DE4229349C2 - Method and arrangement for measuring the optical surface quality of reflective materials and the optical quality of transparent materials - Google Patents

Method and arrangement for measuring the optical surface quality of reflective materials and the optical quality of transparent materials

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und zur optischen Güte transparenter Materialien.The invention relates to a method and an arrangement for measuring the optical surface quality of reflective Materials and more transparent to the optical quality Materials.

Die optische Oberflächengüte von spiegelnden Materialien wird gestört beispielsweise durch Kratzer, Verschmutzungen, Unebenheiten, Pigmentagglomerate und Fehlstellen.The optical surface quality of reflective materials is disturbed for example by scratches, dirt, Bumps, pigment agglomerates and defects.

Spiegelnde Materialien sind z. B. alle glänzenden Beschichtungen von Lacken, Streichfarben und Kunststoffschmelzen, Laminatbeschichtungen, keramische Materialien wie Fliesen, Steingut, Porzellan, Metalle mit glänzender Oberfläche, opake Folien und Duroplaste.Reflective materials are e.g. B. all glossy coatings of paints, coating colors and plastic melts, Laminate coatings, ceramic materials such as tiles, earthenware, porcelain, metals with shiny Surface, opaque films and thermosets.

Die optische Güte transparenter Materialien wird gestört durch beispielsweise Einschlüsse, Kratzer, Inhomogenitäten, Verschmutzungen und Fingerabdrücke.The optical quality of transparent materials is disturbed due to inclusions, scratches, inhomogeneities, Soiling and fingerprints.

Transparente Materialien sind z. B. Folien, Kunststoffplatten, Gläser und Filme.Transparent materials are e.g. B. foils, plastic sheets, Glasses and films.

Sowohl die optischen Güten transparenter Materialien, als auch die optischen Oberflächengüten von spiegelnden Materialien können auch ohne die beispielhaft aufgeführten Störungen unterschiedliche Qualitäten aufweisen, je nach Fertigung, Produktion oder Hersteller. Diese graduellen Unterschiede "fehlerfreier" Produkte müssen ebenso wie die Störungen meßtechnisch erfaßt werden können.Both the optical qualities of transparent materials, as well as the optical surface qualities of reflective Materials can also be used without those listed as examples  Disorders have different qualities, each by manufacturing, production or manufacturer. This gradual Differences of "flawless" products must also how the disturbances can be measured.

Transparente Materialien werden oft nur visuell beurteilt im Streiflicht oder auf Leuchttischen. Während einer Produktion werden im Durchlicht Fehler gezählt und als Kriterium der Qualität herangezogen. Diese Methoden bilden keinen objektiven Maßstab für die optische Güte von Materialien.Transparent materials are often only visual judged in grazing light or on light tables. While In production, errors are counted in transmitted light and used as a criterion of quality. These methods do not form an objective yardstick for optical quality of materials.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Strukturen einer Oberfläche eines flächigen Guts ist aus der DE 38 14 606 C2 bekannt. Ein kohärenter Lichtstrahl wird auf einen reflektierenden kleinen Fleck fokussiert, der sich auf einem transmittierenden Substrat befindet, und über eine Abbildungslinse auf der Oberfläche abgebildet. Der kleine Fleck liegt in dem der Oberfläche abgewandten Brennpunkt der Abbildungslinse. Die durch Strahlstreuung an dem dem Abrieb unterworfenen Abschnitt der Oberfläche entstandenen Anteile werden an dem lichtundurchlässigen kleinen Fleck vorbei durch das lichtdurchlässige Substrat und die Optik hindurch auf einer Erfassungs- und Auswerteanordnung abgebildet. Die Auswertung hinsichtlich des Abriebs erfolgt auf Unterschiede dieser Anteile gegenüber entsprechenden bei der Untersuchung einer Standardprobe gewonnenen Anteile.A method and an apparatus for the detection of Structures of a surface of a flat good is out known from DE 38 14 606 C2. A coherent beam of light is focused on a reflective little spot, which is on a transmitting substrate, and imaged on the surface via an imaging lens. The small spot is in the area facing away from the surface Focal point of the imaging lens. That by beam scattering on the section of the surface subject to abrasion Portions created on the surface become opaque small stain passing through the translucent Substrate and the optics on a detection and evaluation arrangement mapped. The evaluation in terms of abrasion, differences occur Shares versus corresponding in the investigation shares obtained from a standard sample.

Nachteilig ist, daß nur eine Beurteilung einer durch Abrieb beschädigten Oberfläche lichtdurchlässiger Materialien möglich ist, um hieraus Rückschlüsse auf die Festigkeit des Werkstoffs ziehen zu können. Dadurch, daß lediglich ein Vergleich mit einer Standardprobe erfolgt, kann nur festgestellt werden, ob das beurteilte Material Ausschuß darstellt oder für eine Weiterbearbeitung geeignet ist. Eine schnelle, exakt differenzierende und reproduzierbare Messung ist nicht möglich.The disadvantage is that only an assessment of an abrasion damaged surface of translucent materials is possible to draw conclusions about the strength of the material. The fact that only a comparison with a standard sample can be made can only be determined whether the material assessed committee represents or suitable for further processing is. A fast, precisely differentiating and reproducible  Measurement is not possible.

Aus der DE 29 22 163 A1 ist eine optische Vorrichtung zur Bestimmung der Güte einer Oberfläche bekannt. Von einem Laserstrahlgenerator wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche gerichtet. Ein lichtelektrischer Wandler mißt die in einem Lichtfleck eintreffende Lichtenergie und liefert hierfür ein repräsentatives Signal. Ein neben dem Lichtfleck angeordneter weiterer lichtelektrischer Wandler mißt einen Teil der außerhalb des Lichtflecks in der Brennebene auftreffenden Lichtenergie und gibt ebenfalls ein repräsentatives Signal ab. Ein Auswertekreis, dem die beiden Signale zugeführt werden, berechnet daraus nur deren Verhältnis, das dann für die Oberflächengüte des Meßobjekts charakteristisch sein soll. Geliefert wird damit nur ein Maß für die mittlere Güte der Oberfläche.DE 29 22 163 A1 describes an optical device known for determining the quality of a surface. Of a laser beam generator is a laser beam on the Surface directed. A photoelectric converter measures the light energy arriving in a light spot and provides a representative signal for this. An alongside the light spot arranged further photoelectric Transducer measures part of the outside of the light spot light energy striking the focal plane and there also a representative signal. A Evaluation circuit to which the two signals are fed only calculates their ratio from this, then for the Surface quality of the measurement object to be characteristic should. So only a measure for the middle one is delivered Goodness of surface.

