FR2983951A1

FR2983951A1 - Method for characterizing color and brightness of planar zone of painting/varnish surface, of printed item in e.g. graphics industry, involves determining spectral response and using brightness value to calculate colorimetric value

Info

Publication number: FR2983951A1
Application number: FR1161286A
Authority: FR
Inventors: Luc Choulet
Original assignee: FXCOLORS
Current assignee: Electronics for Imaging Inc
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-06-14
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: FR2983951B1

Abstract

The method involves measuring spectral reflectance of a zone of a test surface (1) at exit angle by using a spectral sensor (4) and measuring light reflected on the zone at an angle of specific value by using a detection device (3) simultaneously/one after another. Colorimetric values are calculated for measurement of 45/0 degrees from the reflectance measurement result. A brightness value at 45 degrees is calculated from the diffused light measurement result. A spectral response is determined according to specular intensity. The brightness value is used to calculate the colorimetric value. Independent claims are also included for the following: (1) a device for characterizing color and brightness of a planar zone of a surface (2) a computer program for implementing a method for characterizing color and brightness of a plane zone of a surface.

Description

Dispositif et méthode pour la mesure simultanée de la couleur et de la brillance d'une surface Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de la caractérisation optique de surfaces planes, notamment de surfaces de peinture ou de vernis, et plus particulièrement le domaine de la caractérisation de leur couleur et de leur brillance par des appareils portatifs pouvant être utilisé dans l'industrie pour le contrôle de la qualité dans de nombreux domaines, tels que les industries graphiques et l'imprimerie ainsi que l'industrie automobile. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of optical characterization of flat surfaces, in particular of paint or varnish surfaces, and more particularly to the field of optical characterization of flat surfaces, especially of paint or varnish surfaces, and more particularly the field of characterization of their color and brightness by portable devices that can be used in the industry for quality control in many areas, such as the graphic and printing industries as well as the automotive industry.

Etat de la technique La couleur d'une surface résulte d'une sensation visuelle. Elle dépend de la source lumineuse qui éclaire la surface, de la surface elle-même et de l'observateur qui reçoit et utilise l'information sur la lumière réfléchie par la surface. Elle ne peut être caractérisée par un paramètre physique unique. Une approche simplifiée mais courante à la caractérisation de la couleur analyse séparément les caractéristiques chromatiques de la lumière diffusée par la surface (« la couleur »), et les caractéristiques géométriques de la lumière réfléchie par la surface (« la brillance », « le spéculaire »). Chacune de ces deux mesures doivent être effectuées avec une géométrie bien définie, qui fixe l'angle d'illumination de la surface et l'angle d'observation de l'appareil de mesure. Ainsi, on connaît plusieurs méthodes pour caractériser la couleur d'une surface. Dans une première approche, on mesure la réflectance spectrale avec une géométrie dite « 45/0° » avec exclusion de la composante spéculaire (ou brillante) de la lumière. Dans cette géométrie, qui est montrée schématiquement sur la figure 4a, on éclaire la surface sous un angle incident de 45° et on observe la surface à un angle de 0° (i.e. à la normale de la surface). Pour s'affranchir des effets de texture de surface, l'éclairage peut être effectué selon une géométrie de cône circulaire avec l'angle de 45°. Dans une variante (non montrée sur les figures), on éclaire à 0° et on mesure à 45° (géométrie dite « 0/45°). Dans tous ces cas, on mesure la lumière diffuse. Dans une autre approche, on utilise une géométrie de sphère d'intégration (notamment de type « 0/8° ») à éclairage diffus, qui peut être mise en oeuvre selon deux variantes : dans une première variante, on inclut la composante spéculaire (géométrie dit SCI, figure 4b), dans une seconde variante on exclut la composante spéculaire à l'aide d'un piège à lumière (géométrie dite SCE, figure 4c). Si l'on considère que la composante spéculaire est une composante de l'apparence colorée, elle doit être prise en compte pour caractériser la couleur d'une surface. Cependant, l'inconvénient des méthodes utilisant une sphère intégrante est triple. D'une part, l'encombrement de la tête de mesure, qui doit être plaquée sur la surface à caractériser, ne permet pas de construire un appareil autonome et compact. D'autre part, la taille de la zone de mesure est typiquement de l'ordre de 20 mm x 20 mm : cette valeur convient pour caractériser des peintures, colorations et encres en tant que telles, mais elle est souvent trop grande pour caractériser de zones de petite taille, notamment des gammes d'impression. Il existe des appareils permettant de caractériser une zone plus petite, mais la mesure n'est alors pas très précise. Et finalement, une sphère intégrante est un dispositif fragile et qui craint les chocs, les vibrations et la pollution inhérente à un environnement industriel. En particulier le dépôt de poussière et vapeurs organiques sur le revêtement intérieur blanc de la sphère intégrante peut conduire à la perte progressive de la calibration de l'appareil et induire des dérives de mesure que seule une recalibration fréquente peut éviter. State of the art The color of a surface results from a visual sensation. It depends on the light source that illuminates the surface, the surface itself and the observer who receives and uses the information on the light reflected from the surface. It can not be characterized by a single physical parameter. A simplified but common approach to color characterization separately analyzes the color characteristics of the light scattered by the surface ("the color"), and the geometric characteristics of the light reflected by the surface ("gloss", "the specular "). Each of these two measurements must be made with a well-defined geometry, which sets the angle of illumination of the surface and the viewing angle of the measuring device. Thus, several methods are known for characterizing the color of a surface. In a first approach, the spectral reflectance is measured with a geometry called "45/0 °" with exclusion of the specular (or bright) component of the light. In this geometry, which is shown schematically in FIG. 4a, the surface is illuminated at an incident angle of 45 ° and the surface is observed at an angle of 0 ° (i.e. to the normal of the surface). To overcome the effects of surface texture, the illumination can be performed in a circular cone geometry with an angle of 45 °. In a variant (not shown in the figures), it illuminates at 0 ° and is measured at 45 ° (geometry called "0/45 °). In all these cases, diffuse light is measured. In another approach, an integrating sphere geometry (notably of "0/8 °" type) with diffuse illumination is used, which can be implemented according to two variants: in a first variant, the specular component ( SCI geometry, Figure 4b), in a second variant is excluded the specular component using a light trap (SCE geometry, Figure 4c). If we consider that the specular component is a component of the colored appearance, it must be taken into account to characterize the color of a surface. However, the disadvantage of methods using an integrating sphere is threefold. On the one hand, the size of the measuring head, which must be plated on the surface to be characterized, does not allow to build a self-contained and compact device. On the other hand, the size of the measurement zone is typically of the order of 20 mm × 20 mm: this value is suitable for characterizing paintings, dyes and inks as such, but it is often too large to characterize small areas, including print ranges. There are devices to characterize a smaller area, but the measurement is not very accurate. And finally, an integrating sphere is a fragile device that fears the shocks, vibrations and pollution inherent to an industrial environment. In particular the deposit of organic dust and vapors on the white lining of the integrating sphere can lead to the gradual loss of calibration of the device and induce measurement drifts that only a frequent recalibration can avoid.

La réflectance étant une propriété spectrale, elle doit être mesurée avec une résolution spectrale, par exemple avec un pas de 10 nm, et la source de lumière qui éclaire la surface doit avoir un spectre continu. Le spectre mesuré doit être comparé à un spectre de référence. Reflectance being a spectral property, it must be measured with a spectral resolution, for example with a pitch of 10 nm, and the light source which illuminates the surface must have a continuous spectrum. The measured spectrum should be compared to a reference spectrum.

