DE3843700C2

DE3843700C2 - Farbmeßgerät

Info

Publication number: DE3843700C2
Application number: DE19883843700
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Roesler
Original assignee: KOLLMORGEN INSTR GmbH
Current assignee: KOLLMORGEN INSTRUMENTS GMBH, 8033 MARTINSRIED, DE
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2008-12-24
Also published as: DE3843700A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Farbmeßgerät.

Derartige Farbmeßgeräte dienen zur reproduzierbaren und objektiven Farbmessung von Probenoberflächen in zahlreichen Anwendungen. Beispielsweise ist dies zur Erfassung und/oder zum Abgleich von Farbstellungen in der Automobil- sowie deren Zulieferindustrie, Textil-, Druck-, Glas-, Farben-, Keramik- und anderen Industrien von Bedeutung.

Bekannte Farbmeßgeräte beruhen auf bestimmten Normgeometrien, bei denen das Meßlicht auf die zu untersuchende Probenoberfläche unter einem vor gegebenen Beleuchtungswinkel eingestrahlt und das von der Pro benoberfläche zurückgestrahlte Meßlicht unter einem fest gelegten Beobachtungswinkel erfaßt wird. Diese Normgeometrie liefert typischerweise für Uni-Lackierungen von Kraftfahr zeugen gute Ergebnisse, da neben der gerichteten Reflexion an der hochglänzenden Probenoberfläche das eindringende Licht von den Farbstoffen diffus gestreut wird. Die räumliche Verteilung des von der Probenoberfläche zurückgestreuten Lichtes ent spricht somit weitgehend der einer nach dem Lambertschen Kosinusgesetz ideal streuenden Probe. Also ist beim Vergleich zweier derartiger Probenoberflächen die Richtung der Beobach tung und Beleuchtung nicht wesentlich für das Abmusterungs ergebnis.

Allerdings entspricht bei vielen Probenoberflächen die räumliche Verteilung nicht der einer ideal streuenden Probe, was beispielsweise bei allen Metalleffektlackierungen von Kraftfahrzeugen der Fall ist. Wenn in diesem Fall bei festem Beleuchtungswinkel der Beobachtungswinkel zum Glanzwinkel hin verändert wird, erscheint die Probenoberfläche heller als bei Beobachtung unter einem vom Glanzwinkel weiter entfernten Beobachtungswinkel. Dies wird durch in den Lackfilm ein gelagerte kleine Metallplättchen hervorgerufen, die wie kleine Spiegel wirken, deren Ausrichtung und Form jedoch nicht ideal einheitlich ist, so daß das eingestrahlte Meßlicht in einen mehr oder weniger breiten Winkelbereich um den Glanzwinkel zurückgestrahlt wird. Einen ahnlichen visuellen Eindruck unter verschiedenen Beobachtungswinkeln relativ zum Glanzwinkel ver mittelt eloxiertes Aluminium. Dieser Effekt wird hier durch die auf der Probenoberfläche vorhandene dünne Aluminiumoxid schicht hervorgerufen und durch deren Porenzahl, Porengröße und Dicke sowie die darin eingelagerten Farbstoffe beein flußt. Ähnliche optische Eigenschaften zeigen genarbte Kunst stoffe, wobei die Ursache hierfür in den vielen verschieden orientierten Neigungen und Krümmungen der Oberflächenstruktur besteht. Schließlich weisen auch viele Textilien durch den Glanz der Fasern und deren Orientierung einen richtungsab hängigen visuellen Eindruck auf. Derartigen Probenoberflächen wird das bekannte Farbmeßgerät mit seiner festgelegten Geo metrie für den Beleuchtungswinkel und den Beobachtungswinkel also nicht gerecht.

Insbesondere ist ein Farbmeßgerät bekannt (EP 0 150 142 A2), bei dem drei unter unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln angeordnete Lichtquellen für die Lichtfarben Blau, Grün bzw. Rot vorgesehen sind und das von der Probenoberfläche zurückge strahlte Meßlicht mittels einer Leselinse 7 auf einen CCD-Bildwandler geworfen wird, an den eine elektronische Verarbei tungseinheit angeschlossen ist. Letztere ermittelt die Inten sität der durch eine aufeinanderfolgende Anschaltung dieser blauen, grünen und roten Lichtquelle hervorgerufenen Meßlicht komponenten. Hierdurch sollen die in der von einem Farbbild gebildeten Probenoberfläche enthaltenen Blau-, Grün- bzw. Rot anteile ermittelt werden.

