DE2746677A1

DE2746677A1 - Messeinrichtung, insbesondere tristimulus-kolorimeter, und hierfuer bestimmtes kompensationsverfahren

Info

Publication number: DE2746677A1
Application number: DE19772746677
Authority: DE
Inventors: William H Conaway; Park French
Original assignee: Sterndent Corp
Current assignee: Sterndent Corp
Priority date: 1976-11-02
Filing date: 1977-10-18
Publication date: 1978-05-03
Also published as: JPS5357886A; FR2369543A1; CA1080996A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung, insbesondere ein Tristimulus-Kolorimeter, und ein hierfür bestimmtes Kompensationsverfahren .

Die vorliegende Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Tristimulus-Kolorimeter und insbesondere mit einem solchen, das zum Ausmessen der Farbe von Zähnen geeignet ist. Darüberhinaus befaßt sich die Erfindung mit Verbesserungen eines solchen Kolorimeters, wobei diese Verbesserungen auch bei anderen Arten von Systemen bzw. Einrichtungen nützlich sind, wie beispielsweise bei solchen mit optischen oder nicht optischen Wandlern zum Erfassen bestimmter Erscheinungen und mit einem Meßschaltungsaufbau, der die elektrische Ausgangsgröße des Wandlers ausmißt, um eine visuelle Anzeige und/oder eine Steuerfunktion zu bilden. Zu solchen Verbesserungen gehört auch eine Kompensation der Kolorimeter-Ausgangsgröße bei Fehlern, die durch eine innere Reflexion im optischen Teil begründet werden.

Während die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf ein Tristimulus-Kolorimeter vom Reflexionstyp beschrieben wird, bei dem eine digitale Anzeige die roten, grünen und blauen Farbkomponenten eines Zahns wiedergibt, ist festzustellen, daß die verschiedenen Merkmale der Erfindung auch bei anderen Arten von optischen Meßeinrichtungen und dergleichen vom Reflexions- oder Transmissionstyp mit oder ohne Farbkomponentenberücksichtigung anwendbar sind. Auch der Reflexionskompensationsaufbau kann insbesondere zum Kompensieren einer inneren Reflexion oder anderer funktionell veränderlicher Fehlerparameter in Systemen vom Vergleichstyp und in Systemen ohne Vergleichsdurchführung benutzt werden.

Folgende US-Patentanmeldungen haben einen Zusammenhang mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung: Ser.No. 499 479 vom 22. August 1974; Ser.No. 696 787 vom 16. Juni 1976; Ser.No. 698 143 vom 21. Juni 1976 und Ser.No. 721 1o7 vom 7. September 1976 für ein 'Kolorimeter vom Vergleichstyp¹.

809818/0742

In der erstgenannten Anmeldung ist ein Kolorimeter offenbart, bei dem ein im Multiplex betriebener Doppelneigung-Integratortyp eines Digitalvoltmeters angewendet wird, um eine digitale Anzeige von roten, grünen und blauen Lichtkomponenten zu bilden, die von einem Objekt reflektiert werden. In dem Doppelneigung-Integrator wird ein von einem Lichtfühler abgeleitetes erstes elektrisches Signal mit einem elektrischen Referenzsignal von einer elektrischen Energiequelle verglichen, und die visuelle Anzeige der digitalen Farbwerte steht mit den Ergebnissen dieses Vergleichsvorgangs in Beziehung. Ein Farbfilterrad sorgt für ein zyklisch aufeinanderfolgendes Einbringen von Rot-, Grün- und Blau-Filtern in den Meßlichtstrahl, der von dem Objekt zu dem Lichtfühler reflektiert wird. Die Multiplexschaltung ist mit dem Rad synchronisiert und es erfolgt bei jedem vollständigen Zyklus ein Rücksetzen. Die synchronisierte Multiplexschaltung steuert dann automatisch den Betrieb des Doppelneigung-Integrators, um entsprechende Eichschaltungen einzuschalten und elektrische Ausgangssignale zu entsprechenden visuellen Rot-, Blau- und Grün-Anzeigen zu leiten.

In den zweiten und dritten Anmeldungen sind entsprechend eine ¹ Einmaleinstellung-Mehrfachfunktion-Eichschaltung¹ zum Erleichtern der Driftkompensation in einem im Multiplex betriebenen Verstärker mit mehreren wahlweise angekoppelten Rückführungskanälen und eine 'Automatische Nullpunkteinstellungsschaltung zum Kompensieren von Dunkelströmen oder dergleichen* zum Eliminieren von Meßungenauigkeiten infolge eines gewöhnlich in dem Wandler auftretenden Dunkelstroms oder anderen Leckstroms offenbart.

Die letztgenannte Anmeldung offenbart einen Aufbau von optischen Elementen, einschließlich Lichtleitern sowie Farbfiltern zum Beleuchten eines Objekts und zum aufeinanderfolgenden Leiten von farbigen Meßlichtstrahlen, die von dem Objekt reflektiert wurden, sowie von Referenzlichtstrahlen der entsprechenden Farben zu einem gemeinsamen Lichtsensor. Diese Mittel wie auch andere optische Meß- sowie Prüfvorrichtungen können optische Fehler aufweisen, durch die ein bekannter Teil von einfallendem, reflektiertem oder anderem Licht, das durch ein oder mehrere optische Elemente

809818/0742

des Systems läuft, umgeleitet bzw. abgeleitet wird, beispielsweise durch Reflexion von einem zu einem anderen von mehreren Lichtpfaden; oder es erfolgt einfach eine Dämpfung durch die optischen Elemente. Ein solcher optischer Fehler basiert gewöhnlich auf der inneren Reflexion, beispielsweise innerhalb eines gegabelten
Lichtleiters oder anderer optischer Elemente, durch die gleichzeitig zwei oder mehr Lichtstrahlen verlaufen. Der optische Fehler kann in der Größenordnung von einigen Prozent bis etwa 3o %
oder mehr der Intensität der Lichtquelle oder der Lichtzufuhr zu solchen optischen Elementen ausmachen. Ein solcher optischer Fehler wird nachfolgend als innere Reflexion bezeichnet; es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß unter diesem Begriff auch andere Arten von optischen Fehlern zu verstehen sind. Die innere Reflexion in dem optischen Teil eines Kolorimeters kann beispielsweise dazu führen, daß auf den Lichtfühler bzw. -sensor Licht auftrifft, obwohl ein optisch zu überprüfendes Objekt tatsächlich kein Licht
zu dem Kolorimeter-Lichtaufnahmeteil reflektiert oder leitet, das heißt das Objekt ist völlig reflexionsfrei oder nicht durchlässig. In einem solchen Fall kann das Kolorimeter in falscher Weise Farbwerte des Objekts anzeigen, wobei diese Werte nur auf der inneren Reflexion beruhen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
einer verbesserten Meßeinrichtung, insbesondere eines Tristimulus-Kolorimeters und eines hierfür bestimmten verbesserten Kompensationsverfahrens. Es soll die Meßgenauigkeit in optischen und
nicht optischen Meßsystemen vergrößert werden. Dabei soll die Genauigkeit von Vergleichsvorgängen in einem Doppelneigung-Integrator heraufgesetzt werden. Vor allem sollen Ungenauigkeiten bezüglich der Ausgangsgröße von Vergleichstyp-Instrumenten kompensiert werden, wobei diese Ungenauigkeiten auf funktionell veränderlichen Parametern, wie der inneren Reflexion, beruhen, und ferner
soll eine ähnliche Kompensation für relativ veränderliche Fehler in anderen Arten von Erfassungs- und Meßsystemen geschaffen werden.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich eine Meßeinrich-

- 1o -

809818/0742

tung der genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Reflexionsfehler-Kompensationsverfahren für optische Meßeinrichtungen zeichnet sich durch die im Kennzeichen von Anspruch 21 genannten Merkmale aus.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem verbesserten Tristimulus-Kolorimeter ein Digitalvoltmeter vom Doppelneigung-Integratortyp angewendet, das Meß- sowie Referenzlichtstrahlen vergleicht und eine für das Vergleichsergebnis bezeichnende digitale Ausgangsgröße erzeugt. Bei einer Ausführungsform leitet eine einzige Lichtquelle Licht über entsprechende Lichtleiter, um einerseits ein optisch zu überprüfendes bzw. auszumessendes Objekt zu beleuchten und andererseits einen Referenzlichtstrahl zu erzeugen Die Lichtquelle enthält eine von einer Umhüllung umgebene Lampe, um diese vor einer Verschmutzung zu schützen und somit die Stabilisierung der Lichtabgabe zu begünstigen. Von dem Objekt herrührendes Licht in einem Meßlichtstrahl und der Referenzlichtstrahl werden inter mittierend oder aufeinanderfolgend auf einen Lichtfühler geleitet. Ferner sind Farbfilter des Kolorimeters in einem beweglichen Halter angebracht, wie einem Farbfilterrad, das sequentiell und zyklisch jeweils ein Farbfilter in den Pfad des Meßlichtstrahls und danach dasselbe Farbfilter in den Lichtpfad des Referenzlichtstrahls bewegt, um hierdurch sicherzustellen, daß die Farbfilterungsvorgänge der Lichtstrahlen übereinstimmend sind. Es wird dann eine Messung einer jeden Farbe des Meßlichtstrahls relativ zu jeder entsprechenden Farbe des Referenzlichstrahls mittels einer Meßschaltung durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform stellen die schließlich entwickelten und vorzugsweise angezeigten Farbwerte entsprechende Verhältnisse einer jeden Farbkomponente des Meßlichtstrahls zu einer jeden entsprechenden Farbkomponente des Referenzlichtstrahls dar. Deshalb ist, was sehr wichtig ist, das Kolorimeter im wesentlichen unabhängig von der absoluten Intensität der Lichtquelle, die im Laufe der Alterung eine Lichtabgabe reduzierter absoluter Intensität, jedoch im wesentlichen konstanter Farbtemperatur oder Spektralverteilung erzeugen kann. In ähnlicher Weise können sich die Färb- und/oder

- 11 -

809818/0742

Durchlässigkeitseigenschaften der verschiedenen Farbfilter im Laufe der Alterung der Filter ändern; gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch vorzugsweise sichergestellt, daß die Meß- und Referenzlichtstrahlen jeweils durch dasselbe Farbfilter gelangen, so daß die erwähnten Verhältniswerte im wesentlichen konstant bleiben.

Ein durch eine Farbkomponente eines auf einen Lichtfühler auftreffenden Meßlichtstrahls erzeugtes elektrisches Meßsignal wird durch eine Eichschaltung oder dergleichen normiert bzw. normalisiert und dann über eine vorbestimmte Zeitdauer integriert. Danach wird ein elektrisches Referenzsignal, das von dem Lichtfühler erzeugt wird, wenn dieselbe Farbkomponente eines Referenzlichtstrahls auftrifft, in der relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung integriert. Zu einem gewissen Zeitpunkt während der letztgenannten Integration durchläuft die elektrische Ausgangsgröße des Integrators einen vorbestimmten Signalpegel, was von einem Komparator erfaßt wird. Dieser triggert das Anzeigen eines digitalen Wertes, welcher für die während der letztgenannten Integration verstrichene Zeit bezeichnend ist. Der angezeigte Wert ist repräsentativ für die Intensität der Farbkomponente des Meßlichtstrahls, und es können ähnliche Messungen zum Erzielen von Anzeigewerten der anderen Farbkomponenten durchgeführt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden das elektrische Meßsignal zu einem nichtinvertierenden Eingang des Integrators und das elektrische Referenzsignal zu einem invertierenden Eingang geleitet, so daß die Notwendigkeit für zusätzliche invertierende Schaltungsmittel entfällt. Bis auf das Anschalten dieser elektrischen Meß- und Referenzsignale an die entsprechenden Eingänge durchlaufen somit diese Signale im wesentlichen dieselben Kanäle; dementsprechend werden Driftabweichungen und ähnliche Diskrepanzen zwischen den invertierten und nicht invertierten Schaltungskanälen bekannter Vorrichtungen spürbar vermindert und/ oder eliminiert.

Ferner ist ein Reflexionskompensationsaufbau vorgesehen, um die

- 12 -

809818/0742

Kolorimeterausgangsgröße passend einzustellen, damit die optischen Eigenschaften des überprüften Objekts durch Ausschalten von Ungenauigkeiten infolge von Reflexionsfehlern richtig angezeigt werden. Bei dem System der oben genannten US-Patentanmeldung Ser. No. 721 1o8 werden Reflexionsunterdrückungssignale, die proportional zu der Intensität der Kolorimeterlichtquelle und der Farben derselben sind, von den entsprechenden elektrischen Meßsignalen während der Integration derselben wirksam subtrahiert. Ein solcher Reflexionsunterdrückungsaufbau oder Subtraktionstyp hat sich insbesondere für Kolorimeter als zweckmäßig herausgestellt, bei denen der innere Reflexionsfehler relativ groß ist und beispielsweise in der Größenordnung von etwa 3o % liegt. Ein solcher Prozentsatz des durch die Kolorimeteroptik zum Beleuchten der Probe geleiteten einfallenden Lichtstrahls wird tatsächlich intern auf den Fühler reflektiert.

