SE533594C2 - Bestämning av ytegenskaper hos ett objekt - Google Patents

Description

25 30 533 594 Ett par exempel ges i US-A 5 377 000, US-A 5 724 139, US-A 7 227 648 och WO 02/093109.

I alla dessa anordningar används ljuskällor som på ett eller annat sätt riktas mot det objekt som ska granskas.

Vid tillhandahållande av en anordning för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt, där åtminstone en enhet i anordningen är bärbar, är det av intresse att göra den bärbara enheten så liten som möjligt. Detta innebär att ljuskällorna kommer att hamna ganska nära det föremål som granskas.

När detta utförs med en ljuskälla som riktas mot en av objektets ytor, kan emellertid ytans glans bli ojämn. Det kan uppträda fläckar med hög glans som därefter detekteras. Det här betyder också att ytegenskaperna inte blir korrekt bestämda.

Det föreligger därför behov för en förbättring inom omrâdet mätning av ett objekts ytegenskaper.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser därför att tillhandahålla en förbättrad anordning och till ett förfarande för mätning av ett objekts ytegenskaper.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla en förbättrad anordning för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen uppnås detta syfte med hjälp av en anordning för mätning av 10 15 20 25 30 533 594 ytegenskaperna hos ett objekt, exempelvis ett papper, innefattande: en bärbar objektgranskningsenhet innefattande en kammare som har en övre yta, en undre yta och åtminstone en sidovägg som förbinder den undre ytan med den övre ytan, en ljusdetekteringsenhet som riktas mot en objektgranskningsöppning, som finns anordnad i kammarens undre yta, och som därigenom i ljusdetekteringsenheten definierar en siktlinje, som sträcker sig genom kammaren och är vinkelrät mot objektgranskningsöppningen, och en uppsättning ljuskällor som är placerade på jämna inbördes avstånd kring siktlinjen i kammaren, vari ljuskällorna i uppsättningen är riktade mot siktlinjen parallellt med objektgranskningsöppningen.

Ett andra syfte för föreliggande uppfinning är därför att tillhandahålla ett förbättrat förfarande för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning uppnås detta andra syfte med hjälp av ett förfarande för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt, innefattande följande steg: - emittering av ljus, riktat mot en siktlinje i en ljusdetekteringsenhet från ett antal ljuskällor som är placerade på jämna inbördes avstånd kring siktlinjen och riktade mot siktlinjen, och - detektering av ljus i ljusdetekteringsenheten vid siktlinjens ena ände, efter att ljuset reflekterats mot en yta hos ett objekt som granskas och som är placerad vid en motsatt ände av siktlinjen.

Föreliggande uppfinning har flera fördelar. Med hjälp av den patentsökta belysningen enligt uppfinningen kan ljuskällorna 10 15 20 25 30 533 594 anordnas närmare objektet och således kan storleken för den bärbara enheten minskas, vilket gör det lättare att bära omkring den. Detta kan dessutom utföras samtidigt som ett tillfredsställande mätresultat säkerställs.

Bearbetning av bilddata av objektet innebär, enligt en variant av föreliggande uppfinning, genomförande av en Fouriertransformation på dessa bilddata för att erhålla ljusintensitetsvärden grupperade efter spatial våglängd, beräkning av ett medianvärde för ett antal ljusintensitetsvärden i ett antal spatiala våglängdsintervall för ett spatialt våglängdsintervall (mätområde), varvid mätområdet (R) innefattar åtminstone ett intervall, och summering av medianvärdena för varje sådant intervall i mätområdet för att erhålla en indikation på objektets egenskaper.

Detta har den ytterligare fördelen att tillhandahålla en mer tillförlitlig bearbetning av en bild av objektet. Beträffande bestämning av fläckighet kan man därefter erhålla ett fläckighetsvärde som är mindre påverkat av de höga toppintensiteterna som kommer av återkommande variationer vid bestämning av normal fläckighet.

Enligt en annan variant av föreliggande uppfinning anordnas kalibreringsdata innefattande utskriftsinstruktioner för att skriva ut en kalibreringsarea på ett objekt, varvid utskriftsinstruktionerna innefattar färgkoder eller gråskalekoder, och som, när de används av en skrivare pà ett objekt, bildar ett antal fält i uppsättningar med sinsemellan olika reflektans, varvid varje fält i en uppsättning åstadkommer en reflektansnivå, varvid utskriftsinstruktionerna dessutom anordnar fälten i uppsättningarna jämnt fördelade, blandade med varandra och med areor som saknar sådana fält i 10 15 20 25 30 533 594 en kalibreringsarea (68) på objektets yta, vilken kalibreringsyta har en storlek som täcker objektgranskningsöppningen.

