專利名稱：研究具有效應顏料的涂層的裝置和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種研究表面，特別是涂層的裝置和方法。本發(fā)明參考所謂的效應涂層，即具有所謂的效應顏料的那些涂層進行描述。這種類型的效應顏料使得所討論的涂層例如通過特定的角度到達的光而發(fā)光、閃光或在特定條件下呈現(xiàn)特定的顏色。
背景技術(shù)：
在這種情況下，最廣泛變化的效應顏料及其最廣泛變化的光學性質(zhì)可以從現(xiàn)有技術(shù)中知道。這樣，這些效應顏料能夠具有例如最廣泛變化的顏色變化。
從現(xiàn)有技術(shù)中已知測量儀器或裝置，也用于這種類型的涂層的顏色檢測或光學檢測。在這種情況下這些裝置通常具有數(shù)個將特定的光例如標準白光以不同的角度直射(directed)到提供有涂層的各個表面上的光源。被該表面反射的輻射用彩色照相機記錄，例如CXD彩色照相機，并且由此評估這些圖像。然而在這種情況下，由于系統(tǒng)的原因這種類型的測量的準確性具有局限性。這種類型的彩色圖像照相機通常具有具有數(shù)個光檢測器的陣列，這種情況下，那些用于檢測紅色光組分的檢測器、用于檢測綠色光組分的檢測器以及用于檢測藍色光組分的檢測器在每種情況下無論如何都額外地設置在稍微不同的位置。如果具有效應顏料的這種類型的涂層用可能合適的設備記錄，如果效應顏料反射紅顏色范圍的光，該光在特定測量中反射到用于記錄藍色或綠色光的光電元件。這種情況下，相應的光電元件會顯示相對低的值或強度，這樣，該結(jié)果就是歪曲的。另外，在具有不同的光譜組成的數(shù)個輻射光源發(fā)光的情況下，各個發(fā)光光源可以被單獨地提供電流。結(jié)果，這種發(fā)光可以例如以最優(yōu)的方式調(diào)整適合于樣品或傳感器的特征，并且由此獲得每種發(fā)光的最大的測量動態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種裝置和方法，這種裝置和方法允許特別是具有效應顏料的涂層的更準確的記錄或較少歪曲的記錄。這個目的通過獨立權(quán)利要求中的主題實現(xiàn)。有利的實施方式和進一步的發(fā)展構(gòu)成了從屬權(quán)利要求的主題。在根據(jù)本發(fā)明的用于研究表面的光學性質(zhì)的方法的情況下，照射器件以預先設定的相對于表面的角度將輻射照射到待研究的表面上，并且被該表面散射和/或反射的輻射或者通常被該表面?zhèn)鞑サ妮椛?至少部分地)到達以預先設定的相對于表面的檢測角設置的輻射檢測器器件，并且具有記錄黑白圖像的圖像記錄單元。在這種情況下，該輻射檢測器器件允許到達該輻射檢測器器件的所述輻射的空間分辨檢測(spatially resolveddetection)。一般而言,取代記錄黑白圖像的照相機,也有可能使用在與光照射的方向成直角的平面上只有一種類型的圖像記錄元件的照相機，該照相機或該照相機的每一個單獨的圖像記錄元件不僅能夠提供關于輻射的強度的信息，并且能夠提供關于照射波長的信息。這可以通過在照射方向上設置的一個在另一個之后的不同的顏色組分的像素來完成。
根據(jù)本發(fā)明，照射器件將第一波長范圍內(nèi)的輻射直射到表面上，并且圖像記錄單元記錄從該表面散射和/或反射的(也就是通常所說的傳播)這些光束的第一空間分辨圖像(spatially resolved image)。另外,照射器件將第二波長范圍內(nèi)的福射直射到表面上，并且圖像記錄單元記錄從該表面散射和/或反射的該輻射的第二空間分辨圖像。在這種情況下，第一波長范圍內(nèi)的輻射和第二波長范圍內(nèi)的輻射彼此之間至少部分地不同，并且這些輻射在時間方面至少部分錯開地到達該表面。然而，在這種情況下，第一波長范圍內(nèi)的輻射和第二波長范圍內(nèi)的輻射以相同的入射角照射到表面上?？臻g分辨圖像在這種情況下應被理解為不僅是真實的圖像，而且也是多樣性數(shù)據(jù)(例如強度值)，從這些數(shù)據(jù)可以組合或?qū)С鲈搱D像。