Ein anderes bekanntes Farbmeßgerät (DE-OS 23 13 528), das zur Messung vorbeilaufender, eingefärbter Materialbahnen be stimmt ist, weist eine Anzahl von in engen Spektralbereichen emittierenden Lichtquellen auf, deren Einstrahlungsrichtungen mit der Normalen der zu messenden Materialbahn den gleichen Winkel bilden. Auch hier werden die Lichtquellen in rascher zeitlicher Abfolge hintereinander angeschaltet und durch einen in der Normalenrichtung angeordneten Lichtempfänger die von der Materialbahn zurückgestrahlten Intensitäten der eng be grenzten, eingestrahlten Spektralbereiche bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbmeßge rät zu schaffen, durch das auch bei teilweise gerichteter Re flexion der Probenoberfläche ein aussagekräftiges und zuver lässiges Meßergebnis erhalten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Farb meßgerät mit einer mindestens zwei unter unterschiedlichen Be leuchtungswinkeln angeordnete Lichtquellen aufweisenden Meß lichtquellenanordnung zur Einstrahlung von Meßlicht vorgege bener Beleuchtungswinkel auf eine zu untersuchende Proben oberfläche, einer ein Meßobjektiv zur Erfassung des von der Probenoberfläche unter einem bestimmten Beobachtungswinkel zu rückgestrahlten Meßlichtes aufweisenden Objektivanordnung, einer optoelektronischen Einrichtung zur Umwandlung des von dem Meßobjektiv aufgenommenen Lichtes in ein dessen spektrale Intensitätsverteilung darstellendes elektrisches Signal und einer elektronischen Auswerteeinrichtung für das elektrische Signal, durch die die Lichtquellen kurzzeitig nacheinander be tätigt werden und das jeweils hervorgerufene elektrische Si gnal in Abhängigkeit von dem jeweiligen Beleuchtungswinkel und Beobachtungswinkel ausgewertet wird.

Da bei der Erfindung mehr als eine Lichtquelle unter un terschiedlichen Beleuchtungswinkeln vorgesehen ist und die Be tätigung dieser Lichtquellen durch die elektronische Aus werteeinrichtung trotz der zeitlichen Aufeinanderfolge in einer insgesamt sehr kurzen Meßzeit abgeschlossen werden kann, läßt sich die Messung praktisch gleichzeitig unter den unter schiedlichen Beleuchtungswinkeln ausführen und auswerten, so daß bei gleichzeitiger baulicher Einfachheit und kurzer Meß zeit eine Multigeometriemessung erfolgt, die eine zuverlässige Beurteilung auch von nicht diffus sondern teilgerichtet reflektierenden Probenoberflächen gestattet. Die Anzahl der Lichtquellen und ihre Beleuchtungswinkel können dabei so gewählt werden, daß sie den von der Praxis gestellten Genauig keitsanforderungen genügen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Betrag der von den Lichtquellen bei ihrer Betätigung abgestrahlten Lichtmenge von der Auswerteeinrich tung in Abhängigkeit von dem Beobachtungswinkel und dem jeweiligen Beleuchtungswinkel gesteuert wird. Diese Ausfüh rungsform trägt dem Umstand Rechnung, daß bei einer Verklei nerung des Winkelabstandes zwischen dem durch den Beleuch tungswinkel bestimmten Glanzwinkel und dem Beobachtungswinkel die im Vergleich zu einem Weißstandard wesentlich höheren Reflexionsgrade von Metalleffektoberflächen so stark ansteigen können, daß die Erfassungsbereiche der nachgeschalteten Auswerteeinrichtung überschritten werden. Eine Ausnahme hier von bildet lediglich die Beobachtung im Glanzwinkel, wo als Vergleichsstandard ein Spiegel zur Kalibrierung verwendet werden kann. Durch die Steuerung der abgestrahlten Lichtmenge in Abhängigkeit vom Beobachtungswinkel kann also eine Vor kompensation vorgenommen werden, die eine Verfälschung durch Bereichsüberschreitungen vermeidet.