Dessa kalibreringsdata har fördelen att de möjliggör bàde kalibrering av gràskala till reflektans och korrigering av ojämn belysning. Data ger också information om spatial distorsion och upplösning hos en bild och som kan användas för ytterligare bildkorrigeringar.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, vari fig. 1 visar schematiskt en anordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning med två enheter, en bärbar objektsgranskningsenhet och en bearbetningsenhet i form av en dator, fig. 2 visar en genomskärning genom den bärbara objektsgranskningsenhetens mitt, fig. 3 visar schematiskt ett antal ljusemitterande enheter med ett diffuseringselement och ett polariseringselement inuti den bärbara objektsgranskningsenheten enligt uppfinningen, fig. 4 visar ett flödesschema för ett antal förfarandesteg som vidtas under ett förfarande enligt uppfinningen för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt och som utförs i den bärbara objektsgranskningsenheten, fig. 5 visar schematiskt en förenklad inre organisation av enheter i datorn, fig. 6 visar ett flödesschema för ett antal förfarandesteg som utförs under ett förfarande enligt uppfinningen med bearbetning av en digital bild av ett objekt enligt uppfinningen, och som utförs i bearbetningsenheten, 10 15 20 25 30 533 594 fig. 7 visar schematiskt en tvådimensionell presentation av resultatet från en Fouriertransformation som utförs på en digital bild som fångats i den bärbara objektsgranskningsenheten, och fig. 8 visar schematiskt en kalibreringsarea, som skrivits ut, på ett objekt för att kalibrera anordningen enligt föreliggande uppfinning.

UTFÖRLIG BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Här följer nu en utförlig beskrivning av utföringsformer för en anordning och ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.

Figur l visar schematiskt, en anordning 10 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt.

Anordningen 10 innefattar en bärbar objektgranskningsenhet 12 som är ansluten till en bearbetningsenhet 14, vilken bearbetningsenhet här tillhandahålls i form av en dator.

Anslutningen kan åstadkommas med en kabel som finns anordnad mellan exempelvis en USB-utgång på datorn 14 och den bärbara objektgranskningsenheten 12.

Av ergonomiska skäl kan den bärbara objektgranskningsenheten vara förberedd för montering med en viktreducerande upphängning eller för montering i ett stativ för stationärt arbete där upplyftning av den bärbara objektgranskningsenheten regleras med en pedal.

Den bärbara objektgranskningsenheten 12 är anpassad för att placeras på ett objekt 16, exempelvis en bit papper eller en bit kartong, vars ytegenskaper ska granskas. I den bärbara 10 15 20 25 30 533 594 objektgranskningsenheten 12 fångar en ljusdetekteringsenhet, som här är en kamera, en digital bild av en del av objektets 16 yta. Bilden överförs därefter till datorn 14, där en enhet eller funktion för bestämning av ett objekts ytegenskaper bearbetar bilden för att bestämma objektets ytegenskaper.

Typiska bestämningar av ytegenskaper är bestämning av fläckighet eller glans.

Den bärbara objektgranskningsenhetens struktur kommer nu att beskrivas mer utförligt med hänvisning till figur 2, som visar en genomskärning genom den bärbara objektgranskningsenhetens 12 mitt, och till figur 3, som schematiskt visar ett antal enheter inuti den bärbara objektgranskningsenheten.

Genomskärningen i fig. 2 är här en sektion som skurits vertikalt genom den bärbara objektgranskningsenhetens mitt, medan figur 3 visar en vy ovanifrån på några av enheterna i den bärbara enhetens inre.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar den bärbara objektgranskningsenheten 12, en kammare 18 som har en övre yta 20, en undre yta 22 och en sidovägg 24 som förbinder den undre ytan 22 med den övre ytan 20. Kammaren 18 har här cylindrisk form och väggen 24 är därför en cirkulär vägg. Kammaren 18 har således en cirkulär genomskärning. Det bör emellertid inses att föreliggande uppfinning inte är begränsad till denna form för kammaren, utan att en kammare som har t.ex. kvadratisk, rektangulär, trekantig eller elliptisk tvärsektion också kan anordnas. Det kan således finnas ännu fler väggar.

Den undre ytan 22, som ska placeras mot ett objekt 16 som ska granskas, innefattar en inspektionsöppning 26. Kammarens övre yta 20 innefattar dessutom en öppning 28. öppningen 28 är förenad med ett rör 30 som är inrättat med och som sträcker sig från öppningen 28 i den övre ytan i riktning bort från 10 15 20 25 30 533 594 objektgranskningsöppningen 26. Röret 30 är förseglat i ena änden, den övre änden som är belägen längst bort från den undre ytan 22, och är öppet i den motsatta änden för att anslutas till kammaren 18. Vad som är viktigare är att röret 30 också är inrättat med objektgranskningsöppningen 26. I röret 30 finns en ljusdetekteringsenhet 34, som här är i form av en digitalkamera. Kameran kan vara en enchipsfärgkamera eller en monokromkamera eller trechipskamera. Kameran 34 är dessutom riktad mot objektgranskningsöppningen 26 i den undre ytan 22, och då företrädesvis mot objektgranskningsöppningens centrum. På detta sätt definieras en siktlinje 36 för kameran 34, vilken siktlinje sträcker sig genom kammaren 18 mot objektgranskningsöppningen 26. Siktlinjen 36 är således vinkelrät mot objektgranskningsöppningen 26. Kameran 34 är således anordnad vid ena änden av siktlinjen 36, medan objektgranskningsöppningen 26 är anordnad i den motsatta änden.

