente 33 und 35 festgelegt. Die optische Länge LI wird in Verbindung mit dem speziellen Anwendungsfall der Anordnung 12, be si pielsweise durch den Abstand der elektrooptischen Beobachtungsanordnung 22 von dem zu beobachtenden Bereich festgelegt. Die Größe und die Gestalt der optischen Blende 28 wird durch den speziellen Anwendungsfall fUr die Anordnung bestimmt. Dabei kann es sich beispielsweise um Parameter, wie der zu beobachtende Bereich, die Art des zu bearbeitenden Produktes, Bearbeitungsbedingungen, usw. handeln.thus the focal length of the synchronizing lens system 24) is determined by the dimensions, spacing, etc. of the photocathodes in relation to the image formed by the optical apertures 30. The focal length of the objective lens system 26 is determined from the sizes L 1 and L «. As mentioned above, the size of the optical shutter 30 is determined by the size of the photocathode elements 33 and 35. The optical length LI is determined in connection with the special application of the arrangement 12, be si pielweise by the distance between the electro-optical observation arrangement 22 and the area to be observed. The size and shape of the optical diaphragm 28 is determined by the specific application for the arrangement. This can be, for example, parameters such as the area to be observed, the type of product to be processed, processing conditions, etc.

Fig. 6 zeigt im einzelnen ein Schaltbild des elektronischen Teils der elektro-optischen Beobachtungsanordnung 22, sowie die elektronische Rechnerregelanordnung 46. Dabei sind Komponenten, welche den Komponenten nach den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Fig. 6 shows in detail a circuit diagram of the electronic part of the electro-optical observation arrangement 22, as well as the electronic computer control arrangement 46. Components which correspond to the components according to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

Das Licht im optischen Weg 38 (Fig. 1-5) trifft auf die photo-elektrischen Kathoden 33 und 35 auf und erzeugt Über die entsprechenden Photovervielfacherröhren 66 und 68 die Farbsignale. Die Ausgangssignale werden auf die Lastwiderstände 67 und 69 als auch auf die Eingänge der Operationsverstärker 50 und 52 mit Feldeffekttransistoren im Eingangs-The light in the optical path 38 (FIGS. 1-5) impinges on the photo-electric cathodes 33 and 35 and generates the color signals via the corresponding photomultiplier tubes 66 and 68. The output signals are sent to the load resistors 67 and 69 as well as to the inputs of the operational amplifiers 50 and 52 with field effect transistors in the input

- 21 -209844/0845- 21 -209844/0845

kreis gegeben. Die Lastwiderstände 67 und 69 werden als Funktion des optischen Signalwertes des zu Überwachenden Produktes gewählt. Die Photovavielfächer 66 und 68 sowie die Farbfilter 42 und 44 nach den Fig. 1 bis 5 werden als Funktion der Teile der optischen Spektren gewählt, welche fUr das zu Überwachende Produkt in Frage kommen.given circle. The load resistors 67 and 69 are selected as a function of the optical signal value of the product to be monitored. The photovoltaic fans 66 and 68 as well as the color filters 42 and 44 according to FIGS. 1 to 5 are selected as a function of the parts of the optical spectra which are suitable for the product to be monitored.

Die Kathoden eines Paars von Klemmdioden 104 und 106 sind an die Ausgänge der Photovervielfacherröhren 66 und 68 angekoppelt. Die Anoden dieser Dioden liegen zusammen an einem Verbindungspunkt eines Paars von Widerständen 108 und 110, welche zwischen eine negative Spannung von - 15 V und Erde geschaltet. Die Dioden 104 und 106 Üben daher eine Klemmwirkung aus, wodurch das Eingangssignal fUr den Treiber 47 auf 10,1 V begrenzt wird, um eine Übersteuerung dieses Treibers zu vermeiden. Die freien Enden der Lastwiderstände 67 und 69 sind Über Nebenschlußkapazitäten 112 und 114 nach Masse geschaltet, wobei diese Kapazitäten das Einstreuen von Stffö'rs|Kinnungen unterbinden. Weiterhin liegen die Lastwiderstände 67 und 69 an veränderbaren Vorspannungsnetzwerken 116 und 117. Die Verstärkungen der Photovervielfacher 66 und 68 werden Über Verstärkungsregelnetzwerke 118 und 119 eingestellt. Im Zuge der Leitungen 72 und 74 ist ein Betriebseinstellschalter 120 vorgesehen, welcher zusammen mit einem Verstärkungseinstellkreis 112 und einem Abgleichsteuerkreis 124 eine Schaltung zur Einstellung des Treibers 54 bildet.The cathodes of a pair of clamp diodes 104 and 106 are coupled to the outputs of the photomultiplier tubes 66 and 68. The anodes of these diodes are connected together at a junction of a pair of resistors 108 and 110 which are connected between a negative voltage of -15 V and ground. The diodes 104 and 106 therefore exert a clamping effect, as a result of which the input signal for the driver 47 is limited to 10.1 V in order to avoid overdriving this driver. The free ends of the load resistors 67 and 69 are connected to ground via shunt capacitances 112 and 114, these capacitances preventing the scattering of material. Furthermore, the load resistors 67 and 69 are connected to variable bias networks 116 and 117. The gains of the photomultiplier 66 and 68 are set via gain control networks 118 and 119. In the course of the lines 72 and 74, an operating setting switch 120 is provided which, together with a gain setting circuit 112 and a balancing control circuit 124, forms a circuit for setting the driver 54.