Bei dem vorliegenden System wird jedoch die Reflexionskompensation dadurch erzielt, daß die Größe oder der Anteil des infolge der internen Reflexion zu dem Integratoreingang gelangenden elektrischen Meßsignals bestimmt und hierzu ein elektrisches Kompensationssignal addiert wird, das als ein Prozentsatz der Lichtquellenintensität des Kolorimeters abgeleitet ist, um ein künstlich vergrößertes elektrisches Meßsignal zu erzeugen. Die Größe, um die ein solches elektrisches Meßsignal künstlich erhöht wird, wird als ein Nullwertpegel wirksam eingerichtet, und das Kolorimeter wird so geeicht, daß an seinem Ausgang dieser Nullwertpegel angezeigt wird, wenn kein Licht von dem Objekt zu dem Kolorimeter-Aufnahmeteil reflektiert oder geleitet wird. Diese weitere Form einer Reflexionskompensation ist besonders zweckmäßig, wenn die innere Reflexion relativ klein ist und beispielsweise in der Größenordnung von etwa 1o % liegt.

Der Reflexionkompensation-Schaltungsaufbau eliminiert somit Fehler aufgrund einer inneren Reflexion, die gewöhnlich einen relativ festen Prozentsatz der Lichtzufuhr zu dem optischen Teil des Kolorimeters und somit eines im wesentlichen direkten Referenzlichtstrahls von der Lichtquelle ausmacht. Die Reflexionsunter-

- 13 -

809818/0742

drückungsschaltung speichert ein elektrisches Kompensationssignal in Form eines Prozentsatzes des elektrischen Referenzsignals für jede Farbe, um unter der Steuerung einer Multiplexschaltung entsprechende elektrische Kompensationssignale für ein Kombinieren und gleichzeitiges Integrieren mit dem elektrischen Meßsignal abzugeben .

Die Multiplexschaltung ist mit einem Farbfilterrad synchronisiert, das zyklisch aufeinanderfolgend die entsprechenden Farbkomponenten der Meß- und Referenzlichtstrahlen filtert. Die Synchronisation erfolgt anfänglich zu Beginn des ersten vollständigen Zyklus und danach am Anfang der Messung einer jeden entsprechenden Farbkomponente des Meßlichtstrahls. Die Multiplexschaltung enthält auch einen internen Synchronisationsmechanismus, der direkt einem Taktoszillator und einem Ausgangszähler zugeordnet ist, welcher die digitalen Ausgangssignale für die Anzeige liefert, um die entsprechenden Betriebsvorgänge des Doppelneigung-Integrators zu steuern und sicherzustellen, daß alle Verstärkerschaltungen in dem Kolorimeter ständig unter gesteuerten Verstärkungsbedingungen gehalten werden. Dieses Merkmal verhindert das Anschließen eines Verstärkers beispielsweise in einem unbegrenzten Verstärkungszustand, was zu einer Sättigung und nachfolgend langsamen Erholung des Verstärkers und/oder der zugeordneten Schaltung führen kann; somit hält dieses Merkmal die Schaltung des Kolorimeters in ständiger Betriebsbereitschaft zum Ausmessen einer jeden Farbkompoiente.

Nach, der vorliegenden Erfindung wird demnach bei einem Tristimulus-Kolorimeter ein multiplexbetriebenes Doppelneigung-Integrator-Digitalvoltmeter benutzt, mit dem Meß- und Referenzlichtstrahlen verglichen werden, und zwar durch aufeinanderfolgendes Anlegen von elektrischen Meß- und Referenzsignalen, die für die zwei entsprechenden Lichtstrahlen bezeichnend sind, an die nichtinvertierenden und invertierenden Eingänge des Integratorverstärkers. Die Kompensationsschaltung sorgt für eine Kompensation der Kolorimeterausgangssignale in bezug auf Reflexionsfehler in dem optischen Teil des Kolorimeters, wobei eine solche Kompensation als Funktion

- 14 -

809818/0742

der Lichtintensität von der Kolorimeterlichtquelle gebildet wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird der Bereich vergrößert, über den ein Meßinstrument vom Vergleichstyp geeicht werden kann. Ferner werden die Nullpunkteinstellung eines solchen Meßinstruments erleichert und die Genauigkeit einer solchen Nullpegelanzeige verbessert. Bei dem Multiplexschaltungssystem werden gesteuerte Verstärkungsgrade entsprechender Verstärker vorgesehen. Ferner ergeben sich eine Erleichterung der Driftkorrektur und entsprechenden Eichung von Multiplexschaltungssystemen. Auch werden das Messen einer Farbe eines Objekts, wie eines Zahns oder dergleichen, und ein zweckmäßiges Darstellen der gemessenen Farbwerte erleichtert. Und schließlich wird die Meßgenauigkeit eines solchen Kolorimeters beibehalten, auch wenn die Lichtquelle desselben altert und die Lichtintensität abnimmt.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an einer zeichnerisch dargestellten beispielhaften Ausfuhrungsform näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einem Blockdiagramm ein verbessertes Tristimulus-Kolorimeter nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 - in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht den optischen Teil des Kolorimeters,

Figur 3 - in einem schematischen Diagramm, teilweise in Blockform, den Schaltungsaufbau des Kolorimeters, Figur 4 - in einer Karte bzw. Tabelle die Betriebsweise der Teile des Schaltungsaufbaues aus Figur 3 und

Figur 5 - in einer graphischen Darstellung die Betriebsweise des Doppelneigung-Integrators in dem Schaltungsaufbau aus Figur 3.

In den Zeichnungen, in denen ähnliche Hinweiszahlen einander entsprechende Teile bezeichnen, zeigt Figur 1 ein erfindungsgemäßes Tristimulus-Kolorimeter 1 vom Vergleichstyp. Das Kolorimeter 1 enthält einen optischen Teil 2, der Meß- und Referenzlichtstrahlen zu einem lichtempfindlichen Wandler oder Fühler 3 leitet. Die Meß- und Referenzlichtstrahlen werden zyklisch nacheinander auf ihre roten, grünen und blauen Farbkomponenten gefiltert. Der Wand-

- 15 -

809818/0742

ler oder Fühler 3 erzeugt entsprechende elektrische Meß- und Referenzsignale, die die Intensität des auftreffenden Lichts einer jeden Farbkomponente angeben. Diese elektrischen Signale werden in einer Meßschaltung 4 gemessen, die elektrische Ausgabesignale erzeugt, und zwar für eine Anzeige als entsprechende Rot-, Grün- und Blau-Farbwerte in digitaler Form an einer Ausgabeanzeige 5.

Die Meßschaltung 4 arbeitet im Multiplexbetrieb, um eine wirksame Ausnutzung ihrer zahlreichen Teile und eine große Genauigkeit zu erzielen, indem die elektrischen Signale, die als die Rot-, Grün- und Blau-Komponenten des Meß- und Referenzlichts gemessen sind, im wesentlichen dieselben Schaltungskanäle durchlaufen. Darüberhinaus enthält die im Multiplex betriebene Meßschaltung einen modifizierten Doppelneigung-Integratortyp eines Digitalvoltmeters, das das elektrische Meßsignal für jede Farbe mit dem entsprechenden Referenzsignal für jede Farbe vergleicht und entsprechende elektrische Ausgangssignale erzeugt, die für die Vergleichsvorgänge und somit für die relativen Intensitäten der Farbkomponenten des Meßlichtstrahls zu den Farbkomponenten des Referenzlichtstrahls /sind. Die von dem genannten Digitalvoltmeter erzeugten elektrischen Ausgangssignale werden vorzugsweise an der Ausgabeanzeige 5 angezeigt, wie es bereits erwähnt wurde, oder sie können alternativ zu anderen Schaltungen geleitet werden, um auf die gemessenen Farben bezogene Prozeßsteuerungsfunktionen oder dergleichen durchzuführen. ^x/bezeichnend

In der Meßschaltung 4 sorgt eine automatische Nullpunkteinstellungsschaltung 6, die detaillierter in der US-Patentanmeldung Ser.No. 698 143 beschrieben ist, für eine Nullpunkteinstellung der elektrischen Ausgangsgröße des Fühlers 3, um den Effekt von Dunkelströmen und dergleichen zu eliminieren. Von der Schaltung werden dann die elektrischen Meß- und Referenzsignale zu einem Verstärker 7 durchgelassen. Ein Eichschaltungsteil 8 und eine Einmaleinstellung-Eichschaltung (single adjustment calibration circuit) 9, die detaillierter in der US-Patentanmeldung Ser.No. 696 787 beschrieben ist, sind dem Verstärker 7 zugeordnet, um dessen Verstärkungsgrad zu verändern und somit die entsprechenden

- 16 -

809818/0742

elektrischen Meß- und Referenzsignale in bezug auf diejenigen Sig nale zu normieren, die erzeugt werden, wenn ein Objekt bekannter Farbeigenschaften von dem Kolorimeter 1 überprüft bzw. ausgemessen wird. Die Bezeichnungsweise 'geeichte Signale' umfaßt auch solche normierten Signale. Ein Teilerschalter 1o leitet das elektrische Meßsignal nach der Eichung zu einem nichtinvertierenden Eingang eines Integrators 11 für eine Integration in einer Polaritätsrichtung und anschließend das elektrische Referenzsignal nach dem Eichen zu einem invertierenden Eingang des Integrators für eine Integration in einer relativ entgegengesetzten Polaritätsrichtung. Der Integrator 11 sorgt dementsprechend für eine Integration des elektrischen Meßsignals über eine vorbestimmte Dauer, nach Ablauf derer das elektrische Ausgangssignal des Integrators einen gegebenen Signalpegel erreicht; die nachfolgende Integration des elektrischen Referenzsignals erfolgt von diesem gegebenen Signalpegel ausgehend und führt dazu, daß das elektrische Integratorausgangssignal schließlich auf einen vorbestimmten Signalpegel zurückkehrt.Das Erreichen des letztgenannten Pegels wird von einem Komparator 12 erfaßt, der dann ein kurzes Triggeroder Steuersignal für den nachfolgenden Zweck erzeugt.

Während der Integration des elektrischen Referenzsignals werden von einem Taktoszillator 13 erzeugte elektrische Impulse von einem herkömmlichen Dekadenzähler 14 gezählt. Das von dem Komparator 12 erzeugte Triggersignal veranlaßt eine Dekoderausgangslogik 15 dazu, kurzzeitig eine der drei Rot-, Grün- oder Blau-Verriegelungs- bzw. -Speicherschaltungen 16r, 16g, 16b in der Ausgabeanzeige 5 zu öffnen, und zwar in Abhängigkeit von der dann durch den Fühler 3 erfaßten jeweiligen Farbkomponente, um den dann an dem Dekadenzähler 14 anstehenden momentanen Zählwert aufzunehmen und zu speichern. Die geöffnete Speicherschaltung wird dann sofort geschlossen bzw. gesperrt, und der eingegebene Zählwert wird gespeichert und einer der entsprechenden optischen Rot-, Grün- oder Blau-Anzeigen 17r, 17g, 17b in der Ausgabeanzeige 5 zugeführt. Eine detailliertere Beschreibung dieses Anzeigemechanismus ergibt sich aus der US-Patentanmeldung Ser.No. 499 479.

- 17 -

809818/0742

Eine Reflexionskompensationsschaltung 18 speichert elektrische Kompensationssignale und liefert ein solches Signal an den nichtinvertierenden Eingang des Integrators 11, wenn dieser das elektrische Meßsignal einer durch den Fühler 3 erfaßten entsprechenden Farbkomponente integriert. Das elektrische Kompensationssignal wird somit während der Integration mit dem elektrischen Meßsignal, das gewöhnlich infolge einer internen Reflexion in dem optischen Teil 2 künstlich vergrößert ist, für noch detaillierter zu beschreibende interne Reflexionskompensationszwecke kombiniert, Jedes der gespeicherten elektrischen Kompensationssignale, jeweils eines für jede von dem Fühler 3 gemessene Farbe, ist als ein Prozentsatz des elektrischen Referenzsignals abgeleitet, welches während der Erfassung des Referenzlichtstrahls für diese Farbe erzeugt wird. Die Art der Bestimmung der Größe eines jeden derartigen Prozentsatzes wird nachfolgend beschrieben.