雖然，因此根據(jù)本發(fā)明提出提供更高的空間分辨率、改善的線性，改善的組分重現(xiàn)性、更大的測量動態(tài)，同時，相對低的組分價格的黑白照相機或灰度照相機(或通常只具有一種特定類型像素的照相機)，應該被用于記錄圖像，然而，為了也獲得顏色的影像，提出照射器件應該將不同顏色的光直射到表面上，并且應該記錄具有不同顏色組分的多樣性圖像。基于在每種情況下記錄的這些圖像，也有可能轉(zhuǎn)而得出關于各個表面或者甚至是效應 顏料的顏色影響的結(jié)論。有利的是，從表面散射和/或反射的輻射是作為由照射器件照射的輻射的結(jié)果而被傳播的輻射，特別是傳播到圖像記錄器件的輻射。在這種情況下，有可能通過在整個圖像中閾值的形成以單獨的方式表示單個效應顏料，并且有可能確定這些效應顏料的特征光學性質(zhì)，例如顏色、反射行為、空間散射特征。另外，通過在直方圖中形成閾值單獨表示效應顏料的是可能的?？梢岳镁植康睾兔髁恋闹狈綀D確定閾值。在這種情況下，閾值可以使用固定的或動態(tài)的值，該值可以通過例如依賴圖像的整體亮度或圖像的對比度值的方式來確定。在有利的方法中，閾值的數(shù)學形成以固定的或動態(tài)的方式進行，并且閾值的形成來源于諸如圖像亮度和圖像對比度等圖像信息。通過計算具有不同的光譜發(fā)光的不同圖像的薄片特征(flakecharacteristics),可以確定各個發(fā)光角度的效應顏料的光學性質(zhì)。適用于效應薄片的光學性質(zhì)的，特別地也適用于整個表面。在有利的方法中，用第一波長范圍內(nèi)的輻射照射表面和用第二波長范圍內(nèi)的輻射照射表面在時間方面彼此完全錯開地進行。在進一步有利的方法中，直射到表面上的兩種照射的波長彼此也是完全獨立的。例如，第一次相遇(encounter)使用綠光,而第二次相遇使用紅光。因此，將圖像用黑白照相機認真地記錄下來，因為這具有更高的分辨率并且沒有由照相機的不同的RGB檢測單元引起的錯誤。也有可能使用彩色照相機，并且有可能集合各個傳感器組分的圖片。有利的是，圖像記錄單元是具有數(shù)個相同的光元件的圖像記錄單元，也就是說，具體地只有一種特定類型的光元件，并且因此僅適合于記錄黑白或灰度的圖像。優(yōu)選地，就每幅記錄的圖像的像素方面來講，通過例如初步計算確定的單個黑暗相或敏感性或直線性在數(shù)學上是要考慮的。這樣，甚至可以使在單個像素之間產(chǎn)生的組分公差或別的假象得以彌補。與使用彩色圖像照相機不同，單個顏色像素之間的差別在這里不需要考慮，并且信息不需要根據(jù)顏色像素分開。在進一步有利的方法中，由圖像記錄單元記錄的第一圖像和由圖像記錄單元記錄的第二圖像彼此進行比較或彼此進行計算。更準確地表達，有利的是對各個圖像的(強度)特征值彼此進行比較。這樣，具體地，照到圖像記錄單元的光的顏色部分可以被評估。在這種情況下，有利的是，同樣地以空間分辨的方式或就像素方面進行這種比較。這樣，有可能將圖像記錄單元的單個像素元素的單個信號在每種情況下彼此進行比較。如果在這種情況下數(shù)個對應于效應顏料的圖像的像素元素被集合，然后結(jié)果得到了特定顏料的性質(zhì)(優(yōu)選地平均的性質(zhì))。如果對圖像或特征強度值進行計算，這些值彼此之間可以相乘或者例如共同進行別的計算操作例如平均、加和和類似操作。在這種情況下，優(yōu)選可能的是，圖像或這些圖像的細節(jié)在數(shù)學上排列整齊(linedup mathematically),特別是為了進行這種比較的目的。在這種情況下,可以進行所有圖像的比較(特別是就像素方面的比較)或者，另一方面也可以進行涉及圖像的單個像素區(qū)域的比較。在這種情況下，優(yōu)選的是，選擇基本上對應于效應顏料的圖像的這些像素區(qū)域或像素范圍進行比較。為了確定這些區(qū)域，可以利用上述閾值的形成。 基于這種比較，可以得出關于表面或單個效應顏料(閃光物)的顏色性質(zhì)的結(jié)論。照相機技術(shù)也有可能以每個像素不僅記下亮度而且也記下照到其上的光譜信息的方式設計。在這種類型照相機的情況下，不同于彩色圖像照相機，統(tǒng)一的像素仍然使用。因此本申請人保留要求保護的權(quán)利。在優(yōu)選的方法中，表面是提供有油漆層的表面。