Eine photoelektrische Oberflächenabtasteeinrichtung wird in der DE-OS 20 51 908 beschrieben. Zwischen einem Laser und einem Drehspiegel ist ein gegen die Achse einer Laserstrahlung geneigter Spiegel und eine Linsenoptik mit Bohrungen für einen Durchgang der Laserstrahlung angeordnet. Ein Abbild des von dem Laser auf der Oberfläche erzeugten Lichtflecks wird mit einer Zylinderlinse, einem Parabolspiegel, dem Drehspiegel, der Linsenoptik und dem geneigten Spiegel auf eine photoelektronische Empfangsvorrichtung geworfen. Allerdings wird durch eine nachgeordnete Schaltung nur ein Ausgangssignal ausgegeben, das zeigt, ob die Oberfläche einen nichtzulässigen Fehler aufweist.A surface photoelectric scanner is described in DE-OS 20 51 908. Between one Laser and a rotating mirror is one against the axis a laser inclined mirror and lens optics with holes for a passage of the laser radiation arranged. An image of the laser on the surface generated light spot is with a cylindrical lens, a parabolic mirror, the rotating mirror, the lens optics and the tilted mirror to a photoelectronic Throwing device thrown. However, by one downstream circuit only output one output signal, that shows whether the surface is an impermissible Has errors.

Aus der DE-AS 15 48 263 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Größe geometrischer Veränderungen oder Abweichungen einer reflektierenden Oberfläche von einer Solloberfläche mittels optischer Mittel bekannt, bei dem ein ausgedehnter Bereich der reflektierenden Oberfläche mit Lichtstrahlen beleuchtet wird, die nahezu senkrecht zur Oberfläche gerichtet sind. Die an der Solloberfläche und an den Fehlerstellen reflektierten Strahlungen werden einem Empfänger zugeführt. Mit Hilfe der vom Empfänger ausgegebenen Signale können entsprechend den Anteilen an einwandfreier und an vom Soll abweichender Ausgangssignale lediglich grobe Rückschlüsse auf die Güte der Oberfläche gezogen werden.DE-AS 15 48 263 describes a method and a device to determine the size of geometric changes or deviations of a reflective surface known from a target surface by means of optical means, where an extensive range of reflective  Surface is illuminated with light rays that are directed almost perpendicular to the surface. The on the target surface and reflected at the defects Radiations are fed to a receiver. With Help of the signals output by the receiver can be made accordingly the proportions of impeccable and of the target deviating output signals only rough conclusions be drawn to the quality of the surface.

Bekannt ist es weiterhin, bei spiegelnden Materialien das auf die Probe auffallende und das von ihr reflektierte Licht mit einem Lange-Reflektometer zu messen, wobei verschiedene Lichteinfallswinkel wählbar sind. Andere Geräte (z. B. KL-Meßgerät) messen die Intensität des reflektierten Lichtes statt mit einem Detektor mit einer Linearkamera, so daß zusätzlich zum Reflexionswert noch eine Angabe zur Verteilungsfunktion des reflektierten Lichtes zur Verfügung steht.It is also known for reflective materials that which strikes the specimen and that which is reflected by it To measure light with a Lange reflectometer different light incidence angles can be selected. Other Devices (e.g. KL measuring device) measure the intensity of the reflected light instead of with a detector Linear camera, so that in addition to the reflection value an indication of the distribution function of the reflected Light is available.

Nachteilig ist, daß die Werte aufgrund ihrer Streuung keinen genauen Aufschluß über die Oberflächengüte geben. Dadurch ist es nicht möglich, gezielt Korrekturmaßnahmen bei der Herstellung der spiegelnden Oberfläche des Materials vorzunehmen.The disadvantage is that the values due to their dispersion do not provide precise information about the surface quality. This makes it impossible to take targeted corrective action in the manufacture of the reflective surface of the Material.

Bekannt ist es auch, für die Messung der Homogenität einer spiegelnden Fläche mechanisch wirkende Meßgeräte, die eigentlich zur Messung der Oberflächen-Rauhigkeit dienen, zu verwenden, wobei mittels eines Analysators und eines externen Computers mit entsprechend angepaßter Software Rauhigkeitswerte gemessen werden, die eine zum Glanz oder zur Ebenheit korrelierende Aussage ermöglichen. Hierbei wird mit einer vertikalbeweglichen Tastspitze eine Strecke der zu messenden Probe abgetastet. Die Bewegungen der Tastspitze werden auf einen elektrischen Meßwandler übertragen, der diese in elektrische Meßwerte umwandelt, die das ertastete Profil darstellen. Um wirklich aussagefähige Werte zu erhalten, muß die Materialprobe dreidimensional gemessen werden, d. h. es müssen mehrere einzelne Linien parallel abgetastet werden (Surfcorder SE-30K, SE-30AK, Firmenprospekt Kosaka Laboratory Ltd., Bl. 1 bis 6).It is also known for measuring homogeneity a reflecting surface mechanical measuring devices, which is actually used to measure surface roughness serve to use, using an analyzer and an external computer with accordingly adapted Software roughness values are measured, the one for Enable gloss or correlation to flatness. This is done with a vertically movable A tip of a sample of the sample to be measured is scanned. The movements of the probe tip are on one electrical transducer transmitted, this in electrical Converts measured values that represent the palpated profile.  In order to get really meaningful values, the material sample must be measured three-dimensionally, d. H. several individual lines must be scanned in parallel (Surfcorders SE-30K, SE-30AK, company brochure Kosaka Laboratory Ltd., pages 1 to 6).

Nachteilig ist, daß für die Messung einer einzigen Probe von beispielsweise einem glänzend beschichteten fotografischen Trägermaterial bei 16 Einzelmessungen parallel zueinander und Computerauswertung mit dem Surfcorder 25 Minuten benötigt werden. Ein weiterer Nachteil dieser zeitaufwendigen Messung ist der hohe Apparateaufwand. Darüber hinaus kann es bei weichen Materialien, wie z. B. bei Polyethylenschichten zu Kratzern auf der Oberfläche und damit zur Materialzerstörung kommen. Dadurch wird die vorhandene Oberflächenstruktur nicht exakt vermessen, sondern diejenige, die sich nach der Verformung durch die Tastspitzen ergeben hat.The disadvantage is that for the measurement of a single sample for example a glossy coated one photographic support material for 16 individual measurements parallel to each other and computer evaluation with the surfcorder 25 minutes are needed. Another disadvantage This time-consuming measurement is the high expenditure on equipment. In addition, with soft materials, such as B. in polyethylene layers to scratches on the surface and thus to material destruction come. This creates the existing surface structure not exactly measured, but the one that follows the deformation caused by the probe tips.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und der optischen Güte transparenter Materialien anzugeben, durch die eine schnelle, exakte, differenzierende, reproduzierbare und zerstörungsfreie Messung der optischen Güte dieser Materialien einfach und sicher möglich ist.The invention has for its object a method and an arrangement for measuring the optical surface quality of reflective materials and optical quality specify transparent materials through which one fast, exact, differentiating, reproducible and non-destructive measurement of the optical quality of these materials is easy and safe.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Anordnung zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und der optischen Güte transparenter Materialien durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, the object is in an arrangement for Measurement of the optical surface quality of reflective materials and the optical quality of transparent materials solved by the features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das in den Strahlengang gebrachte Material sofort eindeutig gemessen werden kann. Die gemessenen Werte sind reproduzierbar und geben Aufschluß über die optische Güte der spiegelnden oder transparen­ ten Materialien. Die Meßergebnisse sind so genau, daß es sofort möglich ist, direkt in den Produktionsablauf ein­ zugreifen, um auftretende Fehler schnellstens zu besei­ tigen. Darüber hinaus werden die Materialien beim Messen in keinster Weise beschädigt, so daß diese besonders gestaltete Anordnung sich insbesondere für eine Anwendung bei laufender Produktion eignet.The advantages achieved with the invention are in particular in the fact that it was brought into the beam path  Material can be clearly measured immediately. The measured values are reproducible and provide information about the optical quality of the reflective or transparent materials. The measurement results are so accurate that it is is immediately possible, directly in the production process access in order to quickly resolve any errors that occur term. In addition, the materials when measuring in no way damaged, so this particularly designed arrangement especially for a Suitable for use during ongoing production.