Das Ausgangssignal des Teilers 54 wird Über den Geschwindigkeitssteuerkreis 78 und den Operationsverstärker 84 mit einemThe output of the divider 54 is via the speed control circuit 78 and the operational amplifier 84 with a

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Feldeffekttransistor im Eingangskreis auf einen Analogschalter 126 gegeben, welcher an den Ausgangsklemmen 88 liegt. Weiterhin wird dieses Signal auf einen Digitalschalter 128 gegeben, der Über den Analog-Digitalkonverter 92 an die digitale Ausgangsklemmen 90 angekoppelt ist. Der Analog-Digitalkonverter 92 ist konventioneller Bauart mit gebräuchlichen Leistungseingcingen, wobei das Analogsignal Über einen Trimmwiderstand 130 zugeführt wird.Field effect transistor in the input circuit is given to an analog switch 126 which is connected to the output terminals 88. Furthermore, this signal is given to a digital switch 128, which via the analog-digital converter 92 to the digital Output terminals 90 is coupled. The analog-to-digital converter 92 is of conventional design with common ones Power input, the analog signal being fed in via a trimming resistor 130.

Das Signal am Ausgang 76 des Operationsverstärkers 84 wird weiterhin Über einen Skalenmodifikationskreis 132 auf das Signalanzeigeinstrument 56 gegeben. Der Kreis 132 enthält eine Kombination eines Funktionsschalters 134, welcher an die Meßanordnung 94 angekoppelt ist, eines bereits einstellbaren Schalters 136 und eines Prozentsatz-Verschiebungsschalters 138. Der Funktionsschalter 134 ermöglicht die Auswahl der Schaltkontakte und der Kreise derart, daß ein Abgfe ich der Schaltung während des Eichvorgangs vor der in Betriebnahme der Monitoranordnung möglich ist. Die Wahl der Schaltstellung des Bereicheinstellschalters 136 macht eine Änderung der Skalenempfindlichkekit der Heßanordnung 94 möglich, während die Schalterstellung des Prozentsatz-Verschiebungsschalters 138 eine Verschiebung der Prozentsatzeinstellung auf der Skala möglich macht. Die Schalter 136 und 138 ermöglichen daher, daß das Instrument in einem vorgegebenen Bereich von Skalenteilungen eine größere Empfindlichkeit besitzt, wodurch auch geringe Abweichungen im Farbverhältnissignal noch leicht erfaßt werden können.The signal at the output 76 of the operational amplifier 84 is also given to the signal display instrument 56 via a scale modification circuit 132. The circuit 132 contains a combination of a function switch 134, which is coupled to the measuring arrangement 94, an already adjustable switch 136 and a percentage shift switch 138. The function switch 134 allows the selection of the switching contacts and the circuits so that a pickup I the circuit during the calibration process is possible before the monitor arrangement is put into operation. The choice of the switch position of Bereicheinstellschalters 136 makes a change in the Skalenempfindlichkekit Heßanordnung 94 possible while the switch position of the percentage shift switch 138 makes a shift in the percentage adjustment on the scale possible. The switches 136 and 138 therefore make it possible for the instrument to have a greater sensitivity in a predetermined range of scale divisions, as a result of which even small deviations in the color ratio signal can still be easily detected.