這可以是例如，在優(yōu)選的的方式中，車身的表面，但是也有可能是家具的表面，例如桌子或其同類的表面。在進一步有利的方法中，油漆層具有顏料，例如效應顏料。這些效應顏料可以是，例如，如上文所述，在油漆層中存在的小的金屬顆粒。在這種情況下，有利的是，這些效應顏料具有變換(flop)行為，也就是說，例如顏色的特定變化或甚至是強度的變化，依光照到顏料的角度而定。在進一步有利的方法中，照射器件以兩種不同波長的輻射以精確相同的角照射到表面上的方式設計。這樣，有利的是，第一波長范圍內(nèi)的輻射和第二波長范圍內(nèi)的輻射彼此以共線的方式照射到表面上。在進一步有利的方法中，不同于第一波長范圍并且也不同于第二波長范圍的第三波長范圍內(nèi)的輻射額外地以第一入射角照射到表面上，并且圖像記錄單元記錄被該表面反射和/或散射的輻射，并且這樣，它轉(zhuǎn)而記錄第三空間分辨圖像。有利的是，該第三圖像的記錄以在時間方面與其他兩幅圖像錯開的方式進行。這樣，有可能將例如三種不同顏色的光，例如紅、綠和藍，照射到表面上。這樣，單個顏料的顏色或顏料將光反射回來的顏色也可以通過圖像的比較來確定。如果，例如圖像記錄單元的特定像素在特定的點顯示紅色范圍的高強度值，從這可以得出對應的閃光物或效應顏料將光特別是紅色波長范圍的光反射回來的結(jié)論。這樣，包含在油漆中的效應顏料的顏色值可以大致用例如顏色的質(zhì)量含量表示，例如CIELab體系。在優(yōu)選的方法中，輻射從數(shù)個照射器件以不同的角度照射到表面上，并且然后由圖像記錄器件記錄下來?；蛘?，也有可能，照射器件僅傳送一種波長范圍，因為波長在相對于檢測器的另一側(cè)被分開，例如壓在輻射檢測器器件前面的不同的濾光元件。同樣，在這種情況下，由黑白圖像照相機記錄多樣性圖像，但是，然而這里記錄了不同的顏色方面或者記錄了不同顏色方面的空間分辨圖像。與上述變體相比，優(yōu)選的是，由照射器件傳送的兩種波長范圍內(nèi)的輻射，在這種情況下是相同的，而照到圖像記錄單元上的輻射的波長是不同的。相應地，本申請人也保留要求保護該步驟的權(quán)利。同樣，在這種情況下，記錄相同入射角的輻射的兩種圖像。在進一步有利的實施方式的情況下，由數(shù)個照射器件將輻射直射到表面上，并且是以不同的入射角。這樣，例如，光可以以特定的角照射到表面上，例如45°、15°或60°。有利的是，輻射是光，并且在特別優(yōu)選的方式中，是可見波長范圍內(nèi)的光?；蛘?，也有可能光僅從一個方向照射到表面上，并且由數(shù)個不同的檢測器件記錄。這樣，具體地，效應顏料可以以不同的角度發(fā)光并被觀察到?！?br> 本發(fā)明進一步涉及一種用于研究光學表面性質(zhì)的裝置。該裝置具有將輻射以預先設定的入射角直射到待研究的表面上的第一照射器件。另外，該裝置具有記錄由第一照射器件照射到表面上并且從表面上以檢測角反射回或傳播的輻射的輻射檢測器器件。在這種情況下，輻射檢測器器件具有記錄空間分辨的黑白圖像的圖像記錄單元。根據(jù)本發(fā)明，照射器件以適合于在時間方面至少部分錯開地傳送相同入射角的至少兩種不同波長范圍內(nèi)的輻射的方式設計，并且圖像記錄單元記錄對應于第一波長范圍內(nèi)的輻射的第一圖像并且其對應于第一波長范圍內(nèi)的輻射并且適合于記錄第二圖像。這樣，在這種情況下，也提出圖像記錄單元應該記錄不同波長的輻射的圖像并且這些不同波長在每種情況下應該以相同的入射角被照射到表面上。在這種情況下，對應的輻射應理解為由具有前述第一或第二波長范圍的對應的照射器件照射到表面上的輻射。有利的是，照射器件也適合于傳送第三波長范圍內(nèi)的輻射，并且有利的是圖像記錄單元也適合于記錄第三空間分辨圖像(由此前述波長范圍)。在進一步有利的實施方式中，該裝置具有比較至少第一圖像和第二圖像的比較器器件?；谶@種比較，可以得出特別是分別關于表面或效應顏料的顏色特征的結(jié)論。有利的是，該裝置具有數(shù)個以不同的角度照亮表面的照射器件。在這種情況下有利的是數(shù)個照射器件，并且在特別優(yōu)選的方式中，所有的照射器件都適合于傳送不同波長范圍的光。這樣，這些照射器件以不同的角度將光照射到表面上。