Die primäre Steuerung der multiplexbetriebenen Schaltungen 2o wird durch eine Zählersteuerschaltung 21 gebildet, die von einem Rücksetzsynchronisationsteil 22 zu Beginn einer durch den Fühler 3 erfolgenden Erfassung einer neuen Farbkomponente zurückgesetzt wird. Die Zählersteuerschaltung 21 steuert direkt den Integrator 11 für Integrations-, Halte- sowie Entladevorgänge und den Taktoszillator 13 zum Ein- und Ausschalten desselben. Ferner spricht eine Dekoderlogikschaltung 23 auf die Steuersignale von der Zählersteuerschaltung 21 an, um eine Zeitmultiplex- und Funktionssteuerung sowie einen Betrieb der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6, des Eichschaltungsteils 8, des Teilerschalters 1o und der Reflexionskompensationsschaltung 18 zu bewirken. Ein Farbsteuerungszähler 24 leitet auch zu der Dekoderlogikschaltung 23 und zu der Dekoderausgangslogik 15 Farbsteuerungssignale, die für die jeweilige Farbe des dann von dem Fühler 3 erfaßten Lichts bezeichnend sind. Wenn das Kolorimeter 1 anfänglich für eine Anwendung eingeschaltet wird, erfaßt ein Farbfolgesynchronisationsteil 25 den Beginn eines Zyklus einer sequentiellen Filterung der ¹AeB- und Referenzlichtstrahlen in dem optischen Teil 2 auf die Rot-, Grün- und Blau-Komponenten, um dem Farbsteuerungszähler 24 ein synchronisierendes Eingangssignal zuzuleiten, welches den

- 18 -

809818/0742

letzteren zurücksetzt, so daß die Farbsteuerungssignale in passender Weise zu jeder Zeit für den von dem Fühler 3 erfaßten Farblichtstrahl bezeichnend sind. Nach dieser anfänglichen Synchronisation des Farbsteuerungszählers 24 wird eine fortgesetzte Synchronisation durch die ZählerSteuerschaltung 21 beibehalten, die automatisch von dem Dekadenzähler 14 wie auch durch den Farbwechsel-Rücksetzsynchronisationsteil 22 gesteuert wird.

In Figur 2 sind die Elemente des optischen Teils 2 des Kolorimeters 1 dargestellt. Diese Elemente und ihre Betriebsweise sind detailliert in der US-Patentanmeldung Ser.No. 721 1o7 beschrieben. Eine Lichtquelle 3o mit einer in einem Gehäuse 32 angebrachten herkömmlichen lichterzeugenden Lampe 31 liefert Licht an Meß- und Referenzlichtleiter 33, 34. Die Lichtleiter sind vorzugsweise flexibel und können beispielsweise entweder vom massiven Typ oder vom Fasertyp sein. Darüberhinaus ist der Meßlichtleiter 33 vorzugsweise vom gegabelten Typ. Er enthält einen Einfallichtabschnitt 331, der einfallendes Licht auf ein Objekt 35 leitet, wie einen Zahn zum Beleuchten bzw. Bestrahlen desselben, und einen Reflexionslichtabschnitt 33R, der von dem Objekt reflektiertes Licht empfängt und dieses als Meßlichtstrahl in ein Farbdetektorgehäuse 36 leitet.

Ein Farbfilterrad 37 in dem Gehäuse 36 hat an winkelmäßig verlagerten Stellen Rot-, Grün- und Blau-Farbfilter 38r, 38g sowie 38b, um jedes der Farbfilter in zyklisch sequentieller Weise so anzuordnen, daß zuerst der Meßlichtstrahl 39 von dem Lichtleiter 33R und dann der schematisch bei 4o dargestellte Referenzlichtstrahl von dem Lichtleiter 34 gefiltert werden. Im übrigen unterbricht das Farbfilterrad 37 die Meß- und Referenzlichtstrahlen. Gemäß der Darstellung wird die Farbkomponente des beispielsweise durch das Rot-Farbfilter 38r geleiteten Meßlichts mittels einer ersten Linse 41 einer Kollimation unterworfen, und das kollimierte Licht wird dann mittels einer zweiten Linse 42 auf den Fühler bzw. Sensor 3 konzentriert, der beispielsweise ein herkömmlicher lichtempfindlicher Transistor sein kanni Der Fühler 3 erzeugt dann sein elektrisches Meßsignal, das für die Intensität des auftref-

- 19 -

809818/0742

fenden Lichts bezeichnend ist. Zu dieser Zeit ist der Referenzlichtstrahl 4o durch das Farbfilterrad 37 abgeblockt. Wenn sich danach das Farbfilterrad 37 beispielsweise in Uhrzeigerrichtung relativ zu der Darstellung aus Figur 2 gedreht hat, blockiert das Farbfilterrad den Meßlichtstrahl 39, und das Rot-Farbfilter 38r leitet die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls 4o zu einer Blende (aperture plate) 43. Der von der Blende durchgelassene Teil des Referenzlichtstrahls wird mittels eines Prismas zu der zweiten Linse 42 geleitet, die den Referenzlichtstrahl auf den Fühler 3 konzentriert bzw. bündelt, wodurch dieser dazu veranlaßt wird, sein elektrisches Referenzsignal zu erzeugen, welches für die Intensität der roten Farbkomponente des auftreffenden Referenzlichtstrahls bezeichnend ist. Das Farbfilterrad 37 arbeitet in ähnlicher Weise, um die grünen und blauen Farbkomponenten der Meß- und Referenzlichtstrahlen durchzulassen. Ein Infrarotfilter 45 ist in dem Gehäuse 36 angeordnet, um Infrarotlicht oder Strahlung auszufiltern, das bzw. die von den Referenz- und Meßlichtstrahlen durch die entsprechenden Farbfilter 38r, 38g, 38b übertragen werden könnte.

Eine Lichtmenge von der Lichtquelle 3o wird auch von einem Paar von Synchronisationslichtleitern 46, 47 empfangen, die das aufgenommene Licht zu dem Farbdetektorgehäuse 36 leiten. Der Lichtleiter 46 leitet einen Farbfolgesynchronisierungslichtstrahl 25L zu dem Farbfilterrad 37. Wenn eine darin ausgebildete öffnung 48 mit dem Lichtleiter 46 ausgerichtet ist, und zwar kurz vor dem positionsmäßigen Ausrichten des Rot-Farbfilters 38r zum Filtern des Meßlichtstrahls 39, was dem Beginn eines Rotations- und Filterzyklus des Farbfilterrades entspricht, wird der Lichtstrahl 25L zu einem Lichtsensor 49 geleitet. Dieser ist an den Farbfolgesynchronisationsteil 25 der Meßschaltung 4 aus den Figuren 1 und 3 angekoppelt und erzeugt dann ein elektrisches Signal, um den Farbsteuerungszähler 24 in Betriebsbereitschaft zum Steuern der Meßschaltung 4 für ein Messen des roten Lichts zurückzusetzen.

Ferner sind in dem Farbfilterrad 37 winkelmäßig verlagert drei zusätzliche öffnungen 5or, 5og, 5ob angeordnet, die dazu dienen,

- 2o -

809818/0742

einen Farbwechselrücksetzung-Synchronisierungslichtstrahl 22L von dem zweiten Synchronisationslichtleiter 47 zu einem zusätzlichen Lichtsensor 51 immer dann zu leiten, wenn ein entsprechendes Farbfilter, wie gemäß der Darstellung das Farbfilter 38r, mit dem Meßlichtstrahl ausgerichtet ist. Der zusätzliche Lichtsensor 51 ist an den Farbwechsel-Rücksetzungssynchronisationsteil 22 der Meßschaltung 4 angekoppelt. Er erzeugt beim Empfangen eines Lichteingangssignals ein elektrisches Ausgangssignal für den Farbwechsel-Rücksetzungssynchronisationsteil, der dann der Zählersteuerschaltung 21 anzeigt, daß die Messung des elektrischen Meßsignals von dem Fühler 3 beginnen sollte, wobei entsprechend die Zählersteuerschaltung zurückgesetzt wird. Da der Farbsteuerung s zäh ler in der beschriebenen Weise anfänglich bereits durch den Farbfolgesynchronisierungslichtstrahl 25L gesetzt wurde, ist die Meßschaltung 4 nunmehr bereit, rotes Licht zu messen, das heißt einen Vergleich der roten Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 mit derjenigen des Referenzlichtstrahls 4o durchzuführen, und die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Durchführung einer solchen Messung. Die Meßschaltung 4 arbeitet auch in ähnlicher Weise, um grünes und blaues Licht auszumessen, wie es noch kurz erläutert wird.

In der Meßschaltung 4 werden die verschiedenen multiplexbetriebenen Schaltungen 2o angewendet, um einerseits eine wirkungsvolle Ausnutzung der verschiedenen Schaltungselemente zu erzielen und um andererseits eine große Genauigkeit der mit der Meßschaltung durchgeführten Messungen sicherzustellen. Insbesondere wird ein einziger Fühler 3 zum Erfassen der Meß- und der Referenzlichtstrahlen benutzt, wodurch mögliche Veränderungen bzw. Schwankungen zwischen mehreren Fühlern ausgeschaltet werden. Darüberhinaus durchlaufen die elektrischen Meß- und Referenzsignale exakt dieselben Schaltungen bis zum Integrator, wo der Vergleich erfolgt, so daß ein differentielles bzw. verschiedenartiges Driften und dergleichen zwischen Schaltungselementen bisher benutzter separater Meß- und Referenzschaltungen ausgeschaltet werden. Beide elektrischen Meß- und Referenzsignale durchlaufen dieselben Schaltungen der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6

- 21 -

809818/0742

und werden in derselben Weise vom Verstärker 7 verstärkt, obgleich dieser selektiv von dem multiplexbetriebenen Eichschaltungsteil 8 auf verschiedene Verstärkungsgrade eingestellt wird; die elektrischen Meß- und Referenzsignale werden nach dem Eichen von dem Teilerschalter 1o direkt an die entsprechenden nichtinvertierenden und invertierenden Eingänge des Integrators 11 abgegeben. Indem somit ständig dafür gesorgt wird, daß die elektrischen Meß- und Referenzsignale genau die Intensitäten der nacheinander auf den Fühler 3 auftreffenden Meß- und Referenzlichtstrahlen einer jeden Farbe wiedergeben, repräsentieren die gewöhnlich in der Anzeige 17 dargestellten digitalen Werte genau die Intensitäten der Farbkomponenten des Meßlichtstrahls.

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung wiederholen sich in der Meßschaltung 4 Elemente, die mit Zusätzen r, g oder b entsprechend den roten, grünen und blauen Komponenten bezeichnet sind. Es ist jeweils ein solches Element für jede gewöhnlich gemessene Farbe vorhanden, und die Betriebsweise dieser Elemente der verschiedenen Gruppen ist übereinstimmend. Ferner betreffen die Bezeichnungen 'elektrisches Rot-Meßsignal¹ und 'elektrisches Rot-Referenzsignal¹ diejenigen elektrischen Signale, die von dem Fühler erzeugt und nachfolgend geeicht oder verstärkt werden, wenn die rote Farbkomponente der Meß- und Referenzlichtstrahlen auftrifft; ähnliche Bedeutungen gelten für die elektrischen Grün- und Blau-Meß- und Referenzsignale.

In Figur 3 ist die Meßschaltung 4 detailliert dargestellt. Den verschiedenen positiven Versorgungsanschlüssen 16 werden beispielsweise von einer nicht dargestellten Versorgungsquelle 12 Volt Gleichspannung zugeführt; die verschiedenen internen Schaltungsmasseanschlüsse 61 zeigen eine Verbindung mit derselben Versorgungsquelle auf einem relativ zu den Anschlüssen 16 befindlichen Massepotential; die Chassismasseanschlüsse 62 sind mit dem Chassis bzw. Gehäuse und der externen Masse des Kolorimeterinstruments verbunden. Gewöhnlich wird das relative Potential der internen Schaltungsmasseanschlüsse 61 etwas höher als dasjenige der Chassismasseanschlüsse gehalten, um passende Potentialdiffe-

- 22 -

809818/0742

renzen an entsprechenden Schalungselementen für einen angemessenen Betrieb derselben sicherzustellen. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß die Chassismasseanschlüsse 62 auf Nullpotential liegen und die positiven Versorgungsanschlüsse 6o eine Spannung von 12 Volt erhalten, können die internen Schaltungsmasseanschlüsse 61 eine Spannung von 5 Volt haben. Im Bedarfsfall können jedoch die Schaltungen und/oder Betriebsparameter derselben modifiziert werden, so daß die Anschlüsse 61 sowie 62 miteinander gekoppelt und auf einem gemeinsamen Massepotential gehalten werden.

