DE3536245C2 - Verfahren zur automatischen Bereichskontrolle für eine Meßvorrichtung für die optische Dichte oder den Rasterpunkt-Flächenanteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Bereichskontrolle für eine Meßvorrichtung für die optische Dichte oder den Rasterpunkt-Flächenanteil, bei welchem mit Hilfe eines photoelektrischen Wandlerelements Licht, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, in einen lichtelektrischen Strom umgewandelt wird, bei welchem mit Hilfe eines Operationsverstärkers der lichtelektrische Strom in ein Spannungssignal umgewandelt und verstärkt wird, bei welchem mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers dieses Spannungssignal von einem Analogwert in einen Digitalwert umgewandelt wird, bei welchem mit Hilfe einer Operations-Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Digitalsignal Wiedergabedaten ausgegeben werden, und bei welchem mit Hilfe eines Verstärkungs-Schaltkreises mit mehreren Rückführwiderständen und Analogschaltern zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers ein Meßbereich geschaltet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte oder des Rasterpunkt-Flächenanteils mit einem photoelektrischen Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, mit einem Operationsverstärker für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung eines Spannungssignals, mit einem Analog/Digital-Wandler für die Umwandlung des Spannungssignals von einem Analogwert in einen Digitalwert, mit einer Operationseinheit für die Ausgabe eines die anzuzeigenden Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal, mit einer Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe der Daten und mit einem Verstärkungsschaltkreis mit mehreren zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers geschalteten Rückführwiderständen, wobei die Analogschalter jeweils mit den Rückführwiderständen verbunden sind.

Ein Meßgerät für die optische Dichte ist ein In­ strument, welches die Intensitäten einer Lichtquelle für die Bestrahlung eines Probestückes und eines von diesem Probestück übertragenen oder reflektierten Lichtes wieder­ gibt. Im allgemeinen wird das von einem Probestück wieder­ gegebene Licht durch ein photoelektrisches Wandlerelement in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Sig­ nal wird dann durch entweder eine analoge Vorrichtung oder durch eine digitale Vorrichtung, wie einem Mikrocomputer, in einen Dichtewert umgewandelt, nachdem das elektrische Signal von einem Analogsignal in ein Digitalsignal umgewan­ delt worden ist. Der Dichtewert wird daraufhin angezeigt. Ein Meßgerät für den Rasterpunkt-Flächenanteil ist ein Instrument, welches eine Abstufung (Gesamtdichte) mißt, die von einer Änderung in den Rasterpunktbereichen mißt, und zwar in Abhängigkeit von der Messung der Übertragung oder Reflexion von einem zu messenden Probestück. Optische Dichtemesser und Meßgeräte für den Rasterpunkt-Flächenanteil können im allgemeinen verwendet werden, wenn für die jewei­ ligen Meßgeräte verschiedene Berechnungsverfahren für die wiederzugebenden Werte verwendet werden. Es soll zuerst ein optisches Dichtemeßgerät und anschließend ein Raster­ punkt-Flächenanteil-Meßgerät erläutert werden. Für einen optischen Dichtemesser ist es erforderlich, die Lichtmenge über einen weiten optischen Dichtebereich zu messen. Des­ halb ist ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung zwischen einem photoelektrischen Umwandlungselement und einem Analog/Digital-Wandler vorgesehen, um ein kleines Eingangssignal zu verstärken darauf das verstärkte Analog­ signal in ein Digitalsignal umzuwandeln. Dies ist eines der Verfahren zur Sicherstellung der Genauigkeit der Analog/ Digital-Umwandlung.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches ein Bei­ spiel einer solchen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt. Ein System, welches einen Fühler, einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, einen Analog/Digital- Wandler und einen Mikrocomputer enthält, ist allgemein be­ kannt. Beispielsweise ist ein Analog/Digital-Wandler bekannt. Ein solches System enthält einen Analog-Multiplexor, einen Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, einen Probe­ stück-Haltekreis, einen Analog/Digital-Wandler und eine Zentraleinheit CPU. Durch Entfernung des Analog-Multiplexors und den Probestück-Haltekreis und durch Hinzufügung einer Lichtquelle, eines photoelektrischen Wandlerelements 11, eines Vorverstärkers 12 und einer Wiedergabevorrichtung 16 kann eine übliche optische Dichte-Meßvorrichtung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, hergestellt werden, wobei das auf dem Markt zur Verfügung stehende obengenannte System verwendet wird. Angenom­ men, daß der Dichte-Meßbereich der Meßvorrichtung für die optische Dichte der vorgenannten Art 0,0 bis 4,0 beträgt, wird der Verstärkungsschaltbereich des Verstärkers 13 mit programmierbarer Verstärkung X1 bis X1000. Mit einem so weiten Bereich der Verstärkungsschaltung wird üblicherweise eine Abweichung der Ausgangsspannung des Vorverstärkers 12 auch von dem Verstärker 13 mit programmierbarer Verstärkung verstärkt. Um somit eine sehr genaue Messung sicherzustellen, muß der Vorverstärker 12 eine hohe Präzision aufweisen, was zu einem teueren Vorverstärker 12 führt.

Fig. 5 ist eine Schaltungsdarstellung, die ein Beispiel eines üblichen Bereichs-Schaltkreises zeigt. Der oben erwähnte Nachteil der Meßvorrichtung für die optische Dichte gilt auch für einen Nachteil, der einem Beleuchtungs­ messer anhaftet, während dessen Bereich geschaltet wird. Eines der bekannten Verfahren zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung des Bereichs-Schaltkreises nach Fig. 5 (s. "Practical Electronic Circuit Handbook" (veröffent­ licht durch CQ Publishing Co.Ltd. im Oktober 1975)). Die Bereichsumschaltung des Kreises erfolgt durch Änderung des Wertes eines Rückführwiderstandes 17 eines Vorverstärkers 12 mit Hilfe eines Bereichsschalters 18, und zwar ohne Ver­ stärkung einer Abweichungsspannung des Vorverstärkers 12. Jedoch wird ein Vormagnetisierungsstrom des Vorverstärkers 12 verstärkt, so daß ein Verstärker mit FET-Transistoren und einem kleinen Vormagnetisierungsstrom als Vorverstärker 12 verwendet werden sollte.

Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches ein Beispiel einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt, welcher der Bereichsumschaltekreis nach Fig. 5 zugeordnet ist. Diese übliche Vorrichtung ist ein optischer Dichtemesser, wie er in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 56-79946 und GB-A 2064760 veröffentlicht worden ist. Dieses Meßgerät enthält ein photoelektrisches Wandlerelement 11, einen Opera­ tionsverstärker 19, einen Analog/Digital-Wandler 20, eine Operations-Verarbeitungsschaltung 21, eine Wiedergabevorrich­ tung 22, eine Rückführ-Widerstandsgruppe 23 (23a bis 23d) und eine Analog-Schaltgruppe 24 (24a bis 24d). In diesem Falle ist aber ein Analog-Schalter nicht ideal, sondern er hat einen Leckstrom auch in einem Sperrzustand, und er erzeugt einen Fehler bei der Messung. Dieser Meßfehler nimmt im wesentlichen in Abhängigkeit von der Anzahl an Schaltern zu. Um diesen Meßfehler zu verringern, wird ein Analogschalter mit idealer Charakteristik benötigt, der keinen Leckstrom und einen Einschaltwiderstand 0 und einen Ausschaltwiderstand Unendlich aufweist. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, einen sehr teueren Analogschalter zu verwenden. Infolge­ dessen sollte die Anzahl an Analogschaltern, die in einer Meßvorrichtung für die optische Dichte verwendet werden, im Hinblick auf die Verbesserung der Meßgenauigkeit der Verkleinerung der Abmessungen und Verringerung der Kosten möglichst klein sein.

Unabhängig von den obigen Problemen sind die meisten üblichen Meßgeräte für die optische Dichte bzw. den Raster­ punkt-Flächenanteil festmontierte Geräte unter Verwendung einer stabilen Lichtquelle, deren Flimmern oder Änderung vernachlässigt werden kann, und zwar aufgrund der Verwendung einer Halogenlampe, die aus einer stabilisierten Spannungs­ quelle gespeist wird. Deshalb sind diese üblichen Meßgeräte für die Verwendung in einem üblichen Leuchttisch als Licht­ quelle nicht geeignet, und sie können nicht als tragbare op­ tische Dichte-Meßvorrichtungen oder Meßvorrichtungen für den Rasterpunkt-Flächenanteil verwendet werden, und zwar auf­ grund der großen Anzahl an Schaltelementen und der großen Außenabmessung.

Unter den Meßgeräten zur Messung des Rasterpunkt- Flächenanteiles dieser Art ist ein Meßgerät bekannt, das von der Anmelderin entwickelt worden ist und das dazu dient, den Rasterpunkt-Flächenanteil eines Druckoriginalfilmes zu messen. Ein solches Gerät ist in Fig. 9 gezeigt. Dieses Meßgerät ist anstelle des üblichen Meßgerätes mit fester Montage entwickelt worden, und es ist so ausgebildet, daß es eine kompakte Bauweise auf­ weist und tragbar ist. Dieses Meßgerät zum Messen des Raster­ punkt-Flächenanteiles kann infolgedessen für die Messung an irgendeiner Stelle verwendet werden, sofern ein Leucht­ tisch zur Verfügung steht.

Da aber der Leuchttisch fest montiert ist, kann das Meßgerät zum Messen des Rasterpunkt-Flächenanteiles nicht von seiner tragbaren Natur Gebrauch machen, und es ist der Meßort beschränkt.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirksa­ men Bereichsschaltverfahrens für ein tragbares Meßgerät für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil, das als Lichtquelle einen üblichen Leuchttisch verwenden kann, eine Messung mit hoher Präzision liefert, und zwar auch unter den Bedingungen eines Flimmerns der Lichtquelle aufgrund der kommerziellen Netzfrequenz oder einer Lichtmengenänderung aufgrund einer Änderung der Lage, wobei die Anzahl der Kom­ ponenten verringert ist.

Ferner soll durch die Erfindung eine kompakte Licht­ quellenanordnung geschaffen werden, die für die Verwendung in Kombination mit einem tragbaren Meßgerät für den Raster­ punkt-Flächenanteil geeignet ist.

Bei der tragbaren Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil nach der Erfindung er­ möglicht die Verwendung eines Tiefpaßfilters und einer be­ sonderen automatischen Steuervorrichtung die Verwendung eines üblichen Leuchttisches als Lichtquelle. Das automatische Meß­ bereichs-Steuerverfahren nach der Erfindung ermöglicht es, die Anzahl an Meßbereichsschaltungen zu verringern und die Gesamtmeßzeit zu verkürzen. Infolgedessen kann die durch eine Änderung des Meßortes hervorgerufene Änderung der Licht- Menge leicht kompensiert werden. Ferner kann die Ansprechver­ zögerungszeit aufgrund der Verwendung eines Tiefpaßfilters wiedergewonnen werden, und es kann die Anzahl an Komponenten verringert werden.

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß mit Hilfe eines Tiefpaßfilters eine Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker ausgeschaltet wird, daß das Spannungssignal des Tiefpaßfilters mit Hilfe des Analog/Digital-Wandlers von einem Analogwert in einen Digitalwert umgewandelt wird und daß die Operationssteuereinheit die Schaltsteuersignale an den Verstärkungsschaltkreis so ausgibt, daß die Operationssteuereinheit in Abhängigkeit von einem Wert Vi, welcher durch die Analog/Digital-Umwandlung eines gemessenen Wertes bei einer gegebenen Verstärkung Gi einen Wert Ii = Vi/Gi in Abhängigkeit davon errechnet, welcher von mehreren vorbestimmten Bereichen dem Wert Ii entspricht, eine Verstärkung G + 1 auswählt und, wenn die Verstärkung Gi + 1 mit der Stromverstärkung übereinstimmt, der Wert Ii zu einem gemessenen Höchstwert gemacht wird, während dann, wenn die Verstärkung Gi + 1 nicht mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, durch eine Analog/Digital-Umwandlung des gemessenen Wertes bei der Verstärkung Gi + 1 ein Wert Vi erhalten wird, um einen Wert Ii + 1 = (Vi + 1) / (Gi + 1) zu errechnen, wobei ähnliche Vorgänge wiederholt werden, bis eine Übereinstimmung erreicht ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte oder des Rasterpunkt-Flächenanteils mit einem photoelektrischen Wandlerelement für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, mit einem Operationsverstärker für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung eines Spannungssignals, mit einem Analog/Digital-Wandler für die Umwandlung des Spannungssignals von einem Analogwert in einen Digitalwert, mit einer Operationssteuereinheit für die Ausgabe eines die anzuzeigenden Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal, mit einer Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe der Daten und mit einem Verstärkungsschaltkreis mit mehreren Rückführwiderständen, die parallel zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers geschaltet sind, wobei die Analogschalter jeweils mit den Rückführwiderständen verbunden sind, wobei ein Tiefpaßfilter zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker vorgesehen ist, wobei für die Umwandlung des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert in einen Digitalwert der Analog/Digital-Wandler vorgesehen ist, und wobei die Operationssteuereinheit für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung der Analogschalter vorgesehen ist, wobei die Analogschalter jeweils mit den Rückführwiderständen verbunden sind, jedoch mit Ausnahme des Rückführwiderstandes mit größtem Widerstandswert.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher ein Tiefpaßfilter zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker vorgesehen ist, bei welcher für die Umwandlung des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter von einem Analogwert in einen Digitalwert der Analog/Digital-Wandler vorgesehen ist, bei welcher die Operationssteuereinheit für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung der mit den Rückführwiderständen verbundenen Analogschalter vorgesehen ist, wobei die Rückführwiderstände in Reihe zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers geschaltet sind und die Analogschalter jeweils zwischen die die Klemmen, mit Ausnahme der mit der Eingangsklemme des Operationsverstärkers verbundenen Klemme, der Rückführwiderstände und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers geschaltet sind.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Kompakt- Lichtquellenanordnung für ein Übertragungs-Lichtmeßgerät mit einer flachen Oberfläche zur Auflage eines zu messenden Gegenstandes und mit einem Beleuchtungsabschnitt in einer Ecke der flachen Oberfläche für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, gekennzeichnet durch ein Meßgerätegehäuse an der Rückseite der flachen Oberfläche zur Aufnahme des Meßgerätes und durch einen an der Rückseite der flachen Oberfläche vorgesehenen Lichtquellengehäuseabschnitt zur Aufnahme von Lichtquellenelementen einschließlich einer Batterie und einer Lampe sowie eines optischen Systems, wobei Licht von dem Lichtquellengehäuse dem Beleuchtungsabschnitt an der flachen Oberfläche zugeführt wird.