- 23 209844/0845 - 23 209844/0845

Die Relaisanordnung 96 enthält zwei Relais und zwei Sätze von Kontakten, nämlich ein Hochpunktrelais 140 und ein Tiefpunktrelais 142. Die Kontaktstellungen dieser Relais 140 und 142 werden durch mechanische Einstellung von entsprechenden . Hoch- und Tief-Stellungsmarken 144 und 146 auf dem Instrument 94 festgelegt. Die Kontaktstellungen der Relais 140 und 142 werden dadurch geändert, daß ein Instrumentenzeiger 148 Über die Markierungen 144 und 146 läuft. An jeweils einem Satz von Hoch- und/oder Tief-Relaisausgangsklemmen 98 wird ein Relais-Steuerausgangssignal dadurch erzeugt, daß der Relaiskreis Über einen Relaisschalter 150 geschlossen wird.The relay arrangement 96 contains two relays and two sets of contacts, namely a high point relay 140 and a low point relay 142. The contact positions of these relays 140 and 142 are made by mechanical adjustment of appropriate. Upper and lower position marks 144 and 146 on the instrument 94 established. The contact positions of the relays 140 and 142 are changed by an instrument pointer 148 over the marks 144 and 146 runs. A relay control output signal is generated at each set of high and / or low relay output terminals 98 by the relay circuit via a relay switch 150 is closed.

Die Farbmonitoranordnung gemäß der Erfindung liefert also verschiedene Ausgangssignale zur Anpassung an spezielle Anwendungsfälle. Beispielsweise beweirki dos Relais-Steuerausgangssignal Hoch- und Tief-Schaltstellungen als Funktion der Farbe des Überwachten Produktes, wobei die Schaltvorgänge zur Betätigung von Kontrollampen, Glocken, Ofenventilen, usw., ausgenutzt werden können. Auf diese Weise wird die Bildung eines Rückkoppel-Korrekturkreises mgölich. Das Analogausgangssignal an den Klemmen 88 kann beispielsweise dazu verwendet werden, zusammenängende Kurven auf einem Aufzeichnungsgerät zu schreiben. Das Digital-Ausgangssignal an den Klemmen 90 kann beispielsweise zur Regelung einer Vorrichtung bei digital ausgelegtem Bearbeitungsbetrieb verwendet werden. In diesem Zusammenhang können Digitalsignale in einen Computer eingespeist werden, welcher seinerseits die . Temperatur von Backölen, die Geschwindigkeit des Förderbandes, Ofentemperaturen,The color monitor arrangement according to the invention thus provides various output signals for adaptation to special applications. For example, weirki dos relay control output signal high and low switch positions as a function of color of the monitored product, whereby the switching processes for the actuation of control lamps, bells, oven valves, etc., can be exploited. In this way, the formation of a feedback correction circuit becomes possible. The analog output signal at terminals 88 can be used, for example, to write coherent curves on a recorder. The digital output signal at terminals 90 can be used, for example, to control a device can be used in digitally designed machining operations. In this context, digital signals can be fed into a computer are fed, which in turn the. Temperature of baking oils, the speed of the conveyor belt, oven temperatures,

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- 24 -Materialzuführungsventile, usw. regelt.- 24 -material feed valves, etc. regulates.