Pour mesurer la brillance (appelée « gloss » en anglais), on se contente en général d'une gamme spectrale étroite (voire un faisceau monochromatique) car sa dépendance spectrale (en l'absence d'effets d'absorption de la lumière incidente) est faible. On éclaire la surface sous un angle incident donné, et on mesure la lumière réfléchie sous le même angle de sortie. L'angle d'incidence est en général sélectionné parmi des angles normalisé, tels que 85° (surface mates), 60° (brillance moyenne, satiné), 20° (forte brillance), 45°, 75°. La valeur mesurée doit être comparée à une surface de référence. L'un ou l'autre de ces deux mesures, ou les deux, sont fréquemment utilisées pour le contrôle de qualité dans les domaines industriels les plus divers, notamment pour vérifier la régularité de lots de production. En pratique, ces appareils doivent être simples, robustes, stables, précis et maniables. Certaines applications nécessitent une faible taille de la zone de mesure. A titre d'exemple, un contrôle poussé de la qualité de l'impression de cartons d'emballages nécessiterait l'accès à des zones de taille millimétrique. Aucun appareil existant ne le permet ; c'est un des problèmes résolus par la présente invention. To measure the gloss (called "gloss" in English), one is generally satisfied with a narrow spectral range (or even a monochromatic beam) because its spectral dependence (in the absence of effects of absorption of the incident light) is weak. The surface is illuminated at a given incident angle, and the reflected light is measured at the same exit angle. The angle of incidence is generally selected from standard angles, such as 85 ° (matte surface), 60 ° (medium gloss, satin), 20 ° (high gloss), 45 °, 75 °. The measured value must be compared to a reference surface. Either or both of these two measures are frequently used for quality control in a wide variety of industries, including checking the consistency of production batches. In practice, these devices must be simple, robust, stable, precise and manageable. Some applications require a small size of the measurement area. For example, extensive control of the quality of packaging carton printing would require access to millimeter-sized areas. No existing apparatus allows it; this is one of the problems solved by the present invention.

A titre d'exemple, le brevet US 5,373,364 (Krzyminski) décrit un appareil portatif de mesure de la couleur de zones de documents imprimés, qui permet un bon centrage des composants optiques par rapport à la surface à caractériser. Il comporte un boîtier et une tête de mesure placée dans le boîtier, la tête de mesure contenant une source de lumière et un récepteur de lumière. Des canaux de guidage de lumière sont disposés dans la tête de mesure pour guider la lumière de la source par l'ouverture de mesure à un champ de contrôle dans le plan de mesure, et la lumière réfléchie à travers l'ouverture de mesure vers le récepteur de lumière. L'appareil utilise une géométrie 0/45° ou 45/0°. Il ne comporte pas de capteur d'énergie spéculaire. By way of example, US Pat. No. 5,373,364 (Krzyminski) describes a portable device for measuring the color of printed document areas, which allows a good centering of the optical components with respect to the surface to be characterized. It comprises a housing and a measuring head placed in the housing, the measuring head containing a light source and a light receiver. Light guiding channels are arranged in the measuring head to guide the light from the source through the measurement aperture to a control field in the measurement plane, and light reflected through the measurement aperture to the measurement plane. light receiver. The device uses 0/45 ° or 45/0 ° geometry. It does not have a specular energy sensor.

Le brevet US 5,377,000 (Color and Appearance Technology, Inc.) décrit un appareil portatif combinant un spectrophotomètre et un brillancemètre apte à effectuer des mesures de l'apparence d'une surface. L'appareil génère une illumination uniforme et symétrique d'une surface, permettant la combinaison mécanique des fonctions de monochromatisme et de collecte de la lumière. L'appareil comporte deux sous- ensembles, l'un pour la mesure de la couleur, l'autre pour la mesure de la brillance, chaque sous-ensemble comprenant sa propre source de lumière et son capteur. Le brevet US 6,002,488 (X-Rite, Inc.) décrit un spectrophotomètre portatif permettant la mesure de la couleur et du brillant avec un sphère intégrante. No. 5,377,000 (Color and Appearance Technology, Inc.) discloses a portable apparatus combining a spectrophotometer and a gloss meter capable of performing measurements of the appearance of a surface. The apparatus generates a uniform and symmetrical illumination of a surface, allowing the mechanical combination of monochromatic and light collecting functions. The apparatus has two subassemblies, one for color measurement, the other for gloss measurement, each subassembly including its own light source and sensor. U.S. Patent 6,002,488 (X-Rite, Inc.) discloses a portable spectrophotometer for measuring color and gloss with an integrating sphere.

Le brevet US 5,724,283 (BYK-Garner) brevet décrit un appareil portatif de mesure de la couleur ayant des géométries optiques interchangeables telles que une géométrie 45/0, une géométrie à sphère, une géométrie avec spéculaire inclus, une géométrie avec spéculaire exclu, cette interchangeabilité étant obtenue grâce à un module attaché dans la partie inférieure de l'appareil et sensiblement adjacent à la surface à caractériser. En géométrie 45/0, le module comprend une extrémité de visualisation adjacente à la surface à caractériser, une pluralité d'ouvertures périphériques pour loger plusieurs fibres optiques ou lignes d'illumination, et un système de lentille ayant un orifice central pour collecter la lumière réfléchie par la surface à caractériser. La lumière provenant de la surface échantillon collectée par l'orifice central est reçue par l'appareil à une extrémité de réception d'une ligne de réception. L'échantillon est illuminé à 45° par rapport à un axe vertical de visualisation. Le module peut en outre également comprendre une extrémité de ligne de référence reliée à un détecteur/séparateur. L'appareil peut comporter plusieurs lignes de réception, permettant d'affecter le détecteur à plusieurs géométries de détection différentes et de remplacer une ligne de réception détériorée. En revanche, le document n'envisage pas d'effectuer plusieurs mesures avec des géométries différentes. US Patent 5,724,283 (BYK-Garner) Patent discloses a portable color measuring apparatus having interchangeable optical geometries such as a 45/0 geometry, a sphere geometry, a specular geometry included, a geometry with excluded specular, this interchangeability being obtained through a module attached in the lower part of the apparatus and substantially adjacent to the surface to be characterized. In 45/0 geometry, the module includes a viewing end adjacent to the surface to be characterized, a plurality of peripheral apertures for accommodating a plurality of optical fibers or illumination lines, and a lens system having a central port for collecting light. reflected by the surface to be characterized. Light from the sample surface collected by the central port is received by the apparatus at a receiving end of a receiving line. The sample is illuminated at 45 ° with respect to a vertical viewing axis. The module may further include a reference line end connected to a detector / separator. The apparatus may have a plurality of receive lines, which allows the detector to be assigned to several different detection geometries and to replace a deteriorated receive line. On the other hand, the document does not plan to carry out several measurements with different geometries.

Le brevet US 5,963,334 (Minolta) brevet décrit un autre appareil de mesure de la couleur comprenant une base optique en contact avec la surface à mesurer. La lumière incidente sur la surface à mesurer est réfléchie par l'objet et renvoyée vers la base optique. Des corps de réception de la lumière sont placés verticalement de manière à ce que la lumière provenant de la base optique soit transmise à des éléments de réception de la lumière. Deux unités d'illumination radiales et une unité d'illumination unidirectionnelle sont fournies en tant que système d'illumination optique. Le brevet EP 1 352 229 B1 (Steag Eta-Optik) décrit un autre dispositif pour mesurer les caractéristiques de couleur d'un objet avec une unité de mesure présentant un émetteur optique, un récepteur optique et une source de lumière reliée à l'unité de mesure par un conducteur de lumière, ainsi qu'un détecteur relié à l'unité de mesure par un conducteur de lumière, dans lequel au moins deux unités de mesure sont réunies en un agencement de mesure, en ce que les unités de mesure présentent chacune des connexions de conducteur de lumière et que ces connexions peuvent être couplées sélectivement à une source de lumière pouvant être reliée conjointement à au moins deux unités de mesure, respectivement à un détecteur pouvant être relié conjointement à au moins deux unités de mesure, où l'angle d'éclairage et de réception de l'émetteur et du récepteur diffère par rapport à l'objet de mesure pour chaque unité de mesure. US Patent 5,963,334 (Minolta) patent discloses another color measuring apparatus comprising an optical base in contact with the surface to be measured. The light incident on the surface to be measured is reflected by the object and sent back to the optical base. Light receiving bodies are placed vertically so that light from the optical base is transmitted to light receiving elements. Two radial illumination units and a unidirectional illumination unit are provided as an optical illumination system. EP 1 352 229 B1 (Steag Eta-Optik) discloses another device for measuring the color characteristics of an object with a measurement unit having an optical transmitter, an optical receiver and a light source connected to the unit. measuring device with a light conductor, and a detector connected to the measuring unit by a light conductor, in which at least two measuring units are combined in one measuring arrangement, in that the measuring units each of the light-conducting connections and that these connections can be selectively coupled to a light source which can be connected together with at least two measurement units, respectively to a detector which can be connected together with at least two measurement units, where The illumination and reception angle of the transmitter and receiver differs from the measurement object for each measurement unit.