Die Erfindung ist im folgenden Anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Beispiel einer Schaltung einer Meßvorrichtung für die optische Dich­ te/den Rasterpunkt-Flächenanteil gemäß der Erfindung,

Fig. 2 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der Schaltung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Flächenanteil,

Fig. 3 eine Darstellung einer Abwandlung der Schal­ tung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte zeigt,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Beispiels eines üblichen Verstärkungsschaltkreises,

Fig. 6 ein Schaltbild einer üblichen Meßvorrichtung für die optische Dichte unter Verwendung des Verstärkungsschaltkreises nach Fig. 5,

Fig. 7 (a) und (b) die Konstruktion einer kompakten Lichtquel­ lenanordnung gemäß einem Ausführungsbei­ spiel der Erfindung,

Fig. 8 die Konstruktion eines Meßgerätes für den Rasterpunkt-Flächenanteil in Kombination mit der Ausführung nach Fig. 7 und

Fig. 9 die Art der Verwendung eines Meßgerätes für den Rasterpunkt-Flächenanteil in Kombination mit der Lichtquelle nach Fig. 7, wobei deren funktionelle Elemente dargestellt sind.

Es wird zunächst die Meßgenauigkeit beschrieben, die während der Messung der optischen Dichte und des Raster­ punkt-Flächenanteiles in Betracht gezogen werden muß. Die optische Dichte D ist gegeben durch:

wobei I die Menge des gemessenen, übertragenen Lichtes dar­ stellt und If die Menge an übertragenem Licht bei einem Normalmaßstab darstellt. Wie später beschrieben, sollten logI und logIf innerhalb der Genauigkeit von ± 0,005 liegen. Deshalb ist gefordert, daß die Meßgenauigkeit für If und I jeweils innerhalb ±If/86 und ±I/86 liegt und die Anzahl effektiver Stellen des Meßwertes eine ausreichende Anzahl aufweist.

Der Rasterpunkt-Flächenanteil A ist gegeben durch:

A = (1-I/If) × 100 (2)

Da, wie später beschrieben, die Genauigkeit genügt, wenn ein Verhältnis I/If innerhalb einer Genauigkeit von ±0,5% liegt, muß die Meßgenauigkeit für If±If/200 und für I einen konstanten Wert von ±If/200 haben, und zwar unabhängig von der Größe eines gemessenen Wertes. Infolgedessen ist bei der Messung des Rasterpunkt-Flächenanteiles ein feinerer oder engerer Bereich erforderlich als bei der Messung der optischen Dichte. Jedoch wird bei der Messung des Rasterpunkt-Flächen­ anteiles nur eine Nulljustierung gefordert, d. h. nur eine Justierung eines Normalbereiches.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Schaltanordnung einer Meßvorrichtung für die optische Dichte und den Rasterpunkt- Flächenanteil gemäß der Erfindung. Zunächst soll die Funktion der Meßeinrichtung für die optische Dichte beschrieben werden. In dieser Ausführung enthält die Meßvorrichtung für die opti­ sche Dichte ein Halbleiter-photoelektrisches Wandlerelement 1, wie beispielsweise eine Photodiode, welche ein übertragenes Licht oder von einem zu messenden Gegenstand reflektiertes Licht photoelektrisch in einen lichtelektrischen Strom um­ wandelt. Die Meßvorrichtung enthält ferner einen Operations­ verstärker 2 für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in eine Spannung und für die Verstärkung dieses Signals. Fer­ ner ist ein Tiefpaßfilter 6 für die Entfernung einer Wechsel­ stromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker 2 vorgesehen. Die Vorrichtung enthält ferner einen Analog/ Digital-Wandler 3 für die Umwandlung eines analogen Spannungs­ signals vom Filter 6 in ein Digitalsignal. Ferner ist eine Operations-Steuereinheit 4 vorgesehen, die einen Mikrocom­ puter für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen #1 bis #3 und ein Datensignal enthält. Schließlich ist eine Wiedergabe­ vorrichtung für die Anzeige der Daten von der Operations­ steuereinheit 4 vorgesehen. Die Schaltsteuersignale #1 bis #3 steuern die Einschaltung/Ausschaltung der analogen Schal­ ter SW1 bis SW3, und zwar aufgrund des Digitalsignales von dem Analog/Digital-Wandler 3 und in Übereinstimmung mit dem automatischen Bereichssteuerverfahren nach der Erfindung, das später beschrieben werden soll. Das Datensignal zeigt die wiederzugebenden Daten an, die erhalten sind durch Um­ wandlung des digitalen Signals vom Analog/Digitalwandler 3. Zusätzlich ist ein Verstärkungsschaltkreis 7 vorgesehen, in welchem mehrere Rückführwiderstände R, 9R, 90R und 900R zwischen den Eingangs-und Ausgangsklemmen des Operations­ verstärkers 2 in Reihe geschaltet sind, und es sind die Analogschalter SW1 bis SW3 jeweils zwischen die Ausgangs­ klemme des Operationsverstärkers und die jeweiligen Verbin­ dungen von 900R und 90R, 90R und 9R sowie 9R und R geschal­ tet. Ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung, des­ sen Verstärkung durch die Operationssteuereinheit 4 gesteuert wird, ist, wenn erforderlich, zwischen den Tiefpaßfilter 6 und den Analog-Digital-Wandler 3 geschaltet. Die Operation der Analogschalter SW1 bis SW3 wird gemäß Tabelle 1 gesteuert, wie es später beschrieben wird. Mit der oben beschriebenen Anordnung wird die Anzahl an Analogschaltern auf drei redu­ ziert im Vergleich mit vier Analogschaltern beim Stand der Technik.