Vorzugsweise werden für das erfindungsgemäße Farbmeß gerät als Lichtquellen Blitzröhren verwendet. Diese linearen Lichtquellen, für die wegen der tageslichtähnlichen spektralen Verteilung insbesondere Xenon-Blitzröhren geeignet sind, er möglichen auf einfache Weise kurze Belichtungszeiten und die Steuerung der abgestrahlten Lichtmenge.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in bezug auf die Normalenrichtung zur Probenoberfläche der Beobachtungswinkel 45° beträgt sowie eine erste und zweite Lichtquelle in dem den Beobachtungswinkel enthaltenden Quadranten unter einem ersten und zweiten Be leuchtungswinkel von 60° bzw. 30°, eine dritte Lichtquelle un ter einem dritten Beleuchtungswinkel von 0° und eine vierte Lichtquelle in dem an den den Beobachtungswinkel enthaltenden Quadranten längs der Normalenrichtung angrenzenden Quadranten mit negativer Zählung der Winkelwerte unter einem vierten Beleuchtungswinkel von -25° angeordnet ist. Bei dieser Aus gestaltung erfolgt die Beleuchtung der Probe unter vier verschiedenen Beleuchtungswinkeln, während die Beobachtung immer unter 45° vorgenommen wird. Diese vier Meßgeometrien haben sich in der Praxis als sehr aussagekräftig erwiesen. Die hierfür erforderliche gesamte Meßzeit beträgt dabei weniger als 1 Sekunde.

Im Rahmen der Erfindung ist auch vorgesehen, daß die Werte der Beobachtungswinkel und der Beleuchtungswinkel um jeweils gleiche Winkelschritte verstellbar sind. Diese Aus führungsform erweist sich dann als nützlich, wenn aufgrund praktischer Anforderungen mehr als vier Meßgeometrien er forderlich werden. Durch die gemeinsame Verstellung um den gleichen Winkelschritt werden also die Lichtquellen und das Meßobjektiv ohne eine Änderung der zwischen dem Beobach tungswinkel und den einzelnen Beleuchtungswinkeln herrschenden Winkelbeziehungen um den jeweils gewählten Winkelschritt insgesamt verschwenkt, wodurch sich auf einfache Weise die Zahl der insgesamt möglichen Meßgeometrien vervielfacht.

Ein in konstruktiver Hinsicht besonders zweckmäßiger Aufbau besteht bei dieser Ausführungsform darin, daß die Lichtquellen und die Objektivanordnung an einem gegenüber dem Gehäuse des Farbmeßgerätes in einer die optische Achse des Meßobjektivs enthaltenden Ebene verschwenkbaren Rahmen an geordnet sind. Zur Vervielfachung der Meßgeometrien braucht bei dieser Ausführungsform also nur der verschwenkbare Rahmen um einen bestimmten Winkelschritt verdreht zu werden, wodurch schnell und auf einfache Weise die Lichtquellen und die Objektivanordnung in ihre neuen Beleuchtungswinkel bzw. Be obachtungswinkel eingestellt werden.

In diesem Zusammenhang zeichnet sich eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung dadurch aus, daß das Gehäuse an seiner Außenseite ein Bedienungselement eines mit dem Rahmen ge koppelten und zur Einstellung seiner Schwenkstellung dienenden Betätigungsgliedes aufweist. Durch eine geeignete manuelle Betätigung des Bedienungselementes kann somit ein Benutzer die einer gewünschten Meßgeometrie entsprechende Schwenkstellung leicht einstellen.