In Fig. 7 ist die Vorderseite der elektronischen Rechnerregelanordnung 46 dargestellt. Der Sinn der verschiedenen Skalen auf dieser Vorderplatte ergibt sich unmittelbar aus den vorstehend angeführten Erläuterungen der Schaltung nach Fig. 6. Die Einstellmarkierungen 144 und 146 auf dem Instrument 94 werden durch Knöpfe 152 und 154 manuell eingestellt, wodurch die Hoch- und TiefStellungen zur Betätigung der Relais 140 und 142 festgelegt werden. Im vorliegenden Fall werden als Beispiele verschiedene Eichvorgänge beschrieben, welche vor der Inbetriebnahme der Erfindungsanordnung in einem Überwachungsprozess vorgenommen werden. Bei einer ersten Eichung handelt es sich um eine "Dauer"-Einstellung bzw. Trimmung des Teilers 54 beim Zusammenbau der Anordnung. Gemäß den Fig. 6 und 7 wird der Funktionsschalter 134 in die "Lauf-Stellung geschaltet. Der Bereicheinstellungsschalter 136 wird in die "Eins-x-"Stellung geschaltet, während der Geschwindigkeitssteuerkreis 78 (Schieber 80) im Uhrzeigersinn in eine Schnellaufstellung "F" gebracht wird. Dabei sind die Schalter 162, 166 und 128 (Ein-Ausschalter, Analogschalter und Digitalschalter) eingeschaltet.In Fig. 7, the front of the electronic computer control arrangement 46 is shown. The meaning of the different scales on this front plate results directly from the explanations given above for the circuit according to FIG. 6. The adjustment marks 144 and 146 on the instrument 94 are manually adjusted by knobs 152 and 154, whereby the Upper and lower positions for actuating the relays 140 and 142 are set. In the present case, various calibration processes are described as examples, which before the Commissioning of the inventive arrangement can be carried out in a monitoring process. In the case of a first calibration, it acts it is a "duration" setting or trimming of the divider 54 when assembling the arrangement. According to FIGS. 6 and 7, the function switch 134 is switched to the "run" position. Range switch 136 is toggled to the "one-x" position while speed control circuit 78 is active (Slide 80) clockwise to a quick setup "F" is brought. The switches 162, 166 and 128 (on / off switch, analog switch and digital switch) switched on.

Der Laufeinstellschalter 120 ist in die Stellung "G" geschaltet, während der Verstärkungsrcegelkreis 122 auf eine Spannung von 10 V an den Analog-Ausgangsklemmen 88 eingestellt ist. Der Schalter 120 wird sodann in die Stellung "B" geschaltet und der Vorspannungsregelkreis 124 so einge-The barrel setting switch 120 is switched to the "G" position, while the gain control circuit 122 is switched to a Voltage of 10 V is set at the analog output terminals 88. The switch 120 is then in the position "B" is switched and the bias control circuit 124 is switched on

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stellt, daß sich die gleiche Ausgangsspannung von IO V an den Klemmen 88 ergibt. Die beiden vorgenannten Schritte können wiederholt werden.establishes that the same output voltage of IO V arises the terminals 88 results. The above two steps can be repeated.

Sodann wid der Laufeinstellschalter 120 in die Stellung "C" geschaltet, und ein Tastimpuls mit kurzer Anstiegszeit von etwa + 2,5 V auf eine Tastklemme am Änalog-Digitalkonverter 92 gegeben. Der Trimmwiderstand 120 wird auf alle "Eins"-Ausgangssignale an den digitalen Ausgangsklemmen 90 eingestellt. Der Teiler ist damit fUr den Gesamtbetrieb auf Dauer eingestellt. Ein zweiter Eichvorgang besteht darin, daß die elektronische Rechnerregelanordnung 46 in bezug auf das speziell zu Überwachende Produkt und die Wahl der gewünschten Skalenverschiebung und der bereits Bereicheinstellungen abgeglichen wird. Zu diesem Zweck werden die Über dem Förderband 14 angeordnete Elektro-optische Beobachtungsanordnung 22 sowie die Analog-, die Digital- und Relaisschalter 126, 128 und 150 abges/chaltet und der Ein-Aus-Schalter 162 eingeschaltet (Fig. 6 und 7) . Der optische Schieber 29 (Fig. 1 und 2) wird geschlossen, um Licht vom optischen System fernzuhalten, d.h., die Photovervielfacher 66 und 68 erhalten kein Licht. Bei Einstellung des Funktionsschalter 134 auf "Z-Test" wird der Z-D-Regelkreis (Vorspannungsnetzwerk 117) so eingestellt, daß der Meßinstrumentenzeiger 148 auf Null steht. Sodann wird der Funktionsschalter 134 auf "Y-Einstellung" eingestellt, und der Y-D-Regelkreis (Vorspannungsnetzwerk 116) so eingestellt, daß sich eine Nullstellung für den Meßinstrumentenzeiger 148 ergibt. Durch die Z-D- und Y-D-Regelkreise wird das elektrischeThe barrel setting switch 120 is then switched to the "C" position, and a key pulse with a short rise time of approximately + 2.5 V is applied to a key terminal on the analog / digital converter 92. The trim resistor 120 is set for all "one" output signals on the digital output terminals 90. The divider is thus set to be permanent for overall operation. A second calibration process consists in that the electronic computer control arrangement 46 is adjusted with respect to the specific product to be monitored and the selection of the desired scale shift and the already range settings. For this purpose, the electro-optical observation arrangement 22 arranged above the conveyor belt 14 and the analog, digital and relay switches 126, 128 and 150 are switched off and the on / off switch 162 is switched on (FIGS. 6 and 7). The optical slide 29 (Figs. 1 and 2) is closed to keep light out of the optical system, that is, the photomultipliers 66 and 68 receive no light. When the function switch 134 is set to "Z-Test", the ZD control circuit (bias network 117) is set in such a way that the measuring instrument pointer 148 is at zero. The function switch 134 is then set to "Y setting" and the YD control circuit (bias network 116) is set so that a zero position for the measuring instrument pointer 148 results. The ZD and YD control loops make the electrical