在進一步有利的實施方式中，照射器件具有傳送第一波長范圍內(nèi)的輻射的第一光源和傳送第二波長范圍內(nèi)的輻射的第二光源，并且具有照射導向結(jié)構(gòu)(irradiationdirection arrangement),其具有將第一波長范圍內(nèi)的福射和第二波長范圍內(nèi)的福射以相同的入射角照射到表面上的作用。在這種情況下，有利的是，第一光源并且優(yōu)選地第二光源在各種情況下也是發(fā)光二極管。在這種情況下，這些LEDs可以將不同波長范圍的光直射到表面上。照射導向結(jié)構(gòu)具有將第一光源的輻射和第二光源的輻射以基本上共線的方式照到表面上。取代照射導向結(jié)構(gòu)，也有可能僅僅提供一個光源并且為此提供數(shù)個濾光元件-其可以壓在該光源的前面。這樣，也就可能將不同波長的光以共線的方式映射在表面上，然而，在這種情況下，照到表面上的輻射的強度在每種情況下會由濾光元件減弱。在進一步優(yōu)選的實施方式中，照射導向結(jié)構(gòu)具有至少一個反射鏡元件。該反射鏡元件可以是例如分色鏡，其允許特定波長的光通過并且更完全或更不完全地反射(或吸收)又一波長的光。然而除了反射鏡元件之外，也可以利用別的元件，例如漫射盤、透鏡和類似物。在進一步有利的實施方式中，該裝置具有建立信息的至少一個處理器器件，其通過比較記錄的圖像表征表面的至少一部分的顏色。優(yōu)選地是建立一種表征閃光物或至少一種效應顏料，并且優(yōu)選地多種效應顏料的光學行為的特性。因此，有利的是處理器器件以空間分辨的方式評估各個圖像并且由此以空間分辨的方式進行比較或者單個在每種情況下對圖像記錄單元的各個像素進行比較。


進一步有利的實施方式在所附圖中很明顯。附圖中 圖Ia-Ic為示出了效應顏料的三幅示意圖。圖2為彩色圖像照相機的圖像記錄單元的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意簡圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的裝置的又一示意簡圖。圖5為照射器件的第一實施方式的示意圖。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的照射器件的又一實施方式。圖7a、7b示出了根據(jù)本發(fā)明的照射器件的又一實施方式。以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的照射器件的又一實施方式。
具體實施例方式圖Ia-Ic示出了顏料的三個實施例。在圖Ia所示的設計的情況下，表面或涂層分別具有顏料15a。這些吸光顏料15a具有特定的顏色，并且在這種情況下油漆的顏色是由選擇性地吸收和散射所有方向的光而產(chǎn)生的。圖Ib所示的示意圖中，金屬效應顏料15b分別提供在表面或涂層10上。這些效應顏料通過光的鏡面反射產(chǎn)生金屬光澤。圖Ic中實施例所示的顏料15c是珠光顏料，同樣地，這些珠光顏料具有特定的顏色和珍珠光澤，但是，另外，作為反射光相互干擾的結(jié)果，會發(fā)生顏色變化或顏色變換。這些顏色變換可以既是明亮/黑暗的變換，也可以是彩色的變換。這樣，顏色效果也取決于發(fā)光和觀察的幾何。也可以利用染有顏色的底物，例如反射過濾掉特定方向的光的玻璃薄片或基于SiO2的薄片。通過合適地選擇發(fā)射光的光譜，對于非可見現(xiàn)象也是有可能的，例如要表征的顏料的熱的反射輻射。圖2示出了彩色圖像照相機或彩色圖像CXD芯片形式的圖像記錄單元4a的實施例。在這種情況下該圖像記錄單元4a具有數(shù)個圖像記錄元件14,圖像記錄單元14轉(zhuǎn)而又分成適合于記錄不同顏色的附屬元件14a、14b、14c。附屬元件14a，指定為R，用于記錄紅色范圍的光，附屬元件14b，指定為G，用于記錄綠色范圍內(nèi)的光，并且附屬元件14c，指定為B，用于記錄藍色范圍內(nèi)的光。如果被效應顏料反射的光，例如為15c，現(xiàn)在主要具有紅色部分的光，但是到達了元件14b或14c，那么它們將會傳送錯誤的強度值。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)提出，取代圖2中示出的圖像記錄單元4a，應該利用具有數(shù)個統(tǒng)一的檢測器并且因此僅記錄和傳送黑白圖像的圖像記錄單元。