Wenn der Farbfolgesynchronisierungslichtstrahl 25L durch das Farbfilterrad 37 aus Figur 2 gelangt und auf den Lichtsensor 49 auftrifft, veranlaßt dieser einen Verstärker 63 in dem Farbfolgesynchronisationsteil 25 zum Erzeugen eines kurzen positiven Signals an seiner Ausgangsleitung 64. Dieses Signal wird zu den Rücksetzeingängen eines JK Flipflops 65 des Farbsteuerungszählers 24 geleitet, um eine anfängliche Synchronisation desselben vorzunehmen. Das JK Flipflop 65 hat zwei Stufen mit den vier dargestellten Ausgängen Q.., Q.., Q₂ und Q^. Beide Stufen des Flipflops 65 empfangen über eine Leitung 66 in periodischer Weise ein Taktsteuerungssignal von der Zählersteuerschaltung 21. Dieses Signal führt zu einem aufeinanderfolgenden Zählvorgang durch das Flipflop 65, nachdem dieses anfänglich durch den Farbfolgesynchronisationsteil 25 gesetzt worden ist. Die zwei Stufen des Flipflops 65 sind gemäß Darstellung miteinander verbunden, um erste, zweite und dritte Zählzustände zu bilden, bei denen jeweils die vier oben genannten Ausgänge des Flipflops in spezifischer Weise relativ hohe bzw. logische 1 Signale von beispielsweise etwa 12 Volt Gleichspannung oder relativ niedrige bzw. logische ο Signale von beispielsweise null Volt annehmen. Die nachfolgende Tabelle I zeigt die logischen Signale an den vier Flipflopausgängen für die drei Zählbedingungen des Flipflops.

Tabelle I

Ausgang	Zählzustand	^Q1	^Q1	Q₂	Q₂	- 23 -
Erster	Zählζustand	O	1	O	1
Zweiter	Zählzustand	1	O	O	1
Dritter		1	O	1	O

8098 18/0742

Beim anfänglichen Setzen durch den Farbfolgesynchronisationsteil 25 nimmt das Flipflop 65 den ersten Zählzustand an, der in der bevorzugten Ausführungsform anzeigt, daß das rote Licht die von dem Fühler 3 zu erfassende und von der Meßschaltung 4 auszumessende nächste Farbe ist. Das nächste Taktsteuerungssignal von der Zählersteuerschaltung 21 bringt das Flipflop 65 in seinen zweiten Zählzustand, der angibt, daß anschließend das grüne Licht zu erfassen sowie auszumessen ist. Das dann folgende Taktsteuerungssignal bringt das Flipflop in den dritten Zählzustand, der entsprechend für das blaue Licht bezeichnend ist. Das folgende Taktsteuerungssignal, welches normalerweise auftritt, bevor der Farbfolgesynchronisationsteil 25 einen Impuls an der Leitung 64 erzeugt, bringt das Flipflop 65 wieder in den ersten Zählzustand; deshalb bleibt der Farbsteuerungszähler nach dem anfänglichen Setzen durch den Farbfolgesynchronisationsteil automatisch mit dem Farbfilterrad synchronisiert, und zwar über die Taktsteuerungssignale von der Zählersteuerschaltung.

Nach dem anfänglichen Setzen in den ersten Zählzustand erzeugt das Flipflop 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 an Logikleitungen 67, 68, 69 sowie 7o entsprechend logische o, 1, o, 1 Signale. Kurz danach dreht das Farbfilterrad 37 die öffnung 48 aus dem Pfad des Farbfolgesynchronisierungslichtstrahls 25L und die öffnung 5or in eine Ausrichtung mit dem Farbwechselrücksetzung-Synchronisierungslichtstrahl 22L. Dieser gelangt zu dem zusätzlichen Lichtsensor 51, der einen Verstärker 71 in dem Farbwechsel-Rücksetzsynchronisationsteil 22 kurzzeitig zum Erzeugen eines Rücksetzimpulses an einer Leitung 72 zum Rücksetzen der Zählersteuerschaltung 21 veranlaßt. Dieser RücksetzVorgang erfolgt vorzugsweise dann, wenn die von dem Farbfilter 38r gefilterte rote Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 auf den Fühler 3 auftrifft.

Die Zählersteuerschaltung 21 kann eine herkömmliche Dekadenzählerschal tung sein, die durch den ihrem Rücksetzeingang 21R zugeführten Rücksetzimpuls in einen Null-Zählzustand zurückgesetzt wird. Die Zählersteuerschaltung hat fünf Ausgänge, die entsprechend angeschlossen sind, um Steuerleitungen 73 bis 77 logische ο und Io-

- 24 -

809818/0742

gische 1 Signale zuzuführen, und zwar in Abhängigkeit von dem Zählzustand der Zählersteuerschaltung. In ihrem nullten Zählzustand gelangen von der Zählersteuerschaltung 21 ein logisches 1 Signal an die Steuerleitung 73 und logische ο Signale an die anderen Steuerleitungen. In den zweiten, dritten, vierten und fünften Zählzuständen werden von der Zählersteuerschaltung logische 1 Signale entsprechend an die Steuerleitungen 74 bis 77 angelegt, wobei jeweils den übrigen Steuerleitungen logische ο Signale zugeführt werden. Die Zählersteuerschaltung 21 hat einen ersten Zählzustand, bei dem alle Steuerleitungen 73 bis 77 logische ο Signale empfangen.

Nach dem Zurücksetzen erzeugt die Zählersteuerschaltung bzw. das Zählersteuerglied 21 ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 73. Dieses Signal wird von einem invertierenden Verstärker 78 in der Dekoderlogikschaltung 23 invertiert, so daß ein logisches ο Signal zu einem elektronischen Schalter 79 gelangt. Dieser kann wie auch die anderen beschriebenen elektronischen Schalter ein herkömmlicher transistorisierter bilat>-eraler bzw. zweiseitiger Torschalter oder dergleichen sein, der durch das logische ο Signal geöffnet wird. Das logische 1 Signal an der Steuerleitung 73 wird auch mehreren jeweils mit drei Eingängen versehenen Und-Toren 8or, 8og, 8ob in der Dekoderlogikschaltung 23 zugeleitet, um beispielsweise eine Diode 81r in Sperrichtung vorzuspannen. Da sich das Flipflop 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 in seinem ersten Zählzustand befindet, sorgen logische 1 Signale an den Logikleitungen 68 und 7o auch für ein in Sperrichtung erfolgendes Vorspannen der Dioden 82r, 83r. Somit wird ein relativ hohes bzw. logisches 1 Signal am Steuereingang 84r eines elektronischen Schalters 85r gebildet, so daß dieser geschlossen wird, um den Rot-Eichschaltungskanal 86r in die Rückkopplungs- bzw. Rückführungsverbindung des Verstärkers 7 einzuschalten.

Das in Abhängigkeit von der Rotkomponente des auftreffenden Meßlichtstrahls von dem Fühler 3 erzeugte elektrische Meßsignal gelangt zu dem nichtinvertierenden Eingang 87 eines Vorverstärkers 88. Dieser hat ein Grobeichungs- oder Trimmpotentiometer 89, das

- 25 -

809818/0742

in die Rückführung eingeschaltet ist, um den Verstärkungsgrad zu steuern, damit die verschiedenen Elemente der Meßschaltung 4 in ihren normalen Arbeitsbereichen arbeiten und ein optimaler Rauschabstand erzielt wird. Zu diesem Zeitpunkt hält das logische ο Signal an der Steuerleitung 76 einen elektronischen Schalter 9o in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6 geöffnet, so daß das vorverstärkte elektrische Meßsignal über einen Kondensator 91 in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung an den nichtinvertierenden Eingang 92 des Verstärkers 7 zum Zwecke einer weiteren Verstärkung angekoppelt wird. Der Vorverstärker 88 und der Hauptverstärker 7 sind vorzugsweise Operationsverstärker mit großer Eingangsimpedanz, um optimale Signaltrennungs- und -verstärkungssteuerungsverhältnisse zu erzielen.

Der Rot-Eichschaltungskanal 86r, der nunmehr durch die Zählersteuerschaltung 21 und den Farbsteuerungszähler 24 über die Dekoderlogikschaltung 23 mit Hilfe eines Schließvorgangs des elektronischen Schalters 85r an den Verstärker 7 angekoppelt ist, enthält ein Spannungsteiler-Impedanznetzwerk 93r, welches einstellbar ist, um im angeschlossenen Zustand eine Grundverstärkung des Verstärkers 7 herzustellen, und ein Potentiometer 94r, welches einstellbar ist, um einen Bereich einer zulässigen Änderung der Grundverstärkung herzustellen. Der elektronische Schalter 85r koppelt den Rot-Eichschaltungskanal 86r zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang 95 des Verstärkers 7.

Die Einmaleinstellung-Eichschaltung 9 enthält eine Reihenschaltung aus einem Potentiometer 96 und einem Widerstand 97. Die Reihenschaltung hat eine sehr viel größere kombinierte Impedanz als die Impedanz des Spannungsteilers 93r und ist ebenfalls an den invertierenden Eingang 95 angeschlossen. Die kombinierte Impedanz ist auch größer als die Impedanz eines jeden Spannungsteilers 93g, 93b in den Grün- und Blau-Eichschaltungskanälen 86g, 86b. Deshalb bestimmt die Einstellung des Potentiometers 96 den Prozentsatz der Bereiche einer zulässigen Änderung der Grundverstärkungen für jeden Eichschaltungskanal, um den die Grundverstärkungen tatsächlich geändert werden. Die von dem Fühler erzeugten

- 26 -

809818/0742

Signale können für jede erfaßte Farbe uin unterschiedliche Werte driften, beispielsweise infolge einer Alterung, infolge von Temperaturänderungen oder dergleichen. Der Hauptzweck der Einmaleinstellung-Eichschaltung besteht darin, die Verstärkung des Verstärkers 7 gleichzeitig für ein solches Driften zu kompensieren.

Die Grundverstärkung des Verstärkers wird bei angekoppelter Rot-Eichschaltung 86r gewöhnlich experimentell bestimmt, und zwar durch optisches überprüfen und Ausmessen eines Referenz- bzw. Bezugsobjekts 35 bekannter Rot-Farbeigenschaften und durch Einstellen des Spannungsteilers 93r, bis passende Rot-Farbwerte von der Rot-Anzeige 17r dargestellt werden, während das Bereichseinstellungspotentiometer 94r und das Einmaleinstellungspotentiometer 96 im Sinne minimaler und maximaler Impedanzen verstellt werden. Die Grün- und Blau-Eichschaltungen 86g, 86b werden in ähnlicher Weise eingestellt. Nachdem die Meßschaltung 4 weitgehend vollständig gealtert oder ermüdet ist, werden später das Einmaleinsteilungspotentiometer im Sinne einer minimalen Impedanz verstellt und die entsprechenden Bereichseinstellungspotentiometer während der überprüfung des Bezugsobjekts so eingestellt, daß die entsprechenden dargestellten Farbwerte zu den ursprünglichen Werten zurückgebracht werden. Wenn bei der nachfolgenden Verwendung des Kolorimeters 1 ein Driften auftritt, ist gewöhnlich nur ein Einstellen des Einmaleinstellungspotentiometers 96 erforderlich, um den Verstärker gleichzeitig für verschiedene Driftgrößen in bezug auf jede gemessene Farbe zu korrigieren.

Das elektrische Meßsignal wird somit von dem Verstärker 7 verstärkt, dessen Verstärkungsgrad durch die Impedanz des Rot-Eichschaltungskanals 86r und der Einmaleinstellung-Eichschaltung 9 festgesetzt ist, um an einer Leitung 98 ein verstärktes Signal zu bilden.

Das an der Steuerleitung 73 anstehende logische 1 Signal wird gleichzeitig zu dem Teilerschalter 1o geleitet, um einen elektronischen Schalter 1ooU zu schließen, welcher das geeichte elektrische Meßsignal an der Leitung 98 an den nichtinvertierenden Ein-

- 27 -

809818/0742

gang 1o1 eines Verstärkers 1o2 des Integrators 11 ankoppelt. Dieser enthält einen Integrationskondensator 1o3, welcher zwischen den Verstärkerausgang 1o4 und den invertierenden Eingang 1o5 geschaltet ist. Der Verstärker 1o2 hat auch eine Versetzungsschaltung (offset circuit) zum Einstellen in herkönunlicher Weise. Ein elektronischer Schalter 1o6, der die vom invertierenden Eingang 1o5 abgelegene Seite eines Integrationswiderstandes 1o7 mit dem internen Masseanschluß 61 koppelt, und ein elektronischer Schalter 1o8 in der Reflexionskompensationsschaltung 18 empfangen auch das logische 1 Signal an der Steuerleitung 73, um somit geschlossen zu werden.