Le brevet US 7,659,994 (BYK Gardner) décrit un appareil de détermination de la brillance et de la couleur d'une surface. L'appareil comprend une source de radiation couplée à un système d'illumination optique pourvu d'au moins deux filtres optiques permettant de générer au moins deux spectres d'éclairage différents. La lumière est projetée à travers une ouverture sur la surface à examiner. La lumière diffusée et/ou réfléchie par la surface peut être détectée par des moyens de détection à plusieurs angles prédéfinis ; ce dispositif comprend deux détecteurs qui mesurent la lumière diffusée et/ou réfléchie par la surface de l'échantillon à mesurer. Ce brevet ne mentionne ni une géométrie de mesure spécifique ni une méthode spécifique d'exploitation des résultats de mesure. US Patent 7,659,994 (BYK Gardner) discloses an apparatus for determining the brightness and color of a surface. The apparatus comprises a radiation source coupled to an optical illumination system provided with at least two optical filters for generating at least two different illumination spectra. The light is projected through an opening on the surface to be examined. The light scattered and / or reflected by the surface can be detected by detection means at several predefined angles; this device comprises two detectors which measure the light scattered and / or reflected by the surface of the sample to be measured. This patent does not mention either a specific measurement geometry or a specific method of exploiting the measurement results.

II ressort de cette analyse de l'état de la technique qu'on connaît des instruments qui permet de mesurer en même temps la couleur et la brillance, plus précisément la couleur en mode 45/0° ou sphère, et la brillance à 60°. Pour effectuer ces deux mesures, cet appareil nécessite une surface de mesure homogène de l'ordre de 11 x 11 mm. Or, il serait souhaitable de pouvoir effectuer ces deux mesures sur une surface à caractériser d'une dimension ne dépassant pas environ 6 mm x 6 mm, et de préférence ne dépassant pas environ 3 mm x 3 mm ou une zone circulaire d'un diamètre de 3 mm. It emerges from this analysis of the state of the art that we know instruments that can measure at the same time the color and brightness, specifically the color mode 45/0 ° or sphere, and the gloss at 60 ° . To perform these two measurements, this device requires a homogeneous measurement surface of the order of 11 x 11 mm. However, it would be desirable to be able to perform these two measurements on a surface to be characterized of a size not exceeding about 6 mm × 6 mm, and preferably not exceeding about 3 mm × 3 mm or a circular area of a diameter. 3 mm.

La présente invention a donc pour objet de permettre la réalisation d'un appareil simple, robuste, maniable, précis et stable permettant d'effectuer une caractérisation de la couleur sur une surface plate de quelques mm2 et typiquement d'une dizaine de mm2. The present invention therefore aims to allow the realization of a simple device, robust, manageable, accurate and stable to perform a characterization of color on a flat surface of a few mm2 and typically about ten mm2.

Figures Les figures 1, 2 et 3 représentent l'invention, la figure 4 l'état de la technique. La figure 1 montre de manière schématique la géométrie de mesure d'un dispositif selon l'invention. Figures 1, 2 and 3 show the invention, Figure 4 the state of the art. Figure 1 shows schematically the measurement geometry of a device according to the invention.

La figure 2 montre de manière schématique un organigramme du traitement des données d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 montre de manière schématique la géométrie de mesure d'un dispositif selon l'invention avec deux dispositifs de détection de l'énergie spéculaire. Les figures 4a,4b et 4c montrent trois géométries de mesures utilisés par des appareils de type connu, à savoir : la mesure avec exclusion du spéculaire avec une géométrie 45/0 (figure 4a), la mesure en sphère intégrante (géométrie 0/8) avec exclusion partielle du spéculaire (géométrie dite SCE, figure 4b) et avec intégration du spéculaire (figure 4c). La ligne verticale pointillée représente la normale par rapport à la surface, définie comme 0°. Figure 2 schematically shows a flowchart of the data processing of a device according to the invention. FIG. 3 schematically shows the measuring geometry of a device according to the invention with two devices for detecting specular energy. FIGS. 4a, 4b and 4c show three measurement geometries used by devices of known type, namely: the measurement with exclusion of the specular with a 45/0 geometry (FIG. 4a), the integral sphere measurement (0/8 geometry ) with partial exclusion of the specular (so-called SCE geometry, Figure 4b) and with integration of the specular (Figure 4c). The dashed vertical line represents the normal to the surface, defined as 0 °.