Tabelle 1

In Tabelle 1 zeigt das Symbol X an, daß sowohl Ein oder Aus verwendet werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel ist das Tiefpaßfilter 6 hinter dem Operationsverstärker 2 eingesetzt. Dies führt zur Verwendung eines üblichen Leuchttisches anstelle einer Lichtquelle, wie eine Halogenlampe, die mit einer konstan­ ten Spannungsquelle gespeist wird, wie sie in der bekann­ ten, fest montierten Meßvorrichtung für die optische Dichte verwendet wird. Wenn ein üblicher Leuchttisch als Licht­ quelle verwendet wird, bestehen folgende Nachteile: (F1) es sind Flimmerkomponenten mit einer Frequenz in einem Meß­ signal enthalten, die zweimal so hoch ist wie diejenige einer Steuer-Spannungsquelle; (2) die Lichtmenge ändert sich, wenn sich die Lage des Leuchttisches verändert. Das Tiefpaßfilter 6 eliminiert das oben angegebene Problem (1) und schaltet die Wechselstromkomponenten in einem gemessenen Signal aus, so daß nur die Gleichstromkomponente gemes­ sen wird.

Um in dieser Ausführung das oben angegebene Pro­ blem (2) zu lösen, wird die übliche schwerfällige Justierung mit Normalmaßstab von Hand durch einen veränderbaren Wider­ stand nicht übernommen, sondern es wird das später beschrie­ bene automatische Bereichssteuerverfahren eingeführt, wo­ durch es ermöglicht wird, eine Justierung im Normalmaßstab in kurzer Zeit auszuführen. Das automatische Bereichssteuer­ verfahren nach der Erfindung hat das Problem gelöst, wonach die Verwendung des Tiefpaßfilters 6 zu einer langen Ansprech­ zeit eines Signals führt, in welcher Zeit sich der Meßbereich (oder die Verstärkung) ändern kann, so daß eine Wartezeit erforderlich ist, bis sich die Daten stabilisiert haben und für eine Analog/Digitalumwandlung geeignet sind. Wenn ein 100 Hz-Flimmern um 1/100 verringert werden soll und ein RZ- Filter erster Ordnung verwendet wird, dessen Sperrfrequenz ein Hz beträgt und deren Zeitkonstante τ 0,16 Sekunden ist, dann sind etwa 7 τ oder 1,12 Sekunden erforderlich, bis die Ausgangsschwankung, die durch die Bereichsumschaltung hervor­ gerufen wird, im Bereich von 1/1000 des Sollwertes liegt. 1/1000 entspricht hier der Auflösung von einem Zehn-Bit- Analog/Digital-Wandler. Um diese Verzögerung zu verringern, ist eine automatische Bereichssteuerung erwünscht, die schnell ansprechen kann.

Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel einer Schalt­ anordnung einer Meßvorrichtung für die optische Dichte bzw. den Rasterpunkt-Flächenanteil. Diese Schaltung ist die gleiche wie in Fig. 1, jedoch mit Ausnahme eines Verstärkungs­ schaltkreises 8. In dem Verstärkungs-Schaltkreis 8 sind mehrere Widerstände R, 10R, 100R und 900R parallelgeschaltet zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsver­ stärkers 2. Die Widerstände P, 10R und 100R, ausgenommen der Widerstand 900R mit dem größten Wert unter diesen Wider­ ständen, sind jeweils in Reihe geschaltet mit entsprechen­ den Analogschaltern SW1 bis SW3. Die Arbeitsweise der Ana­ logschalter SW1 bis SW3 wird gesteuert in Abhängigkeit von Tabelle 2. Mit der oben beschriebenen Schaltungsanordnung wird die Anzahl der Analogschalter auf drei reduziert im Vergleich mit vier Analogschaltern bei der bekannten Anordnung.

Tabelle 2

Das Symbol X in Tabelle 2 zeigt, daß sowohl Ein und Aus verwendet werden kann.

Es wird nunmehr die automatische Bereichssteuerung nach der Erfindung beschrieben. In einer üblichen automatischen Bereichssteuerung wird eine erste Messung bei weitestem Be­ reich mit kleinstem Verstärkungsfaktor durchgeführt, um zu prüfen, ob die höchste Stelle einen anderen Wert als Null erhält. Im Falle des Ergebnisses Null wird der Bereich einer nach dem anderen auf einen kleineren oder engeren Bereich mit größerem Verstärkungsfaktor geschaltet. Ein gemessener Wert wird bestimmt von einem Analog/Digital-Umwandlungswert, wenn zu einer ersten Zeit die höchste Stelle und der Bereichswert, das ist der Verstärkungswert zu dieser Zeit von Null abweicht. Bei einer solchen üblichen automatischen Bereichssteueroperation ergeben sich maximal vier Messungen, bis der endgültig gemessene Wert erhalten wird, und zwar aufgrund der Messungen bei X1 → X10 → X100 → X1000. Da eine Messung mehr als 1,12 Sekunden benötigt, ergibt sich eine Zeit bis zur Vervollständigung der Messung von mehr als 4,48 Sekunden, was für eine Bedienungsperson als ver­ hältnismäßig lang empfunden wird, und was einem verhältnis­ mäßig geringen Arbeitswirkungsgrad entspricht.

Demgegenüber wird mit dem automatischen Bereichs­ steuerverfahren nach der Erfindung die von dem Analog/Digital- Wandler erhaltene Information positiv für die Verringerung der gesamten Meßzeit verwendet. Nach der Erfindung wird eine Analog/Digital-Umwandlung zuerst bei einem Bereich X1 durch den Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandler durchgeführt. Der Analog/ Digital-Umwandlungswert wird verglichen mit den Werten in Tabelle 3, um eine zu wählende Verstärkung zu bestimmen und eine weitere Analog/Digital-Umwandlung auszuführen.

A/D-Umwandlungswert
Auszuwählende Verstärkung
0∼9
Stromverstärkung×100
10∼99	Stromverstärkung×10
100∼	Stromverstärkung ist richtig

Wenn die Stromverstärkung einem richtigen Bereich entspricht, wird der Analog/Digital-Umwandlungswert zu die­ ser Zeit für einen gemessenen Höchstwert verwendet. Nach diesem Verfahren genügen drei Analog/Digital-Umwandlungen, das ist bei den Bereichen X1 → X100 → X1000, um den X1000- Bereich auszuwählen, wodurch die für die Messung erforder­ liche Zeit reduziert wird. Wenn eine Bereichsüberschreitung des Zehn-Bit-Analog/Digital-Wandlers festgestellt wird, kann die Messung vom X10-Bereich oder von dem dem vollen Maßstab zugeordneten Bereich ausgehen. In diesem Falle wird der Bereich oder die Verstärkung gemäß Tabelle 4 ausgewählt.