Da die Logikleitungen 68 und 7o zu dieser Zeit logische 1 Signalpegel führen, sind Dioden 1o9r, 11 or eines mit zwei Eingängen versehenen Und-Tors 111r in der Dekoderausgangslogik 15 in Sperrrichtung vorgespannt, so daß das positive Signal am Versorgungsanschluß 6o ein logisches 1 Signal an einer Leitung 112r erzeugt, um einen elektronischen Schalter 113r in der Reflexionskompensationsschaltung 18 zu schließen. Da der elektronische Schalter 1o8 geschlossen ist, gelangt auch ein in einem Speicherkondensator 114r der Reflexionskompensationsschaltung 18 gespeichertes elektrisches Rot-Kompensationssignal zu dem nichtinvertierenden Eingang 1o5 des Integrators 11 für eine gleichzeitige Integration mit dem elektrischen Rot-Meßsignal. Das elektrische Rot-Kompensationssignal wird in dem Kondensator 114r gespeichert, und zwar gewöhnlich während des zum vorherigen Zyklus gehörigen Meßteils des roten Lichts, wie es noch näher beschrieben wird. Das gespeicherte elektrische Rot-Kompensationssignal ist ein Prozentatz des elektrischen Rot-Referenzsignals an der Leitung 98, nach ier Eichung, und ein einstellbarer Spannungsteiler 115r bestimmt diesen Prozentsatz. Ein eine große Impedanz aufweisender Verstärker 116, der mit einer Rückkopplungsschleife für einen Verstärtungsgrad 1 versehen ist, sorgt für eine Signaltrennung zum Vertieiden einer Belastung des Speicherkondensators 114r und liefert ias elektrische Rot-Kompensationssignal über den geschlossenen slektronischen Schalter 1o8 sowie einen Widerstand 118 an den lichtinvertierenden Eingang 1o5 des Integrators 11.

- 28 -

809818/0742

Somit wird eine gleichzeitige Integration des elektrischen Rot-Meßsignals an der Leitung 98, nach der Eichung, und des elektrischen Rot-Kompensationssignals begonnen sowie über eine vorbestimmte Dauer fortgesetzt, was wie folgt bewerkstelligt wird. Das von der Zählersteuerschaltung 21 an der Steuerleitung 77 erscheinende logische ο Signal wird von einem invertierenden Verstärker 119 verstärkt und einem Steuereingang 12o des Taktoszillators 13 zugeführt, welcher einschaltet und zum Starten der vorbestimmten Zeitdauer elektrische Impulse an einer Taktausgangsleitung 121 erzeugt. Die elektrischen Impulse an der Leitung 121 werden über einen Transistorausgang 122 zum Eingang des Dekadenzählers 14 geleitet, der die Anzahl der empfangenen elektrischen Impulse zählt. Bei der bevorzugten Ausführungsform zählt der Dekadenzähler 14 von Null bis zu einer vorbestimmten maximalen Zählung von 499, um sich dann automatisch selbst zurückzusetzen und um mit der Zählung der nächsten 499 Impulse zu beginnen, was beispielhaft ist und in herkömmlicher Weise erfolgt. Wenn der Zähler die Vierhunderterwerte zählt, das heißt wenn die Hunderter Dekade auf vier gesprungen ist, wird ein hierfür bezeichnendes Signal von dem Dekadenzähler in herkömmlicher Weise an einer Leitung 123 erzeugt. Ein solches Zählersignal, das relativ positiv ist, wird zum Verstärken zu dem Emitter eines Transistors 124 geleitet, der normalerweise von einer Basisvorspannungsschaltung 125 in den leitenden Zustand vorgespannt ist. Das Zählersignal unterbricht den leitenden Zustand des Transistors, so daß ein positives Taktsignal an einer zum Takteingang 21C der Zählersteuerschaltung 21 führenden Leitung 237 erzeugt wird, und zwar so lange, wie der Dekadenzähler die Vierhunderterwerte zählt, also über ein Fünftel seines gesamten Zählzyklus. Die positive Vorderflanke eines solchen Taktsignals veranlaßt die Zählersteuerschaltung 21 zu einem Umschalten in den nächsten Zählzustand. Mit dem Umschalten vom nullten in den ersten Zählzustand beendet die Zählersteuerschaltung die erwähnte vorbestimmte Zeitdauer, obwohl der Dekadenzähler 14 noch zählt.

Der obige Betriebsablauf ist teilweise in der Darstellung aus Figur 4 zusammengefaßt, die zum Zeitpunkt t beginnt. Dementspre-

- 29 -

809818/0742

chend sorgt zum Zeitpunkt t die Vorderflanke 128 eines Farbrücksetzimpulses 129, der an der Leitung 72 zwischen dem Farbwechsel-Rücksetzsynchronisationsteil 22 und dem Rücksetzeingang 21R der Zählersteuerschaltung 21 erscheint, für ein Rücksetzen der letzteren; die Zählersteuerschaltung wird somit in ihren nullten Zählzustand gebracht, wie es durch einen Block 13o dargestellt ist. Der Taktoszillator 13 und der Dekadenzähler 14 laufen bzw. befinden sich in Betrieb, wie es durch einen Block 131 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t hat jedoch der Dekadenzähler 14 den Zählwert 4oo, wie es noch beschrieben wird, und während der vorbestimmten Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t und t₁ zählt der Dekadenzähler von 4o1 durch 499, um sich dann selbst auf Null zurückzusetzen und zum Zeitpunkt t₁ wiederum mit einer Zählung bis 4oo zu beginnen; die vorbestimmte Zeitdauer ist beendet. Zum Zeitpunkt t_Q ist der elektronische Schalter 9o offen, so daß die automatische Nullpunkteinstellungsschaltung 6 außer Betrieb gesetzt ist, wie es durch eine Linie 132 in Figur 4 dargestellt ist; der Meßlichtstrahl 39 aus Figur 2 trifft auf den Fühler 3 auf, wie es durch den Block 133 dargestellt ist; und der Integrator 11 integriert das elektrische Meßsignal nach der Eichung und gleichzeitig das elektrische Kompensationssignal von der Reflexionskompensationsschaltung 18, wie es durch einen Block 134 dargestellt ist.

In der graphischen Darstellung aus Figur 5 ist die elektrische Ausgangsgröße, als ein integrierter Spannungspegel V , des Integrators 11 während des Betriebes desselben aufgezeigt. Die Zeiten t_Q, t.j , t₂ und t₃ entsprechen den gleichlautenden Zeitpunkten aus Figur 4. Die Zeiten t_CQ, t_cl, t_c2 und t_c3 geben die relativen Zeitpunkte wieder, bei denen sich der Dekadenzähler 14 in einem Null-Zählzustand befindet. Wenn der Dekadenzähler 14 insgesamt 5oo Zählungen durchführt, das heißt von ο bis 499 zählt, und wenn der Zählwert an dem Dekadenzähler zu Beginn jeder Zeitdauer an den Zeitpunkten t_Q, t^ usw. 4oo beträgt, dann erscheint der Null-Zählwert am Dekadenzähler nach einem Fünftel einer jeden Zeitdauer, wie es in Figur 5 dargestellt ist. In der Graphik aus Figur 5 repräsentiert eine durchgezogene Linie 135 den Wert des

- 3o -

809818/0742

- 3ο -

elektrischen Ausgangsspannungspegels V des Integrators 11, und zwar ohne Berücksichtigung des Einflusses der Integration des gestrichelt dargestellten elektrischen Kompensationssignals 136; eine gestrichelte Linie 137 zeigt den Wert des elektrischen Ausgangsspannungspegels V , wobei das elektrische Kompensationssignal berücksichtigt und dementsprechend während der Integration eine algebraische Kombination bzw. Zusammenfassung mit dem elektrischen Meßsignal durchgeführt wurden.

Vor dem Zeitpunkt t ist der Integrationskondensator 1o3 entladen worden, wie es noch beschrieben wird; dementsprechend beträgt die Ausgangsspannung des Integrators 11 null Volt. Zum Zeitpunkt t der Graphik aus Figur 5 wird das elektrische Rot-Meßsignal über den elektronischen Schalter 1ooU in dem Teilerschalter Io zu dem nichtinvertierenden Eingang 1o1 des Integratorverstärkers 1o2 geleitet, wobei sofort der elektrische Ausgang des Integrators wie auch die linke Seite des Integrationskondensators 1o3 auf einen Wert V springen, nämlich auf die augenblickliche Spannung des elektrischen Rot-Meßsignals. Dies ist in Figur 5 durch die durchgezogene Linie 135 dargestellt. Zwischen den Zeiten t und t₁ wird das elektrische Rot-Meßsignsl in üblicher Weise integriert, und das elektrische Ausgangssignal folgt der durchgezogenen Linie 135 der Graphik aus Figur 5 während der vorbestimmten Zeitdauer. Aufgrund des plötzlichen Springens des Ausgangsspannungspegels V zum Zeitpunkt t erfolgt die erwähnte Integration nach der folgenden Formel: .

^VO - ^VU ⁺ RC kl ^VU ^dt

En dieser Formel sind R der Widerstandswert des Widerstandes 1o7 ind C die Kapazität des Kondensators 1o3, wobei die Zeitkonstante RC sehr viel größer als die vorbestimmte Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t und t.. ist. Ein konstanter Faktor aufgrund des Spannungsteilereffekts der Widerstände 1o2' ist in dem vorstehenden Ausdruck unberücksichtigt geblieben, und es wird aus Einfachleitsgründen angenommen, daß der von dem Integrator integrierte Wert von V_u dem Wert entspricht, welcher unter Vernachlässigung ies Spannungsteilers 1o2' direkt über den Schalter 1ooU zugeführt ird. Ohne Betrachtung des noch zu beschreibenden Einflusses des - 31 -

809818/0742

Kompensationssignals werden zum Zeitpunkt t.. der Schalter 1ooU geöffnet und das elektrische Rot-Meßsignal V vom nichtinvertierenden Eingang 1o1 abgenommen, um die Integration zu unterbrechen. Deshalb fällt der Ausgangsspannungspegel V um einen Wert V , so daß der resultierende Wert des Ausgangsspannungspegels V nach der Integration des elektrischen Meßsignals V tatsächlich dem Zeitintegral des elektrischen Meßsignals V über die vorbestimmte Zeitdauer entspricht.

Während der Integration des elektrischen Rot-Meßsignals wird jedoch auch das elektrische Rot-Kompensationssignal integriert. Ohne Berücksichtigung der gleichzeitigen Integration des elektrischen Meßsignals führt die Integration des elektrischen Kompensationssignals mit dem Wert V_RCq dazu, daß die elektrische Ausgangsgröße des Integrators 11 der gestrichelten Linie 136 der Graphik aus Figur 5 folgt, bis zum Zeitpunkt t₁, dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer, eine Reflexionskompensationsspannung V__. erreicht

XVV*

ist. Eine solche Integration erfolgt in der im Zusammenhang mit der Integration von V_u beschriebenen Weise, wobei V_RC der Anfangswert der elektrischen Ausgangsgröße ist und von der Ausgangsgröße am Ende der Integration beim öffnen des Schalters 1o8 abgezogen wird. Die elektrischen Meß- und Kompensationssignale werden während der Integration algebraisch kombiniert bzw. zusammengefaßt, und dementsprechend folgt der Ausgangsspannungspegel V des Integrators 11 tatsächlich dem gestrichelten Linienteil 137 der Graphik aus Figur 5.

Zum Zeitpunkt tj, dem Ende der vorbestimmten Zeitdauer für die Integration der elektrischen Meß- und Reflexionskompensationssignale, erscheint die in Figur 4 dargestellte Vorderflanke 138, die als Ergebnis des sich bei einem Zählwert von 4oo befindlichen Dekadenzählers 14 erzeugt wird, am Takteingang 21C der Zählersteuerschaltung 21, um diese in ihren nächsten Zählzustand zu schalten, in diesem Fall in ihren ersten Zählzustand, wie es durch einen Block 14o in Figur 4 dargestellt ist. Die Rückflanke 139 des Taktsignals erscheint zum Zeitpunkt t -, da dann der Dekadenzähler 14 nicht mehr langer die Vierhunderterwerte zählt, das heißt

- 32 -

809818/0742

er hat sich dann selbst von 499 auf Null zurückgesetzt. Dieser erste Zählzustand der Zählersteuerschaltung 21 bildet ein Haltezeitintervall zwischen den Zeitpunkten t₁ und t_, und in diesem Intervall wird das Rot-Farbfilter 38r aus einer Ausrichtung mit dem Meßlichtstrahl 39 und in eine Ausrichtung mit dem Referenzlichtstrahl 4o gedreht, so daß das auf den Fühler 3 auftreffende Lichtsignal allgemein den Linien 141, 142 aus Figur 4 folgt.