Objets de l'invention Un premier objet de l'invention est une méthode pour caractériser la couleur et la brillance d'une zone plane sélectionnée sur une surface (1), dans laquelle (a) on mesure la réflectance spectrale de ladite zone de ladite surface à un angle de sortie (mesure dite « à 0° ») compris entre +5° et -5° (et de préférence 0°) à l'aide d'un capteur spectral, (b) on mesure la lumière réfléchie sur ladite zone de ladite surface à un angle (mesure dite « à 45° ») compris entre 40° et 50° (et de préférence 45°) à l'aide d'un dispositif de détection de l'énergie spéculaire, ces deux mesures (a) et (b) pouvant être faites simultanément ou l'une après l'autre, et au moins la mesure (a) utilisant une lumière incidente polychromatique, (c) on calcule les valeurs colorimétriques pour une mesure de type 45/0° à partir des résultats de la mesure de la réflectance spectrale à 0° issus du capteur spectral, de préférence en coordonnées Cl ELab L*a*b* ou L*C*h*, (d) on calcule la valeur de brillance à 45° (appelée « GU 45° ») à partir des résultats de la mesure de la lumière diffusée à 45° issus du dispositif de détection, (e) on détermine par interpolation la réponse spectrale en fonction de l'intensité spéculaire, (f) on utilise ces valeurs pour calculer les valeurs colorimétriques que l'on aurait obtenu à l'aide d'une mesure avec une sphère intégrante. 5 Dans un mode de réalisation, on utilise à l'étape (e) on utilise une méthode d'interpolation basée sur deux ensembles de données D1=f(GU,L*) et D2=f(GU,L*), chaque ensemble D1 et D2 comprenant les données une pluralité de couples de données (GU,L*) obtenues pour D1 en mode SCI et pour D2 avec le dispositif selon l'invention, ladite méthode 10 d'interpolation étant basée sur une corrélation Rsc, = fGu(R45) établie de la manière suivante : (1) On approvisionne une série d'échantillons étalon E, de C couleurs différentes (échantillons El, E2, ..., Es), ladite série étant composé, pour chacune de ces C couleurs X, d'une pluralité Y d'échantillons étalon (échantillons Ex,1, Ex2, Exy) 15 présentant une brillance B différente, cette brillance B étant caractérisée par la clarté L* dans une représentation L*a*b* ; (2) Pour chaque couleur X, on mesure la réflectance de chaque échantillon avec un spectrocolorimètre en mode SCI, de préférence dans la géométrie 8/0° (valeur obtenue : Rsc1), et avec le dispositif selon l'invention en mode 45/0 (valeur obtenue : 20 R45), et on mesure la valeur de la brillance spéculaire avec le dispositif selon l'invention (valeur obtenue : GU) ; (3) On obtient ainsi deux ensembles D1,D2 de données D1=f(GU,L*) et D2=f(GU,L*), la première représentant les mesures en mode SCI, la seconde les mesures avec le dispositif selon l'invention ; 25 (4) On établit pour chaque valeur de brillance la corrélation entre la valeur R45 et la valeur Rss, pour obtenir une courbe Rss1= fcu(R45), de préférence sous la forme d'un rapport RR=Rsci/R45, permettant de calculer par interpolation pour chaque valeur mesurée de R45 et GU la valeur de Rssi. 30 A la place ou en plus de la mesure de la lumière réfléchie à 45°, on peut effectuer une mesure de la lumière réfléchie à un angle de sortie (mesure dite « à 60° ») compris entre 55° et 65°. Un autre objet de l'invention est un dispositif convenant à la mise en oeuvre du procédé 35 selon l'invention pour caractériser la couleur d'une zone plane sélectionnée sur une surface, comportant : - une source de lumière, émettant un faisceau de lumière polychromatique (« faisceau incident » ou « lumière incidente ») qui est focalisée sur une zone plane de ladite surface, avec son détecteur d'énergie pour mesurer la réflexion spéculaire sur ladite zone plane de ladite surface, de préférence avec un angle d'incidence de 45° (+/- 5°) ; - éventuellement une seconde source de lumière, émettant un faisceau de lumière (« faisceau incident » ou « lumière incidente ») qui est focalisée sur la même zone plane de ladite surface, ladite lumière pouvant être monochromatique, avec son détecteur d'énergie pour mesurer la brillance de ladite surface place, de préférence avec un angle d'incidence de 60° (+/- 5°) ; - un détecteur spectral pour mesurer la lumière diffusée par ladite zone plane de ladite surface à un angle d'incidence de 0° (+/- 5°) ; - éventuellement une ou plusieurs lentilles pour focaliser la lumière incidente et/ou réfléchie et/ou diffusée ; - éventuellement un ou plusieurs filtres pour sélectionner une bande spectrale et/ou atténuer l'intensité d'un faisceau de lumière incident, réfléchi ou diffusé. Le dispositif comprend avantageusement en plus un microprocesseur programmé pour mettre en oeuvre la méthode selon l'invention. Le dispositif selon l'invention se présente avantageusement sous la forme d'un dispositif portable à la main, de préférence autonome, disposant notamment de sa propre source d'énergie et ne nécessitant pas de connexions vers d'autres périphériques. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend en plus au moins un filtre antiUV dans le faisceau incident, destiné notamment à éviter l'excitation d'agents azurants contenus dans la surface à caractériser ; cela est particulièrement important pour des surfaces de papier, de plastiques ou de peintures. Un autre objet de l'invention est un programme informatique pour mettre en oeuvre la méthode selon l'invention. Un autre objet est une mémoire contenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées sur ledit microprocesseur, met en oeuvre la méthode selon l'invention. Un dernier objet de l'invention est l'utilisation du dispositif selon l'invention, ou l'utilisation de la méthode selon l'invention, pour caractériser la couleur de la zone plane d'une surface, ladite zone ayant de préférence un diamètre inférieur à 6 mm et de préférence inférieur à 4 mm. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, cette utilisation est faite pour la caractérisation d'articles imprimés, notamment de leur couleur. OBJECTS OF THE INVENTION A first object of the invention is a method for characterizing the color and brightness of a selected flat area on a surface (1), in which (a) the spectral reflectance of said area of said area is measured. surface at an exit angle (so-called "at 0 °" measurement) of between + 5 ° and -5 ° (and preferably 0 °) with the aid of a spectral sensor, (b) the light reflected on said zone of said surface at an angle (so-called "45 ° measurement") of between 40 ° and 50 ° (and preferably 45 °) with the aid of a specular energy detection device, these two measurements (a) and (b) can be made simultaneously or one after the other, and at least the measurement (a) using a polychromatic incident light, (c) the colorimetric values are calculated for a type measurement 45/0 ° from the results of the spectral reflectance measurement at 0 ° from the spectral sensor, preferably in Cl E coordinates Lab L * a * b * or L * C * h *, (d) the value of 45 ° brightness (called "GU 45 °") is calculated from the results of the 45 ° scattered light measurement from of the detection device, (e) the spectral response is determined by interpolation as a function of the specular intensity, (f) these values are used to calculate the colorimetric values that would have been obtained using a measurement with an integrating sphere. In one embodiment, step (e) uses an interpolation method based on two sets of data D1 = f (GU, L *) and D2 = f (GU, L *), each together D1 and D2 comprising the data a plurality of data couples (GU, L *) obtained for D1 in SCI mode and for D2 with the device according to the invention, said interpolation method being based on a correlation Rsc, = fGu (R45) established in the following manner: (1) A series of standard samples E, of C different colors (samples E1, E2,..., Es) are supplied, said series being composed, for each of these C X colors, of a plurality Y of standard samples (samples Ex, 1, Ex2, Exy) having a different brightness B, this brightness B being characterized by the brightness L * in a representation L * a * b *; (2) For each color X, the reflectance of each sample is measured with a spectrocolorimeter in SCI mode, preferably in the 8/0 ° geometry (obtained value: Rsc1), and with the device according to the invention in mode 45 / 0 (value obtained: R45), and the value of the specular gloss is measured with the device according to the invention (value obtained: GU); (3) We thus obtain two sets D1, D2 of data D1 = f (GU, L *) and D2 = f (GU, L *), the first representing the measurements in SCI mode, the second the measurements with the device according to the invention; (4) The correlation between the value R45 and the value Rss is established for each brightness value, to obtain a curve Rss1 = fcu (R45), preferably in the form of a ratio RR = Rsci / R45, allowing calculate by interpolation for each measured value of R45 and GU the value of Rssi. Instead of or in addition to measuring the light reflected at 45 °, a measurement of the light reflected at an exit angle (so-called "60 °" measurement) of between 55 ° and 65 ° can be carried out. Another object of the invention is a device suitable for carrying out the method according to the invention for characterizing the color of a selected flat area on a surface, comprising: a light source, emitting a beam of light polychromatic ("incident beam" or "incident light") which is focused on a planar area of said surface, with its energy detector for measuring specular reflection on said planar area of said surface, preferably with an angle of incidence 45 ° (+/- 5 °); - optionally a second light source, emitting a light beam ("incident beam" or "incident light") which is focused on the same flat area of said surface, said light being monochromatic, with its energy detector for measuring the gloss of said surface is placed, preferably with an angle of incidence of 60 ° (+/- 5 °); a spectral detector for measuring the light diffused by said flat area of said surface at an angle of incidence of 0 ° (+/- 5 °); optionally one or more lenses for focusing incident and / or reflected and / or scattered light; optionally one or more filters for selecting a spectral band and / or attenuating the intensity of an incident, reflected or scattered light beam. The device advantageously comprises in addition a microprocessor programmed to implement the method according to the invention. The device according to the invention is advantageously in the form of a device portable by hand, preferably autonomous, including its own power source and does not require connections to other devices. Advantageously, the device according to the invention further comprises at least one antiUV filter in the incident beam, intended in particular to avoid the excitation of brighteners contained in the surface to be characterized; this is particularly important for paper, plastic or paint surfaces. Another object of the invention is a computer program for implementing the method according to the invention. Another object is a memory containing instructions which, when executed on said microprocessor, implements the method according to the invention. A final object of the invention is the use of the device according to the invention, or the use of the method according to the invention, for characterizing the color of the flat area of a surface, said area preferably having a diameter less than 6 mm and preferably less than 4 mm. In a particularly advantageous embodiment, this use is made for the characterization of printed articles, in particular their color.