A/D-Umwandlungswert
Auszuwählende Verstärkung
0∼9
Stromverstärkung×100
10∼99	Stromverstärkung×10
100∼999	Stromverstärkung ist richtig
1000∼Bereichsüberschreitung	Stromverstärkung /10

In Tabelle 4 ist angegeben, daß die Verstärkung auf 1/10 reduziert wird, wenn eine Bereichsüberschreitung des Analog/Digital-Umwandlungswertes festgestellt wird. Wenn bei einer solchen Anordnung der X1000-Bereich ausge­ wählt werden soll, genügen nur zwei Analog/Digital-Umwand­ lungen, d. h. der X10-Bereich → X1000-Bereich, wenn die Messung von dem X10-Bereich ausgeht. Somit ist die gesamte Meßzeit im Vergleich zu der bekannten Anordnung um die Hälfte verringert.

Die oben beschriebene Verstärkungsauswahl kann allgemein folgendermaßen beschrieben werden: Ein Wert Ii wird einem Wert Vi entnommen, der durch eine Analog/Digital- Umwandlung bei einer gegebenen Verstärkung Gi erhalten worden ist, und zwar aufgrund einer Gleichung Ii = Vi/Gi. Dann wird die folgende Verstärkung Gi + 1 ausgewählt, und zwar in Über­ einstimmung damit, wo sich der Wert Ii unter den verschiede­ nen voreingestellten Bereichen in Tabelle 5 befindet. Wenn die gewählte Verstärkung Gi + 1 mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, dann wird der Wert Ii endlich der gemessene Wert. Wenn er nicht übereinstimmt, wird erneut eine Messung bei der Verstärkung Gi + 1 ausgeführt, und es werden ähnliche Vorgänge wiederholt, bis eine Übereinstimmung erreicht ist. Es wird hier darauf hingewiesen, daß der Wert Ii realisiert wird durch Einstellung seines Maximum auf "1". Bei der Einstellung der Bereiche für den praktischen Gebrauch wird jeder Bereich durch Überlappung miteinander eingestellt, um so den Spalt zwischen den Bereichen aufgrund von Fehlern in den Werten der Schaltungselemente zu vermeiden.

Ii
Gi+1
1∼0,316
× 1
0,316∼0,1	× 3,16
0,1∼0,01	× 10
0,01∼0,001	× 100
0,001∼0	× 1000

Als erste Verstärkung G wird die kleinste Verstärkung (X1) oder die der Messung mit Normalmaßstab zugeordnete Verstär­ kung verwendet. Wenn ein Verstärkungsverhältnis bezüglich jeder Verstärkung den gleichen Wert hat, ist es nicht er­ forderlich, den Wert Ii zu errechnen, sondern es wird die nächste Verstärkung Gi + 1 durch Multiplikation des Stromes Gi bestimmt, und zwar aufgrund des Vi-Wertes bei der Ver­ stärkung Gi. Beispielsweise kann die Verstärkung Gi + 1 in Übereinstimmung mit Tabelle 6 bestimmt werden.

Vi
Gi+1
Bereichsüberschreitung
Gi/10
1∼0,1	Stromverstärkung Gi
0,1∼0,01	Gi×10
0,01∼0	Gi×100

Wenn der aufgrund Tabelle 6 errechnete Wert der Verstärkung die vorbestimmte maximale oder minimale Verstärkung überschreitet, wird entweder der Maximalwert oder der Minimalwert verwendet.

Neben dem oben erwähnten automatischen Bereichs- Steuerverfahren gibt es ein anderes Verfahren, um die Meß­ zeit durch Vergrößerung der Ordnung des Filters zu redu­ zieren. Wenn beispielsweise anstelle des Tiefpaßfilters erster Ordnung ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung verwendet wird und wenn beabsichtigt ist, die gleiche Dämpfungscharak­ teristik wie bei dem RC-Filter bei 100 Hz zu erreichen, dann wird die Sperrfrequenz fc 10 Hz, und es ergibt sich eine Zeitkonstante von 0,0225 Sekunden. In diesem Falle wird 7τ 0,157 Sekunden, so daß sich die für die Messung erfor­ derliche Zeit im Vergleich mit 1,12 Sekunden wie bei dem RC-Filter erster Ordnung verringert. Dieses Verfahren zur Vergrößerung der Filterordnung in Kombination mit dem oben beschriebenen automatischen Bereichssteuerverfahren ermög­ licht eine weitere Verringerung der Meßzeit. Ferner wird bei der Durchführung einer automatischen Bereichswahl die Meßzeit verringert durch Verwendung des Bereiches bei einer Justierung mit Normalmaßstab als Anfangsbereich.