Während des Haltezeitintervalls empfangen alle Steuerleitungen bis 77 der Zählersteuerschaltung 21 logische ο Signale. Deshalb liefert der invertierende Verstärker 78 ein logisches 1 Signal an den elektronischen Schalter 79, der somit eingeschaltet wird, um den Verstärker 7 mit einer Rückführungsschleife für einen Verstärkungsgrad 1 zu versehen. Die elektronischen Schalter 1ooU, 1o6 und 1o8 sind sämtlich geöffnet, so daß der Spannungspegel V des elektrischen Ausgangssignals des Integrators 11 während des gestrichelten Linienteils 143 der Graphik aus Figur 5 auf dem erreichten integrierten Pegel V„ konstant gehalten wird. Der Haltezustand des Integrators ist in Figur 4 durch einen Block 144 dargestellt. Das logische ο Signal an der Steuerleitung 77 wird durch den invertierenden Verstärker 119 invertiert, um sicherzustellen, daß der Taktoszillator 13 an der Taktausgangsleitung 121 fortgesetzt elektrische Impulse erzeugt und daß somit der Dekadenzähler 14 das Zählen dieser Impulse fortsetzt.

Wenn das Farbfilterrad 37 das Rot-Farbfilter 38r passend ausgerichtet hat, um die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls 4o zum Fühler 3 zu leiten, während nunmehr der Meßlichtstrahl 39 von dem Rad abgeblockt bzw. unterbrochen ist, erreicht der Dekadenzähler 14 zum zweiten Mal einen Zählwert von 4oo. Wie es oben beschrieben wurde, erzeugt der Dekadenzähler erneut ein Taktsignal, um die Zählersteuerschaltung 21 in ihren zweiten Zählzustand umzuschalten, wodurch zum Zeitpunkt t₂ ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 74 erzeugt wird, während alle anderen Steuerleitungen logische ο Signale erhalten. Während des zweiten Zählzustandes der Zählersteuerschaltung 21 gemäß einem Block 145 aus Figur 4 führen das logische 1 Signal an der Steuerleitung 74 und

- 33 -

809818/0742

die logischen 1 Farbsteuerungssignale an den Logikleitungen 68 und 7o von dem Flipflop 65 des Farbsteuerungszählers 24 dazu, daß alle drei Dioden 15or, 151r, 152r eines mit drei Eingängen ausgebildeten Und-Tors 153r der Dekoderlogikschaltung 23 in Sperrichtung vorgespannt werden, wodurch das logische 1 Signal an der Steuerleitung 74 über einen Widerstand 154r einen elektronischen Schalter 155r einschaltet. Das von dem Fühler 3 erzeugte elektrische Rot-Referenzsignal wird durch den Vorverstärker 88 vorverstärkt, gelangt über den Kondensator 91, da der elektronische Schalter 9o offen ist, wird vom Verstärker 7 mit dem Verstärkungs grad 1 verstärkt, da der elektronische Schalter 79 eingeschaltet ist, und gelangt zu der Leitung 98. Der geschlossene elektronische Schalter 155r ermöglicht ein Umladen des Speicherkondensators 114r auf einen Spannungspegel, der einem durch den Spannungsteiler 115r bestimmten Prozentsatz des elektrischen Referenzsignals an der Leitung 98 entspricht, und zwar in diesemFall nach dem Eichvorgang durch eine Verstärkung mit dem Verstärkungsgrad 1 des Verstärkers 7. Dieser Prozentsatz wird experimentell bestimmt, wie es noch beschrieben wird.

Das logische 1 Signal an der Steuerleitung 74 führt auch zum Einschalten des elektronischen Schalters 1ooR in dem Teilerschalter Io, um das nach der Eichung an der Leitung 98 anstehende elektrische Referenzsignal zum invertierenden Eingang 1o5 des Verstärkers 1o2 des Integrators 11 zu leiten. Deshalb integriert der Integrator 11 das elektrische Referenzsignal in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung gegenüber der früheren Integrationsrichtung im Zusammenhang mit den elektrischen Meß- und Reflexionskompensationssignalen, wie es durch einen Block 156 in Figur 4 dargestellt ist. Der elektrische Ausgangsspannungspegel V_Q des Integrators wird dann entsprechend dem gestrichelten Linienteil 157 der Graphik aus Figur 5 reduziert. Zum Zeitpunkt t' erreicht der elektrische Ausgangsspannungspegel V_Q einen Nullspannungspegel, und der Komparator 12 erfaßt diesen Nulldurchgang und erzeugt an einer Leitung 158 ein Triggersignal. Wie es noch beschrieben wird, veranlaßt dieses Triggersignal, daß der momentane Zählwert am Dekadenzähler 14 in eine passende Verriegelungs- bzw. Speicher-

- 34 -

809818/0742

schaltung 16 eingegeben wird, so daß dieser Zählwert von einer passenden Anzeige dargestellt wird, und zwar als Anzeige einer Farbkomponente des überprüften Objekts 35. Wenn es erwünscht ist, kann der Nulldurchgangskomparator 12, der ein herkömmliches Komparatorglied ist, entsprechend eingestellt sein, um das angegebene Triggersignal dann zu erzeugen, wenn der elektrische Ausgangsspannung spegel V während der Integration des elektrischen Referenzsignals einen vorbestimmten Pegel erreicht, der von einem Nullspannungspegel abweicht.

Wenn kein Licht von dem Objekt 35 in den Aufnehmerlichtleiter 33R des Kolorimeters reflektiert wird, ist es erwünscht, daß der Ausgabezählwert des Dekadenzählers 14 Null beträgt, was zum Zeitpunkt t - iⁿ der graphischen Darstellung aus Figur 5 erfolgt. Gewöhnlich hat das elektrische Meßsignal bei einem solchen Reflexionslicht-Nullzustand einen Wert V ', und zwar aufgrund einer inneren Reflexion gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Größe von V ' gewöhnlich aber nicht ausreichend groß ist, um den Ausgang des Integrators 11 während der Integration des elektrischen Referenzsignals zu einem Nulldurchgang zum Zeitpunkt t ₂ oder danach zu veranlassen. Deshalb sollte die Größe der im Speicherkondensator 114r gespeicherten Reflexionskompensationsspannung V_RC dergestalt sein, daß der Integrierte Wert V _, dieser Spannung bei einer Addition zu dem integrierten Wert des elektrischen Meßsignals V ' den Ausgang des Integrators zu einem Nulldurchgang zum Zeitpunkt t ~ veranlaßt. Wenn dementsprechend Null-Licht einer gegebenen gemessenen Farbe von dem Objekt 35 reflektiert wird, zeigt die Kolorimeteranzeige 17 für diese Farbe einen Nullwert an.

Jeder der Spannungsteiler 115r, 115g, 115b kann experimentell eingestellt werden, um die Reflexionskompensationsschaltung 18 zu eichen und für jede Farbe beispielsweise die oben beschriebenen Null-Resultate zu erreichen, wenn das Ausgangsende und Aufnahmeende des Lichtleiters 33 statt wie gewöhnlich an einem Objekt 35 an einem total lichtabsorbierenden Referenzobjekt angeordnet wird. Da die Größe einer jeden gespeicherten Reflexionskompensationsspannung V_RCo eine prozentuale Funktion des elektrischen Re-

- 35 -

809818/0742

ferenzsignals für die entsprechenden Meßfarben und somit von der Intensität der Lichtquelle 31 ist, sind somit bei einer Intensitätsänderung der Lichtquelle beispielsweise infolge einer Alterung normalerweise keine Neueinstellungen der Spannungsteiler 115 erforderlich. Dennoch kann eine gewisse Einstellung notwendig sein, wenn sich die inneren Reflexionsparameter des optischen Teils 2 für eine oder mehrere Farben ändern.

Aus dem Vorstehenden ist es klar, daß es nur als beispielhaft anzusehen ist, wenn die Zählfolge oder der Zyklus des Dekadenzählers 14 dergestalt ist, daß dieser von Null bis 499 zählt und beim Zählen in den Vierhunderterwerten das Taktsignal für die Zählersteuerschaltung 21 erzeugt. Es können auch andere Zählzyklen gewählt und/oder die relative Zeit in jeder eingestellten Dauer beispielsweise zwischen den Zeiten t und t₁ usw. der Graphik aus Figur 5, wobei eine t_Q Nullrücksetzung des Dekadenzählers erfolgt, geändert werden. Die einzige Bedingung ist die, daß der auf der inneren Reflexion oder dergleichen beruhende Wert von V_u* nicht selbst den Integrator 11 beim Integrieren des elektrischen Referenzsignals dazu veranlassen sollte, einen Nulldurchgang zu einem Zeitpunkt durchzuführen, nachdem sich der Dekadenzähler selbst auf Null zurückgesetzt hat. Wenn jedoch die innere Reflexion und das hierdurch begründete V ' Signal zu groß sind, dann können Schaltungseinstellungen durchgeführt werden, um die relative Zeit t_c zu ändern, an der sich in jeder Zeitdauer der Dekadenzähler selbst zurücksetzt, obwohl dieses die Auflösung des Kolorimeters vermindern kann. Oder es kann die Reflexionskompensationsspannung Vp₀₀ dem invertierenden Eingang des Integratorverstärkers 1o2 während der Integration des elektrischen Meßsignals für Reflexionsunterdrückungszwecke zugeführt werden.

Der Zeitpunkt t₂'' der Graphik aus Figur 5 ist der vor dem Zeitpunkt t₂' liegende Zeitpunkt, bei dem der Ausgangsspannungspegel V_Q des Integrators die Nullspannung erreichen würde, wenn keine Kombination bzw. Zusammenfassung des elektrischen Meßsignals mit dem elektrischen Reflexionskompensationssignal während der Integration über die Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t und t< er-

^c ο 1

- 36 -

809818/0742

folgen würde. Deshalb würde ohne eine solche Kompensation das auch relativ später erzeugte Triggersignal die Verriegelungsbzw. Speicherschaltungen 16 zum Aufnehmen und Speichern falscher elektrischer Ausgangssignale von dem Dekadenzähler 14 veranlassen, wie es noch näher beschrieben wird.

Das Triggersignal von dem Nulldurchgangskomparator 12 wird mit den elektrischen Impulsen von dem Taktoszillator 13 in einem NAND-Tor 159 synchronisiert, so daß beim Auftreten eines Triggersignals und eines elektrischen Impulses hiervon ein logisches ο Signal erzeugt wird. Ein invertierender Verstärker 16o erzeugt anschließend an einer Leitung 161 ein logisches 1 Signal als Eingangssignal für jedes von drei, jeweils mit drei Eingängen versehenen NAND-Toren 162r, 162g, 162b in der Dekoderausgangslogik 15.

Wie es oben erwähnt wurde, sind beide Dioden 1o9r, 11or in dem Und-Tor 111r durch logische 1 Signale an den Logikleitungen 68 sowie 7o von dem Farbsteuerungszähler 24 in Sperrichtung vorgespannt. Deshalb sorgt das Und-Tor dafür, daß ein logisches 1 Signal zu einem zweiten Eingang des NAND-Tors 162r geleitet wird. Darüberhinaus wird beim Schließen eines Erneuerungssteuerschalters 163, der ein Fingerschalter, ein Fußschalter oder ein ähnlicher Schalter sein kann, der von dem das Kolorimeter 1 benutzenden Dentisten oder Techniker manuell betätigt wird, ein invertierender Verstärker 164 dazu veranlaßt, an einer Leitung t65 ein logisches 1 Signal zu erzeugen, und zwar als drittes logisches 1 Signal für den dritten Eingang des NAND-Tors 162r. Deshalb erzeugt dieses NAND-Tor 162r ein logisches ο Ausgangssignal, um einen Transistor T66r abzuschalten bzw. zu sperren. Dadurch kann ein logisches 1 Signal an einem mit der Verriegelungs- bzw. Speicherschaltung 16r in dem Speichermechanismus 16 verbundenen Anschluß 167r gebildet werden, um diese Speicherschaltung kurzzeitig zu öffnen und den dann am Dekadenzähler 14 anstehenden Zählwert als einen Erneuerungswert für die Intensitätsgröße der roten Farbkomponente des Meßlichtstrahls zu empfangen. Sobald der elektrische Impuls von dem Taktoszillator 13 an der Leitung 121 beendet ist, sorgen das NAND-Tor 159, der invertierende Verstärker

- 37 -

809818/0742

116, das NAND-Tor 162r und der Transistor 166r für ein Entfallen des logischen 1 Signals von dem Anschluß 167r. Dadurch wird sofort die Speicherschaltung 16r geschlossen, die dann den erneuerten gespeicherten Zählwert beibehält und der visuellen Anzeige 17r in dem Anzeigeteil 17 zuleitet. Wenn der nächste elektrische Impuls von dem Taktoszillator erzeugt wird, ist das Triggersignal von dem Nulldurchgangskomparator 12 normalerweise von der Leitung 158 abgenommen, und deshalb bleibt die Speicherschaltung 16r geschlossen, bis das Kolorimeter in dem nächsten vollständigen Zyklus des Farbfilterrades 37 und der Meßschaltung 4 die rote Farbkomponente des Meßlichtstrahls mißt.