Description détaillée de l'invention Le dispositif et procédé selon l'invention est conçu pour caractériser la couleur et la brillance d'une surface sensiblement plane à l'endroit de la mesure, non émettrice de lumière, qui possède un état de surface et une couleur homogènes sur la surface de mesure qui est de l'ordre de quelques mm2, et qui réfléchit et/ou diffuse au moins une partie de la lumière incidente utilisée pour la mesure. Une telle surface est appelée ici « surface à caractériser ». Le dispositif et le procédé selon l'invention ne conviennent pas aux surfaces métalliques ou aux surfaces possédant une couleur métallisée, nacrée ou irisée. La caractérisation se fait pour le spectre dit « visible », i.e. allant d'environ de 380 nm à environ 730 nm, sachant que les limites précises de ce domaine ne sont pas critiques dans le cadre de la présente invention. La mesure de réflectance est conforme aux méthodes normalisées en géométrie 45/0°. La mesure de la brillance peut se faire selon différents angles. On peut utiliser un angle de 60°, par exemple en utilisant deux sources de lumière autonomes et des chemins optiques. Cela est un mode de réalisation préféré. On peut également utiliser un autre angle normé (20° ou 75° par exemple). On peut également utiliser un angle non normé, mais on doit alors corréler la valeur obtenue avec la valeur que l'on aurait obtenu avec le même angle que celui ayant permis la mesure de brillance. On peut également effectuer les deux mesures avec le même angle et utiliser la même source de lumière. Cela simplifie la technologie. On peut également quantifier la brillance sur plusieurs angles, par exemple en déplaçant le capteur, ou en utilisant plusieurs capteurs situés à des angles différents, ou en utilisant un diviseur de chemin optique de la capture. Cela permet d'utiliser ensuite l'angle le mieux approprié (par exemple l'angle présentant l'intensité la plus élevée), et cela nécessite l'ajustement des données mesurée à l'angle retenu par rapport aux autres angles. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The device and method according to the invention is designed to characterize the color and brightness of a substantially flat surface at the non-light-emitting measuring point which has a surface state and a homogeneous color on the measurement surface which is of the order of a few mm2, and which reflects and / or diffuses at least a portion of the incident light used for the measurement. Such a surface is called here "surface to be characterized". The device and method according to the invention are not suitable for metal surfaces or surfaces having a metallic, pearlescent or iridescent color. The characterization is done for the so-called "visible" spectrum, i.e. ranging from about 380 nm to about 730 nm, knowing that the precise limits of this domain are not critical in the context of the present invention. The reflectance measurement is in accordance with standard methods in 45/0 ° geometry. The measurement of brightness can be done at different angles. An angle of 60 ° can be used, for example using two autonomous light sources and optical paths. This is a preferred embodiment. One can also use another normalized angle (20 ° or 75 ° for example). We can also use a non-normed angle, but we must then correlate the value obtained with the value that we would have obtained with the same angle that allowed the measurement of brightness. One can also perform both measurements with the same angle and use the same light source. This simplifies the technology. It is also possible to quantify the brightness at several angles, for example by moving the sensor, or by using several sensors located at different angles, or by using an optical path splitter of the capture. This then makes it possible to use the most appropriate angle (for example the angle with the highest intensity), and this necessitates the adjustment of the measured data to the angle retained with respect to the other angles.

La source de lumière pour la mesure de brillance doit être directionnelle. Avantageusement, elle est focalisée sur la surface à caractériser. Elle peut être monochromatique. Il peut s'agir d'un faisceau laser, émis par exemple par une diode laser, par exemple vert (typiquement 532 nm), rouge (par exemple 635 nm) ou bleu (par exemple 404 nm). The light source for the gloss measurement must be directional. Advantageously, it is focused on the surface to be characterized. It can be monochromatic. It may be a laser beam emitted for example by a laser diode, for example green (typically 532 nm), red (for example 635 nm) or blue (for example 404 nm).

La source de lumière pour la mesure de la couleur présente avantageusement un spectre continu. Il peut s'agir d'une source thermique (lampe à incandescence ou lampe halogène). Les lampes à décharge et les diodes émettrices de lumière (LED - Light Emitting Diode) sont moins préférées. Le capteur de brillance peut être centré sur une couleur, en accord avec celle de la source de lumière, par exemple vert. On peut utiliser un capteur à trois bandes (typiquement rouge, jaune, bleu) si la source couvre l'ensemble du spectre mesurable. On peut utiliser un capteur spectral, et dans ce cas il peut s'agir soit du même capteur que celui utilisé pour la mesure de la réflectance (moyennant un chemin optique approprié, tel qu'une fibre optique, un miroir, un prisme) soit d'un capteur dédié. Il peut s'agir d'un capteur à résolution spatiale, comprenant par exemple une puce de type CCD (Charge Coupled Device). Les figures 1 et 2 illustrent des modes de réalisation de l'invention. Elles montrent les éléments optiques essentiels du dispositif selon deux modes de réalisation de l'invention, mais ne montrent pas des filtres optiques qui peuvent éventuellement être utilisés. La figure 1 montre de manière schématique un dispositif selon l'invention. Une source de lumière 2 émet un faisceau de lumière dit faisceau incident 6 qui est focalisé, en cas de besoin, à l'aide d'un dispositif de focalisation 5 sur la surface d'essai 1, à l'endroit prévu pour la mesure. Un dispositif de détection 3 (qui peut être un photo-détecteur) détecte et mesure le faisceau spéculaire 7 qui peut être focalisé en cas de besoin à l'aide d'un dispositif de focalisation 9. Par ailleurs, un capteur spectral 4 mesure la lumière diffusée 8. Les données issues du dispositif de détection 3 et du capteur spectral 4 sont envoyées, à travers une interface 11, sur un microprocesseur 12 programmé pour traiter et évaluer les données, puis un résultat est affiché sur une unité de sortie 13 qui peut être un écran d'affichage. L'angle d'incidence du faisceau incident 8 par rapport à la normale est centré sur 45°. L'angle de détection du capteur spectral 4 par rapport à la normale est centré sur 0°. Ainsi, on effectue une mesure de la couleur selon la géométrie normalisé 45/0°. L'angle de détection du dispositif de détection 3 est centré sur 45° par rapport à la normale. The light source for color measurement advantageously has a continuous spectrum. It can be a thermal source (incandescent lamp or halogen lamp). Discharge lamps and LEDs (Light Emitting Diode) are less preferred. The brightness sensor may be centered on a color, in agreement with that of the light source, for example green. A three-band sensor (typically red, yellow, blue) can be used if the source covers the entire measurable spectrum. It is possible to use a spectral sensor, and in this case it can be either the same sensor as that used for the measurement of the reflectance (by means of an appropriate optical path, such as an optical fiber, a mirror, a prism) or a dedicated sensor. It may be a sensor with spatial resolution, comprising for example a CCD (Charge Coupled Device) type chip. Figures 1 and 2 illustrate embodiments of the invention. They show the essential optical elements of the device according to two embodiments of the invention, but do not show optical filters that may possibly be used. Figure 1 schematically shows a device according to the invention. A light source 2 emits a beam of light said incident beam 6 which is focused, if necessary, by means of a focusing device 5 on the test surface 1, at the location provided for the measurement . A detection device 3 (which may be a photo-detector) detects and measures the specular beam 7 which can be focused, if necessary, by means of a focusing device 9. Moreover, a spectral sensor 4 measures the light scattered 8. The data from the detection device 3 and the spectral sensor 4 are sent, through an interface 11, to a microprocessor 12 programmed to process and evaluate the data, then a result is displayed on an output unit 13 which can be a display screen. The angle of incidence of the incident beam 8 with respect to the normal is centered on 45 °. The detection angle of the spectral sensor 4 with respect to the normal is centered on 0 °. Thus, a measurement of the color is carried out according to the standardized geometry 45/0 °. The detection angle of the detection device 3 is centered at 45 ° with respect to the normal.

La figure 2 montre de manière schématique un procédé selon l'invention qui met en oeuvre un dispositif selon l'invention. Au repère 21, on déclenche le cycle de mesure. Au repère 22, le dispositif mesure la réflectance spectrale à 0° à l'aide du capteur spectral 4, et au repère 23 la lumière réfléchie à 45° à l'aide du dispositif de détection de l'énergie spéculaire 3. Ces deux mesures peuvent être faites simultanément ou l'une après l'autre. FIG. 2 schematically shows a method according to the invention which implements a device according to the invention. At reference 21, the measurement cycle is started. At the mark 22, the device measures the spectral reflectance at 0 ° using the spectral sensor 4, and at 23 the reflected light at 45 ° using the specular energy detection device 3. These two measures can be done simultaneously or one after the other.