I kammaren finns dessutom en uppsättning ljuskällor 32, som är placerade i kammaren 18, på jämna inbördes avstånd kring siktlinjen 36 och här representativt anordnade med på jämna inbördes avstånd längs väggen 24. Ljuskällorna är dessutom anordnade på samma avstånd från siktlinjen. Antalet ljuskällor kan variera. För att exemplifiera uppfinningen visas fyra ljuskällor i fig. 3, medan två ljuskällor visas i fig. 2. Det bör inses att många fler ljuskällor kan anordnas, exempelvis 24 eller 30.

Ljuskällorna 32 är här ljusemitterande dioder (LED) med kontinuerligt spektrum. Energin till dioderna kan komma från en extern stabiliserad kraftförsörjning. Detta ger en mycket stabil belysning. Dioderna kan vara monterade på ett flexibelt kretskort. Detta öppnar möjligheten att ändra belysningsdesign 10 15 20 25 30 533 594 för olika ändamål. För standardmätning av fläckighet kan lysdioder (LED) med synligt ljus användas.

Lysdioderna (LED) 32, på ca 140 grader är dessutom riktade mot kamerans siktlinje som var och en har en öppningsvinkel a 36. De är således riktade parallellt med objektgranskningsöppningen 26 och därigenom med ytan för det objekt 16 som ska granskas. Lysdioderna 32 kommer således att generellt emittera ljus i en riktning som är vinkelrät mot siktlinjen 36.

Framför varje diod kan det dessutom ett diffusionselement 38 finnas anordnat för att sprida det ljus som emitteras av en diod liksom ett polarisationselement 40. Diffusionselementet 38 är således här anordnat mellan lysdioden (LED) och polarisationselementet 40. I fig. 3 visas bara ett diffusionselement 38 och ett polarisationselement 40 framför en lysdiod. Det bör emellertid inses att när dessa element används är de normalt anordnade framför varje lysdiod. Var och en av dessa kan också vara anordnade som en remsa av diffusionsmaterial och en remsa av polariserande material kan vara anordnad kring väggen 24 hos kammaren 18. Det bör inses att det också är möjligt att anordna färgfilter framför lysdioderna. Färgfiltren kan då anordnas mellan diffusionselementen och polarisationselementen.

Funktionen hos den bärbara objektgranskningsenheten 12 kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna 2, 3 och 4, där den senare visar ett flödesschema för ett antal förfarandesteg som vidtas enligt ett förfarande enligt uppfinningen för mätning av ytegenskaperna hos ett objekt och som utförs i den bärbara objektgranskningsenheten. 10 15 20 25 30 533 594 10 När ytegenskaperna hos ett objekt, t.ex. reflekterande egenskaper hos ett pappersark 16 ska bestämmas placeras den bärbara objektgranskningsenheten 12 på objektet 16, på sådant sätt att undersidan 22 placeras på objektet 16. Objektet bör härvid placeras i nära kontakt med öppningen och bör täcka hela öppningen så att inget ljus kommer in i kammaren mellan objektet och öppningen. Kameran 34 befinner sig således riktad mot objektet 16. Lysdioderna 32 emitterar därefter ljus, steg 42, varvid ljuset då emitteras från kammarens 18 periferi mot mitten, dvs. mot siktlinjen 36. När detta görs diffuseras ljuset av diffusionselement 38, steg 44, och planpolariseras därefter av polarisationselementet 40, steg 46. Därefter detekterar kameran 34 ljuset längs siktlinjen 36, steg 48, och därefter ljus som reflekterats från objektytan 16 i siktlinjens riktning 36. Detta detekterade ljus fångas därefter som en digital bild av kameran 34, vilken bild därefter skickas från kameran 34 till datorn 14, steg 50.

Det finns en mängd fördelar med det sätt på vilket objektet blir belyst av lysdioderna. Eftersom lysdioderna som är placerade nära objektets yta, är riktade parallellt med objektets yta och har en vid öppningsvinkel, blir ytans glans jämnare. På detta sätt undviks fläckar med hög glans, som annars kan visa sig på bilden. Diffusionselementet hjälper till att åstadkomma en jämn intensitet hos det ljus som faller på objektet 16. som således Polarisationselementet 40, polariserar ljuset i planet dämpar glansreflektionsfaktorn (t.ex. för utskriftsfläckighet) och bidrar därför också till att ett bättre resultat erhålls. Med denna belysningsmetod blir det möjligt att anordna lysdioderna närmare objektet.

Således kan storleken för den bärbara granskningsenheten 12 minskas, vilket gör det lättare att bära omkring den. Detta kan dessutom utföras samtidigt med att man säkerställer tillfredsställande mätresultat. Öppningsvinkeln på 140 grader 10 15 20 25 30 533 594 ll säkerställer samtidigt att tillräckligt med ljus när objektytan.

Det finns flera variationer som kan göras på den bärbara enheten. Lysdioder för synligt ljus skulle exempelvis kunna kombineras med lysdioder i UV-spektrumet och således göra det möjligt att mäta tryck-/pappers-egenskaper med eller utan UV- ljus eller med enbart UV-ljus. UV-ljuset skulle kunna användas för att få information om fördelningen av optiskt vitmedel i ett papper.