Somit ist es klar, daß die Größe des der Verriegelungs- bzw. Speicherschaltung 16r zugeführten sowie dort gespeicherten Zählwertsignals direkt proportional zu der Zeitdauer ist, welche für die Integration des elektrischen Referenzsignals erforderlich ist, um den elektrischen Ausgangsspannungspegel V des Integrators 11 von seinem erreichten integrierten Pegel, in diesem Fall V₀, zu einem vorbestimmten Pegel zurückzubringen, in diesem Fall null Volt, wobei diese Zeitdauer in der Graphik aus Figur 5 zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₂· liegt.

Obwohl die Speicherschaltung 16r gemäß der Beschreibung geöffnet, erneuert und wieder geschlossen wurde, setzt der Dekadenzähler 14 die Zählung der von dem Taktoszillator 13 erzeugten elektrischen Impulse fort, und wenn wiederum der Zählwert 4oo zum Zeitpunkt t₃ erreicht ist, veranlaßt der Dekadenzähler das Erzeugen eines Taktsignals, um die Zählersteuerschaltung 21 in ihren dritten Zählzustand umzuschalten, wie es mit einem Block 168 in Figur 4 dargestellt ist. Der Dekadenzähler 14 stellt sich später selbst auf Null zurück, wenn er zum Zeitpunkt t ₃ einen Zählwert von 499 erreicht.

Wenn sich die ZählerSteuerschaltung in ihrem dritten Zählzustand befindet, empfängt die Steuerleitung 74 ein logisches ο Signal, welches das Und-Tor 153r ausschaltet, das seinerseits den elektronischen Schalter 155r ausschaltet, so daß das elektrische Rot-

- 38 -

809818/0742

Kompensationssignal in dem Kondensator 114r gespeichert bleibt. Das logische ο Signal führt auch zum Abschalten des elektronischen Schalters 1ooR, um hierdurch das elektrische Rot-Referenzsignal von dem invertierenden Eingang 1o5 des Integrators abzunehmen. Es wird nunmehr ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 75 gebildet, um den Integrator 11 durch Schließen eines elektronischen Schalters 169 zurückzusetzen, der dann einschaltet und den Integrationskondensator 1o3 entlädt. Eine Anordnung von Dioden 17o, 171, 172 stellt sicher, daß dieser in Figur 4 durch den langen Block 173 dargestellte Entladungs-Rücksetz-Vorgang während der dritten, vierten und fünften Zählzustände der Zählersteuerschaltung 21 über die Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten t₃ und tg fortgesetzt wird.

Während sich die Zählersteuerschaltung 21 in ihrem dritten Zählzustana befindet, erfolgen ein fortgesetztes Erzeugen von elektrischen Impulsen durch den Taktoszillator 13 und ein fortgesetztes Zählen dieser Impulse durch den Dekadenzähler 14. Zu einem gewissen Zeitpunkt während des dritten Zählzustandes wird das Rot-Farbfilter 38r von dem Farbfilterrad 37 aus einer Ausrichtung mit dem Referenzlichtstrahl 4o herausgedreht, so daß im wesentlichen kein Licht auf den Fühler 3 auftrifft, wie es durch den das Lichtintensitätssignal darstellenden Linienteil 174 in Figur 4 aufgezeigt ist. Wenn der Dekadenzähler wieder seinen Zählwert von 4oo erreicht, führt ein Taktsignal zum Umschalten der Zählersteuerschaltung 21 in ihren vierten Zählzustand, wie es durch einen Block 175 in Figur 4 dargestellt ist.

In ihrem vierten Zählzustand bildet die Zählersteuerschaltung 21 ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 76. Hierdurch wird einerseits der elektronische Schalter 169 eingeschaltet gehalten, und andererseits wird ein Taktsteuerungssignal an der Leitung 66 beiden Stufen des Flipflops 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 zugeführt, wodurch das Flipflop in seinen zweiten Zählzustand umgeschaltet wird. Dadurch werden gemäß der obigen Tabelle I logische 1 Signale an die Logikleitungen 67 sowie 7o und logische ο Signale an die Logikleitungen 68 sowie 69 angelegt. Deshalb wird das

- 39 -

809818/0742

Und-Tor 111r in der Dekoderausgangslogik. 15 ausgeschaltet, das heißt es wird ein logisches ο Signal an einen Eingang des NAND-Tors 162r .angelegt, und es erfolgt ein Einschalten des Und-Tors 111g, um ein logisches 1 Signal einem Eingang des für die grüne Farbkomponente zuständigen NAND-Tors 162g zuzuführen. Dieses kann dadurch den Transistor 166g ausschalten bzw. sperren, wenn das nächste Grün-Triggersignal von dem Nulldurchgangskomparator 12 empfangen und der Erneuerungsschalter 163 geschlossen werden, um hierdurch die Grün-Speicherschaltung 16g und die Grün-Anzeige 17g in der oben beschriebenen Weise datenmäßig zu erneuern.

Das logische 1 Signal an der Steuerleitung 76 sorgt ferner für ein Einschalten des elektronischen Schalters 9o in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6, um den Kondensator 91 über den Widerstand 176 zu entladen. Deshalb wird die an den nichtinvertierenden Eingang 92 des Verstärkers 7 angekoppelte rechte Seite des Kondensators 91 auf das interne Massepotential des Anschlusses 61 gebracht, und die linke Seite des Kondensators 91 nimmt eine Spannung an, die repräsentativ für den Dunkel- oder Leckstrom durch den Fühler 3 bei fehlendem Lichteinfall ist. Dieser zum Entladen des Kondensators 91 dienende Betrieb der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6 ist in Figur 4 durch einen Block 177 dargestellt.

Der fünfte Zählzustand der Zählersteuerschaltung 2t ist in Figur 4 durch einen Block 178 dargestellt und tritt auf, wenn der Dekadenzähler 14 wiederum einen Zählwert von 4oo erreicht. Dann empfängt die Steuerleitung 77 ein logisches 1 Signal, welches über die Diode 17o gelangt, um den elektronischen Schalter 169 eingeschaltet zu lassen und den Kondensator 1o3 zum Zurücksetzen des Integrators 11 fortgesetzt zu entladen. Darüberhinaus wird das logische 1 Signal an der Steuerleitung 77 von dem invertierenden Verstärker 119 invertiert, der ein logisches ο Signal an dem Steuereingang 12o des Taktoszillators 13 erzeugt, um diesen auszuschalten und somit das Erzeugen von elektrischen Impulsen an der Taktausgangsleitung 121 zu unterbrechen. Deshalb bleibt der Zählwert des Dekadenzählers 14 bei 4oo stehen, bis der Taktoszil-

- 4o -

809818/0742

- 4ο -

lator 13 beim nächsten Auftreten eines t Zeitpunkts wieder eingeschaltet wird, wonach der Dekadenzähler mit einer Zählung bei 4o1 beginnt. Wie es durch einen Linienteil 179 in Figur 4 dargestellt ist, ist irgendwann während der Periode des fünften Zählzustandes zwischen den Zeitpunkten t₅ und t wiederum das Grün-Farbfilter 38g von dem Farbfilterrad 37 gedreht worden, um die grüne Farbkomponente des Meßlichtstrahls 39 von dem Lichtleiter 33R zum Fühler 3 zu leiten, wodurch der letztere das Grün-Meßlichtsignal empfängt.

Zum Zeitpunkt t,- wird jedoch das vorherige logische 1 Signal von der Steuerleitung 76 abgenommen und durch ein logisches ο Signal ersetzt, welches den elektronischen Schalter 9o in der automatischen Nullpunkteinstellungsschaltung 6 ausschaltet, um das Entladen des Kondensators 91 zu unterbinden. Wenn dann wiederum der Meßlichtstrahl auf den Fühler 3 auftrifft, was relativ kurz nach dem Abschalten des elektronischen Schalters 9o erfolgt, wird das elektrische Grün-Meßsignal sofort von dem Vorverstärker 88 vorverstärkt, um dann über den Kondensator 91 zum nichtinvertierenden Eingang 92 des Verstärkers 7 zum Zwecke einer hierdurch erfolgenden Verstärkung zu gelangen.

Es wurde nunmehr der vollständige Betrieb der Maßschaltung 4 über einen vollständigen gesteuerten Zählzyklus der Zählersteuerschaltung 21 von ihrem nullten Zählzustand bis zu ihrem fünften Zählzustand beschrieben, und zwar beispielhaft für die rote Farbkomponente des Meßlichtstrahls in bezug auf die rote Farbkomponente des Referenzlichtstrahls, um ein digitales Ausgangssignal zu entwickeln, das für das Verhältnis der roten Komponenten dieser Lichtstrahlen bezeichnend ist. Ein ähnlicher Betrieb der Meßschaltung 4 erfolgt danach zum Erzielen von Messungen der grünen und blauen Farbkomponenten des Meßlichtstrahls, um hiermit einen vollständigen Zyklus des Kolorimeters zu beenden. Dieser zyklische Betrieb kann fortgesetzt werden, wenn dieses erwünscht ist; solange irgendeine Intensitätsänderung der Lichtquelle 3o, beispielsweise infolge einer Alterung, relativ klein oder unbedeutend im Vergleich zu der Geschwindigkeit ist, mit der jeder voll-

- 41 -

809818/0742

ständige Zyklus des Farbfilterrades 37 sowie der Meßschaltung 4 auftritt, geben die Ausgangssignale genau die Farbe des Objekts 35 wieder, und zwar unabhängig von der absoluten Intensität der Lichtquelle.

Wenn der Zyklus zum Messen der nächsten Farbe fortgesetzt wird, trifft ein Farbwechselrücksetzung-Synchronisierungslichtstrahl 22L auf den zusätzlichen Lichtsensor 51 über die zusätzliche öffnung 5og in dem Farbfilterrad 57, wenn das Grün-Farbfilter 38g vollständig ausgerichtet ist, um die grüne Farbkomponente des Meßlichtstrahsl 39 zum Fühler 3 hindurchzulassen. Der dann von dem Farbwechsel-Rücksetzsynchronisationsteil 22 erzeugte Rücksetzimpuls sorgt für ein Rücksetzen der Zählersteuerschaltung 21 in ihren nullten Zählzustand, wobei ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 73 entsteht. Das mit drei Eingängen versehene Und-Tor 8og, das bereits durch die logischen 1 Signale von dem Farbsteuerungszähler 24 angesteuert ist, schaltet den elektronischen Schalter 85g ein, der den Grün-Eichschaltungskanal 86g an den Verstärker 7 ankoppelt. Deshalb wird das elektrische Meßsignal passend geeicht, und zwar für ein passendes Darstellen der Intensität der grünen Farbkomponente des Meßlichtstrahls. Das geeichte Signal wird von dem Integrator 11 integriert, der gleichzeitig das elektrische Grün-Kompensationssignal integriert, welches zuvor in dem Speicherköndensator 114g gespeichert wurde und nunmehr von dem elektronischen Schalter 112g durchgelassen wird, welcher von dem Und-Tor 111g angesteuert bzw. durchgeschaltet ist.

Nachdem die verschiedenen obigen Betriebsvorgänge in der Meßschaltung 4 unter Steuerung der Zählersteuerschaltung 21 aufgetreten sind, um eine Anzeige von erneuerten Grün-Farbwerten zu erzielen, wird die blaue Farbkomponente des Meßlichtstrahls in ähnlicher Weise ausgemessen und angezeigt. Am Ende der Messung der blauen Farbkomponente veranlaßt das Erzeugen des vierten Zählzustandes durch die Zählersteuerschaltung 21, wobei ein logisches 1 Signal an der Steuerleitung 76 entsteht, das Flipflop 65 in dem Farbsteuerungszähler 24 zum Zurückkehren in seinen ersten Zählzustand. Dieser erste Zählzustand wird dann beibehalten, auch

- 42 -

809818/0742

wenn ein nachfolgendes Signal von dem Farbfolgesynchronisationsteil 25 abgegeben wird, wenn das Farbfilterrad 37 gerade seinen Zyklus beginnt und die öffnung 48 den Farbfolgesynchronisierungslichtstrahl 25L zum Lichtsensor 49 passiert hat.