相應地，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于研究光學表面性質(zhì)的裝置I的設計。在這種情況下，光由照射器件2直射到表面10上，并且經(jīng)過該表面的光-例如被表面反射或散射-部分地到達具有圖像記錄單元4a的輻射檢測器器件4。在這種情況下，該圖像記錄單元4a適合用于分別記錄在各種情況下都是黑白圖像的空間分辨圖像B1、B2，或記錄這種類型圖像的特征的多組數(shù)據(jù)。在這種情況下，照射器件2將第一波長范圍Wl的輻射和第二波長范圍W2的輻射直射到表面上。在這種情況下，如上文所提到的，照射在時間方面錯開地進行。另外，也可以將第三波長范圍W3的輻射照射到表面上。這樣，有可能首先將綠光，然后紅光，然后藍光連續(xù)地照射到表面上，并且在每種情況下傳送的各個反應由圖像記錄單元記錄為圖像BI、B2、B3。·附圖標記al指定為入射角，照射器件2以該入射角將輻射照射到表面10上。這里所指出的該角為相對于表面的垂直角方向。角度b2，以該角度輻射被輻射檢測器器件4記錄，相應地等于0° ,也就是說,福射優(yōu)選地以表面的垂直角方向記錄。附圖標記50指定為處理器器件，其用于評估圖像記錄單元4a記錄的圖像。處理器器件50在這種情況下具有對記錄的圖像互相進行比較的比較器器件52。這樣，例如，可以保持(用黑白照相機)以不同顏色范圍記錄的強度?；趶姸鹊谋容^也可以得出關于對應的效應顏料的顏色效果(impression)的結(jié)論。附圖標記54指定為存儲器件，在該存儲器件中儲存了圖像記錄器件4記錄的單個圖像或由這些圖像能夠?qū)С龅膯畏鶊D片。表征裝置I相對于表面的位置的位置數(shù)據(jù)可以被儲存到該存儲器件中。另外，裝置I可以具有輸出器件以顯示數(shù)據(jù)，例如顯示器或其同類。借助于合適的運算法則，各種圖像或薄片在計算器件中排成直線。結(jié)果，由所有的這些圖像確定屬于薄片的像素。有利的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置也具有位置或距離檢測裝置以能夠相互比較在表面10的不同點上記錄的兩個記錄，也就它們的距離進行比較。這樣，可能通過多樣性記錄測量完整的表面，例如，車身的部分。可能將照射器件2和輻射檢測器器件4都設置在同一殼體60內(nèi)，并且有利的地該殼體本質(zhì)上在福射發(fā)射到表面上的區(qū)域內(nèi)具有一個開口 62。另外，用于使裝置I相對于表面10移動的轉(zhuǎn)輪64可以設置在殼體60內(nèi)。有利的是，在這種情況下，轉(zhuǎn)輪也被用于測定距離。然而，也可能將裝置I固定在移動元件上，例如機械手上，這樣使裝置I相對于待研究的表面移動。有利的是，這些由圖像記錄器件記錄的圖像分配給裝置相對于表面10的位置，或表征這些位置的數(shù)據(jù)。該分配有利地借助于處理器器件進行。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的又一實施方式。在該實施方式的情況下，提供了數(shù)個照射器件2，它們以不同的角度(顯示的每種情況下都是相對于垂直于表面10的方向的角度)照射光。這樣，該表面以前述不同的角度被照亮，并且在這種情況下以垂直于表面10的方向記錄每種情況下的光。在這種情況下，這些照射器件中的每一個都可以以所示的方式設計，也就是說，以便適合于在時間方面錯開地傳送不同波長的輻射。