Da die Auswertung des die spektrale Intensitätsver teilung des von der Probenoberfläche zurückgestrahlten Lichtes darstellenden elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Meßgeometrie erfolgt, ist ferner vorgesehen, daß in dem Ge häuse ein an die Auswerteeinrichtung angeschlossener Fühler zur Erfassung der Schwenkstellung des Rahmens vorgesehen ist. Hierdurch wird auf einfache Weise eine Information über die vom Benutzer gerade gewählte Meßgeometrie automatisch an die Auswerteeinrichtung übermittelt.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vor gesehen, daß der Rahmen zweiteilig mit einem an einem zur Probenoberfläche weisenden abnehmbaren Vorderteil des Gehäuses gelagerten, die Lichtquellen tragenden ersten Schwenkteil und einem an einem das abnehmbare Vorderteil tragenden Hinterteil des Gehäuses gelagerten, die Objektivanordnung tragenden zwei ten Schwenkteil ausgebildet ist, wobei das zweite Schwenkteil im zusammengesetzten Zustand des Vorderteils und des Hinter teils durch einen Mitnehmer mit dem ersten Schwenkteil bei dessen Verschwenkung drehfest gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, das die Lichtquellen enthaltende Vor derteil, das also den Beleuchtungsvorsatz des Farbmeßgerätes bildet, abzunehmen und durch einen für andere Meßzwecke bestimmten anderen Beleuchtungsvorsatz zu ersetzen. Wenngleich dabei die Lichtquellen von der Objektivanordnung getrennt werden, wird im zusammengesetzten Zustand infolge der dreh festen Kopplung durch den Mitnehmer die gemeinsame Ver schwenkung der Lichtquellen und der Objektivanordnung sichergestellt.

Dabei erweist es sich als konstruktiv zweckmäßig, daß das erste und das zweite Schwenkteil auf zueinander koaxialen Kreissegmenten gleitend gelagert sind.

Schließlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß die Objektivanordnung ein auf einen Weißstandard gerichtetes Referenzobjektiv aufweist, wobei der Weißstandard an dem ver schwenkbaren Rahmen angeordnet ist. Dadurch ist sicherge stellt, daß das zur Lieferung eines Kalibriersignals dienende Referenzobjektiv bei der Verschwenkung des Rahmens stets auf den Weißstandard gerichtet bleibt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Er findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offenbarung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten aus drücklich hingewiesen wird. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer in einem Farbmeßgerät vorgesehenen Meßgeometrie, und

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung einer Aus führungsform eines die Meßgeometrie von Fig. 1 verwendenden Farbmeßgerätes.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind in der zu einer zu untersuchenden Probenoberfläche 1 senkrechten Zeichnungsebene eine Anzahl von Lichtquellen einer Meßlichtquellenanordnung - im dargestellten Beispiel vier Meßlichtquellen 2, 3, 4, 5 - unter unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln gegenüber der Normalen 6 auf die Probenoberfläche 1 angeordnet. Ein unter einem be stimmten Beobachtungswinkel gegenüber der Normalen 6 ange ordnetes Meßobjektiv 7 einer Objektivanordnung dient zur Erfassung des von der Probenoberfläche 1 unter dem durch die optische Achse 8 des Meßobjektivs 7 bestimmten Beobachtungs winkel von der Probenoberfläche 1 zurückgestrahlten Meß lichtes. Zur eindeutigen Wiedergabe der Werte der Beleuch tungswinkel und des Beobachtungswinkels werden der Beobach tungswinkel und die in dem den Beobachtungswinkel enthaltenden Winkelquadranten - also der in Fig. 1 rechts von der Normalen 6 gelegene Winkelquadrant - liegenden Werte der Beleuchtungs winkel positiv angegeben, während die in dem den Be obachtungswinkel nicht enthaltenden Quadranten - also der in Fig. 1 links der Normalen 6 gelegene Winkelquadrant - liegen den Beleuchtungswinkel negativ angegeben werden.

In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel beträgt der Beobachtungswinkel 35°, während die Beleuchtungswinkel der ersten, zweiten, dritten und vierten Lichtquelle 2, 3, 4 bzw. 5 die Werte 50°, 20°, -10° bzw. -35° annehmen. Andere vorteil hafte Meßgeometrien bestehen beispielsweise darin, daß für den Beobachtungswinkel der Wert von 40° und für die erste, zweite, dritte und vierte Meßlichtquelle 2 bis 5 die Beleuchtungs winkel 55°, 25°, -5° bzw. 30° oder alternativ für den Be obachtungswinkel der Wert von 45° und für die erste, zweite, dritte und vierte Meßlichtquelle 2 bis 5 die Beleuchtungs winkel 60°, 30°, 0° bzw. -25° gewählt werden. Diese beiden Meßgeometrien, bei denen der Beobachtungswinkel 40° bzw. 45° beträgt, unterscheiden sich also von der erstgenannten, einen Beobachtungswinkel von 35° aufweisenden Meßgeometrie dadurch daß die in Fig. 1 dargestellte Anordnung des Meßobjektivs 7 und der Meßlichtquellen 2 bis 5 unter Beibehaltung der gegenseitigen Winkelabstände zwischen den Meßlichtquellen 2 bis 5 und dem Meßobjektiv 7 um je einen Winkelschritt von 5° im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Natürlich ist es möglich, andere Werte des Beobachtungswinkels und der Beleuchtungs winkel zu wählen sowie eine Verschwenkung um andere Winkel schritte vorzusehen.