Der oben beschriebene Vorgang setzt sich in zyklischer Weise fort, wodurch die roten, grünen und blauen Farbkomponenten des Meßlichtstrahls laufend in bezug auf die entsprechenden Farbkomponenten des Referenzlichtstrahls gemessen werden. Die in den entsprechenden Verriegelungs- bzw. Speicherschaltungen 16 gespeicherten und in den entsprechenden Anzeigen 17 dargestellten Werte werden laufend datenmäßig erneuert. Natürlich wird die Dekoderausgangslogik 15 immer dann an einem öffnen entsprechender Speicherschaltungen und an einer Datenerneuerung gehindert, wenn der Erneuerungsschalter 163 geöffnet ist. Deshalb kann der Dentist den Lichtleiter 33 mit einem Teil eines Zahns in Eingriff bringen und den Schalter 163 schließen, um für eine Anzeige der Farbkomponenten des Zahns an dem jeweils überprüften Bereich zu sorgen. Bevor die Lichtsonde von dem Bereich entfernt wird, erfolgt ein Öffnen des Erneuerungsschalters 163, so daß die gemessenen und angezeigten Farbwerte in den Speicherschaltungen gehalten werden und die angezeigten Werte notiert werden können. Somit ist es klar, daß das Kolorimeter 1 das Ausmessen mehrerer Farben eines Objekts und das Erzeugen elektrischer Ausgangssignale ermöglicht, welche vorzugsweise in digitaler Form als Farbwerte angezeigt werden, die für die jeweilige Farbe des Objekts bezeichnend sind.

809818/0742

Claims

G 51 16o -su

Firma Sterndent Corporation, 32o Washington Avenue, Mount Vernon, New York 1o553 (USA)

Meßeinrichtung, insbesondere Tristimulus-Kolorimeter, und hierfür bestimmtes Kompensationsverfahren

Patentansprüche

/ 1. Meßeinrichtung, insbesondere Tristimulus-Kolorimeter, gekenn- \ _y zeichnet durch Wandlermittel (3) zum Erzeugen einer für eine Eingangsgröße repräsentativen elektrischen Ausgangsgröße, durch Mittel (2) zum Leiten einer zu messenden Eingangsgröße zu den Wandlermitteln (3), die zum Erzeugen eines elektrischen Meßsignals veranlaßt werden, durch Integratormittel (11) zum Integrieren des einen von elektrischen Meß- und Referenzsignalen über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung, um einen integrierten Signalpegel zu erzeugen, und dann des anderen der elektrischen Signale in der entgegengesetzten Richtung, durch Ausgangsmittel (13, 16, 17) zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals, das für die relative Zeit nach dem Integrationsbeginn der letztgenannten Integration bis zum Erreichen eines vorbestimmten Pegels durch die Ausgangsgröße der Integratormittel (11) bezeichnend ist, wodurch das elektrische Ausgangssignal repräsentativ für einen Vergleich der elektrischen Meß- sowie Referenzsignale und somit für den relativen Wert der unbekannten bzw. zu messenden Eingangsgröße ist, und durch Kompensationsmittel (18) zum Verändern der relativen Zeit, zu der das elektrische Ausgangssignal den vorbestimmten Pegel erreicht, wobei die Kompensationsmittel (18) Mittel (114) zum Hinzufügen eines Kompensationssignals bzw. einer Kompensationsspannung zu dem elektrischen Meßsignal für eine gleichzeitig hiermit erfolgende Integration enthalten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmittel (13, 16, 17) Zählermittel (14) zum Erzeugen

809818/0742

ORIGINAL INSPECTED

einer Zählwert-Ausgangsgröße enthalten, die für die Zeitdauer zwischen dem Start der letztgenannten Integration und der relativen Zeit bezeichnend ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählermittel (14) Mittel enthalten, die die Zählermittel nach dem Erreichen einer vorbestimmten von Null verschiedenen Zählwert-Ausgangsgröße auf eine Nullwert-Ausgangsgröße zurücksetzen, und daß Mittel vorhanden sind, die die Zählermittel (14) sowie die Integratormittel (11) so synchronisieren, daß die Nullwert-Ausgangsgröße nach dem Beginn der letztgenannten Integration erreicht wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsmittel Rückführungsmittel (123) von den Zählermitteln (14) aufweisen, um den Betrieb der Integratormittel (11) so zu steuern, daß die letztgenannte Integration beginnt, wenn die Zählermittel (14) die von Null verschiedene vorbestimmte Zählwert-Ausgangsgröße erzeugen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlermittel (3) einen Fehlersignalanteil enthalten und daß der Wert der Kompensationsspannung der Kompensationsmittel (18) mit dem Fehlersignal in Beziehung steht, um den Einfluß desselben auf das elektrische Ausgangssignal der Meßeinrichtung zu eliminieren.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel (18) Speichermittel (114) zum Speichern einer Kompensationsspannung in Form eines Prozentsatzes des elektrischen Referenzsignals enthalten und daß die Hinzusetzungs- bzw. Hinzufügungsmittel Abgabemittel (1o8) aufweisen, die die Kompensationsspannung an denselben Eingang (1o1) der Integratormittel (11) anlegen, dem auch das elektrische Meßsignal gleichzeitig zugeführt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

809818/0742

Wandlermittel (3) einen Lichtsensor aufweisen und daß die zum Leiten bestimmten Mittel (2) optische Mittel (33, 38, 41, 42) zum Leiten eines Meßlichtstrahls (39) zu dem Lichtsensor aufweisen, um das elektrische Meßsignal zu erzeugen, und daß die optischen Mittel ferner Mittel (34, 44) zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (4o) zu dem Lichtsensor enthalten, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen, wenn das elektrische Meßsignal nicht erzeugt wird.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlermittel (3) einen Lichtsensor aufweisen und die zum Leiten bestimmten Mittel (2) optische Mittel (33, 38, 41, 42) zum Leiten eines Meßlichtstrahls (39) zu dem

Lichtsensor enthalten, um das elektrische Meßsignal zu erzeugen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßlichtstrahl (39) einen Fehleranteil enthält, der den Lichtsensor zum Erzeugen eines elektrischen Meßsignals mit einem Fehlersignalanteil veranlaßt, und daß die Kompensationsspannung der Kompensationsmittel (18) eine Größe hat, die mit dem Fehlersignal in Beziehung steht.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel Mittel (34, 44) zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (4o) zu dem Lichtsensor (3) aufweisen, um das elektrische Referenzsignal zu erzeugen, wobei die Kompensationsspannung eine Funktion der Intensität des Referenzlichtstrahls (4o) ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (2) Mittel (3o, 31) zum Erzeugen von Licht und zum Zuleiten desselben zu den zum Leiten bestimmten Mitteln (34) enthalten, um ein zu überprüfendes Objekt (35) zu beleuchten und den Referenzlichtstrahl (4o) zu erzeugen.

809818/0742
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, ferner gekennzeichnet durch Mittel (17) zum Anzeigen der Zählwert-Ausgangsgröße der Zählermittel (14), wenn die Ausgangsgröße der Integratormittel (11) den vorbestimmten Pegel erreicht.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (2) Mittel (37, 38) zum sequentiellen Leiten von Meßlichtstrahlen (39) unterschiedlicher Farben zu den lichtempfindlichen Mitteln (3) enthalten, die hierdurch dazu veranlaßt werden, für jede Farbe entsprechende elektrische Meßsignale zu erzeugen, daß die Integratormittel (11) Mittel zum sequentiellen Integrieren jedes der elektrischen Meßsignale über eine vorbestimmte Zeitdauer in einer Polaritätsrichtung, und zwar zum Erzeugen entsprechender integrierter Signalpegel, und dann des elektrischen Referenzsignals in der entgegengesetzten Polaritätsrichtung enthalten, daß die Ausgangsmittel (16, 17) Mittel (14) zum Erzeugen von elektrischen Ausgangssignalen enthalten, die für die Zeiten bezeichnend sind, welche die Integratormittel (11) benötigen, um von jedem der integrierten Signalpegel ausgehend das elektrische Referenzsignal bis zu dem vorbestimmten Pegel zu integrieren, wodurch die elektrischen Ausgangssignale repräsentativ für entsprechende Vergleichsvorgänge der elektrischen Meß- und Referenzsignale sind, daß die Kompensationsmittel (18) eine Vielzahl von Kompensationsgliedern haben, und zwar jeweils ein Glied für jede der von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßten entsprechenden Farben, und daß ferner Multiplexmittel vorhanden sind, um entsprechende Kompensationsmittel (18, 114) in der Meßeinrichtung betriebsmäßig anzukoppeln, wenn entsprechende Farben des Meßlichtstrahls (39) von den lichtempfindlichen Mitteln (3) erfaßt werden.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Integratormittel (11) invertierende sowie nicht invertierende Eingänge (1o5, 1o1) enthalten und daß ferner Mittel (1ooU, 1o8) zum Zuleiten der elektrischen Meßsignale sowie der elektrischen Kompensationssignale zu einem

809818/0742

der Eingänge (Ιοί) und der elektrischen Referenzsignale zu dem anderen der Eingänge (1o5) vorgesehen sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 14, ferner gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (3o, 31) zum Erzeugen von Licht, wobei die zum Leiten bestimmten Mittel (33) optische Mittel (331) zum Leiten eines einfallenden Lichtstrahls auf ein Objekt (35) zum Beleuchten desselben und Mittel (33R) zum Leiten von Licht, das von dem Objekt (35) reflektiert wurde, zu den Wandlermitteln (3$ die lichtempfindliche Mittel zum Erzeugen eines elektrischen Ausgangssignals aufweisen, das in einer Beziehung zur Intensität des auftreffenden Lichts steht.

/haben
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel ferner Mittel (34) zum Leiten eines Referenzlichtstrahls (4o) zu den Wandlermitteln (3) zum Erzeugen des elektrischen Referenzsignals aufweisen.
17. Optische Meßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 16, insbesondere Tristimulus-Kolorimeter, mit lichtempfindlichen Mitteln zum Erzeugen eines elektrischen Meßsignals, das für die Intensität eines auftreffenden Meßlichtstrahls bezeichnend ist, welcher einen Fehleranteil und einen Lichtanteil von einem zu überprüfenden Objekt aufweist, und mit Ausgangsmitteln zum Entwickeln eines Zeitbasis-Ausgangssignals, das für die Intensität des auf die lichtempfindlichen Mittel auftreffenden Meßlichtstrahls relativ zu einem Referenzsignal bezeichnend ist, gekennzeichnet durch Mittel (18) zum Vergrößern des Wertes des elektrischen Meßsignals aufgrund des Fehleranteils um einen Wert, damit die Ausgangsmittel (14, 16, 17) zum Erzeugen eines vorbestimmten Zeitbasissignals veranlaßt werden, und durch Mittel zum Eichen der Ausgangsmittel, damit ein Nullwert-Ausgangspegel angezeigt wird, wenn das vorbestimmte Zeitbasis-Ausgangssignal hierdurch erzeugt wird.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, ferner gekennzeichnet durch op-

809818/0742

tische Mittel (2, 37) zum sequentiellen Leiten des Meßlichtstrahls (39) und eines Referenzlichtstrahls (4o) zu den lichtempfindlichen Mitteln (3), um entsprechend die elektrischen Meß- und Referenzsignale zu erzeugen.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmittel Integratormittel (11) enthalten, um das so vergrößerte elektrische Meßsignal über eine vorbestimmte Zeitdauer zum Erzeugen eines Signalpegels zu integrieren und um dann das Referenzsignal von dem Signalpegel ausgehend in einer entgegengesetzten Richtung zu integrieren, bis ein vorbestimmter Signalpegel erreicht ist, und daß Zählermittel (14) zum Erzeugen einer digitalen Anzeige der zeitlichen Länge der letztgenannten Integration vorhanden sind.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichmittel den Zählzyklus der Zählermittel (14) verschieben, um eine Nullanzeige zu erzeugen, wenn kein Licht von dem Objekt (35) empfangen wird.
21. Verfahren zum Kompensieren eines Reflexionsfehlers oder dergleichen in einer optischen Meßeinrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 2o, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Lichtfühler das Licht infolge des Reflexionsfehlers in der optischen Meßeinrichtung gemessen wird, daß ein Kompensationssignal dem Fehlersignal hinzugefügt wird, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, dessen Wert größer als das maximal erwartete Fehlersignal ist, und daß die Ausgangsschaltung der optischen Meßeinrichtung entsprechend geeicht wird, um eine Nullwert-Ausgangsgröße zu erzeugen, wenn nur das kombinierte Signal von der Ausgangsschaltung empfangen wird.

809818/0742