Im folgenden wird die Funktion der Vorrichtung zur Messung des Rasterpunkt-Flächenanteils beschrieben. Es ist nicht erforderlich, den Rasterpunkt-Flächenanteil unter Ver­ wendung eines Logarithmus zu messen, und es wird somit ein enger Meßbereich möglich. Infolgedessen wird bei einer Messung, nachdem eine Justierung im Normalmaßstab beendet ist,eine Analog/Digital-Umwandlung ausgeführt, und zwar durch Fixieren des entsprechenden Bereiches auf den dem Normalmaßstabs- Wert zugeordneten Bereich. Es ist nicht erforderlich, den Bereich umzuschalten, so daß die Meßzeit kürzer ist als diejenige bei der Messung der optischen Dichte. Die Genauig­ keit eines Wertes im Normalmaßstab bei der Messung eines Rasterpunkt-Flächenanteiles muß aber eine höhere Genauig­ keit haben als die Messung der optischen Dichte. Im einzelnen liegt die Wiederholungsgenauigkeit, die normalerweise bei der Messung der optischen Dichte gefordert wird, innerhalb von ± 0,01, während die Wiederholungsgenauigkeit, die bei der Messung des Rasterpunkt-Prozentsatzes bzw. Flächenan­ teiles gefordert wird, innerhalb von ± 0,1% liegt. Um eine solche Genauigkeit sicherzustellen, ist es erforderlich, daß die Genauigkeit in der Lichtmengenmessung innerhalb von ± 0,005 in der Dichtemessung ist, während sie ± 0,5% in der Rasterpunkt-Messung ist. Die Minimum-Zähleranzeige von 86 des Analog/Digital-Umwandlungswertes (ganze Zahl) einer zu messenden Lichtmenge entspricht ± 0,005, während der Minimum-Zählwert von 200 ± 0,5% entspricht. Der vor­ genannte Minimum-Zählwert von 86 wird folgendermaßen be­ stimmt: 0,005 der Meßgenauigkeit entspricht 1,0115 des Durchlässigkeitsfaktors bzw. Übertragungsfaktors (Trans­ missivity) so daß 0,0115 durch Operation (1.0115 - 1) er­ halten wird, und es wird der Zählwert 86 erhalten durch Division von 1 durch 0,0115. Ein anderer Minimum-Zähl­ wert von 200 wird bestimmt durch Division von 1 durch 0,005 (0,5%). Durch Verwendung des Zehn-Bit-Analog/Digital-Wand­ lers wird das maximal zulässige Verstärkungsverhältnis zwi­ schen den Bereichen zu 1024/86 = 11,9 für die optische Dichte und 1024/200 = 5,12 für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil. Deshalb müssen die Meßbereiche einer Meß­ vorrichtung für sowohl optische Dichte als auch für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw.-Flächenanteil auf den feineren oder engeren Bereichen angeordnet werden, d. h. auf den Berei­ chen für die Messung des Rasterpunkt-Prozentsatzes bzw. -Flächenanteils. Bei einer solchen Anordnung nimmt die An­ zahl der Bereiche zu, beispielsweise auf X1; X3; X3, 162; X10; X31, 62; X100; X316, 2; X1000. In einem solchen Falle führt die Einfühlung nur des oben erwähnten automatischen Meßbereichs-Steuerkreises zu einer Erhöhung der Anzahl an Widerständen und Analogschaltern, wodurch die Schaltungs­ anordnung kompliziert wird.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Ersatzschaltung in Bezug auf dieses Problem. Ein Verstärker 10 mit program­ mierbarer Verstärkung ist in Reihe hinter den Operations­ verstärker 2 geschaltet, und es sind insgesamt zwei Ver­ stärker für die Bildung der Bereichs-Schaltkreise verwendet. Bei dieser Anordnung muß die Anzahl an Widerständen und Ana­ logschaltern an der ersten Stufe des Bereichs-Schaltkreises im Vergleich mit dem Bereichs-Schaltkreis mit nur einem Operationsverstärker 2 nicht erhöht werden. In der vorlie­ genden Ausführung sind die Meßbereiche eingeteilt in X1, X10, X100, X1000 in der ersten Stufe des Bereichs-Schaltkreises und in X1; X3, 16 in der zweiten Stufe des Bereichs-Schalt­ kreises. Die Schaltbereiche der ersten Stufe des Bereichs- Schaltkreises, d. h. X1 bis X1000, während die Bereiche der zweiten Stufe des Bereichs-Schaltkreises einen engen Bereich umfassen, das ist X1 bis X3, 162. Deshalb besteht kein Pro­ blem, daß eine Spannungsabweichung an der vorhergehenden Stufe in großem Maße verstärkt wird. Die zweite Stufe des Bereichs-Schaltkreises und der Operationsverstärker können deshalb irgendwelche Arten von üblich verwendeten Operations­ verstärkern sein. Da ferner der Operationsverstärker den Tiefpaßfilter bildet, kann mit ihm der Operationsverstärker des Bereichs-Schaltkreises gemeinsam verwendet werden. Wenn eine Nulljustierung nur für die Bereiche X1 und X3, 162 aus­ geführt werden, werden die ganzen Bereiche so eingestellt, daß nur diejenigen Bereiche mit kleiner Verstärkung genau eingestellt werden, während die Bereiche mit großer Ver­ stärkung grob eingestellt werden, um die Anzahl an Bereichen klein zu halten und so den Leckstrom zu verringern und die Meßgenauigkeit zu verbessern. In diesem Falle kann der Be­ reichs-Schaltkreis aus einer einzelnen Stufe bestehen.

Die optische Dichte D wird gemäß den folgenden Gleichungen aus dem Meßwert (Verstärkung) G und dem Analog/ Digital-Umwandlungswert V, der wie oben beschrieben erhal­ ten worden ist, folgendermaßen errechnet:

Reflexionsgrad T = (Gf × V)/(Vf × G) (3)

optische Dichte D = -log T (4),

wobei Gf und Vf die Verstärkung bei normalem Maßstab und den gemessenen Wert eines Analog/Digital-Umwandlungswertes darstellen, und wobei G und V die Meßwerte der Menge an übertragenem Licht darstellen.

Wie oben beschrieben, kann nach dem erfindungsgemäßen Steuerverfahren die Anzahl der Wahlmöglichkeiten der Meß­ bereiche verringert werden, und es kann die Meßgenauigkeit erhöht werden.

Der Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil A wird erhalten durch die folgende Gleichung:

Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil A = (1 - T) × 100 (%) (5)

Es ist leicht, die obigen Operationen auszuführen und das Operationsergebnis unter Verwendung einer Vorrichtung, wie beispielsweise eines Mikrocomputers, anzuzeigen. Wie ferner in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 55-27909 offenbart, wobei die Kompensation für die "Fransen" und "Geisterbilder" bzw. "Doppelkonturen" der Rasterpunkte leicht unter Verwendung eines Mikrocompu­ ters oder dergleichen durchgeführt werden kann.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind folgende:

• (1) Es kann eine kompakte und tragbare Meßvorrichtung für die optische Dichte/den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil verwirklicht werden.
• (2) Es kann ein üblicher Leuchttisch als Lichtquelle verwendet werden. Ferner kann eine Messung mit hoher Prä­ zision auch unter Bedingungen, wie Lichtquellenflimmern auf­ grund der Netzfrequenz oder einer Änderung der Lichtmenge durch eine Änderung der Meßlage, ausgeführt werden.
• (3) Ein besonderes, automatisches Bereichs-Steuer­ verfahren ermöglicht es, die Anzahl der auszuwühlenden Meß­ bereiche zu verringern und die Meßgenauigkeit zu erhöhen.

Die Fig. 7(a) und (b) zeigen die Konstruktion der Lichtquellenanordnung gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei Fig. 7 (a) eine perspektivische Ansicht von der Vorder­ seite her und Fig. 7(b) eine perspektivische Ansicht von der Rückseite her sind. Die kompakte Lichtquellenanordnung weist einen Meßtischabschnitt 112 an der Oberseite eines Hauptkörpers 111 auf. Ein zu messender Film liegt auf dem Meßtisch 112. An einer Ecke des Meßtisches 112 ist ein Be­ leuchtungsabschnitt 113 vorgesehen, auf dem ein Kreis mit 10 mm Durchmesser als Meßmarke dargestellt ist. Licht von einer eingebauten Lichtquelle wird der Meßmarke zugeführt. Ein Schalter 114 ist vorgesehen, um die eingebaute Licht­ quelle ein- und auszuschalten.