Polarisatorn kan vridas 90 grader eller bytas ut mot ett polarisationselement med parallellpolarisation för att öka glansen. Detta kan göras för att mäta variationer i tryckglans istället för fläckighet. Andra filter kan givetvis också inkluderas vid behov. Det är vidare möjligt att anordna den bärbara enheten utan något diffusionselement och/eller utan polarisationselement. Det är också möjligt att förse den bärbara enheten med ett bildminne. I ett sådant minne kan digitala bilder lagras tillfälligt. Detta gör att den bärbara enheten kan användas skilt från datorn för att fånga bilder av ett objekt. När bilderna ska bearbetas, tar man med den bärbara enheten och ansluter den till datorn varefter de inhämtade bilderna överförs från bildminnet till datorn för bearbetning.

Nu följer en beskrivning av de aktiviteter som utförs på datorn.

Fig. 5 visar schematiskt en förenklad inre organisation av enheter i datorn 14. Datorn 14 innefattar en processor 52, ett första programminne 54 och ett andra minne 56. Alla dessa enheter kommunicerar med varandra med hjälp av en buss 58. För att förenkla beskrivningen av föreliggande uppfinning visas eller beskrivs inte kommunikationsgränssnittet till den 10 15 20 25 30 533 594 12 bärbara objektgranskningsenheten. Eftersom användning av exempelvis USB-anslutningar för kommunikation med andra delar i en dator är kända inom tekniken behöver de inte beskrivas ytterligare. Normalt finns ett kommunikationsgränssnitt anslutet till bussen 58 för att åstadkomma sådan kommunikation. Naturligtvis kan fler enheter än vad som visas i fig. 5 anslutas till bussen.

Enligt en utföringsform för föreliggande uppfinning är bearbetningsfunktionen som används för att undersöka objektets ytegenskaper anordnad i form av ett dataprogram som innefattar ett antal programinstruktioner. Dataprogrammet är enligt denna utföringsform lagrat i programminnet 54. Processorn 52 utför programinstruktionerna. Kombinationen av processor och programminne betraktas därför som en enhet för bestämning av objektets ytegenskaper.

Den generella funktionen hos enheten för bestämning av ytegenskaper kommer nu att beskrivas, med hänvisning också till fig. 6, som visar ett flödesdiagram över ett antal förfarandesteg som utförs enligt ett förfarande enligt uppfinningen för bearbetning av en digital bild av ett objekt och som utförs av enheten för bestämning av ytegenskaper, och till fig. 7, som schematiskt visar en tvádimensionell grafisk över resultatet från en Fouriertransformation som utförs på en digital bild som fångats av den bärbara objektgranskningsenheten.

Bilddata som motsvarar ljus som detekteras av kameran i form av den ovan beskrivna digitala bilden överförs således från kameran till enheten 52, 54 för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt. Enheten 52, 54 för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt tar således emot den digitala bilden från kameran i den bärbara enheten, steg 60. Såsom är välkänt inom tekniken 10 15 20 25 30 533 594 13 innehåller bilden ett antal bildpunkter som var och en har en ljusintensitet. Enheten 52, 54 för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt bearbetar bilden för att bestämma objektets ytegenskaper.

I enheten 52, 54 för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt utförs närmare bestämt en Fouriertransformation av bilden, steg 62. Detta utförs företrädesvis med hjälp av en FFT- funktion. Genom Fouriertransformationen erhålls värden för ljusintensitet, grupperade efter spatial våglängd. En tvådimensionell framställning av detta framgår av fig. 7.

Ljusintensiteterna grupperas således efter spatial våglängd Ä, där variationerna för fläckighet i alla riktningar anordnas i en bild. De spatiala våglängderna X anges här längs X- och Y- axlarna. Därefter samlas de erhållna intensitetsvärdena i ett mätområde R för spatiala våglängder för att analyseras, exempelvis med avseende på fläckighet. Enligt föreliggande uppfinning delas detta mätområde R först i ett antal spatiala våglängdsintervall som här exemplifieras som intervallen Il, I2. Därefter beräknas ett medianvärde för ljusintensitetsvärdena för varje intervall Il, I2, steg 64.

Här beräknas således ett medianvärde för det första intervallet Il, och ett medianvärde för det andra intervallet I2. Därefter summeras medianvärdena för varje intervall inom mätomràdet, steg 66, för att erhålla en indikation på objektets egenskaper, exempelvis beträffande fläckighet.

Traditionellt har mätomrádet R hanterats med hjälp av ett genomsnittsvärde för intensitetsvärdena. Om det emellertid finns återkommande mönster t.ex. moarémönster i reflektionen från objektet, kommer dessa att ha mycket höga intensiteter vid vissa våglängder. Om fläckigheten beräknas med hjälp av 10 15 20 25 30 533 594 14 ett genomsnittsvärde kommer detta att påverkas starkt av det återkommande mönstret.

Genom att istället beräkna medianvärden blir det möjligt att erhålla ett fläckighetsvärde som är mindre påverkat av de höga toppintensiteterna från de återkommande variationerna.

Medianvärdet kommer att ta hänsyn till mittvärdet i ett histogram och eftersom de toppintensiteter som orsakas av återkommande variationer kommer att vara närvarande i litet antal jämfört med bildpunkter från icke återkommande variationer, kommer skillnader som beror på slumpmässig fläckighet att bli ännu mer utspridda med lägre intensiteter.