Les angles peuvent différer des valeurs indiquées de 0° et de 45°, respectivement, mais les valeurs de 0° et 45° sont préférées. Au repère 26, on calcule les valeurs colorimétriques pour une mesure de type 45/0° à partir des résultats de la mesure 22 de la réflectance spectrale à 0° issus du capteur spectral 4. Au repère 27 on calcule la valeur de gloss à 45° (appelée aussi GU 45°) à partir des résultats de la mesure 23 de la lumière diffusée à 45° issus du dispositif de détection 3. Au repère 24 on détermine par interpolation la réponse spectrale en fonction de l'intensité spéculaire, et on utilise ces valeurs pour calculer ensuite au repère 25 les valeurs colorimétriques que l'on aurait obtenu à l'aide d'une mesure avec une sphère intégrante. Au repère 28, les données obtenues aux repères 26, 25 et 27 sont ensuite utilisées pour donner des instructions à l'interface 11 pour calculer les différences E. Les informations concernant la réflectance spectrale 22 et la lumière diffusée 23 peuvent être transmises (repère 29) à une machine informatique 12 qui effectue les calculs. The angles may differ from the indicated values of 0 ° and 45 °, respectively, but the values of 0 ° and 45 ° are preferred. At the mark 26, the colorimetric values for a measurement of the type 45/0 ° are calculated from the results of the measurement 22 of the spectral reflectance at 0 ° coming from the spectral sensor 4. At reference 27 the value of gloss at 45 is calculated. ° (also called GU 45 °) from the results of the measurement 23 of the 45 ° scattered light from the detection device 3. At the mark 24, the spectral response is determined by interpolation as a function of the specular intensity, and uses these values to then calculate at mark 25 the colorimetric values that would have been obtained using a measurement with an integrating sphere. At the mark 28, the data obtained at the markers 26, 25 and 27 are then used to give instructions to the interface 11 for calculating the differences E. The information concerning the spectral reflectance 22 and the scattered light 23 can be transmitted (reference 29 ) to a computer machine 12 which performs the calculations.

Dans un autre mode de réalisation montré sur la figure 3, le dispositif selon l'invention possède deux dispositifs de détection de l'énergie spectrale 3, 30, à savoir un premier dispositif 3 centré sur l'angle de 45° par rapport à la normale, et un second dispositif 30 centré sur l'angle de 60° par rapport à la normale. On utilise alors deux sources de lumière, à savoir une première 2 avec un angle d'incidence de 45°, et une seconde 32 avec un angle d'incidence de 60°. Dans une variante de ce mode de réalisation (non montrée sur la figure), on utilise une seule même source de lumière 2 et bascule le chemin d'optique à l'aide d'un moyen de déflection ou division de faisceau approprié (par exemple un miroir ou un prisme). L'avantage de ce mode de réalisation utilisant une géométrie à 60° est qu'il s'agit d'un angle normalisé pour la mesure de la brillance. In another embodiment shown in FIG. 3, the device according to the invention has two spectral energy detection devices 3, 30, namely a first device 3 centered on the angle of 45 ° with respect to the normal, and a second device 30 centered at an angle of 60 ° to normal. Two light sources are used, namely a first 2 with an angle of incidence of 45 °, and a second 32 with an angle of incidence of 60 °. In a variant of this embodiment (not shown in the figure), a single same light source 2 is used and switches the optical path using an appropriate deflection or beam splitting means (for example a mirror or a prism). The advantage of this embodiment using a 60 ° geometry is that it is a standard angle for brightness measurement.

L'inconvénient est qu'elle implique une deuxième source de lumière (ou un basculement) car la géométrie à 45° est nécessaire pour la mesure de la réflectance. Nos décrivons ici une méthode pour caractériser la couleur d'une surface à caractériser, qui doit être sensiblement plane à l'endroit de la mesure et posséder un état de surface et une couleur homogènes sur la surface de mesure. Cette méthode vise à estimer les résultats d'une mesure par sphère intégrante à partir de données spectrales obtenues par une mesure en géométrie 45/0 et par des valeurs de brillance. Pour établir une corrélation entre les mesures par sphère intégrante (mode SCI) d'une part et les mesures obtenues en géométrie 45/0 et par une caractérisation de la brillance d'autre part, il est nécessaire d'établir d'abord une calibration empirique en utilisant des échantillons de référence plans, dont la couleur et la brillance sont stables dans le temps. Il peut s'agir par exemple de plaquettes de céramique, ou de plaquette plastiques colorées dans la masse. On peut utiliser par exemple les plaquettes céramiques BORA (séries I et II) distribuées par les société Mt. Baker Research LLC et Avian Technologies LLC. On peut aussi fabriquer soi-même des plaquettes à brillance différente pour une couleur donnée, par exemple par dépolissage mécanique, par dépoli chimique (par exemple en utilisant le procédé centenaire et bien connu de Benjamin Tilgham) ou par application d'un vernis neutre et transparent. On approvisionne donc plusieurs séries d'échantillons, chaque série comportant des échantillons d'une même couleur mais de valeurs de brillance différentes. Pour la caractérisation colorimétrique, on utilise de préférence au moins cinq échantillons de référence, sur la gamme du noir au blanc ; chacun de ces échantillons doit être acquis en plusieurs exemplaires pour créer une série de valeurs de brillances différentes (voir ci-15 dessous). Pour la caractérisation de la brillance, on approvisionne pour chaque couleur plusieurs échantillons de brillance différente. Avantageusement, la brillance en unités GU (« gloss unit ») se situe entre 5 et 100, de préférence de manière à peu près équidistante. On peut 20 par exemple utiliser une série de brillance GU 5, GU 30, GU 50, GU 75 et GU 100 pour chaque couleur ; ces valeurs de GU se réfèrent à une mesure sous 60° et s'appellent alors « G60 ». On préfère des échantillons qui sont spectralement neutres, c'est-à-dire dont les paramètres a* et b* dans une représentation L*a*b* (L* étant la clarté) obtenue par des mesures normalisée Cl ELab, en mode 45/0° et/ou D50/2°, sont proches de zéro. 25 Pour obtenir la corrélation entre les valeurs de type SCI (mesure avec une sphère intégrante) et de type 45/0 (mesure avec le dispositif selon l'invention), on mesure la réflectance de chaque échantillon d'une série avec un spectrocolorimètre en mode 8/0° (mesure en mode SCI, valeur obtenue : Rscl) et avec le dispositif selon l'invention en 30 mode 45/0 (valeur obtenue : R45). Dans un mode de réalisation, on effectue cette mesure à au moins une longueur d'onde de référence, qui est avantageusement 550 nm. Dans un autre mode de réalisation, on effectue cette mesure entre 450 nm et 650 nm pour s'affranchir des proches UV et IR, et on calcule la moyenne des réflectances dans cette zone. 35 La valeur du spéculaire de la zone mesurée est également mesurée avec le dispositif selon l'invention (valeur obtenue : GU, de préférence G60). The disadvantage is that it involves a second light source (or tilting) because the 45 ° geometry is necessary for the measurement of the reflectance. We describe here a method to characterize the color of a surface to be characterized, which must be substantially flat at the measurement site and have a uniform surface and color on the measurement surface. This method aims at estimating the results of a measurement by integral sphere from spectral data obtained by a measurement in geometry 45/0 and by brightness values. In order to establish a correlation between the measurements by integral sphere (SCI mode) on the one hand and the measurements obtained in 45/0 geometry and by a characterization of the brightness on the other hand, it is necessary to first establish a calibration empirically using flat reference samples whose color and gloss are stable over time. It may be for example ceramic plates, or plastic wafer colored in the mass. For example, the BORA ceramic plates (Series I and II) sold by Mt. Baker Research LLC and Avian Technologies LLC can be used. It is also possible to manufacture oneself with different brightness plates for a given color, for example by mechanical etching, by chemical etching (for example using the centuries-old and well-known Benjamin Tilgham process) or by applying a neutral varnish and transparent. Several series of samples are therefore supplied, each series comprising samples of the same color but of different gloss values. For colorimetric characterization, preferably at least five reference samples are used, in the range from black to white; each of these samples must be acquired in several copies to create a series of different brightness values (see below). For the characterization of the gloss, we supply for each color several samples of different brightness. Advantageously, the gloss in units GU ("gloss unit") is between 5 and 100, preferably in a manner roughly equidistant. For example, a series of gloss GU 5, GU 30, GU 50, GU 75 and GU 100 can be used for each color; these values of GU refer to a measurement under 60 ° and are then called "G60". Specimens that are spectrally neutral, i.e., have the parameters a * and b * in a representation L * a * b * (L * being clarity) obtained by normalized measurements ELAB, 45/0 ° and / or D50 / 2 °, are close to zero. To obtain the correlation between the SCI (measurement with an integrating sphere) and type 45/0 (measurement with the device according to the invention) values, the reflectance of each sample of a series is measured with a spectrophotometer in 8/0 ° mode (measurement in SCI mode, value obtained: Rsc1) and with the device according to the invention in 45/0 mode (value obtained: R45). In one embodiment, this measurement is carried out at least one reference wavelength, which is advantageously 550 nm. In another embodiment, this measurement is made between 450 nm and 650 nm to overcome the close UV and IR, and the average of the reflectances in this area is calculated. The value of the specular of the measured area is also measured with the device according to the invention (value obtained: GU, preferably G60).

