DE102006056758A1

DE102006056758A1 - Verfahren und Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen

Info

Publication number: DE102006056758A1
Application number: DE102006056758A
Authority: DE
Inventors: Annette Dr.-Ing. Fuchs; Thomas Dipl.-Ing. Fuchs
Original assignee: LITHEC GmbH
Current assignee: LITHEC GmbH
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung von Farb- und Helleigkeitsanteilen auf flächenförmigen Objekten, wie bedruckten Bogen, gefärbten Folien oder lackierten Blechteilen. Ausgehend von dem Problem, eine Verfälschung der Messwerte durch Streulicht bei einem Messobjekt, welches mit Licht beaufschlagt wird und dessen messwertrelevanten Einzelbereiche von einem aus mehreren Einzelsensoren bestehenden Abtastelement abgetastet werden, zu minimieren oder zu beseitigen, werden die jeweils messwertrelevanten Einzelbereiche des Messobjektes einzeln wirkend mit Licht beaufschlagt. Dabei werden LED-Elemente oder Laser eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen auf flächenförmigen Objekten, wie bedruckten Bogen, gefärbten Folien oder lackierten Blechteilen.
Für die Bewertung oder Produktionssteuerung von flächenförmigen Messobjekten werden diese üblicherweise von einer Beleuchtungseinrichtung beaufschlagt und das remittierte, emittierte oder hindurch scheinende Licht von als Aufnahmekameras ausgebildeten Abtastelementen erfasst ( EP 0 713 447 B1 Vorrichtung zur Bildinspektion eines Druckproduktes).
Aufnahmekameras bestehen aus sehr vielen Einzelsensoren auf die über eine Optik das Messobjekt oder Teile davon projiziert werden. Die Aussteuerung der einzelnen Zellen der Aufnahmekamera erfolgt nun pixelgenau und die Auswerteergebnisse werden danach für die weiteren Mess- und Regelaufgaben verwendet.
Die Beaufschlagung der Messfläche mit Licht erfolgt über Linien- oder Flächenstrahler. Dabei wird auf eine möglichst starke und vor allem gleichmäßige Beaufschlagung orientiert, um das auftretende Rauschen in Grenzen zu halten und die Aussteuerung der Einzelsensoren in einem optimalen Bereich zu halten.
Nachteilig ist dabei, dass bei der Verwendung von als Aufnahmekameras ausgebildeten Abtastelementen in Verbindung mit einer gleichmäßigen Linien- oder Flächenbeleuchtung die Genauigkeit der Auswertung durch die Wirkung des Streulichtes begrenzt ist. Das Streulicht bewirkt, dass auch Kamerazellen belichtet werden, obwohl die darauf abgebildeten Messobjektbereiche gar kein Licht abgeben. Durch den Effekt des Streulichtes ist der Messwert an einer bestimmten Stelle des aufgenommenen Messbereiches abhängig von den Bedingungen in der Nachbarschaft des Messpunktes. Diese örtliche Nebenwirkung führt dazu, dass die Messwerte unter bestimmten Bedingungen unbrauchbar sind. Bei Messungen im Druckbild von bedruckten Bogen ist dies dann der Fall, wenn die Dichte in dunklen Bildstellen interessiert, aber unmittelbar daneben weiße Papierstellen zu finden sind.
Das zu lösende Problem besteht nun darin, dass die Verfälschung der Messwerte durch Streulicht minimiert oder beseitigt wird.
Gelöst wird das Problem durch die Merkmale der Patentansprüche, zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Es werden gemäß der Erfindung nur die interessierenden Einzelbereiche des Messobjektes einzeln wirkend mit Licht beaufschlagt, sodass die Gesamtmenge des emittierten Lichtes so gering wie möglich ist und Streulicht vermieden oder verringert wird. Dabei wird immer nur ein sog. Frame betrachtet, denn nach dem kompletten Auslesen der Aufnahmekamera werden die Inhalte aller Kamerapixel und damit auch eventuell noch vorhandene Streulichtanteile auf Null zurückgesetzt. Beim nächsten Frame werden nunmehr andere Bereiche des Messobjektes belichtet, die zuvor noch nicht berücksichtigt worden sind. Durch die Verwendung einer abbildenden Optik auch für die Beleuchtungseinrichtung wird das Licht direkt auf das Messobjekt projiziert.
Bei der Verwendung von aus Einzelbeleuchtungselementen bestehenden Beleuchtungseinrichtungen mit einem messrelevanten Kern und einem nichtmessrelevanten Rand entsteht auf dem Messobjekt ein Muster mit hellen Rechtecken getrennt durch dunkle Bereiche. In den dunklen Bereichen kann dabei nicht gemessen werden. Daher muss die Lage und Anordnung der Einzelbeleuchtungselemente so gewählt werden, dass dunkle Bereiche in nicht interessierenden Messbereichen abgebildet werden.
Als Einzelbeleuchtungselemente mit messaktivem Kern werden LED-Elemente oder auch Laser eingesetzt, natürlich ist es auch möglich LED-Elemente ohne Rand einzusetzen. Des weiteren besteht die Möglichkeit verschiedenfarbige LED-Elemente einzusetzen, um die Vorteile einer punktuellen Beleuchtung mit der Möglichkeit zu kombinieren, interessante Spektralbereiche gesondert und differenziert zu analysieren. Die Einzelbeleuchtungselemente sind mit einer Steuereinrichtung versehen, sodass diese einzeln oder in Gruppen, wie zum Beispiel Linien oder anderen geometrischen Gebilden, aktiviert werden können. Des weiteren ist mittels der Steuerung die eingestrahlte Lichtmenge durch Veränderung der Stärke der Ansteuerung oder der Einschaltdauer im Blitzbetrieb variierbar, womit erreicht wird, dass zum Beispiel helle Messstellen weniger Licht als der Durchschnitt erhalten. Die eingestrahlte Lichtmenge wird mit der gemessenen Lichtmenge verrechnet, wodurch der Vorteil entsteht dass die potentiell störende Lichtmenge weiter gesenkt wird. Des weiteren können dadurch preiswertere Aufnahmekameras mit z.B. 8 Bit Auflösung verwendet werden, die unter Einbeziehung der eingestrahlten Lichtmenge auf eine effektive Auflösung von 10 bis 12 Bit kommen.
Statt LED-Elementen ist es auch möglich einen Laser einzusetzen., der über drehbare Spiegel oder optische Schalter die interessierenden Messorte individuell mit Licht beaufschlagt., wobei der Laser auch durchstimmbar ausgebildet sein kann.