Uppfinningen ger därför också tillgàng till en mer tillförlitlig bearbetning av en bild av objektet.

Det bör här inses att det ovan beskrivna mätomràdet kan innefatta endast ett intervall, dvs. mätområdet är hela intervallet. Alternativt kan det finnas många fler intervall.

Eftersom olika skannrar och kameror kan ge olika resultat för mätning av t.ex. fläckighet kan man lägga in korrigeringsfaktorer i enheten för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt för att anpassa mätresultaten till godtagna standarder. Denna korrigering kan vara baserad antingen på en andragradsanpassning eller på en lin-log-kurva.

Det program som används i enheten för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt kan vara modulärt uppbyggt. Detta gör det möjligt att addera nya beräknings- och mätrutiner. Även bildfångstfunktionen kan vara modulär, vilket innebär att andra kameror, skannrar eller filläsningselement kan läggas till och väljas från enheten för bestämning av ytegenskaper hos ett objekt. Detta betyder att flera fàngstelement kan användas från samma dator. 10 15 20 25 30 533 594 15 Programinställningarna kan sparas både som ”Användarens inställningar” och som ”Förval”. De förvalda inställningarna kan skyddas av lösenord för att undvika oavsiktliga ändringar.

För att eliminera risken för dataförlust, kan en backup skapas vid varje ändring av inställningarna. Dessa filer kan läsas tillbaka till programmet tillsammans med inställningarna. Data kan därefter skrivas ut, sparas som fil eller också kan nya mätningar läggas till.

Enheten för bestämning av objektets ytegenskaper kan spara data som excelfiler eller som textfiler.

För att minska risken att mata in felaktiga namn på proverna kan två funktioner inkluderas: En lista med namn på prover kan importeras från en textfil och användaren kan då välja från listan. Programmet kan också förberedas för streckkodsläsning.

Tack vare programmets moduluppbyggnad kan det pà enkelt sätt anpassas till nya kameror, nya belysningar, etc.

Enheten för bestämning av ytegenskaper har hittills beskrivits såsom anordnad som ett program som lagras i en dator.

Programmet kan också tillhandahållas i form av en datorprogramkod på en databärare, t.ex. en bärbar minnesenhet, som en CDROM eller en minnespinne, som utför samma funktion som enheten för bestämning av ytegenskaper när programkoden installeras i datorn. Bearbetningsenheten kan således vara en databärare som innefattar enheten för bestämning av objektets ytegenskaper i form av datorprogramkod.

Datorn kan vidare vara av vilken typ av dator som helst, såsom en PC, laptop eller en handdator. 10 15 20 25 30 533 594 16 För att kalibrera den bärbara objektgranskningsenheten, kan man enligt uppfinningen också anordna en speciellt utformad kalibreringsarea. Kalibreringsarean kan anordnas genom kalibreringsdata, exempelvis i form av en kalibreringsdatafil, som kan lagras i det andra minnet 56 som framgår av fig. 4.

Denna fil kan då innefatta utskriftsinstruktioner för utskrift av kalibreringsinformation på ett objekt, t.ex. ett pappersark. Utskriftsinstruktionerna kan då innefatta färgkoder eller gràskalekoder som, när de används av en skrivare på ett objekt, bildar kalibreringsarean.

Denna fil kan anropas av programmet med ett kommando varje gång som enheten för bestämning av ytegenskaper startas eller när en användare gör större förändringar av inställningarna.

Kalibreringsarean kan dessutom monteras på stativet som också fungerar som skydd. När den bärbara enheten inte används kan den således placeras på stativet och därigenom skyddas enheten och kalibreringsarean från mekanisk skada och skadligt ljus.

Under transport kan stativet låsas fast på den bärbara enheten.

Kalibreringsarean är anordnad för att möjliggöra både kalibrering av gráskala till reflektans och korrigering av ojämn belysning. Kalibreringsarean ger också information om information bildens spatiala distorsion och upplösning, dvs. som kan användas för ytterligare bildkorrigeringar.

Kalibreringsarean 68 visas schematiskt i fig. 8. Den innefattar flera uppsättningar med fält med olika reflektans, där varje fält här har formen av en romb, och där varje uppsättning har speciell reflektans och således visar en viss reflektansnivà. Det finns således en första uppsättning fält 70 som har en första reflektans, som här orsakas av en första 10 15 20 25 30 533 594 17 gråskala, en andra uppsättning med fält 72 som har en andra reflektans, som här orsakas av en andra gråskala, en tredje uppsättning fält 74 som har en tredje reflektans som här orsakas av en tredje gråskala och en fjärde uppsättning fält 76 som har en fjärde reflektans som här orsakas av en fjärde grâskala.

Fälten är vidare jämnt fördelade och blandade med varandra och med areor som saknar sådana fält i kalibreringsarean 68 på objektytan. Arean 68 har här en storlek som täcker objektgranskningsöppningen. I figur 8 visas, mer utförligt, såsom framgår av kalibreringsarean 68, uppifrån och ner, en första rad med fält som innefattar fälten 70 i den första uppsättningen med den första reflektansen omväxlande med fälten 74 i den tredje uppsättningen med den tredje reflektansen. Den första raden, som här inkluderar elva fält börjar och slutar med ett fält 70 i den första uppsättningen.