On obtient ainsi deux ensemble de données D1 = f(GU, L*) et D2= f(GU, L*), par exemple pour cinq séries de valeurs GU (par exemple GUS, GU30, GU50, GU75 et GU100) et cinq séries de L* (par exemple L*5, L*25, L*50, L*70 et L*90). Le premier ensemble de données D1 représente les mesures en mode SCI, l'autre (D2) les mesures avec le dispositif selon l'invention. On constate que les différences entre D1 et D2 augmentent pour les valeurs de faible réflectance et de brillance élevée. On calcule alors pour chaque valeur de brillance la corrélation entre la valeur de réflectance mesurée selon l'invention en mode 45/0 (appelée R45) et en mode SCI (appelée Rscl) de sorte que Rsc1= fc60(R45). Différentes méthodes mathématiques peuvent être utilisées dans ce but, par exemple une fonction polynomiale de degré 1 (i.e. y = ax + b). Ainsi, on obtient pour chaque valeur de brillance une valeur a et une valeur b. On détermine alors pour chaque valeur de brillance la corrélation des valeurs a et b, de sorte que a = fa(G60) et b = fb(G60). On peut utiliser des fonctions puissance (de type y = cxd) ou de type logarithmique (de type y = (g In(x))+h) et obtient un coefficient de corrélation appelé ici R2 qui exprime la qualité de l'ajustement des estimations de l'équation de régression, donc la qualité de l'ajustement du modèle. R2 s'interprète comme la part de la variance de la variable y expliquée par la régression ; il varie entre 0 et 1. En régression simple, un R2 proche de 1,00 exprime un bon ajustement. On peut également utiliser une régression multiple. On peut donc calculer la valeur de réflectance éstimée en mode SCI en fonction de la valeur de réflectance mesurée avec le dispositif selon l'invention en mode 45/0. Ces valeurs peuvent être transposées en données CIELab D50/2°. Ainsi, on peut calculer le paramètre AL* = L*ech L* réf . On trouve qu'avec la méthode selon l'invention, cette différence ne dépasse en moyenne pas 0,20. Elle est plus grande pour les échantillons sombres ayant une brillance importante. Cependant, la répétabilité acceptée par les industries graphiques d'une mesure par sphère d'intégration est de l'ordre de A EciE = 0,25. On constate donc que la méthode selon l'invention est tout à fait satisfaisante, compte tenu de son énorme simplicité côté méthode et côté dispositif. Pour illustrer la méthode selon l'invention, on a caractérisé deux mires type XRITE COLORCHECKER comportant 6 fois 4 carrés de couleurs unis différentes, chaque mire correspondant à une brillance différente (G60 = 100 et G60 = 5). On a modélisé les données SCI selon la méthode de l'invention à partir de mesures de réflectance réalisées en mode 45/0, et on les a comparées avec les données de mesure en mode SCI (moyenne de 10 mesures par carré). Les résultats sont résumés dans le tableau 1 : Tableau 1 G60 = 100 G60 = 5 Global Meilleur 90% Pire 10% Global Meilleur 90% Pire 10% A EciE moyen 0,18 0,16 0,35 0,21 0,20 0,42 Sur la base de deux brillances extrêmes, on obtient des résultats qui s'inscrivent dans la tolérance et répétabilité d'un appareil de mesure à sphère d'intégration. Le dispositif et la méthode selon l'invention permettent, avec un seul appareil et un seul cycle de mesure, d'obtenir trois données importantes et complémentaires sur la couleur et l'aspect de la surface d'essai 1 pour pouvoir comparer et valider deux échantillons : - la valeur colorimétrique en mode 45/0°, qui fait référence dans les industries graphiques ; - la valeur colorimétrique en mode 0/8° qui exprime l'incidence du brillant sur la perception de la couleur, et/ou de la différence colorimétrique entre ces deux modes (LE) ; - la valeur de brillance qui donne une échelle de matité - brillance. Le dispositif et la méthode selon l'invention peuvent être utilisés dans de nombreuses industries. En particulier, ils permettent la caractérisation de la couleur dans les industries graphiques et l'imprimerie, par exemple l'impression de matériaux d'emballages réalisée à plat (cartons, feuille polymère ou métallo-plastique souple) qui doit répondre à des cahiers de charge ou chartes graphiques très strictes. Ils peuvent aussi être utilisés pour caractériser toute surface peinte ou vernie, par exemple des tôles laquées pour automobiles ou autres applications, à condition que la surface à caractériser 1 soit conforme à la définition donnée ci-dessus. Un des avantages du dispositif selon l'invention par rapport aux dispositifs à sphère intégrante 40 est qu'il permet, grâce à sa géométrie, l'utilisation de filtres optiques, notamment de filtres de polarisation et de filtres anti-UV. Les filtres anti-UV bloquent la lumière dans une gamme spectrale comprise typiquement entre 300 et 400 nm, qui est susceptible exciter des agents azurants. Les agents azurants sont des molécules organiques synthétiques capables d'absorber de la lumière ultraviolette et de la réémettre par fluorescence dans le spectre visible, le plus souvent entre 400 et 500 nm. Ces agents se trouvent dans de nombreux types de papier, dans des textiles, plastiques ainsi que dans des colorants et certains pigments. A titre d'exemple, dans le dispositif selon l'invention, un filtre anti-UV peut être disposé dans le faisceau incident 6, devant ou après le dispositif de focalisation 5, afin de bloquer le rayonnement UV éventuellement contenu dans ledit faisceau incident 6 et qui serait susceptible d'exciter une émission dans le visible qui pourrait fausser la caractérisation de la couleur et/ou de la brillance de la surface d'essai 1. La présence d'un tel filtre anti-UV est par ailleurs très avantageux si la source de lumière 2 pour la mesure de la couleur est une lampe à décharge. Two sets of data D1 = f (GU, L *) and D2 = f (GU, L *) are thus obtained, for example for five sets of values GU (for example GUS, GU30, GU50, GU75 and GU100) and five L * series (eg L * 5, L * 25, L * 50, L * 70 and L * 90). The first set of data D1 represents the measurements in SCI mode, the other set (D2) the measurements with the device according to the invention. It can be seen that the differences between D1 and D2 increase for low reflectance and high gloss values. For each brightness value, the correlation between the reflectance value measured according to the invention in mode 45/0 (called R45) and in SCI mode (called Rscl) is then calculated so that Rsc1 = fc60 (R45). Different mathematical methods can be used for this purpose, for example a polynomial function of degree 1 (i.e. y = ax + b). Thus, for each brightness value, a value a and a value b are obtained. The correlation of the values a and b is then determined for each brightness value, so that a = fa (G60) and b = fb (G60). Power (type y = cxd) or logarithmic type (y = (g In (x)) + h) functions can be used and obtain a correlation coefficient called here R2 which expresses the quality of the adjustment of the estimates of the regression equation, so the quality of the fit of the model. R2 is interpreted as the part of the variance of the variable explained by the regression; it varies between 0 and 1. In simple regression, a R2 close to 1.00 expresses a good fit. One can also use a multiple regression. It is therefore possible to calculate the estimated reflectance value in SCI mode as a function of the reflectance value measured with the device according to the invention in the 45/0 mode. These values can be transposed into CIELab data D50 / 2 °. Thus, the parameter AL * = L * ech L * ref. It is found that with the method according to the invention, this difference does not exceed on average not 0.20. It is larger for dark samples with high gloss. However, the repeatability accepted by the graphical industries of a measurement by sphere of integration is of the order of A EciE = 0.25. It can therefore be seen that the method according to the invention is entirely satisfactory, given its enormous simplicity on the method side and the device side. To illustrate the method according to the invention, two XRITE COLORCHECKER test patterns were characterized comprising 6 times 4 squares of different plain colors, each pattern corresponding to a different brightness (G60 = 100 and G60 = 5). SCI data were modeled according to the method of the invention from reflectance measurements made in 45/0 mode, and compared with measurement data in SCI mode (average of 10 measurements per square). The results are summarized in Table 1: Table 1 G60 = 100 G60 = 5 Overall Best 90% Worse 10% Overall Best 90% Worse 10% A Average ECU 0.18 0.16 0.35 0.21 0.20 0 On the basis of two extreme glosses, results are obtained which fall within the tolerance and repeatability of an integrating sphere measuring apparatus. The device and the method according to the invention make it possible, with a single apparatus and a single measurement cycle, to obtain three important and complementary data on the color and appearance of the test surface 1 in order to compare and validate two samples: - the colorimetric value in 45/0 ° mode, which refers to the graphic industries; - the colorimetric value in 0/8 ° mode which expresses the incidence of gloss on the perception of the color, and / or the color difference between these two modes (LE); - the brightness value which gives a scale of dullness - shine. The device and the method according to the invention can be used in many industries. In particular, they allow the characterization of color in the graphic and printing industries, for example the printing of packaging materials made flat (cardboard, polymer sheet or flexible metallo-plastic) which must meet the specifications of the industry. charge or graphic charts very strict. They can also be used to characterize any painted or varnished surface, for example lacquered metal sheets for automobiles or other applications, provided that the surface to be characterized 1 complies with the definition given above. One of the advantages of the device according to the invention with respect to the integral sphere devices 40 is that, thanks to its geometry, it makes it possible to use optical filters, in particular polarization filters and anti-UV filters. UV filters block light in a spectral range typically between 300 and 400 nm, which is likely to excite brighteners. The brighteners are synthetic organic molecules capable of absorbing ultraviolet light and reemitting it by fluorescence in the visible spectrum, most often between 400 and 500 nm. These agents are found in many types of paper, in textiles, plastics as well as in dyes and some pigments. By way of example, in the device according to the invention, an anti-UV filter may be arranged in the incident beam 6, in front of or after the focusing device 5, in order to block the UV radiation possibly contained in said incident beam 6 and which would be likely to excite an emission in the visible which could distort the characterization of the color and / or brightness of the test surface 1. The presence of such a UV filter is also very advantageous if the light source 2 for the measurement of the color is a discharge lamp.