Vorteilhaft ist es,It is advantageous

  • - daß das am zu messenden Material gestreute Licht in einer Aus­ werteeinheit über eine Abbildungslinse und eine Loch­ blende mit Detektor oder eine CCD-Kamera mit Bildver­ arbeitung, zugeführt wird, wodurch der erste Reflexions- oder Durchgangsstrahl meßbar ist, und- that this on the material to be measured scattered light in an out unit of value via an imaging lens and a hole aperture with detector or a CCD camera with image ver work, is supplied, whereby the first reflection or through beam is measurable, and
  • - daß gegebenenfalls zwischen der Abbildungslinse und der Blende ein Strahlenteiler liegt, so daß um etwa 90° zur Richtung des ersten ein zweiter Reflexions- oder Durch­ gangsstrahl von einem zweiten Detektor mit einem vorge­ ordneten Polarisator meßbar ist.- That, if necessary, between the imaging lens and the aperture is a beam splitter, so that about 90 ° to the direction of the first a second reflection or through beam from a second detector with a pre ordered polarizer is measurable.

Durch die Unterteilung in zwei Reflexions- und Durch­ gangs-Strahlengänge ist es möglich, feinste Messungen durchzuführen. Hierdurch ist es darüberhinaus möglich, hochpräzise die optische Güte der spiegelnden Materia­ lien zu ermitteln.By dividing into two reflection and through gangs beam paths it is possible to take the finest measurements perform. This also makes it possible high-precision the optical quality of the reflective materia lien to determine.

Der zweite durch Einsatz des Strahlenteilers erzeugte Strahlengang ist dem zweiten Detektor (Photoelement) auch zuführbar durch z. B. einen Glasfaser-Lichtleiter oder über eine separate Öffnung in der Blende, die sich im ersten Strahlengang befindet. The second generated by using the beam splitter Beam path is the second detector (photo element) also feedable by z. B. a fiber optic light guide or through a separate opening in the bezel that extends located in the first beam path.  

Sind zu erwartende Materialfehler nicht hoch oder keine hohe Meßgenauigkeit erforderlich, ist eine Unterteilung des Reflexions- oder Durchgangsstrahlenganges nicht notwendig. In diesem Falle ist es ausreichend, die mit dem ersten Reflexions- oder Durchgangsstrahlengang ermittelten Werte als Bemessungsgrundlage für die optische Güte zugrunde zu legen.Are expected material defects not high or none A high level of measurement accuracy is required of the reflection or through beam path is not necessary. In this case, it is sufficient to use the the first reflection or through beam path determined values as the assessment basis for the based on optical quality.

Bei spiegelnden Oberflächen, z. B. bei Hochglanz-Fotopa­ pieren kann unter einem Einfallswinkel des Fleck-Strah­ les von =0 bis 85° (gemessen zum Lot) gemessen werden; es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, den Winkel α mit etwa 45° ± 15° festzulegen, da hierbei die besten Meßergebnisse erzielt werden.With reflective surfaces, e.g. B. with glossy Fotopa can penetrate at an angle of incidence of the spot beam les from = 0 to 85 ° (measured to the perpendicular) can be measured; however, it has proven advantageous to use the angle α to be set at around 45 ° ± 15 ° because this is the best Measurement results can be achieved.

Bei transparenten Materialien, z. B. einem Glaskörper, kann grundsätzlich ebenfalls unter einem Einfallswinkel des Fleck-Strahles von 0° bis 85° gemessen werden; es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen den Winkel α von 0° bis 20° insbesondere von 0° festzulegen. Hier­ durch ist es möglich, die Auswerteeinheit im wesentli­ chen in der gleichen Ebene wie die Beleuchtungseinheit anzuordnen. Die so ermittelten Werte für die optische Güte transparenten Materials sind einfach und sicher ermittelbar und geben exakt den Materialzustand bekannt.With transparent materials, e.g. B. a vitreous body, can in principle also at an angle of incidence the spot beam can be measured from 0 ° to 85 °; it has proven advantageous, however, the angle α from 0 ° to 20 °, in particular from 0 °. Here it is possible to use the evaluation unit essentially chen on the same level as the lighting unit to arrange. The values determined in this way for the optical Quality transparent materials are simple and safe determinable and exactly announce the material condition.

Vorteilhaft ist es, wenn die Beleuchtungseinheit aus einer Lichtquelle mit Kondensor besteht. Als Lichtquelle wird dabei Weißlicht (sichtbares Licht) verwendet. Selbstverständlich können auch andere Lichtquellen eingesetzt werden (mit angepaßter Meßanordnung), deren Emissionsspektrum außerhalb des sichtbaren Bereiches von 400-800 nm liegt. It is advantageous if the lighting unit is off a light source with a condenser. As a light source white light (visible light) is used. Of course, other light sources can also be used are used (with adapted measuring arrangement), their Emission spectrum outside the visible range of 400-800 nm.  

Vorteilhaft ist es, daß das Hochglanz-Fotopapier als laufende Bahn oder als Probe, die in einer Probenhalterung gehalten ist, als Meßobjekt ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, die Meßanordnung sowohl bei laufender Produktion als auch für die Messung einzelner Proben einzusetzen. Gerade diese unterschiedliche Einsatzmöglichkeit gibt dem Anwender sofort die Möglichkeit, je nach seinen Pro­ duktionsbedingungen so schnell wie möglich auftretende Fehlerhäufigkeiten zu korrigieren.It is advantageous that the glossy photo paper as a running web or as a sample, which in a sample holder is held as a measurement object is trained. This makes it possible to Measuring arrangement both during production and for the measurement of individual samples. Straight this different application gives the Users immediately have the opportunity, depending on their pro production conditions occurring as soon as possible Correct error rates.

Vorteilhaft ist es, wenn bei einer laufenden Bahn z. B. bei Hochglanz-FotopapierIt is advantageous if z. B. for glossy photo paper

  • - über der Oberfläche in gleichmäßigen Abständen mehrere Beleuchtungseinheiten mit dazugehörigen Auswerteeinheiten und/oder- several above the surface at regular intervals Lighting units with associated Evaluation units and / or
  • - transversal zur Oberfläche wenigstens eine Beleuch­ tungseinheit mit einer dazugehörigen Auswerteeinheit angeordnet sind.- At least one illumination transverse to the surface processing unit with an associated evaluation unit are arranged.