有利的是，該裝置具有至少兩個這種類型的照射裝置，其將輻射以不同的角度照射到表面上，并且在特別優(yōu)選的方式中，至少三個照射器件，其將輻射以不同的角度照射到表面10上。有利的是，數(shù)個照射器件的照射方向和從表面10到圖像記錄器件4的輻射的照射方向在同一平面上。然而，也可能輻射接收器和照射器件不在同一平面上。圖5是照射器件2的示意圖。在這種情況下，該照射器件具有第一輻射或光源22和第二輻射或光源2 4。第一輻射源22照射波長范圍Wl的光束SI，其照到在這種情況下可以是分色鏡的反射鏡元件46上。在這種情況下，光束SI由于它的波長穿過該反射鏡元件46。光源24將波長范圍W2的第二光束組分S2同樣地直射到反射鏡元件46上。在這種情況下，該反射鏡元件46以由于不同的波長而反射輻射S2的方式設計，從而輻射SI和輻射S2彼此以共線的方式從照射裝置2中發(fā)射出來。為了闡明作用的方式，在圖5中所示的兩個輻射SI和S2彼此之間有所偏離，但實際上兩個輻射SI和S2 —個直接位于另一個之上。附圖標記32涉及光學元件，例如漫射盤，來自光源22和24的光分別照到其上。附圖標記34指定為又一光學元件，例如透鏡器件，其用于分別將輻射SI和S2集束。附圖標記36可以指示又一光學元件，例如濾光元件，其僅允許特定部分的波長透過。附圖標記38在每種情況下涉及擋板器件，其同樣地用于分別形成純凈光束SI和SI。在光束方向上的元件32、34、36、38的順序也可以依應用而設置成不同的。除了兩個光源22和24外，也有可能提供又一光源26，其可以設置為例如在圖5的右邊緊挨著光源24,并且同樣地,其將光束S3 (未不出)垂直向下直射到又一反射鏡兀件上(未示出)。在這種情況下，彼此共線的三光束或集束S1、S2、S3從照射器件2中發(fā)射出來。光學元件32、34、36、38也可以設置在反射鏡元件46的下游。圖6示出了照射器件2的又一實施方式。在該實施方式的情況下，提供了三個輻射源22、24、26，這些輻射源在每種情況下將它們的光直射到漫射盤32上。在這種情況下，漫射盤可以是全息光學元件。在這種情況下，光源22、24、26以分別將它們的光直射到漫射盤的相同的區(qū)域或相同的點的方式設置。為了達到這個目的，在光源和漫射盤之間也可以設置有反射元件，例如透鏡、柱鏡片、有孔擋板和類似物。諸如透鏡34或多孔擋板38和類似物等的又一光學元件也可以沿著輻射路徑SI、S2、S3提供。在圖5和圖6中的附圖標記30涉及控制器件，其控制發(fā)射通過照射器件2的輻射。在這種情況下，照射器件可以以各個光源22、24、26以相對于彼此在時間方面錯開的方式傳送它們的光的方式被控制。另外，依測量原理，也可期望光源22、24、26至少一次同時傳送它們的光，從而可以產(chǎn)生整體光的混合，例如特定類型的白光。圖7a、7b示出了照射元件2的又一實施方式。在該實施方式的情況下，光源22、24,26可以分別以LED半導體芯片的形式依附在載體40或底物上，例如陶瓷材料。然后使這些接觸(粘結(jié)在一起)以使可能單獨地開動它們。因為半導體芯片在某種程度上它們的尺寸明顯小于O. 5_2，它們可以彼此互相放置的很近。這樣，具有不同光譜輻射特征的各個芯片對發(fā)光系統(tǒng)的光學軸的偏離僅僅是微不足道的，并且可能說是共線發(fā)光(SI、S2、S3)。在這種情況下，漫射盤32、擋板38、透鏡34、濾光器36、全息光學元件(未示出)也可以加入到光束路徑上。圖8示出了進行發(fā)光的又一可能性。在這種情況下，數(shù)個光源22、24、26(例如LEDs)設置在轉(zhuǎn)輪上，其可以繞著轉(zhuǎn)軸D旋轉(zhuǎn)。一旦LED與發(fā)光系統(tǒng)(SI = S2 = S3)的光學軸在一條直線上，它就會被激活，并且通過不同的光學組分例如漫射盤32、擋板38、光學濾光器36、透鏡34、濾光器36、全息光學元件照亮表面。之后，轉(zhuǎn)輪進一步轉(zhuǎn)動直至下一個LED在一條直線上。在根據(jù)本發(fā)明的方法的順序過程中，第一波長Wl的光首先直射到表面上，并且從表面到圖像記錄單元4a。這之后，照射波長范圍W2的光并且相應地記錄。對應的圖像BI和B2(或者對應的圖片)由圖像記錄單元傳輸?shù)教幚砥鲉卧?，并且通過處理器單元進行彼此之間的比較。基于這種比較，處理器單元50可以傳送表面特征的信息，并且，特別是也傳送表面的效應顏料的信息。特別是，在這種情況下也可以提供關于效應顏料的顏色性質(zhì)的信息。然而，也有可能，可以分別評估關于各個單個波長范圍的圖像數(shù)據(jù)，例如關于照到圖像記錄單元的輻射的最大強度。另外，通過這種評估，有可能獲得顏色信息，至于是否所使用的圖像記錄器件事實上是黑白圖像照相機還是本身不提供顏色信息的輻射檢測器器件。 