Därefter följer en andra rad med fält som innefattar fälten 72 i den andra uppsättningen med den andra reflektansen omväxlande med fälten 76 i den fjärde uppsättningen med den fjärde reflektansen. Denna rad, som också inkluderar elva fält, börjar och slutar med ett fält 72 i den andra uppsättningen. Därefter följer en tredje rad som inkluderar samma alternerande fält som den första raden, men med motsatt fältordning, jämfört med den första raden. Efter den tredje raden följer en fjärde rad som inkluderar samma alternerande fält som den andra raden, men med motsatt fältordning, jämfört med den andra raden. Efter den fjärde raden följer en femte rad som liknar den första raden, osv. På detta sätt varieras raderna till dess att elva rader anordnats.

Arean 68 ger således tillgång till ett ll x ll-fältgitter, där fälten i uppsättningarna är jämnt fördelade bland varandra så att fält i samma uppsättning aldrig föreligger intill 10 15 20 25 30 533 594 18 varandra. Eftersom fälten är rombformade finns dessutom rombformade tomfält mellan fälten i de olika raderna. I varje rad finns således fält från två uppsättningar. Varje kolumn i gittret innefattar vidare fält från samtliga fyra uppsättningar i löpande ordning efter varandra. Mellan angränsande kolumner sker emellertid en växling mellan två fält i fälten från samma fältuppsättning. Fälten 70 i den första uppsättningen kan här vara de mörkaste fälten, dvs. fälten med den lägsta reflektansen; fälten 72 i den andra uppsättningen kan vara de näst mörkaste fälten, dvs. fälten med den näst lägsta reflektansen; fälten 74 i den tredje uppsättningen kan vara de näst ljusaste fälten, dvs. fälten med den näst högsta reflektansen och fälten 76 i den fjärde uppsättningen kan vara de ljusaste fälten, dvs. fälten med den högsta reflektansen. De skulle givetvis också kunna vara anordnade tvärtom så att fälten i den första uppsättningen är ljusast och fälten i den fjärde uppsättningen är mörkast. På det här sättet blir fälten i uppsättningarna jämnt fördelade med varandra och med areor som saknar sådana fält.

Den här beskrivna arean var uppbyggd av rombformade areor. Det bör emellertid inses att andra former också kan användas, exempelvis cirkel-, ellips-, kvadrat- eller rektangelformade.

Det bör här också inses att fler eller färre uppsättningar också kan användas, exempelvis fem. Gittret kan dessutom innefatta fler eller färre rader och/eller kolumner. Samma gràskalenivåer kan också finnas närvarande i en remsa med större fält, kvadratiska fält. exempelvis rektangulära eller Dessa kan finnas anordnade bredvid gittret. Areorna som representerar objektbakgrunden kan vara något mindre än de utskrivna fälten och behöver inte medge bestämning av densitet. Eftersom kravet på ett papper måste vara att det måste ha en mycket jämn reflektans förutsättes att mätningen kan utföras var som helst på papperet. 10 15 20 25 30 533 594 19 I kalibreringsinformationen ingår information om både reflektans och jämnhet. Följande egenskaper är också möjliga att bedöma/utföra: Reflektans Jämnhet hos belysning/optik Bildpunktsupplösning Geometrisk distorsion 0 Information om optisk upplösning/skärpa Kalibrering av reflektans Gittret innehåller fyra utskrivna reflektansnivåer.

Tillsammans med pappersbakgrunden ger detta 5 nivåer som kan användas för kalibrering av reflektans. De mörkaste fälten har valts för att säkerställa att reflektansen ligger högre än kamerans svarta nivå för de flesta normala uppsättningar.

En kalibreringsrutin i enheten för bestämning av ytegenskaper kommer att förutsätta att kameran har ett linjärt förhållande till reflektans. Eventuella avvikelser från detta bör korrigeras exempelvis genom inmatning av ett korrekt gammavärde. Det bör inses att vissa kameror kan ha ett linjärt förhållande utan sådan gammakorrigering.

Jämnhet Genom mätning av gråskalenivån/reflektansen hos var och en av de icke utskrivna areorna på arket kan en korrigeringsbild skapas. 10 15 20 25 30 533 594 20 Geometrisk distorsion De icke utskrivna areorna är placerade i ett gitter med jämna inbördes avstånd. Genom att anpassa ett gitter till varje areas centrum och genom att jämföra centrumpunkter med punkter i gittret kan en uppskattning av geometrisk distorsion göras.

Denna funktion kan användas för att korrigera skevheter i bilderna.

Bildpunktsupplösning Eftersom avståndet mellan centrumpunkter i icke utskrivna areor är känt, kan parametrar från det gitter som bedömts med avseende på geometrisk distorsion användas för att bedöma bildpunktsupplösningen i X- och Y-riktning, dvs. i de riktningar i gittret som raderna och kolumnerna är uppställda i.