Bei einer Anordnung mehrerer Beleuchtungseinheiten mit dazugehöriger Auswerteeinheit ist es möglich, gerade die laufende Materialbahn exakt abzutasten. Hierdurch wird entsprechend dem gewählten Abstand der einzelnen Beleuchtungseinheiten und der dazugehörigen Auswerte­ einheiten der Zustand der glänzenden Oberfläche genaue­ stens analysiert. Anhand der vorliegenden Meßergebnisse ist es dann möglich, entstandene Fehler auf einem Teil­ bereich der laufenden Bahn sofort korrigieren zu können. Um den Geräteaufwand zu minimieren, ist es aber auch möglich, den Strahlengang transversal über die Oberfläche laufen zu lassen. Auch hierdurch werden exakte Meßwerte erhalten, die zu einer weiteren Entscheidungsfindung herangezogen werden können.When arranging several lighting units with the associated evaluation unit, it is possible to just the to scan the running material web exactly. This will according to the selected distance of each Lighting units and the associated evaluations units the condition of the glossy surface accurate most analyzed. Based on the available measurement results then it is possible to have errors on a part  to be able to correct the area of the running web immediately. In order to minimize the amount of equipment, it is also possible to the beam path across the surface to let go. This also gives exact measured values received, which is used for further decision-making can be.

Das zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und der optischen Güte transparenter Materialien ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:The method according to the invention to achieve the object for measuring the optical surface quality of reflective Materials and optical quality more transparent Materials are characterized by the following steps:

  • a) Aussendung eines von einer Beleuchtungseinheit und einem sich anschließenden transparenten Körper mit einem lichtundurchlässigen Fleck erzeugten Fleck-Strahles mit der Intensität I₀,a) emitting one from a lighting unit and with a subsequent transparent body an opaque stain Spot beam with the intensity I₀,
  • b) Reflexion oder Durchgang des Fleck-Strahles an einem bzw. durch ein Eichmaterial, das ein im wesentlichen ideal spiegelndes Material oder ein im wesentlichen ideal transparentes Material darstellt,b) reflection or passage of the spot beam on one or by a calibration material that is essentially a ideally reflective material or an essentially ideally represents transparent material,
  • c) Einjustierung einer Lochblende oder Software-Blende derart, daß das Bild des lichtundurchlässigen Fleckes mit dem Loch der Lochblende oder der Software-Blende voll zur Deckung gebracht wird,c) Adjusting a pinhole or software screen such that the image of the opaque spot with the hole of the pinhole or the software screen is fully covered,
  • d) Einbringen eines zu messenden Materials,d) introduction of a material to be measured,
  • e) Teilung des reflektierten oder durchdrungenen Fleck-Strahles in einen ersten und einen zweiten Reflexions- oder Durchgangsstrahl,e) division of the reflected or permeated Spot beam into a first and a second reflection or through beam,
  • f) Messung der Intensität I₁ des gesamten reflektierten oder gestreuten Lichtes des ersten Reflexions- oder Durchgangsstrahls,f) measurement of the intensity I₁ of the total reflected or scattered light of the first reflection or Through beam,
  • g) Messung der Intensität I₂ des durch die Lochblende gelangten oder von der Softwareblende erfaßten Lichtes des zweiten Reflexions- oder Durchgangsstrahls,g) measurement of the intensity I₂ through the pinhole reached or captured by the software aperture Second reflection or light Through beam,
  • h) Bildung des endgültigen Meßwertes nach der Beziehung mit:
    c₁, c₂ = Konstanten, die durch den optischen Aufbau bedingt und durch einen drehbaren Polarisator oder elektronisch angepaßt werden,
    als Maßstab für die Bewertung der Reflexion an dem zu messenden spiegelnden Material oder des Durchgangs durch das durchscheinende Material.
    h) formation of the final measured value according to the relationship With:
    c₁, c₂ = constants which are caused by the optical structure and are adapted by a rotatable polarizer or electronically,
    as a yardstick for evaluating the reflection on the reflecting material to be measured or the passage through the translucent material.

Die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nach einer Eineichung der Meßanordnung unter Einhaltung der einzelnen Schritte schnell und sicher sowohl ein reflektierendes als auch ein transparentes Material gemessen werden kann. Die dabei in Abweichung zu einem im wesentlichen idealen Körper wiedergebenen Werte geben Aufschluß über den Zustand der jeweiligen Meßprobe. Handelt es sich dabei um einen idealen transparenten Körper oder einen idealen, planen Spiegel istWhen using the method according to the invention achieved advantages are in particular that after a calibration of the measuring arrangement in compliance with the individual steps quickly and safely both reflective as well as a transparent material can be measured. Which in deviation from one give values that are essentially the ideal body Information about the state of the respective test sample. Is it an ideal transparent Body or an ideal, plan mirror is

I1 (max) × c1 = I0 (da (I2 × c2 = 0)).I 1 (max) × c 1 = I 0 (da (I 2 × c 2 = 0)).

In diesem Fall wird M = 1 und für einen idealisierten Zustand, bei dem die Störungen des Strahlenganges so groß sind, daß der lichtundurchlässige Fleck gar nicht mehr abgebildet wirdIn this case M = 1 and for an idealized one Condition in which the disturbances of the beam path are so are great that the opaque stain is not at all is shown more

I2 (max) × c2 = I1 × c1 (Zähler wird = 0).I 2 (max) × c 2 = I 1 × c 1 (counter becomes = 0).

In diesem Fall wird M = 0. Alle gemessenen Werte liegen demnach zwischen 0 und 1 oder können als %-Zahlen angegeben werden.In this case, M = 0. All measured values lie therefore between 0 and 1 or can be as% numbers can be specified.

Vorteilhaft ist es, wenn sich dabei das Material im wesentlichen kontinuierlich bewegt oder in Form von Stechproben eingelegt wird. Hierdurch ist es möglich, sich den jeweiligen Einsatzbedingungen anzupassen und die Meßprobe so zu wählen, wie sie für den jeweiligen Einsatzfall optimal ist.It is advantageous if the material in the essentially moved continuously or in the form of Puncture is inserted. This makes it possible adapt to the respective conditions of use and to choose the measurement sample as it is for the respective Is optimal.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is shown in the drawing and will  described in more detail below. Show it:

Fig. 1a eine Anordnung zur Messung der optischen Ober­ flächengüte eines spiegelnden Materials mit einem geteilten Reflexions-Strahlengang, Fig. 1a shows an arrangement for measuring the optical upper surface quality of a reflecting material having a shared reflection beam path,

Fig. 1b eine Anordnung zur Messung der optischen Oberflächengüte eines spiegelnden Materials mit einem ungeteilten Reflexions-Strahlengang, FIG. 1b shows an arrangement for measuring the optical quality surface of a reflecting material with an undivided reflection beam path,

Fig. 2a eine Anordnung zur Messung der optischen Güte eines transparenten Materials mit einem ge­ teilten Durchgangs-Strahlengang, Fig. 2a shows an arrangement for measuring the optical quality of a transparent material having a shared passage ge-beam path,

Fig. 2b eine Anordnung zur Messung der optischen Güte eines transparenten Materials mit einem unge­ teilten Durchgangs-Strahlengang, FIG. 2b shows an arrangement for measuring the optical quality of a transparent material having a shared unge passage-beam path,

Fig. 3a eine Meßwertreihe einer Glanz-Messung, aufge­ nommen mit einer Anordnung gemäß Fig. 1a und Fig. 3a shows a measured value series of a gloss measurement, taken up with an arrangement according to Fig. 1a and

Fig. 3b eine Meßwertreihe einer Glanz-Messung, aufge­ nommen mit einem Lange-Reflektometer. Fig. 3b is a series of measurements of a gloss measurement, taken up with a Lange reflectometer.