In Fig. 2 sind die wesentlichen Teile der Objektiv anordnung und der Meßlichtquellenanordnung sowie ein sie aufnehmendes Gehäuse des Farbmeßgerätes in längs der Längs achse des Gehäuses auseinandergezogener Form dargestellt. Danach weist ein zweiteiliger, verschwenkbarer Rahmen 9 ein die Lichtquellen 2 bis 5 tragendes erstes Schwenkteil 10 und ein die Objektivanordnung tragendes zweites Schwenkteil 11 auf. Das erste und zweite Schwenkteil 10, 11 sind jeweils an dem abnehmbaren Vorderteil 12 bzw. dem Hinterteil 13 des eben falls zweiteilig ausgebildeten Gehäuses des Farbmeßgerätes in der nachstehend im einzelnen erläuterten Weise verschwenkbar angelenkt.

Im einzelnen weist das erste Schwenkteil 10 zwei durch zwei sich senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 2 erstrecken de Abstandshalter 14, 15 unter einem gegenseitigen Abstand aneinander befestigte, sich in der Zeichnungsebene von Fig. 2 erstreckende, deckungsgleiche Seitenteile 16 auf, deren zur an der vorderen Stirnseite 17 des Vorderteils 12 ausgebildeten Meßöffnung 18 für die Ausstrahlung des Meßlichts und für den Wiedereintritt des von der Probenoberfläche 1 zurückgestrahl ten Meßlichts weisender Rand 19 jeweils eine kreisbogenförmige Gleitfläche 20 aufweist. Die beiden Gleitflächen 20 der beiden Seitenteile 16 sind jeweils auf einem dazu komplementären Kreissegment 21 zweier Halteteile 22 verschwenkbar gelagert. Durch in Fig. 2 nicht dargestellte Blattfedern werden die beiden Seitenteile 16 an den beiden Kreissegmenten 21 gleitend in Eingriff gehalten, wobei die beiden Halteteile 22 in dem Vorderteil 12 im Bereich seiner vorderen Stirnseite 17 be festigt und dadurch das erste Schwenkteil 10 in dem Vorderteil 12 verschwenkbar gelagert ist.

An ihrem dem Rand 19 entgegengesetzten, zum Hinterteil 13 weisenden Rand 23 weisen die Seitenteile 16 jeweils nach außen offene, etwa V-förmige Ausnehmungen 24 auf, in denen die durch sich senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 2 und damit senkrecht zur Schwenkebene des ersten Schwenkteils 10 erstreckenden, durch Xenon-Blitzröhren gebildeten Lichtquellen 2 bis 5 gelagert und mittels nicht dargestellter Blattfedern an den Seitenteilen 16 festgespannt sind. In bezug auf den Krümmungsmittelpunkt der Kreissegmente 21 bzw. der Gleit flächen 20 sind die V-förmigen Ausnehmungen 24 gerade unter einem solchen gegenseitigen Winkelabstand angeordnet, daß sich die in Fig. 1 dargestellten Werte der Beleuchtungswinkel ergeben.

Ähnlich weist auch das durch einen einstückigen Ma terialblock mit zwei sich parallel zur Zeichnungsebene von Fig. 2 unter einem dazu senkrechten Abstand erstreckenden Seitenflächen 25 gebildete zweite Schwenkteil 11 eine zum Hinterteil 13 des Gehäuses weisende, kreisbogenförmig aus gebildete Stirnfläche 26 auf, durch die es an dazu kom plementären, als Führung dienenden Kreissegmenten 27 von zwei beidseits der Seitenflächen 25 angeordneten Halteteilen 28 verschwenkbar gleitend gelagert ist. Die Halteteile 28 sind in dem zum Vorderteil 12 weisenden Bereich des Hinterteils 13 derart befestigt, daß das zweite Schwenkteil 11 über den vorderen Rand 29 des Hinterteils 13 vorsteht.