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2 0984 k /08452 0984 k / 0845

Ausgangssignal (d.h. die Farbsignale) so eingeregelt, daß sich fUr die Beobachtungsanordnung 22 eine "Dunkel"-Bedingung ergibt.The output signal (i.e. the color signals) is adjusted in such a way that a "dark" condition arises for the observation arrangement 22 results.

Sodann wird der optische Schieber 29 geöffnet, um Über die Beobachtungsanordnung 22 eine optische Bezugsanordnung (nicht dargestellt) zu beobachten, welche sich im Betrachtungsbereich befindet. Die optische Bezugsanordnung besteht aus einer Platte mit einem Reflexionswert, welcher an das zu beobachtende Produkt angepaßt ist. Beispielsweise wird fUr ein "helles" Produkt, wie beispielsweise Kartoffelchips, eine optische Bezugsanordnung mit einem Reflexionsvermögen in der Größenordnung von 80 % verwendet. FUr ein Dunkelprodukt, wie beispielsweise gerösteter Kaffee, wird eine optische Bezugsanordnung mit einem Reflexionsvermögen von 5 % verwendet. Der Funktionsschalter 134 wird in die "Y"-Einstell-Stellung gestellt und das Y-Verstärkungs^regelnetzwerk 118 so eingestellt, daß sich fUr den Instrumentenzeiger 148 die volle Ausgangsgröße ergibt. Sodann wird der Funktionsschalter in die "Ablgeichstellung" gestellt und der Z-Abgleich-Verstärkungsregelkreis 119 so eingestellt, daß sich für den Meßinstrumentenzeiger 148 das volle Skalenausgangssignal ergibt.The optical slide 29 is then opened in order to observe via the observation arrangement 22 an optical reference arrangement (not shown) which is located in the viewing area. The optical reference arrangement consists of a plate with a reflection value which is adapted to the product to be observed. For example, for a "light" product, such as potato chips, an optical reference arrangement with a reflectivity on the order of 80 % is used. For a dark product, such as roast coffee, an optical fiducial with a reflectivity of 5 % is used. The function switch 134 is set to the "Y" setting position and the Y gain control network 118 is set so that the full output variable results for the instrument pointer 148. The function switch is then set to the "balance position" and the Z-balancing gain control circuit 119 is set so that the full scale output signal is obtained for the measuring instrument pointer 148.

Es ist generell wünschenswert, an dieser Stelle die oben genannten Schritte zu wiederholen, um die Effekte des Dunkelstroms in den Photovervielfacherröhren 66 und 68 auszuschalten.It is generally desirable at this point to repeat the above steps to eliminate the effects of dark current in photomultiplier tubes 66 and 68.

Sodann wird der Funktionsschalter 134 in die "Lauf-StellungThen the function switch 134 is in the "run" position