取代圖5和圖6中所不的實施方式，也有可能只存在一個光源22,其發(fā)射例如白光，并且在輻射路徑上，在光源22和表面10之間提供具有可變化的濾光器的濾光元件，例如濾光轉(zhuǎn)輪，或者可轉(zhuǎn)動的濾光器(其上可以放置不同的濾光元件)-這允許在每種情況下光的不同顏色部分到達表面。另外，通過這種裝置表面可以用連續(xù)變化的顏色被照亮。根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于油漆相關的質(zhì)量擔保，并且特別是在汽車維修領域，尤其是當使用效應顏料的時候。詳細地，合適的維修油漆可以使用根據(jù)本發(fā)明的裝置來確定。另外，也有可能根據(jù)本發(fā)明的裝置提供數(shù)據(jù)，通過匹配的軟件程序利用這些數(shù)據(jù)以確定油漆代替品的數(shù)據(jù)本申請人保留對本申請文件所公開的作為本發(fā)明的本質(zhì)的所有特征的權(quán)利要求，在這個范圍內(nèi)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，無論是單個特征還是組合特征它們都是新穎的。附圖標記I 裝置2 照射器件4 輻射檢測器器件4a圖像記錄單元10 表面14圖像記錄元件14a、14b、14c 附屬元件15a吸光顏料15b金屬顏色顏料15c珠光顏料22、24、26 光源30控制器件32光學元件(漫射盤)34光學元件(透鏡器件)
36光學元件(濾光元件)38擋板器件40載體46反射鏡元件50處理器器件52比較器器件54存儲器件 60殼體62開口64轉(zhuǎn)輪70轉(zhuǎn)輪B1、B2、B3空間分辨圖像R用于記錄紅色范圍內(nèi)的光的圖像記錄元件G用于記錄綠色范圍內(nèi)的光的圖像記錄元件B用于記錄藍色范圍內(nèi)的光的圖像記錄元件W1、W2、W3 波長范圍S1、S2、S3 光束al入射角bl檢測角D轉(zhuǎn)軸
權(quán)利要求
1.一種研究表面(10)的光學性質(zhì)的方法，其中，輻射由照射器件(2)以預先設定的相對于所述表面(10)的入射角(al)照射到待研究的所述表面(10)上，被該表面(10)散射和/或反射的所述輻射到達輻射檢測器器件(4)，該輻射檢測器器件(4)以預先設定的相對于所述表面(10)的檢測角(bl)設置并具有記錄黑白圖像的圖像記錄單元(4a)，其中，該輻射檢測器器件(4)允許到達該輻射檢測器器件(4)的所述輻射的空間分辨檢測，其特征在于，所述照射器件(2)將第一波長范圍(Wl)內(nèi)的輻射直射到所述表面(10)上，所述圖像記錄單元(4)記錄從所述表面(10)散射和/或反射的該輻射的第一空間分辨圖像(BI)，以及所述照射器件⑵將第二波長范圍(W2)內(nèi)的輻射直射到所述表面(10)上，所述圖像記錄單元(4a)記錄從所述表面(10)散射和/或反射的該輻射的第二空間分辨圖像(B2)，其中所述第一波長范圍(Wl)內(nèi)的所述輻射和至少部分地不同于所述第一波長范圍(Wl)的所述 第二波長范圍(W2)內(nèi)的所述輻射在時間方面至少部分錯開地直射到所述表面(10)上，并且所述第一波長范圍(Wl)內(nèi)的所述輻射和所述第二波長范圍(W2)內(nèi)的所述輻射以相同的入射角(al)照射到所述表面(10)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一圖像(BI)和所述第二圖像(B2)彼此之間進行比較或者彼此之間進行計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，圖像或這些圖像的細節(jié)在數(shù)學上排列整齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述圖像被全方面地進行比較或者就像素方面進行比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述比較涉及所述圖像的單個像素區(qū)域，其中優(yōu)選的是所述像素區(qū)域基本上對應于所述效應顏料的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