Die Anordnung der Halteteile 22 des ersten Schwenkteils 10 im Vorderteil 12 und der Halteteile 28 des zweiten Schwenk teils 11 im Hinterteil 13 ist gerade derart eingestellt, daß im zusammengesetzten Zustand des Vorderteils 12 und des Hinterteils 13 die Kreissegmente 21 und 27 zueinander koaxial angeordnet sind. Ferner greift in diesem zusammengesetzten Zustand der Abstandshalter 14 des ersten Schwenkteils 10 in eine dazu komplementäre, zum Vorderteil 12 weisende Ausnehmung 30 des zweiten Schwenkteils 11 formschlüssig ein, so daß das erste und zweite Schwenkteil 10, 11 im zusammengesetzten Zu stand des Gehäuses hinsichtlich ihrer Schwenkbewegung mitein ander gekoppelt sind. In diesem Zusammenhang ist in Fig. 2 an dem Vorderteil 12 ein Bedienungselement in Form eines Dreh knopfes 31 erkennbar, an dessen das Vorderteil 12 senkrecht zur Zeichnungsebene durchsetzender Achse innen ein kurbel artiges Betätigungsglied angeordnet ist, das in nicht näher dargestellter Weise an dem ersten Schwenkteil 10 angreift und dieses durch Drehung des Drehknopfes 31 in die gewünschte Schwenkstellung verschwenkt. Eine nicht näher dargestellte Rastvorrichtung ermöglicht dabei die Verrastung des ersten Schwenkteils 10 und damit des von diesem mitgeführten zweiten Schwenkteils 11 in einer Auswahl wohldefinierter Schwenk stellungen.

Eine in dem zweiten Schwenkteil 11 radial zur kreis bogenförmigen Stirnfläche 26 angeordnete Bohrung 32 verjüngt sich stufenförmig von der zur Meßöffnung 18 weisenden, der kreisbogenförmigen Stirnfläche 26 entgegengesetzten Stirn fläche 33 des Materialblocks zur Stirnfläche 26 hin und dient in ihrem zur Meßöffnung 18 weisenden vorderen Bereich der Aufnahme des Meßobjektivs 7, das also mit seiner optischen Achse in der Schwenkebene des verschwenkbaren Rahmens 9 ange ordnet ist. Von dem verjüngten hinteren Bereich der Bohrung 32 aus erstreckt sich ein nicht dargestellter Lichtleiter zu einer in dem Hinterteil 13 des Gehäuses angeordneten, nicht dargestellten Beugungsgitteranordnung von hoher spektraler Auflösung, die mindestens einige Hundert Detektoren zur Um wandlung des von dem Meßobjektiv 7 aufgenommenen Lichtes in ein dessen spektrale Intensitätsverteilung darstellendes elek trisches Signal aufweist. Eine einen Mikrocomputer aufweisende elektronische Auswerteeinrichtung dient der Verarbeitung die ses elektrischen Signals.

Gemäß dem Betriebsablauf der elektronischen Auswerte einrichtung ist vorgesehen, daß nach Anlegung der Probenober fläche 1 auf der vorderen Stirnseite 17 des Vorderteils 12 über der Meßöffnung 18 die erste, zweite, dritte und vierte Lichtquelle 2, 3, 4 bzw. 5 gesteuert durch die elektronische Auswerteeinrichtung kurzzeitig nacheinander betätigt werden. Dabei ist ferner vorgesehen, daß die bei der Betätigung der einzelnen Lichtquellen abgestrahlte Lichtmenge von der Aus werteeinrichtung in Abhängigkeit von dem Beobachtungswinkel und dem jeweiligen Beleuchtungswinkel derart gesteuert wird, daß Bereichsüberschreitungen des Meß- und Auswertesystems vermieden werden. Derartige Bereichsüberschreitungen könnten dadurch auftreten, daß bei einer Annäherung des Beobachtungs winkels an den Glanzwinkel die von der Probenoberfläche 1 reflektierte Lichtmenge übermäßig ansteigt. Dies ist ins besondere bei Probenoberflächen 1 mit Metalleffektlackierung zu erwarten, da die eingelagerten Metallteilchen als kleine Spiegel wirken.