Optisk upplösning/skärpa Genom att använda gränserna mellan ljusa och mörka areor kan en bedömning av den optiska upplösningen erhållas. För varje gräns kan kantens lutning beräknas och genom att känna till skillnaden mellan gräns i gråskalenivåer eller reflektans kan man erhålla ett mått som anger optisk skärpa i um. En perfekt gräns anges ha en utbredning på O um.

Import av kalibreringsdata till datorn Kalibreringsdata kan matas in i datorn på två sätt: l.Värden kan kopieras från Excel eller ett textredigeringsprogram, t ex ”Anteckningar” (”Notepad”). 10 15 20 25 30 533 594 21 I ett textredigeringsprogram bör kolumnerna skiljas åt med tabbar och raderna skiljas åt med radbrytning. 2.Värden kan importeras som en kalibreringsfil, exempelvis med namnet HMRyymmdd.txt. Filen kan vara uppbyggd som en ini-fil enligt följande beskrivning och exempel: Exempel: ;Kommentarer markeras med semikolon ;HandyMeasure Calibration Sheet 20031108 No. 0000001 ; Bestämningar utförda av Bow :Den mörkaste kalibreringsarean har alltid beteckningen 0 ;Indextal skall anges i stigande ordning utan ; att utelämna något tal.

:X är reflektansen med X-filter uttryckt i %.

[ID] IDNo=00000l [Reflektans] X0=l0,5 Y0=10,6 Z0=9,8 X1=20,5 Yl=20,6 Zl=l9,8 X2=40,5 Y2=40,6 Z2=39,8 X3=50,5 Y3=50,6 Z3=49,8 10 15 20 25 30 533 594 22 X4=70,5 Y4=70,6 Z4=69,8 X5=80,5 Y5=80,6 Z5=79,8 [SpatialDivision] XDir=5 YDir=5 *Betecknar indelning i mm mellan areornas mitt [Jämnhet]; Används inte för närvarande [Skärpa] Filen kan också med fördel lagras i en databärare, t.ex. tillsammans med den programkod som används för att realisera enheten för bestämning av ytegenskaper.

Föreliggande uppfinning har således flera fördelar. Att anordna en bärbar objektgranskningsenhet, där objektet blir belyst av lysdioder har flera fördelar. Eftersom lysdioderna riktas parallellt med objektets yta, får ytan en jämnare glans. Tack vare denna belysningsmetod kan lysdioderna anordnas närmare objektet. Således kan storleken för den bärbara granskningsenheten minskas, vilket gör det lättare att bära omkring den. Detta kan också göras samtidigt som ett tillfredsställande mätresultat säkerställs. Genom beräkning av medianvärdena vid bearbetning av en digital bild i enheten för bestämning av objektets ytegenskaper kan man erhålla ett fläckighetsvärde som är mindre påverkat av höga toppintensiteter från återkommande variationer. På så sätt åstadkommes en tillförlitligare bearbetning av bilden av objektet. Kalibreringsarean har fördelen att den möjliggör 10 15 20 533 594 23 både kalibrering av gråskala till reflektans och korrigering av ojämn belysning. Det ger också information om spatial distorsion och upplösning av en bild, dvs. information som kan användas för vidare bildkorrigeringar.

Föreliggande uppfinning kan varieras på flera andra sätt, förutom dem som redan beskrivits. De olika delarna i den beskrivna uppfinningen kan tillhandahållas separat. Det är exempelvis möjligt att bara anordna den bärbara enheten. Den kan då kombineras med en känd enhet för bestämning av ytegenskaper med hjälp medelvärdesberäkning. Enheten för bestämning av ytegenskaper enligt uppfinningen kan också användas tillsammans med kända objektgranskningsenheter, som kan vara bärbara eller fast monterade. Kalibreringsdata kan också användas tillsammans med en sådan känd enhet för bestämning av ytegenskaper och en sådan känd objektgranskningsenhet. Anslutningen mellan de båda enheterna behöver givetvis inte ske via kabel. Det är möjligt att använda andra kommunikationsanordningar, exempelvis Bluetooth.

Claims (15)

10 15 20 25 30 533 594 24 PATENTKRAV

1. Anordning (10) (16), en bärbar objektgranskningsenhet (12) innefattande för mätning av ytegenskaper hos ett objekt exempelvis ett papper, innefattande: en kammare (18) som har en övre yta (20), en undre yta (22) och åtminstone en sidovägg (24) som förbinder den undre ytan med den övre ytan, en ljusdetekteringsenhet (34) riktad mot en öppning för objektgranskning (26), vilken öppning finns anordnad i kammarens undre yta (22), och som därigenom i ljusdetekteringsenheten definierar en siktlinje (36), som sträcker sig genom kammaren och är vinkelrät mot objektgranskningsöppningen, och en uppsättning ljuskällor (32) som är placerade på jämna inbördes avstånd kring siktlinjen i kammaren, vari ljuskällorna i uppsättningen är riktade mot siktlinjen parallellt med objektgranskningsöppningen varvid den bärbara objektsgranskningsenheten är anpassad att placeras med undersidan mot objektet.

2. Anordning (10) enligt krav l, vari ljuskällorna (32) har en öppningsvinkel (a) på 140 grader.

3. Anordning (10) enligt krav 1 eller 2, dessutom innefattande åtminstone ett ljusdiffusionselement (38) mellan uppsättningen ljuskällor (32) och siktlinjen (36).