過閾值的數(shù)學形成，在像素級或在直方圖中建立所述像素區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，以固定的或動態(tài)的方式進行所述閾值的數(shù)學形成，并且所述閾值的形成來源于諸如圖像亮度或圖像對比度的圖像信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述表面(10)是提供有油漆層的表面(10)，其中，優(yōu)選的是所述油漆層具有效應顏料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，不同于所述第一波長范圍(Wl)且不同于所述第二波長范圍(W2)的第三波長范圍內(nèi)的輻射(W3)以所述第一入射角(al)照射到所述表面(10)上，并且所述圖像記錄單元記錄被所述表面反射和/或散射的所述輻射，并且以此方式所述圖像記錄單元記錄第三空間分辨圖像(B3)。
10.一種用于研究光學表面性質(zhì)的裝置，具有第一照射器件(2)和輻射檢測器器件(4)，所述第一照射器件(2)將輻射以預先設定的入射角(al)直射到待研究的表面上，所述輻射檢測器器件(4)記錄由所述第一照射器件(2)照射到所述表面(10)上并且從所述表面(10)以檢測角(bl)反射回來的所述輻射，其中，所述輻射檢測器器件具有記錄空間分辨的黑白圖像的圖像記錄單元(4a)，其特征在于，所述照射器件(2)以適合于在時間方面至少部分錯開地傳送相同入射角(al)的至少兩種不同波長范圍(W1，W2)的輻射的方式設計，并且所述圖像記錄單元適合于記錄對應于所述第一波長范圍(Wl)內(nèi)的所述輻射的第一圖像(BI)和對應于所述第二波長范圍(W2)內(nèi)的所述輻射的第二圖像(B2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有對所述第一圖像和所述第二圖像進行比較的比較器器件(30)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述照射裝置(2)具有傳送所述第一波長范圍(Wl)內(nèi)的輻射的第一光源(22)和傳送所述第二波長范圍(W2)內(nèi)的輻射的第二光源(24)以及照射導向結(jié)構(gòu)(40)，該照射導向結(jié)構(gòu)(40)具有將所述第一波長范圍(Wl)內(nèi)的所述輻射和所述第二波長范圍(W2)內(nèi)的所述輻射以相同的入射角(al)照射到所述表面上的作用。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置(I)，其特征在于，所述照射導向結(jié)構(gòu)具有至少一個反射鏡兀件(42)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置(I)，其特征在于，所述裝置(I)具有建立信息的至少一個處理器器件(50)，所述至少一個處理器器件(50)通過比較所記錄的圖像，表征所述表面(10)的至少一部分的顏色。
全文摘要
一種研究具有效應顏料的涂層的裝置和方法，照射器件(2)將第一波長范圍(W1)內(nèi)的輻射引導到表面(10)上，圖像記錄單元(4)記錄從所述表面(10)散射和/或反射的該輻射的第一空間分辨圖像(B1)，以及照射器件(2)將第二波長范圍(W2)內(nèi)的輻射引導到表面(10)上，圖像記錄單元(4a)記錄從所述表面(10)散射和/或反射的該輻射的第二空間分辨圖像(B2)，其中第一波長范圍(W1)內(nèi)的輻射和至少部分地不同于所述第一波長范圍(W1)的第二波長范圍(W2)內(nèi)的輻射在時間方面至少部分錯開地引導到所述表面(10)上，并且第一波長范圍(W1)內(nèi)的輻射和第二波長范圍(W2)內(nèi)的輻射以相同的入射角(a1)照射到所述表面(10)上。
文檔編號G01N21/25GK102901706SQ20121023472
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者彼得·施瓦茨, 烏韋·斯珀林 申請人:畢克-加特納有限責任公司