Da die Betätigung der Lichtquellen 2 bis 5 durch die elektronische Auswerteeinrichtung gesteuert ist, kann in der elektronischen Auswertung die Zuordnung zwischen dem von der Probenoberfläche 1 zurückgestrahlten Meßlicht und der jeweils das Meßlicht abstrahlenden Lichtquelle erfolgen. Bei vor gegebener Schwenkstellung des verschwenkbaren Rahmens 9 liegen damit für die elektronische Auswerteeinrichtung sowohl der Beobachtungswinkel als auch die Beleuchtungswinkel fest. Die noch erforderliche Information über die gerade vorliegende Schwenkstellung wird durch einen an die elektronische Aus werteeinrichtung angeschlossenen Fühler übermittelt, durch den die Schwenkstellung des Rahmens 9 erfaßt und an die elektro nische Auswerteeinrichtung übertragen wird. Als derartiger Fühler kommen beispielsweise ein oder mehrere in dem Vorder teil 12 oder Hinterteil 13 angeordnete Mikroschalter in Be tracht, die von Betätigungsnocken des verschwenkbaren Rahmens 9 entsprechend der jeweiligen Schwenkstellung geschlossen bzw. geöffnet werden.

Aus Fig. 2 geht auch noch hervor, daß in dem zweiten Schwenkteil 11 auch noch eine der Bohrung 32 ähnliche Bohrung 34 mit zur Schwenkebene paralleler Bohrungsachse ausgebildet ist, wobei diese Bohrung 34 zur Aufnahme eines Referenz objektivs dient. Dieses Referenzobjektiv ist ebenso wie das Meßobjektiv 7 über einen Lichtleiter an eine Beugungsgitter-De tektoranordnung angeschlossen, die die gleiche Ausbildung wie die dem Meßobjektiv 7 zugeordnete Beugungsgitter-Detektor anordnung aufweist. Dieses Referenzobjektiv ist auf einen zwischen den beiden Seitenteilen 16 des ersten Schwenkteils 11 angeordneten und bei dessen Schwenkbewegung mitgeführten Weiß standard gerichtet, wodurch ein dem Meßkanal entsprechender Referenzkanal gebildet ist. Das solchermaßen gebildete elek trische Referenzsignal dient somit in der elektronischen Auswerteeinrichtung als Bezugsgröße für das aus der gemessenen Probenoberfläche 1 über das Meßobjektiv 7 gebildete elektri sche Signal.

Zwei sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckende Reihen von Kontaktstiften 35 greifen im zusammengesetzten Zustand des Vorderteils 12 und des Hinterteils 13 in ent sprechende Buchsen des Hinterteils 13 ein, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Vorderteil 12 und dem Hinterteil 13 herzustellen. Über diese elektrischen Verbindungen wird ins besondere die elektrische Energie zur Betätigung der Licht quellen 2 bis 5 zugeführt.

Bezugszeichenliste

1 Probenoberfläche
2 bis 5 Lichtquellen
6 Normale
7 Meßobjektiv
8 optische Achse
9 verschwenkbarer Rahmen
10 erstes Schwenkteil
11 zweites Schwenkteil
12 Vorderteil
13 Hinterteil
14, 15 Abstandshalter
16 Seitenteil
17 vordere Stirnseite
18 Meßöffnung
19 Rand
20 Gleitfläche
21 Kreissegment
22 Halteteile
23 Rand
24 Ausnehmungen
25 Seitenfläche
26 Stirnfläche
27 Kreissegment
28 Halteteil
29 vorderer Rand
30 Ausnehmung
31 Drehknopf
32 Bohrung
33 Stirnfläche
34 Bohrung
35 Kontaktstifte