Ein Gehäuse X für ein Rasterpunkt-Prozentsatz- bzw. -Flächenanteil-Meßgerät und ein Lichtquellengehäuse Y sind an der Rückseite des Hauptkörpers 111 ausgebildet. Das Gehäuse X besitzt einen Raum, in den das Meßgerät für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil eingesetzt werden kann. Die den Raum teilweise begrenzende Wand ist mit einer Schiene 111A versehen, die in eine Nut eingreift, die in dem Gehäuse für das Meßgerät für den Rasterpunkt- Prozentsatz bzw. -Flächenanteil vorgesehen ist. Ein Vor­ sprung 111B ist ebenfalls auf der Wand vorgesehen, wobei dieser Vorsprung so ausgebildet ist, daß er in eine Höhlung eingreift, die in dem Gehäuse für das Rasterpunkt-Prozent­ satz-Meßgerät vorgesehen ist, eingreift und verhindert, daß das Meßgerät aus dem Hauptkörper 111 herausgleitet. Die gegenseitige Position zwischen dem Vorsprung und der Höhlung können auch umgekehrt sein. Das Lichtquellengehäuse Y ent­ hält eine Batterie, eine Lampe, eine reflektierende Platte, eine Streuplatte usw., und es ist so ausgebildet, daß die Batterie oder andere Teile ausgewechselt werden können, in­ dem ein Deckel 115 entfernt wird.

Fig. 8 zeigt eine Außenansicht eines Meßgerätes für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil, das mit der kompakten Lichtquellenanordnung 111 nach Fig. 7 kombiniert wird. Das Gehäuse enthält ein Bodengehäuse 121, ein oberes Gehäuse 122 und einen Batteriedeckel 123.

Das Bodengehäuse 121 ist mit einer Nut 121A und einer Höhlung 121B versehen, die jeweils mit der Schiene 111A und einem Vorsprung 111B des Hauptkörpers 111 der Vorrichtung in Eingriff stehen. Zusammen mit diesen Ele­ menten sind die kompakte Lichtquellenvorrichtung 110 und das Meßgerät für den Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächen­ anteil 120 aneinander befestigt. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet eine Meßeinheit für die Einführung von Meßlicht.

Das obere Gehäuse 122 ist mit einem Wiedergabe­ fenster versehen, durch das das Meßergebnis angezeigt wird. Ferner ist ein Schalter 126 und andere verschiedene Schal­ ter 127, 128 vorgesehen. Ein Batteriedeckel 123 besitzt keine zu betätigenden Elemente.

Fig. 9 zeigt, wie die Messung unter Verwendung der kompakten Lichtquelle 110 nach Fig. 7 und des Raster­ punkt-Prozentsatz-Meßgerätes nach Fig. 8 ausgeführt wird. Der Schalter 114 für die kompakte Lichtquelle 110 wird be­ tätigt, um die Batterie und die Lampe 116 miteinander zu verbinden. Licht von der Lampe wird der Streuplatte 118 über eine zerstreuende, reflektierende Platte 117 mit einer mat­ tierenden Bearbeitung zur Bildung von gleichförmigem Licht zugeführt. Aufgrund der reflektierenden Platte 117 kann ein wirksamer Abstand zwischen der Lampe und der diffusen Platte langgemacht werden, um dadurch die Einflüsse wie eine Störung durch die reflektierende Spiegelfläche, zu verringern.

Das Licht wird einem Film 130 zugeführt, der auf dem Meßtisch 112 (Fig. 7) der kompakten Lichtquellenanordnung 110 aufgelegt ist.

Das Licht, das von dem Film 130 übertragen wird, wird dann der Meßeinheit 124 der Rasterpunkt-Prozentsatz bzw. -Flächenanteil-Meßvorrichtung 120 zugeführt, um das Licht auf photoelektrischem Wege mit einem Sensor 129 zu messen und darauf mit einem Verstärker AMP zu verstärken. Dann wird das verstärkte Signal durch einen Analog/Digital- Wandler in ein digitales Signal umgewandelt, das dann in einer Zentraleinheit (CPU) in ein Anzeigesignal umgewandelt wird, das einer Anzeigevorrichtung 125 zugesandt wird.

Bei der Messung unter Verwendung der kompakten Lichtquelle 110 und des Meßgerätes für den Rasterpunkt- Prozentsatz bzw. -Flächenanteil ist der Beleuchtungsab­ schnitt 113 (Fig. 7) der Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßvor­ richtung 120 mit der Meßeinheit 124 des Rasterpunkt-Prozent­ satz-Messers 120 ausgerichtet. In diesem Falle kann das Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät 120 richtig auf der kom­ pakten Lichtquellenvorrichtung 110 aufgesetzt werden, so daß der Arbeitswirkungsgrad gut ist und der Film 130 in geeigneter Weise dazwischen angeordnet werden kann. Bei der Ausrichtung des Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerätes 120 paßt sich die Nut 121 A den Fingern der Bedienungsperson an, so daß das Meßgerät leicht gehandhabt werden kann. Außerdem kann die Positionsausrichtung leicht ausgeführt werden, indem man auf die Meßmarke sieht, die eine verhält­ nismäßig große Abmessung hat.

In der Ausführung ist das Rasterpunkt-Prozentsatz­ meßgerät als Meßvorrichtung verwendet. Jedoch sind auch an­ dere gewöhnliche Meßvorrichtungen anwendbar, die eine Licht­ übertragung einschließen, wie beispielsweise Übertragungs- Dichtemesser.

Wie oben beschrieben, ist die Lichtquellenvorrich­ tung nach der Erfindung so ausgebildet, daß sie mit dem Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerät kompatibel ist, so daß die Funktionen dieses Rasterpunkt-Prozentsatz-Meßgerätes voll angewendet werden können. Dies bedeutet, daß die Lichtquellen­ vorrichtung nicht nur für die Messung vorteilhaft ist, son­ dern daß sie auch insoweit sehr nützlich ist, als die Außen­ abmessung sehr klein ist, wenn das Rasterpunkt-Prozentsatz- Meßgerät sich während des Transportes in der Lichtquellen­ vorrichtung befindet.

Claims (13)

1. Verfahren zur automatischen Bereichskontrolle für eine Meßvorrichtung für die optische Dichte oder den Rasterpunkt- Flächenanteil, bei welchem mit Hilfe eines photoelektrischen Wandlerelements Licht, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, in einen lichtelektrischen Strom umgewandelt wird, bei welchem mit Hilfe eines Operationsverstärkers der lichtelektrische Strom in ein Spannungssignal umgewandelt und verstärkt wird, bei welchem mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers dieses Spannungssignal von einem Analogwert in einen Digitalwert umgewandelt wird, bei welchem mit Hilfe einer Operations-Steuereinheit in Abhängigkeit von dem Digitalsignal Wiedergabedaten ausgegeben werden, und bei welchem mit Hilfe eines Verstärkungs-Schaltkreises mit mehreren Rückführwiderständen und Analogschaltern zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers ein Meßbereich geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Tiefpaßfilters (6) eine Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker (2) ausgeschaltet wird, daß das Spannungssignal des Tiefpaßfilters (6) mit Hilfe des Analog/Digital-Wandlers (3) von einem Analogwert in einen Digitalwert umgewandelt wird und daß die Operationssteuereinheit (4) die Schaltsteuersignale an den Verstärkungsschaltkreis so ausgibt, daß die Operationssteuereinheit (4) in Abhängigkeit von einem Wert Vi, welcher durch die Analog/Digital-Umwandlung eines gemessenen Wertes bei einer gegebenen Verstärkung Gi einen Wert Ii = Vi/Gi in Abhängigkeit davon errechnet, welcher von mehreren vorbestimmten Bereichen dem Wert Ii entspricht, eine Verstärkung G + 1 auswählt und, wenn die Verstärkung Gi + 1 mit der Stromverstärkung übereinstimmt, der Wert Ii zu einem gemessenen Höchstwert gemacht wird, während dann, wenn die Verstärkung Gi + 1 nicht mit der Stromverstärkung Gi übereinstimmt, durch eine Analog/Digital-Umwandlung des gemessenen Wertes bei der Verstärkung Gi + 1 ein Wert Vi erhalten wird, um einen Wert Ii + 1 = (Vi + 1)/(Gi + 1) zu errechnen, wobei ähnliche Vorgänge wiederholt werden, bis eine Übereinstimmung erreicht ist.

2. Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte oder des Rasterpunkt-Flächenanteils mit einem photoelektrischen Wandlerelement (1) für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, mit einem Operationsverstärker (2) für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung eines Spannungssignals, mit einem Analog/Digital-Wandler (3) für die Umwandlung des Spannungssignals von einem Analogwert in einen Digitalwert, mit einer Operationssteuereinheit für die Ausgabe eines die anzuzeigen den Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal, mit einer Wiedergabevorrichtung (5) zur Wiedergabe der Daten und mit einem Verstärkungsschaltkreis (7; 8) mit mehreren Rückführwiderständen (R, 10R, 100R, 900R), die parallel zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers (2) geschaltet sind, wobei die Analogschalter (SW1-SW3) jeweils mit den Rückführwiderständen (R, 10R, 100R) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefpaßfilter (6) zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker (2) vorgesehen ist, daß für die Umwandlung des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter (6) von einem Analogwert in einen Digitalwert der Analog/Digital-Wandler (3) vorgesehen ist, daß die Operationssteuereinheit (4) für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung der Analogschalter (SW1-SW3) vorgesehen ist, wobei die Analogschalter (SW1-SW3) jeweils mit den Rückführwiderständen (R, 10R, 100R) verbunden sind, jedoch mit Ausnahme des Rückführwiderstandes (900R) mit größtem Widerstandswert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (13) mit programmierbarer Verstärkung hin­ ter den Verstärkungsschaltkreis und den Operationsverstärker geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Verstärkungsschaltkreis die Breite eines Bereiches genau auf einen einem Norm-Meßbereich zugehörigen Bereich eingestellt ist und daß die Breite eines Bereiches grob auf die anderen Meßbereiche eingestellt ist.

5. Vorrichtung zum Messen der optischen Dichte oder des Rasterpunkt-Flächenanteils mit einem photoelektrischen Wandlerelement (1) für eine photoelektrische Umwandlung von Licht in einen lichtelektrischen Strom, das von einem zu messenden Gegenstand abgegeben oder reflektiert wird, mit einem Operationsverstärker (2) für die Umwandlung des lichtelektrischen Stromes in ein Spannungssignal für die Verstärkung eines Spannungssignals, mit einem Analog/Digital-Wandler (3) für die Umwandlung des Spannungssignals von einem Analogwert in einen Digitalwert, mit einer Operationseinheit für die Ausgabe eines die anzuzeigenden Daten darstellenden Datensignals in Abhängigkeit von dem Digitalsignal, mit einer Wiedergabevorrichtung (5) zur Wiedergabe der Daten und mit einem Verstärkungsschaltkreis (7; 8) mit mehreren zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers (2) geschalteten Rückführwiderständen (R, 9R, 90R, 900R), wobei die Analogschalter (SW1-SW3) jeweils mit den Rückführwiderständen (R, 9R, 90R, 900R) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefpaßfilter (6) zum Ausschalten einer Wechselstromkomponente des Spannungssignals vom Operationsverstärker (2) vorgesehen ist, daß für die Umwandlung des Spannungssignals vom Tiefpaßfilter (6) von einem Analogwert in einen Digitalwert der Analog/Digital-Wandler (3) vorgesehen ist, daß die Operationssteuereinheit (4) für die Ausgabe von Schaltsteuersignalen für die Ein-Aus-Steuerung der mit den Rückführwiderständen verbundenen Analogschalter (SW1-SW3) vorgesehen ist, wobei die Rückführwiderstände (R, 9R, 90R) in Reihe zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen des Operationsverstärkers (2) geschaltet sind und die Analogschalter (SW1-SW3) jeweils zwischen die Klemmen, mit Ausnahme der mit der Eingangsklemme des Operationsverstärkers (2) verbundenen Klemme, der Rückführwiderstände (R, 9R, 90R, 900R) und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers (2) geschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung hinter den Verstärkungsschaltkreis und den Operationsverstär­ ker geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Verstärkungsschaltkreis die Breite eines Bereiches genau auf einen einem Norm-Meßbereich zugehörigen Bereich eingestellt ist und daß die Breite eines Bereiches grob auf die anderen Meßbereiche eingestellt ist.

8. Kompakt-Lichtquellenanordnung für ein Übertragungs-Lichtmeßgerät mit einer flachen Oberfläche zur Auflage eines zu messenden Gegenstandes und mit einem Beleuchtungsabschnitt (113) in einer Ecke der flachen Oberfläche für eine Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5; gekennzeichnet durch ein Meßgerätegehäuse (120) an der Rückseite der flachen Oberfläche (112) zur Aufnahme des Meßgerätes und durch einen an der Rückseite der flachen Oberfläche vorgesehenen Lichtquellengehäuseabschnitt (110) zur Aufnahme von Lichtquellenelementen einschließlich einer Batterie und einer Lampe (116) sowie eines optischen Systems, wobei Licht von dem Lichtquellengehäuse dem Beleuchtungsabschnitt an der flachen Oberfläche zugeführt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wand des Meßgerätegehäuses mit einer Schiene, welche in das Gehäuse des Meßgerätes eingreift, und einem Vorsprung oder einer Wölbung versehen ist, welche mit einer anderen Wölbung oder einem anderen Vorsprung des Meßgeräte­ gehäuses in Eingriff steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Beleuchtungsabschnitt an der linken Seite während der Messung unter Verwendung der Kompakt-Lichtquellenanord­ nung nahe der Bedienungsperson liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit mit einer Meßmarke versehen ist, welche den Bereich anzeigt, in dem eine Messung möglich ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das optische System eine reflektierende Platte und eine Streuplatte enthält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die reflektierende Platte eine reflektierende Oberfläche mit einem Mattschliff aufweist.