Устройство для измерения цвета отражающих объектов Советский патент 1987 года по МПК G01J3/50 

10

11296853

Изобретение относится к оптико- физическим измерениям, в частности к колориметрии.

Цель изобретения - повышение пространственной разрешающей способности и увеличение отношения сигнал/тум.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - выносная измерительная головка, разрез.

Устройство работает с тремя фотоприемниками, однако для максимальной точной передачи профиля кривой сложения X, имеющей два максимума, целесообразно ввести четвертьш фотоприем- . . ник.

Устройство содержит выносную измерительную головку 1, фотоприемники 2-5, усилители 6-9 постоянного тока, преобразователи 10 - 13 аналог- код, вычислительное устройство 14, информационные входы 15, блок 16 ручного ввода координат цвета образцовых мер, индикатор 17 результатов, постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство 18, блок 19 ввода- вывода коэффициентов, волоконный свв товод 20, корпус 21 фотоприемника, черное матовое покрытие 22 на внутренней поверхности выносной измерительной головки, фильтр 23, корригирующий спектральную чувствительность фотоприемника под кривую CJroжeния, цилиндрическую направляющую 24 волоконного световода, концевую линзу 25,

,0 Y,o

Z ) и включается реж

дуировка. Вычислит&пьное уст 14 работает по программе оты таких коэффициентов К ... К. К

1-1 iпри которых на его выхо

X. Y

Y.

20

25

Y,

7-.0

30

чаются координаты цвета предельно близкие к X ,о эффициенты К,(К , К,., , .. К,,:) засылаются в запоминаю ройство 18 по адресу А1 и за пользуются при работе с обра координаты цвета которых бли координатам образцовой меры ближе координаты образца к к там образцовых мер Э1, тем вь ность измерений.

Заданной точности измерен ветствует цветовая область с натами X ,р ± Д, где л, д

цвета, при которых погрешнос рения не превосходит заданно

Имея набор из п эталонов, ляющих разделить все цветово ранство на п областей, можно дить измерения во всем цвето пространстве. В запоминающем стве 18 имеется п адресов дл минания п групп коэффициенто fh образцовых мер.

При работе с образцами, о мися к группе номер т, в выч участвуют коэффициенты, полу при калибровке по образцовой

d отклонение ко

отверстия 26 для установки фотоприем- и хранящиеся по адресу А.

НИКОВ и волоконного световода, источник 27 света.

I Наличие вычислительного устройства и запоминающего устройства со свя- зями, показанными на фиг.I, обеспечивает возможность переключения области цветового треугольника поД произвольно выбраннзпо образцовую меру без переналадки прибора.

Перед началом работы устройства производят его градуировку. Контролируемая поверхность образцовой меры устанавливается в плоскости среза полой полусферы. Выходные сигналы четырех фотоприемников 2-5 через усилители 6-9 постоянного тока поступают на входы соответствующих преоб

Оптическое излучение источника 27, сфокусированное на входном торце гибкого волоконного световода 20, передается П01:шедним в плоскость 28 измерения через фокусирующую линзу :. 2 25„ Излучение, отраженное объектом измерения, одновременно попадает на входные окна фотоприемников, представляющие собой фильтры 23, корригирующие спектральную чувствительность фотоприемников под соответствующие кривые сложения. Выходной сигнал каждого фотоприемника пропорционален величине координаты цвета X, Y, Z, объекта измерения. Сигнал с форазователей 10-13 аналог-код, а затем на информационные входы 15 вычис- 55топриемников 2-5 усиливается соот- лительного устройства 14. С блока 16ветствующими усилителями 6 - 9 с пос- ручного ввода координат цвета в вы-тоянными коэффициентами усиления и числительное устройство вводятся ко-после преобразования в цифру вводит- ординаты цвета образцовых.мер 31ся в вычислит гльное устройство 14.

,0 Y,o

Z ) и включается режим Градуировка. Вычислит&пьное устройство 14 работает по программе отыскания таких коэффициентов К ... К., , К К

1-1 iil -1-3

при которых на его выходе полу0

. .

X. Y, Z

Y.

КоК.

0

25

Y,

7-.0

30

чаются координаты цвета предельно близкие к X ,о эффициенты К,(К , К,., , .. К,,:) засылаются в запоминающее устройство 18 по адресу А1 и затем используются при работе с образцами, координаты цвета которых близки к координатам образцовой меры Э1. Чем ближе координаты образца к координатам образцовых мер Э1, тем вьше точность измерений.

Заданной точности измерения соответствует цветовая область с координатами X ,р ± Д, где л, д

цвета, при которых погрешность измерения не превосходит заданной.

Имея набор из п эталонов, позволяющих разделить все цветовое пространство на п областей, можно проводить измерения во всем цветовом пространстве. В запоминающем устройстве 18 имеется п адресов для запоминания п групп коэффициентов для fh образцовых мер.

При работе с образцами, относящимися к группе номер т, в вычислениях участвуют коэффициенты, полученные при калибровке по образцовой мере

d отклонение координат

Работа устройства осзш1ествляется следующим образом.

40

Оптическое излучение источника 27, сфокусированное на входном торце гибкого волоконного световода 20, передается П01:шедним в плоскость 28 измерения через фокусирующую линзу :. 2 25„ Излучение, отраженное объектом измерения, одновременно попадает на входные окна фотоприемников, представляющие собой фильтры 23, корригирующие спектральную чувствительность фотоприемников под соответствующие кривые сложения. Выходной сигнал каждого фотоприемника пропорционален величине координаты цвета X, Y, Z, объекта измерения. Сигнал с фо50

55топриемников 2-5 усиливается соот- ветствующими усилителями 6 - 9 с пос- тоянными коэффициентами усиления и после преобразования в цифру вводит- ся в вычислит гльное устройство 14.

31

В постоянном перепрограммйруемом запоминающем устройстве 18 долговременно хранятся наборы коэффициентов ввода сигналов фотоприемников для катвдой из п областей цветового прост ранства. При работе с объектами группы М оператор включает тумблер А .

т

в результате чего из памяти извлекаются и вводятся в вычислительное устройство коэффициенты К ., К,

n-1 т-

К , К , обеспечивающие максимальт-J Пп 4 „

ную точность измерения в этой области цветового пространства.

Формула изобретения

Устройство для измерения цвета отражающих объектов, содержащее выносную измерительную головку, вьтол- ненную в виде полого с внутренним

черным матовым покрытием корпуса, с отверстиями для ввода осветительного волоконного световода и для установки держателей фотоприемников, расположенных под углом 45 к оси световода, при этом фотоприемники соединены последовательно с усилителями, аналого-цифровыми преобразователями и индикатором, отличающееся тем, что, с целью повышения пространственной разрешающей способности и отношения сигнал/шум, корпус выполнен, в виде полусферы, в вершине которой установлена с возможностью перемещения цилиндрическая направляющая для световода, а чувствительные площадки фо- топриемников размещены на уровне внутренней поверхности полусферы.

21

гз,5

Изобретение относится к колориметрии и направлено на повьшение пространственной разрешающей способности и увеличение отношения сигнал/шум за счет введения локализованной подсветки путём передачи оптического излучения по гибкому волоконному световоду с концевой фокусирующей линзой, устранения паразитного фонового излучения, что достигается применением черного матового покрытия на внутренней поверхности выносной измерительной головки, выполненной в виде полой полусферы. 2 ил. ISD со О) 00 ел со

Редактор С.Лисина

Составитель В.Варнавский

Техред М.Ходанич, . Корректор С.Шекмар

Заказ 766/42Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4