Claims

1. Farbmeßgerät mit einer mindestens zwei unter unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln angeordnete Lichtquellen (2 bis 5) aufweisenden Meßlichtquellenanordnung zur Einstrahlung von Meßlicht vorgegebener Beleuchtungswinkel auf eine zu untersuchende Probenoberfläche, einer ein Meßobjektiv zur Erfassung des von der Probenoberfläche unter einem bestimmten Beobachtungswinkel zurückgestrahlten Meß lichtes aufweisenden Objektivanordnung, einer optoelektro nischen Einrichtung zur Umwandlung des von dem Meßobjektiv aufgenommenen Lichtes in ein dessen spektrale Intensitäts verteilung darstellendes elektrisches Signal und einer elektronischen Auswerteeinrichtung für das elektrische Signal, durch die die Lichtquellen (2 bis 5) kurzzeitig nacheinander be tätigt werden und das jeweils hervorgerufene elektrische Signal in Abhängigkeit von dem jeweiligen Beleuchtungswinkel und Beobachtungswinkel ausgewertet wird.

2. Farbmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Betrag der von den Lichtquellen (2 bis 5) bei ihrer Betätigung abgestrahlten Lichtmenge von der Auswerteein richtung in Abhängigkeit von dem Beobachtungswinkel und dem jeweiligen Beleuchtungswinkel gesteuert wird.

3. Farbmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichtquellen (2 bis 5) durch Blitzröhren gebildet sind.

4. Farbmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß in bezug auf die Normalenrichtung zur Probenoberfläche der Beobachtungswinkel 45° beträgt sowie eine erste und zweite Lichtquelle (2, 3) in dem den Beobach tungswinkel enthaltenden Quadranten unter einem ersten und zweiten Beleuchtungswinkel von 60° bzw. 30°, eine dritte Lichtquelle (4) unter einem dritten Beleuchtungswinkel von 0° und eine vierte Lichtquelle (5) in dem an den den Beobach tungswinkel enthaltenden Quadranten längs der Normalenrichtung angrenzenden Quadranten mit negativer Zählung der Winkelwerte unter einem vierten Beleuchtungswinkel von -25° angeordnet ist.

5. Farbmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Beobachtungswinkel und der Beleuchtungswinkel um jeweils gleiche Winkelschritte verstellbar sind.

6. Farbmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Lichtquellen (2 bis 5) und die Objektivanordnung an einem gegenüber dem Gehäuse (12, 13) des Farbmeßgerätes in einer die optische Achse des Meßobjektivs (7) enthaltenden Ebene verschwenkbaren Rahmen (9) angeordnet sind.

7. Farbmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß das Gehäuse (12, 13) an seiner Außenseite ein Bedie nungselement (31) eines mit dem Rahmen (9) gekoppelten und zur Einstellung seiner Schwenkstellung dienenden Betätigungsglie des aufweist.

8. Farbmeßgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Gehäuse (12, 13) ein an die Auswerteein richtung angeschlossener Fühler zur Erfassung der Schwenkstel lung des Rahmens (9) vorgesehen ist.

9. Farbmeßgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) zweiteilig mit einem an einem zur Probenoberfläche (1) weisenden abnehmbaren Vor derteil (12) des Gehäuses gelagerten, die Lichtquellen (2 bis 5) tragenden ersten Schwenkteil (10) und einem an einem das abnehmbare Vorderteil (12) tragenden Hinterteil (13) des Gehäuses gelagerten, die Objektivanordnung tragenden zweiten Schwenkteil (11) ausgebildet ist, wobei das zweite Schwenkteil (11) im zusammengesetzten Zustand des Vorderteils (12) und des Hinterteils (13) durch einen Mitnehmer (14) mit dem ersten Schwenkteil (10) bei dessen Verschwenkung drehfest gekoppelt ist.

10. Farbmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß das erste und das zweite Schwenkteil (10, 11) auf zueinander koaxialen Kreissegmenten (21, 27) gleitend gelagert sind.

11. Farbmeßgerät nach Anspruch 3 und einem der An sprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzröhren senkrecht zur Schwenkebene angeordnet sind.

12. Farbmeßgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 11, mit einem in der Objektivanordnung vorgesehenen, auf einen Weiß standard gerichteten Referenzobjektiv, dadurch gekennzeichnet, daß der Weißstandard an dem verschwenkbaren Rahmen (9) ange ordnet ist.