Claims

Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen auf einem flächenförmigen Objekt, das mit Licht beaufschlagt wird und dessen messwertrelevante Einzelbereiche von einem aus mehreren Einzelsensoren bestehenden Abtastelement abgetastet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils messwertrelevanten Einzelbereiche des Messobjektes einzeln wirkend mit Licht beaufschlagt werden.
Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrfache einzelne wirkende Lichtbeaufschlagung der messwertrelevanten Einzelbereiche des Messobjektes zu geometrischen Gebilden wie Linien und/oder Rechtecken zusammengefasst wird.
Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die eingestrahlte Lichtmenge für jedes einstrahlende Element einzeln veränderbar ist.
Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der eingestrahlten Lichtmenge über die Steuerung der Helligkeit des Lichtes erfolgt.
Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der eingestrahlten Lichtmenge über die Steuerung der Blitzdauer erfolgt.
Verfahren zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrfache einzeln wirkende Lichtbeaufschlagung der Einzelbereiche des Messobjektes messaufgabenabhängig einzeln, in Gruppen oder insgesamt erfolgt.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen mit einem aus Einzelsensoren bestehenden Abtastelement und einer Beleuchtungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die dem aus Einzelsensoren bestehenden Abtastelement zugeordnete Beleuchtungseinrichtung aus mindestens einem einzeln wirkenden Einzelbeleuchtungselement besteht.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelbeleuchtungselemente linienförmig angeordnet sind.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelbeleuchtungselemente flächenförmig angeordnet sind.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbeleuchtungselemente mit einem messrelevanten Kern und einen nichtmessrelevanten Rand ausgestattet sind.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelbeleuchtungselement als LED-Element ausgebildet ist.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Farben abgebende LED-Elemente eingesetzt sind.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbeleuchtungselemente als Laser ausgebildet sind.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser einfarbiges Licht aussenden.
Einrichtung zum Messen von Farb- und Helligkeitsanteilen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durchstimmbare, den Gesamten Strahlungsbereich überstreichende Laser verwendet werden.