209844/0845 ~27~209844/0845 ~ 27 ~

geschaltet, wobei die optische Bezugsanordnung weiterhin vorhanden ist und der Meßinstrumentenzeiger 148 voll ausschlagen soll. Sodann wird die optische Bezugsanordnung entfernt und der Prozentsatz-Verschiebungsschalter 138 auf eine Prozentsatzeinstellung eingestellt, welche dem kleinsten zu erwartenden Wert für das Überwachte Produkt entspricht. Sodann wird der Bereichseinstellschalter 136 auf einen dem Überwachungsprodukt entsprechenden Bereich eingestellt. Danach ist die erfindungsgeraäße Anordnung für den Überwachungsprozess fertig eingestellt.switched with the optical reference arrangement still present and the meter pointer 148 fully deflecting target. The optical fiducial is then removed and the percentage shift switch 138 is set to a percentage setting which is the lowest expected Value for the monitored product. Then the range setting switch 136 is set to one of the monitoring product corresponding area is set. The arrangement according to the invention is then completely set for the monitoring process.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Ii Verfahren zur Anzeige der Lichtenergie, die von einem im optischen Frequenzspektrum bedeutenden Produkt reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zweier spezifischer, von demselben Bereich des Produktes reifektierter Wellenlängen gemessen wird, das ein Maß für die Farbe des Produktes darstellt. Ii method for indicating the light energy which is reflected by a significant in the optical frequency spectrum of product, characterized in that the ratio of two specific, reifektierter from the same area of the product wavelengths is measured, which is a measure for the color of the product. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung Über ein Paar von auf denselben Bereich des Produktes gerichteten koaxialen optischen Wegen der entsprechenden Wellenlängen im optischen Frequenzspektrum erfolgt, und daß daraus ein Ausgangssignal erzeugt wird, das ein Maß fUr das wahre Verhältnis der Lichtwerte des reflektierten Lichtes in den optischen Wegen ist, wobei das Verhältnis ein Maß fUr die reflektierte Energie bei den beiden Wellenlängen und damit fUr die Farbe des Produktes ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the Measurement is carried out over a pair of coaxial optical paths directed to the same area of the product, of the corresponding wavelengths in the optical frequency spectrum, and that an output signal is generated therefrom which is a measure of the is the true ratio of the light values of the reflected light in the optical paths, the ratio being a measure of the reflected energy at the two wavelengths and thus for the color of the product is. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild e ines vorgegebenen Bereiches des Produktes erzeugt und in vorgegebenen Abmessungen auf ein Paar von elektrooptischen Wandlern gegeben wird, und daß aus einem Paar von Über elektro-optischen Wandler erzeugten Farbsignalen ein die reflektierten Lichtwerte in den optischen Wegen repräsentierendes Verhältnis gebildet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that an image of a predetermined area of the product is generated and given in predetermined dimensions on a pair of electro-optical transducers, and that of a pair of Color signals generated by electro-optical converters are used to form a ratio representing the reflected light values in the optical paths. - 29 -2098A A/0845- 29 -2098A A / 0845 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die reflektierte Energie bei den beiden vorgegebenen Viellenlängen repräsentierende Veiältnis angezeigt wird und daß Steuersignale, welche ein Maß fUr Abweichungen von dem Verhältnis sind, erzeugt werden, um Abweichungen in der Farbe des Produktes zu bestimmen.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reflected energy in the two given ratio representing multiple lengths is displayed and that control signals, which are a measure of deviations of the ratio are generated to determine deviations in the color of the product. 5. Farbmonitoranordnung zur Durchfuhrung des Verfahrens η ach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur kontinuierlichen Anzeige der Energie, welche von einem im optischen Frequenzspektrum beleuchteten Produkt reflektiert wird, gekennzeichnet durch ein elektro-optisches System (22) zur Beobachtung desselben Bereiches des Produktes (18) in einem Paar von koaxialen optischen Wegen zweier spektraler Wellenlängen im optischen Frequenzsprektrum, wobei die optischen Wege Lichtwerte reflektierter Energie bei den beiden Wellenlängen besitzen, die ein Maß fUr die Farbe bei diesen Wellenlängen sind,5. Color monitor arrangement for carrying out the method η ach one of claims 1 to 4, for the continuous display of the energy produced by one in the optical frequency spectrum illuminated product is reflected, characterized by an electro-optical system (22) for observation of the same Range of the product (18) in a pair of coaxial optical paths of two spectral wavelengths in the optical Frequency spectrum, with the optical paths having light values of reflected energy at the two wavelengths that form a The measure of the color at these wavelengths is und durch eine an das elektro-optische System angekoppelte elektrische Anordnung (46) zur Erzeugung eines Verhältnisses der Lichtwerte, das ein Maß für die reflektierten Energien bei den Wellenlängen und damit der Farbe des Produktes ist.and through one coupled to the electro-optical system electrical arrangement (46) for generating a ratio of the light values which is a measure of the reflected energies the wavelengths and thus the color of the product. 6. Farbmonitoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (16) zur Beleuchtung des roduktes (18) vorgesehen ist, daß das elektro-optische System (22) eine elektro-optische Anordnung (24, 26, 28, 30) zur Beobachtung des Produkts und zur kontinuierlichen Erzeugung eines Paars von in Phase befindlichen elektrischen Farbsignalenwelche6. color monitor arrangement according to claim 5, characterized in that a light source (16) for illuminating the product (18) is provided that the electro-optical system (22) an electro-optical arrangement (24, 26, 28, 30) for Observe the product and continuously generate a pair of in-phase electrical color signals which d ie Farbe des beobachteten Produkts repräsentieren, aufweist,represent the color of the observed product, 209844/0845 _30-209844/0845 _30- und daß die elektrische Anordnung (46)and that the electrical arrangement (46) einen an die Beobachtungsanordnung (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44) angekoppelten Teiler (54) zur Teilung des Paars von in Phase befindlichen elektrischen Signalen zwecks Erzeugung eines Farbverhältnissignals, das gleich dem Verhältnis des Paars von in Phase befindlichen elektrischen Farbsignalen und ein Maß für die Farbe des beobachteten Produkts ist, sowie eine an den Teiler angekoppelte Ausgangsschaltung (56, 80, 84, 92) zur Erzeugung eines ein Maß für das Farbverhältnissignal und damit für die Farbe des Produktes dastellenden Ausgangssignals, aufweist.one to the observation arrangement (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44) coupled splitter (54) for dividing the pair of in-phase electrical signals to produce a color ratio signal equal to the ratio of the pair of in-phase electrical color signals and a measure of the color of the product being observed, and an output circuit (56, 80, 84, 92) to generate a measure for the color ratio signal and thus for the color of the product Output signal, having. 7, Farbmonitoranordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optische Beobachtungsanordnung (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44)7, color monitor arrangement according to claims 5 and 6, characterized in that the electro-optical observation arrangement (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44) eine zur Beobachtung des Produktes (18) dienende und reflektiertes . Licht von diesem aufnehmende Beobachtungsanordnung (24, 26, 28, 30, 36, 42, 44), welche eine optische Anordnung zur Bildung eines Paars von koaxialen optischen liegen vorgegebener dominanter Wellenlängen zwecks Beobachtung desselben Bereichs des Produkts darstellt,one that is used to observe the product (18) and is reflected. Light from this receiving observation arrangement (24, 26, 28, 30, 36, 42, 44), which an optical Arrangement for forming a pair of coaxial optical lie predetermined dominant wavelengths for the purpose of observation represents the same area of the product, sowie Wandler (32, 34) zur Aufnahme des Lichts in den koaxialen optischen Wegen und zur Erzeugung des Paars von in Phase befindlichen elektrischen Farbsignalen mit dem Paar von Lichtwerten entsprechenden Größen, aufweist.as well as transducers (32, 34) for receiving the light in the coaxial optical paths and for generating the pair of in-phase electrical color signals with magnitudes corresponding to the pair of light values, having. - 31 -- 31 - 209844/0845209844/0845 8. Farbmonitoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teiler (54) eine an die elektro-optische Ebee Beobachtungsanordnung (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44) angekoppelte Rechnersteueranordnung (46) zur Aufnahme des Paars von in Phase befindlichen elektrischen Farbsignalen aufweist, die einen analogen Teiler zur Durchfuhrung der Verhältnisbildung des Paars von in Phase befindlichen elektrischen Farbsignalen sowie zur Erzeugung des Farbverhältnis-Signals enthält, und daß die Ausgangsschaltung (56, 58, 84, 92) als Teil der Rechnerregelanordnung ausgebildet ist und an den Teiler angekoppelt ist, um ein ein Maß für das Farbverhältnissignal darstellendes Ausgangssignal in vorgegebenem Format zu erzeugen.8. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the divider (54) is a computer control arrangement (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 42, 44) coupled to the electro-optical Ebee observation arrangement ( 46) for receiving the pair of in-phase electrical color signals, which includes an analog divider for performing the ratio formation of the pair of in-phase electrical color signals and for generating the color ratio signal, and that the output circuit (56, 58, 84, 92) is designed as part of the computer control arrangement and is coupled to the divider in order to generate an output signal representing a measure for the color ratio signal in a predetermined format. 9. Farbmonitoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptischen Wandler (32, 34) zur Aufnahme eines Bildes des beleuchteten Produkts (18) dienen, daß vor dem elektro-optischen Wandler in den koaxialen Wegen zu deren Ausbildung als koaxiale optische Wege mit vorgegebenen dominatnen Wellenlängen jeweils Farbfilter (42, 44) angeordnet sind und daß vor den Farbfiltern eine synchronisierende Anordnung (24) angeordnet ist, welche zur Phasengleichen Einblendung des durch die optischen Wege gegebenen Bildes des beleuchteten Produkts (18) in die entsprechenden elektro-optischen Wandler dient.9. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 8, characterized characterized in that the electro-optical converters (32, 34) serve to record an image of the illuminated product (18) that before the electro-optical converter in the coaxial Because of their formation as coaxial optical paths with predetermined dominant wavelengths, each color filter (42, 44) are arranged and that a synchronizing arrangement (24) is arranged in front of the color filters, which for the same phase The image of the illuminated product (18) given by the optical paths is faded into the corresponding electro-optical converter. 10. Farbmonitoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechnerregelanordnung (46) eine Eichanordnung zur Einstellung des Farbverhältnissignals auf einen mit einem gewünschten Farbbezugswert Übereinstimmenden10. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 9, characterized in that the computer control arrangement (46) a Calibration arrangement for setting the color ratio signal to one which corresponds to a desired color reference value 209844/0845 _32_209844/0845 _ 32 _ vorgegebenen Wert aufweist, unddaß die Ausgangsschaltung (56, 78, 84, 92) Abweichungen des Farbverhältnissignals von dem durch die Eichanordnung eingestellten Wert aufnimmt, wobei die Abweichungen ein Maß fUr die Farbdifferenz zwischen der des beobachteten Produkts und der gewünschten Produktfarbe sind.has a predetermined value, and that the output circuit (56, 78, 84, 92) Deviations of the color ratio signal from the value set by the calibration arrangement records, the deviations being a measure of the color difference between that of the observed product and the desired one Product color are. 11. Farbmonitoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optische Beobachtungsanordnung (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 42, 44) weiterhin ein in einer vorgegebenen optischen Achse angeordnetes Objekt! vlinsensystem (26) aufweist, daß die synchronisierende Anordnung (24) als in der vorgegebenen optischen Achse koaxial mit dem Objektivlinsensystem angeordnetes synchronisierendes Linsensystem ausgebildet ist und daß in der vorgegebenen optischen Achse ein Strahlensplitter (36) zur Bildung des Über dieentsprechenden Farbfilter (42, 44) auf die elektro-optischen Wandler (32, 34) gerichteten Paars von koaxialen optischen Wegen angeordnet ist.11. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 10, characterized in that the electro-optical observation arrangement (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 42, 44) continues an object arranged in a given optical axis! vlinsensystem (26) has that the synchronizing Arrangement (24) as arranged in the predetermined optical axis coaxially with the objective lens system synchronizing Lens system is formed and that in the predetermined optical axis a beam splitter (36) for forming the over the corresponding color filters (42, 44) directed to the electro-optical converters (32, 34) pairs of coaxial optical Because is arranged. 12. Farbmonitoranordnung nachieinem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (56, 78, 84, 92) ein Anzeigeinstrument (94) zur Anzeige des Farbverhaltnissignals aufweist.12. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 11, characterized characterized in that the output circuit (56, 78, 84, 92) has a display instrument (94) for displaying the color ratio signal. 13. Farbraonitoranordnung nch einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstrument (94) hoch/tief -Einstellpunktrelais (140, 142) zur Erzeugung eines Ausgangs-13. color monitor arrangement according to one of claims 5 to 12, characterized characterized in that the display instrument (94) high / low setting point relay (140, 142) for generating an output s igrals aufweist, das ein Maß für eine Abnahme unter und ein Ansteigen über einen Hoch/Tief-Einstellpunkt ist.s igrals, which is a measure of a decrease under and a Rise above a high / low set point. 209844/0845 -34-209844/0845 -34- sysy 14. Farbmonitoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet,daß die Ausgangsschaltung (56, 78, 84, 92) einen analogen digitalen Konverter (92) zur Erzeugung eines ein Haß für dos Farbverhältnissignal darstellenden Digital-Ausgangssignals aufweist.14. Color monitor arrangement according to one of claims 5 to 13, characterized in that the output circuit (56, 78, 84, 92) has an analog digital converter (92) for generating one depicting a hatred for the color ratio signal Has digital output signal. 20982098
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