Claims

REVENDICATIONS1. A method for characterizing the color and gloss of a selected flat area on a surface (1), wherein (a) measuring the spectral reflectance of said area of said surface (1) at an exit angle (measurement said "at 0 °") between + 5 ° and -5 ° (and preferably 0 °) using a spectral sensor (4), (b) measuring (23) the light reflected on said zone of said surface (1) at an angle (so-called "45 °" measurement) of between 40 ° and 50 ° (and preferably 45 °) by means of a specular energy detecting device (3) these two measurements (a) and (b) can be done simultaneously or one after the other, and at least the measurement (a) using a polychromatic incident light, (c) the colorimetric values for a measurement of the type 45/0 ° from the results of the measurement (22) of the spectral reflectance at 0 ° coming from the spectral sensor (4), (d) the value of brightness at 45 ° is calculated (27) (call e "GU 45 °") from the results of the measurement (23) of the light scattered at 45 ° from the detection device (3), (e) the spectral response is determined (24) by interpolation specular intensity, (f) these values are used (25) to calculate the colorimetric values that would have been obtained using a measurement with an integrating sphere.

The method of claim 1, wherein in step (e) an interpolation method based on two sets of data D1 = f (GU, L *) and D2 = f (GU, L *) is used, each set D1 and D2 comprising the data a plurality of data pairs (GU, L *) obtained for D1 in SCI mode and for D2 with the device according to the invention, said interpolation method being based on a correlation Rss1 = fcu (R45) established in the following manner: (1) A series of standard samples E, of C different colors (samples E1, E2,..., Es) are supplied, said series being composed, for each of these C colors X, of a plurality Y of standard samples (samples Ex, 1, Ex2, ..., Exy) having a different brightness B, this brightness B being characterized by the brightness L * in a representation L * a * b * ; (2) For each color X, the reflectance of each sample is measured with a spectrocolorimeter in SCI mode, preferably in the geometry 8/0 ° (value obtained: Rsc1), and with the device according to the invention in 45/0 mode. (value obtained: R45), and the value of the specular gloss is measured with the device according to the invention (value obtained: GU); (3) We thus obtain two sets D1, D2 of data D1 = f (GU, L *) and D2 = f (GU, L *), the first representing the measurements in SCI mode, the second the measurements with the device according to the invention; (4) For each brightness value, the correlation between the value R45 and the value Rsc is established to obtain a curve Rsc = fGu (R45), preferably in the form of a ratio RR = Rsci / R45, allowing calculate by interpolation for each measured value of R45 and GU the value of Rsci.

3. Method according to claims 1 or 2, wherein is carried out, instead of or in addition to the measurement of the light reflected at 45 °, a measurement of the light reflected at an exit angle (measurement called "at 60 ° ) "Between 55 ° and 65 °. 15

4. Device suitable for carrying out the method according to any one of claims 1 to 3, for characterizing the color of a selected flat area on a surface (1), comprising: a light source (2), emitting a polychromatic light beam 20 ("incident beam" or "incident light") (6) which is focused on a planar area of said surface, with its energy detector for measuring specular reflection (7) on said planar area of said surface, preferably with an angle of incidence of 45 ° (+/- 5 °); optionally a second light source (32) emitting a light beam ("incident beam" or "incident light") which is focused on the same plane area of said surface, said light being monochromatic, with its light detector; energy (30) for measuring the brightness of said placed surface, preferably with an angle of incidence of 60 ° (+/- 5 °); a spectral detector (4) for measuring the scattered light (8) by said flat area of said surface at an angle of incidence of 0 ° (+/- 5 °); optionally one or more lenses for focusing incident and / or reflected and / or scattered light; optionally one or more filters for selecting a spectral band and / or attenuating the intensity of an incident, reflected or scattered light beam. 35

5. Device according to claim 4, characterized in that it further comprises a microprocessor programmed to implement the method according to any one of claims 1 to 3.

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that it is in the form of a portable device by hand, preferably autonomous.

7 Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that it further comprises at least one UV filter in the incident beam (6).

8. Computer program for implementing the method according to any one of claims 1 to 3.

9. Use of the device according to any one of claims 4 to 7 or the method according to any one of claims 1 to 3 for characterizing the color of the flat area of a surface, said area preferably having a smaller diameter at 6 mm and preferably less than 4 mm.

Use according to claim 9 for the characterization of printed articles.