Eine Meßanordnung zur Glanz-Messung eines beispielsweise Hochglanz-Fotopapiers 2.1 besteht gemäß Fig. 1a aus einer Beleuchtungseinheit 1. In einer einfachsten Form setzt sich die Beleuchtungseinheit 1 aus einer Lichtquelle 1.1 und einem Kondensor 1.2 zusammen. Als Lichtquelle 1.1 dient dabei bevorzugt eine Lampe, die Weißlicht (sichtbares Licht) aussendet. Es können natürlich auch andere Lichtquellen eingesetzt werden, deren Emissionsspektrum außerhalb des sichtbaren Bereiches von 400-800 nm liegt.A measuring arrangement for the gloss measurement of, for example, high-gloss photo paper 2.1 consists, according to FIG. 1 a, of an illumination unit 1 . In the simplest form, the lighting unit 1 is composed of a light source 1.1 and a condenser 1.2 . A lamp that emits white light (visible light) is preferably used as the light source 1.1 . Of course, other light sources can also be used whose emission spectrum lies outside the visible range of 400-800 nm.

Zwischen der Beleuchtungseinheit 1 und dem Hochglanz- Fotopapier 2.1 ist ein transparenter Körper 4 mit einem lichtundurchlässigen Fleck 4.1 angeordnet. Hinter dem Hochglanz-Fotopapier ist eine Auswerteeinheit 3.1 installiert. In der Auswerteeinheit befindet sich eine Abbildungslinse 31, der eine Lochblende mit Detektor 32 oder CCD-Kamera mit Bildverarbeitung (Software-Blende) 32 nachgeordnet ist. Hinter der Abbildungslinse 31 befindet sich ein Strahlenteiler 34. Dieser Strahlen­ teiler 34 ist als ein teildurchlässiger Spiegel ausge­ bildet. Neben dem Strahlenteiler 34 ist ein Polarisator angeordnet, hinter dem sich ein zweiter Detektor 36 befindet.A transparent body 4 with an opaque spot 4.1 is arranged between the lighting unit 1 and the high-gloss photo paper 2.1 . An evaluation unit 3.1 is installed behind the high-gloss photo paper. In the evaluation unit there is an imaging lens 31 , which is followed by a pinhole with detector 32 or CCD camera with image processing (software screen) 32 . A beam splitter 34 is located behind the imaging lens 31 . This beam splitter 34 is formed as a partially transparent mirror. A polarizer is arranged next to the beam splitter 34 , behind which there is a second detector 36 .

Möglich ist es auch, wie aus Fig. 1b hervorgeht, nach dem Hochglanz-Fotopapier 2.1 eine Meßwerteeinheit 3.2 zu installieren. Diese Auswerteeinheit 3.2 entspricht im wesentlichen der Auswerteeinheit 3.1 ohne Strahlentei­ ler.It is also possible, as can be seen from FIG. 1b, to install a measured value unit 3.2 after the high-gloss photo paper 2.1 . This evaluation unit 3.2 corresponds essentially to the evaluation unit 3.1 without beam divider.

Wird ein transparentes Material ausgewertet, kommt eine Meßanordnung gemäß Fig. 2a zum Einsatz. Hierbei befin­ det sich als transparentes Material beispielsweise ein Glaskörper 2.2 parallel zur Beleuchtungseinheit, die gleichfalls aus einer Lichtquelle 1.1 und einem nachge­ schalteten Kondensor 1.2 besteht. Danach ist gleichfalls der transparente Körper 4 mit dem lichtundurchlässigen Fleck 4.1 angeordnet. Die sich daran anschließende Auswerteeinheit 3.1 entspricht dabei der bereits zu Fig. 1a beschriebenen.If a transparent material is evaluated, a measuring arrangement according to FIG. 2a is used. Here is a transparent material, for example, a glass body 2.2 parallel to the lighting unit, which also consists of a light source 1.1 and a downstream condenser 1.2 . Thereafter, the transparent body 4 with the opaque spot 4.1 is also arranged. The subsequent evaluation unit 3.1 corresponds to that already described for FIG. 1a.

Auch hier ist es möglich, nach dem Glaskörper 2.2 die Auswerteeinheit 3.2 in der beschriebenen Form anzuord­ nen.Here, too, it is possible to arrange the evaluation unit 3.2 in the form described after the vitreous body 2.2 .

Die Meßanordnung hat folgende Funktion:The measuring arrangement has the following function:

In der Meßanordnung gemäß Fig. 1a wird unter einem Einfallswinkel α ein idealer Spiegel beleuchtet. Von der Beleuchtungseinheit 1 wird über einen transparenten Körper mit einem lichtundurchlässigen Fleck ein Fleck-Strahl mit der Intensität I0 ausgesandt. Der Fleck-Strahl wird entsprechend dem Reflexionsgesetz abgelenkt und der Abbildungslinse 31 zugeführt. Das Loch der Lochblende oder der Software-Blende 32 wird so justiert, daß das in der Ebene der Lochblende entstehende Bild des lichtundurchlässigen Flecks mit dem Loch der Lochblende optisch voll zur Deckung gebracht wird. Dabei gelangt kein Licht in den Detektor. Der direkte Beleuchtungsstrahlengang ist also dunkel gestellt.In the measuring arrangement according to FIG. 1a, an ideal mirror is illuminated at an angle of incidence α. A spot beam with the intensity I 0 is emitted from the lighting unit 1 via a transparent body with an opaque spot. The spot beam is deflected according to the law of reflection and fed to the imaging lens 31 . The hole of the pinhole or the software screen 32 is adjusted so that the image of the opaque spot which arises in the plane of the pinhole is optically fully aligned with the hole of the pinhole. No light gets into the detector. The direct illumination beam path is therefore darkened.

Durch eine zwecks Messung in den Strahlengang eingeführ­ te Probe beispielsweise des Hochglanz-Fotopapiers 2.1, tritt eine Störung auf. Der durch diese Störung abge­ lenkte Reflexionsstrahl passiert teilweise die Loch­ blende oder Software-Blende 32 und trägt mit einer Intensität 12 so zur Meßwerterfassung bei. Die zu messende Probe des zu messenden Hochglanz-Fotopapiers 2.1 wird zwischen dem lichtundurchlässigen Fleck 4.1 und der Abbildungslinse 31 in den Fleckstrahl mit der Intensität I0 eingebracht.A fault occurs due to a sample introduced into the beam path for the purpose of measurement, for example of the glossy photo paper 2.1 . The reflection beam deflected by this disturbance partly passes through the aperture or software aperture 32 and thus contributes with an intensity 12 to the measurement value acquisition. The sample to be measured of the high-gloss photo paper 2.1 to be measured is introduced between the opaque spot 4.1 and the imaging lens 31 into the spot beam with the intensity I 0 .