4. Anordning (10) enligt något av föregående krav, dessutom (40) och siktlinjen (36). innefattande åtminstone ett polarisationselement mellan uppsättningen ljuskällor (32) 10 15 20 25 30 533 594 25

5. Anordning (10) enligt något av föregående krav, vari den (28) och som är inrättat med och som övre ytan (20) i kammaren (18) inkluderar en öppning dessutom innefattar ett rör (30) sträcker sig från öppningen (28) i den övre ytan i riktning bort från objektgranskningsöppningen (26), varvid ljusdetekteringsenheten (34) är anordnad i röret.

6. Anordning (10) enligt något av föregående krav, dessutom innefattande en bearbetningsenhet (42, 44) enhet är arrangerad för att ta emot bilddata som motsvarar vad (14) som innefattar en enhet för bestämning av ett objekts ytegenskaper, vilken som detekteras, från den ljusdetekterande enheten (34) i den bärbara objektgranskningsenheten (12) och att bearbeta dessa bilddata för att bestämma objektets ytegenskaper.

7. Anordning (10) enligt krav 6, vari enheten för bestämning av objektets ytegenskaper, när denna är arrangerad för att behandla bilddata, är anordnad för att utföra Fouriertransformation på bilddata för att erhålla ljusintensitetsvärden, grupperade efter spatial våglängd, beräkna ett medianvärde för ett antal ljusintensitetsvärden i ett antal spatiala våglängdsintervall (Il, I2) för ett spatialt våglängdsområde (R), varvid detta våglängdsområde (R) innefattar åtminstone ett intervall (Il, I2), och summera medianvärdena för varje sådant intervall i våglängdsområdet för att erhålla en indikation på objektets egenskaper.

8. Anordning (10) enligt krav 6 eller 7, vari bearbetningsenheten är en databärare och enheten för bestämning av objektets ytegenskaper är anordnad i form av en datorprogramkod på databäraren som utför funktionen på enheten 10 15 20 25 30 533 594 26 för bestämning av ytegenskaper när programkoden är installerad i en dator.

9. Anordning (10) enligt krav 6 eller 7, vari bearbetningsenheten är en dator (14) och enheten för bestämning av objektets ytegenskaper är anordnad i form av en processor (42) med programkod i ett associerat programminne (44) objektets ytegenskaper. som utför funktionen i enheten för bestämning av

10. Anordning (10) enligt något av kraven 6 - 8, vari bearbetningsenheten inkluderar kalibreringsdata innefattande utskriftsinstruktioner för att skriva ut en kalibreringsarea (68) på ett objekt, varvid utskriftsinstruktionerna innefattar färgkoder eller gråskalekoder, och när de används av en skrivare på ett objekt, bildar flera uppsättningar med fält som har olika reflektans, varvid varje fält (70, 72, 74, 76) i en uppsättning åstadkommer en reflektansnivå, varvid utskriftsinstruktionerna dessutom anordnar uppsättningarna med fält jämnt fördelade och blandade med varandra och med areor som saknar sådana fält i en kalibreringsarea (68) pà objektets yta, varvid kalibreringsarean har en storlek som täcker objektgranskningsöppningen.

11. ll. Förfarande för bestämning av ytegenskaperna hos ett objekt, innefattande följande steg: - placering av en bärbar objektsgranskningsenhet med undersidan mot objektet, - emittering (42) av ljus riktat mot en siktlinje (36) i en ljusdetekteringsenhet (34) från ett antal ljuskällor (32) som är placerade på jämna inbördes avstånd kring siktlinjen och riktade mot siktlinjen, och 10 15 20 25 30 533 594 27 - detektering (48) av ljus i ljusdetekteringsenheten vid siktlinjens ena ände, efter att ljuset reflekterats mot ytan hos ett objekt (16) som ska granskas och som är placerat vid en motsatt ände av siktlinjen.

12. Förfarande enligt krav 11, dessutom innefattande steget med spridning (44) av det ljus som emitteras från ljuskällorna (32).

13. Förfarande enligt krav 11 eller 12, dessutom innefattande steget med polarisering (46) av det ljus som emitteras från ljuskällorna (32).

14. Förfarande enligt något av kraven 11 - 13, dessutom innefattande stegen med mottagning (60) av bilddata som motsvarar det detekterade ljuset i en enhet (52, 54) för bestämning av ett objekts ytegenskaper samt bearbetning 64, (62, 66) av dessa bilddata för att bestämma objektets ytegenskaper.

15. Förfarande enligt krav 14, varvid bearbetning av bilddata dessutom inkluderar följande steg: genomförande (62) av en Fouriertransformation på bilddata för att erhålla ljusintensitetsvärden, grupperade efter spatial våglängd (Ä), beräkning (64) av ett medianvärde för ett antal ljusintensitetsvärden i ett antal spatiala vàglängdsintervall (Il, (R), intervall, och I2) för ett spatialt våglängdsomrâde varvid detta våglängdsområde innefattar åtminstone ett summering (66) av medianvärdena för varje sådant intervall (Il, I2) i området (R) för att erhålla en indikation på objektets egenskaper.