Je mehr Licht durch die Lochblende oder die Software- Blende 32 gelangt, um so größer ist die Störung im Strahlengang, d. h. um so geringer ist die optische Güte bzw. optische Oberflächengüte der gemessenen Probe Hochglanz-Fotopapier 2.1. Durch die Anordnung des Strahlenteilers 34 wird das ankommende Licht in zwei Reflexions- oder Durchgangsstrahlengänge aufgeteilt. Der eine Reflexionsstrahl führt über den Polarisator 35 mit der Intensität I1 in den Detektor 36, der andere Reflexionsstrahl führt über die Lochblende in den Detektor oder in die CCD-Kamera mit der Intensität I2.The more light that passes through the pinhole or the software aperture 32 , the greater the interference in the beam path, ie the lower the optical quality or optical surface quality of the measured sample high-gloss photo paper 2.1 . The arrangement of the beam splitter 34 divides the incoming light into two reflection or through beam paths. One reflection beam leads via the polarizer 35 with the intensity I 1 into the detector 36 , the other reflection beam leads via the pinhole into the detector or into the CCD camera with the intensity I 2 .

Gemessen wird nun in dem Detektor 36 das gesamte reflek­ tierte und/oder gestreute oder abgelenkte Licht hinter der Probe 2.1, und in dem Detektor oder der CCD-Kamera mit Bildverarbeitung 32 nur das durch die Lochblende gelangte oder von der Software-Blende erfaßte Licht.The entire reflected and / or scattered or deflected light behind the sample 2.1 is now measured in the detector 36 , and only the light that has passed through the pinhole or is detected by the software aperture in the detector or the CCD camera with image processing 32 .

Der endgültige Meßwert M wird danach gebildet durch die Differenz der Lichtintensitäten I, gemessen in den beiden Detektoren bzw. Bildverarbeitung 33, 36. Er­ rechnet wird der Meßwert M nach der BeziehungThe final measured value M is then formed by the difference between the light intensities I, measured in the two detectors or image processing 33 , 36 . The measured value M is calculated according to the relationship

wobei c1 und c2 durch den optischen Aufbau bedingte Konstanten sind, die durch den drehbaren Polarisator oder elektronisch angepaßt werden können.where c 1 and c 2 are constants due to the optical structure, which can be adjusted by the rotatable polarizer or electronically.

Danach gilt für einen idealen transparenten oder einen idealen, planen Spiegel:Thereafter applies to an ideal transparent or one ideal, plan mirror:

I1 (max) × c1 = I0 (da I2 × c2 = 0).I 1 (max) × c 1 = I 0 (since I 2 × c 2 = 0).

In diesem Fall wird M = 1. Für einen idealisierten Zustand, bei dem die Störungen des Strahlenganges so groß sind, daß der lichtundurchlässige Fleck gar nicht mehr abgebildet wird, giltIn this case M = 1. For an idealized one Condition in which the disturbances of the beam path are so are great that the opaque stain is not at all more is shown

I2 (max) × c2 × I1 × c1 (Zähler wird = 0).I 2 (max) × c 2 × I 1 × c 1 (counter becomes = 0).

In diesem Fall wird M = 0. Alle gemessenen Werte liegen demnach zwischen 0 und 1 und können als Prozentzahlen angegeben werden.In this case, M = 0. All measured values lie therefore between 0 and 1 and can be expressed as percentages can be specified.

Es kann für bestimmte Materialien sinnvoll sein, aus den beiden Detektorsignalen als Meßwert M den QuotientenIt can be useful for certain materials from which two detector signals as the measured value M the quotient

zu bilden. to build.  

So wie beispielhaft das Hochglanz-Fotopapier nach Fig. 1a gemessen wurde, kann in einer Meßanordnung nach Fig. 2a auch ein transparentes Material gemessen werden.Just as the high-gloss photo paper according to FIG. 1a was measured by way of example, a transparent material can also be measured in a measuring arrangement according to FIG. 2a.

Für eine Messung wurde ein Hochglanz-Fotopapier 2.1 ausgewählt, das aus 175 g/m2 Basispapier, 30 g/m2 Rück­ seitenschicht aus transparentem Polyethylen und 30 g/m2 Vorderseitenschicht aus Polyethylen, gefüllt mit 11 Gew.-% Titandioxid besteht. Es wurde in schmale 1,60 m lange Streifen quer zur Bahnrichtung geschnitten und an jedem dieser Streifen wurden an 12 Meßpunkten der Glanz gemessen. Der Einfallswinkel des Fleck-Strahls betrug 45°. Dabei wurde, wie die Fig. 3a zeigt, folgende Meßwertverteilung ermittelt.For a measurement, a high-gloss photo paper 2.1 was selected, which consists of 175 g / m 2 base paper, 30 g / m 2 back layer made of transparent polyethylene and 30 g / m 2 front layer made of polyethylene, filled with 11% by weight titanium dioxide. It was cut into narrow 1.60 m long strips transversely to the web direction and the gloss on each of these strips was measured at 12 measuring points. The angle of incidence of the spot beam was 45 °. The following measured value distribution was determined, as shown in FIG. 3a.

An den gleichen Proben wurden die in Fig. 3b darge­ stellten Meßreihen mit einem Lange-Reflektometer bei 20° Lichteinfallswinkel gemessen.On the same samples, the series of measurements shown in FIG. 3b were measured with a Lange reflectometer at a 20 ° angle of incidence.

Die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Anordnung liegen dabei dicht nebeneinander, sind also weitgehend reproduzierbar und differenzieren so deutlich, daß aus ihnen ein Qualitätsprofil quer über die Papierbahn skizziert werden kann. Mit diesen Meßergebnissen ist es auf jeden Fall möglich, leicht eine Produktionsmaschine zu steuern. Die Meßergebnisse des Lange-Reflektometers dagegen streuen so sehr, daß sich aus jeder Meßreihe ein anderes Qualitätsprofil quer über die Papierbahn ergibt. Mit diesen Meßwerten ist es äußerst schwierig, Aussagen über die Qualität des Hochglanz-Fotopapiers 2.1 zu machen. Nicht in Fig. 3b eingezeichnet wurden die Meßwerte, die mit dem Lange-Reflektometer bei 60° Lichteinfall gemessen wurden. Alle diese Meßwerte lagen bei 97 ± 1,5% und damit auf dem gleichen Niveau. Eine Differenzierung war nicht möglich.The results of the arrangement according to the invention lie closely next to one another, so are largely reproducible and differentiate so clearly that a quality profile can be sketched from them across the paper web. With these measurement results, it is definitely possible to easily control a production machine. The measurement results of the Lange reflectometer, on the other hand, are so scattered that there is a different quality profile across the paper web from each series of measurements. With these measured values, it is extremely difficult to make statements about the quality of the glossy photo paper 2.1 . The measured values which were measured with the Lange reflectometer at 60 ° incidence of light were not shown in FIG. 3b. All of these measured values were 97 ± 1.5% and thus at the same level. A differentiation was not possible.

Sind Messungen an glänzenden oder transparenten Materialien 2.1 bzw. 2.2 zu machen, die entweder beinahe ideale Werte haben, oder bei denen auf das genaue Meß­ ergebnis kein so großer Wert gelegt wird, ist es auch möglich, Meßanordnungen gemäß den Fig. 1b und 2b einzusetzen. Bei durchgeführten Messungen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, einen Einfallswinkel des Fleck-Strahles von 45° ± 15° zu wählen für spiegelnde Materialien und einen von 0°-20°, insbesondere 0°, für transparente Materialien, da hierbei die exaktesten und besten Meßergebnisse erzielt wurden, wie auch besonders aus der Fig. 2a hervorgeht.If measurements are to be made on glossy or transparent materials 2.1 or 2.2 , which either have almost ideal values or for which the result of the measurement is not so important, it is also possible to use measuring arrangements according to FIGS . 1b and 2b . In the case of measurements carried out, it has proven to be advantageous to choose an angle of incidence of the spot beam of 45 ° ± 15 ° for reflective materials and one of 0 ° -20 °, in particular 0 °, for transparent materials, since this is the most precise and best Measurement results were achieved, as can also be seen particularly from FIG. 2a.

Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Messung nicht nur an Proben durchzuführen. Hierbei wird vor­ teilhaft die Messung an einer laufenden Bahn Hochglanz- Fotopapier 2.1 durchgeführt. Über der Bahn werden in gleichmäßigen Abständen mehrere Lichtquellen 1, z. B. bis zu 20, mit dazugehörigen Auswerteeinheiten 3.1 bzw. 3.2 angeordnet. Durch diese Wahl der Anordnung ist es möglich, bei laufender Produktion die Kontrolle des Hochglanz-Fotopapiers durchzuführen und sofort bei er­ kannten Schwankungen entsprechende Korrekturen bei der Produktion vorzunehmen. Möglich ist es darüber hinaus, die Beleuchtungseinheit 1 und die dazugehörige Auswerte­ einheit 3.1 bzw. 3.2 transversal zur laufenden Bahn des Hochglanz-Fotopapiers 2.1 zu positionieren. Durch diese Form der Messung ist es möglich, zum einen die gesamte Oberfläche zu überstreichen und zum anderen die Anzahl der Beleuchtungseinheiten 1 und der dazugehörigen Aus­ werteeinheiten 3.1 und 3.2 in Grenzen zu halten.Of course, it is also possible to carry out a measurement not only on samples. Here, the measurement is performed on a running web of glossy photo paper 2.1 . A plurality of light sources 1 , e.g. B. up to 20, with associated evaluation units 3.1 or 3.2 . This choice of arrangement makes it possible to check the glossy photo paper while production is running and to make appropriate corrections during production immediately if there are fluctuations. It is also possible to position the lighting unit 1 and the associated evaluation unit 3.1 or 3.2 transversely to the running web of the high-gloss photo paper 2.1 . This form of measurement makes it possible, on the one hand, to sweep the entire surface and, on the other hand, to keep the number of lighting units 1 and the associated evaluation units 3.1 and 3.2 within limits.

Bei der Durchführung der Messungen wurde ermittelt, daß das Hochglanz-Fotopapier zur Messung plan liegen muß. Für flexible Materialien, wie Folien und beschichtete Papiere muß deshalb ein Probenhalter so ausgestaltet sein, daß diese Proben in einer planen Lage fixiert werden. Bewährt haben sich für transparente Folien vor­ zugsweise Spannrahmen und für spiegelnde Materialien vorzugsweise Kammern, die auf der Oberseite mit Öffnun­ gen versehen sind und an ein Unterdruck erzeugendes System angeschlossen sind (Saugtisch).When the measurements were carried out, it was determined that the glossy photo paper must be flat for measurement. For flexible materials such as foils and coated A sample holder must therefore be configured for papers be that these samples are fixed in a flat position become. Have proven themselves for transparent films  preferably stenter and for reflective materials preferably chambers that open on the top are provided and to a negative pressure generating System are connected (suction table).

Um auch Messungen an nicht planen Oberflächen durch­ führen zu können, wird insbesondere eine CCD-Kamera mit nachgeschalteter Bildverarbeitung 32, die gemeinsam als Software-Blende wirken können, verwendet. Selbstver­ ständlich kann diese Anordnung, wie bereits oben erwähnt, auch für plane Oberflächen verwendet werden.In order to also be able to carry out measurements on non-planar surfaces, a CCD camera with downstream image processing 32 , which can act together as a software aperture, is used in particular. Of course, as already mentioned above, this arrangement can also be used for flat surfaces.

BezugszeichenlisteReference list

 1 Beleuchtungseinheit
 1.1 Lichtquelle
 1.2 Kondensor
 2.1 Material, Hochglanz-Fotopapier
 2.2 Material, Glaskörper
 3.1 Auswerteeinheit
 3.2 Auswerteeinheit
31 Abbildungslinse
32 Lochblende mit Detektor oder CCD-Kamera mit Bildverarbeitung
34 Strahlenteiler
35 Polarisator
36 Detektor
 4.1 Lichtundurchlässiger Fleck
I0 Intensität des Fleck-Strahles
l1 Intensität des Reflexions- oder Durchgangs-Strahles
I2 Intensität des gestörten Reflexions- oder Durchgangs-Strahles
M Meßwert
1 lighting unit
1.1 light source
1.2 condenser
2.1 Material, glossy photo paper
2.2 Material, vitreous
3.1 Evaluation unit
3.2 Evaluation unit
31 imaging lens
32 pinhole with detector or CCD camera with image processing
34 beam splitters
35 polarizer
36 detector
4.1 Opaque stain
I 0 intensity of the spot beam
l 1 intensity of the reflection or transmission beam
I 2 Intensity of the disturbed reflection or transmission beam
M measured value

Claims (10)

1. Anordnung zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und der optischen Güte transparenter Materialien, mit folgenden Merkmalen,
  • - daß eine Beleuchtungseinheit (1) mit einem sich anschließenden transparenten Körper (4) mit einem lichtundurchlässigen Fleck (4.1) vorgesehen ist, so daß ein Fleck-Strahl auf das Material (2.1, 2.2) aussendbar ist, und
  • - daß eine Auswerteeinheit (3.1, 3.2) installiert ist, durch die mit wenigstens einem Detektor mit vorgeschalteter Lochblende oder einer CCD-Kamera mit einer einer Lochblende entsprechenden Softwareblende und mit anschließender Bildverarbeitung (32) das vom Material (2.1, 2.2) gestreute Licht als Reflexions- oder Durchgangsstrahl meßbar ist, wobei
  • - die Lochblende bzw. die Softwareblende so einjustiert sind, daß das Bild des lichtundurchlässigen Flecks (4.1) für ein ideal spiegelndes Eichmaterial mit dem Loch der Lochblende oder der Softwareblende voll zur Deckung gebracht ist und wobei
  • - der Fleck-Strahl auf das messende Material (2.1) unter einem Einfallswinkel von 0°-85° fällt.
1. Arrangement for measuring the optical surface quality of reflective materials and the optical quality of transparent materials, with the following features,
  • - That a lighting unit ( 1 ) with a subsequent transparent body ( 4 ) with an opaque spot ( 4.1 ) is provided so that a spot beam on the material ( 2.1, 2.2 ) can be emitted, and
  • - That an evaluation unit ( 3.1, 3.2 ) is installed through which with at least one detector with an upstream pinhole or a CCD camera with a pinhole corresponding software screen and with subsequent image processing ( 32 ) the light scattered by the material ( 2.1, 2.2 ) as Reflection or through beam is measurable, wherein
  • - The pinhole or the software screen are adjusted so that the image of the opaque spot ( 4.1 ) for an ideally reflective calibration material with the hole of the pinhole or the software screen is fully covered and where
  • - The spot beam falls on the measuring material ( 2.1 ) at an angle of incidence of 0 ° -85 °.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das am zu messenden Material gestreute Licht (4.1) in der Auswerteeinheit (3.1, 3.2) über eine Abbildungslinse (31) der Lochblende mit Detektor oder CCD-Kamera mit Bildverarbeitung (32) zugeführt ist, wodurch der erste Reflexions- oder Durchgangsstrahl meßbar ist, und
  • - daß hinter der Abbildungslinse (31) und der Blende (32) in Strahlenteiler (34) liegt, so daß um etwa 90° zur Richtung des ersten ein zweiter Reflexions- oder Durchgangsstrahl von einem zweiten Detektor (36) mit einem vorgeordneten Polarisator (35) meßbar ist.
2. Arrangement according to claim 1, characterized in
  • - That the light scattered on the material to be measured ( 4.1 ) in the evaluation unit ( 3.1, 3.2 ) via an imaging lens ( 31 ) of the pinhole with detector or CCD camera with image processing ( 32 ) is supplied, whereby the first reflection or through beam can be measured is and
  • - That lies behind the imaging lens ( 31 ) and the diaphragm ( 32 ) in the beam splitter ( 34 ), so that about 90 ° to the direction of the first a second reflection or through beam from a second detector ( 36 ) with an upstream polarizer ( 35 ) is measurable.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spiegelnde Material ein Hochglanz- Fotopapier (2.1) ist.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the reflective material is a high-gloss photo paper ( 2.1 ). 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spiegelnde Material mit einem Einfallswinkel des Fleck-Strahles von 45° ± 15°, vorzugsweise 45°, angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the reflective material with a Angle of incidence of the spot beam of 45 ° ± 15 °, preferably 45 °. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Material mit einem Einfallswinkel des Fleck-Strahls von 0°-20°, vorzugsweise 0°, angeordnet ist.5. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the transparent material with a Angle of incidence of the spot beam from 0 ° -20 °, preferably 0 °, is arranged. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (1) aus einer Lichtquelle (1.1) mit einem davor angeordneten Kondensor (1.2) besteht.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lighting unit ( 1 ) consists of a light source ( 1.1 ) with a condenser ( 1.2 ) arranged in front of it. 7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochglanz-Fotopapier (2.1) als laufende Bahn oder als Probe, die in einer Probenhalterung gehalten ist, ausgebildet ist.7. Arrangement according to claim 3, characterized in that the high-gloss photo paper ( 2.1 ) is designed as a running web or as a sample which is held in a sample holder. 8. Anordnung nach Ansprch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer laufenden Bahn Hochglanz-Fotopapier (2.1)
  • - über der Oberfläche in gleichmäßigen Abständen mehrere Beleuchtungseinheiten (1) mit dazugehörigen Auswerteeinheiten (3.1, 3.2) und/ oder
  • - transversal zur Oberfläche wenigstens eine Beleuchtungseinheit (1) mit einer dazugehörigen Auswerteeinheit (3.1, 3.2) angeordnet sind.
8. Arrangement according to claim 7, characterized in that with a running web glossy photo paper ( 2.1 )
  • - Several lighting units ( 1 ) with associated evaluation units ( 3.1, 3.2 ) and / or at regular intervals above the surface
  • - At least one lighting unit ( 1 ) with an associated evaluation unit ( 3.1, 3.2 ) is arranged transversely to the surface.
9. Verfahren zur Messung der optischen Oberflächengüte von spiegelnden Materialien und der optischen Güte transparenter Materialien mit folgenden Schritten:
  • a) Aussendung eines von einer Beleuchtungseinheit (1) und einem sich anschließenden transparenten Körper (4) mit einem lichtundurchlässigen Fleck (4.1) erzeugten Fleck-Strahles mit der Intensität I₀,
  • b) Reflexion oder Durchgang des Fleck-Strahles an einem bzw. durch ein Eichmaterial, das ein im wesentlichen ideal spiegelndes Material (2.1) oder ein im wesentlichen ideal transparentes Material (2.2) darstellt,
  • c) Einjustierung einer Lochblende oder Software-Blende (32) derart, daß das Bild des lichtundurchlässigen Fleckes (4.1) mit dem Loch der Lochblende oder der Software-Blende (32) voll zur Deckung gebracht wird,
  • d) Einbringen des zu messenden Materials (2.1, 2.2),
  • e) Teilung des reflektierten oder durchgedrungenen Fleck-Strahles in einen ersten und einen zweiten Reflexions- oder Durchgangsstrahl,
  • f) Messung der Intensität I₁ des gesamten reflektierten oder gestreuten Lichtes des ersten Reflexions- oder Durchgangsstrahls,
  • g) Messung der Intensität I₂ des durch die Lochblende gelangten oder von der Softwareblende (32) erfaßten Lichtes des zweiten Reflexions- oder Durchgangsstrahls,
  • h) Bildung des endgültigen Meßwertes (M) nach der Beziehung mit:
    c₁, c₂ = Konstanten, die durch den optischen Aufbau bedingt und durch einen drehbaren Polarisator (35) oder elektronisch angepaßt werden,
    als Maßstab für die Bewertung der Reflexion an dem zu messenden spiegelnden Material oder des Durchgangs durch das transparente Material (2.1, 2.2).
9. Method for measuring the optical surface quality of reflective materials and the optical quality of transparent materials with the following steps:
  • a) emitting a spot beam with the intensity I₀ generated by an illumination unit ( 1 ) and a subsequent transparent body ( 4 ) with an opaque spot ( 4.1 ),
  • b) reflection or passage of the stain beam on or through a calibration material which is an essentially ideally reflecting material ( 2.1 ) or an essentially ideally transparent material ( 2.2 ),
  • c) adjusting a pinhole or software screen ( 32 ) in such a way that the image of the opaque spot ( 4.1 ) is fully covered with the hole in the pinhole or software screen ( 32 ),
  • d) introduction of the material to be measured ( 2.1, 2.2 ),
  • e) division of the reflected or penetrated spot beam into a first and a second reflection or transmission beam,
  • f) measurement of the intensity I 1 of the total reflected or scattered light of the first reflection or transmission beam,
  • g) measurement of the intensity I₂ of the light of the second reflection or through beam which has passed through the pinhole or has been detected by the software screen ( 32 ),
  • h) Formation of the final measured value (M) according to the relationship With:
    c₁, c₂ = constants which are caused by the optical structure and are adapted by a rotatable polarizer ( 35 ) or electronically,
    as a yardstick for evaluating the reflection on the reflecting material to be measured or the passage through the transparent material ( 2.1, 2.2 ).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (2.1, 2.2) im wesentlichen kontinuierlich bewegt oder in Form von Stichproben eingelegt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the material ( 2.1, 2.2 ) is moved substantially continuously or is inserted in the form of random samples.
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